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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum automatischen Bestücken einer
Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen.
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Eine
bekannte Vorrichtung zum Bestücken mit
elektronischen Bauteilen umfasst eine Zuführeinrichtung für elektronische
Bauteile, einen Bestückungskopf
und einen Bestückungsabschnitt.
Eine Leiterplatte wird innerhalb des Bestückungsabschnitts in Stellung
gebracht. Der Bestückungskopf befördert elektronische
Komponenten (elektronische Bauteile) von der Zuführeinrichtung für elektronische Bauteile
zum Bestückungsabschnitt
und bestückt
die Leiterplatte mit den elektronischen Bauteilen. Der Bestückungsabschnitt
ist mit einem XY-Tisch versehen, um die Leiterplatte in zwei senkrechte
Richtungen auf einer horizontalen Ebene zu bewegen. Der XY-Tisch
ist drehbar.
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In
der bekannten Vorrichtung zum Bestücken mit elektronischen Bauteilen
wird der XY-Tisch aus einer normalen Position gedreht, wenn die
aktuelle Lage einer elektronischen Komponente, die durch den Bestückungskopf
gehalten wird, sich von einer gewünschten Lage unterscheidet
oder wenn es erforderlich ist, dass eine elektronische Komponente schräg auf der
Leiterplatte montiert wird. In dem Fall, in dem die aktuelle Lage
einer durch den Bestückungskopf
gehaltenen elektronischen Komponente sich von einer gewünschten
Lage unterscheidet, wird im Einzelnen die elektronische Komponente
zu einem Platz über
der Leiterplatte im Bestückungsabschnitt
befördert,
während
deren aktuelle Lage von der gewünschten
Lage verschieden bleibt. Der XY-Tisch wird aus seiner normalen Position
gedreht, um den Fehler in der Lage der durch den Bestü ckungskopf
gehaltenen elektronischen Komponente zu kompensieren. Der Bestückungskopf
wird dann in Richtung auf die Leiterplatte abgesenkt, und die elektronische
Komponente wird durch den Bestückungskopf
darauf montiert.
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Die
Kompensation des Lagefehlers unter Verwendung einer Drehung des
XY-Tisches bewirkt, dass pro elektronische Komponente eine lange
Bestückungszeit
vergeudet wird. Der Grund für
die lange Bestückungszeit
lautet wie folgt. Der XY-Tisch ist groß und schwer. Daher ist das
Zeitintervall zwischen dem Moment eines Beginns der Drehung des
XY-Tisches und dem Moment seines Stopps verhältnismäßig lang. Nachdem der Stopp
einer Drehung des XY-Tisches abgeschlossen wurde, beginnt das Absenken
des Bestückungskopfes
in Richtung auf die Leiterplatte. Demgemäß weist die bekannte Vorrichtung
zum Bestücken
mit elektronischen Bauteilen eher eine geringe Bestückungsgeschwindigkeit
oder -rate auf.
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EP-A-0
664 665 bezieht sich auf eine Bestückungseinrichtung zum Bestücken von
Komponenten an spezifischen Positionen, insbesondere Chipkomponenten
auf Leiterplatten. Die Bestückungseinrichtung
umfasst eine bewegbare Kopfeinheit mit zumindest einer Aufnahmedüse, um Komponenten
von einer Komponentenzuführeinheit
aufzunehmen, wobei die Aufnahmedüse
im Bestückungskopf
verschiebbar bzw. gleitbar gelagert ist und durch eine Betätigungsanordnung
betätigt
wird, die einen Kipphebel enthält,
der an der Aufnahmedüse
angreift, und ein erstes Antriebsmittel, um den Hebelarm anzutreiben,
wobei das Antriebsmittel eine drehbare Nockeneinrichtung umfasst,
die an dem Kipphebelarm angreifen kann. Die Bestückungseinrichtung ist insofern verbessert,
als ein zweites Antriebsmittel zum Antreiben des Kipphebelarms vorgesehen
ist.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestücken mit
elektronischen Bauteilen mit einer hohen Bestückungsgeschwindigkeit oder
-rate zu schaffen.
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Ein
erster Gesichtspunkt dieser Erfindung liefert eine Vorrichtung zum
Bestücken
mit elektronischen Bauteilen, welche eine Zuführeinrichtung für elektronische
Bauteile; einen Bestückungskopf,
um elektronische Bauteile von der Zuführeinrichtung für elektronische
Bauteile zu befördern,
wobei der Bestückungskopf
eine Vielzahl von Düsen
enthält,
um die elektronischen Bauteile jeweils zu halten; einen Bestückungsabschnitt
für elektronische
Bauteile, um dem Bestückungskopf
zu ermöglichen,
eine Leiterplatte mit den elektronischen Bauteilen zu bestücken; ein
erstes Mittel, um jede der Düsen
zu drehen; und ein zweites Mittel, um jede der Düsen nach oben und unten zu
bewegen, umfasst. Das Mittel umfasst ein Ritzel, das auf einer äußeren Umfangsoberfläche jeder
der Düsen
vorgesehen ist, und eine Zahnstange, die mit dem Ritzel kämmt.
