CN107734956B - 考虑到相对空间位置信息装配元件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种借助自动装配机给元件载体装配元件的方法，具有：i）借助元件‑夹持装置将元件从至少一个元件‑供应装置上取下，所述元件至少暂时地与所述元件‑夹持装置的连接结构连接；ii）将所述至少一个取下的元件传输到所述自动装配机的装配区域中；iii）借助照相机对设置在所述元件‑夹持装置上的标记的图像进行光学探测，并且对暂时与所述元件‑夹持装置连接的所述元件的图像进行光学探测；iv）借助接在所述照相机下游的数据处理单元对探测到的图像进行评估，获得有关所述元件和所述元件‑夹持装置之间的相对空间位置的信息；以及v）在考虑有关所述元件和所述元件‑夹持装置之间的相对空间位置的信息的情况下，将所述元件装配到元件载体上。

Description

考虑到相对空间位置信息装配元件的方法和装置

技术领域

本发明涉及电子组件制造这一技术领域。本发明尤其涉及一种方法和一种元件-夹持装置，用来在考虑有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息的情况下，借助自动装配机给元件载体装配元件。此外，本发明还涉及一种用来给元件载体自动装配元件的自动装配机，并且涉及一种计算机程序。

背景技术

通常具有电子元件的电子组件和电路安装在一个或多个元件载体（例如印刷电路板（PCB）上。电子组件的制造工艺通常包含给元件载体装配元件。将元件设置在元件载体的表面上，被称为“表面贴装技术”（SMT）。SMT工艺由装配头执行，其是自动装配机的重要组成部分。装配头将元件从元件-供应装置上取下，并且将此元件传输至自动装配机的装配区域，并且在该处将此元件放在元件载体上。为此，至少一个元件-夹持装置能够安放在装配头上，元件能够借助此装配头固定。元件-夹持装置通常构成为吸管，其将元件吸住。当然该元件-夹持装置也能够以其它方式实现，例如构成为机械夹具。元件被拾取之后与元件-夹持装置连接，并且能够借助装配头传输至元件载体，并且在预设的元件-安装位置上放置在元件载体上。

然而，在装配工艺中，元件在正常情况下无法完美对称地由元件-夹持装置拾取。在横向位置和角度位置中，元件均不可能对称地由元件-夹持装置拾取。换言之，元件可能在偏移或扭转的位置中由元件-夹持装置拾取。但元件的空间位置对于精确的装配工艺来说是非常重要的。出于此原因，如果元件由元件-夹持装置拾取，则该元件能够由照相机拍摄，从而了解元件-夹持装置上的元件的位置。以这种方式能够正确地给元件载体装配元件。

但存在的问题是，这种图像拍摄是费时的，必须将等待时间纳入装配工艺的计划中。例如在照相机和元件之间出现机械振动，必须等待照相机和装配头的驱动器之间的位置同步或位置校正。提到的振动必须衰退，并且在能够拍摄可靠图像之前，必须等待或执行所谓的位置同步。在现代自动装配机中，每小时装配例如100000个元件。为了进一步提高效能，每个装配步骤的时间应尽可能短。在此，等待振动的衰减是最不利的。最后，希望达到的目标是，在没有等待时间的情况下且在所谓的不停机状态下（即在驶过时）拍摄图像。

因此需要借助照相机来加快光学元件测量，而不会影响光学测量时的精度。

发明内容

借助根据独立权利要求所述的用来给元件载体装配元件的方法、用来保持元件的装置、用来给元件载体装配元件的自动装配机以及计算机程序来实现此目的。本发明的有利的改进方案借助从属权利要求来描述。

按本发明的第一角度，描述了一种借助自动装配机给元件载体装配元件的方法。所述方法具有：i）借助元件-夹持装置将元件从元件-供应装置上取下，所述元件至少暂时地与所述元件-夹持装置的连接结构连接，（ii）将所述至少一个取下的元件传输到所述自动装配机的装配区域中；借助照相机对设置在所述元件-夹持装置上的标记的图像进行光学探测，并且对暂时与所述元件-夹持装置连接的所述元件进行光学探测；iv）借助接在所述照相机下游的数据处理单元对探测到的图像进行评估，其中获得有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息；以及v）在考虑有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息的情况下，将所述元件装配到元件载体上。

所述方法的理念基础是，通过以光学方式探测标记（所述标记设置在元件-夹持装置上）和所述元件（此时所述元件暂时地连接到元件-夹持装置上）的图像，能够获得有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息。该示出的图像能够由数据处理单元评估，因此在给所述元件载体装配元件时，能够应用所述信息。所述照相机如此定位，使得能够同时以光学方式探测到标记和元件。在此，只须拍摄唯一一张图像，其既显示所述标记（即所述基准），也显示所述元件。从所述图像中，能够读出所述元件相对于所述标记的空间位置。

