專利名稱：識別用于裝配過程的吸移管配置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一 般涉及借助于裝配裝置為基板裝配電子元件的領(lǐng)域。本發(fā)明尤其涉及一 種用于識別在裝配裝置中的用于裝配過程的吸移管更換裝置中的吸移管配置的方法。在吸 移管更換裝置中，為了給基板裝配電子元件而提供了具有不同吸移管類型的吸移管。
背景技術(shù)：
在裝配技術(shù)中，尤其是在所謂的表面貼裝技術(shù)(SMT)中，由所謂的裝配裝置(例如 自動(dòng)裝配機(jī)、裝配模塊等等)將元件裝配在基板或印刷電路板的表面上。所要裝配的元件 借助于用于裝配過程的所謂的供給裝置被提供到拾取位置上。為了拾取和安放元件，在裝 配裝置里采用了可以通過定位系統(tǒng)而移動(dòng)的裝配頭。在所謂的裝配區(qū)域里則由裝配頭將元 件放置在基板或印刷電路板上的一個(gè)規(guī)定的安放位置上。在裝配裝置中對基板或印刷電路板的自動(dòng)裝配通常要求搬運(yùn)許多不同的元件。在 此，元件是指所有可裝配的元件，尤其是電子的和機(jī)電的元件、用于電的和機(jī)械的接點(diǎn)的插 頭和插接式連接器以及屏蔽板。在裝配過程中，也就是說在通過裝配頭將元件從拾取位置 傳送至安放位置時(shí)，使待裝配的元件通過所謂的吸移管吸住并因此在傳送期間保持在裝配 頭上。因?yàn)楝F(xiàn)代的電路一般具有許多不同的元件，且這些元件具有不同的重量和不同的 外形尺寸，因此為了可靠地進(jìn)行傳送需要有特別地根據(jù)所要裝配元件的各自的類型調(diào)整的 吸移管。只有在應(yīng)用為所要裝配元件而設(shè)置的吸移管時(shí)，才可以確保可靠的傳送并進(jìn)而確 保無故障的裝配過程。應(yīng)用不適合于所要裝配元件的吸移管可能導(dǎo)致元件在拾取位置沒 有或者沒有正確地被撿取；或者所要裝配的元件在從拾取位置至所希望的安放位置的傳送 期間掉落下來。從裝配頭上掉落下的元件例如可能停落于基板的一個(gè)位置上，而在這位置 上隨后應(yīng)該安放其它的元件。在這種情況下該位于基板上的元件就導(dǎo)致基板的裝配故障。 然而，從裝配頭上掉落下的元件例如也可以阻止基板的傳送，以至于必須使得通過生產(chǎn)線 的自動(dòng)裝配中斷，該生產(chǎn)線由多個(gè)裝配裝置和/或由用于焊接所裝配的基板的爐子組成。為了能夠在裝配裝置里提供對于裝配某一種電路或產(chǎn)品(例如具有某種設(shè)計(jì)的 印刷電路板)所必需的吸移管，在裝配裝置中設(shè)置所謂的吸移管更換裝置。在吸移管更換 裝置里實(shí)現(xiàn)了在裝配頭上的吸移管更換。因此，在吸移管更換裝置中將所要應(yīng)用于裝配的 吸移管布置或裝入到吸移管更換裝置的預(yù)先規(guī)定的位置上，從這些位置可以由裝配頭來撿 取這些吸移管并固定在該裝配頭上。吸移管在吸移管更換裝置中的這種布置也可以稱為吸 移管配置。吸移管配置例如規(guī)定了 在什么位置上要找到哪個(gè)吸移管用于裝配。因而對于 某個(gè)產(chǎn)品(例如具有某種設(shè)計(jì)的印刷電路板)的自動(dòng)裝配來說必須提出一種特定的吸移管 配置，并在裝配裝置的吸移管更換裝置里以一種正確的布局來提供。有缺陷的、磨損的吸移 管的移除同樣也在這樣的吸移管更換裝置里實(shí)現(xiàn)，其方法是將所要確定的吸移管在吸移管 更換裝置的預(yù)先規(guī)定位置上給出。通常用手將對于產(chǎn)品的裝配來說必需的吸移管裝入在吸移管更換裝置中。此外還必須將規(guī)定各自的吸移管在吸移管更換裝置中的吸移管類型和相應(yīng)位置的相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸 入到裝配裝置的控制裝置里。因此由于錯(cuò)誤地將吸移管裝入在吸移管更換裝置里和/或?qū)?錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)輸入到控制裝置里，就會(huì)產(chǎn)生例如兩種故障可能性，它們在隨后的裝配過程中 可能導(dǎo)致對于所要裝配的元件應(yīng)用了并不適合的吸移管。此外，吸移管的正確的人工裝入由于以下情況而變得更加困難由于元件越來越 微型化，近年來吸移管也已經(jīng)有了變化。因此在不同類型的吸移管之間經(jīng)常有的區(qū)別用人 眼更難或者不能再識別出來。為了減少所述的故障可能性，吸移管例如可以具有二維的編碼，它示出了吸移管 的類型。這種編碼則例如利用位于裝配頭上的照相機(jī)來讀取，而吸移管則設(shè)置在吸移管更 換裝置中。然后在分析該編碼之后，由裝配頭對應(yīng)于各自的配置，或者說對應(yīng)于所要裝配的 元件來選擇和撿取吸移管。由文件JP 2002280798-A已知了一種用于確定用于裝配過程的正確的吸移管類 型的類似的方法。在此，吸移管根據(jù)吸移管類型的不同在每個(gè)端部上都有標(biāo)記，利用該端部 使吸移管被裝配頭撿取。這些標(biāo)記同樣也可以利用裝配裝置的照相機(jī)(例如元件照相機(jī)、 印刷電路板照相機(jī))來讀取，并且然后確定吸移管類型，而吸移管則位于吸移管更換裝置 里?？赡艿脑捯部梢愿鶕?jù)編碼或者說標(biāo)記來檢查或必要時(shí)校正各自的吸移管在吸移管更換 裝置中的位置。對此可替換地，吸移管也可以設(shè)有識別槽，正如在文件KR2005108025-A中所描述 的那樣。為了根據(jù)識別槽來識別吸移管類型，在裝配頭上設(shè)有吸移管識別單元，由該單元來 確定應(yīng)該更換哪種吸移管類型。所有列舉的用來識別吸移管類型的方法當(dāng)然有以下缺點(diǎn)吸移管必須這樣地設(shè)有 可分析的標(biāo)記、編碼和/或槽，從而可以明確地在通過裝配頭撿取之前確定吸移管類型。此 外必須通過裝配頭根據(jù)標(biāo)記、編碼和/或槽在每次更換吸移管時(shí)，或者說在每次從吸移管 更換裝置里取出新的吸移管之前，對用于各自裝配的吸移管類型進(jìn)行檢查。這個(gè)步驟可能 導(dǎo)致附帶的時(shí)間成本。不利的也例如在于，在使用識別槽時(shí)必須在裝配頭上設(shè)有一個(gè)自身 的吸移管識別單元。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提出一種方法，通過該方法可以簡單且省時(shí)地在裝配之前 識別出在吸移管更換裝置中、尤其是以任意順序設(shè)置的吸移管的布置和吸移管類型，并因 此防止應(yīng)用不適合于所要裝配的元件的吸移管。 該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中說明。該目的尤其是通過一種開頭所述類型的方法來實(shí)現(xiàn)，其中在對基板裝配之前將所 有吸移管依次地利用裝配裝置的裝配頭從吸移管更換裝置里取出。然后由分別位于裝配頭 上的吸移管借助于圖像處理系統(tǒng)來準(zhǔn)確地確定吸移管類型，并將分別位于裝配頭上的吸移 管的測定的吸移管類型繼續(xù)傳輸給裝配裝置的或機(jī)器控制系統(tǒng)的控制裝置。然后將分別剛 好檢查過的吸移管復(fù)位到吸移管更換裝置中的位置上，以及將測定的吸移管類型與有關(guān)吸 移管在吸移管更換裝置中的位置的信息一起存儲。因此對于在另一個(gè)設(shè)置在吸移管更換裝置中的吸移管的后面的吸移管來說，在裝配之前借助于圖像處理系統(tǒng)對各自的吸移管類型進(jìn)行識別，并與位置信息一起存儲。根據(jù)本發(fā)明的方法的主要方面在于裝配裝置的控制裝置根據(jù)所存儲的信息或 者在吸移管更換裝置中的哪個(gè)位置上可以找到各自對于裝配來說必需的吸移管類型，或 由裝配頭來撿取該對于裝配過程來說是正確的、并在裝配程序中預(yù)先規(guī)定的吸移管類型。 