对元件带位置与移动状况进行检测的元件供给装置及工序的制作方法

总体而言，本发明涉及将电子元件自动贴装到元件载体上贴装技术。本发明尤其涉及一种将电子元件连续输送至贴装工序的元件供给装置。此外，本发明涉及一种在上述元件供给装置内运送第一元件带的工序，以及一种利用上述元件供给装置将元件带上的电子元件连续输送至贴装过程的工序。

背景技术：

在对元件载体、特别是电路板进行电子元件、特别是所谓表面贴装器件等元件的贴装时，待加工的元件经由一种元件供给装置被连续输送至一个元件贴装准备位置。在此位置处，贴片机的贴装头拾起准备就绪的元件，将其运送至贴片机的贴装区域并将其放置在位于该贴装区域内待贴装的元件载体上。

一般来说，元件经由一种元件输送带被输送至元件贴装准备位置，在元件带上，元件被分别堆放在一个个隔离的凹处中，也即所谓的元件带口袋（Gurttasche）中。一种针轮传动器从侧面嵌入元件输送带侧面的（穿孔）眼中，并将元件带逐步输送至贴装准备位置。在此位置上，贴装头拾起相应的元件。元件被清空的元件带的部分可以与剩余的元件带部分分离、并被运离而接受废料处理。在本文件中，（穿孔）眼也被称为运输眼。

由于元件带的长度是有限的，而贴装过程意味着要将一系列贴装板与电子元件进行贴装，因此，时常需要在处理完一个元件带上的元件后，在元件供给装置上装上新的元件带。按照已有的方式，通常是将一个新的第二元件带的前端连接在尚未完全完成元件输送的第一元件带的末端，而这一工序通常由人工借助一种常见的带有所谓连接钳的金属连接器件将两个元件带的两端连接起来。这一人工行为不仅需要相应的熟练程度，而且必须在第一个元件带将近输送完毕时准时完成。因而，在实际操作中，尤其是当涉及到比较大的电子元件贴装设备，比如带有多个贴装头的贴装设备时，此处一个人便可能无法同时完成操作，而这就将导致至少是某个被影响的元件供给装置的额外停工时间。由此，就产生了自动替换或安装元件输送带的需求。

由WO2014/016984 A1号专利已知一种带有两个传感器的元件供给装置，这两个传感器安装在元件带传送通道上，以使传感器能够辨认出第一元件带的末端与第二元件带前端的位置。而控制两个传感器的控制中心能够处理传感器传送的信号并能控制驱动两个驱动器，使得第一元件带的末端与第二元件带前端之间保持确定的距离。

由WO 2014/025120 A1号专利已知一种元件供给装置，在此输入装置中同时安装了两个元件带，但只有一个元件带会被送至贴装准备位置，在此位置上，贴片机的贴装头连续地拾起元件。从图4中可以看到，在元件供给装置中，第二元件带被机械闭锁，因而处于固定的位置上。只有第一元件带被一个齿轮驱动器传送。当第一元件带的末端接触到第二元件带的前端时，操作人可以通过一个操作动作解除第二元件带的闭锁，以使其得以被一个齿轮驱动器传送。这种方式尽管能够加快转换至第二元件带的速度，但是却需要耗费人工操作的成本，因此在实践中往往不能完全排除出现不被期望的停工时间。

本发明的任务在于，改进输送元件的方式，以至少能够接近完全避免不被期望的停工时间。

技术实现要素：

本发明的任务经由独立权利要求的描述对象完成。本发明具有优势的实现形式在独立的权利要求中得到描述。

本发明的第一个方面描述了一种元件供给装置，该元件供给装置连续不断地将位于元件带上的电子元件送入贴装程序。本发明所描述的元件供给装置具有（a）一个底架；（b）一个第一元件带传送通道，该传送通道穿行于底架，位于第一元件带入口与元件带出口之间；（c）一个第二元件带传送通道，该传送通道穿行于底架，位于第二元件带入口与元件带出口之间；（d）一个第一元件带驱动器，用以沿第一元件带传送通道传送第一元件带；（e）一个第二元件带驱动器，用以沿第二元件带传送通道传送第二元件带；（f）一个第一传感器，该传感器位于第一元件带传送通道上并具有至少两个第一传感器传感元件，这两个传感元件安装在第一元件带传送通道上；（g）一个与第一传感器相连的数据处理装置，该数据处理装置能够接收并加工传感器传回的信号，从而确定第一元件带的实时位置以及实时传送速度。

