專利名稱：在裝配電路板時對產(chǎn)品變換進行識別的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種借助所謂的自動裝配設備使用元件來裝配電路板的方法。本發(fā)明尤其涉及一種在自動裝配電路板時對產(chǎn)品變換進行識別的方法。
本發(fā)明還涉及一種自動裝配設備，該自動裝配設備用來實施按照本發(fā)明的方法。
此外，本發(fā)明還涉及一種計算機可讀的存儲介質以及程序段，該程序段包含有用于實施按本發(fā)明的識別產(chǎn)品變換的方法的指令。
背景技術：
當在所謂的自動裝配設備中，對元件載體和/或電路板進行自動裝配時，元件輸送裝置中的元件被提供到確定的拿取位置，并在此處由裝配頭拿取，裝配頭可借助于定位系統(tǒng)將元件定位在工作范圍以內。取出的元件由裝配頭輸送到裝配位置，并在待裝配元件載體上安放到通過相應接合面所確定的安裝位置上。
其中電路板的裝配通常以批次進行。其中每批次都有一定數(shù)量的電路板，這些電路板以相同的裝配內容進行裝配，每批次都配屬有確定的裝配程序。當?shù)诙b配的電路板相對于第一批要裝配的電路板需要產(chǎn)品變換和/或批次發(fā)生變化時，自動裝配設備被提供相應改變的裝配程序，只要該改變的裝配程序沒有準備在自動裝配設備內。一般來說，改變的裝配程序是通過獨立過程離線進行的，在該獨立過程中，相應的數(shù)據(jù)被被傳送給自動裝配設備的計算單元。
到計算單元中的數(shù)據(jù)傳輸可以在批次變換以前就開始，其中直到通過操縱干預將本身的產(chǎn)品變換通知到自動裝配設備之前，運行的批次才完成裝配。當在批次變換和操縱干預之間在時間上不一致時，可能會導致裝配錯誤，此時或者是要在批次變換后來裝配的批次被使用了之前批次的裝配程序進行了裝配，或者此時在批次發(fā)生變化前還未完成裝配的第一批次被使用了后續(xù)的第二批次的裝配程序進行了裝配。
為了使裝配程序的修改與批次變換實現(xiàn)時間上的同步，已知在待裝配的電路板上安裝有條形碼，它可由相應的讀取裝置采集。但這樣的缺點是，即必須為要待裝配的電路板設置相應的條形碼，為實現(xiàn)對批次變換的自動識別，自動裝配設備必須設置這種讀取裝置。
如果要裝配沒有這種條形碼的電路板，和/或如果相關的自動裝配設備沒有相應的讀取裝置，則操作人員必須在自動裝配設備的輸入設備上使用手動輸入來規(guī)定和/或確認批次變換的時間點。然而，這種方法特別會導致不專心的操作人員經(jīng)常發(fā)生上述的裝配錯誤。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務在于提供一種方法，通過該方法可以以簡單并可靠的方式在產(chǎn)品變換時避免錯誤裝配。
該任務通過獨立權利要求的主題得以完成。從屬權利要求中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
獨立權利要求1提供了在借助于自動裝配設備自動地裝配電路板時識別產(chǎn)品變換的方法。本發(fā)明所述的方法具有以下步驟(a)在使用第一裝配程序的情況下，裝配至少一個第一電路板；(b)輸送產(chǎn)品變換識別元件，該產(chǎn)品變換識別元件具有電路板的形狀。(c)借助于自動裝配設備的采集裝置對產(chǎn)品變換識別元件進行識別，以及(d)在使用第二裝配程序的情況下，裝配至少一個第二電路板。
本發(fā)明所述的方法基于這樣的思想，即當自動裝配設備識別出所謂批次變換電路板的輸送時，那么批次變換或產(chǎn)品變換可以被自動裝配設備自主并可靠地識別出。
