DE69608322T2

DE69608322T2 - Vorrichtung zum Montieren von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen

Info

Publication number: DE69608322T2
Application number: DE69608322T
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Hashimoto
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2016-02-01
Also published as: DE69608322D1; JPH08213800A; EP0725560B1; EP0725560A3; EP0725560A2; JP2937785B2; US5724722A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Montagevorrichtung zum Montieren von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen unterschiedlicher Größen, wie sie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist. Eine entsprechende Montagevorrichtung kann als aus der EP-A1-596533 bekannt angesehen werden. Gemäß dieser herkömmlichen Montagevorrichtung zum Montieren elektrischer und/oder elektronischer Teile unterschiedlicher Größen ist ein Montier- bzw. Bestückungsgerät vorgesehen, das Teile, wie beispielsweise Ics, durch eine Kopfeinheit, die ein Düsenelement zum Aufnehmen der Teile von einem Teilezufuhrabschnitt besitzt, aufnimmt, sie über eine positionierte, gedruckte Schaltkreisleiterplatte positioniert und sie an einer spezifizierten Position auf der gedruckten Schaltkreisleiterplatte montiert.
Wenn dieser Typ einer Bestückungsvorrichtung verwendet wird, besitzt die Position der Teile, wo sie durch das Düsenelement aufgenommen werden, einen bestimmten Umfang einer Variation und die Montageposition muß gemäß der Abweichung korrigiert werden. Zu diesem Zeitpunkt ist es in Bezug auf die Bestückungseinrichtung erforderlich zu verhindern, daß defekte Teile, wie beispielsweise solche mit gebrochenen Leitungen, montiert werden.
Um einen solchen Zustand des Teils zu erfassen, wird das aufgenommene Teil zum Beispiel durch Ausstattung der Kopfeinheit mit einer optischen Erfassungseinrichtung inspiziert, die einen paralleles Licht emittierenden Abschnitt und einen Licht aufnehmenden Abschnitt, die zueinander hinweisen, besitzt. Gemäß dieser Einrichtung wird das aufgenommene Teil zwischen dem Licht emittierenden Abschnitt und dem Licht aufnehmenden Abschnitt, nämlich in einem Erfassungsbereich der optischen Erfassungseinrichtung, plaziert und dann wird ein paralleler Lichtstrahl auf das aufgenommene Teil gerichtet. Aus der Projektion (Schatten) des Teils wird der Zustand des Teils erfaßt.
Dieser Typ einer Bestückungseinrichtung bzw. Montageeinrichtung ist erforderlich, um verschiedene Teile unterschiedlicher Größen, in den meisten Fällen klein dimensionierte Chip-Teile, zu montieren. Allerdings ist es auch manchmal erforderlich, groß dimen sionierte Teile zu montieren, wie beispielsweise QFPs und Verbinder. In diesem Fall muß, um es möglich zu machen, solch groß dimensionierte Teile unter Verwendung der optischen Erfassungseinrichtung zu erfassen, der Abstand zwischen dem Licht emittierenden Abschnitt und dem Licht aufnehmenden Abschnitt ebenso wie die Längen solcher Abschnitte der optischen Erfassungseinrichtung entsprechend der Teile, die erfaßt werden sollen, vergrößert werden.
Allerdings wird es, wenn der Abstand zwischen dem Licht emittierenden Abschnitt und dem Licht aufnehmenden Abschnitt und deren Längen erhöht wird, wahrscheinlich, daß sich der Effekt eines Rauschens in Bezug auf den parallelen Lichtstrahl erhöht und Fehler bei der Positionierung des Licht emittierenden Abschnitts und des Licht aufnehmenden Abschnitts auftreten. Als Folge ist es möglich, daß sich die Erfassungsgenauigkeit für das Teil, insbesondere für kleine Teile, erniedrigt. Deshalb muß die Verringerung der Erfassungsgenauigkeit vermieden werden.
Ein anderes Problem ist die Vergrößerung der Vorrichtung aufgrund des Vergrößerungsabstands zwischen dem Licht emittierenden Abschnitt und dem Licht aufnehmenden Abschnitt, was auch vermieden werden muß.
