WO2021052756A1 - Bauteilhandhabung mit bauteilinspektion - Google Patents

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WO2021052756A1
WO2021052756A1 PCT/EP2020/074448 EP2020074448W WO2021052756A1 WO 2021052756 A1 WO2021052756 A1 WO 2021052756A1 EP 2020074448 W EP2020074448 W EP 2020074448W WO 2021052756 A1 WO2021052756 A1 WO 2021052756A1
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Stefan Feigl
Siarhei Lakhadanau
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Muehlbauer GmbH & Co. KG
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    • H04N23/90—Arrangement of cameras or camera modules, e.g. multiple cameras in TV studios or sports stadiums

Definitions

  • a component handler and method are described here. Details of this component handling are defined in the claims; the description and the drawing also contain relevant information on the component handling device and the mode of operation as well as on variants of the component handling device.
  • the pick-up tool is set up and intended to pick up a component that has four side surfaces to be visually inspected.
  • two pairs of optical component inspection devices are arranged along the transport path of the component ent ⁇ long the circumference of the turning device, which are arranged with their optical axis in an angular arrangement outside the transport path of the component along the circumference of the turning device.
  • the transport path of the component is essentially circular segment-shaped (approximately semicircular from the pick-up position (0 °) to the set-down position (180 °), and optionally approximately three-quarters of a circle to the ejection position (e.g. 240 ° or 270 °).
  • this apparatus are alternatively or cumulatively at each inspection Posi ⁇ tion as an optical component inspection means two imaging devices and their lighting devices in an X-arrangement distributed so arranged that with which it ⁇ most lighting means and the first imaging device has a first 39flä ⁇ surface of the component to be inspected, and with the second illumination device and the second imaging device is to spiring in ⁇ a second, adjacent to the first side surface.
  • the optical paths (optical paths) of the two can ⁇ picture give the facilities at the location X-shaped cross or at the component located acquisition tool on the on ⁇ is positioned in the inspection position overlap.
  • an incident-light image acquisition is alternatively or cumulatively used to inspect the side surfaces or edges of the component, based on a side surface or edge of the component on the side of the imaging device, a lighting device is provided.
  • One aspect of the optical inspection provides that the component conveyance with one component completes the component path with only very short downtimes in the individual positions. During the movement or during the minimal downtime, one or more cover and / or jacket surfaces of a component are recorded with the imaging devices. These images are then evaluated using image processing methods.
  • a variant of this optical detection / examination provides that one or more color imaging sensors or black and white imaging sensors are provided as imaging devices, with the sensors and the optical components for certain light wavelength ranges, for example infrared light or white light, in a variant or UV light are optimized.
  • the imaging sensors can be assigned one or more mirrors, optical prisms, lenses or the like as optical components.
  • the variants presented here are more cost-effective compared to the state of the art and offer a higher component throughput, more time for inspections, and have fewer moving masses.
  • Fig. La, lb illustrate an (electronic) component with a prismatic, square, cuboid shape in plan view with four lateral surfaces and a lower and an upper cover surface.
  • FIG. 5 illustrates an alignment device with two V-shaped slides which are fed from the outside laterally onto two opposite corners of the component C.
  • Fig. 7 illustrates how a reflected light recording for inspecting an end face of the component and its position / orientation on the recording tool.
  • Fig. 8 illustrates a tion to the holding position of the component to the orientation Posi ⁇ , and the dropping position an intended lifting device.
  • each of the slides 402, 404 has a sliding section 406, 408 that is oriented towards the other in order to come to rest on two opposite side surfaces of the component C located on the receiving tool 160 when the slides 402, 404 are closed. In this way, the component C for inspec tion ⁇ is aligned.

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Abstract

Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen mit wenigstens einer Deckfläche, mehreren zu inspizierenden Seitenflächen und/oder Kanten der Seitenflächen, die Vorrichtung wenigstens ein an einer Wendeeinrichtung angeordnetes Aufnahmewerkzeug für jeweils eines der Bauteile aufweist, das dazu bestimmt und eingerichtet ist, das jeweilige Bauteil an seiner Deckfläche aufzunehmen, die Wendeeinrichtung dazu bestimmt und eingerichtet ist, mit dem Aufnahmewerkzeug das Bauteil in einer Wendeebene entlang einer Transportbahn um eine Wendeachse zu rotieren, und dabei ein am Aufnahmewerkzeug befindliches, winkelig zu der Wendebahn oder der Wendeebene ausgerichtetes Bauteil in eine Inspektionsposition zu fördern, und in der Inspektionsposition als optische Bauteil-Inspektionseinrichtung eine erste und eine zweite bildgebende Einrichtung zueinander winklig so angeordnet sind, dass mit der ersten bildgebenden Einrichtung eine erste Seitenfläche oder Kante des in der Inspektions¬ position befindlichen Bauteils zu inspizieren ist, und mit der zweiten bildgebenden Einrichtung eine zweite, an die erste angrenzende Seitenfläche oder Kante des in der Inspektionsposition befindlichen Bauteils zu inspizieren ist.

Description

BAUTEILHANDHABUNG MIT BAUTEILINSPEKTION
Beschreibung
Hintergrund
Hier sind eine Bauteilhandhabungsvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren beschrie ben. Details dieser Bauteilhandhabung sind in den Ansprüchen definiert; auch die Beschreibung und die Zeichnung enthalten relevante Angaben zur Bauteilhandhabungsvorrichtung und zur Funktionsweise sowie zu Varianten der Bauteilhandhabungsvorrichtung.
Hier sind auch eine Bauteilinspektionsvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren be¬ schrieben. Details dieser Bauteilinspektion sind in den Ansprüchen definiert; auch die Beschreibung und die Zeichnung enthalten relevante Angaben zur Bauteilinspektion und zur Funktionsweise sowie zu Varianten der Bauteilinspektionsvorrichtung.
Ein Bauteil ist hier zum Beispiel ein elektronisches Bauteil, auch als "chip" oder "die" bezeichnet. Ein solches Bauteil hat in der Regel eine prismatische Gestalt, einen im Wesentlichen polygonalen, zum Beispiel viereckigen (rechteckigen oder quadratischen) Querschnitt mit mehreren Mantelflächen sowie eine Stirn- oder Deckfläche bzw. einer oberen und unteren Deckfläche. Die Mantelflächen des Bauteils sind nachfolgend synonym als Seitenflächen bezeichnet. Das Bauteil kann auch eine von vier abweichende Anzahl von Mantelflächen haben. Ein Bauteil kann auch ein elektronisches und/oder optisches Bauteil (Prisma, Spiegel, Linse, etc.) sein oder umfassen. Insgesamt kann ein Bauteil jede geometrische Form haben.
Aus der betrieblichen Praxis der Anmelderin sind so genannte Aufnehm- und Absetzvorrich¬ tungen bekannt, in denen Bauteile mittels eines Aufnahmewerkzeugs von einem Substrat aufgenommen und anschließend auf einem Träger oder in einem Transportbehälter oder dergl. abgelegt werden. Vor dem Ablegen des Bauteils wird dieses inspiziert. Dazu werden Abbildungen einer oder mehrerer Seitenflächen des Bauteils mit einer oder mehreren Kameras aufgenommen und mittels automatisierter Bildverarbeitung ausgewertet.
Die EP 1 470 747 Bl betrifft eine Chipentnahmevorrichtung, ein Chipentnahmesystem, ein Bestückungssystem sowie ein Verfahren zum Entnehmen und Weiterverarbeiten von Chips. Die Chips werden von einem Wafer entnommen und zu einer Übergabeposition transportiert und gleichzeitig gewendet. Diese Chipentnahmevorrichtung zum Entnehmen von Chips von strukturierten Halbleiter-Wafern ist ausgestattet mit einem drehbaren Entnahmewerkzeug zum Entnehmen der Chips von dem Wafer und zum Wenden der entnommenen Chips um 180° um ihre Längs- oder Querachse, und einem drehbaren Wendewerkzeug zum erneuten Wenden der entnommenen Chips um 180° um ihre Längs- oder Querachse, welches mit dem Entnahmewerkzeug zusammenwirkt. Das Entnahmewerkzeug hat eine erste Übergabeposition und das Wendewerkzeug hat eine zweite Übergabeposition, an welchen die Chips zur Weiterverarbeitung an einen Bestückkopf übergebbar sind.
Die EP 0 906 011 A2 betrifft eine Vorrichtung zum Entnehmen und Bestücken von elektrischen Bauelementen auf einem Substrat. Die Vorrichtung umfasst eine drehbare Übergabeeinrichtung, die an einer Aufnahmeposition die elektrischen Bauelemente aus einem Zuführmodul entnimmt und an einer ersten Übergabeposition einem Saugband zur Weiterverarbeitung übergibt. Mittels eines drehbaren Bestückkopfes werden die Bauelemente vom Saugband aufgenommen und zu einer zweiten Übergabeposition transportiert.
Die WO 02/054480 Al betrifft eine Vorrichtung zum optischen Inspizieren verschiedener Oberflächen eines zu montierenden Chips. Die Vorrichtung umfasst eine erste, obere Trans¬ portscheibe, die dazu eingerichtet ist, die Chips aus einer Zuführeinheit zu entnehmen und zu einer ersten Übergabeposition zu transportieren. Die Chips werden in Säugöffnungen ge¬ halten, welche an der Mantelfläche der oberen Transporttrommel ausgebildet sind, und durch Drehen der oberen Transportscheibe bewegt. Die Vorrichtung weist weiterhin eine entsprechend der oberen Transportscheibe ausgebildete zweite, untere Transportscheibe auf, welche die entnommenen Chips an der ersten Übergabeposition aufnimmt und zu einer zweiten Übergabeposition transportiert. Die Vorrichtung ermöglicht eine Inspektion der Chips, indem seitlich neben den Transportscheiben Kameras angeordnet sind, um die Ober¬ und Unterseite der Chips inspizieren. Die Chips werden relativ zur ursprünglichen Ausrich¬ tung ungewendet an eine Sortiervorrichtung zur Weiterverarbeitung übergeben.
Die US 4,619,043 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entnehmen und Anbringen von elektronischen Bauteilen, insbesondere Chips, auf einer Leiterplatte. Die Vor¬ richtung umfasst ein Beförderungsmittel zum Aufnehmen der Chips in Aufnahmeeinheiten und zum Transprotieren der aufgenommenen Chips zu einer ersten Übergabeposition. Das Beförderungsmittel weist dabei eine Beförderungskette und ein drehbares Kettenrad auf, welche zusammen im Eingriff stehen. Die Vorrichtung umfasst weiterhin ein drehbares Befe¬ stigungswerkzeug mit Bestückköpfen zum Aufnehmen der Chips an der ersten Übergabeposi¬ tion. Das Befestigungswerkzeug ist weiterhin dazu eingerichtet, mittels einer Drehbewegung die aufgenommenen Chips zu einer zweiten Übergabeposition zu befördern, wobei sie ge¬ wendet werden.
Die JP 2-193813 betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen und zum Wenden von elektroni- sehen Komponenten, welche durch Prüfvorrichtungen inspiziert werden. Die Vorrichtung um fasst eine Zufuhreinheit, aus welcher chipartige elektronische Bauteile durch einen ersten rotierenden Körper entnommen und an dessen Umfang angeordnet werden. Durch eine Drehbewegung des rotierenden Körpers werden die elektronischen Bauteile zu einer ersten Übergabeposition transportiert, wodurch diese um ihre Längs- oder Querachse gewendet werden. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen zweiten rotierenden Körper, welcher die entnommenen elektronischen Bauteile an der ersten Übergabeposition aufnimmt und zu einer zweiten Übergabeposition transportiert. Dabei erfolgt ein weiteres Wenden der elektronischen Bauteile um deren Längs- oder Querachse. Die Vorrichtung ermöglicht unterschiedliche Seiten der Bauteile zu inspizieren.
Weiterer technologischer Hintergrund ist den Dokumenten EP 3 336 024 Al, EP 1 588 402 Bl, WO 2017/220 245 Al, WO 2019/039 568 Al, JP 502 94 39 A, KR 2017 001 86 07 A, JP 2018 077 083 A, JP 599 98 59 Bl, US 9,261,463 B2, WO 2018/110 500 Al, WO 2019/009 381 Al, WO 2016/080 162 Al, WO 2019/039 552 Al, KR 2012 096 37 Bl, EP 2 075 829 Bl, JP 59 75 556 Bl, WO 2014 112 041 Al, WO 2015 083 211 Al, WO 2017 022 074 Al, WO 2013/108 398 Al, WO 2013/084 298 Al, WO 2012/073 285 Al, US 9,510,460 B2, JP 49 11 714 B2, US 7,191,511 B2, JP 55 10 923 B2, JP 57 83 652 B2, JP 2007 095 725 A, JP 2012 116 529 A, JP 2001-74664 A, JP 1-193630 A, US 5,750,979, DE 199 13 134 Al, JP 8 227 904 A zu entnehmen.
Technisches Problem
Beim Ablösen eines (Halbleiter-)Bauteils von einem Substrat /einer Waferfolie und das Auf¬ nehmen des Bauteils durch das Aufnahmewerkzeug (zum Beispiel Unterdruck-Pipette) kommt es zu Lagetoleranzen des Bauteils am Aufnahmewerkzeug. Diese Streuung von Po¬ sition und Rotation der Bauteile am Aufnahmewerkzeug wird durch eine Vielfalt von Parametern beeinflusst: Adhäsion zwischen Bauteil und Substrat / Waferfolie, Hubhöhe einer Na¬ del um das Bauteil vom Substrat / der Waferfolie zu lösen, Position der Nadel bezogen auf das Zentrum des Bauteils, Gegenkraft des Aufnahmewerkzeugs, Position des Aufnahmewerk¬ zeugs zum Zentrum des Bauteils beim Aufnehmen des Bauteils, Intensität des Unterdrucks am Aufnahmewerkzeug, zur Verfügung stehende Zeit, um den Unterdrück zum Aufnehmen des Bauteils aufzubauen, Beschaffenheit der Oberfläche des Bauteils zum Aufnahmewerkzeug hin, Beschaffenheit der Oberfläche des Aufnahmewerkzeugs, etc.