上文所述元件供给装置是基于如下认识，即不仅能够获取元件带的实时位置，还能识别出元件带的实时传送速度，这些重要的信息帮助实现自动但安全的元件带替换操作。通过传感器元件共同、特别是同时获取元件带的移动信息，也即元件带的实时位置与实时传送速度的信息，便可协调两个元件带驱动器的动作，即使得在用第二元件带替换第一元件带时，依然能够持续不断地将电子元件输送至贴装准备位置。此外，在至少准确了解第一元件带的移动信息的基础上，就可恰当地控制第一元件带驱动器和／或第二元件带驱动器，以避免两个元件带出现意外重叠。

上文专门描述的第一传感器创造了一个重要的前提条件，即元件供给装置具有了所谓的自动装载功能，因而在替换元件带时，至少在替换的时刻并不需要人工介入。在此条件下，替换元件带意味着从输送第二元件带上的第二电子元件过渡到输送第一元件带上的第一电子元件。在此条件下，应当指出，对一个具有此种自我装载功能的元件供给装置而言，仍然可能存在一定的、但非常简便的人工操作的需要，这主要是指在替换元件带之前，需要将第二元件带牵引至第二元件带入口或者将其送入元件带入口。但是替换元件带这一工序本身是完全可以自动完成的。

需要指出的是，这种元件带替换可以通过很多不同的方式完成。尤其是，元件带的替换可以是一个向后“扔出”的动作，即令将被替换的元件带末端朝与元件带传送方向相反的方向被运回至元件带入口处，也就是元件带最初被安装进元件供给装置的位置。可以用与确定其向前（朝向元件带出口）移动方式同样的方法确定其“朝后”的移动方式。

直观地说，根据本发明，常见元件供给装置的机械装配上补充了一个传感器，该传感器能检测到相应元件带的位置及其移动。以相应的位置和移动的信息为基础，在特别是第二元件带驱动器的适宜的机械作用下，可以无需多少停顿便将电子元件运送至贴装程序的贴装准备位置。这也意味着，第一元件带的末端与第二元件带的前端之间既没有太大的距离，这两者也不会由不应出现重叠。一旦两个元件带重叠，准备待贴装元件的工作就会出现错误。

按照已有的方式，两个元件带驱动器一般分别带有一个齿轮，其齿轮可以嵌入到相应元件带侧面的开孔中，通过齿轮的旋转将元件带沿元件带的传送方向运送。此种齿轮最好是一种所谓的针轮。而按照本发明，不管是第一元件带驱动器还是第二元件带驱动器都将用于在替换元件带时送入新的元件带，由此完成补充元件的任务，因此这两个元件带驱动器也被成为“补料驱动器”。

两个（沿第一元件带传送通道的）第一传感器传感元件之间的距离可依据尤其是第一元件带的设计以恰当的方式进行选择。为保证检测的高精度，两个第一传感传感元件之间的距离应小于元件带之上或内部的两个相邻的物理结构（例如上文所提到的开孔 ）之间的距离。尤其是，两个第一传感器传感元件之间的距离可以是能够被那两个相邻的物理结构之间的距离整除的约数。例如，两个相邻的开孔——在下文中也称为（孔状）眼之间比较常见的距离是4mm，那么，元件带上两个第一传感器传感元件之间的距离就可以设为1mm。这意味着，对例如第一元件带前端的位置可以进行精确到1mm的检测。

对位置和传送速度的检测可以通过一种特别容易实现的发明形式完成，即只需简单计算按一定间距设置的、会被至少两个传感器传感元件检测到的开孔的数量即可。

更具优势的是，使两个元件带入口之间保持空间距离，这样可以在导入第二元件带进入第二元件带入口时保证第一元件带（尚未被处理部分）的输送不被干扰。

此外，通过上文所述的传感器，不仅能够确认第一元件带是否到位，还可以检测到第一元件带的实时位置与实时运输速度。

对元件带的检测可以用于辨认例如如下一些机械运作情况。

（A）一名操作员正好将一个新的元件带导入一段清空的传送通道。

（B）基于位置、移动速度的信息，可以推算出元件供给装置中相应的元件带在何时到达预定的位置，以及尤其是何时被对应的元件带驱动器安全抓取。

通过全面确定上述元件供给装置的实时运行情况，就可恰当地操控两个元件带驱动器，以便安全地完成元件带替换，即从第一元件带过渡到第二元件带。由此可以在输入大量电子元件时实现非常高的机械运行效率和安全性。

