(57)【要約】【課題】保持装置により摘採された構成素子のずれをクラス分けする方法を改良して、小さな構成素子のためにも、高いプロセス信頼性と、後続の構成素子のピックアップ位置に関する効果的な学習プロセスとを可能にする方法を提供する。【解決手段】構成素子を構成素子供給装置のピックアップ位置から保持装置により摘採し、摘採された構成素子をセンサ装置により検出し、摘採された構成素子と保持装置との間のずれを、センサ装置に後置された評価ユニットにより求め、ずれを第１の基準値および第２の基準値と比較し、かつ摘採された構成素子をクラス分けするが、クラス分けに際し、ずれが第１の基準値より小さく、第２の基準値より大きいとき、摘採された構成素子を、却下すべき構成素子としてクラス分けし、かつ求められたずれを、今後の構成素子の、予測したいピックアップ位置に関する学習プロセスのために使用するようにした。【選択図】図２ｂ
2008016846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持装置（１２０，２２０）により摘採された電子的な構成素子（２１１）を、特に構成素子担体（１３０，３３０）に構成素子（２１１，３１１）をエラーなく装着する目的でクラス分けする方法において、該方法が以下のステップ、すなわち：
・構成素子（２１１）を構成素子供給装置（１１０）のピックアップ位置（１１２）から保持装置（１２０，２２０，３２０）により摘採し、
・摘採された構成素子（２１１）をセンサ装置（１５０）により検出し、
・摘採された構成素子（２１１）と保持装置（１２０，２２０）との間のずれ（Δ）を、センサ装置（１５０）に後置された評価ユニット（１５１）により求め、
・ずれ（Δ）を第１の基準値および第２の基準値と比較し、かつ
・摘採された構成素子（２１１）をクラス分けするが、クラス分けに際し、ずれ（Δ）が第１の基準値より小さく、第２の基準値より大きいとき、
−摘採された構成素子（２１１）を、却下すべき構成素子（２１１）としてクラス分けし、かつ
−求められたずれ（Δ）を、今後の構成素子の、予測したいピックアップ位置に関する学習プロセスのために使用する
というステップを有していることを特徴とする、保持装置により摘採された電子的な構成素子をクラス分けする方法。
【請求項２】
摘採された構成素子（２１１）をクラス分けする方法がさらに、
ずれ（Δ）が第２の基準値より小さいとき、
−摘採された構成素子（２１１）を、装着すべき構成素子（２１１）としてクラス分けし、かつ
−求められたずれ（Δ）を、今後の構成素子の、予測したいピックアップ位置に関する学習プロセスのために使用する
ことを有している、請求項１記載の方法。
【請求項３】
摘採された構成素子（２１１）をクラス分けする方法がさらに、
ずれ（Δ）が第１の基準値より大きいとき、
−摘採された構成素子（２１１）を、却下すべき構成素子（２１１）としてクラス分けする
ことを有している、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
センサ装置が光学的なセンサ装置（１５０）、特にカメラ（１５０）である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
第１の基準値を、構成素子（２１１）がピックアップ位置（１１２）に準備される精度に依存して選択する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
第２の基準値を、装着したい構成素子担体（１３０，３３０）の、隣接する構成素子取付場所間の間隔に依存して選択する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
第２の基準値を、構成素子担体（１３０，３３０）上の、摘採された構成素子（２１１）のためにその都度予定される装着位置に依存して選択する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
測定されたずれに依存して、摘採された構成素子（２１１）のために、構成素子担体（１３０，３３０）上の適当な装着位置を選択する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
保持装置がサクショングリッパ（１２０，２２０，３２０）である、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
摘採された構成素子（２１１）とサクショングリッパ（２２０）との間のずれ（Δ）を求めるために、サクショングリッパ（２２０）の、構成素子（２１１）側の先端（２２５）を使用し、該先端（２２５）の空間的な位置をサクショングリッパ（２２０）の外側輪郭に基づき特定する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
構成素子担体（１３０，３３０）に構成素子（２１１，３１１）を自動的に装着するための装着装置において、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法が実施可能であるように構成されているプロセッサ（１０１）が設けられていることを特徴とする、構成素子担体に構成素子を自動的に装着するための装着装置。