Des Weiteren steigen die Anforderungen der Industrie, immer kleinere Defekte an Bauteilen optisch erkennen zu können. Die optische Erkennung von Defekten ist mit angepassten Ob¬ jektiven und einer darauf abgestimmten Beleuchtung der zu inspizierenden Bauteile zwar möglich. Allerdings gelangen bei der notwendigen Abbildungsschärfe und der damit einhergehenden kleiner werdenden Schärfentiefe die verfügbaren Objektive an ihre Grenzen.
Wegen der Streuung der Positionen der Bauteile am Aufnahmewerkzeug und der geringen Schärfentiefe der Objektive ist die Qualität der optischen Inspektion eingeschränkt. An unscharf abgebildeten Bauteilen werden Defekte mit einer niedrigeren Wahrscheinlichkeit erkannt. Damit werden fehlerhafte Bauteile fälschlicherweise nicht als funktionsuntüchtig erkannt und weiterverarbeitet / verpackt.
Konventionelle Lösungen dieses Problems sehen eine der optischen Auswertung vorgeschaltete Zentrierstation für das Bauteil zur Erhöhung der Qualität der optischen Bauteilinspektion vor. Dabei werden die X- und Y-Position und die Rotation des Bauteils vermessen. Anschließend werden die X- und Y-Position und die Rotation des Bauteils korrigiert, indem das Aufnahmewerkzeug in X- und Y-Richtung verlagert und gedreht wird. Bei dieser Lösung muss jedes Aufnahmewerkzeug zusätzlich mit einem rotatorischen Antrieb ausgestattet sein oder das Aufnahmewerkzeug ist so ausgeführt, dass ein Antrieb in jedes Aufnahmewerkzeug ein- greifen kann. Alternativ wird das Aufnahmewerkzeug gedreht und die Auswerte-Kamera in X- und Y-Richtung relativ zum Bauteil verlagert. Eine weitere herkömmliche Variante sieht vor, das Bauteil auf einem Träger abzulegen, die X- und Y-Position und die Rotation des Bauteils auf dem Träger auszurichten, und dann das Bauteil mit dem Aufnahmewerkzeug wieder von dem Träger aufzunehmen. Bei diesem erneuten Aufnehmen des Bauteils von dem Träger besteht die Gefahr, dass das Bauteil erneut relativ zum Aufnahmewerkzeug verrutscht.
Systeme zur visuellen Kontrolle elektronischer Bauteile an allen (vier) Mantelflächen (und ggf. einer oder beider Deckflächen) - siehe oben - haben entweder zwei oder mehr zusammenwirkende Transportkörper (z.B. -Räder, -Sterne, -Bänder), oder aufwendige Anordnun¬ gen von Bildgebungssystemen. Bei zwei oder mehr Transportkörpern müssen die elektroni¬ schen Bauteile von einem auf den anderen Transportkörper übergeben und zur visuellen Kontrolle erneut ausgerichtet werden. Diese Lösungen sind aufwendig und im Durchsatz (An¬ zahl der kontrollierten elektronischen Bauteile pro Zeiteinheit) beschränkt.
Die hier vorgestellte Lösung soll eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte, präzise Handhabung von Bauteilen sowie deren Inspektion bei hohem Durchsatz ermöglichen.
Vorqeschlaqene Lösung
Hier werden eine Vorrichtung und ein Verfahren angegeben. Die Vorrichtung weist wenigstens ein an einer Wendeeinrichtung angeordnetes Aufnahmewerkzeug auf und dient zum Ausrichten und optischen Inspizieren eines an einem jeweiligen der Aufnahmewerkzeuge be- Endlichen Bauteils. Das Aufnahmewerkzeug ist dazu bestimmt und eingerichtet, das jeweilige Bauteil an einer seiner Deckflächen aufzunehmen. Die Wendeeinrichtung ist dazu bestimmt und eingerichtet, das Aufnahmewerkzeug in einer Wendeebene um eine Wendeachse zu rotieren und dabei das am Aufnahmewerkzeug befindliche Bauteil von einer Aufnahmeposition optional in wenigstens eine Orientierungspositionen, optional in wenigstens eine Inspektionspositionen, zu einer Absetzposition, und optional in eine Auswurfposition zu fördern.
Die Vorrichtung ist dazu bestimmt und eingerichtet, Bauteile mit mehreren optisch zu inspizierenden Seitenflächen zu handhaben. Dazu weist die Vorrichtung eine der Aufnahmeposition zugewandte Halte- und Zuführeinrichtung für einen Bauteilevorrat auf. Dieser Bauteilevorrat kann ein (Folien-)Substrat sein, an dessen, dem Aufnahmewerkzeug zugewandten Seite, sich die Bauteile voneinander vereinzelt befinden. Eine Austragseinrichtung ist dazu bestimmt und eingerichtet, jeweils eines der Bauteile von dem in der Halte- und Zuführeinrichtung befindlichen Bauteilevorrat in Richtung oder zu dem jeweiligen, in der Aufnahme¬ position befindlichen Aufnahmewerkzeug zu fördern.
Die Halte- und Zuführeinrichtung ist dazu bestimmt und eingerichtet, alle oder nur das je¬ weils abzugebende Bauteil des Bauteilevorrats relativ zu dem in der Aufnahmeposition be¬ findlichen Aufnahmewerkzeug so auszurichten, dass eine oder jede optisch zu inspizierende Mantelfläche des Bauteils, die einen spitzen Winkel mit der Wendeebene einschließt, einen Winkel von etwa 30° bis etwa 60° mit der Wendeebene einschließt, oder eine oder jede op¬ tisch zu inspizierende Mantelfläche des Bauteils, die einen stumpfen Winkel mit der Wendeebene einschließt, einen Winkel von etwa 120° bis etwa 150° mit der Wendeebene ein¬ schließt. So können zum Beispiel die Seitenflächen des Bauteils mit den orthogonalen Haupt- Ausrichtungs-Achsen X, Y der Vorrichtung fluchten, während die Wendeebene der Vorrichtung in oder parallel zu einer Winkelhalbierenden der X, Y - Achsen orientiert ist.
Eine derartige Anordnung hat nur eine Wendeeinrichtung, die sich in nur einer Wendeebene dreht. Relativ zu dieser Wendeebene ist das Bauteil so von der Aufnahmeposition zu der Ab¬ setzposition in einer winkeligen Orientierung zu fördern. Damit ist es möglich, das Bauteil an dem Aufnahmewerkzeug in diese winkelige Orientierung auszurichten, und dann an seinen Seitenflächen / deren Kanten optisch zu inspizieren, ohne eine Komponente einer optischen Inspektionseinrichtung in eine Wende- oder Transportbahn des Bauteils einbringen zu müs¬ sen. Mit anderen Worten ist keine der Seitenflächen des Bauteils parallel oder rechtwinklig zu der einen Wendeebene ausgerichtet.
Eine derartige Anordnung ermöglicht zudem eine schnellere Wartung und insbesondere Ju¬ stierung der Vorrichtung sowie insbesondere der Aufnahmewerkzeuge unmittelbar vor Inbe- triebnahme der Vorrichtung, da die Wendeeinrichtung und mit ihr zusammenwirkende Komponenten einfacher zugänglich sind. Komponenten und Baugruppen müssen zu Wartungsoder Justierungszwecken nicht extra entfernt werden. So sind beispielsweise die Saugpipetten der Aufnahmewerkzeuge in Bezug auf bildgebende Einrichtungen regelmäßig zu justieren oder aufgrund von Verschleiß bzw. unterschiedlicher Eigenschaften der zu handhabenden Bauteile auszutauschen. Dies erlaubt insgesamt einen höheren Durchsatz an zu handhabenden/inspizierenden Bauteilen.
Neben oder anstelle der oben genannten Aufnahmeposition, Orientierungsposition, Inspektionsposition, Absetzposition, und Auswurfposition sind an weiteren Positionen noch weitere Prozessstationen möglich, zum Beispiel eine elektrische Teststation oder eine Klebstoffdüse.
Durch die hier vorgeschlagene Anordnung ist die Zugänglichkeit zu der Wendeeinrichtung verbessert, da diese entlang ihres Umfangs praktisch frei ist. Dies ist im Gegensatz zu bekannten Anordnungen zu sehen, bei denen oberhalb der Wendeeinrichtung der Bauteilevor¬ rat, und unterhalb der Wendeeinrichtung die Empfangseinrichtung den Zugang zu der Wendeeinrichtung einschränkt, von der Rückseite die Steuerung und die Versorgungsleitungen den Zugang zu der Wendeeinrichtung einschränken, und am radial äußeren Umfang der Wendeeinrichtung angeordnete Prozessstationen den Zugang einschränken.
Die Transportbahn des Bauteils liegt zwischen zwei parallelen Kanten des Bauteils, welche zwischen einer unteren und einer oberen Deckfläche des Bauteils verlaufen. Diese Kanten enden jeweils in einander gegenüberliegenden Ecken der unteren und der oberen Deckfläche. Diese zwei parallelen Kanten liegen in einer Ebene quer zu der Wendeebene. Die Transportbahn des Bauteils liegt in der Wendeebene oder parallel (koplanar) dazu.
Dabei eilt eine - zur Mittellängsachse des Aufnahmewerkzeug zumindest annähernd parallel orientierte - Seitenkante des Bauteils zwei an diese Seitenkante angrenzenden Seitenflächen des Bauteils voraus auf der Wende- oder Transportbahn des Bauteils entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung von der Aufnahmeposition bis zu der Absetzposition oder bis zur Auswurfposition. Durch die winkelige Anordnung der Seitenflächen des Bauteils zu der Wende¬ ebene ist es möglich, die Seitenflächen inspizieren zu können, ohne dass hierdurch in der Wendeebene und der Transportbahn des Bauteils eine (zeitweilige) Störkontur in Gestalt einer Inspektionsvorrichtung oder einer Ausrichtungsvorrichtung vorzusehen wäre.
Dies ist im Unterschied zu sehen zu bekannten Anordnungen mit zum Beispiel zwei rechtwinklig zueinander versetzten Wendeeinrichtungen, wobei das Bauteil von einer zur anderen Wendeeinrichtung übergeben und das Bauteil im Verlauf des Vorgangs in Bezug auf seine Stirn- und Bodenfläche gewendet wird. Bei dieser bekannten Anordnung werden auch alle Seitenflächen eines in der Draufsicht viereckigen Bauteils inspiziert. Hier stehen aufgrund der zwei Wendeeinrichtungen zwei Wendeebenen zur Verfügung. In jeder Wendeebene können nur jeweils zwei gegenüberliegende Seitenflächen ohne Störkontur inspiziert werden, da die jeweils zwei Seitenflächen der Bauteile zur jeweiligen Wendeebene fluchten und jeweils zwei Seitenflächen der Bauteile rechtwinklig zur jeweiligen Wendeebene orientiert sind.
Das Aufnahmewerkzeug ist dazu eingerichtet und bestimmt, ein Bauteil aufzunehmen, das vier optisch zu inspizierende Seitenflächen hat. Entlang der Transportbahn des Bauteils ent¬ lang des Umfangs der Wendeeinrichtung sind in einer Variante zwei Paare optischer Bauteillnspektionseinrichtungen angeordnet, die mit ihrer optischen Achse in einer winkeligen Anordnung außerhalb der Transportbahn des Bauteils entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung angeordnet sind. Dabei ist die Transportbahn des Bauteils im Wesentlichen kreissegmentförmig (etwa halbkreisförmig von der Aufnahmeposition (0°) bis zur Absetzposition (180°), und optional etwa dreiviertelkreisförmig bis zur Auswurfposition (z.B. 240° oder 270°).
Bei der hier vorgestellten Vorrichtung können die (zum Beispiel zwei) bildgebenden Einrichtungen und deren (zum Beispiel zwei) Beleuchtungseinrichtungen (bei vier zu inspizierenden Seitenflächen des Bauteils) in einer X-Anordnung auf (zum Beispiel zwei) getrennte Inspek¬ tionspositionen in derselben Wendeebene an einer Wendereinrichtung verteilt angeordnet sein. Dies reduziert die Durchlaufzeit (und erhöht den Durchsatz). In dieser Variante bieten sich Durchlicht-Beleuchtungseinrichtungen an.
In einer anderen Variante der X-Anordnung sind an einer einzigen Inspektionsposition vier bildgebende Einrichtungen auf die vier zu inspizierenden Seitenflächen des Bauteils gerichtet, und den bildgebenden Einrichtungen sind jeweils Beleuchtungseinrichtungen zugeordnet, die mit einem Lichtspektrum oder mehreren Lichtspektren die jeweilige zu inspizierende Seiten¬ fläche beleuchten.
Die vorgestellte Vorrichtung ist insbesondere auch von Vorteil für Infrarot-Durchlicht-Inspek- tion mit der bildgebenden Einrichtung gegenüberliegender Infrarot-(IR)-Beleuchtung. Diese Anordnung erlaubt eine Reduzierung der Taktzeit, da ein radialer (Z-) Hub des Bauteils in Radialrichtung des Aufnahmewerkzeugs bezogen auf die Drehachse der Wendeeinrichtung nur an der Orientierungsposition erforderlich ist, um das Bauteil an dem Aufnahmewerkzeug in eine zentrierte Position auszurichten. Dieser radiale (Z-) Hub kann zeitgleich zum radialen (Z-) Hub anderer an der Wendeeinrichtung befindlicher Bauteile, zum Beispiel an der Auf- nahmeposition und/oder der Absetzposition erfolgen, da in dieser Zeit die Wendeeinrichtung ohnehin zumindest kurzzeitig oder annähernd steht.