根據(jù)本發(fā)明，每一批量和/或每一批次的電路板都配屬有確定的裝配程序，這種裝配程序既在待裝配元件的型號方面、也在待裝配元件的位置方面對相應電路板的裝配進行控制。此外裝配程序還能預先給出確定的裝配順序，該裝配順序優(yōu)選在元件的整個需要的運輸路徑方面進行優(yōu)化。由于縮短了從預先給定的輸送位置到相應安裝位置的元件運輸路徑，由此可以縮短完成一定裝配所需的裝配時間，并相應地優(yōu)化裝配過程。
其中產(chǎn)品變換識別元件可以是各種任意的電路板，該任意的電路板既區(qū)別于第一電路板，又區(qū)別于第二電路板。
根據(jù)本發(fā)明所述方法的優(yōu)點在于，一個在電子制造領域內可以常規(guī)地操作或監(jiān)控多臺自動裝配設備的操作人員，可以通過自動批次變換識別來顯著地減輕負擔。使用這種方法，可切斷潛在操作錯誤的錯誤源，相應地提高整個過程安全性。
根據(jù)權利要求2的本發(fā)明的實施例，產(chǎn)品變換識別元件被輸送到自動裝配設備的裝配區(qū)域內。其優(yōu)點在于，為輸送產(chǎn)品變換識別元件，不需要特定的輸送區(qū)域和/或特定的輸送裝置。因此，所述的方法能以簡單的方式應用于常規(guī)的自動裝配設備。
根據(jù)權利要求3的本發(fā)明的另一實施例，產(chǎn)品變換識別元件的輸送是借助于電路板輸送系統(tǒng)進行的。其優(yōu)點在于，產(chǎn)品變換識別元件可以借助已有的電路板輸送系統(tǒng)被輸送到自動裝配設備。其中產(chǎn)品變換識別電路板優(yōu)選在第一批的最后一個電路板和第二批的第一電路板之間移入到裝配區(qū)域內，并在那里由自動裝配設備的采集裝置識別出。
根據(jù)權利要求4的本發(fā)明的另一實施例，產(chǎn)品變換識別元件在它的光學的狀態(tài)圖(Erscheinungsbild)方面既區(qū)別于第一電路板，又區(qū)別于第二電路板。其中這種在產(chǎn)品變換識別元件和兩個電路板之間的區(qū)別可以例如由于不同的顏色和/或由于不同的光學表面特性而引起。
根據(jù)權利要求4的本發(fā)明的另一實施例，產(chǎn)品變換識別元件與兩個電路板相比具有至少一種不同的標記。其中這種標記上的區(qū)別例如借助特定的局部的檢查標記(Passmarke)來實現(xiàn)。同樣也可以的是，產(chǎn)品變換識別元件正是在該位置上沒有標記，而在第一電路板和/或第二電路板上的該位置上則設置有標記。
對于產(chǎn)品變換識別元件和兩個電路板使用同類的或者至少是類似的標記，但這些標記布置在不同的位置，也是可能的。當然也可以使用不同的標記來區(qū)分產(chǎn)品變換識別元件和兩個電路板，其中這些不同的標記布置在不同的位置上。
對于布置在不同位置上的標記，例如可以這樣來識別產(chǎn)品變換識別元件，即如果在待裝配電路板上通常有標記的地方?jīng)]有發(fā)現(xiàn)標記、或沒有發(fā)現(xiàn)從屬于兩個待裝配電路板的標記，則借助于可移動的影像機(Kamera)移動到產(chǎn)品變換識別元件的相應標記的位置。
根據(jù)權利要求6的本發(fā)明的另一實施例，所述產(chǎn)品變換識別元件具有標記，該標記基本上在產(chǎn)品變換識別元件的整個表面上延伸。其優(yōu)點在于，產(chǎn)品變換識別元件的識別可以通過采集產(chǎn)品變換識別元件表面的任意的部分來進行。其中用于采集相應標記的影像機并不需要有針對性的定位。由此產(chǎn)品變換識別元件的識別可以在短時間內進行。因此縮短了兩個不同批次裝配之間的時間間隔，并由此提高自動裝配設備的效率，即通過縮短了其中沒有進行裝配的輔助時間。
根據(jù)權利要求7的本發(fā)明的另一實施例，使用了電路板影像機作為采集裝置，其優(yōu)點在于，所述的方法可以使用常規(guī)的自動裝配設備進行，而常規(guī)的自動裝配設備本來就有所述的電路板影像機。由此能夠以有利的方式使用在自動裝配設備中本來就有的傳感器。