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Ein
zweiter Gesichtspunkt dieser Erfindung basiert auf deren erstem
Gesichtspunkt und liefert eine Vorrichtung zur Bestückung mit
elektronischen Bauteilen, wobei die Zahnstange eine erste Zahnstangenplatte,
eine zweite Zahnstangenplatte, die gleitbar auf der ersten Zahnstangenplatte
liegt, und ein Mittel umfasst, um die zweite Zahnstangenplatte in
Bezug auf die erste Zahnstangenplatte in eine zur ersten Zahnstangenplatte
parallele Richtung zu drängen.
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Ein
dritter Gesichtspunkt dieser Erfindung basiert auf deren zweitem
Gesichtspunkt und liefert eine Vorrichtung zum Bestücken mit
elektronischen Bauteilen, welche ferner ein drittes Mittel aufweist, um
jede der Düsen
in eine Drehrichtung der Düse
zu drängen.
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Ein
vierter Gesichtspunkt dieser Erfindung basiert auf deren erstem
Gesichtspunkt und liefert eine Vorrichtung zum Bestücken mit
elektronischen Bauteilen, wobei Positionen der Düsen jeweils ganzzahligen Vielfachen
eines Zahnabstandes der Zahnstange entsprechen.
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Ein
fünfter
Gesichtspunkt dieser Erfindung basiert auf deren erstem Gesichtspunkt
und liefert eine Vorrichtung zum Bestücken mit elektronischen Bauteilen,
wobei jede der Düsen
einen äußeren Zylinder,
einen Halter, ein Mittel, um den äußeren Zylinder auf dem Halter
drehbar zu lagern, einen inneren Zylinder, der sich in den äußeren Zylinder
erstreckt und in Bezug auf den äußeren Zylinder
nach oben und unten bewegbar ist, ein Ritzel, das auf dem äußeren Zylinder
vorgesehen ist, und ferner eine Zahnstange umfasst, die das Ritzel
kämmt,
und ein Mittel, um die Zahnstange an dem Halter gleitbar zu lagern.
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Ein
sechster Gesichtspunkt dieser Erfindung basiert auf deren fünftem Gesichtspunkt
und liefert eine Vorrichtung zum Bestücken mit elektronischen Bauteilen,
wobei jede der Düsen
eine Schraubenfeder enthält,
die zwischen dem äußeren Zylinder
und dem Halter vorgesehen ist.
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Ein
siebter Gesichtspunkt dieser Erfindung basiert auf deren erstem
Gesichtspunkt und liefert eine Vorrichtung zum Bestücken mit
elektronischen Bauteilen, wobei das zweite Mittel einen fluidbetriebenen
Aktuator umfasst, der einen Kolben im Eingriff mit einem oberen
Ende von jeder der Düsen
aufweist.
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Ein
achter Gesichtspunkt dieser Erfindung basiert auf deren siebtem
Gesichtspunkt und liefert eine Vorrichtung zum Bestücken mit
elektronischen Bauteilen, welche ferner eine Begrenzungsplatte umfasst,
die mit einem unteren Ende des Kolbens in Eingriff gelangen kann,
um eine unte re Grenzposition des Kolbens zu bestimmen, eine erste
Feder, um den Kolben nach unten zu drängen, und eine zweite Feder,
um die Düse
nach oben zu drängen.
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Ein
neunter Gesichtspunkt dieser Erfindung liefert eine Vorrichtung
zum Bestücken
mit elektronischen Bauteilen mit einer Zuführeinrichtung für elektronische
Bauteile; einem Bestückungskopf,
um elektronische Bauteile von der Zuführeinrichtung für elektronische
Bauteile zu befördern,
wobei der Bestückungskopf
mehrere Düsen
enthält,
um jeweils die elektronischen Bauteile zu halten; einem Bestückungsabschnitt
für elektronische
Bauteile, um dem Bestückungskopf
zu ermöglichen,
eine Leiterplatte mit den elektronischen Bauteilen zu bestücken; einem
ersten Mittel, um jede der Düsen
zu drehen; einem fluidbetriebenen Aktuator, um jede der Düsen nach
oben und unten zu bewegen, wobei der fluidbetriebene Aktuator einen
Kolben in Eingriff mit einem oberen Ende von jeder der Düsen aufweist;
einer Begrenzungsplatte, die mit einem unteren Ende des Kolbens
in Eingriff gelangen kann, um eine untere Grenzposition des Kolbens
zu bestimmen; einer ersten Feder, um den Kolben nach unten zu drängen; einer
zweiten Feder, um die Düse
nach oben zu drängen;
und einem zweiten Mittel, um die Begrenzungsplatte nach oben und
unten zu bewegen.