Die hier vorgestellte Vorrichtung ist platz- und aufwandssparend, da sie nur eine Wendeeinrichtung benötigt um die Seitenflächen eines Bauteils zu inspizieren und das Bauteil zu wenden. Die hier vorgestellte Vorrichtung eignet sich für Bauteilgrößen mit einer Kantenlänge von z.B. 0,3 mm bis z.B.12xl2x2,5 mm. Somit kann die hier vorgestellte Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen eine großes Spektrum unterschiedlich großer Bauteile handhaben und/oder inspizieren.
Die optionale Auswurfposition dient dazu, ein als nicht in Ordnung inspiziertes Bauteil aus dem Prozess zum Beispiel mit einem Absauger zu entfernen.
Die optionale Orientierungsposition dient dazu, sofern das Bauteil nicht mit der für die Inspektion erforderliche Genauigkeit auf das Aufnahmewerkzeug zu fördern ist, die Lage und Orientierung des Bauteils an dem Aufnahmewerkzeug mit entsprechenden Schiebern oder Greifern zu korrigieren. Dazu ist eine Vorrichtung zum Ausrichten des Bauteils dazu bestimmt und eingerichtet, das Bauteil relativ zu einem Zentrum des Aufnahmewerkzeugs in wenig¬ stens einer Achsen-Richtung und einer Dreh-Richtung auszurichten.
In dieser Vorrichtung kann das Bauteil von der Aufnahmeposition zu der Absetzposition in einer winkeligen Orientierung der Seitenflächen relativ zur Wendeebene befördert werden, während die Wende- oder Transportbahn des Bauteils entlang des Umfangs der Wendeein¬ richtung von Komponenten optischer Bauteil-Inspektionseinrichtungen frei/unbeeinträchtigt ist.
In einer Variante dieser Vorrichtung sind alternativ oder kumulativ an jeder Inspektionsposi¬ tion als optische Bauteil-Inspektionseinrichtungen zwei bildgebende Einrichtungen und deren Beleuchtungseinrichtungen in einer X-Anordnung derart verteilt angeordnet, dass mit der er¬ sten Beleuchtungseinrichtung und der ersten bildgebenden Einrichtung eine erste Seitenflä¬ che des Bauteils zu inspizieren ist, und mit der zweiten Beleuchtungseinrichtung und der zweiten bildgebenden Einrichtung eine zweite, an die erste angrenzende Seitenfläche zu in¬ spizieren ist. Dabei können sich die optischen Pfade (Strahlengänge) der beiden bildgeben¬ den Einrichtungen an der Stelle X-förmig kreuzen oder schneiden, an der das an dem Auf¬ nahmewerkzeug befindliche Bauteil in der Inspektionsposition positioniert wird.
In einer Variante dieser Vorrichtung ist alternativ oder kumulativ das Aufnahmewerkzeug dazu eingerichtet und bestimmt, das Bauteil aufzunehmen, welches vier optisch zu inspizieren- de Seitenflächen hat. Entlang der Transportbahn des Bauteils sind zwei Paare optischer Bau- teil-Inspektionseinrichtungen angeordnet, die in einer winkeligen Anordnung außerhalb der Transportbahn des Bauteils entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung angeordnet sind, wobei die Transportbahn im Wesentlichen kreissegmentförmig ist.
In einer Variante dieser Vorrichtung sind alternativ oder kumulativ als Beleuchtungseinrichtungen zur Infrarot-Durchlicht-Inspektion den bildgebenden Einrichtung jeweils eine ihnen gegenüberliegende Infrarot-(IR)-Beleuchtungseinrichtung zugeordnet, wobei jede Beleuchtungseinrichtung durch eine Steueranordnung zu aktivieren ist, wenn sich das Aufnahmewerkzeug mit dem Bauteil im Erfassungsbereich der jeweiligen bildgebenden Einrichtung befindet, oder die Beleuchtungseinrichtungen dauerhaft aktiviert sind.
In einer Variante dieser Vorrichtung dient alternativ oder kumulativ die Orientierungsposition dazu, die Lage und Orientierung des Bauteils an dem Aufnahmewerkzeug zu korrigieren, wobei eine Vorrichtung zum Ausrichten des Bauteils vorgesehen, dazu bestimmt und eingerichtet ist, das Bauteil relativ zu einem Zentrum des Aufnahmewerkzeugs in wenigstens einer zur Wendebahn winkeligen Orientierung und/oder in einer Dreh-Richtung relativ zur Mittellängs¬ achse des Aufnahmewerkzeugs und/oder des Bauteils auszurichten.
In einer Variante dieser Vorrichtung hat alternativ oder kumulativ die Vorrichtung zum Aus¬ richten zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegliche Schieber, die zueinander orientierte Schiebeabschnitte aufweisen, die dazu bestimmt und eingerichtet sind, an zwei ein¬ ander gegenüber liegenden, ersten Seiten- oder Mantelflächen des an dem Aufnahmewerk¬ zeug befindlichen Bauteils zumindest abschnittsweise zur Anlage zu kommen, um das Bauteil auszurichten.
In einer Variante dieser Vorrichtung sind alternativ oder kumulativ die Schieber dazu bestimmt und eingerichtet, das Bauteil in einer zu wenigstens einem der beiden Schiebeabschnitte orientierten Richtung zu einer Inspektionsposition hinzuschieben und hinzudrehen, während das Aufnahmewerkzeug das Bauteil hält.
In einer Variante dieser Vorrichtung hat diese 8, 16, 24, 32, 48 oder mehr Aufnahmewerk¬ zeuge, die in gleichen Winkelabständen entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung ange¬ ordnet sind, welche eine kreis(-ring)- oder sternförmige Gestalt aufweist. Hierbei hat sich bisher eine Variante dieser Vorrichtung mit 24 Aufnahmewerkzeugen als vorteilhalft hinsicht¬ lich Größe, Zugänglichkeit der einzelnen Positionen und Geschwindigkeit herausgestellt. In einer Variante dieser Vorrichtung ist an der Aufnahmeposition des Bauteils vom in der Halte- und Zuführeinrichtung befindlichen Bauteilevorrat, der Orientierungsposition zum Zentrieren und Ausrichten des Bauteils am Aufnahmewerkzeug, und/oder der Absetzposition zum Absetzen des Bauteils jeweils eine Hubeinrichtung vorgesehen, um jeweils einen radialen (Z-) Hub des Aufnahmewerkzeugs radial von der Drehachse der Wendeeinrichtung weg in Richtung des in der Halte- und Zuführeinrichtung befindlichen Bauteilevorrat zum Aufnehmen des Bauteils, der Vorrichtung zum Zentrieren und Ausrichten des Bauteils, und/oder der Empfangseinrichtung zum Absetzen des Bauteils zu bewirken.
In einer Variante dieser Vorrichtung hat die Hubeinrichtung alternativ oder kumulativ für den radialen (Z-) Hub jeweils einen Servomotor oder eine Nocken/Kipphebel-Anordnung an der jeweiligen Position, um das Aufnahmewerkzeug gesteuert in Längsrichtung des Aufnahmewerkzeugs zu verfahren.
In einer Variante dieser Vorrichtung ist die Wendeeinrichtung mittels eines Linearantriebs längs der Wendeachse der Wendeeinrichtung gesteuert zu verfahren, um ein Bauteil an der Aufnahmeposition positionsgenau von dem Bauteilvorrat zu empfangen und/oder um ein Bauteil an der Absetzposition positionsgenau abzusetzen.
Ein Verfahren zum Handhaben von Bauteilen mit mehreren Seitenflächen und/oder Kanten der Seitenflächen hat die Schritte: Bereitstellen eines Bauteilevorrats in einer Halte- und Zuführeinrichtung für den Bauteilevorrat, so dass dieser einer Aufnahmeposition zugewandt ist, Fördern jeweils eines der Bauteile mittels einer Austragseinrichtung von dem in der Halte- und Zuführeinrichtung befindlichen Bauteilevorrat in Richtung oder zu dem jeweiligen, in der Aufnahmeposition befindlichen Aufnahmewerkzeug, Aufnehmen eines der Bauteile mittels wenigstens einem an einer Wendeeinrichtung angeordneten Aufnahmewerkzeug an einer Deckfläche des Bauteils, Rotieren des Aufnahmewerkzeugs in einer Wendeebene um eine Wendeachse, Fördern des am Aufnahmewerkzeug befindlichen Bauteils von einer Aufnahmeposition optional in eine oder mehrere Orientierungspositionen, optional in eine oder mehrere Inspektionspositionen, zu einer Absetzposition, und optional in eine Auswurfposition, Aus¬ richten des Bauteilevorrats in der Halte- und Zuführeinrichtung so, dass zumindest das je¬ weils abzugebende Bauteil relativ zu dem in der Aufnahmeposition befindlichen Aufnahme¬ werkzeug eine Mantelfläche des Bauteils, die einen spitzen Winkel mit der Wendeebene einschließt, einen Winkel von etwa 30° bis etwa 60° mit der Wendeebene einschließt, oder eine Mantelfläche des Bauteils, die einen stumpfen Winkel mit der Wendeebene einschiießt, einen Winkel von etwa 120° bis etwa 150° mit der Wendeebene einschließt. Diese vorstehend genannten Mantelflächen des Bauteils können dann in der / den Inspektionsposition / en optisch inspiziert werden, und/oder in der / den Orientierungspositionen ausgerichtet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung hat eine Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen mit wenigstens einer Deckfläche, mehreren zu inspizierenden Seitenflächen und/oder Kanten der Seitenflächen wenigstens ein an einer Wendeeinrichtung angeordnetes Aufnahmewerkzeug für jeweils eines der Bauteile. Das Aufnahmewerkzeug ist dazu bestimmt und eingerichtet, das jeweilige Bauteil an seiner Deckfläche aufzunehmen. Die Wendeeinrichtung ist dazu bestimmt und eingerichtet, mit dem Aufnahmewerkzeug das Bauteil in einer Wendeebene ent¬ lang einer Transportbahn um eine Wendeachse zu rotieren, und dabei ein am Aufnahmewerkzeug befindliches, winkelig zu der Wendebahn oder der Wendeebene ausgerichtetes Bauteil in eine Inspektionsposition zu fördern. In der Inspektionsposition sind als optische Bauteil-Inspektionseinrichtung eine erste und eine zweite bildgebende Einrichtung zueinander winklig so angeordnet, dass mit der ersten bildgebenden Einrichtung eine erste Seitenfläche oder Kante des in der Inspektionsposition befindlichen Bauteils zu inspizieren ist, und mit der zweiten bildgebenden Einrichtung eine zweite, an die erste angrenzende Seitenfläche oder Kante des in der Inspektionsposition befindlichen Bauteils zu inspizieren ist.
In einer Variante dieser Vorrichtung sind alternativ oder kumulativ entlang der Transport¬ bahn des Bauteils zwei Paare optischer Bauteil-Inspektionseinrichtungen angeordnet. Diese Bauteil-Inspektionseinrichtungen sind in jeweils einer winkeligen Anordnung außerhalb der Transportbahn des Bauteils entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung angeordnet, wobei die Transportbahn des Bauteils im Wesentlichen kreissegmentförmig ist.
In einer Variante dieser Vorrichtung sind alternativ oder kumulativ als Beleuchtungseinrich¬ tungen zur Infrarot-Durchlicht-Inspektion den bildgebenden Einrichtungen jeweils eine ihnen gegenüberliegende Infrarot-(IR)- Beleuchtungseinrichtung zugeordnet. Jede Beleuchtungs¬ einrichtung ist durch eine Steueranordnung zu aktivieren, wenn sich das Aufnahmewerkzeug mit dem Bauteil im Erfassungsbereich der jeweiligen bildgebenden Einrichtung befindet, oder die Beleuchtungseinrichtungen dauerhaft aktiviert sind.
In einer Variante dieser Vorrichtung sind alternativ oder kumulativ an zwei Inspektionsposi¬ tionen jeweils zwei optische Bauteil-Inspektionseinrichtungen in Form bildgebender Sensoren und deren Beleuchtungseinrichtungen mit ihren optischen Pfaden in einer X-Anordnung der¬ art angeordnet, dass die erste Beleuchtungseinrichtung auf die erste bildgebende Einrichtung gerichtet ist, und die zweite Beleuchtungseinrichtung auf die zweite bildgebende Einrichtung gerichtet ist. Das Aufnahmewerkzeug ist dazu eingerichtet, das Bauteil in einen Bereich zu fördern, in dem sich die optischen Pfade kreuzen oder schneiden.
In einer Variante dieser Vorrichtung sind alternativ oder kumulativ in jeder der Inspektionspositionen jeweils zwei angrenzende Seitenflächen, mit anderen Worten zwei zueinander nicht parallele Seitenflächen, gleichzeitig optisch zu inspizieren, wenn sich das Bauteil an der entsprechenden Position befindet, ohne dass die bildgebenden Einrichtungen und/oder deren Beleuchtungseinrichtungen in den Transportweg des Bauteils eintauchen, oder das Bauteil an dem Aufnahmewerkzeug radial nach außen oder innen zu verfahren ist, um in den optischen Pfad der bildgebenden Einrichtungen und deren Beleuchtungseinrichtungen zu gelangen.
In einer Variante dieser Vorrichtung ist alternativ oder kumulativ das Aufnahmewerkzeug an der Wendeeinrichtung dazu eingerichtet und bestimmt, das Bauteil aufzunehmen und mit seinen optisch zu inspizierenden Seitenflächen entlang der Transportbahn des Bauteils durch wenigstens ein oder zwei der Paare optischer Bauteil-Inspektionseinrichtungen hindurch zu fördern, die dazu eingerichtet und bestimmt sind, jeweils zwei aneinander grenzende Seitenflächen zu inspizieren.