然后在裝配之前，在所謂的“吸移管運(yùn)行”中確定吸移管在吸移管更換裝置中的布置。因而 必須在將吸移管裝入吸移管更換裝置里時(shí)不再考慮特定的布置。如果配備了相應(yīng)數(shù)量的， 對于裝配來說必需要的吸移管，那就是足夠的。此外在根據(jù)本發(fā)明的方法中不需要使吸移 管具有特殊的編碼，標(biāo)記等等，以便能夠明確肯定地識別出吸移管類型。因此，通過根據(jù)本發(fā)明的方法對于控制裝置或機(jī)器控制系統(tǒng)來說已知了吸移管配 置、也就是說吸移管在吸移管更換裝置中的布置。因而裝配頭可以在裝配期間不附帶地檢 驗(yàn)吸移管類型就進(jìn)行裝載，這是因?yàn)槲乒芘渲靡呀?jīng)在對基板裝配之前就進(jìn)行過檢驗(yàn)了。有利的是，為了確定吸移管類型還測量吸移管長度，這是因?yàn)樵谘b配時(shí)，尤其是在 具有裝配頭，但沒有獨(dú)特的、所謂的Z-驅(qū)動(dòng)裝置的裝配裝置里使用的吸移管只是在長度上 有區(qū)別。為了測量吸移管長度，由裝配頭使吸移管經(jīng)過Z-軸線安放到已知高度的一個(gè)面 上。如果發(fā)現(xiàn)有阻力，那就可以由此測定吸移管的長度。如果為了確定吸移管類型還例如借助于裝配裝置的真空系統(tǒng)測定吸移管的空氣 流量，那就也是有利的。吸移管的空氣流量的確定尤其是對于吸移管類型的區(qū)分和/或預(yù) 先分類是合理的，以便更加可靠地識別出吸移管的類型。因此例如可以與長度測量相結(jié)合， 簡單而成本低廉地借助于圖像處理系統(tǒng)對吸移管類型的識別進(jìn)行預(yù)先選擇。吸移管類型的確定優(yōu)選地借助于圖像處理系統(tǒng)根據(jù)吸移管的端面來實(shí)現(xiàn)，該端面 由照相機(jī)、尤其是裝配裝置的所謂的頭部照相機(jī)來拍攝。吸移管可以簡單地并且沒有附帶 費(fèi)用地例如進(jìn)行檢查，并確定吸移管類型，這是因?yàn)樵谖乒馨惭b在裝配頭時(shí)，端面可以由 頭部照相機(jī)很簡單地記錄下來。為了借助于圖形處理確定吸移管的類型，考慮吸移管的端面的理想情況下的幾何 特征，這是因?yàn)槲乒芡ǔＭㄟ^端面的幾何特征來區(qū)分。尤其是考慮了端面的幾何特征，如 外輪廓、抽吸通道的尺寸和布置、以及圍住抽吸通道的連皮(Steg)的壁厚，用來借助于圖 像處理系統(tǒng)來確定吸移管類型。此外也可以按亮度來區(qū)分吸移管的端面或抽吸面。因此也 可以考慮所拍攝到的吸移管端面的亮度用于對圖像處理系統(tǒng)的吸移管類型進(jìn)行分類或確 定。根據(jù)本發(fā)明的方法的一種特殊的實(shí)施方案的特征在于，在確定吸移管類型時(shí)首先 考慮進(jìn)行長度測量和/或測定空氣流量，以用于對可能的吸移管類型進(jìn)行預(yù)先分類；然后 借助于圖像處理系統(tǒng)對吸移管類型進(jìn)行準(zhǔn)確的識別。通過確定方法的這種組合可以簡單地 明確確定吸移管類型。此外，還可以使對裝入在吸移管更換裝置中的吸移管的吸移管類型 的識別由此進(jìn)一步最優(yōu)化，這是因?yàn)橥ㄟ^借助于長度測量和/或測定空氣流量對吸移管的 預(yù)先分類，可以限定借助于圖像處理系統(tǒng)所要檢查的吸移管端面的許多可能的形式。因此 對于最優(yōu)化來說，在吸移管類型明確地借助于圖像處理系統(tǒng)或根據(jù)吸移管端面的幾何特征 被確定之前，例如可以首先測量吸移管的長度，并且然后測量吸移管的空氣流量。當(dāng)然也 可以考慮，在用來確定吸移管類型的方法的組合中采用另一種順序。通過組合有利地應(yīng)用吸移管的不同性能，這些性能利用不同的系統(tǒng)(例如長度測量裝置、真空系統(tǒng)、圖像處理系 統(tǒng))來測定，以便能夠?qū)ξ乒茴愋瓦M(jìn)行可靠的識別。