【請求項１２】
保持装置（１２０，２２０）により摘採された電子的な構成素子（２１１）をクラス分けするためのプログラムが記憶されているコンピュータ読取可能な記憶媒体において、前記プログラムが、プロセッサ（１０１）により実行されるとき、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法を実施するために構成されていることを特徴とする、コンピュータ読取可能な記憶媒体。
【請求項１３】
保持装置（１２０，２２０）により摘採された電子的な構成素子（２１１）をクラス分けするためのプログラムエレメントにおいて、該プログラムエレメントが、プロセッサ（１０１）により実行されるとき、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法を実施するために構成されていることを特徴とする、プログラムエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、「自動装着機」による構成素子担体への構成素子の装着に関する。本発明は特に、保持装置により摘採された電子的な構成素子を、特に構成素子担体に構成素子をエラーなく装着する目的でクラス分け（Ｋｌａｓｓｉｆｉｚｉｅｒｕｎｇ）、つまり分類する方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、摘採された電子的な構成素子をクラス分けする本発明による方法を実施するために構成された、構成素子担体に構成素子を自動的に装着するための装着装置に関する。
【０００３】
その他に本発明は、摘採された構成素子をクラス分けする本発明による方法を実施するための命令を含む、保持装置により摘採された電子的な構成素子をクラス分けするためのプログラムが記憶されているコンピュータ読取可能な記憶媒体ならびに保持装置により摘採された電子的な構成素子をクラス分けするためのプログラムエレメントに関する。
【背景技術】
【０００４】
「自動装着機」での構成素子担体の自動的な装着時、構成素子は構成素子供給装置により所定のピックアップ位置に準備され、装着ヘッドによりピックアップされる。装着ヘッドは位置決めシステムにより作業領域内で自由に位置決めされ得る。ピックアップされた構成素子は装着ヘッドにより装着位置へと搬送され、装着したい構成素子担体上の、相応の接続面により規定される取付位置に載置される。
【０００５】
電子的な構成素子のますますの小型化に基づいて、精緻な装着工程は、装着ヘッドにより摘採された構成素子の、正確な光学的な位置測定によってのみ可能である。装着したい構成素子担体の精緻な位置測定も、装着ヘッドが装着位置に精緻に到達し得るようにするために必要である。構成素子担体の位置測定は一般に、それぞれの構成素子担体に設けられた特別なマーカに基づいて実施される。
【０００６】
小型化はしかし電子的な構成素子の大きさだけに関係しているわけではない。電子的な構成群全体をできるだけコンパクトに構成するために、構成素子担体もしくはプリント配線板上の構成素子取付位置間の間隔もますます小さく選択される。それにより、例えば０．４ｍｍ×０．２ｍｍの載置面を有するケース形状「０１００５」を有する構成素子は、典型的には１００μｍの間隔を置いて構成素子担体上に配置される。この間隔はその際、相並んで構成素子担体上に配置された２つの構成素子の、互いに対向して位置する縁部間で測定される。
【０００７】
構成素子担体上の構成素子の、実際の使用において実現可能な最小の間隔はその際、自動装着機の装着精度の他に、ピックアップ精度によっても規定される。ピックアップ精度という概念はこの関連で、構成素子が構成素子保持装置により摘採される空間的な精度と理解され得る。小さな構成素子が保持装置によりセンタ位置ではなく、横方向のずれを有して摘採されると、構成素子担体上への構成素子の載設時に、保持装置の先端の、側方に張り出した部分が、既に装着された隣の構成素子に接触する危険が生じる。その際、隣の構成素子は損傷され得るかつ／またはその所定の取付位置からずらされ得る。結果、構成素子担体のエラーを伴った装着が生じる。
【０００８】
この種のエラーを伴った装着を回避するために、摘採された構成素子の、保持装置に対するずれは例えばビジョンシステムにより検査され、許容されるずれが超過されている場合、この構成素子は却下されねばならない。
【０００９】
公知の自動装着機の場合、摘採された構成素子のずれは、相応の保持装置がビジョンシステムの視野内でその長手方向軸線を中心に回転され、その際、構成素子の、場合により偏心的な回転運動が検出されることにより特定される。その際、構成素子中心の、保持装置の回転軸線に対して相対的なずれが検出される。回転軸線は特に、保持装置の軽微な湾曲もしくは撓曲時、正確には保持装置の対称軸線と一致し得ない。検出されたずれは、構成素子のピックアッププロセス時の可能な公差のための尺度である「包装公差（Ｖｅｒｐａｃｋｕｎｇｓｔｏｌｅｒａｎｚ）」と比較される。包装公差は特に、供給したい構成素子が例えば構成素子ベルトにて個別的に包装されている「構成素子ポケット（Ｂａｕｅｌｅｍｅｎｔ−Ｔａｓｃｈｅ）」の大きさにより規定される。