In einer Variante dieser Vorrichtung ist alternativ oder kumulativ das Bauteil mit Durchlicht und/oder mit Auflicht zu inspizieren, indem als Beleuchtungseinrichtungen den bildgebenden Einrichtungen jeweils eine Infrarot-(IR)-Durchlicht- oder Auflicht-Beleuchtungseinrichtung zugeordnet ist, die jeweils auf die Stelle orientiert sind, an der sich die zu inspizierenden Sei¬ tenflächen des Bauteils in der jeweiligen Inspektionsposition befinden.
In einer Variante dieser Vorrichtung ist alternativ oder kumulativ das Bauteil in einer zu der Transportbahn winkeligen Orientierung zu fördern, wobei an den Inspektionspositionen je¬ weils zwei bildgebende Einrichtungen und ihre Beleuchtungseinrichtungen vorgesehen sind, denen jeweils eine Umlenkeinrichtung für den optischen Strahlengang zugeordnet ist. In ei¬ ner Variante dieser Vorrichtung sind alternativ oder kumulativ mittels entsprechender Linear¬ antriebe die bildgebenden Einrichtungen, ihre Beleuchtungseinrichtungen und/oder die Umlenkeinrichtungen in und aus der Transportbahn des Bauteils zu verfahren. In einer Variante dieser Vorrichtung sind alternativ oder kumulativ die Umlenkeinrichtungen vollständig oder teilweise umlenkend/reflektierend ausgestaltet, und sind in der vollständig in die Transport¬ bahn des Bauteils eingefahrenen Position radial unter das zu inspizierende Bauteil (zwischen zwei benachbarten Aufnahmewerkzeugen) einzufahren.
In einer Variante dieser Vorrichtung ist alternativ oder kumulativ für einen Auflicht-Bildeinzug zur Inspektion der Seitenflächen oder Kanten des Bauteils, bezogen auf eine Seitenfläche oder Kante des Bauteils auf der Seite der bildgebenden Einrichtung, eine Beleuchtungsein- richtung vorgesehen.
In einer Variante dieser Vorrichtung ist alternativ oder kumulativ für einen Auflicht-Bildeinzug zur Inspektion der vom Aufnahmewerkzeug abliegenden Stirnfläche des Bauteils und/oder der Lage / Orientierung des Bauteils an dem Aufnahmewerkzeug die bildgebende Einrichtung und deren Beleuchtungseinrichtung (en mit ggf. unterschiedlicher Wellenlänge) und eine teilweise lichtdurchlässige Umlenkeinrichtung für den optischen Strahlengang von der bildgebenden Einrichtung zur Stirnfläche des Bauteils und/oder weitere Beleuchtungseinrichtungen, welche die Umlenkeinrichtung umgeben, angeordnet. Diese Anordnung dient zur Inspektion der Lage/Orientierung des Bauteils an dem Aufnahmewerkzeug. In einer Variante dieser Vorrichtung ist alternativ oder kumulativ mittels entsprechender Linearantriebe die bildgebende Einrichtung, die Beleuchtungseinrichtungen und ggf. auch die Umlenkeinrichtung relativ zum Bauteil zu verfahren.
In einer Variante ist diese Vorrichtung alternativ oder kumulativ ausgestattet mit zwei aufeinander zu und voneinander weg beweglichen Schiebern, die zum Beispiel parallel zueinander orientierte Schiebeabschnitte aufweisen. Diese beiden Schiebeabschnitte sind dazu bestimmt und eingerichtet, an zwei beispielsweise einander gegenüber liegenden, ersten Seitenflächen des an dem Aufnahmewerkzeug befindlichen Bauteils zumindest abschnittsweise zur Anlage zu kommen, um das Bauteil auszurichten.
In einer Variante sind die Schieber alternativ oder kumulativ dazu bestimmt und eingerichtet, das Bauteil in einer zu wenigstens einem der beiden Schiebeabschnitte zum Beispiel senkrechten Richtung zu einer Inspektionsposition hinzuschieben und hinzudrehen, während das Aufnahmewerkzeug das Bauteil (zum Beispiel mittels Unterdrück) hält.
An einer oder mehreren aufeinander folgenden optionalen Orientierungspositionen sind alter¬ nativ oder kumulativ jeweils zur ersten Vorrichtung zum Ausrichten des Bauteils ähnliche Vorrichtungen vorgesehen, um das Bauteil in weiteren Achsen-Richtungen und/oder Dreh- Richtungen auszurichten.
In einer Variante hat die hier vorgestellte Vorrichtung 8, 16, 24, 32, 36, 48 oder mehr Auf¬ nahmewerkzeuge, die in gleichen Winkelabständen entlang des Umfangs einer kreisring- oder sternförmigen Wendeeinrichtung angeordnet sind.
Abhängig von den räumlichen Gegebenheiten und Abmessungen der einzelnen, der Vorrich¬ tung zugeordneten Komponenten (Durchmesser der Wendeeinrichtung, Aufnahmewerkzeug, Vorrichtung zum Ausrichten, Bildgebungseinrichtung, etc.) sind zum Beispiel in einer Variante mit 24 Aufnahmewerkzeugen entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung in einer
1. Position (0°) die Aufnahmeposition des Bauteils vom Substrat, in einer
2. Position (45°) eine Orientierungsposition zum Zentrieren und Ausrichten des Bauteils am Aufnahmewerkzeug, in einer
3. Position (60°) eine Inspektionsposition zur Kontrolle der Zentrierung und Ausrichtung des Bauteils am Aufnahmewerkzeug, in einer
4. Position (90°) eine Inspektionsposition zur optischen Inspektion zweier (zum Bespiel benachbarter) Seitenflächen des Bauteils, in einer
5. Position (105°) eine Inspektionsposition zur optischen Inspektion zweier weiterer (zum Beispiel benachbarter) Seitenflächen des Bauteils, in einer
6. Position (180°) eine Absetzposition zum Absetzen des Bauteils in einem Behälter oder einem anderen Substrat, und in einer
7. Position (240°) eine Auswurfposition zum Entfernen des Bauteils aus dem Prozess vorgesehen.
Die Grad-Angaben entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung sind als Beispiele zu verstehen.
An der Aufnahmeposition des Bauteils vom Substrat, der Orientierungsposition zum Zentrie¬ ren und Ausrichten des Bauteils am Aufnahmewerkzeug, und der Absetzposition zum Abset¬ zen des Bauteils wird jeweils ein radialer (Z-) Hub des Aufnahmewerkzeugs in Richtung des Substrats zum Aufnehmen des Bauteils, der Vorrichtung zum Zentrieren und Ausrichten des Bauteils, bzw. der Empfangseinrichtung zum Absetzen des Bauteils bewirkt.
An den Inspektionspositionen zur optischen Inspektion bleibt das Bauteil am Aufnahme¬ werkzeug in einer jeweiligen radialen Ruhestellung, wird also nicht mit einem radialen (Z-) Hub des Aufnahmewerkzeugs radial von der Drehachse der Wendeeinrichtung weg bewegt. Bei einer Vorrichtung dieser Art sind in einer Variante den Aufnahmewerkzeugen der Wen¬ deeinrichtung diesen zugeordnete Linearantriebe vorgesehen.
Diese Linearantriebe greifen in die entsprechend positionierten Aufnahmewerkzeuge jeweils von außerhalb der Wendeeinrichtung ein und fahren das jeweilige Aufnahmewerkzeug radial aus- und ein. In einer anderen Variante fahren diese Linearantriebe das jeweilige Aufnahme¬ werkzeug lediglich aus, während eine Rückstellfeder das jeweilige Aufnahmewerkzeug ein¬ fährt. In einer weiteren Variante ist jedem der Aufnahmewerkzeuge ein bidirektionaler oder unidirektionaler Radialantrieb zugeordnet. Unter das Bauteil durch Hinschieben und Hindrehen zu einer Inspektionsposition ausrichten ist hier verstanden, dass die Schiebeabschnitte das Bauteil soweit an dem Aufnahmewerkzeug verlagern, dass das Bauteil sich in der nachfolgenden Inspektion möglichst innerhalb des Schärfetiefen-Bereichs der jeweiligen Kameraanordnung befindet. Dabei muss das Bauteil nicht in beiden Richtungen (X- Achse und Y-Achse) und in Drehrichtung (um die Z-Achse) exakt ausgerichtet sein. Es ist ausreichend, wenn das Bauteil mit seinen in der jeweiligen Inspektion betrachteten Seitenflächen und Deckfläche möglichst senkrecht zur optischen Achse der jeweiligen Kameraanordnung orientiert ist und vollständig innerhalb des Sichtfelds der jeweiligen Kameraanordnung ausgerichtet ist.
In einer Variante haben die ersten und / oder die zweiten Schieber jeweils einen Antrieb, um den Abstand der jeweiligen Schiebeabschnitte von den Aufnahmewerkzeugen der jeweiligen Wendeeinrichtung in radialer Richtung bezogen auf die Wendeachse zu verändern. So hat jeder Schieber einen eigenen Antrieb, um einen Abstand des jeweiligen Schiebeabschnitts von einer Deckfläche der jeweiligen Aufnahmewerkzeuge längs der Richtung einer jeweiligen Längsmittelachse der Aufnahmewerkzeuge zu verändern. Auf diese Weise lassen sich die Orte einstellen, an denen die jeweiligen Schiebeabschnitte an den Seiten der Bauteile angreifen und zur Anlage kommen.
In einer weiteren Variante sind alternativ oder kumulativ die zusammenwirkenden Schieber an der Wendeeinrichtung dazu eingerichtet und bestimmt, sich gleichsinnig und zumindest annähernd synchron zu der jeweiligen Inspektionsposition der Bauteile hin oder von ihr weg zu bewegen. Auf diese Weise werden die Bauteile zu der jeweiligen Inspektionsposition hin geschoben und gedreht.
Ein Verfahren zum Inspizieren von Bauteilen mit wenigstens einer Deckfläche, mehreren zu inspizierenden Seitenflächen und/oder Kanten der Seitenflächen umfasst die Schritte: Bereitstellen eines an einer Wendeeinrichtung angeordneten Aufnahmewerkzeugs für jeweils eines der Bauteile, Aufnehmen eines Bauteils an seiner Deckfläche mittels des Aufnahmewerkzeugs in einer gewinkelten Orientierung zu einer Wendebahn oder Wendeebene, um das Bauteil in eine Inspektionsposition zu fördern, und Rotieren der Wendeeinrichtung mit dem Aufnahmewerkzeug, um das Bauteil in der Wendeebene entlang der Wendebahn zu der Inspektionsposition zu fördern, und Bereitstellen in der Inspektionsposition als optische Bauteillnspektionseinrichtung eine erste und eine zweite bildgebende Einrichtung, die zueinander (und zu der in der Wendeebene) winklig angeordnet sind, und Inspizieren einer ersten Sei¬ tenfläche oder Kante des in der Inspektionsposition befindlichen Bauteils mit der ersten bild¬ gebenden Einrichtung, Inspizieren einer zweiten, an die erste angrenzende Seitenfläche oder Kante des in der Inspektionsposition befindlichen Bauteils mit der zweiten bildgebenden Einrichtung.
So bildet die hier vorgestellte Anordnung eine integrierte Handhabungs-/Inspektionseinrich- tung. Bildgebende Sensoren inspizieren alle oder fast alle Deck- und/oder Seitenfläche(n) eines Bauteils und liefern dabei auch relevante Daten zur Positionierung der Aufnahmewerkzeuge (Manipulatoren, Aufnahmewerkzeug) und der Empfangsstellen.
Diese Einrichtung bildet somit einen Kern eines geschlossenen Maschinensystems mit der notwendigen prozesstechnischen Peripherie, zum Beispiel zur Bereitstellung der Bauteile (zum Beispiel auf einem Wafersubstrat) und Bauteil-Ablage (zum Beispiel in einem Taschenoder Träger-Band).
Die hier vorgestellte Handhabungsvorrichtung übernimmt Bauteile von einem zum Beispiel horizontal im oberen Bereich der Handhabungsvorrichtung angeordneten Bauteilvorrat (Waferscheibe) mit einer zum Beispiel ortsfesten Austragseinrichtung (Ausstoßeinheit). Relativ zu dieser Ausstoßeinheit bewegt sich der Bauteilvorrat in der Ebene. Die Ausstoßeinheit bewirkt durch eine Nadel oder berührungslos (z.B. durch einen Laserstrahl), dass die Bauteile einzeln von dem Bauteilvorrat freikommen und von einem Aufnahmewerkzeug aufgenommen wer¬ den. Die ausgestoßenen Bauteile können mehreren Inspektionsprozessen nacheinander zu¬ geführt und abschließend an der Absetzposition abgelegt werden. Die Begriffe: Empfangsstelle, Absetzposition und (Ablage-)Tasche werden hier gleichbedeutend verwendet. Als solche erkannte Schlechtteile können dabei ausgeschleust werden. Die in den Übergabevorgang integrierte optische Untersuchung des Bauteils gliedert sich in mehrere Untersuchungsvor¬ gänge auf. Sie nutzt einen oder mehrere bildgebende Sensoren in Form von Kameraeinrich¬ tungen zum optischen Erfassen von Deck- und/ oder Mantelfläche(n) eines Bauteils sowie der Positionen der Aufnahmewerkzeuge an den Empfangsstellen. Diese bildgebenden Sen¬ soren sind dazu eingerichtet, in mehreren Untersuchungsvorgängen jeweils wenigstens ein Bild einer der Deck- und/ oder Mantelflächen eines Bauteils zu erfassen. Die Förderung / der Transport der Bauteile geschieht, während die Aufnahmewerkzeuge der Wendeeinrichtung jeweils ein Bauteil halten. Ein gehaltenes Bauteil passiert während des Transports einzelne Untersuchungsvorgänge. Die erfassten (Bild-)Daten der bildgebenden Sensoren dienen dabei auch dazu, die Positionsregeiung der Manipulatoren (Aufnahmewerkzeuge) und der Empfangsstellen zu koordinieren. Die Bauteilförderung ist dazu eingerichtet, ein Bauteil im We¬ sentlichen kontinuierlich oder getaktet entlang seines Pfades zu fördern. In einer Variante werden die Bauteile von einem horizontal orientierten Bauteilevorrat zu einer horizontal orientierten Ablage befördert. Es ist auch möglich, den Bauteilevorrat und die Ablage im Winkel zueinander zu orientierten, also zum Beispiel einen horizontal orien tierten Bauteilevorrat und eine senkrecht orientierte Ablage vorzusehen.