通过所述元件-夹持装置和所述暂时被拾取的元件之间的刚性连接，所述元件相对于所述元件-夹持装置的相对位置的光学探测与所述装配头、元件-夹持装置的振动无关，或者与所述元件-夹持装置的驱动器、尤其是旋转驱动器无关。即所述方法的优点是能够非常快速地获得有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息，并且能够减少或者完全消除等待时间。也就是说，不必再等待装配头或元件-夹持装置的渐停，或不必再执行进照相机和装配头的位置之间的同步。换而言之，原则上在经过时或只以非常短的等待时间就能实现所述光学探测。此外，整体***的结构性要求不高，例如该***不再需要很高的刚性。在测量位置和角度时，装配头或元件-夹持装置的运动和照相机或照明器件的触发之间的时间同步性可能并不精确。借助所述方法能够在装配工艺的内部提高精度，并且减少图像拍摄的持续时间。

此外，不必为执行所述方法而费力地改变现有的自动装配机。照相机和数据处理单元已存在于自动装配机中，并且只须相应调节元件-夹持装置，以便展示出上述标记。其优点是，能够在可靠的***中成本低廉地执行所述方法。

按本发明的另一角度，提供用来保持元件的元件-夹持装置，所述元件设置得用来装配到元件载体上。所述元件-夹持装置具有连接结构，其配置得用来与元件暂时连接。此外，该元件-夹持装置具有标记，如果所述元件暂时连接到连接结构上，则一起以图像方式借助照相机对所述标记与所述元件进行光学探测。在此，在借助接在所述照相机下游的数据处理单元对探测到的图像进行评估时，获得了有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息。

所述装置能够执行上述方法。此装置的理念基础与所述方法一致，并且能够具有与方法一样的优点。

按本发明的另一角度，提供了一种自动装配机，用来给元件载体装配元件。所述自动装配机具有装配头，上述的元件-夹持装置能够安放在所述装配头上。此外，自动装配机具有所述照相机和所述数据处理单元。

所述自动装配机能够执行上述方法。此自动装配机的理念基础与所述方法一致，并且能够具有与方法一样的优点。

按本发明的另一角度，提供了一种用来给元件载体装配元件的计算机程序，如果该计算机程序被一个处理器或多个处理器执行，则所述计算机设计得用来执行上述方法。

所述计算机程序能够执行上述方法。此装计算机程序的理念基础与所述方法一致，并且能够具有与方法一样的优点。

在此文件中，“元件”这一概念尤其指具有能够以物理电子方式实现的特性的载体。所述元件能够具有至少一个接口，所述元件能够借助所述接口连接到元件载体上。所述元件能够由不同的零件组装而成。该元件能够例如是电阻、电容、线圈、二极管、晶体管、集成电路或微处理器，其中此列举不是穷举。原则上，在此文件中各种可装配的目标均能理解成元件，其能够安装到元件载体上并且尤其能够实现电接触。

在此文件中，“元件载体”这一概念尤其指支撑结构，其上能够接收一个或多个元件。在此，既提供机械支撑，也提供电连接。元件载体能够具有导电层和电绝缘层。该导电层能够例如是铜，电绝缘层能够具有例如树脂，尤其是环氧树脂和/或材料FR4。在此，所述元件载体能够构成为所述层的积层。所述元件载体能够是印刷电路板（printed circuitboard，PCB）。

在此文件中，“元件-夹持装置”这一概念尤其指适合保持上述元件的各种装置。为此，例如应用所谓的吸管。吸管首先能够具有略宽的连接部段，其能够设置在装配头上，在此装配头中设置有中空腔。此外，吸管还能够具有略窄的尖部部段，其具有沿着尖部部段的纵向方向构成的通道。在此，所述尖部部段与所述连接部段相连，因此所述通道和所述中空腔处于流体相通状态。以这种方式能够在所述尖部部段中产生真空负压，因此所述元件能够由所述吸管吸住。在此，所述尖部部段的端面能够理解成“连接结构”，所述元件能够暂时连接到连接结构上。但是，件-保持装置这一概念并不局限于吸管。所述元件-夹持装置例如也能够构成为抓取装置。这种装置可能例如具有两个抓臂，借助抓臂能够抓住所述元件。这些抓臂例如能够分别接触所述元件的侧壁。在此，所述抓臂能够理解成“连接结构”，所述元件能够暂时连接到连接结构上。