相關地需要指出，電路板影像機典型地用于電路板在自動裝配設備的裝配區(qū)域內的精確位置確定。其中在相應待裝配的電路板上的特定標記(所謂基準標記)被采集，并且它的位置借助于圖象處理程序查出。通過對裝配頭的適當控制，可以必要時在安放元件時對在理論位置和標記位置之間存在的偏差進行補償，從而保證電路板的高精度裝配。
根據(jù)權利要求8的本發(fā)明的另一實施例，在產(chǎn)品變換識別元件完成識別以后，關于第二電路板那個批次的數(shù)據(jù)由自動裝配設備讀入。其中這種讀入工作優(yōu)選在對至少第二電路板進行裝配之前執(zhí)行。此外，數(shù)據(jù)優(yōu)選用編碼形式寫在產(chǎn)品變換識別元件上和/或寫在獨立的信息元件上，而獨立的信息元件同樣也具有電路板的形狀。
如同上面已經(jīng)說明過的那樣，數(shù)據(jù)優(yōu)選由電路板影像機來采集，并由自動裝配設備的控制軟件讀入，必要時進行解碼并進一步處理。這種數(shù)據(jù)可以存儲在二維的編碼區(qū)中，該編碼區(qū)優(yōu)選由自動裝配設備的電路板影像機來采集。其中如果在產(chǎn)品變換識別元件450的相應位置上進行光學采集而沒有發(fā)現(xiàn)標記，而對于待裝配的電路板則在該位置上應該設置有標記，那么優(yōu)選以有利的方式對編碼區(qū)進行測量。
這些數(shù)據(jù)例如可以包含關于相關電路板的信息，如制造商、制造地點、制造時間、電路板型號、發(fā)貨編號和供貨量等。使用這種方法可實現(xiàn)所謂“可追蹤性”，也就是說，可追蹤裝配時用到的組件。因此在已裝配的電子構件出現(xiàn)故障時，可以更快、更簡單、更早地識別可能的故障，如情況可能，對已供給客戶的元件進行召回。
根據(jù)權利要求9的本發(fā)明的另一實施例，通過對變換識別元件的識別，所述自動裝配設備進行預定的產(chǎn)品變換專門過程。其優(yōu)點在于，相關的自動裝配設備可以在第一裝配程序和第二裝配程序之間被置于在產(chǎn)品變換識別方面實現(xiàn)了優(yōu)化的運行狀態(tài)。
根據(jù)權利要求10的本發(fā)明的另一實施例，產(chǎn)品變換專門過程包括以下方法步驟中至少一個(a)移開產(chǎn)品變換識別元件，(b)將第一裝配程序轉換到第二裝配程序，(c)在顯示設備上輸出產(chǎn)品變換信息，(d)將產(chǎn)品變換信息傳遞到自動裝配設備的控制裝置上，以及(e)使用第二裝配程序繼續(xù)進行裝配。
所述產(chǎn)品變換識別元件的移開，優(yōu)選通過將產(chǎn)品變換識別元件流暢地輸送通過自動裝配設備來實現(xiàn)。為此，可以以有利的方式使用電路板傳輸設施，通過該電路板傳輸設施，待裝配的或已裝配的電路板被輸送通過自動裝配設備。
產(chǎn)品變換信息在顯示設備上的輸出可以例如在用戶界面上進行，該界面具有顯示器，在顯示器上顯示著關于當前裝配程序的信息。
產(chǎn)品變換信息還可以由自動裝配設備的控制裝置繼續(xù)傳送給主機、傳遞到所謂監(jiān)控系統(tǒng)或者直接傳送給帶有多臺自動裝配設備的整個裝配生產(chǎn)線的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)上，從而關于產(chǎn)品變換的信息也可以被其它自動裝配設備所使用。
獨立權利要求11描述了使用元件來裝配電路板的自動裝配設備。根據(jù)本發(fā)明的自動裝配設備具有至少一個處理器，該處理可以使用上述識別批次變換的方法。
獨立權利要求12描述了計算機可讀的存儲介質，其中存儲了處理程序，該處理程序用于使用元件來裝配電路板的自動裝配設備。當程序被處理器執(zhí)行時，可以進行上述識別批次變換的方法。
獨立權利要求13描述了使用元件來裝配電路板的程序段。當程序段被處理器執(zhí)行時，可以進行上述識別批次變換的方法。