Weiterhin sind in Varianten der Vorrichtung die Halte- und Zuführeinrichtung für den Bauteilevorrat und die Absetzposition, also zum Beispiel ein Band oder eine Palette mit Trägertaschen in unterschiedlichen (X-, Y-, Drehwinkel) Richtungen gesteuert und motorisch oder manuell zu verlagern. So kann das jeweilige Bauteil in der gewünschten Orientierung und Lage auf das Aufnahmewerkzeug bzw. in die Absetzposition gebracht werden.
Die hier vorgestellte Anordnung und Verfahrensweise kann funktional zwei Aspekte vereinen: Handhabung und Inspektion. Diese beiden Funktionen können zur schnellen und präzisen qualitativen Beurteilung mehrerer (bis zu sechs oder mehr) Seiten der Bauteile zeitlich und räumlich ineinander verwoben werden, während diese schnell aus dem Bauteilvorrat verein¬ zelt entnommen und durch die Inspektion als Gutteile klassifiziert an der oder den Empfangsstellen präzise abgesetzt werden.
Die Vorrichtung hat eine geregelt betriebene, in etwa stern- oder radförmige Wendeeinrich¬ tung. Die Wendeeinrichtung hat in einer Variante eine mehreckige (polygonale) Gestalt. Die¬ se Wendeeinrichtung trägt mehrere, in einigen Varianten auch zur Drehachse der Wendeein¬ richtung radial verfahrbare Aufnahmewerkzeuge, um jeweils ein Bauteil an einem Aufnahme¬ werkzeug fixiert innerhalb eines Schwenkwinkels zwischen Bauteil-Aufnahme und -Abgabe einer oder mehreren Prozess-Stationen zur Positionierung, Inspektion, Schlechtteilausschleu- sung und ggf. weiteren Stationen zuzuführen.
Bei der hier vorgestellten Vorrichtung trägt die stern- oder radförmige Wendeeinrichtung die Bauteile an radial nach außen weisenden Aufnahmewerkzeugen, die am gedachten Umfang der Wendeeinrichtung angeordnet sind. Dies ist im Unterschied zu solchen Vorrichtungen zu sehen, bei denen die Aufnahmewerkzeuge der Wendeeinrichtung parallel zur deren Drehach¬ se orientiert sind.
Da abhängig von der Anzahl der Aufnahmewerkzeuge der Wendeeinrichtung gleichzeitig mehrere Bauteile an der Wendeeinrichtung aufgenommen sein können, finden die Untersuchungsvorgänge auch zeitgleich statt, wenn auch an unterschiedlichen Bauteilen. Die in den einzelnen Untersuchungsvorgängen durch die bildgebenden Sensoren erfasste(n) (oberen/unteren) Deck- und/oder (seitlichen) Mantelfläche(n) eines Bauteils können voneinander abweichende Deck- und/oder Mantelflächen des Bauteils sein.
Ein Aspekt der optischen Inspektion sieht vor, dass die Bauteilförderung mit einem Bauteil den Bauteilpfad mit nur sehr kurzen Stillstandszeiten in den einzelnen Positionen absolviert. Dabei werden während der Bewegung oder während der minimalen Stillstandszeiten eine oder mehrere Deck- und/oder Mantelflächen eines Bauteils mit den bildgebenden Einrichtungen erfasst. Diese Bilder werden anschließend mit Methoden der Bildverarbeitung ausgewertet. Eine Variante dieser optischen Erfassung / Untersuchung sieht vor, dass als bildgebende Einrichtungen eine oder mehrere Farb-bildgebende Sensoren oder Schwarzweiß-bildgebende Sensoren vorgesehen sind, wobei in einer Variante die Sensoren und die optischen Komponenten für bestimmte Licht-Wellenlängenbereiche, zum Beispiel Infrarotlicht oder Weißlicht oder UV-Licht optimiert sind.
Den bildgebenden Sensoren können dabei einen oder mehrere Spiegel, optische Prismen, Linsen oder dergl. als optische Komponenten zugeordnet sein.
Den bildgebenden Sensoren können Strahlungs- oder Lichtquellen zugeordnet sein. Dabei kann jede Strahlungs- oder Lichtquelle dazu eingerichtet sein, Licht / Strahlung mit einem unterschiedlichen Spektral- oder Wellenlängenbereich zur Beleuchtung zumindest eines Ab¬ schnitts des Bauteils abzugeben. Die Wellenlängenbereiche können zumindest teilweise von¬ einander abweichen, überlappen oder übereinstimmen. So kann zum Beispiel das Licht der ersten Lichtquelle rot, und das Licht der zweiten Lichtquelle kann blau sein. Es kann aber auch die umgekehrte Zuordnung oder eine andere Wellenlängenpaarung (zum Beispiel infra¬ rotes und sichtbares Licht) gewählt sein.
Die Lichtquellen können durch eine Steueranordnung in dem Moment jeweils kurz einge¬ schaltet werden, wenn sich das Aufnahmewerkzeug mit dem Bauteil im jeweiligen Erfas¬ sungsbereich befindet, so dass die Deck- und/oder Mantelflächen des Bauteils mit einem kurzen Lichtblitz zur Erfassung durch den jeweiligen bildgebenden Sensor belichtet werden können. Alternativ kann eine dauerhafte Beleuchtung verwendet werden.
Der Vorrichtung ist in einer Variante eine Abgabeeinrichtung zugeordnet, die dazu eingerich¬ tet ist, jeweils ein Bauteil aus dem strukturierten Bauteilvorrat an einen durch die Steuerung entsprechend positioniertes Aufnahmewerkzeug der Wendeeinrichtung abzugeben. Dies kann ein Bauteil-Ausstoßer sein, der das Bauteil durch die Waferträgerfolie hindurch mittels einer Nadel abstößt oder ein Laserpulsgeber, der die Haftkraft des Bauteils an der Trägerfolie gezielt verringert und so das Bauteil von der Trägerfolie ablöst. Der Abgabeeinrichtung ist als bildgebende Einrichtung ein Lage- und/oder Eigenschaftssensor zugeordnet, der dazu eingerichtet ist, die Lage der Abgabeeinrichtung relativ zu dem abzugebenden Bauteil und/oder Lagedaten des abzugebenden Bauteils, und/oder Eigenschaften des abzugebenden Bauteils zu erfassen und für die Steuerung zum Betätigen der Abgabeeinrichtung zur Verfügung zu stellen.
Bei der Vorrichtung sind in einer Variante die Aufnahmewerkzeuge der Wendeeinrichtung dazu eingerichtet, radial zur Drehachse oder dem Drehzentrum der Wendeeinrichtung kontrolliert aus- und eingefahren zu werden, und/ oder zum Empfangen und Abgeben eines zu fördernden Bauteils kontrolliert mit Unterdrück und/oder Überdruck beaufschlagt zu werden, und/ oder um ihre jeweilige radiale Bewegungsachse unbeweglich zu sein, oder um ihre jeweilige radiale Bewegungsachse um einen Drehwinkel kontrolliert gedreht zu werden.
In einer Variante der Vorrichtung stellen Ventile zu jedem der einzelnen Aufnahmewerkzeuge individuell und positionsgerecht eine Zuführung von Unterdrück und Überdruck bereit um frei oder positionsgesteuert die Funktionen: (i) Ansaugen des Bauteils, (ii) Halten des Bauteils während der Handhabung an der Wendeeinrichtung, insbesondere auch beim Zentrieren und Ausrichten des Bauteils am Aufnahmewerkzeug und der anschließenden Inspektion, (iii) Ablegen des Bauteils mit oder ohne gesteuertem Abblas-Impuls, und/oder freies Abblasen des Bauteils zu realisieren.
In einer Variante der Vorrichtung sind der Wendeeinrichtung zwischen der Aufnahmeposition und der Ablagestelle jeweils Lage- und Eigenschaftssensoren in Gestalt bildgebender opti¬ scher Inspektionseinrichtungen zugeordnet. Diese Sensoren sind dazu eingerichtet, Lageda¬ ten und/oder Eigenschaften des geförderten Bauteils und/oder Positionsdaten zur Lageregelung der Aufnahmewerkzeuge und der Ablagestelle zu erfassen und für die Steuerung zur Verfügung zu stellen.
In einer Variante der Vorrichtung sind wenigstens einige der Lage- und Eigenschaftssensoren dazu eingerichtet, jeweils wenigstens eine Deckfläche und/oder eine oder mehrere Mantelflä¬ chen des geförderten Bauteils zu inspizieren um dessen Lagedaten und/oder Eigenschaften zu erfassen und für die Steuerung zur Verfügung zu stellen.
In einer Variante der Bauteilhandhabungsvorrichtung sind der Wendeeinrichtung eine ganz¬ zahlige Anzahl von n Aufnahmewerkzeugen zugeordnet. Dabei gilt n >= 2. In einer Variante der Vorrichtung sind die Lage-/Eigenschaftssensoren bildgebende Sensoren mit übereinstimmenden oder voneinander abweichenden Erfassungsspektren, oder berührend oder berührungslos distanzmessende Lagesensoren, oder berührend oder berührungslos erfassende Eigenschaftssensoren.
Die Lage- und Eigenschaftssensoren können bildgebende Sensoren mit geradlinigen oder durch optische Linsen, Spiegel, Prismen, oder Gitter abknickenden optischen Achsen sein.
Die bildgebenden Sensor-Systeme der Lage- und Eigenschaftssensoren einschließlich ihrer Spiegel- und Beleuchtungseinheiten können durch ihre räumliche Anordnung derart kombiniert sein, dass die Bauteil-Inspektion von zwei Mantelflächen parallelisiert an einer einzigen Prozessposition realisierbar ist. Insgesamt genügen so zwei Prozesspositionen an der Wendeeinrichtung zur kompletten Inspektion von vier Mantelflächen eines zum Beispiel quaderförmigen Bauteils. In einer dritten Prozessposition an der Wendeeinrichtung kann die vom Aufnahmewerkzeug abliegende Deckfläche des Bauteils inspiziert werden; mit einem weiteren bildgebenden Sensor kann die korrekte Lage des Bauteils in der Empfangsstelle inspiziert werden.
Die hier vorgestellten Varianten sind im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstiger und bieten einen höheren Bauteiledurchsatz, mehr Zeit für Inspektionen, und haben weniger bewegte Massen.
Kurzbeschreibunq der Figuren
Weitere Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und mögliche Abwandlungen werden für einen Fachmann anhand der nachstehenden Beschreibung deutlich, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist. Dabei zeigen die Fig. schematisch eine optische Unter¬ suchungseinrichtung für ein Bauteil,
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Vorrichtung zum Vorrichtung zum Handhaben eines Bauteils, das mittels einer Wendeeinrichtung aus einer Aufnahmeposition in eine Absetzposition gefördert wird.
Fig. la, lb veranschaulichen ein (elektronisches) Bauteil mit einer prismatischen, in der Draufsicht viereckigen, quaderförmigen Gestalt mit vier Mantelflächen sowie einer unteren und einer oberen Deckfläche.
Fig. 2 veranschaulicht wie an der Wendeeinrichtung mehrere Aufnahmewerkzeug in einer Wendeebene um eine Wendeachse rotieren und dabei ein am jeweiligen Aufnahmewerkzeug befindliches Bauteil von einer Aufnahmeposition in eine oder mehrere Orientierungspositionen, eine oder mehrere Inspektionspositionen, zu einer Absetzposition, und in eine Auswurfposition fördern.
Fig. 3 veranschaulicht drei Varianten einer winkeligen Orientierung des Bauteils bezogen auf die Wendeebene.
Fig. 4 veranschaulicht, wie das Aufnahmewerkzeug das Bauteil aufnimmt und mit seinen vier optisch zu inspizierenden Seitenflächen entlang der Transportbahn durch zwei Paare optischer Bauteil-Inspektionseinrichtungen an zwei Inspektionspositionen fördert.
Fig. 4a veranschaulicht, wie das Bauteil am Aufnahmewerkzeug mit seinen vier optisch zu inspizierenden Seitenflächen an einer einzigen Inspektionsposition durch zwei Paare opti¬ scher Bauteil-Inspektionseinrichtungen zu inspizieren ist.
Fig. 5 veranschaulicht eine Vorrichtung zum Ausrichten mit zwei V-förmigen Schiebern, die von außerhalb seitlich auf zwei gegenüberliegende Ecken des Bauteils C zugestellt werden.
Fig. 6 veranschaulicht, wie das Bauteil in einer zur Wendebahn winkeligen Orientierung von der Aufnahmeposition zur Absetzposition gefördert wird, und an den beiden Inspektionspositionen jeweils zwei bildgebende Einrichtungen und ihre Beleuchtungseinrichtungen vorgese¬ hen sind.