上文所描述的元件供给装置的结构可使操作变得更简单，尤其是使导入新的元件带变得更简单，即不再需要特别的人工操作或者操作人员的特别知识。此外，通过数据处理装置对传感器所获信息的恰当处理，可以对元件带的输入进行检测，同时给操作人员一个视觉与听觉的反馈，以示元件输送带的输入是成功的或说无错误的。此外，通过对传送速度的检测，可推算出一定时间内输送的元件带长度，由此可以保证为使元件供给装置顺畅运行所需的最低长度元件带的输送。

上述元件带可以是这样的构造，即现有一切种类的元件带都可适配于该元件供给装置。元件带可以由如纸、纸板、人造材料或透明塑料罩等材料制成。

根据本发明的一种实现形式，元件供给装置还具有一个安装在第二元件带传送通道上的第二传感器，该传感器具有至少两个分别安装在第二元件带传送通道上的传感元件。

第二传感器最好具有和第一传感器同样的构造，且以同样的空间方式安装在“它的元件带传送通道上”。其优势在于，可以以第二元件带的实时位置及传送速度为基础，稳定而安全地完成第二元件带对第一元件带的替换。

根据本发明另一种实现形式，两个元件带传送通道应具有如下空间构造，即它们在元件带入口一边相互分离，然后在元件带出口一边重叠为同一个共用的元件带传送通道。

元件带出口一边共同的元件带传送通道的优势在于，上文所述元件供给装置在元件带出口一边的结构与功能都能与传统元件供给装置相适应。这样一来，就能以常见的方式将一系列电子元件运送到贴装准备位置，供贴装头拾取。

根据本发明另外一种实现形式，元件供给装置还具有一个第三元件带驱动器，这一驱动器可选择性地沿两个元件带传送通道重叠区域传送第一元件带或第二元件带。

第三元件带驱动器同样可由数据处理装置操控，以使第三元件带驱动器的运行取决于至少两个元件带中之一的实时位置与实时运输速度。在此前提下，当进行元件带替换时，第三元件带驱动器至少能够和第一元件带驱动器与第二元件带驱动器其中之一进行协作，以便后续的（即第二）元件带能够安全稳定地与第三元件带驱动器相嵌。

这意味着，例如一个构造为针轮的元件带驱动器的放射状针部能够安全稳定地嵌入元件带上的开孔或说（穿孔）眼中。通过对嵌入第三元件带驱动器的元件带实时位置与传输速度的准确识别，不仅能够安全可靠地操控、而且能够精确地监测嵌入的过程。而这些都是以如下条件为前提，即相应补料驱动器与第三元件带驱动器之间的空间距离可由元件供给装置本身的构造而得知。这样一来，就能以相对简单但却具有优势的方式提高本文件中所描述的元件供给装置的安全可靠性。

由于上文所述的第三元件带驱动器的功能是连续不断地将元件输送至本文所描述的元件供给装置的贴装准备位置，因此第三元件带驱动器又被成为“元件贴装准备驱动器”。

在将第一元件带替换成第二元件带（或者相反）时，第三元件带驱动器必须与第一及第二元件带驱动器如此协同运作，以使元件带传送通道不出现任何堵塞，或相应的元件带不会被要求提速。由此当然也就要求能够持续获知每个元件带在相应元件带传送通道中的剩余长度是多少。如上文所述，这一信息能够由分别安装在每个元件带传送通道上的传感器以安全可靠的方式提供。

根据本发明另一种实现形式，元件供给装置还具有一个第三传感器，该传感器安装在两个元件带重叠的区域，且具有至少两个传感元件，这两个传感元件分别安装在两个元件带共用的元件带传送通道上。数据处理装置同样与第三传感器相连接，这样的设置能够使第三传感元件实时获取正位于共用元件带传送通道上被运送的元件带的实时位置与传输速度。