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Ein
zehnter Gesichtspunkt dieser Erfindung liefert eine Vorrichtung
zum Bestücken
mit elektronischen Bauteilen mit einer Zuführeinrichtung für elektronische
Bauteile; einem Bestückungskopf,
um elektronische Bauteile von der Zuführeinrichtung für elektronische
Bauteile zu befördern,
wobei der Bestückungskopf
eine Vielzahl von Düsen
enthält,
um jeweils die elektronischen Teile zu halten; einem Bestückungsabschnitt
für elektronische
Bauteile, um dem Bestückungskopf
zu ermöglichen,
eine Leiterplatte mit den elektronischen Bauteilen zu bestücken; einem
ersten Mittel, um jede der Düsen
zu drehen; einem fluidbetriebenen Aktuator, um jede der Düsen nach
oben und unten zu bewegen, wobei der fluidbetriebene Aktuator einen
Kolben in Eingriff mit einem oberen Ende von jeder der Düsen aufweist;
einer Begrenzungsplatte, die mit einem unteren Ende des Kolbens
in Eingriff gelangen kann, um eine untere Grenzposition des Kolbens
zu bestimmen; einer ersten Feder, um den Kolben nach unten zu drängen; einer
zweiten Feder, um die Düse
nach oben zu drängen;
einem zweiten Mittel, um Höhen
der durch die Düsen
gehaltenen elektronischen Bauteile zu detektieren; und einem dritten
Mittel, um die Begrenzungsplatte als Antwort auf die durch das zweite
Mittel detektierten Höhen
nach oben und unten zu bewegen.
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Ein
elfter Gesichtspunkt dieser Erfindung basiert auf deren siebtem
Gesichtspunkt und liefert eine Vorrichtung zum Bestücken mit
elektronischen Bauteilen, wobei das zweite Mittel ein Lager enthält, um den
Kolben und das obere Ende jeder der Düsen drehbar zu verbinden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben;
es zeigen;
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Bestücken mit
elektronischen Bauteilen gemäß einer
ersten Ausführungsform
dieser Erfindung;
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2 eine
Draufsicht der Vorrichtung zum Bestücken mit elektronischen Bauteilen
in 1;
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3 eine
Vorderansicht der Vorrichtung zum Bestücken mit elektronischen Bauteilen
in 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Bestückungskopfes in 1 mit
einem der Klarheit halber weggebrochenen Abschnitt;
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5 eine
Vorderansicht des Bestückungskopfes
in 4;
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6 eine
Schnittansicht einer Saugdüse
in 4 und 5,
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7 eine
Draufsicht einer Zahnstange und von Ritzeln in 4;
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8 eine
Schnittansicht der Zahnstange in 7;
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9 eine
Draufsicht der Zahnstange in 7;
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10 eine
Vorderansicht des Bestückungskopfes
in 4;
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11 eine
Schnittansicht des Bestückungskopfes
in 10;
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12 eine
Schnittansicht des Bestückungskopfes
in 10, worin eine Düse eine höhere Position einnimmt;
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13 eine
Schnittansicht des Bestückungskopfes
in 10, worin die Düse eine tiefere Position einnimmt;
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14 eine
Vorderansicht eines Nockens und einer Zwischenplatte im Bestückungskopf
in 4, wo der Nocken eine erste Grenzposition einnimmt;
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15 eine
Vorderansicht des Nockens und der Zwischenplatte in dem Bestückungskopf
in 4, wo der Nocken eine zweite Grenzposition einnimmt;
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16 ein
Blockdiagramm eines elektrischen Teils der Vorrichtung zum Bestücken mit
elektronischen Bauteilen in 1; und
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17 eine
Schnittansicht eines Teils des Bestückungskopfes in einer Vorrichtung
zum Bestücken
mit elektronischen Bauteilen gemäß einer
zweiten Ausführungsform
dieser Erfindung.
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Erste Ausführungsform
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Nach 1, 2 und 3 enthält eine Vorrichtung
zum Bestücken
mit elektronischen Bauteilen in einer ersten Ausführungsform
dieser Erfindung einen Hauptkörper 1,
der ein Metallrahmen ist. Ein Bestückungsabschnitt 2 für elektronische
Bauteile ist auf einem zentralen Teil des Hauptkörpers 1 vorgesehen.
Zuführeinrichtungen 3 und 4 für elektronische
Bauteile sind auf dem Hauptkörper 1 gelagert. Die
Zuführeinrichtungen 3 und 4 für elektronische Bauteile
erstrecken sich an der linken bzw. rechten Seite des Bestückungsabschnitts 2 für elektronische Bauteile.