Zusätzlich zu der optischen Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Teilen ist eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Erfassen des Zustand des Teilss entsprechend den aufgenommenen Bildern vorhanden. Eine selektive Verwendung der optischen Erfassungseinrichtung und der Bildaufnahmeeinrichtung in Abhängigkeit von den Typen der Teile ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 4-296124 vorgeschlagen. Allerdings muß, gerade in diesem Fall, wenn eine Erfassung von groß dimensionierten Teilen vorgenommen werden soll, eine Interferenz zwischen dem Teil und der optischen Erfassungseinrichtung vermieden werden. Deshalb verursacht auch in diesem Fall eine Vergrößerung des Abstands zwischen dem Licht emittierenden Abschnitt und dem Licht aufnehmenden Abschnitt ebenso wie deren Größen das Problem, das vorstehend beschrieben ist.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Montagevorrichtung zum Montieren von elektrischen und/oder elektronischen Teilen, wie sie vorstehend angegeben ist, zu schaffen, die immer eine zuverlässige Erfassung der Positionen ebenso wie der Zustände der elektrischen und/oder elektronischen Teile sicherstellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Montagevorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Zuverlässigkeit wird weiterhin durch die Montagevorrichtung erhöht, die eine Hauptsteuereinheit zum Steuern der Auswahl der optischen Erfassungseinrichtung und der Bildaufnahmeeinrichtung aufweist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Hauptsteuereinheit einen Hauptoperationsabschnitt zum Steuern der optischen Erfassungseinrichtung oder der Bildaufnahmeeinrichtung jeweils aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die optische Erfassungseinrichtung der Montagevorrichtung einen einen Laserstrahl erzeugenden Abschnitt und einen Licht aufnehmenden Abschnitt, insbesondere für kleine Teile, auf. Demzufolge ist es vorteilhaft, wenn die Bildaufnahmeeinrichtung für große Teile eine erste, Licht emittierende Einheit und eine Aufnahmekamera aufweist, wodurch die Zuverlässigkeit weiter durch eine zweite, Licht emittierende Einheit erhöht werden kann, und daß die erste, Licht emittierende Einheit für eine transmittierte Lichterfassung verwendbar ist, wodurch die zweite, Licht emittierende Einheit für eine auftreffende Lichterfassung verwendbar ist.
Andere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den weiteren, abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß dieser Erfindung kann die optische Erfassungseinrichtung und die Bildaufnahmeeinrichtung selektiv in Abhängigkeit von der Größe des Teils, das aufgenommen werden soll, verwendet werden. Wenn das Teil klein ist und durch Projektion unter Verwendung der optischen Erfassungseinrichtung erfaßt werden kann, wird das Teil aufgenommen und zu der ersten Erfassungshöhe durch die Bewegung des Düsenelements gebracht, ein paralleler Lichtstrahl wird von dem Licht emittierenden Abschnitt der optischen Erfassungseinrichtung auf das Teil gerichtet und der Zustand des Teils wird gemäß der Projektion erfaßt. Wenn das Teil andererseits groß ist, wird die Bildaufnahmeeinrichtung zur Verwendung ausgewählt. In diesem Fall wird das Teil aufgenommen und zu der zweiten Erfassungshöhe durch die Bewegung des Düsenelements gebracht, das aufgenommene Teil wird zu einer spezifizierten Bildaufnahmeposition durch die Bewegung der Kopfeinheit gebracht, und in diesem Zustand wird das Bild des Teils durch die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen und der Zustand des Teils wird von der Bilderkennung erfaßt. Hierbei bedeutet "Zustand des Teils" Defekte und eine positionsmäßige Abweichung des Teils, das durch das Düsenelement ergriffen ist.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen davon in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Bestückungs- bzw. Montageeinrichtung, bei der ein Beispiel der Erfassungsvorrichtung für das Teil dieser Erfindung angewandt ist;