在此文件中，“标记”这一概念尤其能够指光学和/或空间结构，其能够借助照相机以光学方式探测到。在最简单的实施例中，所述标记能够是例如点状或任意形式的光学标记。这种光学标记能够例如画到或喷镀到所述元件-夹持装置上。

在另一实施例中，所述标记能够例如构成为空间结构，例如***或凹陷处。此外，所述元件-夹持装置的显著结构也能够构成为标记。例如，所述元件-夹持装置的卡圈结构或弹性的缓冲结构能够起标记的作用，其能够以光学方式被探测。按本发明的理念，在所述元件-夹持装置上设置有所述标记，因此所述标记能够当作所述元件-夹持装置的空间位置的基准来用。

在此文件中，“图像”这一概念尤其指用图形来表示目标。图像能够例如借助照相机拍摄或生成。图像能够数码地借助像素示出。尤其能够拍摄元件的图像，所述元件暂时地连接到元件-夹持装置上。此外还能够这样拍摄图像，使得在此图像中还能够看到设置在元件-夹持装置上的标记。

“照相机”这一概念尤其能够指用来拍摄图像的光学仪器。借助照相机能够拍摄散射和/或反射的光线，以便获得图像，尤其是基于像素的图像。该照相机尤其是能够是可以光学方式探测元件的各种光学装置。所述照相机能够例如是常规的CCD或CMOS照相机。所述照相机能够具有一个或多个传感器。

“有关相对空间位置的信息”这一概念在此文件中尤其指这样的信息，即如果所述元件暂时与元件-夹持装置连接，则所述信息是指一部分有关位置的情况，元件相对于元件-夹持装置位于此位置上。“有关方位的信息”这一概念还指这样的方位，即如果所述元件暂时与元件-夹持装置连接，则所述元件在相对于所述元件-夹持装置位于此方位中。所述信息例如能够指横向-信息和/或角度-信息，其表明，经连接的元件相对于所述元件-夹持装置位于哪个位置和/或哪个方位上。换言之，所述信息代表的一部分了解的情况，即经连接的元件相对于基准位置以何种程度偏移和/或扭转。

下面阐述了所述方法和所述装置的实施例。

按一实施例，在所述传输期间执行所述光学探测。其优点是，能够非常快速地或者无时间损失地给元件载体装配元件，尤其减少甚至完全消除等待时间。

如果将取下的元件（其暂时与所述元件-夹持装置连接）传输至自动装配机的装配区域，则能够明显减少等待时间。例如为了等待装配头的驱动器的渐停，等待时间可能是必要的。借助本发明，能够在驶过时实现元件的光学探测，该元件暂时与元件-夹持装置连接。但不再强制地等待渐停或执行照相机和待拍摄的目标之间的位置同步。“驶过”这一概念也称为不停机。在此指，装配工艺基本上不会被打断，尤其基本上不必打断经取下的元件的传输。

按另一实施例，所述方法还具有：i）将另一元件从所述元件-供应装置上取下；以及ii）将所述另外的元件装配到所述元件载体上；其中在取下所述另外的元件时或者在装配所述另外的元件时，执行所述光学探测。其优点是，在较短的时间段内实现所述光学探测，所述元件在此时间段内是不移动的。该“静止的”时间段是通过以下方式实现的，即自动装配机的相关装配头在另外的元件的提取和装配过程中至少平行于装配平面不会移动，其中该装配平面是指平行于元件载体的平面。

自动装配机的装配头能够具有多个元件-止动装置。该元件-止动装置能够例如呈圆形地设置在装配头的旋转轴线周围。所述装配头例如构成为所谓的自动转塔，其中多个元件-止动装置径向或倾斜突出地一起在旋转轴线可旋转。在此，所述装配头能够例如具有十二个元件-止动装置。

所述元件能够由第一元件-夹持装置拾取并且首先连接到第一元件-夹持装置上，所述元件-夹持装置位于装配头的第一位置中。现在装配头（例如自动转塔）能够旋转，因此第一元件-夹持装置从第一位置移到第二位置，所述元件保持在此第一元件-夹持装置上。同样设置在装配头上的第二元件-夹持装置在线与第一元件-夹持装置一起旋转，因此第二元件-夹持装置位于第一位置中并且能够拾取另一元件。第二元件-夹持装置能够以这种方式保持所述另外的元件，而所述元件还连接到第一元件-夹持装置上。在这样拾取所述另外的元件时，尤其能够借助相对于自动装配机静止的或活动的照相机（其优选相对于装配头是静止的），对由第一元件-夹持装置保持的元件进行光学探测。因此，能够在没有额外的等待时间和没有主动传输的情况下，以光学方式探测第一元件-夹持装置上的元件。