Fig. 7 veranschaulicht, wie eine Auflichtaufnahme zur Inspektion einer Stirnfläche des Bau¬ teils sowie dessen Lage / Orientierung am Aufnahmewerkzeug.
Fig. 8 veranschaulicht eine an der Aufnahmeposition des Bauteils, an der Orientierungsposi¬ tion, und an der Absetzposition eine vorgesehene Hubeinrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Figuren In Fig. 1 ist eine Bauteilhandhabungsvorrichtung 100 zum Entnehmen von prismatischen Bauteilen C in Form elektronischer Halbleiterchips von einem Bauteilvorrat BV und zum Ab¬ legen an einer Empfangseinrichtung 300 veranschaulicht, welche zum Beispiel als Taschen¬ oder Träger-Band, als (Folien-) Substrat oder als Palette mit in mehreren Reihen und Spalten angeordneten (Ablage-)Taschen ausgebildet sein kann. Die hier vorgestellte Bauteilhand¬ habungsvorrichtung 100 übernimmt die Bauteile C in einer Aufnahmeposition 20 von einem horizontal im oberen Bereich der Bauteilhandhabungsvorrichtung 100 angeordneten Bauteil- Vorrat BV, hier in Gestalt einer Waferscheibe, der in einer der Aufnahmeposition 20 zugewandten Halte- und Zuführeinrichtung 30 aufgenommen ist.
Ein Bauteil C ist in der veranschaulichten Variante, siehe auch Fig. la, lb, ein elektronisches Bauteil mit einer prismatischen, in der Draufsicht viereckigen Gestalt mit vier Mantelflächen a, b, c, d sowie einer unteren und einer oberen Deckfläche e, f des Bauteils C.
Die Bauteilhandhabungsvorrichtung 100 hat eine Wendeeinrichtung 150 in Gestalt eines Wenderades. Am radial außen liegenden Randbereich der Wendeeinrichtung 150 sind in glei chem Winkelabstand mehrere (in der gezeigten Variante 16, es können aber auch zum Beispiel 8, 24, 32 oder eine andere Anzahl sein) Aufnahmewerkzeuge 160 angeordnet sein, die in gleichen Winkelabständen entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung 150 angeordnet sind, welche eine kreisring- oder sternförmige Gestalt aufweist.
Jedes der Aufnahmewerkzeuge 160 dient dazu, jeweils eines der Bauteile C an seiner Deck¬ fläche e in der Aufnahmeposition 20 von dem Bauteilvorrat BV aufzunehmen. Die Wendeeinrichtung 150 hat einen motorischen Antrieb 170, um die Wendeeinrichtung 150 in einer Wendeebene WE um eine Wendeachse WA zu rotieren. Dabei fällt die Wendeebene mit der Ebene zusammen, in der die Aufnahmewerkzeuge 160 rotieren. Die Wendeachse WA fällt mit der Mittelachse der radförmigen Wendeeinrichtung 150 zusammen. In der gezeigten Varian¬ te wird ein am Aufnahmewerkzeug 160 befindliches Bauteil C während der Rotation von der Aufnahmeposition 20 in eine oder mehrere, hier eine, Orientierungspositionen 22, 24, eine oder mehrere Inspektionspositionen 26, 28, zu einer Absetzposition 32, und ggf. in eine Aus¬ wurfposition 34 gefördert.
Dazu sind die Aufnahmewerkzeuge 160 radial nach außen weisend am (gedachten) Umfang der Stern- oder radförmigen Wendeeinrichtung 150 angeordnet und tragen die Bauteile C.
Die Aufnahmewerkzeuge 160 sind in der gezeigten Variante zur Wendeachse WA der Wen¬ deeinrichtung 150 radial verfahrbar. Somit können diese Aufnahmewerkzeuge 160 die Bau¬ teile C, jeweils an einem der Aufnahmewerkzeuge 160 fixiert, innerhalb eines Schwenkwin¬ kels - hier zwischen 0° und 180° - zwischen der Aufnahmeposition 20 und der Absetzposi¬ tion 32 (oder bis zur Auswurfposition 34) schwenken und fördern.
Eine Austragseinrichtung 180 umfasst in der gezeigten Variante eine durch eine Steuerung kontrollierte Nadel oder sie arbeitet zum Beispiel berührungslos mit einem Laserstrahl, um die Bauteile C einzeln von dem Bauteilvorrat BV freizugeben, damit sie der Wendeeinrichtung 150 zugeführt werden. Jedes der Aufnahmewerkzeuge 160 ist dazu eingerichtet, wenn es sich bei der 0°-Position der Wendeeinrichtung 150 der Austragseinrichtung 180 am nächsten befindet, an der Aufnahmeposition 20 ein Bauteil von dem Bauteilvorrat BV zu empfangen. So wird mit der Austragseinrichtung 180 jeweils eines der Bauteile C von dem in der Halte- und Zuführeinrichtung 30 befindlichen Bauteiievorrat BV zu dem jeweiligen, in der Aufnah meposition 20 befindlichen Aufnahmewerkzeug 160 gefördert.
Die Halte- und Zuführeinrichtung 30 ist so um ihre Mittellängsachse drehbar gelagert, dass aus dem Bauteilevorrat BV das jeweils abzugebende Bauteil C relativ zu dem in der Aufnahmeposition 20 befindlichen Aufnahmewerkzeug 160 so auszurichten ist, dass eine optisch zu inspizierende Mantelfläche a, b, c, d des Bauteils C, die einen spitzen Winkel mit der Wende¬ ebene WE einschließt, einen Winkel alpha von etwa 30° bis etwa 60° mit der Wendeebene WE einschließt, oder eine optisch zu inspizierende Mantelfläche des Bauteils C, die einen stumpfen Winkel mit der Wendeebene WE einschließt, einen Winkel beta von etwa 120° bis etwa 150° mit der Wendeebene WE einschließt. Dies ist in der Fig. 3 veranschaulicht, in der drei Varianten einer Position des Bauteils C mit den angegebenen Winkelbereichen bezogen auf die Wendeebene WE gezeigt sind.
Mit anderen Worten eilt eine zur Deck- oder Bodenfläche des Bauteils C im Wesentlichen senkrecht orientierte Seitenkante g des Bauteils C zwei an die Seitenkante g angrenzenden Seitenflächen a, b des Bauteils C auf der Wende- oder Transportbahn WB des Bauteils C ent¬ lang des Umfangs der Wendeeinrichtung 150 voraus von der Aufnahmeposition 20 bis zu der Absetzposition 32 (oder bis zur Auswurfposition 34). Dies ist in der Fig. 2 veranschaulicht.
Damit ist erreicht, dass die optisch zu inspizierenden Mantelflächen des Bauteils C nicht in ei¬ ner Orientierung quer zur Wendeebene WE entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung 150 liegen. Damit kann die Inspektion der inspizierenden Mantelflächen des Bauteils C erfolgen, ohne dass die bildgebenden Einrichtungen und deren Beleuchtungseinrichtungen in die Wen¬ debahn WB oder den Transportweg des Bauteils C eintauchen müssen oder das Bauteil C an dem Aufnahmewerkzeug 160 radial nach außen oder innen verfahren werden muss, um in den optischen Pfad der bildgebenden Einrichtungen und deren Beleuchtungseinrichtungen zu gelangen. Dennoch können (zum Beispiel im Fall eines Bauteils C mit vier Seitenflächen) alle vier Seitenflächen inspiziert werden, während des Transportwegs des Bauteils C von der Auf¬ nahmeposition 20 in die Absetzposition 32 an der ein(zig)en Wendeeinrichtung 150. Dies ist mit bisher bekannten Vorrichtungen nicht möglich, die zwei zueinander orthogonal orientier¬ te Wendeeinrichtungen erfordern, bei der das Bauteil von einer zur anderen Wendeeinrichtung übergeben wird.
Zum Ansaugen des Bauteils C in dem Aufnahmewerkzeug 160, zum Halten des Bauteils C an dem Aufnahmewerkzeug 160, zum Ablegen des Bauteils C mit oder ohne gesteuertem Ab- blas-Impuls, und zum freien Abblasen des Bauteils C aus dem Aufnahmewerkzeug 160 sind die Aufnahmewerkzeuge 160 mit einer nicht weiter veranschaulichten Pneumatikeinheit verbunden. Die Pneumatikeinheit beaufschlagt, von der Steuerung kontrolliert, die einzelnen Aufnahmewerkzeuge 160 ventilgesteuert zum jeweils erforderlichen Zeitpunkt oder Zeitraum mit Über- oder Unterdrück um die Bauteile C jeweils einzeln aufzunehmen, zu halten und wieder abzugeben.
In Fig. 1 ist eine bildgebende Einrichtung 320 (bei 45°) veranschaulicht, mit der die Lage/ Orientierung des Bauteils C an dem Aufnahmewerkzeug 160 erfasst und in der Steuerung ausgewertet werden kann, bevor das Bauteil C in die Inspektionsposition(en) 26, 28 gefördert wird. Fig. 1 zeigt außerdem eine bildgebende Einrichtung 332 (bei 180°), mit der die Lage/Orientierung des Bauteils C in der Empfangseinrichtung 300 erfasst und in der Steuerung ausgewertet werden kann, sowie eine bildgebende Einrichtung, mit der die Lage/Orien¬ tierung des Bauteils C in der Aufnahmeposition erfasst und in der Steuerung ausgewertet werden kann.
In der hier veranschaulichten Variante ist das Bauteil C von der Aufnahmeposition zu der Absetzposition 32 in einer winkeligen Orientierung von 45° bzw. 135° (± etwa 30°) der Seitenflächen a, b, c, d relativ zur Wendeebene WE zu fördern. Dabei ist die Wende- oder Transportbahn WB des Bauteils C entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung 150 von Kom¬ ponenten optischer Bauteil-Inspektionseinrichtungen frei / unbeeinträchtigt.
Fig. 4 veranschaulicht, wie an zwei aufeinanderfolgenden Inspektionspositionen 26, 28 jeweils zwei optische Bauteil-Inspektionseinrichtungen 302A, 302B, 304A, 304B in Form hoch¬ auflösender (in einer Variante 4 - 12 Megapixel-) bildgebender Sensoren und deren Beleuch¬ tungseinrichtungen 306A, 306B, 308A, 308B (in einer Variante eine IR-Leuchtdiodenanord- nung) in einer X-Anordnung zur Durchlicht-Inspektion angeordnet sind. Dabei ist in der er¬ sten Inspektionsposition 26 eine erste Beleuchtungseinrichtung 306A auf eine erste bildgebende Einrichtung 304A gerichtet ist, und eine zweite Beleuchtungseinrichtung 308A auf die erste bildgebende Einrichtung 302A gerichtet. In der zweiten Inspektionsposition 28 ist eine zweite Beleuchtungseinrichtung 306B auf eine erste bildgebende Einrichtung 304B gerichtet ist, und eine zweite Beleuchtungseinrichtung 308B auf die zweite bildgebende Einrichtung 302B gerichtet.
Damit sind in jeder der zwei aufeinanderfolgenden Inspektionspositionen jeweils zwei Seiten¬ flächen gleichzeitig optisch zu inspizieren, wenn sich das Bauteil C an der entsprechenden Position befindet, ohne dass die bildgebenden Einrichtungen und deren Beleuchtungseinrich¬ tungen in den Transportweg des Bauteils C eintauchen müssen, oder das Bauteil C an dem Aufnahmewerkzeug 160 radial nach außen oder innen verfahren werden muss, um in den optischen Pfad der bildgebenden Einrichtungen und deren Beleuchtungseinrichtungen zu gelangen.
Insbesondere zeigt Fig. 4, wie das Aufnahmewerkzeug 160 an der Wendeeinrichtung 150 das Bauteil C aufnimmt und mit seinen vier optisch zu inspizierenden Seitenflächen a, b, c, d entlang der Transportbahn WB des Bauteils C entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung 150 durch zwei der vorstehend beschriebenen Paare optischer Bauteil-Inspektionseinrichtun- gen fördert. Diese sind in einer winkeligen Anordnung außerhalb der im Wesentlichen kreissegmentförmigen Transportbahn WB des Bauteils C der Wendeeinrichtung 150 angeordnet. Jeweils an einer Inspektionsposition 26, 28 ist eines der Paare der bildgebenden Einrichtungen 302A, 304A, 302B, 304B und deren Beleuchtungseinrichtungen 306A, 308A, 306B, 308B angeordnet und inspiziert jeweils zwei aneinander grenzende Seitenflächen a, b, c, d.
So werden an der ersten Inspektionsposition 26 durch das erste Paar der bildgebenden Ein¬ richtungen 302A, 304A und deren Beleuchtungseinrichtungen 306A, 308A die aneinander grenzenden Seitenflächen d und a des Bauteils C im Durchlicht inspiziert, und an der zweiten Inspektionsposition 28 durch das zweite Paar der bildgebenden Einrichtungen 302B, 304B und deren Beleuchtungseinrichtungen 306B, 308B die aneinander grenzenden Seitenflächen c und b des Bauteils C im Durchlicht inspiziert.
In einer Variante der Vorrichtung kann zur weiteren Reduzierung der Taktzeit dem ersten Paar der bildgebenden Einrichtungen 302A, 304A und dem zweiten Paar der bildgebenden Einrichtungen 302B, 304B jeweils eine separate Bilddatenverarbeitungseinrichtung zur Aus¬ wertung erfasster Bilddaten der Seitenflächen des Bauteils C zugeordnet sein, welche mit einer zentralen Maschinensteuerungseinrichtung verbunden sein können.