【００１０】
過度に大きなずれに基づいて却下すべき構成素子の排除率を減じるために、学習アルゴリズムを使用することが公知である。それにより、構成素子ポケット上での保持装置の最適なピックアップ位置が、既にピックアップされ測定された構成素子の位置をもとに求められ得る。その際、構成素子が包装公差内にあることが前提とされる。成功したピックアップ試行および位置測定もしくはずれ測定の結果のたびに、保持装置のピックアップ位置は次の構成素子のために改善される。こうして、構成素子のずれは、既に数回のピックアップ工程後に包装公差の範囲になる。
【００１１】
互いに僅かな間隔を置いて構成素子担体上に配置されるべき極めて小さな構成素子の場合、高いプロセス信頼性を保証するために、前記包装公差を相応に下げることはできる。そうすると、ビジョンシステムにより、構成素子担体上での構成素子間の必要な最小の間隔を保証し得る極めて小さなずれを有しているにすぎない構成素子だけが認識されるもしくは良としてクラス分けされる。この場合、しかし、ピックアップ位置に関する学習プロセスは一般に不可能である。それというのも、最初の構成素子のために、正確なピックアップ位置が知られていないからである。それにより、一般に、大きなずれを伴った非中心的な構成素子ピックアップが実施され、摘採された構成素子はビジョンシステムにより、却下すべき構成素子としてクラス分けされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、保持装置により摘採された構成素子のずれをクラス分けする方法を改良して、小さな構成素子のためにも、高いプロセス信頼性と、後続の構成素子のピックアップ位置に関する効果的な学習プロセスとを可能にする方法ならびにこの方法を実施するための装着装置、コンピュータ読取可能な記憶媒体およびプログラムエレメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決した本発明の方法によれば、該方法が以下のステップ、すなわち：
・構成素子を構成素子供給装置のピックアップ位置から保持装置により摘採し、
・摘採された構成素子をセンサ装置により検出し、
・摘採された構成素子と保持装置との間のずれを、センサ装置に後置された評価ユニットにより求め、
・ずれを第１の基準値および第２の基準値と比較し、かつ
・摘採された構成素子をクラス分けするが、クラス分けに際し、ずれが第１の基準値より小さく、第２の基準値より大きいとき、
−摘採された構成素子を、却下すべき構成素子としてクラス分けし、かつ
−求められたずれを、今後の構成素子の、予測したいピックアップ位置に関する学習プロセスのために使用する
というステップを有しているようにした。
【００１４】
本発明の有利な方法は従属請求項に記載されている。
【００１５】
有利には、摘採された構成素子をクラス分けする方法がさらに、
ずれが第２の基準値より小さいとき、
−摘採された構成素子を、装着すべき構成素子としてクラス分けし、かつ
−求められたずれを、今後の構成素子の、予測したいピックアップ位置に関する学習プロセスのために使用する
ことを有している。
【００１６】
有利には、摘採された構成素子をクラス分けする方法がさらに、
ずれが第１の基準値より大きいとき、
−摘採された構成素子を、却下すべき構成素子としてクラス分けする
ことを有している。
【００１７】
有利には、センサ装置が光学的なセンサ装置、特にカメラである。
【００１８】
有利には、第１の基準値を、構成素子がピックアップ位置に準備される精度に依存して選択する。
【００１９】
有利には、第２の基準値を、装着したい構成素子担体の、隣接する構成素子取付場所間の間隔に依存して選択する。
【００２０】
有利には、第２の基準値を、構成素子担体上の、摘採された構成素子のためにその都度予定される装着位置に依存して選択する。
【００２１】
有利には、測定されたずれに依存して、摘採された構成素子のために、構成素子担体上の適当な装着位置を選択する。
【００２２】
有利には、保持装置がサクショングリッパである。
【００２３】
有利には、摘採された構成素子とサクショングリッパとの間のずれを求めるために、サクショングリッパの、構成素子側の先端を使用し、該先端の空間的な位置をサクショングリッパの外側輪郭に基づき特定する。
【００２４】
前記課題を解決した装着装置の構成によれば、前記方法が実施可能であるように構成されているプロセッサが設けられているようにした。
【００２５】
前記課題を解決したコンピュータ読取可能な記憶媒体の構成によれば、保持装置により摘採された電子的な構成素子をクラス分けするためのプログラムが、プロセッサにより実行されるとき、前記方法を実施するために構成されているようにした。
【００２６】
前記課題を解決したプログラムエレメントの構成によれば、保持装置により摘採された電子的な構成素子をクラス分けするためのプログラムエレメントが、プロセッサにより実行されるとき、前記方法を実施するために構成されているようにした。
【発明の効果】
【００２７】
独立請求項１により、特に構成素子担体に構成素子をエラーなく装着する目的で実施され得る、保持装置により摘採された電子的な構成素子をクラス分けする方法が提供される。本発明による方法は以下のステップ、すなわち（ａ）構成素子を構成素子供給装置のピックアップ位置から保持装置により摘採し、（ｂ）摘採された構成素子をセンサ装置により検出し、（ｃ）構成素子と保持装置との間のずれを、センサ装置に後置された評価ユニットにより求め、（ｄ）ずれを第１の基準値および第２の基準値と比較し、かつ（ｅ）摘採された構成素子をクラス分けするというステップを有している。クラス分けに際し、求められたずれが第１の基準値より小さく、第２の基準値より大きいとき、摘採された構成素子は、却下すべき構成素子としてクラス分けされる。さらに、求められたずれは、今後の構成素子の、予測したいピックアップ位置に関する学習プロセスのために使用される。
【００２８】
前記方法の根底には、構成素子と保持装置との間のずれに関する高い要求に基づいて確実な装着のために使用され得ず、その結果として装着プロセスから除去されねばならない構成素子も、後続の構成素子のための、予測したいピックアップ位置に関する学習経過のために使用され得るという思想がある。こうして、学習プロセスの時間はかなり短縮され得る。その結果、公知の学習方法に比して、できるだけ中心的な、つまりできるだけ正しくセンタリングされた構成素子ピックアップのために、明らかに少ない構成素子が却下されるだけで済む。
【００２９】
ずれという概念はこの関連で、摘採された構成素子、特に摘採された構成素子の基準点または基準軸線の、保持装置における構成素子の目標位置に対する間隔と理解され得る。さらにずれは、摘採された構成素子、特に摘採された構成素子の基準点または基準軸線の、保持エレメント、特に保持エレメントの基準点または基準軸線に対する間隔であり得る。特に、ずれという概念はこの関連で、構成素子中心と、構成素子が摘採される保持装置の先端との間の間隔と理解され得る。保持装置の先端はその際有利には、保持装置の外側輪郭に関する保持装置の対称軸線により規定されていることができる。保持装置の湾曲時、例えばさらに、保持装置の、摘採された構成素子側の端部における外側輪郭が重要である。
【００３０】
構成素子が既に装着されている場合、保持装置は構成素子担体の任意の箇所で、場合により既に装着された構成素子を損傷または移動させることなく降下し得ない。それにより、自動装着機の、既に装着された構成素子の至近に構成素子を載置する能力は直接、構成素子中心と保持装置の先端との間のずれに関連している。
【００３１】
ずれという概念は構成素子中心と保持装置の回転軸線との間の間隔と理解されるべきではないことを明記しておく。中心的な構成素子摘採の前提下で、この種のずれはすなわち、構成素子担体の表面に対して平行な、保持装置の相応の位置決めにより補償され得る。
【００３２】
もちろん、ずれの測定は２つの別々の位置検出を必要とする。第１の、有利には光学的な測定経過により、保持装置の先端の位置が測定される。第２の測定経過により、摘採された構成素子の位置が測定される。ずれはその際、測定された両位置間の差から得られる。
【００３３】
この関連で、ずれの確実な測定のために、その都度両位置を測定することは必ずしも必要でないことを指摘しておく。それにより、例えば所定の保持装置の位置が一度だけ、特に装着プログラムのスタート時または保持装置の交換のできるだけ直後に検出され得る。この位置はその際、この保持装置により摘採された種々異なる構成素子の後続のずれ測定のために使用され得る。
【００３４】
前記クラス分け条件を満たすために、もちろん、第１の基準値は第２の基準値よりも大きい。この関連で、ずれは量としてのみ求められ、ずれの方向は考慮されないことを指摘しておく。その結果、第１の基準値も第２の基準値も正の量である。
【００３５】
請求項２によれば、摘採された構成素子のずれに関する第２のクラス分け条件が提示される。それによれば、ずれが第２の基準値より小さいとき、構成素子は、装着すべき構成素子としてクラス分けされ、かつ求められたずれは、今後の構成素子の、予測したいピックアップ位置に関する学習プロセスのために使用される。この事例は特に、学習プロセスが既に、大抵の構成素子が僅かなずれしか伴わずに保持装置により摘採されるほどに進捗しているときにしばしば生じる。
【００３６】
請求項３によれば、摘採された構成素子のずれに関する第３のクラス分け条件が提示される。それによれば、ずれが第１の基準値より大きいとき、構成素子は、却下すべき構成素子としてクラス分けされる。
【００３７】
この関連で、ずれは、推定による構成素子検出時に、摘採された構成素子がセンサ装置の、所定の検出領域の外にあり、それにより検出されないか、または部分的に検出されるにすぎないほどに大きくてもよいことを指摘しておく。この場合、ずれがいずれにしても第１の基準値より大きいことを出発点とする。
【００３８】
請求項４によれば、センサ装置が光学的なセンサ装置である。特に、センサ装置は、例えばＣＣＤセンサチップを有するカメラである。カメラはアナログ式または有利にはデジタル式の画像データを提供し得る。画像データは適当な信号線路により評価ユニットに伝送される。
【００３９】
しかし、センサ装置が触覚センサ、容量性センサ、誘導性センサおよび／または超音波センサを有し得ることを指摘しておく。
【００４０】
請求項５によれば、第１の基準値が、構成素子がピックアップ位置に準備される精度に依存して選択される。その際、第１の基準値は特に構成素子供給中の構成素子の包装と、相応の構成素子供給装置による構成素子供給の安定性とに依存している。
【００４１】
典型的に、供給される構成素子は個別的に構成素子ベルトの「構成素子ポケット」内に保管されている。構成素子ポケットの大きさはそれにより第１の基準値にとって特に重要である。第１の基準値はその結果包装公差と呼ばれ得る。
【００４２】
請求項６によれば、第２の基準値が、装着したい構成素子担体の、隣接する構成素子取付場所間の間隔に依存して選択される。保持装置と、既に構成素子担体上に載置された構成素子との間の衝突を阻止するために、第２の基準値は、摘採された構成素子の処理のために、保持装置と摘採された構成素子との間のずれが、既に装着された構成素子と、摘採された構成素子のために予定される、構成素子担体上の取付場所との間の間隔よりも小さくなければならないように選択される。第２の基準値はそれによりずれ公差とも呼ばれ得る。
【００４３】
確実な、すなわちエラーのない装着と、それと同時に、却下すべき構成部分の僅かな排除とを保証するために、第２の基準値もしくはずれ公差のために、予定されるまたは既に使用された構成素子取付場所の間隔が僅かであればあるほど小さな値が選択される。第２の基準値はその結果、装着したい構成素子担体の特性量もしくは構成素子担体上に配置される構成素子取付位置の空間的な分布の特性量である。
【００４４】
使用される自動装着機の装着精度は常に、既に装着された構成素子の位置に関するある種の不明確性を惹起することを指摘しておく。この不明確性はもちろん、第２の基準値の選択時に、確実に衝突のない構成素子装着を保証するために考慮されねばならない。第２の基準値のために、その際、既に装着された構成素子の装着精度が大きければ大きいほど小さな値が選択されねばならない。
【００４５】
装着精度はしかし、装着された構成素子の別個の位置測定が実施されることにより消去され得る。この場合、相応の測定精度だけが第２の基準値の選択時に考慮されればよい。
【００４６】
請求項７によれば、第２の基準値が、構成素子担体上の、摘採された構成素子のためにその都度予定される装着位置に依存して選択される。このことは、第２の基準値が、装着したい構成素子担体の特性量であるだけでなく、構成素子担体上の個別的な装着位置のための特性量でもあることを意味している。
【００４７】
摘採された構成素子の、予定される個別的な取付位置の間隔への、第２の基準値のこの種の動的な適合により、構成素子担体には特に低い排除率でもって構成素子が装着され得る。第２の基準値もしくはずれ公差はその結果、これがそれぞれの構成素子の確実な装着のために必ず必要なだけ小さく選択される。
【００４８】
請求項８によれば、測定されたずれに依存して、摘採された構成素子のために、構成素子担体上の適当な装着位置が選択される。このことは、特に複数の同種の構成素子をプリント配線板に装着する際に、装着プログラムが、その都度測定されたずれに依存して動的に適合されることを意味している。
【００４９】
その際、その都度摘採された構成素子のために、前もって求められたずれにもかかわらず確実かつエラーのない装着を許可する取付場所が選択される。その結果として、比較的大きなずれを伴って摘採された構成素子が、却下の代わりに、所定の取付位置、より詳細に言えば、設けられた装着プログラムによりまず、まだ占拠されておらず、しかし隣接する構成素子に対する比較的大きな間隔の結果、大きなずれを伴って摘採された構成素子でもエラーのない装着を許可する取付位置に装着され得る。装着プログラムのこの種の動的な適合により、電子的な構成素子の排除率は有利にはさらに減じられ得る。
【００５０】
請求項９によれば、保持装置がサクショングリッパ（Ｓａｕｇｇｒｅｉｆｅｒ）である。このことは、前記方法が、一般に小さな構成サイズを有する構成素子の装着のために使用される「サクションピペット（Ｓａｕｇｐｉｐｅｔｔ）」のためにも適しているという利点を有している。
【００５１】
構成素子のための小さなケース形状、例えば０．６ｍｍ×０．３ｍｍの横断面を有するケース形状「０２０１」または０．４ｍｍ×０．２ｍｍにすぎない載置面を有するケース形状「０１００５」の場合、使用されるピペットの先端は典型的には、構成素子自体に近似した大きさの横断面積を有していることを指摘しておく。この種の小さな構成素子は、電子的な構成素子および構成群のますますの小型化に鑑みて、将来的にしかしますます頻繁に使用される。それにより、既に装着された構成素子の直接的な近傍での、小さな構成素子の精緻かつ確実な装着の意味は、コンパクトな電子的な構成群の構造のために将来的にますます大きくなる。
【００５２】
請求項１０によれば、構成素子とサクショングリッパとの間のずれを求めるために、サクショングリッパの、構成素子側の先端が使用される。その際、先端の空間的な位置はサクショングリッパの外側輪郭の対象軸線に基づき特定される。このことは、サクショングリッパ先端もしくはピペット先端の中心の空間的な位置が特に正確に求められ得るという利点を有している。
【００５３】
構成素子とサクショングリッパ先端との間の大きさ比に依存して、サクショングリッパ先端自体の外側輪郭またはサクショングリッパの、サクショングリッパ先端から間隔を置いた外周面における外側輪郭が使用され得る。サクションピペットが典型的には少なくとも部分的に円錐形の形状を有しているので、構成素子とサクショングリッパとの間のずれも、構成素子がサクショングリッパの先端より大きくても、確実に特定され得る。
【００５４】
独立請求項１１により、構成素子担体に構成素子を自動的に装着するための装着装置が提供される。装着装置は、保持装置により摘採された構成素子をクラス分けする前記方法が実施され得るように構成されているプロセッサを有している。
【００５５】
独立請求項１２により、構成素子担体に構成素子を装着するための自動装着機のための作業プログラムが記憶されているコンピュータ読取可能な記憶媒体が提供される。プログラムがプロセッサにより実行されると、保持装置により摘採された電子的な構成素子をクラス分けする前記方法が実施され得る。
【００５６】
独立請求項１３により、構成素子担体に構成素子を装着するためのプログラムエレメントが提供される。プログラムエレメントがプロセッサにより実行されると、保持装置により摘採された電子的な構成素子をクラス分けする前記方法が実施され得る。
【００５７】
プログラムエレメントは、あらゆる適当なプログラム言語、例えばＪＡＶＡ、Ｃ＋＋等で書かれたコンピュータ読取可能な命令コードとしてインプリメントされていることができる。プログラムエレメントはコンピュータ読取可能な記憶媒体（ＣＤ−Ｒｏｍ、ＤＶＤ、リムーバルドライブ、揮発性または不揮発性のメモリ、組み込まれたメモリ／プロセッサ等）に記憶されていることができる。命令コードはコンピュータまたは別のプログラム可能な機器を、所望の機能が実施されるようにプログラムすることができる。さらに、プログラムエレメントはネットワーク、例えばインターネット内で提供されることができ、そこから必要なときに利用者によりダウンロードされることができる。
【００５８】
本発明は、コンピュータプログラム、すなわちソフトウェアによっても、単数または複数の特別な電気的な回路、すなわちハードウェアによっても、または任意のハイブリッド形態、すなわちソフトウェアコンポーネントおよびハードウェアコンポーネントによっても実現され得る。
【００５９】
本発明の別の利点および特徴は、目下有利な実施形態の以下の例示的な説明から得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
ここでは、図中、同じまたは互いに対応するコンポーネントの符号は、その先頭の番号でのみ区別されることに留意されたい。
【００６１】
図１は、自動装着機１００を示す。自動装着機１００は、平行に方向付けられた２つのガイド１０３が取り付けられているフレーム１０２を有している。両ガイド１０３は、横断する支持アーム１０４を支持している。横断する支持アーム１０４自体は、支持部材１０６が移動可能に支承されているガイド１０５を有している。両ガイド１０３はｙ方向に沿って延び、ガイド１０５はｘ方向に沿って延びる。支持部材１０６には装着ヘッド１０７が配置されている。装着ヘッド１０７は少なくとも１つの、サクションピペット１２０として形成された保持装置を有している。保持装置は、図示しない駆動装置により、ｘ方向およびｙ方向に対して直角のｚ方向に沿って移動可能である。
【００６２】
摘採もしくは受容された構成素子の角度位置を修正し、それにより構成素子を正確に装着し得るように、さらに、図示しない回転駆動装置が設けられている。回転駆動装置により、サクションピペット１２０はその長手方向軸線を中心に回転され得る。
【００６３】
自動装着機１００はさらに構成素子供給装置１１２を有している。構成素子供給装置１１２を介して、図１には示さない構成素子が装着プロセスに供給され得る。さらに、自動装着機１００は搬送ベルト１３１を有している。搬送ベルト１３１により、プリント配線板１３０が装着領域に装填され得る。サクションピペット１０７は、ｘｙ平面内での装着ヘッド１０７の相応の運動により、全装着領域内で位置決めされ得る。
【００６４】
自動装着機１００はさらにプロセッサもしくは制御ユニット１０１を有している。制御ユニット１０１上では、構成素子を構成素子担体に装着するための自動装着機１００のための処理プログラムが実行され得る。その結果、自動装着機１００のすべてのコンポーネントは同期的に作業し、それにより構成素子担体への構成素子の、エラーのないスムーズな装着に寄与する。