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Bestückungsköpfe 5 und 6 sind
auf dem Hauptkörper 1 bewegbar
gelagert. Der Bestückungskopf 5 dient
dazu, elektronische Komponenten (elektronische Bauteile) von der
Zuführeinrichtung 3 für elektronische
Bauteile zum Bestückungsabschnitt 2 für elektronische
Bauteile zu befördern.
Der Bestückungskopf 6 dient
dazu, elektronische Komponenten (elektronische Teile) von der Zuführeinrichtung 4 für elektronische
Bauteile zum Bestückungsabschnitt 2 für elektronische
Bauteile zu befördern.
Der Bestückungsabschnitt 2 für elektronische
Bauteile ist mit einem Y-Tisch 7 versehen. Der Y-Tisch 7 kann
sich in Bezug auf den Hauptkörper 1 in
einer horizontalen Richtung, d.h. einer Y-Richtung bewegen. Eine
Leiterplatte wird auf dem Y-Tisch 7 platziert.
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Die
Zuführeinrichtung 3 für elektronische Bauteile
enthält
Bandrollen 8, von denen elektronische Komponenten (elektronische
Bauteile) dem Bestückungskopf 5 zugeführt werden.
Die Zuführeinrichtung 4 für elektronische
Bauteile enthält
Kassetten 9, aus denen elektronische Komponenten (elektronische
Bauteile) dem Bestückungskopf 6 zugeführt werden.
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Die
Bestückungsköpfe 5 und 6 haben ähnliche
Strukturen. Daher wird im Detail nur der Bestückungskopf 5 erläutert. Wie
in 4 und 5 gezeigt ist, enthält der Bestückungskopf 5 zehn
Saugdüsen 10,
die in Reihe angeordnet sind. Der Bestückungskopf 5 enthält auch
einen Motor 11, um die Saugdüsen 10 in Umfangsrichtung
zu drehen. Überdies
enthält
der Bestückungskopf 5 einen
Motor 12, um die untere Grenze vertikaler Verschiebungen
der Saugdüsen 10 zu
steuern.
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Wie
in 6 gezeigt ist, enthält jede Saugdüse 10 einen äußeren Zylinder
(eine äußere Hülse) 13 und
einen inneren Zylinder (eine innere Hülse) 14. Der innere
Zylinder 14 erstreckt sich koaxial in den äußeren Zylinder 13 über dessen
oberes Ende. Der äußere Zylinder 13 und
der innere Zylinder 14 sind über eine geeignete Kopplung
wie zum Beispiel eine Stift-Schlitz-Kopplung oder eine Schlüsselkopplung gekoppelt,
welche ermöglicht,
dass der innere Zylinder 14 zusammen mit dem äußeren Zylinder 13 in Umfangsrichtung
dreht und in Bezug auf den äußeren Zylinder 13 axial
gleitet. Der äußere Zylinder 13 ist
durch obere und untere Lager 16 auf einem Halter 15 drehbar
gelagert. Der äußere Zylinder 13 kann
in einer Umfangsrichtung drehen. Ein oberes Ende des äußeren Zylinders 13 ist
mit einem Ritzel 17 ausgebildet. Das Ritzel 17 kämmt mit
einer Zahnstange 18. Die Zahnstange 18 ist durch
den Halter 15 gleitbar gelagert.
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Wie
in 7, 8 und 9 gezeigt
ist, umfasst die Zahnstange 18 obere und untere Platten 19 und 20,
die beide mit Zähnen
versehen sind. Die obere Platte 19 liegt auf der unteren
Platte 20. Die untere Platte 20 kann sich in Bezug
auf den Halter 15 in einer horizontalen Richtung bewegen.
Die obere Platte 19 ist dünner als die untere Platte 20.
Die obere Platte 19 kann in Bezug auf die untere Platte 20 horizontal
gleiten.
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Wie
am besten in 7 und 8 gezeigt ist,
hat die obere Platte 19 Löcher 21, durch die
sich jeweils Stifte 22 erstrecken. Die Stifte 22 sind
an der unteren Platte 20 befestigt. Die Innenabmessungen der
Löcher 21 sind
größer als
die Außenabmessungen
der Stifte 22 eingerichtet, um eine linksgerichtete und
rechtsgerichtete horizontale Gleitbewegung der oberen Platte 19 in
Bezug auf die untere Platte 20 zu erlauben.
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Wie
am besten in 8 gezeigt ist, ist an einem
Ende der unteren Platte 19 ein Arm 23 befestigt. Ein
Ende einer Feder 24 greift am Arm 23 an, während das
andere Ende der Feder 24 an einem Ende der oberen Platte 19 anliegt.
Die Feder 24 drängt
die obere Platte 19 wie in 7, 8 und 9 ersichtlich
nach rechts.