此外，还能够将所述另外的元件装配到元件载体上，所述另外的元件连接到第二元件-夹持装置上。在这样装配所述另外的元件时，尤其能够借助相对于自动装配机静止的或活动的照相机（其优选相对于装配头是静止的），对由第一元件-夹持装置保持的元件进行光学探测。因此，也能够在没有额外的等待时间和没有主动传输的情况下，以光学方式探测第一元件-夹持装置上的元件。

按另一实施例，有关相对空间位置的所述信息是指有关所述元件在所述元件-夹持装置上的横向位置的横向-信息，和/或指有关所述元件在所述元件-夹持装置上的角度位置的角度-信息。其优点是，能够以灵活且有效的方式获得有关元件位置的重要信息。

该横向位置在此指经连接的元件相对于经连接的元件的优化的对称位置或基准位置的横向偏移。因此，经连接的元件能够在不同的空间方向中在两维区域中相对于经连接的元件的优化的对称位置或基准位置移动。

该角度位置在此指经连接的元件相对于经连接的元件的优化的对称位置或基准位置的扭转偏移。因此，经连接的元件能够在不同的空间方向中相对于经连接的元件的优化的对称位置或基准位置扭转。

按另一实施例，所述元件-夹持装置还具有：i）连接部段，中空腔设置在此连接部件中，其中所述连接部段能够设置在装配头、尤其装配头的中空杆子上，和ii）尖部部段，其具有沿着所述元件-夹持装置的所述纵向方向构成的通道。在此，尖部部段能够与连接部段相连，因此所述通道和所述中空腔处于流体相通状态。此外，所述连接部段还具有第一圆周，并且所述尖部部段具有第二圆周，其中第一圆周大于第二圆周。其优点是，能够有效地在可靠的***中实现所述元件-夹持装置和/或所述方法。

所述的元件-夹持装置具有连接部段和尖部部段，并且能够是吸管。在此能够在中空腔上产生真空负压，其随后也存在于尖部部段的通道中，因为所述中空腔和所述通道处于流体相通状态。元件能够借助通道中的真空负压由吸管吸起。尖部部段能够具有端面，其可理解成连接结构。通过吸管将所述元件吸起，使得所述元件能够暂时连接到所述连接结构上。

按另一实施例，所述标记设置在所述连接部段上。其优点是，能够以有效且经用的方式以光学方式确定该标记。

如同上面已描述的一样，连接部段能够具有外圆周，其大于所述尖部部段的外圆周。换言之，所述连接部段能够构造得比所述尖部部段更宽。照相机能够在进行光学探测的那一刻设置在元件-夹持装置下方。在此，照相机的视线基本上平行于重力方向并且与重力方向相反。现在从照相机的视线方向上能够看到暂时连接到元件-夹持装置的连接结构上的元件。此外，从照相机的视线方向上也可看到连接部段。在此在实施例中，窄的尖部部段能够通过经连接的元件遮盖。现在从照相机的视线中只可看到连接部段，其比尖部部段宽。

所述元件-夹持装置既能具有用于横向位置（其尤其沿着连接部段的外圆周）的标记，也能够具有用于角度位置的标记，尤其是至少一个刻槽。

按另一实施例，连接部段具有卡圈结构，其中该卡圈结构至少局部地构成为标记。其优点是，为了实施本发明，能够在无额外花费和成本的情况下应用可靠的结构。

在尖部部段和连接部段之间的过渡部位上，能够在连接部段上设置显著的卡圈结构。此外，从照相机的视线方向上也可看到该卡圈结构。该卡圈结构能够以这种方式至少局部地作为标记使用。因此获得了适当的且经用的基准，而不必为所述标记投入额外的花费。

按另一实施例，连接部段具有弹性缓冲元件，其中该缓冲元件至少局部地构成为标记。其优点同样是，为了实施本发明，能够在无额外花费和成本的情况下应用可靠的结构。

该缓冲结构能够指可使元件-夹持装置缓冲的各种弹性结构。该缓冲结构例如能够构成为弹簧状或弓状。该缓冲结构在此能够同样构成为连接部段上的显著结构，因此从照相机的视线上就能良好地探测到此结构。所述缓冲结构能够以这种方式至少局部地作为标记使用。因此获得了适当的且经用的基准，而不必为所述标记投入额外的花费。