In der gezeigten Variante wird das Bauteil C im Durchlicht (mit Infrarotlicht) inspiziert. Dabei ist zusätzlich oder statt dessen auch eine Anordnung zur Inspektion mit Auflicht möglich, bei der die Beleuchtungseinrichtungen 306, 308 zum Beispiel die bildgebenden Einrichtungen 302, 304 ringförmig umgeben oder als zwei unterschiedliche Wellenlängen emittierendes Ar- ray (LEDs) ausgebildet sind und auf die Stelle orientiert sind, an der sich die zu inspizieren¬ den Seitenflächen a, b, c, d in der jeweiligen Inspektionsposition 26, 28 befinden.
Dabei sind die Paare optischer Bauteil-Inspektionseinrichtungen jeweils am Rand außerhalb eines Korridors angeordnet, der durch zwei Linien K in Fig. 4 begrenzt ist. So sind als Beleuchtungseinrichtungen zur Infrarot-Durchlicht-Inspektion und/oder zur Auflicht- Inspektion den bildgebenden Einrichtungen 302, 304 jeweils eine Infrarot-(IR)- und/ oder Auflicht-Beleuchtungseinrichtung 306, 308 zugeordnet. Jede Beleuchtungseinrichtung 306, 308 ist durch eine Steueranordnung zu aktivieren, welche auch einen Bildeinzug durch die bildgebenden Einrichtungen 302, 304 synchronisiert, wenn sich das Aufnahmewerkzeug 160 mit dem Bauteil C im Erfassungsbereich der jeweiligen bildgebenden Einrichtung 302, 304 befindet. In einer anderen Variante sind die Beleuchtungseinrichtungen 306, 308 dauerhaft aktiviert.
Bevor das Bauteil C optisch inspiziert wird, ist in einer Variante vorgesehen, in einer oder mehreren Orientierungspositionen 22, 24 die Lage und Orientierung des Bauteils C an dem Aufnahmewerkzeug 160 zu korrigieren oder für die anschließende Inspektion passend zu orientieren. In der in Fig. 4 veranschaulichten Variante dient eine Vorrichtung 400 zum Aus¬ richten des Bauteils C dazu, das Bauteil C relativ zu einem Zentrum des Aufnahmewerkzeugs 160, hier der Mittellängsachse einer Saugpipette 162 des Aufnahmewerkzeugs 160 in einer zur Wendebahn WB winkeligen Orientierung, in der gezeigten Variante 45° oder in einer Dreh-Richtung relativ zur Mittellängsachse des Aufnahmewerkzeugs 160 auszurichten. Dazu sind bei der Variante aus Fig. 4 an den beiden Orientierungspositionen 22, 24 für das Bauteil C jeweils winkelig zur Wendebahn WB (etwa 45° bzw. 135° ± etwa 30°) orientiert, die Vor¬ richtungen zum Ausrichten 400 angeordnet, die jeweils zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegliche Schieber 402, 404 aufweisen. Jeder der Schieber 402, 404 hat einen auf den andere zu orientierten Schiebeabschnitte 406, 408, um - bei zugestellten Schiebern 402, 404 - an zwei einander gegenüber liegenden Seitenflächen des an dem Aufnahmewerkzeug 160 befindlichen Bauteils C zur Anlage zu kommen. Hierdurch wird das Bauteil C für die Inspek¬ tion ausgerichtet.
Sofern das Bauteil C in zwei Orientierungspositionen 22, 24 ausgerichtet wird, reduziert sich der Fokussieraufwand der bildgebenden Einrichtungen und/oder ihren Beleuchtungseinrich¬ tungen in den beiden nachfolgenden Inspektionspositionen. In einer anderen Variante ist vorgesehen, das Bauteil C nur in einer Richtung winkelig zur Wendebahn WB auszurichten, anschließend die Position des Bauteils C relativ zu dem Aufnahmewerkzeug 160 oder deren Saugpipette 162 mittels einer radial außenliegenden bildgebenden Einrichtung 320 zu erfassen, optional auch die Eigenschaften der vom Aufnahmewerkzeug abliegenden Deckfläche des Bauteils C zu erfassen, und die Fokussierwege der bildgebenden Einrichtungen 302, 304 in den nachfolgenden Inspektionspositionen 26, 28 und/ oder ihren Beleuchtungseinrich¬ tungen 306, 308 zu bestimmen. Basierend auf diesen bestimmten Fokussierwegen werden dann durch eine Steuerung die bildgebenden Einrichtungen 302, 304 und/oder ihre Beleuchtungseinrichtungen in einer der nachfolgenden Inspektionspositionen oder in den beiden nachfolgenden Inspektionspositionen dann zur Fokussierung zu verfahren, bevor / wenn / während /nachdem das Bauteil C in die entsprechende Inspektionsposition 26, 28 gelangt. In einer weiteren nicht veranschaulichten Variante ist gar keine Orientierungsposition vorgesehen, an der das Bauteil C auszurichten ist. Vielmehr wird die Lage des ggf. mit einer Verdrehung von einigen Grad und eini gen 1/100 mm bis zu einigen mm an der verrutschte Bauteil C von dem Bauteilevorrat BV übernommene Bauteil C direkt mittels einer radial außenliegenden bildgebenden Einrichtung 320 erfasst und daraus die Fokussierwege der bildgebenden Einrichtungen 302, 304 und/ oder ihren Beleuchtungseinrichtungen 306, 308 in den beiden nachfolgenden Inspektions¬ positionen 26, 28 entsprechend bestimmt. Anschließend werden mit einer Steuerung die bildgebenden Einrichtungen und/oder ihre Beleuchtungseinrichtungen dann zur Fokussierung zu verfahren, bevor / wenn / während / nachdem das Bauteil C in die entsprechende Inspektionsposition 26, 28 gelangt.
Sofern zumindest eine Vorrichtung zum Ausrichten 400 mit den zwei aufeinander zu und voneinander weg beweglichen Schiebern 402, 404 vorhanden ist, dienen die Schieber 402, 404 dazu, in einer zu wenigstens einem der beiden Schiebeabschnitte 406, 408 orientierten Richtung das Bauteil C zu einer Inspektionsposition hinzuschieben und/oder hinzudrehen, während das Aufnahmewerkzeug 160 das Bauteil C hält.
Fig. 4 a veranschaulicht in einer weiteren Variante einer X-Anordnung, wie an einer einzigen Inspektionsposition 26 vier bildgebende Einrichtungen 302A, 304 A, 302B, 304B auf die vier zu inspizierenden Seitenflächen a, b, c, d, desselben Bauteils C gerichtet sind. Den bildgebenden Einrichtungen 302A, 304 A, 302B, 304B sind jeweils Beleuchtungseinrichtungen 306A, 306 A, 308B, 308B zugeordnet, die mit einem Lichtspektrum oder mehreren unter¬ schiedlichen Lichtspektren die jeweilige zu inspizierende Seitenfläche a, b, c, d, des Bauteils C im Auflicht beleuchten. So ist ein Bildeinzug der jeweiligen Seitenfläche durch die jeweilige bildgebende Einrichtung 302A, 304 A, 302B, 304B möglich.
Fig. 5 veranschaulicht eine Variante, bei der zwei im Wesentlichen V-förmige Schieber 410, 412 von außerhalb des durch zwei Linien K begrenzten Korridors seitlich auf zwei gegenüber¬ liegende Ecken des im Beispiel viereckigen Bauteils C zugestellt werden. Dabei wird das Bauteil C parallel zu beiden Schenkeln der Schieber 410, 412 und zentrisch zu der Saugpipette 162 des Aufnahmewerkzeugs 160 ausgerichtet. Fig. 6 veranschaulicht eine Variante, bei der das Bauteil C in einer zur Wendebahn WB winkeligen Orientierung (seine der Wendebahn WB zugewandte Seitenfläche schließt mit dieser z.B. einen Winkel von etwa 45° ± etwa 30° ein) von der Aufnahmeposition des Bauteils C zur Absetzposition 32 des Bauteils C gefördert wird, und an den beiden Inspektionspositionen 26, 28 jeweils zwei bildgebende Einrichtungen 600 und ihre Beleuchtungseinrichtungen 610 vorgesehen sind (von denen in Fig. 6 der Übersicht wegen nur eine gezeigt ist). Den bildgebenden Einrichtungen 600 und ihren Beleuchtungseinrichtungen 610 ist jeweils eine Umlenkeinrichtung 440, 450 für den optischen Strahlengang, hier in Gestalt eines Spiegels zugeordnet, die mittels entsprechender Linearantriebe 420, 430 in die und aus der Wendebahn WB des Bauteils C durch die Steuerung zu verfahren sind. Dabei sind die Spiegel oder Prismen vollständig oder teilweise umlenkend/reflektierend ausgestaltet und reichen in der vollständig in die Wendebahn WB des Bauteils C eingefahrenen Position radial unter das Bauteil C zwischen zwei benachbarten Aufnahmewerkzeugen 160. Den Beleuchtungseinrichtungen 610 kann ggf. auch noch jeweils eine Sammellinse 680 zugeordnet sein.
Die in Fig. 6 veranschaulichte Variante erlaubt eine Durchlichtaufnahme zur Inspektion der Seitenflächen des Bauteils C mittels Infrarotlicht. Für eine Auflichtaufnahme zur Inspektion der Seitenflächen des Bauteils C kann anstelle der Beleuchtungseinrichtungen 610 oder zu¬ sätzlich zur Beleuchtungseinrichtung 610 auf der von der bildgebenden Einrichtung zugewandten Seite des Bauteils C auf der Seite der bildgebenden Einrichtung eine Beleuchtungseinrichtung, zum Beispiel in Gestalt eines Beleuchtungsrings um das Objektiv oder dessen Strahlengang herum vorgesehen sein, die auf die zu inspizierende Seitenfläche oder Kante des Bauteils C gerichtet ist. So kann in einer Variante die Seitenfläche mit sichtbarem, zum Beispiel blauem Licht beleuchtet werden, das an der Seitenfläche reflektiert wird und von der bildgebenden Einrichtung erfasst wird.
Die in Fig. 7 veranschaulichte Variante erlaubt eine Auflichtaufnahme zur Inspektion der von der Saugpipette 162 des Aufnahmewerkzeugs 160 abliegenden Stirnfläche f des Bauteils C sowie der Lage / Orientierung des Bauteils C an der Saugpipette 162 des Aufnahmewerk¬ zeugs 160. Die bildgebende Einrichtung 700 hat in dieser Variante Beleuchtungseinrichtun¬ gen 710, 720, 730 mit unterschiedlicher Wellenlänge (hier infrarot, rot, blau) und eine Um¬ lenkeinrichtung 740 in Gestalt eines für Beleuchtungslicht aus der Beleuchtungseinrichtung 710 teilweise lichtdurchlässigen Spiegels 750 für den optischen Strahlengang von der bild¬ gebenden Einrichtung 700 zur Stirnfläche f des Bauteils C. Die weiteren Beleuchtungseinrichtungen 720, 730 sind optional vorzusehen, sofern die Beleuchtungseinrichtung 710 nur Licht einer sichtbaren Wellenlänge liefert und können als Beleuchtungsringe die Umlenkeinrichtung 740 umgebend angeordnet sein. Mittels entsprechender Linearantriebe 760, 770, 780 sind in einer Variante die bildgebende Einrichtung 700, die Beleuchtungseinrichtungen 710, 720, 730 und ggf. auch die Umlenkeinrichtung 740 relativ zum Bauteil C durch die Steuerung zu verfahren.
Sofern erforderlich, ist in einer Variante - siehe auch Fig. 8 - an einer oder mehreren der folgenden Positionen, nämlich an der Aufnahmeposition 20 des Bauteils C vom in der Halte- und Zuführeinrichtung 30 befindlichen Bauteilevorrat BV, an der Orientierungsposition 22 zum Zentrieren und Ausrichten des Bauteils C am Aufnahmewerkzeug 160, und an der Absetzposition 32 zum Absetzen des Bauteils C eine Hubeinrichtung 900 vorgesehen. Diese Hubeinrichtung 900 dient dazu jeweils einen radialen (Z-) Hub des Aufnahmewerkzeugs 160 radial von der Drehachse DA der Wendeeinrichtung weg in Richtung des in der Halte- und Zuführeinrichtung 30 befindlichen Bauteilevorrat BV zum Aufnehmen des Bauteils C, der Vorrichtung zum Zentrieren und Ausrichten des Bauteils (C), und/oder der Empfangsstelle 32 des Bauteils C zu bewirken. In der gezeigten Variante hat die Hubeinrichtung 900 für den radialen (Z-) Hub jeweils eine Nocken/Kipphebel-Anordnung 910, 920 an der jeweiligen Position, um das Aufnahmewerkzeug 160 gesteuert in Längsrichtung des Aufnahmewerkzeugs 160 radial nach außen zu verfahren. Die Rückkehrbewegung des Aufnahmewerkzeugs 160 ist durch eine nicht weiter veranschaulichte Federanordung realisiert. Alternativ kann auch jeweils ein Servomotor vorgesehen sein. Dabei ist die Hubbewegung so dimensioniert, dass das Bauteil C an dem Aufnahmewerkzeug 160 aus der sonstigen Wendebahn WB hinausge¬ hoben wird. Ein Drehantrieb für die Nocken/Kipphebel-Anordnung 910, 920 dreht den No¬ cken 910 um eine parallel zur Wendeachse WA der Wendeeinrichtung 150 orientierte Dreh¬ achse. Durch diese Drehbewegung betätigt der Nocken 910 den drehbar gelagerten Kipphebel 920, dessen von dem Nocken 910 abgewandtes Ende als Stößel ausgeformt ist. Die Rückkehrbewegung des Kipphebels 920 kann ebenfalls durch eine Federanordung realisiert sein. Es ist vorteilhaft, wenn die Nocken/Kipphebel-Anordnung 910, 920 und deren Drehantrieb an einer dem motorischen Antrieb 170 der Wendeeinrichtung 150 zugewandten Seite der Wendeeinrichtung 150 angeordnet ist.