通过上文所述的数据处理装置对第三传感元件获取的信息进行加工处理，便能对上述元件供给装置所有元件带的传送行为进行特别准确而全面的检测。尤其是，通过处理至少为两个的第三传感元件所获取的信息，便可非常可靠地判定（第一或第二）元件带是否已正确地嵌入第三元件带驱动器。

根据本发明另一种实现形式，相对于元件带的传送方向，（a）第一传感器以逆传送方向安装在第一元件带驱动器前面，（b）第二传感器以逆传送方向安装在第二元件带驱动器前面，和／或（c）第三传感器是以逆传送方向安装在第三元件带驱动器前面。

元件供给装置的这种结构有助于实现非常高的程序安全性。在进行元件带替换时，每个元件带的实时位置与实时传输速度都能由相应的元件带驱动器直接检测到，这样便能在元件带嵌入相应的元件带驱动器前获取元件带的移动信息，因此简便有效地避免相嵌时发生错误。

根据本发明另一种实现形式，元件带驱动器和与该驱动器匹配的传感器之间的距离小于7cm、尤其是小于4cm，更为优选的是小于2cm。

通过上述（a）第一传感器与第一元件带驱动器，（b）第二传感器与第二元件带驱动器，（c）第三传感器与第三元件带驱动器之间的较小的距离，在恰当操控相关元件带驱动器的条件下，就能以特别安全地令元件带嵌入相应地元件带驱动器。

所谓元件带驱动器和与该驱动器匹配的传感器之间的距离尤其可理解为下面两种位置之间的距离：即（A）以元件带传送方向为参照，第一个位置即最靠前的传感元件所处的位置、最靠后的传感元件所处的位置或最靠前传感元件与最靠后传感元件之间的中心点所处的位置，和（B） 元件带驱动器嵌入到相应的元件带也即元件带的（穿孔）眼中的位置，这种嵌入当然最好是一种一次性完成的机械操作。

根据本发明另一种实现形式，（a）第一传感器具有至少四个第一传感元件，这四个传感元件安装在第一元件带传送通道沿线；（b）第二传感器具有至少四个第二传感元件，这四个传感元件安装在第二元件带传送通道沿线；并且／或者（c）第三传感器具有至少四个第三传感元件，这四个传感元件安装在第三元件带传送通道沿线。

通过提高传感元件的数量，可以提高对传感器获取的不同信号进行处理评估结果的准确性、尤其是可靠性。

如同上文中对具有至少两个传感元件的情况描述，在此发明形式中，传感元件之间的距离也应小于沿相应元件带纵轴方向上两个可测量的物理结构之间的距离，且最好是这两个物理结构之间距离可整除的约数。

根据本发明另一种实现形式，从属于传感器的传感元件是由光电传感元件构成的。其优势在于，为构成一个传感器，并不必须要将多个彼此独立的传感元件进行机械连接，也不必须以某种电联的方式将它们与数据处理装置连接。

本文件中的“光电传感元件”可理解为可实现一定空间分辨度的传感器。这种光电传感元件尤其可带有如CCD等光敏元件的一维排列，不过，二维排列也是可以允许的，只要其长线明显长于短线。

根据本发明另一种实现形式，以元件带传送通道的纵轴中间线为参照，传感器的传感元件是交错排列安装的。这样安装的优势在于，一般而言为传送元件带而非常典型地设置在相应元件带中轴旁边的（穿孔）眼能够可靠地被传感器监测到。这样一来，就能非常准确地确定相应元件带的实时位置与实时传送速度。对移动的元件带来说，对两侧的（穿孔）眼进行监测就会比对位于元件带上的元件进行监测要准确很多。

根据本发明另一种实现形式，（a）第一传感器还具有除至少是两个的第一传感元件外的另外至少是两个的第一传感元件，另外至少是两个的第一传感元件与原来至少是两个第一传感元件平行，交错着沿元件带的传送通道的中线安装；（b）第二传感器还具有除至少是两个的第二传感元件外的另外至少是两个的第二传感元件，另外至少是两个的第二传感元件与原来至少是两个的第二传感元件平行，交错着沿元件带传送通道的中线安装；并且／或者（c）第三传感器还具有除至少是两个的第三传感元件外的另外至少是两个的第三传感元件，另外至少是两个的第三传感元件与原来至少是两个第三传感元件平行，交错着沿元件带传送通道的中线安装。