按另一实施例，按标记构成为光学标记，其尤其设置在连接部段上。其优点是，能够以较少的费用提供有效且耐用的标记。

该光学标记能够以各所示方式构成。在最简单的实施例中，所述光学标记能够构成为点，从照相机的视线中能够借助光学探测此点。在另一实施例中，所述光学标记例如能够构成为环，其在垂直于连接部段的纵向方向上包围着所述连接部段。光学标记在此能够以不同的方式设置在元件-夹持装置、尤其是连接部段上。该光学标记例如能够画在、喷镀或涂在元件-夹持装置上。该列举不是穷举，因为专业人员已知将光学标记设置在装置上的多种可行方案。此外，该光学标记能够是颜色标记。有利的是，该颜色标记在光学上与元件-夹持装置的背景相比显得突出。因此如果元件-夹持装置具有暗色，则能够为光学标记选择非常明亮的颜色。同样，如果元件-夹持装置具有亮色，则能够为光学标记选择非常暗的颜色。

按另一实施例，所述标记构成为空间结构，尤其构成为所述连接部段上的空间结构。同样其优点是，能够以尤其有效且经用的方式以光学方式探测该标记。

该空间结构例如能够是突起。它能够构成为多个不同的几何形状。在元件-夹持装置的制造工艺期间，能够形成该空间结构。所述空间结构也能够事后设置在元件-夹持装置上。

按另一实施例，所述标记构成为凹口，尤其构成为所述连接部段中的凹口。同样其优点是，能够以尤其有效且经用的方式以光学方式确定该标记。

所述标记能够构成为所述连接部段中的凹口或凹陷处。该标记例如能够是凹陷部段内的洞口。该凹口例如能够额外地用颜色标出，以便有效地以光学方式由照相机探测到。

按另一实施例，该标记沿着外圆周构成，其圆周方向垂直于元件-夹持装置的纵向方向。其优点是，能够尤其有效地获得有关经连接的元件的横向位置的横向-信息。

从照相机的视线方向上看，所述标记能够具有包围着所述元件的圆形形状，所述元件连接在所述元件-夹持装置上。在所述元件-夹持装置不具有圆形横截面的情况下，所述标记能够以其它任意的几何形状构成，并且能够以此方式在所述元件的周围从照相机的视线中看到。以这种方式能够尤其有效地探测到经连接的元件的横向位置，因为所述标记包围着经拍摄的图像上的元件。因此在每个空间方向上均存在着用于偏移的基准。

按另一实施例，所述标记以至少一个刻槽的形式、尤其以至少两个相对而置的刻槽的形式构成。其优点是，能够尤其有效地获得有关经连接的元件的角度位置的角度-信息。

如同上面已描述的一样，所述标记能够构成为凹口，其中所述凹口在尤其优选的实施例中具有刻槽的形式。借助刻槽还存在着基准，其能够推断出经连接的元件的角度方位或相对于角度基准的扭转角度。此外，还能够设置两个或多个相对而置的刻槽。

按另一实施例所述自动装配机具有机架，其中所述照相机设置得相对于所述机架是静止的。其优点是，所述的元件-夹持装置能够直接集成在所述自动装配机的自动装配工艺中。

例如能够应用已知的可视照相机，作为照相机。这种照相机通常静止地设置在所述自动装配机的内部。因此不必进行硬件改变。

按另一实施例，所述自动装配机还具有机架，其中所述照相机设置得相对于所述机架是可活动的。其优点是，所述的元件-夹持装置能够直接集成在所述自动装配机的自动装配工艺中。

所述可活动的照相机能够牢固地或静止地设置在装配头上。因此获得了已参照所述方法描述的优点，在此方法中在取下或装配另外元件时执行所述光学探测。

按另一实施例，设置照相机，因此在以光学方式探测图像的时刻，照相机的视线基本上平行于元件-夹持装置的纵向方向。同样其优点是，能够在可靠的***中执行所述方法。

以这种方式能够尤其有效地对设置在所述元件-夹持装置上的标记的图像进行光学探测，并且对暂时与所述元件-夹持装置连接的所述元件进行光学探测。此外，该结构尤其适合在传输经连接的元件时在经过时（所谓的不停机）执行光学测量。

应指出，本发明的实施例已参照不同的发明内容进行描述。尤其描述了本发明的具有装置权利要求的几个实施例，并且描述了本发明的具有方法权利要求的其它实施例。对于专业人员来说在阅读该申请时能够立即明白，如果没有另外的详细说明，则除了这些属于这类发明内容的特征组合以外，还可能实现这些特征的任意组合，这些任意的特征组合属于其它类型的发明内容。