這種程序段可以作為計算機可讀的指令代碼，用各種適當?shù)木幊陶Z言，例如JAVA、C++等實現(xiàn)。這種程序段可以存儲在計算機可讀的存儲介質(CD-Rom、DVD、可移動驅動器、易失性存儲器(fluechtigerSpeicher)或非易失性存儲器，內置存儲器/處理器等)中。這種指令代碼可以用計算機或者其它的可編程裝置進行編程，使得執(zhí)行期望的功能。此外，這種程序段可以在網(wǎng)絡上例如因特網(wǎng)上提供，在需要時可由用戶下載。
本發(fā)明既可以借助于計算機程序，也就是說軟件，也可以借助一個或者多個特定的電路，也就是說使用硬件，或者以任意組合的形式，即借助于軟件組件和硬件組件來實現(xiàn)。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征可以從以下對當前優(yōu)選實施例的示例性描述中給出。
在附圖中示意性地示出了圖1已知的帶有標記的電路板，用于在自動裝配設備中識別電路板的位置，圖2a至2e批次變換電路板上可能的局部檢查標記的實施方式，圖3a具有三個局部檢查標記的產(chǎn)品變換識別元件，圖3b具有全表面的標記的產(chǎn)品變換識別元件，圖3c沒有特定標記的產(chǎn)品變換識別元件，圖4具有數(shù)據(jù)載體的產(chǎn)品變換識別元件，以及，圖5具有計算單元的裝配設備，該計算單元用來對識別電路板產(chǎn)品變換的方法進行控制。
在此需要指出，在附圖中相同或者彼此相應的組件的參考標記僅僅在其第一個數(shù)字不同。
具體實施例方式
圖1示出了從現(xiàn)有技術已知的電路板171，它具有三個標記175(所謂基準標記)對于同一批的所有的電路板171，標記175分別設置在電路板171表面上的相同位置上。當電路板171例如借助電路板輸送系統(tǒng)進入到在自動裝配設備中的裝配區(qū)域內時，標記175用于對電路板171的位置進行精確測量。僅當電路板171的精確位置已知時，電子元件才能以預先給定的安裝位置以較高的精度安放在電路板171上。
圖2a至2e示出了可能的標記，它們可用于改變的電路板。根據(jù)本發(fā)明的實施例，改變的電路板應當在第一電路板和第二電路板之間進入到自動裝配設備中，其中第一電路板屬于第一批次，第二電路板屬于第二批次。根據(jù)改變的電路板的特定標記，該改變的電路板也稱為批次變換識別電路板或產(chǎn)品變換識別電路板，自動裝配設備能夠識別出一個批次變換在等候處理。相應地，正在執(zhí)行的裝配程序可以從從屬于第一批次的第一裝配程序轉變到從屬于第二批次的第二裝配程序。
如圖2a至2e所明顯示出的那樣，設置在產(chǎn)品變換識別電路板上的標記能夠以多種不同的方法構成。產(chǎn)品變換識別電路板上的標記優(yōu)選以顯著的方式與待裝配的電路板上的標記區(qū)分開來。例如產(chǎn)品變換識別電路板上可能的標記有雙十字251、菱形252、正八角形253、圓形254或波浪符號255。
還需指出的是，產(chǎn)品變換識別電路板的標記也可以類似于待裝配的電路板171的標記175，或者甚至可以是相同的。在這種情況下，產(chǎn)品變換識別電路板和待裝配的電路板可以這樣進行區(qū)分，即與電路板171相比，這些標記布置在產(chǎn)品變換識別電路板的不同位置上。
圖3a示出了產(chǎn)品變換識別電路板或批次變換識別電路板350，在其上設置有三個波浪符號355。波浪符號355以顯著的方式和待裝配的電路板171的標記175區(qū)分開來。
圖3b示出了批次變換識別電路板350，它具有一種連續(xù)的、全表面的波浪圖案356作為可識別的標記。為了識別出識別電路板350，可以使用一種影像機，光學地對識別電路板350的表面的每個任意部段進行采集，并借助后置于影像機的圖象分析裝置進行識別。
