在通过贴装头进行拾取之前对元件的测量制造技术

本发明专利技术描述了一种为元件托架（190）装配电子元件（195）的方法和贴装机，该方法包括：（a）在元件进给装置（150）的拾取位置（152）处提供元件（195）；（b）采集在拾取位置（152）提供的元件（195）的图像；（c）根据所采集的图像确定关于所提供的元件（195）的至少一条信息；（d）通过贴装头（107）拾取元件（195）；（e）将所拾取的元件（195）输送到贴装机（100）的装配区域（108）中；和（f）在考虑所确定的至少一条信息的情况下，将元件（195）贴装在位于装配区域（108）中的元件托架（190）上。本发明专利技术还描述了一种装配系统，其包括这种贴装机以及用于执行这种方法的计算机程序。

Measurement of components before pick-up by mounting head

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在通过贴装头进行拾取之前对元件的测量
本专利技术总体上涉及通过为元件托架装配电子元件来制造电子模块的
特别地，本专利技术涉及一种用于为元件托架装配电子元件的方法和贴装机，其中在将电子元件贴装到元件托架上之前借助照相机对其进行测量。本专利技术还涉及一种装配系统，包括这种贴装机以及用于执行上述方法的计算机程序。
技术介绍
当元件托架或电路板自动地装配（电子）元件时，在贴装工艺中供应待装备的元件，该贴装工艺在贴装机中执行。元件通常以下列方式供应：在拾取位置将元件呈现给贴装头，贴装头借助至少一个吸盘拾取在不同拾取位置呈现的元件，将元件输送至贴装机的装配区域，并根据预定的空间位置和定向将元件贴装在相应的元件托架上。可以通过各种方式供应元件。最常见的供应方法是：借助所谓的将元件包装在其中的元件皮带，然后借助所谓的皮带输送机将这些皮带逐步移动到它们相应的拾取位置。但是，特别是由于会造成浪费（必须将清空的皮带作为包装废弃物处理），所以使用元件皮带相当复杂且成本高昂。一种已知的避免所提及的包装和浪费问题的方法是使用所谓的振动输送机，该振动输送机将待处理的元件作为散装材料处理，并将元件单独地呈现在拾取区域中以供贴装头拾取。这种振动输送机例如可以从DE102013219477B4中了解。为了在装配元件支架时补偿元件供应和拾取公差，通常必需借助照相机记录由吸盘拾取的元件相对于相应吸盘的相对位置和定向。由于在贴装工艺的每个相关阶段都可以准确知道吸盘在相应贴装机的坐标系中的空间位置，所以可通过合适的补偿控制以精确定位的方式并且在准确定向上将元件贴装在元件托架上，其中合适的补偿控制用于贴装头的定位并使相应的吸盘绕其纵轴旋转。特别地，当使用所谓的行式、矩阵式或转塔式贴装头时，可借助以固定的方式附接至相应的贴装机的机架上的元件照相机来检测所供应的元件。在这方面，贴装头必需在其从元件拾取位置到装配区域的路径上经过元件照相机的检测范围，并根据光学检测所需的时间在检测范围或多或少地进行延长的“中间停留”或减速经过检测范围。这意味着不仅延长了行进路径，而且还延长了用于定位贴装头所需的“行进时间”。无论是延长行进路径还是延长行进时间，都会对装配能力（即在预定时段内可以贴装的元件的数量）造成负面影响，降低了贴装工艺的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高贴装工艺的效率。该目的通过独立权利要求的主题实现。在从属权利要求中描述了本专利技术的有利实施例。根据本专利技术的第一方面，描述了一种为元件托架装配电子元件的方法。所描述的方法包括：（a）在元件进给装置的拾取位置处提供元件；（b）采集在拾取位置处提供的元件的图像；（c）根据所采集的图像确定关于所提供的元件的至少一条信息；（d）通过贴装头拾取元件；（e）将所拾取的元件输送到贴装机的装配区域中；以及（f）在考虑所确定的至少一条信息的情况下，将元件贴装在位于装配区域中的元件托架上。所描述的方法基于以下实现：为了根据元件的图像获取正确贴装所需的关于元件的信息，并不是绝对需要贴装头已经拾取了元件（并且元件由元件夹持装置，特别是吸盘夹持）。相反，在许多情况下，足以在之前尚未采集元件且元件在被贴装头拾取之前不再改变其位置的时间点采集元件的图像。然后，在将元件传送到装配区域时可以“携带”有关元件的所有信息，并且在贴装元件时适当考虑所有信息。特别地，这种“信息携带”具有的优点是：在元件托架的装备过程中，不必为了在拾取位置和贴装位置之间的路径上的照相机处做“中间停留”而进行“时间”和“行进路径”计划，就可以采集由贴装头夹持的元件。在许多情况下，这可以减少贴装机中的行进时间和/或行进路径，从而以简单有效的方式增加了贴装机的装配能力。在本专利技术中，术语“装配能力”是指在特定时段内可在一个或多个待装配的元件托架上处理的元件的数量，即将元件贴装在元件托架上的预定的元件安装位置。术语“关于所提供的元件的至少一条信息”可以理解为直接影响相应元件托架的正确装配的所有信息。关于相应的元件，该信息可以是固有信息，例如元件的类型、元件的形状、元件的质量等。元件的质量还可以表征元件的状况：例如元件是否未损坏或可能损坏，并因此必须从贴装工艺中移出。可替代地或组合地，该信息也可以是关于元件相对于其环境的当前状态的信息。这尤其包括位置信息，例如（i）位置信息，元件的确切位置，和/或（ii）定向信息，元件相对于贴装机内的预定方向是如何定向的。图像可以通过照相机以已知的方式采集。照相机还可以是所谓的视觉系统的一部分，除了包括照相机之外，该视觉系统还包括合适的照明装置，从而使照相机可以在短曝光时间内拍摄高质量的图像。