附图说明

本发明的其它优点和特征从目前优选的实施例的以下示例性描述中得出。

图1在透视图中示出了用来给元件载体装配元件的自动装配机。

图2a在纵向剖视图中示出了按实施例的元件-夹持装置。

图2b在纵向剖视图中示出了按另一实施例的元件-夹持装置。

图2c在纵向剖视图中示出了按另一实施例的元件-夹持装置。

图2d在纵向剖视图中示出了按另一实施例的元件-夹持装置。

图3a在横向剖视图中示出了按实施例的元件-夹持装置。

图3b在横向剖视图中示出了按另一实施例的元件-夹持装置。

附图标记清单

100自动装配机

101处理器

102机架

103引导器

104横向放置的承载臂

105引导器

106承载元件

107装配头

110元件-供应装置

112提取位置

120元件-夹持装置

130元件载体

131输送带

132元件载体-标记

140电路板-照相机

150照相机

151数据处理单元

220a-d元件-夹持装置

221连接部段

221a卡圈结构

222中空腔

223纵向延伸方向

225a-d标记

227尖部部段

228通道

229端面、连接结构

320b,c元件-夹持装置

335a,b元件。

具体实施方式

相同或相似的部件在附图中用相同的参考标记表示。

根据实施例，在自动装配机中对元件进行被称为不停机（on-the-fly）的测量时，在应用所述方法时需克服以下限制条件：i）测量精度受照相机和元件之间的物理效应如振动的影响；ii）装配头的驱动器和显示***（也就是照相机）之间的位置同步性。原则上说，本方法还能够在时间上优化如今的拾取和放置过程。因为直接通过元件-夹持装置（尤其是吸管）获得了位置和角度-基准，所有不必再等待渐停时间。

按另一实施例在元件-夹持装置（尤其是吸管）上设置有合适的标记。它们能够例如设计成环绕的圆，以形成侧面基准。在圆周上设置一个标记（尤其是一个刻槽），或者设置两个相对而置的标记（尤其是刻槽），以形成角度基准。

按另一实施例，基准测量的优点通常在于，整体***的结构性要求不高，例如该***不再需要常见的刚性。在测量位置和角度时，发射器和显示触发器或照明的触发之间的时间同步性也能够是不精确的，或者能够减少或完全消除（用于渐停的）等待时间。

按另一实施例，这些标记在元件-夹持装置上的布局一方面是基准和元件之间的最紧密连接。另一方面，优点是，元件和基准能够通过相同的图像获取装置来获取，并且对于行扫描照相机（Zeilenkameras）来说还是同时拍摄。因此，降低了图像拍摄的次数，并且能够提高精度。

图1示出了自动装配机100，其具有机架102，两个平行定向的引导器103设置在该机架上。这两个引导器103承载着横向放置的承载臂104。该横向放置的承载臂104具有引导器105，承载元件106可移动地支承在该引导器上。这两个引导器103沿着y-方向延伸，引导器105沿着x-方向延伸。在承载元件106上设置有装配头107设置，该装配头具有至少一个元件-夹持装置120，该元件-止动元件借助未示出的驱动器能够沿着垂直于x和y-方向的z-方向推移。

自动装配机100还具有元件-供应装置110，借助它能够将图1未示出的元件供应给装配工艺。此外，自动装配机100还包含输送带131，借助它能够将待装配的元件载体130（例如电路板）带到自动装配机100的装配区域中。该元件-夹持装置120能够通过装配头107的相应运动定位在整个装配区域内的x-y-平面内。

此外，自动装配机100还具有处理器或中央控制单元101。在该处理器101上能够实施用于自动装配机100的计算机程序，以便给元件载体130装配元件，因此自动装配机100的所有元件能够以同步的方式工作，从而有助于无错误且顺利地给元件载体130装配元件。

此外，所谓的电路板-照相机140固定在承载元件106上，该照相机用来探测设置在电路板130上的-标记132。以这种方式能够通过测量该元件载体-标记130在电路板-照相机140的画面范围内的位置，来确定带到装配区域中的电路板130的准确位置。

为了测量元件的位置并且为了控制拾取的元件，设置有照相机150，它静止地设置在自动装配机100的机架102上。优选直接在从元件-供应装置110上取下元件之后，通过装配头107在照相机150上方的相应定位，借助照相机150进行光学探测。此外，如果该元件暂时连接到元件-夹持装置120上，则在将取下的元件传输至自动装配机100的装配区域中时，优选进行光学探测。尤其在此设置照相机150，因此在以光学方式探测图像的时刻，照相机150的视线基本上平行于元件-夹持装置120的纵向方向。