圖3c示出了一種批次變換識別電路板350，它與要裝配的電路板比較，絲毫沒有任何加上去的標記。因此，對于識別電路板350可以使用各種任意的板形元件，該識別電路板350具有同待裝配的電路板相同或者至少類似的尺寸。
圖4示出了一種產(chǎn)品變換識別電路板450，它在電路板表面中心有一個編碼區(qū)458。編碼區(qū)458當然也可以設置在識別電路板450上的其它位置。編碼區(qū)可以由自動裝配設備的一種電路板影像機來采集。其中優(yōu)選直到對識別電路板450的相應位置(對于待裝配的電路板，在該位置上設置有標記)進行光學采集而沒有發(fā)現(xiàn)標記時，才對編碼區(qū)458進行采集。
根據(jù)在這里示出的實施例，數(shù)據(jù)包含關于相應電路板的信息，例如制造商、制造地點、制造時間、電路板型號、發(fā)貨編號和供貨量等。使用這種方法，可以實現(xiàn)所謂的“可追蹤性”，也就是說，對裝配時用到的組件實現(xiàn)可追蹤性。
圖5示出了一種裝配裝置500，它用于自動地進行批次變換識別。裝配裝置500具有電路板輸送系統(tǒng)510，通過該電路板輸送系統(tǒng)510，電路板571、572沿著輸送裝置511被運送到裝配區(qū)域505內。當然，在裝配以后，已裝配的電路板571、572從裝配區(qū)域505移開。
這種用于識別批次變換的方法從電路板571的裝配開始，為了在裝配區(qū)域505內進行精確的位置測量，該電路板571具有標記575。這種裝配借助裝配頭525進行，該裝配頭525與電路板影像機526一起可移動地支承在托臂521上。托臂521借助于未示出的滑塊在直線導向裝置520上沿運動方向522可移動地被支承。通過兩個運動522和527的有針對性的疊加，既可以由裝配頭525、也可以由電路板影像機移到裝配區(qū)域505的每個位置。
在電路板571裝配以后，該電路板571是第一批次電路板中的最后一塊電路板，電路板571從裝配區(qū)域505內移出。同時，產(chǎn)品變換識別電路板550進入裝配區(qū)域505內。產(chǎn)品變換識別電路板550具有特定標記555，該特定標記555以顯著的方式區(qū)別于標記575。在標記555被作為批次變換識別標記被識別出以后，在用于控制自動裝配設備500的計算單元580中選擇出改變的裝配程序。在移開產(chǎn)品變換識別電路板550和電路板572(該電路板572是第二批次的第一電路板)移入之后，以該改變的裝配程序對第二批次的全部電路板572進行裝配。
為了安全地運輸電路板，電路板571和572以及產(chǎn)品變換識別電路板550各自借助一個由于表示清楚的原因而未示出的電路板夾緊裝置進行固定。
需要指出的是，這里所述的實施方式僅僅是本發(fā)明可能實施變型中的有限選擇。也可以將單個實施方式的特征以合適的方式進行組合，從而對專業(yè)技術人員來說，通過在此詳盡說明的實施變型，多種不同的實施方式是顯而易見的。
權利要求
1.在借助于自動裝配設備(500)自動地裝配電路板(571、572)時識別產(chǎn)品變換的方法，具有下列步驟● 在使用第一裝配程序的情況下，裝配至少一個第一電路板(571)，● 輸送產(chǎn)品變換識別元件(550)，該產(chǎn)品變換識別元件(550)具有電路板的形狀，● 借助于自動裝配設備(500)的采集裝置(527)對產(chǎn)品變換識別元件(550)進行識別，● 在使用第二裝配程序的情況下，裝配至少一個第二電路板(572)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，在該方法中，所述產(chǎn)品變換識別元件(550)被輸送到自動裝配設備(500)的裝配區(qū)域(505)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，在該方法中，借助于電路板輸送系統(tǒng)(510)實現(xiàn)所述產(chǎn)品變換識別元件(550)的輸送。