【００６５】
支持部材１０６には付加的に「プリント配線板カメラ（Ｌｅｉｔｅｒｐｌａｔｔｅｎ−Ｋａｍｅｒａ）」１４０が固定されている。プリント配線板カメラ１４０は、プリント配線板１３０に設けられたマーカ１３２の検出のために設けられている。こうして、装着領域に装填されたプリント配線板１３０の正確な位置が、プリント配線板カメラ１４０の視野内でのマーカ１３２の位置測定により特定され得る。
【００６６】
摘採された構成素子の位置測定および制御のためにカメラ１５０が設けられている。カメラ１５０は、ここに示した実施例では、定置に自動装着機１００に配置されている。光学的な構成素子測定は有利には構成素子供給装置１１０からの構成素子の摘採直後に、構成素子カメラ１５０上での装着ヘッド１０７の相応のポジショニングにより実施される。カメラ１５０により撮影された画像は評価ユニット１５１内で評価され、その際、サクションピペット１２０により摘採された構成素子の、サクションピペットに対して相対的なずれが求められる。
【００６７】
評価ユニット１５１は、自動装着機１００を制御する制御ユニット１０１内に統合されていてもよい。その際、評価ユニット１５１は独自のハードウェアによりまたは適当なソフトウェアによっても実現されていることができる。
【００６８】
本発明は決して、ここに示した自動装着機１００内での使用に限定されるものではないことを指摘しておく。本発明は例えば、装着ヘッドと共に走行し、摘採された構成素子を摘採位置から装着位置への搬送中に測定するために設けられている構成素子カメラにより実現されてもよい。
【００６９】
本発明は、複数の保持装置を有し、それにより同時に複数の構成素子を搬送し得る「マルチタイプ装着ヘッド（Ｍｅｈｒｆａｃｈ−Ｂｅｓｔｕｅｃｋｋｏｐｆ）」との関連でも使用され得る。その際、保持装置はライン状もしくはマトリックス状に配置されていることができる。保持装置はしかし回転軸線を中心に半径方向で張り出すように配置されていてもよい。その結果、保持装置の回転により、複数の構成素子がシーケンシャルに収容され、再び解放されることもできる。もちろん、本発明はしかし任意の別の種類のシングルタイプ装着ヘッドまたはマルチタイプ装着ヘッドにより実現されてもよい。
【００７０】
図２ａは、サクションピペット２２０による構成素子２１１の理想的な中心的な摘採を示す。サクションピペット２２０の対称軸線２２１と構成素子２１１の対称軸線２１５とは一致する。
【００７１】
サクションピペット２２０は決して円の狂いを有していない。それにより、サクションピペット２２０の回転軸線２２２はサクションピペット２２０の対称軸線もしくは中心軸線２２１と一致する。
【００７２】
サクションピペット２２０は実質的に円錐形の形状を有している。その際、サクションピペット２２０の、中心軸線２２１に対して垂直な横断面は、サクションピペット２２０の先端２２５に向かって先細りする。有利には摘採された構成素子の下に配置されている図示しないカメラによる、摘採された構成素子２１１の位置の測定時、それにより、構成素子２１１と中心軸線２２１との間の可能なずれは、構成素子２１１の横断面積がピペット先端２２５の横断面積に等しいか、またはそれどころかそれよりも大きいときでも特定され得る。この場合、構成素子２１１の位置は、構成素子２１１の中心とサクションピペット２２０の外側輪郭２２４の対称軸線との間の相対的な位置により特定される。サクションピペット２２０の円錐形の形状に基づいて、外側輪郭は、構成素子２１１がピペット先端２２５よりも若干大きいもしくは広いときでも可視である。
【００７３】
図２ｂは、サクションピペット２２０による構成素子２１１の実際の偏心的な摘採を示す。サクションピペット２２０は軽微な変形を有している。その結果、サクションピペット２２０の対称軸線２２１は回転軸線２２２と一致しない。この回転軸線２２２を中心に、サクションピペット２２０は、サクションピペット２２０が被せ嵌められている図示しない中空のシャフトがその長手方向軸線を中心に回転されると回転する。
【００７４】
中心的に摘採されていない構成素子２１１はそれによりサクションピペット２２０に対して相対的にずれΔを有している。ずれΔは構成素子２１１の対称軸線２１５とサクションピペット２２０の対称軸線２２１との間の間隔から得られる。このずれΔはカメラにより、構成素子２１１およびサクションピペット２２０の外側輪郭２２４の１回の共通の検出により求められる。
【００７５】
求められたずれΔは２つの基準値、つまり第１の基準値および第２の基準値と比較される。
【００７６】
第１の基準値は、ここに示した実施例では、構成素子２１１のピックアッププロセス時の可能な公差のための尺度であるように選択される。この場合、第１の基準値は特に、供給したい構成素子２１１が例えば図示しない構成素子ベルトにて個別的に包装されている「構成素子ポケット」の大きさにより規定される。第１の基準値はそれにより「包装公差」とも呼ばれ得る。
【００７７】