Fig. 2 zeigt eine Vorderaufrißansicht der vorstehenden Montageeinrichtung;
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte, schräge Ansicht eines wesentlichen Bereichs der den Zustand des Teils erfassenden Vorrichtung dieser Erfindung;
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Steuersystems der Montageeinrichtung darstellt; und
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, das die Steuerung für eine Erfassung des Zustands des Teils darstellt.
Die Fig. 1 und 2 stellen eine Struktur einer Montage- bzw. Bestückungseinrichtung, die mit einer Erfassungsvorrichtung für den Zustand des Teils gemäß einer ersten Ausführungsform versehen ist, dar. Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, ist eine Fördereinrichtung 2 zum Fördern von gedruckten Schaltkreisleiterplatten auf einer Basis 1 der Montageeinrichtung so angeordnet, daß die gedruckte Schaltkreisleiterplatte 3 auf der Fördereinrichtung 2 befördert wird und an einer spezifizierten Montagearbeitsposition gestoppt wird. Auf beiden Seiten der Fördereinrichtung 2 sind Teilezuführabschnitte 4 angeordnet, die mit Zuführeinrichtungen versehen sind, zum Beispiel mehrere Reihen von Bandzuführeinrichtungen 4a, um Teile zuzuführen.
Eine Kopfeinheit 5 zum Montieren von Teilen ist oberhalb der Basis 1 vorgesehen. Die Kopfeinheit 5 ist so ausgestaltet, daß sie für eine Bewegung zwischen dem Zuführabschnitt 4 für das Teil und dem Befestigungsabschnitt für das Teil, wo die gedruckte Schaltkreisleiterplatte 3 plaziert ist, geeignet ist. In dieser Ausführungsform ist die Bewegung in Richtungen der X-Achse (die Richtung der Fördereinrichtung 2) und der Y- Achse (die Richtung normal zu der X-Achse in einer horizontalen Ebene) möglich. Auf der Basis 1 sind stationäre Schienen 7 in der Richtung der Y-Achse und eine Kugelumlaufspindel 8, die für eine Drehung durch einen X-Achsen-Servomotor 9 angetrieben wird, angeordnet. Ein Kopfeinheit-Trageelement 11 ist auf den stationären Schienen 7 angeordnet. Eine Mutter 12, die auf dem Trageelement 11 vorgesehen ist, greift in die Kugelumlaufspindel 8 ein. Ein X-Richtungs-Führungselement 13 und eine Kugelumlauf spindel 14, angetrieben durch einen X-Achsen-Servomotor 15, sind auf dem Trageelement 11 angeordnet. Die Kopfeinheit 5 ist bewegbar durch das Führungselement 13 gehalten. Eine Mutter (nicht dargestellt), die auf der Kopfeinheit 5 vorgesehen ist, greift in die Kugelumlaufspindel 14 ein. Das Trageelement 11 wird durch den Y-Achsen-Servomotor 9 in der Y-Achsen-Richtung bewegt. Die Kopfeinheit 5 wird durch den X-Achsen-Servomotor 15 in der X-Achsen-Richtung relativ zu dem Trageelement 11 bewegt.
Der Y-Achsen-Servomotor 9 und der X-Achsen-Servomotor 15 sind mit Positionserfassungsvorrichtungen 10 und 16 versehen, wobei jede einen Drehcodierer aufweist, um so bewegte Positionen der Kopfeinheit 5 zu erfassen.
Die Kopfeinheit 5 ist mit einem Düsenelement 21 zum Aufnehmen des Teils versehen. Das Düsenelement 21 ist für eine Bewegung in einer vertikalen Z-Achsen-Richtung und für eine Drehrichtung um die Düsenmitten-R-Achse ausgestaltet, wenn durch einen Z- Achsen-Servormotor 17 und einen R-Achsen-Servomotor 19 angetrieben wird. Diese Servomotoren 17 und 19 sind mit Positionserfassungsvorrichtungen 18 und 20 jeweils versehen, um bewegte Positionen des Düsenelements 21 zu erfassen.