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Wie
in 4, 7 und 8 gezeigt
ist, kämmt
ein Ritzel 25 mit den Zähnen
der oberen Platte 19 und auch mit den Zähnen der unteren Platte 20. Wie
am besten in 7 gezeigt ist, drückt die
Feder 24 einen Zahn 27 der oberen Platte 19 gegen
die linke Seite eines Zahns 26 des Ritzels 25,
wodurch die rechte Seite des Zahns 26 des Ritzels 25 gegen
einen Zahn 28 der unteren Platte 20 gedrückt wird.
Daher wird der Zahn 26 des Ritzels 25 fest zwischen dem
Zahn 27 der oberen Platte 19 und dem Zahn 28 der
unteren Platte 20 gehalten. Folglich weist die Kämmung zwischen
der Zahnstange 18 (die die obere Platte 19 und
die untere Platte 20 enthält) und dem Ritzel 25 keinen
Totgang auf.
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Das
Ritzel 25 ist an einer Abtriebswelle des Motors 11 montiert.
Das Ritzel 25 dreht entsprechend einer Drehung der Abtriebswelle
des Motors 11. Wie früher
angegeben wurde, kämmt
das Ritzel 25 mit der Zahnstange 18. Die Zahnstange 18 bewegt
sich gemäß einer
Drehung des Ritzels 25 nach rechts und nach links. Dementsprechend
wird die Zahnstange 18 durch den Motor 11 horizontal
bewegt.
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Wieder
mit Verweis auf 6 verläuft eine schraubenförmige Feder
(eine Schraubenfeder) 29 um den äußeren Zylinder 13 der
Saugdüse 10.
Ein Ende der Feder 29 ist am Halter 15 befestigt,
während
ihr anderes Ende am äußeren Zylinder 13 angebracht
ist. Wie früher
angegeben wurde, ist der äußere Zylinder 13 mit
dem Ritzel 17 versehen, welches mit der Zahnstange 18 kämmt. Wie
in 6 und 7 gezeigt ist, drängt die
Feder 29 den äußeren Zylinder 13 in
die Umfangsrichtung in Bezug auf den Halter 15, so dass
eine Seite eines Zahns 30 des Ritzels 17 gegen
einen Zahn 28 der Zahnstange 18 gedrückt wird.
Folglich weist die Kämmung
zwischen der Zahnstange 18 und dem Ritzel 17 keinen
Totgang auf.
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Das
Ritzel 17 dreht sich, während
sich die Zahnstange 18 horizontal bewegt. Demgemäß dreht der äußere Zylinder 13 entsprechend
einer horizontalen Bewegung der Zahnstange 18. Da die Zahnstange 18 durch
den Motor 11 horizontal bewegt werden kann, kann der äußere Zylinder 13 durch
den Motor 11 gedreht werden. Ein Arbeitsabschnitt (ein unterer
Abschnitt) des Saugdüse 10 ist
durch eine geeignete Kopplung wie zum Beispiel eine Stift-Schlitz-Kopplung
oder eine Schlüsselkopplung mit
dem äußeren Zylinder 13 so
verbunden, dass der Arbeitsabschnitt der Saugdüse 10 zusammen mit dem äußeren Zylinder 13 in
Umfangsrichtung drehen wird, während
er sich in Bezug auf den äußeren Zylinder 13 vertikal
bewegen kann. Der Arbeitsabschnitt der Saugdüse 10 wirkt dahingehend, eine
elektronische Komponente anzusaugen und zu halten. Die durch den
Arbeitsabschnitt der Saugdüse 10 gehaltene
elektronische Komponente kann durch den Motor 11 gedreht
werden.
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Die
zehn Saugdüsen 10 sind
in gleichen Intervallen angeordnet, die so gewählt wurden, dass die Ritzel 17 auf
den Saugdüsen 10 in
der Zahnphase (Winkellage der Zähne)
bezüglich
der Zähne
der Zahnstange 18 einander gleich sein werden. Beispielsweise
entsprechen die Positionen der Saugdüsen 10 jeweils ganzzahligen
Vielfachen des Zahnabstands der Zahnstange 18. Folglich
sind die Winkellagen der zehn Saugdüsen 10 einander gleich.
Die Winkellagen der Saugdüsen 10 variieren
gleich gemäß einer
horizontalen Bewegung der Zahnstange 18, d.h. gemäß einer
Drehung des Ritzels 25.
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Wie
in 6 gezeigt ist, verläuft der innere Zylinder 14 über ein
oberes Ende des äußeren Zylinders 13 in
den äußeren Zylinder 13.
Der innere Zylinder 14 kann in Bezug auf den äußeren Zylinder 13 axial
gleiten. Mit anderen Worten kann sich der innere Zylinder 14 in
Bezug auf den äußeren Zylinder 13 nach
oben und unten bewegen. Der Arbeitsabschnitt (der untere Abschnitt)
der Saugdüse 10 ist
mit dem inneren Zylinder 14 verbunden oder mit ihm einteilig, so
dass sich der Arbeitsabschnitt der Saugdüse 10 zusammen mit
dem inneren Zylinder bewegen und drehen kann.