如上文所述，将另外的传感元件以相应元件带传送通道的中线为参照进行安装，其结果是，将依据使用的传感器的种类对一般来说位于相应元件带中间位置的被运送的元件进行检测。这样一来，在通过第一、第二和／或第三传感元件获取的信息之外，还能获得关于相应元件带的位置、移动以及传送速度等额外信息。这样一来，当检测（穿孔）眼的传感元件所获取的信息并不足够充分时，也能实现对位置及运送速度的准确判定。

在上文描述的本发明的实现形式中，应这样设计或编制数据处理装置的程序，以使该装置在对（第一、第二以及／或者第三）传感元件的信号进行分析之外，还能以恰当的方式对其他（第一、第二以及／或者第三）传感元件的信号进行分析。通过将一个传感器所有传感元件所传回的信号进行整合分析，就能可靠地辨认出新的元件带是否已经被导入并已就位，而且，只要元件带至少在（穿孔）眼区域内的材料的物理特性能够发出明显的光学信号，那么就能以更高的精准度与可靠性来计算出相应元件带的实时位置与实时传送速度。

同一个（第一、第二和／或第三）传感器的传感元件与其他传感元件可以共同组成传感元件的二维排列，其大小应使其中一些传感元件与另一些传感元件区分开来，从而分清传感元件与其他传感元件。

在这一上下文中，本发明的下一种实现形式已提早被涉及，即当相应的传感器是一种光学传感器而相应的元件带含有光透明材料时，对其他（第一、第二和／第三）传感元件的使用对我们现有认识而言就格外具有意义：一个至少在其（穿孔）眼区域由光透明材料构成的元件带在被传感器检测到时，这部分材料便自然会向传感器发出明显的光学信号。

直观地说，在元件带移动时，对元件带上由光学透明材料构成的（穿孔）眼进行光学检测尽管能获取一定的信号，但通常这样的信号质量并不足以准确无误地检测出相应元件带的位置与传送速度。而即使当相应元件带上相邻的两个元件之间的距离明显大于该元件带边上两个相邻的（穿孔）眼之间的距离，通过整合分析（a）检测（穿孔）眼获取的“坏信号”——但这些信号能够共同形成较高的空间分辨度，和（b）检测位于元件带上元件获取的“好信号”——信号质量高，但这些信号却只能提供相对较弱的空间辨认度，就能够以足够高的可靠性与空间精确度测算出相应元件带的传送行为。

应当指出，对不同传感信号的整合分析可以多种方式进行。一般而言，这种处理必需的只有一个被恰当编好程序的数据处理装置。而由于专业人员可根据具体情况以多种方式对进行编程，因此本文件中不对此类编程作出进一步描述。

换句话说，每组至少为两个的排列成行的其他传感元件也可用于校准相应的与之平行排列的传感元件以及对后者的评估计算。这样一来，就能尽量减少相应传感元件的公差与／或老化效应，进而进一步改进检测元件带位置与传送速度的可靠性。

其他传感元件可以具有与传感元件完全一致的构造，并以与后者同样的方式确定相互间的排列安装，这即指传感元件的种类，也适用于它们之间空间距离。

根据本发明另一种实现形式，在相应的元件带传送通道的沿线，（a）两个其他第一传感元件相对于至少是两个的第一传感元件交错排列；（b）两个其他第二传感元件相对于至少是两个的第二传感元件交错排列；并且／或者(c)两个其他第三传感元件相对于至少是两个的第三传感元件交错排列。

这种交错排列的方式的优势在于，在元件带与元件带驱动器首次相嵌时，两种不同的传感元件并非同一时间、而是在不同时间传回有价值的信号。尤其是，在相对元件带传送方向靠后的传感元件对检测到元件带并发出有价值的信号之后，就能推断出靠前的传送器元件也已发出信号。因此，靠后传感元件对元件带的识别意味着可启动对传感元件与其他传感元件传回信号的整合处理。

根据本发明的另一种实现形式，第一传感器、第二传感器、第三传感器中至少有一个是光学传感器。这一光学传感器的传感元件也是光学传感元件，即可通过安装一个发光元件（例如发光二极管）和一个光检测元件（例如光电二极管）来实现，例如，光栅这种性价比高的光电元件就能满足传感器的设备要求。