Obwohl es nicht dargestellt ist, ist das Düsenelement 21 mit einer einen negativen Druck aufbringenden Einrichtung über ein Ventil oder dergleichen so verbunden, daß ein negativer Druck, wenn dies zum Aufnehmen des Teils benötigt wird, an die Düsenspitze angelegt wird.
Die Kopfeinheit 5 ist auch an deren unterem Endbereich mit einer Lasereinheit 22 als optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Zustands des aufgenommenen Teils, z. B. Defekte oder eine positionsmäßige Abweichung des aufgenommen Teils relativ zu dem Düsenelement 21, versehen. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist die Lasereinheit 22 einen Laserstrahlerzeugungsabschnitt (einen einen parallelen Lichtstrahl emittierenden Abschnitt) 22a und einen Detektor (einen Licht aufnehmenden Abschnitt) 22b, die auf beiden Seiten eines Raums zueinander hinweisen, durch den das Düsenelement 21 hindurchführt, wenn es sich nach oben und nach unten bewegt, auf.
Die Kopfeinheit 5 ist weiterhin, auf den Unterseiten des den Laserstrahl erzeugenden Abschnitts 22a und des Detektors 22b der Lasereinheit 22, mit Licht emittierenden Einheiten 23a und 23b jeweils, und an einer Position oberhalb der Lasereinheit 22 und entsprechend einem Raum zwischen dem den Laserstrahl erzeugenden Abschnitt 22a und dem Detektor 22b mit einer Licht emittierenden Einheit 23c versehen. Die Licht emittierende Einheit 23c ist an einem Rahmen der Kopfeinheit 5 befestigt, und, wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist ein Durchgangsloch 24 in deren Mitte so gebohrt, daß das Düsenelement 21 die Licht emittierende Einheit 23c durch das Loch 24 hindurchführt.
Diese Licht emittierenden Einheiten 23a, 23b und 23c werden nachfolgend kollektiv als erste, Licht emittierende Einheit 23 bezeichnet, die Licht emittieren, wenn ein Bild des Teils durch eine Teil-Erkennungs- oder -Aufnahmekamera 25 für das Teil aufgenommen werden soll, was später beschrieben wird, und zwar von hinten (Oberseite) des Teils, das durch das Düsenelement 21 aufgenommen ist.
Neben dem Zuführabschnitt 4 für das Teil ist die Erkennungskamera 25 für das Teil als eine Einrichtung zum Aufnehmen des Bilds des Teils, das durch das Düsenelement 21 aufgegriffen ist, angeordnet, und oberhalb davon ist eine zweite, Licht emittierende Einheit 26 zum Richten eines Lichtstrahls auf die Kopfseite (Unterseite) des Teils, das durch das Düsenelement 21 aufgegriffen ist, angeordnet.
Die Erkennungskamera 25 für das Teil ist eine CCD-Kamera zum Beispiel, die so aufgebaut ist, um das Bild des Teils in zwei Dimensionen durch eine Bildaufnahmeöffnung 26a, die in der zweiten, Licht emittierenden Einheit 26 gebildet ist, aufzunehmen.
Wenn das Bild des Teils durch die Erkennungskamera 25 für das Teil aufgenommen werden soll, emittiert entweder die erste oder die zweite, Licht emittierende Einheit 23 oder 26 Licht in Abhängigkeit von dem Typ des Teils, von dem das Bild aufgenommen werden soll. Diese Anordnung ist derart, daß dann, wenn die erste, Licht emittierende Einheit 23 Licht emittiert, ein Bild, das dann erhalten ist, wenn das Licht das Teil transmittiert (Transmissionsbild), aufgenommen und wenn die zweite, Licht emittierende Einheit 26 Licht emittiert, wird ein Bild, das dann erhalten ist, wenn das Licht von der Oberfläche des Teils reflektiert ist (Reflexionsbild), aufgenommen.
Als nächstes wird ein Steuersystem der Bestückungseinrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben werden, die ein Blockdiagramm zeigt, das ein Beispiel des Steuersystems der Bestückungseinrichtung darstellt.