以下示例性地根據(jù)圖1對本發(fā)明進(jìn)行說明。圖1示例性地和示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、用來識別用于裝配過程的吸移管配置的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的，用來識別在裝配裝置中的用于裝配過程的吸移 管配置的方法的示例性的流程圖。用于對基板或印刷電路板進(jìn)行裝配的吸移管為了進(jìn)行生 產(chǎn)而設(shè)置在吸移管更換裝置里。對應(yīng)于所要裝配的元件應(yīng)用了具有不同吸移管類型的吸移 管。吸移管類型的區(qū)分例如根據(jù)吸移管的不同長度、不同的空氣流量和/或不同的幾何特 征，尤其是端面的幾何特征來進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的方法在為基板裝配電子元件之前實(shí)施。根據(jù)本發(fā)明的方法以啟動(dòng)步 驟1開始。在第二個(gè)方法步驟2中使設(shè)置在吸移管更換裝置中的吸移管被裝配裝置的裝配 頭所撿取并安裝在該裝配頭上。在第三個(gè)方法步驟3中則確定位于裝配頭上的吸移管的吸移管類型。第三個(gè)方法 步驟3例如可以選擇地劃分成至少兩個(gè)子步驟3a，3b。在第一個(gè)子步驟3a中例如對位于裝 配頭上的吸移管的吸移管類型進(jìn)行預(yù)先分類。此時(shí)例如可以首先確定吸移管的長度。為了 進(jìn)行長度測量例如由裝配頭將吸移管經(jīng)過Z軸安放到已知高度的面上。如果確認(rèn)有阻力， 那就可以由此測定吸移管的長度。除了在第一個(gè)子步驟3a中的長度測量之外，也可以借助 于裝配裝置的真空系統(tǒng)來測量吸移管的空氣流量，以便更準(zhǔn)確地詳細(xì)說明吸移管類型。當(dāng) 然也可以替代長度測量來進(jìn)行空氣流量的測定。長度測量和空氣流量的測定的順序可以任 意地或取決于各自的裝配裝置來選擇。在第二個(gè)子步驟3b中則借助于圖像處理系統(tǒng)來確定位于裝配頭上的吸移管的吸 移管類型。對此，例如利用照相機(jī)、例如裝配裝置的所謂的頭部照相機(jī)對吸移管的端面進(jìn)行 拍攝。根據(jù)端面的幾何特征，例如端面的外輪廓、抽吸通道的尺寸和布置以及圍住抽吸通道 的連皮的壁厚，然后借助于圖像處理系統(tǒng)方法(例如與典型化的吸移管圖像進(jìn)行對比，等 等)來測定吸移管類型。此外也可以考慮吸移管端面的亮度上的區(qū)別來用于識別吸移管類 型。如果在第三個(gè)方法步驟3中實(shí)施了選擇的預(yù)先分類，也就是說選擇的第一個(gè)子步 驟3a，那么在第二個(gè)子步驟3b中所要檢查的吸移管端面的可能形式的數(shù)量可以減少，這是 因?yàn)橛行┪乒茴愋屠鐑H僅通過空氣流量和/或長度來區(qū)分。如果在第三個(gè)方法步驟3 中取消預(yù)先分類或者說第一個(gè)子步驟3a，那么這個(gè)方法步驟3也只是存在有第二個(gè)子步驟 3b，或者說由借助于圖像處理系統(tǒng)對吸移管類型的確定組成。對于第三個(gè)方法步驟3當(dāng)然要說明的是取決于各自的裝配裝置，也可以選擇方 法的另一種順序用來確定吸移管的類型。在確定吸移管類型之后，然后在第四個(gè)方法步驟4中將測定的吸移管類型繼續(xù)傳 輸至裝配裝置的控制裝置。在第五個(gè)方法步驟5中，然后使位于裝配頭上的吸移管由裝配頭復(fù)位到吸移管更換 裝置里。第五個(gè)方法步驟5通常在識別吸移管類型時(shí)，在對基板裝配 之前進(jìn)行，以便在一種所謂的“吸移管運(yùn)行”時(shí)來確定所有的位于吸移管更換裝置中的吸移 管的吸移管類型和位置。在第六個(gè)方法步驟6中，然后將測定的吸移管類型與有關(guān)識別出的吸移管在吸移 管更換裝置中的位置的信息一起存儲，例如存儲在裝配裝置的控制裝置或機(jī)器控制系統(tǒng) 里。在“吸移管運(yùn)行”中在對基板裝配之前，對于所有的在吸移管更換裝置里準(zhǔn)備好的 吸移管來說，從第二至第六個(gè)方法步驟2-6重復(fù)此方法，因此對于控制裝置來說，已知了吸 移管類型以及用于在裝配裝置中的裝配過程的吸移管的位置，并因此已知了在吸移管更換 裝置中的吸移管配置。也有可能在裝配期間在每次更換吸移管時(shí)實(shí)施方法步驟2，3，4和6，以便檢查，裝 配頭是否裝配上正確吸移管類型的吸移管。因此在兩種情況下在對基板裝配時(shí)，控制裝置用于確保在裝配頭上總是有適用于 所要裝配的元件的吸移管供使用。