关于所提供的元件的至少一条信息可以根据照相机采集的图像确定。在该过程中可以使用数字图像处理的已知算法。图像处理可以借助数据处理单元进行，该数据处理单元位于照相机的下游，并且也可以是视觉系统的一部分。可替代地或组合地，图像处理也可以由贴装机的数据处理单元执行，该图像处理单元还以已知的方式协调元件托架的自动装备的过程，并控制包括元件进给装置在内的贴装机的涉及贴装的所有元件。除了通过减少贴装头的行进路径和/或行进时间来提高装配效率之外，所描述的方法还具有以下优点：执行该方法的贴装机不需要设置元件照相机。这尤其降低了贴装机的购置成本。根据本专利技术的示例性实施例，拾取位置位于元件进给装置的在空间上扩展的预定元件呈现区域内。元件可以设置在元件呈现区域内，该元件呈现区域在空间上不受限于至少近似准确的拾取位置，特别是与振动输送机配合，振动输送机将元件作为分离的散装物料项处理，不需要确切的空间引导，例如没有机械障碍或引导通道。由于针对这种类型的散装物料的处理，所提供的元件的确切位置是未知的，因此无论如何都需要针对元件的确切位置对元件进行光学检测，以使贴装头“知道”在什么位置必须降低相应的元件夹持装置，从而可以真正地在拾取过程中“击中”元件。这意味着，在将元件贴装到要装配的常规贴装机或装配系统（相当于贴装机加元件进给装置）中的元件托架上时，也可以执行此处所述的使用在拾取元件时确定的位置信息的方法，而无需另外的元件照相机形式的硬件调整。相反，所描述的方法可以仅以软件的形式（例如借助相应的软件更新）来实现。应当指出，在本实施例中使用的照相机应该具有至少与元件呈现区域一样大的空间检测范围。只有这样才能确保可以真正地检测到在元件呈现区域中提供的所有元件。根据供给装置的尺寸，特别是所谓的履带宽度，元件呈现区域可以具有不同的尺寸。元件呈现区域的典型宽度可以在20mm至5mm之间，特别是小于15mm，更特别是小于10mm或者甚至小于8mm。元件呈现区域的典型长度可以在30mm至8mm之间，特别是小于20mm，更特别是小于15mm或者甚至小于10mm。由于这个原因，特别地，宽度可以是呈现区域沿着平行于贴装机的侧面的方向的延伸，其中相应的进给装置附接至贴装机的侧面。该方向通常与输送机装置的输送方向一致，借助该输送机装置可将待装配的元件托架送入装配区域，并且从装配区域排出至少部分装配的元件。特别地，长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种为元件托架（190）装配电子元件（195）的方法，所述方法包括/n在元件进给装置（150）的拾取位置（152）处提供元件（195）；/n采集在所述拾取位置（152）提供的所述元件（195）的图像；/n根据所采集的图像确定关于所提供的元件（195）的至少一条信息；/n通过贴装头（107）拾取所述元件（195）；/n将所拾取的元件（195）输送到贴装机（100）的装配区域（108）中；以及/n在考虑所确定的至少一条信息的情况下，将所述元件（195）贴装在位于所述装配区域（108）中的所述元件托架（190）上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170717 DE 102017116042.61.一种为元件托架（190）装配电子元件（195）的方法，所述方法包括
在元件进给装置（150）的拾取位置（152）处提供元件（195）；
采集在所述拾取位置（152）提供的所述元件（195）的图像；
根据所采集的图像确定关于所提供的元件（195）的至少一条信息；
通过贴装头（107）拾取所述元件（195）；
将所拾取的元件（195）输送到贴装机（100）的装配区域（108）中；以及
在考虑所确定的至少一条信息的情况下，将所述元件（195）贴装在位于所述装配区域（108）中的所述元件托架（190）上。


2.根据权利要求1所述的方法，其中
所述拾取位置（152）位于所述元件进给装置（150）的在空间上扩展的预定元件呈现区域内。


3.根据权利要求1所述的方法，其中
所述拾取位置（152）是所述元件进给装置（150）的在空间上至少近似固定地预定的拾取位置。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
所述至少一条信息包括所提供的元件（195）的位置信息。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
所述至少一条信息包括所提供的元件（195）的定向信息。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
所述至少一条信息包括关于所提供的元件（195）的质量信息。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括
采集在所述拾取位置（152）提供的所述元件（195）的至少一个另外的图像；其中
当确定关于所提供的元件（195）的所述至少一条信息时，要考虑所采集的另外的图像。


8.根据前述权利要求所述的方法，其中，
在第一照明设置下采集所述图像，并且
在第二照明设置下采集所述另外的图像，

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·海因茨·贝施，
申请(专利权)人：先进装配系统有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE