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1. WO2006108786 - MACHINE AUTOMATIQUE DE MONTAGE AVEC ALIMENTATION EN ENERGIE SANS CONTACT DES TRANSPORTEURS DE COMPOSANTS

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[ DE ]

200505063

Beschreibung

Bestückungsautomat mit kontaktloser Bauelementefördererener-gieversorgung

Die Erfindung betrifft einen Bestückungsautomaten mit mindestens einem Bauelementeförderer. Die Erfindung betrifft weiter einen Bauelementeförderer für einen derartigen Bestückungsautomaten.

Ein derartiger Bestückungsautomat kommt beispielsweise in der Fertigungsindustrie, Bestückungstechnik oder Robotik zum Einsatz. Bestückungsautomaten sind in der Regel in der Lage, sehr hohe Bestückungsgeschwindigkeiten zu erreichen und sind beispielsweise für die Bestückung industriell gefertigter

Leiterplatten geeignet. Im so genannten Abholbereich fungieren die Bauelementeförderer als „intelligente Bauteilmagazine", die ein Bauteil an einem präzise definierten Ort innerhalb kürzester Zeit nach Abholung wiederersetzten und damit den Nachschub des Bauteils für den Fertigungsprozess sicherstellen. Durch die hohe Bestückungsgeschwindigkeit, die gegebenenfalls durch einen Roboterarm realisiert wird, sind Produkte mit hoher Bauteilanzahl, wie zum Beispiel komplexe Leiterplatten, in großer Menge und in kürzester Zeit her-stellbar. Ein Unternehmen, welches einen derartigen Bestückungsautomaten einsetzt, verschafft sich einen großen Wettbewerbsvorteil, da die Herstellungskosten des gefertigten Produktes dramatisch sinken.

Aus DE 3710310 Al ist ein Bestückungsautomat für Leiterplatten bekannt, wobei eine kontaktlose Verbindung zwischen dem Bauelementförderer und des Bestückungsautomaten zur Übertragung von Daten verwendet wird und die Energieversorgung der Bauelementförderer durch eine auf elektrische Kontaktierung basierende Stromversorgungsschiene gewährleistet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bestückungsautomaten, beziehungsweise einen Bauelementeförderer der ein- 200505063

gangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass unter Vermeidung eines beträchtlichen Verkabelungsaufwandes, beziehungsweise unter Vermeidung unvorteilhafter elektrischer Kontaktierungen, gleichzeitig eine Analyse von Daten des Bauele-menteförderers und/oder eine Energieversorgung des Bauelementeförderers ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Bestückungsautomat mit mindestens einem Bauelementeförderer gelöst, wobei eine erste drahtlose Verbindung zwischen dem Bauelementeförderer und einer Einheit des Bestückungsautomaten zur magnetischen Induktion eines Wechselstromes und zur Versorgung des Bauelementeförderers mit Energie vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird weiterhin durch mindestens einen Bauelementeförderer für einen Bestückungsautomaten und ein Verfahren zur Energieversorgung des Bauelementeförderers gelöst, wobei die erste drahtlose Verbindung zwischen einem Bauelementeförderer und einer Einheit eines Bestückungsautomaten zur magnetischen Induktion eines Wechselstromes und zur Versorgung des Bauelementeförderers mit Energie vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Kabelverbindungen oder Stromabnahmeschienen oft nur in ungenügender Art und Weise die Energieversorgung des Bauelementeförderers sicherstellen können. Beispielsweise können Kontaktabrieb o-der Kontaktverschmutzung zu Förderproblemen führen. Weiterhin ist eine falsche Verkabelung der Bauelementeförderer durch menschliche Irrtümer ein bekanntes Problem, welches durch die Tatsache, dass in der Regel eine Vielzahl von Bauelementeförderern verkabelt werden müssen, verschärft wird.

Der Bestückungsautomat versorgt den Bauelementeförderer mit Hilfe einer ersten kontaktlosen Verbindung mit Energie. Diese kontaktlose Verbindung wird im Folgenden auch induktive Verbindung genannt. Es ist vorteilhaft eine zweite drahtlose Verbindung zwischen dem Bauelementeförderer und einer Einheit des Bestückungsautomaten und dem Bauelementeförderer vorzuse- 200505063

hen, die zur Übertragung von Daten geeignet ist. Die drahtlosen Verbindungen sind daher für deren jeweiligen Zweck optimierbar. So kann beispielsweise die zweite drahtlose Verbindung mit einem Infrarotsender und einem Infrarotempfänger ausgebildet sein, um hohe Datenraten zu garantieren, wobei die erste induktive Verbindung die Stromversorgung des Bauelementeförderers sicherstellt.