借助接在照相机150下游的数据处理单元151对以光学方式探测的图像进行评估，其中获得有关所述元件和所述元件-夹持装置120之间的相对空间位置的信息。此外，在考虑有关所述元件和所述元件-夹持装置120之间的相对空间位置的信息的情况下，借助自动装配机100将所述元件装配到元件载体130上。

此外应指出，本发明绝对不是局限此处描述的自动装配机100的应用。本发明例如还可借助照相机来实现，它与装配头一起移动并且设置得用来在从拾取位置输送到装配位置的期间测量该拾取的元件。

同样，本发明还能够结合所谓的多体装配头一起使用，其具有多个保持装置并因此能够同时传输多个元件。在此，这些保持装置能够呈行状或矩阵状设置。但同样，这些保持装置也能够在旋转轴线的周围设置成径向突出的，因此通过保持装置的旋转能够连续地拾取并且还再次放下多个元件。当然，本发明还能够借助任意种类的单体或多体装配头实现。

图2a示出了用来保持元件（未示出）的元件-夹持装置220a的纵向剖视图，该元件设置得用来装配到元件载体130上。该元件-夹持装置220a具有连接结构229，其配置得用来与元件暂时连接。此外，该元件-夹持装置220a具有标记225，如果元件暂时连接到连接结构229上，则以图像方式借助照相机150一起对该标记与该元件进行光学探测。在此，在借助接在所述照相机150下游的数据处理单元151对探测到的图像进行评估时，获得了有关所述元件和所述元件-夹持装置220a之间的相对空间位置的信息。

该元件-夹持装置220a具有连接部段221，中空腔222设置在此连接部段中。连接部段221能够设置在装配头107（未示出）的中空杆子上。元件-夹持装置220a还具有尖部部段227，其具有沿着元件-夹持装置220a的纵向方向223构成的通道228。在此，尖部部段227能够与连接部段221相连，因此通道228和中空腔222处于流体相通状态。此外，连接部段221还具有第一圆周，并且尖部部段227具有第二圆周，其中第一圆周大于第二圆周。如图2a所示,连接部段221明显比尖部部段227更宽。

标记225a构成为空间结构，其设置在连接部段221上。该空间结构尤其以两个相对而置的突起225a的形式构成。有关元件的相对空间位置的信息在此是指有关经连接的元件在元件-夹持装置220a上的角度位置的角度-信息。

图2b示出了按图2a的元件-夹持装置220b，但该标记225以其它方式构成。按图2b的标记225构成为光学标记，其尤其设置在连接部段221上。此外，该标记225b沿着外圆周构成，其圆周方向垂直于元件-夹持装置220b的纵向方向223。该标记225b尤其构成为圆的形式，其沿圆周方向环绕连接部段一圈。有关元件的相对空间位置的信息在此是指有关经连接的元件在元件-夹持装置220b上的横向位置的横向-信息。

图2c示出了按图2a的元件-夹持装置220c，但该标记225以其它方式构成。按图2c的标记225作为凹口225c设置在连接部段221中。此外，该标记225c以两个相对而置的刻槽225c的形式构成。有关元件的相对空间位置的信息在此是指有关经连接的元件在元件-夹持装置220c上的角度位置的角度-信息。

图2d示出了按图2a的元件-夹持装置220d，但在此设置有额外的卡圈结构221a。对于元件-夹持装置220d来说，连接部段221具有卡圈结构221a，其中该卡圈结构221a至少局部地构成为标记225d。显著存在的结构以这种方式构成标记225d，无需设置其它标记。有关元件的相对空间位置的信息在此是指有关经连接的元件在元件-夹持装置220d上的横向位置的横向-信息。

图3a在横向剖视图中示出了元件-夹持装置320b，其相当于图2b所示的元件-夹持装置220b。按图3a的标记225构成为光学标记225b，其设置在连接部段221上。此外，该标记225b沿着外圆周构成，其圆周方向垂直于元件-夹持装置320b的纵向方向223。从照相机的视线中既能探测到连接部段221上的标记225b，也能探测到元件335，该视线平行且逆着重力方向定向。在此透视图中看不到尖部部段227和连接结构229，因为它们被暂时与连接结构229连接的元件335遮住。为了实现简洁的描述，元件在图3a中具有黑暗部位335a和335b。

此外还可看到，该元件335不是对称且不是在连接结构229的中心连接。换而言之，能够看到偏移横向-偏移。如果元件335暂时地连接到元件-夹持装置320b上，则在示出了标记225b和元件335的图像上可看到该偏移横向-偏移。