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Eine
der zehn Saugdüsen 10 wird
weiter erläutert.
Wie in 10 und 11 gezeigt
ist, berührt ein
oberes Ende des inneren Zylinders 14 ein unteres Ende 32 mit
großen
Durchmesser eines Aktuatorkolbens 31. Der Aktuatorkolben 31 erstreckt
sich gleitbar in einen Aktuatorzylinder 33. Der Aktuatorkolben 31 kann
sich in Bezug auf den Aktuatorzylinder 33 axial bewegen.
Mit anderen Worten kann sich der Aktuatorkolben 31 in Bezug
auf den Aktuatorzylinder 33 nach oben und unten bewegen.
Eine Feder 34 ist zwischen einem oberen Ende des äußeren Zylinders 13 und
einem Flansch auf dem inneren Zylinder 14 vorgesehen. Die
Feder 34 drängt
den inneren Zylinder 14 in Bezug auf den äußeren Zylinder 13 nach oben.
Eine Feder 35, die im Aktuatorzylinder 33 angeordnet
ist, verläuft
zwischen einer oberen Wand des Aktuatorzylinders 33 und
einem oberen Ende des Aktuatorkolbens 31. Die Feder 35 drängt den
Aktuatorkolben 31 in Bezug auf den Aktuatorzylinder 33 nach
unten. Die Federn 34 und 35 bringen das obere Ende
des inneren Zylinders 14 und das untere Ende 32 mit
großem
Durchmesser des Aktuatorkolbens 31 in Kontakt miteinander.
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Ein
Arbeitsfluid wie zum Beispiel Luft kann einer Arbeitskammer innerhalb
des Aktuatorzylinders 33, der sich über dem Aktuatorkolben 31 erstreckt, zugeführt oder
aus ihr gesaugt werden. Während
das Arbeitsfluid der Arbeitskammer in dem Aktuatorzylinder 33 zugeführt wird,
wird der Aktuatorkolben 31 nach unten bewegt. Während das
Arbeitsfluid aus der Arbeitskammer innerhalb des Aktuatorzylinders 33 gesaugt
wird, wird der Aktuatorkolben 31 nach oben bewegt.
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Nach 4 und 11 kann
das untere Ende 32 mit großem Durchmesser des Aktuatorkolbens 31 eine
Begrenzungsplatte 36 treffen. Die Begrenzungsplatte 36 weist
zehn halbkreisförmige
Ausnehmungen 37 auf, die jeweils den zehn Saugdüsen 10 entsprechen.
Der innere Zylinder 14 erstreckt sich bewegbar durch die
entsprechende Ausnehmung 37 in der Begrenzungsplatte 36.
Während
das Arbeitsfluid der Arbeitskammer innerhalb des Aktuatorzylinders 33 zugeführt wird,
wird der Aktuatorkolben 31 nach unten bewegt, bis dessen
unteres Ende 32 mit großem Durchmesser die Begrenzungsplatte 36 trifft. Mit
anderen Worten wird eine abwärts
gerichtete Bewegung des Aktuatorkolbens 31 durch die Begrenzungsplatte 36 gestoppt.
Folglich bestimmt die Begrenzungsplatte 36 die untere Grenzposition
des Aktuatorkolbens 31. Die Begrenzungsplatte 36 bestimmt
auch die untere Grenzposition des Arbeitsabschnitts der Saugdüse 10.
In dem Fall, in dem das untere Ende 32 mit großem Durchmesser
des Aktuatorkolbens 31 die Begrenzungsplatte 36 erreicht, bleibt
der Kolben 32 in seiner unteren Grenzposition, selbst wenn
das Arbeitsfluid der Arbeitskammer innerhalb des Aktuatorzylinders 33 weiter
zugeführt wird.
Wie später
erklärt
wird, ist die untere Grenzposition des Kolbens 32 variabel
oder bewegbar.
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Die
Begrenzungsplatte 36 kann sich nach oben und unten bewegen.
In dem Fall, in dem das Arbeitsfluid der Arbeitskammer innerhalb
des Aktuatorzylinders 33 zugeführt wird, so dass das untere
Ende 32 mit großem
Durchmesser des Aktuatorkolbens 31 in Kontakt mit der Begrenzungsplatte 36 steht,
bewegen sich, während
die Begrenzungsplatte 36 sich nach oben und unten bewegt,
der Aktuatorkolben 31 und der innere Zylinder 14 nach
oben und unten, während
das untere Ende 32 mit großem Durchmesser des Aktuatorkolbens 31 mit
der Begrenzungsplatte 36 und auch dem oberen Ende des inneren
Zylinders 14 in Kontakt bleibt (siehe 12 und 13). Folglich
bewegt sich in diesem Fall der innere Zylinder 14 gemäß der Bewegung
der Begrenzungsplatte 36 nach oben und unten. Der Arbeitsabschnitt
der Saugdüse 10 ist
mit dem inneren Zylinder 14 so verbunden, dass er sich
gemäß der Bewegung
des inneren Zylinders 14 nach oben und unten bewegt. Die abwärts gerichtete
Bewegung des Arbeitsabschnitts der Saugdüse 10 wird beim Zugriff
auf eine elektronische Komponente 38 wie folgt genutzt.