In Fig. 4 sind Servomotoren 9, 15, 17 und 19 jeweils der Y-Achse, X-Achse, Z-Achse für das Düsenelement 21 der Kopfeinheit 5 und einer R-Achse, und eine Positionserfassungseinrichtung 10, 16, 18 und 20, jeweils auf diesen Servomotoren, vorgesehen, die elektrisch mit der Wellensteuereinheit 31 verbunden sind. Die Lasereinheit 22 ist elektrisch mit einem Lasereinheitbetriebsabschnitt 35 verbunden. Der Lasereinheitbetriebsabschnitt 35 ist über eine Eingabe/Ausgabe-Einrichtung 32 der Hauptsteuereinheit 30 mit dem Hauptbetriebsabschnitt 33 verbunden. Licht emittierende Einheiten 23 und 26 sind mit der Eingabe/Ausgabe-Einrichtung 32 verbunden.
Die Erkennungskamera 25 für das Teil ist mit einem Bildverarbeitungsabschnitt 34 der Hauptsteuereinheit 30 verbunden. In dem Bildverarbeitungsabschnitt 34 wird die Bildaufnahme für das Teil, das aufgenommen ist, einer vorbestimmten Bildverarbeitung für die Erkennung des Teils, das aufgenommen ist, unterworfen, so daß der Zustand des Teils, wie beispielsweise Defekte und eine Abweichung in der aufgenommenen Position des Teils, erfaßt werden.
Der Hauptbetriebsabschnitt 33 steuert die Bewegungen der Servomotoren 9, 15, 17 und 19 über die Wellensteuereinheit 31 gemäß den Montagedaten, die in einem Speicherabschnitt (nicht dargestellt) gespeichert sind, oder den Daten, die sich auf Teile, die montiert werden sollen, auf Montagepositionen und eine Montagereihenfolge, usw., beziehen, und wählt auch die Lasereinheit 22 oder die das Teil erkennende Kamera 25, die für die Erfassung des Zustands des Teils gemäß dem Typ des Teils, das verarbeitet werden soll, verwendet werden soll, aus, und steuert gemäß dieser Auswahl.
Mit anderen Worten ist sie wie folgt angeordnet: wenn der Zustand des Teils durch die Lasereinheit 22 erfaßt werden kann, nämlich wenn das Teil kleiner als eine vorbestimmte Größe ist, die in dem Raum (Erfassungsbereich der Lasereinheit 22) zwischen dem Laserstrahl-Erzeugungsabschnitt 22a und dem Detektor 22b der Lasereinheit 22 plaziert und gedreht werden kann, und wenn die Form relativ einfach, zum Beispiel, ist, wird die Lasereinheit 22 ausgewählt. Wenn der Zustand des Teils schwierig oder unmöglich durch die Lasereinheit 22 zu erfassen ist, zum Beispiel da das Teil viele Leitungen besitzt oder eine solche große Größe, daß sie mit dem Laserstrahl-Erzeugungsabschnitt 22a und dem Detektor 22b in Wechselwirkung tritt, wenn das Teil in dem Abtastbereich der Lasereinheit 22 plaziert und gedreht wird, wird die Erkennungskamera 25 für das Teil ausgewählt. Eine Steuerung wird entsprechend einer solchen Auswahl vorgenommen. Wenn die Erkennungskamera 25 für das Teil ausgewählt wird, wird weiterhin eine Auswahl vorgenommen, ob ein Reflexionsbild oder ein Transmissionsbild aufgenommen werden sollte, und die erste, Licht emittierende Einheit 23 oder die zweite Licht emittierende Einheit 26 wird ausgewählt, um Licht entsprechend zu emittieren.
Der Erfassungsvorgang für den Zustand des Teils der Bestückungseinrichtung, die so gebildet ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 5 beschrieben werden.
Wenn der Montagevorgang in der Bestückungseinrichtung gestartet wird, werden zuerst in dem Schritt S1 der Y-Achsen-Servomotor 9 und der X-Achsen-Servomotor 15 angetrieben, um die Kopfeinheit 5 zu der Teileaufnahmeposition zu bewegen. Dann wird der Z- Achsen-Servomotor 17 angetrieben, um die Düseneinheit 21 abzusenken (Schritte S1 und S2). Demzufolge wird das Teil durch das Düsenelement 21 aufgenommen (Schritt S3). Als nächstes sollte bestimmt werden, ob die Lasereinheit 22 oder die Erkennungskamera 25 für das Teil verwendet werden soll, um den Zustand des Teils zu erfassen. Mit anderen Worten werden zuvor gespeicherte Daten des Teils gelesen, und, wenn die Größe des Teils nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist, der projiziert und durch die Lasereinheit 22 erfaßt werden kann, wird die Lasereinheit 22 ausgewählt, und wenn die Größe der Teile größer als dieser Wert ist, wird die Erkennungskamera 25 für das Teil ausgewählt. Wenn die Erkennungskamera 25 für das Teil ausgewählt ist, geht der Vorgang zu Schritt S5 weiter, und, wenn die Lasereinheit 22 ausgewählt wird, geht der Vorgang weiter zu Schritt S11 (Schritt S4).