4.根據(jù)權利要求1到3中任一項所述的方法，在該方法中，所述產(chǎn)品變換識別元件(550)在它的光學狀態(tài)圖方面既區(qū)別于第一電路板(571)，又區(qū)別于第二電路板(572)。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，在該方法中，所述產(chǎn)品變換識別元件(550)與所述兩個電路板(571，572)相比具有至少一個不同的標記(555)。
6.根據(jù)權利要求4到5中任一項所述的方法，在該方法中，所述產(chǎn)品變換識別元件(350，550)具有標記(356)，該標記(356)基本上在產(chǎn)品變換識別元件(350)的整個表面上延伸。
7.根據(jù)權利要求4到6中任一項所述的方法，在該方法中，使用電路板影像機(526)作為采集裝置。
8.根據(jù)權利要求1到7中任一項所述的方法，在該方法中，在對產(chǎn)品變換識別元件(550)進行識別后，關于第二電路板(572)的批次的數(shù)據(jù)被自動裝配設備(500)讀入。
9.根據(jù)權利要求1到8中任一項所述的方法，在該方法中，通過對所述產(chǎn)品變換識別元件(550)的識別，所述自動裝配設備(500)進行預定的產(chǎn)品變換專門過程。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，在該方法中，所述產(chǎn)品變換專門過程包括以下方法步驟中的至少一個步驟● 移開產(chǎn)品變換識別元件(550)，● 將裝配程序從第一裝配程序轉換到第二裝配程序，● 在顯示設備上輸出產(chǎn)品變換信息，● 將產(chǎn)品變換信息傳遞到自動裝配設備(500)的控制裝置(580)上，●使用第二裝配程序繼續(xù)進行裝配。
11.使用元件來裝配電路板(571，572)的自動裝配設備，該自動裝配設備具有處理器(580)，該處理器(580)設置為可以執(zhí)行根據(jù)權利要求1到10中任一項所述的方法。
12.計算機可讀的存儲介質，在該存儲介質中存儲有以元件來裝配電路板(571，572)的程序，當該程序由處理器(580)運行時，該程序用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1到10中任一項所述的方法。
13.用于以元件來裝配電路板(571，572)的程序段，當該程序段由處理器運行時，該程序段用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1到10中任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種借助于自動裝配設備(500)自動地裝配電路板(571、572)時識別產(chǎn)品變換的方法，該方法具有下列步驟(a)在使用第一裝配程序的情況下，裝配至少一個第一電路板(571)，(b)輸送產(chǎn)品變換識別元件(550)，該產(chǎn)品變換識別元件(550)具有電路板的形狀，(c)借助于自動裝配設備(500)的采集裝置(527)對產(chǎn)品變換識別元件(550)進行識別，和(d)在使用第二裝配程序的情況下，裝配至少一個第二電路板(572)。為識別產(chǎn)品變換識別元件(550)，優(yōu)選使用電路板影像機(525)。由此為實施本發(fā)明可以使用本來存在于自動裝配設備中的傳感器。
文檔編號H05K3/30GK101094587SQ20071011188
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權日2006年6月20日
發(fā)明者M·施朗 申請人:西門子公司