Nachdem der Arbeitsabschnitt der Saugdüse 10 die elektronische Komponente 38 gemäß ihrer
abwärts
gerichteten Bewegung erreicht, saugt ein unteres Ende der Saugdüse 10 die
elektronische Komponente 38 an und nimmt sie auf. Der Arbeitsabschnitt
der Saugdüse 10 bewegt
sich dann nach oben, während
er die elektronische Komponente 38 hält (siehe 12 und 13).
Während
der abwärts
gerichteten Bewegung des Arbeitsabschnitts der Saugdüse 10 gemäß der abwärts gerichteten
Bewegung der Begrenzungsplatte 36 bleibt das untere Ende 32 mit
großem Durchmesser
des Aktuatorkolbens 32 in Kontakt mit der Begrenzungsplatte 36 und
auch mit dem oberen Ende des inneren Zylinders 14, so dass
das Auftreten einer unerwünschten
Vibration oder eines unerwünschten
Geräuschs
verhindert wird.
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Wie
in 4, 14 und 15 gezeigt
ist, ist die Begrenzungsplatte 36 an einer Zwischenplatte 39 befestigt,
auf der zwei Rollen 40 drehbar montiert sind. Die beiden
Rollen 40 sind in einem vorbestimmten Intervall voneinander
vertikal beabstandet. Ein wirksamer Abschnitt eines drehbaren Nockens 41 liegt
sandwichartig zwischen den Rollen 40. Der Nocken 41 ist
mit einer Abtriebswelle des Motors 12 verbunden, so dass
der Nocken 41 vom Motor 12 gedreht werden kann.
Der Nocken 41 ist so ausgelegt, dass eine Drehung des Nockens 41 die
Zwischenplatte 39 nach oben und unten bewegen wird. Die
Begrenzungsplatte 36 bewegt sich zusammen mit der Zwischenplatte 39 nach
oben und unten. Folglich wird die Begrenzungsplatte 36 durch
den Motor 12 nach oben und unten bewegt.
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Die
Funktion des Bestückungskopfes 6 wird weiter
erläutert.
Der Bestückungskopf 6 wird
oberhalb der Zuführeinrichtung 4 für elektronische
Bauteile platziert. Im Bestückungskopf 6 wird
die Begrenzungsplatte 36 durch den Motor 12 nach
unten bewegt. Der Arbeitsabschnitt (der untere Abschnitt) der Saugdüse 10 wird
für einen
Zugriff auf eine elektronische Komponente 38 in der entsprechenden
Kassette 9 der Zuführeinrichtung 4 für elektronische
Bauteile gemäß der Bewegung
der Begrenzungsplatte 36 nach unten bewegt. Das untere
Ende der Saugdüse 10 saugt
dann eine elektronische Komponente 38 aus der entsprechenden
Kassette 9 an (siehe 11 und 13).
Folglich wird der Nocken 41 vom Motor 12 aus der
in 15 gezeigten Position zu der in 14 gezeigten
Position gedreht, so dass der Arbeitsabschnitt der Saugdüse 10 sich
nach oben bewegt, wäh rend
das untere Ende der Saugdüse 10 die elektronische
Komponente 38 weiter hält.
Auf diese Weise nimmt die Saugdüse 10 die
elektronische Komponente 38 auf. Der Berührungskopf 6 wird
dann durch einen geeigneten Antriebsmechanismus entlang einem Beförderungsweg
(wie in 2 ersichtlich nach links) zu
dem Bestückungsabschnitt 2 für elektronische
Bauteile bewegt.
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Wenn
der Bestückungskopf 6 entlang
dem Beförderungsweg
bewegt wird, nimmt ein Bildsensor oder eine Kamera 32,
die sich unter den Beförderungsweg
befindet, ein Bild der von der Saugdüse 10 gehaltenen elektronischen
Komponente 38 auf. Wie in 16 gezeigt
ist, ist der Bildsensor 42 elektrisch mit einem Controller 44 verbunden,
der eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) enthält. Wenn
der Bestückungskopf 6 entlang
dem Beförderungsweg
bewegt wird, detektiert ein nahe dem Beförderungsweg gelegener Höhensensor 43 die
Höhe der
von der Saugdüse 10 gehaltenen
elektronischen Komponente 38. Wie in 16 gezeigt
ist, ist der Höhensensor 43 mit
dem Controller 44 elektrisch verbunden. Außerdem sind
die Motoren 11 und 12 mit dem Controller 44 elektrisch
verbunden. Ein Speicher 45 ist überdies mit dem Controller 44 elektrisch
verbunden. Der Speicher 45 speichert Daten, die eine gewünschte Lage
einer von jeder Saugdüse 10 gehaltenen
elektronischen Komponente repräsentieren.