Die vorliegende Anordnung hat in einer Variante nur eine Wendeeinrichtung mit zum Beispiel 24 Aufnahmewerkzeugen. Die Wendeeinrichtung ist um 45° (oder in einem Bereich zwischen 30°-60°) zu den X-, Y-Hauptachsen gedreht. Der Bauteilevorrat ist in dieser Variante oberhalb und die Ablage unterhalb der Wendeeinrichtung angeordnet. Das Inspektionssystem mit (vier) bildgebenden Sensoren, Strahlumlenkungen (Spiegeln) zur Seitenflächen-Inspektion der Bauteile an zwei Inspektionsspositionen ist in der Lage, die Seitenflächen an jeweils zwei nichtparallelen Kanten und ohne einen Z-Hub der Aufnahmewerkzeuge während einer Drehung bzw. Bewegung der Wendeeinrichtung direkt zu inspizieren. Der nicht vorhandene Z- Hub an den Aufnahmewerkzeugen in der Inspektionposition für die Seitenflächen kann zu ei¬ ner Zeitersparnis und somit mehr Bauteile-Durchsatz führen. Die vorangehend beschriebenen Varianten der Vorrichtung sowie deren Aufbau- und Betriebsaspekte dienen lediglich dem besseren Verständnis der Struktur, der Funktionsweise und der Eigenschaften; sie schränken die Offenbarung nicht etwa auf die Ausführungsbei- spiele ein. Die Fig. sind teilweise schematisch, wobei wesentliche Eigenschaften und Effekte zum Teil deutlich vergrößert dargestellt sind, um die Funktionen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen. Dabei kann jede Funktionsweise, jedes Prinzip, jede technische Ausgestaltung und jedes Merkmal, welches/welche in den Fig. oder im Text offenbart ist/sind, mit allen Ansprüchen, jedem Merkmal im Text und in den anderen Fig., anderen Funktionsweisen, Prinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmalen, die in dieser Offenbarung enthalten sind oder sich daraus ergeben, frei und beliebig kombiniert werden, so dass alle denkbaren Kombinationen der beschriebenen Vorgehensweise zuzuord¬ nen sind. Dabei sind auch Kombinationen zwischen allen einzelnen Ausführungen im Text, das heißt in jedem Abschnitt der Beschreibung, in den Ansprüchen und auch Kombinationen zwischen verschiedenen Varianten im Text, in den Ansprüchen und in den Fig. umfasst. Auch die Ansprüche limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten al¬ ler aufgezeigten Merkmale untereinander. Alle offenbarten Merkmale sind explizit auch ein¬ zeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen hier offenbart.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) mit wenigstens einer Deckfläche, mehreren zu inspizierenden Seitenflächen (a, b, ...) und/oder Kanten der Seitenflächen (a, b, ...)/
- die Vorrichtung wenigstens ein an einer Wendeeinrichtung angeordnetes Aufnahmewerkzeug für jeweils eines der Bauteile (C) aufweist, das dazu bestimmt und eingerichtet ist, das jeweilige Bauteil (C) an seiner Deckfläche aufzunehmen,
- die Wendeeinrichtung dazu bestimmt und eingerichtet ist,
-- mit dem Aufnahmewerkzeug das Bauteil (C) in einer Wendeebene (WE) entlang einer Transportbahn (WB) um eine Wendeachse (WA) zu rotieren, und
- dabei ein am Aufnahmewerkzeug befindliches, winkelig zu der Wendebahn (WB) oder der Wendeebene (WE) ausgerichtetes Bauteil (C) in eine Inspektionsposition zu fördern, und
- in der Inspektionsposition als optische Bauteil-Inspektionseinrichtung eine erste und eine zweite bildgebende Einrichtung zueinander winklig so angeordnet sind, dass mit der ersten bildgebenden Einrichtung eine erste Seitenfläche oder Kante des in der Inspektionsposition befindlichen Bauteils (C) zu inspizieren ist, und mit der zweiten bildgebenden Einrichtung eine zweite, an die erste angrenzende Seitenfläche oder Kante des in der Inspektionsposition befindlichen Bauteils (C) zu inspizieren ist.
2. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei entlang der Transportbahn (WB) des Bauteils (C) zwei Paare optischer Bauteil-Inspek- tionseinrichtungen angeordnet sind, die in jeweils einer winkeligen Anordnung außerhalb Transportbahn (WB) des Bauteils (C) entlang des Umfangs der Wendeeinrichtung angeord¬ net sind, wobei die Transportbahn (WB) des Bauteils (C) im Wesentlichen kreissegmentförmig ist.
3. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, wobei als Beleuchtungseinrichtungen zur Infrarot-Durchlicht-Inspektion den bildgebenden Einrichtung jeweils eine ihnen gegenüberliegende Infrarot-(IR)- Beleuchtungseinrichtung zugeordnet ist, wobei jede Beleuchtungseinrichtung durch eine Steueranordnung zu aktivie¬ ren ist, wenn sich das Aufnahmewerkzeug mit dem Bauteil im Erfassungsbereich der jeweili¬ gen bildgebenden Einrichtung befindet, oder die Beleuchtungseinrichtungen dauerhaft akti¬ viert sind.
4. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, wobei an zwei aufeinanderfolgenden Inspektionspositionen (26, 28) jeweils zwei Inspektionseinrichtungen (302A, 302B, 304A, 304B) und deren Beleuchtungseinrichtungen (306A, 306B, 308A, 308B) mit ihren optischen Pfaden in einer X-Anordnung zur Durchlicht- Inspektion angeordnet sind, wobei in der ersten Inspektionsposition (26) eine erste Beleuch tungseinrichtung (306A) auf eine erste biidgebende Einrichtung (304A) gerichtet ist, und eine zweite Beleuchtungseinrichtung (308A) auf eine zweite bildgebende Einrichtung (302A) gerichtet ist, und in der zweiten Inspektionsposition (28) eine zweite Beleuchtungseinrichtung (306B) auf eine erste bildgebende Einrichtung (304B) gerichtet ist, und eine zweite Beleuchtungseinrichtung (308B) auf eine zweite bildgebende Einrichtung (302B) gerichtet ist, und das Aufnahmewerkzeug dazu eingerichtet ist, das Bauteil (C) in einen Bereich der jeweiligen Inspektionsposition (26, 28) zu fördern, in dem sich jeweils zwei der optischen Pfade kreuzen oder schneiden.
5. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in jeder der Inspektionspositionen jeweils zwei Seitenflächen gleichzeitig optisch zu inspizieren sind, wenn sich das Bauteil (C) an der entsprechenden Position befindet, ohne dass die bildgebenden Einrichtungen und/oder deren Beleuchtungseinrichtungen in den Transportweg des Bauteils (C) eintauchen, oder das Bauteil (C) an dem Aufnahmewerkzeug radial nach außen oder innen zu verfahren ist, um in den optischen Pfad der bildgebenden Einrichtungen und deren Beleuchtungseinrichtungen zu gelangen.
6. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufnahmewerkzeug (160) an der Wendeeinrichtung (150) dazu eingerichtet und bestimmt ist, das Bauteil (C) aufzunehmen und mit seinen optisch zu inspizierenden Sei¬ tenflächen (a, b, c, d) entlang der Transportbahn (WB) des Bauteils (C) durch wenigstens ein oder zwei der Paare optischer Bauteil-Inspektionseinrichtungen zu fördern, die dazu eingerichtet und bestimmt sind, jeweils zwei aneinander grenzende Seitenflächen (a, b, c, d) zu inspizieren.
7. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, wobei das Bauteil (C) im Durchlicht und/oder mit Auflicht zu inspizieren ist, indem als Beleuchtungseinrichtungen den bildgebenden Einrichtungen (302, 304) jeweils eine Infrarot- (IR)-Durchlicht- und/oder Auflicht-Beleuchtungseinrichtung (306, 308) zugeordnet ist, die jeweils auf die Stelle orientiert sind, an der sich die zu inspizierenden Seitenflächen (a, b, c, d) in der jeweiligen Inspektionsposition (26, 28) befinden.
8. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, wobei das Bauteil (C) mit Auflicht zu inspizieren ist, indem in einer X-Anordnung an ei¬ ner einzigen Inspektionsposition (26) vier bildgebende Einrichtungen (302A, 304 A, 302B, 304B) auf vier zu inspizierenden Seitenflächen (a, b, c, d) desselben Bauteils (C) gerichtet sind, und wobei den bildgebenden Einrichtungen (302A, 304 A, 302B, 304B) jeweils Beleuch- tungseinrichtungen (306A, 306 A, 308B, 308B) zugeordnet sind, die dazu eingerichtet sind, die jeweilige zu inspizierende Seitenfläche (a, b, c, d) des Bauteils (C) im Auflicht beleuchten, wenn durch das Aufnahmewerkzeug das Bauteil (C) in einen Bereich der Inspektionsposition (26) gefördert ist.
9. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprü che, wobei das Bauteil (C) in einer zu der Transportbahn (WB) winkeligen Orientierung zu fördern ist, wobei an den Inspektionspositionen (26, 28) jeweils zwei bildgebende Einrichtungen (600) und ihre Beleuchtungseinrichtungen (610) vorgesehen sind, denen jeweils eine Umlenkeinrichtung (420, 430) für den optischen Strahlengang zugeordnet ist, wobei mittels entsprechender Linearantriebe die der ersten und/oder zweiten Inspektionsposition (26, 28) zugeordneten bildgebenden Einrichtungen (600), ihre Beleuchtungseinrichtungen (610) und/ oder die Umlenkeinrichtungen (440, 450) in und aus der Transportbahn (WB) des Bauteils (C) zu verfahren sind, und/oder die Umlenkeinrichtungen (440, 450) vollständig oder teilweise umlenkend/reflektierend ausgestaltet sind.
10. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für einen Auflicht-Bildeinzug zur Inspektion der Seitenflächen oder Kanten des Bauteils (C), auf der Seite der bildgebenden Einrichtung, eine Beleuchtungseinrichtung vor¬ gesehen ist.
11. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, wobei in einer X-Anordnung an einer einzigen Inspektionsposition (26) vier bildgebende Einrichtungen (302A, 304 A, 302B, 304B) auf die vier zu inspizierenden Seitenflächen (a, b, c, d) desselben Bauteils (C) gerichtet sind, den bildgebenden Einrichtungen (302A, 304 A, 302B, 304B) jeweils Beleuchtungseinrichtungen (306A, 306 A, 308B, 308B) zugeordnet sind, die die jeweilige zu inspizierende Seitenfläche (a, b, c, d) des Bauteils (C) im Auflicht beleuchten.
12. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, wobei für einen Auflicht-Bildeinzug zur Inspektion der vom Aufnahmewerkzeug (160) abliegenden Stirnfläche (f) des Bauteils (C) und/oder der Lage / Orientierung des Bauteils (C) an dem Aufnahmewerkzeug (160) die bildgebende Einrichtung (700) Beleuchtungseinrichtungen mit unterschiedlicher Wellenlänge und eine teilweise lichtdurchlässige Umlenkeinrichtung für den optischen Strahlengang von der bildgebenden Einrichtung zur Stirnfläche des Bauteils (C) und/oder weitere Beleuchtungseinrichtungen aufweist, welche die Umlenk¬ einrichtung umgebend angeordnet sind, und/oder wobei mittels entsprechender Linearantrie- be die bildgebende Einrichtung (700), die Beleuchtungseinrichtungen und /oder die Umlenkeinrichtung relativ zum Bauteil zu verfahren sind.
13. Vorrichtung zum Inspizieren von Bauteilen (C) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine die Halte- und Zuführeinrichtung dazu bestimmt und eingerichtet ist, einen Bauteilevorrat (BV) mit abzugebenden Bauteil (C) so relativ zu dem in der Aufnahmeposition befindlichen Aufnahmewerkzeug so auszurichten, dass zumindest bei dem aus dem Bauteilevorrat (BV) jeweils abzugebenden Bauteil (C)
- eine Mantelfläche des Bauteils (C), die einen spitzen Winkel mit der Wendeebene (WE) einschließt, einen Winkel von etwa 30° bis etwa 60° mit der Wendeebene (WE) einschließt, oder
- eine Mantelfläche des Bauteils (C), die einen stumpfen Winkel mit der Wendeebene (WE) einschließt, einen Winkel von etwa 120° bis etwa 150° mit der Wendeebene (WE) einschließt.
14. Verfahren zum Inspizieren von Bauteilen (C) mit wenigstens einer Deckfläche, mehreren zu inspizierenden Seitenflächen (a, b, ...) und/oder Kanten der Seitenflächen (a, b, ...),
- Bereitstellen eines an einer Wendeeinrichtung angeordneten Aufnahmewerkzeugs für jeweils eines der Bauteile (C);
- Aufnehmen eines Bauteils (C) an seiner Deckfläche mittels des Aufnahmewerkzeugs in ei¬ ner gewinkelten Orientierung zu einer Wendebahn (WB) oder Wendeebene (WE), um das Bauteil (C) in wenigstens eine Inspektionsposition zu fördern, und
- Rotieren der Wendeeinrichtung mit dem Aufnahmewerkzeug, um das Bauteil (C) in der Wendeebene (WE) entlang der Wendebahn (WB) zu der Inspektionsposition zu fördern, und
- Bereitstellen in der Inspektionsposition als optische Bauteil-Inspektionseinrichtung eine er¬ ste und eine zweite bildgebende Einrichtung, die zueinander winklig angeordnet sind, und
- Inspizieren einer ersten Seitenfläche oder Kante des in der Inspektionsposition befindlichen Bauteils (C) mit der ersten bildgebenden Einrichtung,
- Inspizieren einer zweiten, an die erste angrenzende Seitenfläche oder Kante des in der Inspektionsposition befindlichen Bauteils (C) mit der zweiten bildgebenden Einrichtung.
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