Wenn die Erkennungskamera 25 für das Teil in dem Schritt S4 ausgewählt wird, wird das Düsenelement so angehoben, daß das aufgenommene Teil in einer Erfassungsposition geringfügig unterhalb der Lasereinheit 22 angeordnet wird (Position 22 oder die zweite Erfassungshöhe) und die Kopfeinheit 5 wird zu einer Position oberhalb der Erkennungskamera 25 für das Teil bewegt (Schritte S5 und S6).
Dann wird eine der Licht emittierenden Einheiten 23 oder 26 ausgewählt, um Licht zu emittieren (Schritt S7). Unter diesem Zustand wird das Bild des Teils durch die Erkennungskamera 25 für das Teil ausgewählt (Schritt S8). In dem Schritt S9 wird das Teil durch den Bildverarbeitungsabschnitt 34 erkannt. Zu diesem Zeitpunkt werden Defekte und eine Abweichung in der aufgenommenen Position des Teils gemäß der Teileerkennung erfaßt, und, falls notwendig, wird die Größe einer Korrektur zum Zeitpunkt der Montage bestimmt. Als Beispiel eines solchen Vorgangs wird ein Bild des Teils in dem Bildverarbeitungsabschnitt 34 abgetastet, die Mitte des Teils und der Drehwinkel des Teils um die R-Achse werden aus der Abtastung bestimmt und Korrekturbeträge in der X-, Y- und Drehrichtung werden aus der positionsmäßigen Abweichung der Mitte des Teils und der Drehwinkelabweichung relativ zu dem Teileergreifungspunkt, wie es durch die Aufnahmedüse ergriffen ist, bestimmt.
In dem nächsten Schritt S10 wird das Teil montiert: wenn sich die Kopfeinheit 5 über die gedruckte Schaltkreisleiterplatte 3 bewegt und die korrigierte Montageposition erreicht, senkt sich das Düsenelement 21 ab und das Teil wird auf der gedruckten Schaltkreisleiterplatte 3 montiert. Demzufolge ist der Vorgang, wie er in dem Flußdiagramm dargestellt, abgeschlossen.
Wenn die Lasereinheit 22 in dem Schritt S4 andererseits ausgewählt wird, wird das Düsenelement so angehoben, daß das aufgenommene Teil an einer spezifizierten Position innerhalb des Erfassungsbereichs der Lasereinheit 22 (Position 21 in Fig. 3 oder die erste Erfassungshöhe) angeordnet ist, der Zustand des Teils wird durch die Lasereinheit 22 erfaßt und der Korrekturbetrag zu der Zeit einer Montage wird bestimmt (Schritte S11-S13). Als ein Vorgang, um einen solchen Korrekturbetrag zu bestimmen, wird zum Beispiel das Teil, das durch das Düsenelement 21 ergriffen ist, bei einer Höhe 21 entsprechend zu der Lasereinheit 22 gehalten und gedreht. Ein Laserstrahl wird von dem Laserstrahlerzeugungsabschnitt 22a auf das Teil gerichtet und die Projektionsbreite des Teils wird durch den Detektor 22b, der den Laserstrahl aufnimmt, erfaßt. Korrekturbeträge in der X-, Y- und Drehrichtung werden von der Projektionsbreite, der Mittenposition und dem Drehwinkel an einem Punkt bestimmt, wo die Projektionsbreite das Minimum wird. Wenn eine solche Verarbeitung vorüber ist, geht dieser Schritt weiter zu Schritt S10, wo das Teil montiert wird, um den Vorgang, der in dem Flußdiagramm dargestellt ist, zu beenden.