Die gewünschte
Lage der elektronischen Komponente beinhaltet eine gewünschte Schieflage
oder Neigung der elektronischen Komponente und deren gewünschten
Winkel. Der Controller 44 treibt die Motoren 11 und 12 als
Antwort auf Ausgangssignale des Bildsensors 42 und des
Höhensensors 43 und
Ausgabedaten vom Speicher 45 gemäß einem Programm an, das in
einem ROM innerhalb der CPU gespeichert ist. Das Programm ist dafür ausgelegt,
die folgenden Prozesse zu implementieren.
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Der
Controller 44 berechnet die aktuelle Lage der von der Saugdüse 10 gehaltenen
elektronischen Komponente 38 als Antwort auf ein Ausgangssignal
des Bildsensors 42. Der Controller 44 ordnet die
berechnete aktuelle Lage der gewünschten
Lage zu, die durch die Ausgabedaten vom Speicher 45 repräsentiert
wird, und berechnet dadurch einen Lagefehler der von der Saugdüse 10 gehaltenen
elektronischen Komponente 38. Der berechnete Lagefehler beinhaltet
einen berechneten Winkelfehler. Der Controller 44 treibt
den Motor 11 als Antwort auf den berechneten Winkelfehler
der von der Saugdüse 10 gehaltenen
elektronischen Komponente 38 an. Während der Motor 11 angetrieben
wird, wird der äußere Zylinder 13 gedreht,
und daher wird die von der Saugdüse 10 gehaltene
elektronische Komponente 38 ebenfalls gedreht. Die Drehung
der elektronischen Komponente 38 korrigiert deren Winkelfehler. Demgemäß wird die
aktuelle Lage der von der Saugdüse 10 gehaltenen
elektronischen Komponente 38 in Übereinstimmung mit deren gewünschter
Lage korrigiert.
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Der
Bestückungskopf 6 befördert elektronische
Komponenten zu dem Bestückungsabschnitt 2 für elektronische
Komponenten und bestückt
dann eine auf dem Y-Tisch 7 platzierte Leiterplatte mit
ihnen. Da Winkelfehler der elektronischen Komponenten wie oben angegeben
korrigiert werden, kann die Leiterplatte mit ihnen genau bestückt werden.
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Wenn
der Bestückungskopf 6 die
elektronische Komponente 38 in Richtung auf den Bestückungsabschnitt 2 für elektronische
Komponenten befördert,
leitet der Controller 44 die Höhe der von der Saugdüse 10 gehaltenen
elektronischen Komponente 38 aus dem Ausgangssignal des
Höhensensors 43 ab.
Der Controller 44 treibt den Motor 12 als Antwort
auf die abgeleitete Höhe
der elektronischen Komponente 38 an. Während der Motor 12 angetrieben
wird, wird die Begrenzungsplatte 36 vertikal bewegt. Die
vertikale Bewegung der Begrenzungsplatte 36 ist dafür ausgelegt,
zu verhindern, dass die Saugdüse 10 während des
Prozesses zum Bestücken
mit elektronischen Komponenten die elektronische Komponente 38 zu
stark gegen die Leiterplatte drückt.
Es sollte besonders erwähnt
werden, dass die Begrenzungsplatte 36 die untere Grenzposition
des Arbeitsabschnitts der Saugdüse 10 bestimmt.
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Der
Speicher 45 kann Daten speichern, die die Höhe elektronischer
Komponenten repräsentieren.
Der Controller 44 kann den Motor 12 als Antwort auf
die Höhendaten
antreiben, die vom Speicher 45 geliefert werden.
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Zweite Ausführungsform
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17 zeigt
eine zweite Ausführungsform dieser
Erfindung, welche ihrer ersten Ausführungsform mit Ausnahme der
folgenden Entwurfsänderung ähnlich ist.
Ein unteres Ende 32 mit großem Durchmesser jedes Aktuatorkolbens 31 ist
mit einem Lager 46 versehen, über das ein oberes Ende eines
inneren Zylinders 14 dem Aktuatorkolben 31 zugeordnet
oder mit ihm verbunden ist. Das Lager 46 ermöglicht eine Drehung
des inneren Zylinders 14 in Umfangsrichtung in Bezug auf
den Aktuatorkolben 31. Daher verhindert das Lager 46,
wenn der innere Zylinder 14 dreht, eine Drehung des Aktuatorkolbens 31,
welche eine Kombination des Aktuatorkolbens 31 und eines Aktuatorzylinders 33 beschädigen kann.