第２の基準値は、ここに示した実施例では、装着したい構成素子担体の、隣接する構成素子取付場所間の間隔に依存して選択される。その際、第２の基準値は、摘採された構成素子２１１の装着のために、サクションピペット２２０と、摘採された構成素子２１１との間のずれが、既に装着された構成素子と、摘採された構成素子２１１のために予定される取付場所との間の間隔よりも小さくなければならないほど小さい。こうして、サクションピペット２２０と、既に構成素子担体上に載置された構成素子との間の衝突は確実に阻止され得る。第２の基準値はそれにより「ずれ公差（Ｖｅｒｓａｔｚｔｏｌｅｒａｎｚ）」とも呼ばれ得る。
【００７８】
一方では高いプロセス信頼性を保証し、他方ではスムーズな学習経過を保証するために、サクションピペット２２０により摘採された構成素子２１１は、そのずれΔに関して３つの異なるカテゴリに分類される：
Ａ）ずれΔが第１の基準値より大きい。この場合、構成素子２１１は却下すべき構成素子２１１としてクラス分けされ、構成素子２１１を適当な箇所で投棄することにより装着プロセスから除去される。
Ｂ）ずれΔが第１の基準値より小さく、第２の基準値より大きい。この場合、摘採された構成素子２１１はやはり却下すべき構成素子２１１としてクラス分けされ、装着プロセスから除去される。求められたずれΔはしかし、今後の構成素子の、予測したいピックアップ位置に関する学習プロセスのために使用される。
Ｃ）ずれΔが第２の基準値より小さい。この場合、構成素子２１１は装着すべき構成素子２１１としてクラス分けされる。さらに、求められたずれΔは、今後の構成素子の、予測したいピックアップ位置に関する学習プロセスのために使用される。
【００７９】
図３は、少なくとも１つのサクションピペット３２０によるシーケンシャルな装着により構成素子担体３３０上に載置された、相並んで装着された構成素子３１１の実際の配置３６５の側面図を示す。概略的にスケールに非忠実に示した構成素子３１１は、前記ケース形状「０１００５」を有しており、１００μｍの目標間隔を置いて相並んで装着されている。５０μｍの装着精度に基づいて、装着された構成素子３１１の実際の位置３６５はしかしその等間隔の目標位置３６０から統計学的にばらついている。このことは、比較的大きなずれを伴ってサクションピペット３２０により摘採されている左に示した構成素子３１１の装着時に、ピペット先端３２５の、側方に張り出した部分が、直接隣接する既に装着された構成素子３１１に衝突領域内で接触することに至り得る。この接触は特に、この構成素子が移動され、その結果、装着に後続するはんだ付け工程時に正しくは、プリント配線板３３０上に設けられた接続面にコンタクト形成されないことに至り得る。
【００８０】
ここで示した実施例により、この種の衝突は、ずれΔがずれ公差より小さいときだけ、構成素子が装着されることにより阻止される。
【００８１】
ここに示した実施形態は本発明の可能な変化実施例における１つの限定的な選択肢にすぎないことを指摘しておく。それゆえ、個々の実施形態の特徴を適当に互いに組み合わせることが可能である。その結果、当業者にとって、ここに明示した変化実施例により、多数の種々異なる実施形態が開示されているものと見なされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】保持装置により摘採された電子的な構成素子をクラス分けする方法を実施するための装着装置を概略的に示す斜視図である。
【図２ａ】サクションピペットによる構成素子の理想的な中心的な摘採を概略的に示す図である。
【図２ｂ】サクションピペットによる構成素子の実際的な偏心的な摘採を概略的に示す図である。
【図３】構成素子担体上に相並んで装着された構成素子の実際の配置状態を、構成素子の相応の理想的な目標配置状態と比較して概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１００  自動装着機
１０１  プロセッサもしくは制御ユニット
１０２  フレーム
１０３  ガイド
１０４  支持アーム
１０５  ガイド
１０６  支持部材
１０７  装着ヘッド
１１０  構成素子供給装置
１１２  ピックアップ位置
１２０  サクションピペット
１３０  プリント配線板
１３１  搬送ベルト
１３２  マーカ
１４０  プリント配線板カメラ
１５０  構成素子カメラ
１５１  評価ユニット
２１１  構成素子
２１５  （構成素子２１１の）対象軸線
２２０  サクションピペット
２２１  （サクションピペット２２０の）対象軸線
２２２  （サクションピペット２２０の）回転軸線
２２４  （サクションピペット２２０の）外側輪郭
２２５  （サクションピペット２２０の）先端
３１１  構成素子
３２０  サクションピペット
３２５  （サクションピペット３２０の）先端
３３０  構成素子担体
３６５  実際の配置
３６６  目標位置
Δ  ずれ
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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