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird, wenn eine solche Bestückungs- bzw. Montageeinrichtung verwendet wird, da der Zustand des Teils, wie beispielsweise Defekte und eine Abweichung in der Teileaufnahmeposition, durch die selektive Verwendung der Lasereinheit 22 und der Erkennungskamera 25 für das Teil erfaßt werden, wenn die Lasereinheit 22 verwendet wird, der Abstand zwischen dem Laserstrahlerzeugungsabschnitt 22a und dem Detektor 22b innerhalb des Bereichs eingestellt, der geeignet ist, um die Erfassungsgenauigkeit ausreichend sicherzustellen, und dadurch wird die Genauigkeit der Erfassung der Lasereinheit 22 sichergestellt. Andererseits kann, wenn es unmöglich ist, das Teil innerhalb des Erfassungsbereichs zwischen dem Laserstrahlerzeugungsabschnitt 22a und dem Detektor 22b zu plazieren, das Teil durch die Erkennungskamera 25 für das Teil erfaßt werden. Als Folge kann der Zustand des Teils akkurat für alle aufgenommenen Teile erfaßt werden. Insbesondere wird, wenn das Bild des Teils durch die Erkennungskamera 25 für das Teil aufgenommen ist, das Düsenelement 21 so kontrolliert, daß das aufgenommene Teil unterhalb der Lasereinheit 22 positioniert ist (an einer Position 22). Deshalb wird die Lasereinheit 22 zuverlässig davor geschützt, mit dem aufgenommenen bzw. ergriffenen Teil in Wechselwirkung zu treten.
Das Problem einer erhöhten Größe, das der herkömmlichen Vorrichtung zugeordnet ist, verursacht durch die Erhöhung des Abstands zwischen dem Laserstrahlerzeugungsabschnitt 22a und dem Detektor 22b, wird auch vermieden.
Wenn das Bild des Teils durch die Erkennungskamera 25 für das Teil aufgenommen wird, kann entweder ein Transmissionsbild oder ein Reflexionsbild selektiv durch selektives Emittieren von Licht von entweder der ersten Licht emittierenden Einheit 23 oder der zweiten Licht emittierenden Einheit 26 aufgenommen werden. Dies ist ein Vorteil in Form eines erhöhten Freiheitsgrads beim Aufnehmen des Bilds.
Die Bestückungseinrichtung, die vorstehend beschrieben ist, ist eine Ausführungsform, bei der ein Beispiel der Erkennungsvorrichtung für das Teil gemäß dieser Erfindung angewandt wird. Die spezifische Struktur kann modifiziert werden, solange wie sie nicht von dem allgemeinen Erfindungsgedanken abweicht. Zum Beispiel kann, während die vorstehende Ausführungsform die Erkennungskamera 25 für das Teil einsetzt, die aus einer CCD-Kamera als eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von Bildern in zwei Dimensionen besteht, eine Bildaufnahmeeinrichtung, die aus Liniensensoren besteht, auch eingesetzt werden. In diesem Fall kann, da das Bild für das Teil aufgenommen wird, während das Teil relativ zu den Liniensensoren bewegt wird, eine Montageeffektivität im Vergleich zu der Erkennungskamera 25 für das Teil erhöht werden, die ein Anhalten des Teils an einer spezifizierten Bildaufnameposition erfordert.
Während die vorstehende Ausführungsform ein Düsenelement zum Aufnehmen und Montieren des Teils einsetzt, können mehrere Düsenelemente eingesetzt werden, um die Montageeffektivität zu erhöhen.
Gemäß der Erfassungsvorrichtung für den Zustand des Teils dieser Erfindung, die vorstehend beschrieben ist, sind die optische Erfassungseinrichtung und die Bildaufnahmeeinrichtung vorgesehen. Der Zustand des Teils wird durch irgendeine der Einrichtungen in Abhängigkeit von den Typen der Teile erfaßt. Wenn das Teil klein ist und durch Projektion unter Verwendung der optischen Erfassungseinrichtung erfaßt werden kann, wird die optische Erfassungseinrichtung ausgewählt, das aufgenommene Teil wird an der ersten Erfassungspositionshöhe innerhalb des Erfassungsbereichs der optischen Erfassungseinrichtung plaziert und der Zustand des Teils wird aus der Teileprojektion erfaßt. Wenn das Teil groß ist, wird das aufgenommene Teil an der zweiten Erfassungshöhe plaziert und das Teil wird auf der Basis des aufgenommenen Bilds erfaßt. Als Folge kann der Zustand des Teils akkurat gemäß den Typen der Teile erfaßt werden. Weiterhin können, da die optische Erfassungseinrichtung relativ klein ausgebildet werden kann, ein Erfassungsmechanismus und eine Vorrichtung in der Größe kompakt gestaltet werden.

Claims

1. Montagevorrichtung zum Montieren elektrischer und/oder elektronischer Teile unterschiedlicher Größen an einer spezifischen Position, vorzugsweise auf einem Substrat, wie beispielsweise einer gedruckten Schaltkreisleiterplatte, die eine Kopfeinheit (5), die in horizontaler und vertikaler Richtung bewegbar ist, eine optische Erfassungseinrichtung (22) und eine Bildaufnahmeeinrichtung (23, 25, 26) zum selektiven Erfassen des Zustands von Teilen und einen Hauptbetriebsabschnitt (33) zum Steuern des Betriebs der Montagevorrichtung aufweist, wobei der Hauptbetriebsabschnitt (33) eine Einrichtung zum Steuern der Bewegung der Kopfeinheit (5) in der Richtung der vertikalen Achse (Z) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Hauptbetriebsabschnitt (33) eine Einrichtung zum Bestimmen aufweist, ob die optische Erfassungseinrichtung (22) oder die Bildaufnahmeeinrichtung (23, 25, 26) verwendet werden mußte, um den Zustand eines Teils in Abhängigkeit der Größe des Teils zu erfassen, und

eine Einrichtung zum Bewegen der Kopfeinheit (5) zu einer ersten Erfassungsposition (Z&sub1;), wenn das Vorhandensein eines kleinen Teils erfaßt worden ist, und zu einer unterschiedlichen, zweiten Erfassungsposition (22), wenn das Vorhandensein eines großen Teils erfaßt worden ist, aufweist,

wobei in der ersten Erfassungsposition das Teil in der optischen Erfassungseinrichtung (22) aufgenommen ist und der Zustand des Teils durch die optische Erfassungseinrichtung (22) erfaßt wird, wogegen in der zweiten Erfassungsposition der Zustand des Teils durch die Bildaufnahmeeinrichtung (23, 25, 26) erfaßt wird.

2. Montagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Erfassungseinrichtung (22) einen Laserstrahlerzeugungsabschnitt (22a) und einen Lichtaufnahmeabschnitt (22b) aufweist.

3. Montagevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmeeinrichtung eine erste, Licht emittierende Einheit (23) und eine Aufnahmekamera (25) aufweist.

4. Montagevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere, zweite, Licht emittierende Einheit (26) vorgesehen ist und daß die erste, Licht emittierende Einheit (23) für eine Erfassung mit transmittiertem Licht verwendbar ist, wogegen die zweite, Licht emittierende Einheit (26) für eine Erfassung mit auftreffendem Licht verwendbar ist.

5. Montagevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, Licht emittierende Einheit (23) drei Licht emittierende Einheiten (23a, 23b, 23c) aufweist.

6. Montagevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfeinheit (5) ein Düsenelement (21), das entlang einer Achse (Z) hin- und herbewegbar ist, aufweist, und daß entlang dieser Achse (Z) im Wechsel eine Licht emittierende Einheit (23c) um diese Achse herum, der Laserstrahlerzeugungsabschnitt (22a) und der Licht aufnehmende Abschnitt (22b) zu beiden Seiten der Achse (Z), die zweite, Licht emittierende Einheit (26) um diese Achse (Z) herum und die Aufnahmekamera (25) koaxial zu dieser Achse (Z) angeordnet sind.

7. Montagevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfeinheit (5) mit einer einen negativen Druck beaufschlagenden Einrichtung verbunden ist.

8. Montagevorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekamera (25) eine CCD-Kamera ist.

9. Montagevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmeeinrichtung (25) Liniensensoren aufweist.