權(quán)利要求
1.一種用于識別在裝配裝置中的用于裝配過程的吸移管更換裝置中的吸移管配置的 方法，其中為了給基板裝配電子元件，在所述吸移管更換裝置中提供具有不同吸移管類型 的吸移管，其特征在于，在對基板裝配之前，將所有吸移管依次地利用所述裝配裝置的裝配 頭從所述吸移管更換裝置中取出(2)；由分別位于所述裝配頭上的所述吸移管借助于圖像 處理系統(tǒng)來準(zhǔn)確確定所述吸移管類型(3b)；將分別位于所述裝配頭上的所述吸移管的確 定的所述吸移管類型繼續(xù)傳輸給所述裝配裝置的控制裝置(4)；然后將分別剛好檢查過的 所述吸移管復(fù)位到所述吸移管更換裝置中的位置上(5)；以及然后將有關(guān)所述吸移管在所 述吸移管更換裝置中的位置的信息與測定的所述吸移管類型一起存儲(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了確定所述吸移管類型還測量吸移管 長度(3a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了確定所述吸移管類型還尤其借助 于所述裝配裝置的真空系統(tǒng)測定所述吸移管的空氣流量(3a)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在借助于圖像處理系統(tǒng)確定 所述吸移管類型時(shí)，由照相機(jī)，尤其是所述裝配裝置的所謂的頭部照相機(jī)對吸移管的端面 進(jìn)行拍攝(3b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了借助于圖像處理系統(tǒng)確 定所述吸移管類型，考慮所述吸移管的所述端面的幾何特征(3b)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，應(yīng)用所述端面的外輪廓、抽吸通道的尺寸 和布置以及圍住所述抽吸通道的連皮的壁厚作為所述端面的幾何特征(3b)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在確定所述吸移管類型時(shí)首 先考慮進(jìn)行長度測量和/或測定空氣流量，以用于對可能的所述吸移管類型進(jìn)行預(yù)先分類 (3a)；然后借助于圖像處理系統(tǒng)對所述吸移管類型進(jìn)行準(zhǔn)確的識別。
全文摘要
一種識別在裝配裝置的裝配過程中的吸移管配置的方法。為了為基板裝配電子元件，在吸移管更換裝置中提供具有不同吸移管類型的吸移管。在裝配基板前將所有吸移管依次利用裝配裝置的裝配頭從更換裝置中取出(2)。由分別位于裝配頭上的吸移管通過圖像處理系統(tǒng)確定吸移管類型(3，3b)，并將分別位于裝配頭上的吸移管的確定的吸移管類型傳輸給裝配裝置的控制裝置(4)。將分別剛好檢查過的吸移管復(fù)位到更換裝置中的位置上(5)，并將吸移管類型與有該位置的信息一起存儲(6)。利用有關(guān)吸移管類型和該位置的信息已知吸移管配置，并由控制裝置簡單地在裝配時(shí)正確地為裝配頭裝載吸移管。因此簡單、高效地避免不適合的吸移管應(yīng)用于要裝配的元件。
文檔編號H05K13/02GK102036543SQ20101050121
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者卡爾-海因茨·貝施, 米夏埃爾·布羅特, 馬爾科·特賴貝爾 申請人:西門子電子集成系統(tǒng)有限責(zé)任兩合公司