图3b在横向剖视图中示出了元件-夹持装置320c，其相当于图2c所示的元件-夹持装置220c。按图3b的标记225构成为连接部段221中的凹口225c。此外，该标记225c以两个相对而置的刻槽225c的形式构成。

此外还可看到，该元件335不是对称且不是在连接结构229的中心连接。换而言之，能够看到偏移横向-偏移和角度-偏移。如果元件335暂时地连接到元件-夹持装置320c上，则在示出了标记225c和元件335的图像上尤其可看到该角度-偏移。

应注意，概念“具有”并不排除其它元件或步骤，并且冠词„一个“的应用并不排除多个。同样，结合不同实施例描述的元件她能够相互组合。还应该注意的是，权利要求中的参考标记不应限定这些权利要求的范围。

Claims (12)

1.一种用来保持元件的元件-夹持装置，所述元件设置得用来装配到所述元件载体上，所述元件-夹持装置具有：

连接结构，其配置得用来与所述元件暂时连接；

连接部段，在所述连接部段中设置有中空腔，其中所述连接部段能够设置在装配头上；以及

尖部部段，其具有通道，所述通道沿着所述元件-夹持装置的纵向方向构成，所述尖部部段能够与所述连接部段连接，使得所述通道和所述中空腔处于流体相通状态，所述连接部段具有第一圆周，并且所述尖部部段具有第二圆周，

其中所述第一圆周大于所述第二圆周；

标记，如果所述元件暂时连接到所述连接结构上，则以图像方式借助照相机一起对所述标记与所述元件进行光学探测，所述标记设置在所述连接部段上，以及

所述标记构成为空间结构或沿着外圆周构成，其圆周方向垂直于所述元件-夹持装置的所述纵向方向；

借助接在所述照相机下游的数据处理单元对探测到的图像进行评估时，获得有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息。

2.如权利要求1所述的元件-夹持装置，其特征在于：所述连接部段具有卡圈结构，其中所述卡圈结构至少局部地构成为所述标记。

3.如权利要求1所述的元件-夹持装置，其特征在于：所述连接部段具有弹性的缓冲结构，其中所述缓冲结构至少局部地构成为所述标记。

4.一种用来自动地给元件载体装配元件的自动装配机，所述自动装配机具有：

装配头，至少一个根据权利要求1-3中任一项所述的元件-夹持装置能够设置在所述装配头上；

照相机，用来对设置在所述元件-夹持装置上的标记的图像进行光学探测，并且对暂时与所述元件-夹持装置连接的所述元件的图像进行光学探测；以及

数据处理单元，其接在所述照相机下游且用来评估探测到的图像，获得有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息。

5.如权利要求4所述的自动装配机，其特征在于，还具有机架，其中所述照相机设置得相对于所述机架是静止的。

6.如权利要求4所述的自动装配机，其特征在于，还具有机架，其中所述照相机设置得相对于所述的机架是可活动的。

7.如权利要求5或6所述的自动装配机，其特征在于，尤其设置照相机，因此在以光学方式探测图像的时刻，所述照相机的视线基本上平行于所述元件-夹持装置的所述纵向方向。

8.一种借助自动装配机给元件载体装配元件的方法，所述方法包括：

借助权利要求1-3中任一项所述的元件-夹持装置将元件从至少一个元件-供应装置上取下，所述元件至少暂时地与所述元件-夹持装置的所述连接结构连接；

将所述至少一个取下的元件传输到所述自动装配机的装配区域中；

借助照相机对设置在所述元件-夹持装置上的标记的图像进行光学探测，并且对暂时与所述元件-夹持装置连接的所述元件的图像进行光学探测；

借助接在所述照相机下游的数据处理单元对探测到的图像进行评估，获得有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息；以及

在考虑有关所述元件和所述元件-夹持装置之间的相对空间位置的信息的情况下，将所述元件装配到元件载体上。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：在所述传输期间执行所述光学探测。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

将另一元件从所述元件-供应装置上取下，

将另外的元件装配到所述元件载体上；

在取下所述另外的元件时或者在装配所述另外的元件时，执行所述光学探测。

11.如权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于：所述有关相对空间位置的信息在此是指所述有关元件在所述元件-夹持装置上的横向位置的横向-信息，和/或指有关所述元件在所述元件-夹持装置上的角度位置的角度-信息。

12.一种用来给元件载体装配元件的计算机程序，该计算机程序被一个处理器或多个处理器执行，所述计算机程序设计得用来执行根据上述权利要求8-11中任一项所述的方法。

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