Es ist möglich Kabelverbindungen, Stromschienenkontakte oder dgl . zwischen Bauelementeförderer und Bestückungsmaschine völlig zu vermeiden, oder zumindest die Anzahl der Kabelverbindungen entscheidend zu minimieren.

Eine kompakte Ausgestaltungsform ist ein Bestückungsautomat, wobei die erste drahtlose Verbindung und die zweite drahtlose Verbindung dieselbe Verbindung sind oder identische Verbindungen sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Bestückungsau-tomaten sind die erste drahtlose Verbindung und/oder die zweite drahtlose Verbindung zur Übertragung von Energie und/oder Daten von einem Primärteil der Einheit des Bestückungsautomaten auf einen Sekundärteil des Bauelementeförderers vorgesehen. Damit bilden der Primärteil und der Sekun-därteil eine drahtlose Stromversorgungsvorrichtung.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die erste drahtlose Verbindung und/oder die zweite drahtlose Verbindung zur Erkennung von Betriebszuständen und/oder zur Er-kennung des Vorhandenseins des Bauelementeförderers vorgesehen.

Weiterhin ist eine Ausgestaltungsform denkbar, wobei die erste drahtlose Verbindung und/oder die zweite drahtlose Verbin-düng zur Überprüfung einer Position des Bauelementeförderers vorgesehen ist, dahingehend, dass der Bestückungsautomat automatisch feststellen kann, ob der Bauelementeförderer korrekt in der vorgesehenen Spur eingerastet ist, beziehungswei- 200505063

se, ob der Bauelementeförderer in der vorgesehenen Spur platziert ist.

Vorteilhafterweise können die erste drahtlose Verbindung und/oder die zweite drahtlose Verbindung zur Steuerung des Bauelementeförderers verwendet werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weist der Bestückungsautomat eine Analyseeinheit auf, die für die Identifi-kation des Bauelementeförderers und/oder eines Betriebszustandes des Bauelementeförderers und/oder der Erkennung des Vorhandenseins des Bauelementeförderers mittels der ersten drahtlose Verbindung und/oder der zweiten drahtlosen Verbindung vorgesehen ist, damit eine automatische Kontrolle der Bauelementeförderer seitens des Bestückungsautomaten möglich ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform liegt vor, wenn der Bestückungsautomat eine Analyseeinheit aufweist, die zur Aus-wertung der ersten drahtlosen Verbindung und/oder der zweiten drahtlosen Verbindung vorgesehen ist, damit Aussagen zum Betriebszustand der drahtlosen Verbindung möglich sind.

Selbstverständlich erweitern sich die Steuerungsmöglichkei-ten, wenn der Bestückungsautomat eine Steuereinheit aufweist, die zur Abgabe von Steuersignalen an den Bauelementeförderer vorgesehen ist, und der Bauelementeförderer eine Auswerteeinheit zur Auswertung der vom Bestückungsautomaten über die erste drahtlose Verbindung und/oder die zweite drahtlose Ver-bindung empfangenen Steuersignale aufweist, um auch komplexe Steuerbefehle umsetzten zu können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform eines Verfahrens zur Energieversorgung mindestens eines Bauelementeförderers eines Bestückungsautomaten ist ein Verfahren, wobei über eine erste drahtlose Verbindung zwischen mindestens einem Bauelementeförderer und einer Einheit eines Bestückungsautomaten ein 200505063

Wechselstrom magnetisch induziert und der Bauelementeförderer mit Energie versorgt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform eines Verfahrens zur Energieversorgung mindestens eines Bauelementeförderers eines Bestückungsautomaten ist ein Verfahren, wobei das Austauschen eines beispielsweise defekten, leeren oder unbenutzten Bauelementeförderers während des Betriebes des Bestückungsautomaten in kürzester Zeit erfolgt, ohne eine zeitaufwendige Ka-beiSteckverbindung verwenden zu müssen. Aufgrund einer leichteren und schnelleren Austauschbarkeit ist es zudem möglich, dass der Bestückungsautomat die Bauelementförderer regelmäßig selbsttätig kontrolliert und verwaltet. So kann der Bestückungsautomat beispielsweise automatisch erkennen, welche Bauteile ein Bauteileförderer in sich trägt, um diese ebenfalls automatisch in den Bestückungsvorgang zu integrieren.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform ist ein Verfahren, wobei über die erste drahtlose Verbindung und/oder die zweite drahtlose Verbindung Betriebs- und Fehlerzustände des Bauelementeförderers erkannt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform ist ein Verfahren, wobei über die erste drahtlose Verbindung und/oder die zweite drahtlose Verbindung das Vorhandensein des Bauelementeförderers über einen so genannten „Sanftanlauf" erkannt wird. In dem Fall, da der Bauelementeförderer, beziehungsweise dessen Sekundärteil, nicht vorhanden ist, wird ein Magnetisierungsstrom in den Primärstromkreis des Primärteils induziert und belastet leistungsmäßig die vorhandenen elektronischen Komponenten. Dies kann durch ein kontrolliertes Anfahren in Kombination mit einer Überstromkontrolle des Primärstromkreises geregelt werden. Ein primärseitiger Schaden wird hierdurch vermieden und die Lebensdauer des Primärkreislaufs wird gleichzeitig erhöht.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltungsform ist ein Verfahren, welches Bauelementeförderer über die erste drahtlose 200505063

Verbindung und/oder die zweite drahtlose Verbindung erkennt und den Bestückungsautomaten automatisch konFIGuriert . Dadurch ist der Bestückungsautomat ebenfalls in der Lage dem Bediener mitzuteilen, welche Serviceleistungen in Kürze an-fallen, wie zum Beispiel das Austauschen bestimmter Bauelementeförderer .

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den FIGuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

FIG 1 ein Ausführungsbeispiel eines Bestückungsautomaten mit Bauelementeförderern, und
FIG 2 ein Ausführungsbeispiel einer drahtlosen Stromver- sorgung für einen Bestückungsautomaten.

FIG 1 zeigt eine Skizze eines Ausführungsbeispiels eines Bestückungsautomaten 1, der mit mehreren Bauteileförderern 2 bestückt ist. Der Bauteileförderer 2 enthält ein Bauteile-band, welches mit elektronischen Bauteilen bestückt ist und während des Betriebes über einen Fördermechanismus Bauteile in einen Abholbereich transportiert. Der Bestückungsautomat 1 weist eine Steuereinheit 9 auf, wobei Steuerbefehle aus der Steuereinheit 9 in der Auswerteeinheit 10 empfangen und ent-sprechend umgesetzt werden. Der Bestückungsautomat ist über zwei kontaktlose Verbindungen mit dem Bauelementeförderer „verbunden", zum einen über eine kontaktlose, induktive Verbindung 5, die zur Energieversorgung des Bauteileförderers dient, und zum anderen über eine weitere kontaktlose Verbin-düng 3 (z.B. Infrarotverbindung) zur Datenübertragung. Die kontaktlose, induktive Verbindung 5 wird durch eine kontaktlose Stromversorgung bewerkstelligt, die aus einem Primärteil 6 und einen Sekundärteil 7 besteht.

FIG 2 zeigt eine Skizze einer drahtlosen Stromversorgung, die kontaktlos Energie vom Primärteil 12 auf das Sekundärteil 11 überträgt und als Umsetzung der mehrfach genannten induktiven Verbindung gesehen werden kann. Hierbei ist das Primärteil 12 200505063

im Bestückungsautomaten 1 integriert und das Sekundärteil 11 ist im Bauelementeförderer 2 enthalten. Eine Gleichstromquelle 13 versorgt das Primärteil 12 mit Gleichstrom, wobei dieser mit Hilfe eines Gleichstrom-Wechselstromkonverters 14 in einen Wechselstrom umgewandelt wird. Der Wechselstrom wird in den Primärstromkreis gespeist, der eine Primärspule 16 und einen optionalen Kondensator 18 zur Eliminierung von unerwünschten Blindströmen enthält. Ist das Sekundärteil 11 nahe genug an den Primärteil positioniert, so wird über die Sekun-därspule 17 ein Magnetisierungsstrom in den Sekundärstromkreis induziert, der ebenfalls einen optionalen Kondensator 19 zur Eliminierung von Blinströmen enthält. Der Sekundärstromkreis ist an einen Gleichrichter 15 angeschlossen, der den Bauelementeförderer (nicht abgebildet) mit einem Gleich-ström versorgt.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Bestückungsautomaten und dessen integrierte Bauelementeförderer, die über eine kontaktlose, induktive Verbindung vom Bestückungsautoma-ten mit Energie versorgt werden. Da auch der Datenaustausch zwischen dem Bestückungsautomaten und dem Bauelementeförderer über diese oder eine andere kontaktlose Verbindung realisiert werden kann, ist es möglich ohne oder mit einer minimalen Anzahl von herkömmlichen Kabelsteckverbindungen, Stromschienen-kontakten oder dgl . auszukommen. Auf diese Weise ist es möglich die Kontrolle, Identifizierung, Steuerung der Bauelementförderer weiter zu automatisieren.