相应的光学传感器或该其光学传感元件可以在光反射或光透射几何体中工作。光反射几何体意味着，使用测量光来抓取相应元件带的位置与移动信息，这种测量光最好是由元件带上规律性设置的光学材料构成的结构反射出来的。光透射几何体则意味着，测量光最好是由元件带上规律性的开孔，比如上文曾提及的穿孔或齿孔传来（依据光栅效应）。由于光栅是现今可大量生产的普通光电子元件，也就极大降低了本文件所述的元件供给装置的成本。

每个传感元件都可具有各自的光检测器，特别是一个光电二极管。这样一来，光检测器的数量就与传感元件的数量相对应。此外，每个传感元件都可具有各自的光发射器，特别是一个光电二极管或激光二极管，如此光发射器的数量也对应传感元件的数量。不过也可存在这样的构造，即至少两个传感元件能共用同一个光发射器。

此处应当指出，为借助数据处理装置确定元件带的实时位置与实时传送速度，也可使用许多其他种类的传感器来替代光学传感器。仅举例说明：可使用电容传感器、传感传感器、声音传感器和气动传感器。所有这些传感器必须具有如此构造和设置，即它可以检测到相应元件带物理特性的变化，而这些变换在元件带的传送过程中是周期性出现的。比如，气动传感器可以基于压力变化检测到元件带上的（穿孔）眼或链轮孔是否正处于一个气流中，因为这些穿孔部位对气流的阻力要小于元件带其他部分。。

根据本发明的另一个方面，将对在上述元件供给装置中运送第一元件带的工序进行描述。这一工序包括（a）在数据处理装置对至少为两个的第一传感元件的传感信号进行计算加工的基础上，确定由操作人员导入的第一元件带的实时位置与实时传送速度；（b）基于第一元件带的实时位置，操纵第一元件带驱动器，以使第一元件带成功嵌入第一元件带驱动器；（c）确定被第一元件带驱动器抓取并传送的第一元件带的实时位置与传送速度；（d）检查针对被机械嵌合的第一元件带的实时位置与／或实时传送速度的值是否能与事先确定的对第一元件带驱动器的操控相吻合；（e）如吻合，则确定第一元件带已经被第一元件传动带驱动器成功地抓取。

上述工序是基于如下认识，即通过获取（a）元件带的真实位置（尤其是其前端的真实位置）以及（b）元件带的真实传送速度，就能得到元件供给装置中元件带移动过程的信息，通过数据处理装置对此信息进行处理后，便能与相应的元件带驱动器的运行进行比较，并且使二者的运行相协调。如果处理信息得出的结果显示，特别是元件带的真实位置与真实传送速度正是我们期望且与传动带驱动器的实时操控相适应时，就能可靠地得出结论，即元件带被元件带驱动器以正确的方式抓取且前者已嵌入后者之中。在这种情况下，将（第一）元件带导入到元件供给装置中的操作人员就能得到视觉和／或听觉上的指示信号，表示元件带已被成功抓取，而不必担心或出现元件带前后方向的脱离。而具有如上文所述的自动加载功能的元件供给装置便能在制定的时间点、尤其是当（第二）元件带传送完毕后，自动开始元件带替换。

如前文所述，第一元件带驱动器对第一元件带的抓取尤其可在下列条件下取得成功，即齿轮的单个齿轮或针轮的单个针轮能够完全地嵌入到第一元件带的开孔，也即（穿孔）眼中。因为，当元件带被针轮抓取并顺着针轮的转动而运输时，就能辨识出由（第一）传感器获得的元件带的整体移动情况。针轮的转动可一直持续到元件供给装置中元件带已走完某一确定的传送距离，这时便可得到（用第二元件带替换第一元件带的）元件带自动替换所需要的确定距离。如上文所述，准确无误的元件替换只需要第一元件带驱动器与第三元件带驱动器之间的准确协作，同样如上文所述，按照一种具有优势的结构，第三元件带驱动器安装在元件供给装置的出口一边，也在上文中被称为“元件贴装准备驱动器”。

直观地说，上文所描述的元件供给装置的实现形式总共具有三个元件带驱动器，而通过业已描述的第一传感器也即通过经由数据处理装置处理的第一传感器的第一传感器信号，元件带替换过程中就能令元件带安全地进入（适用于两个与元件带）的第三元件带驱动器中。此时，通过（第三）元件带驱动器的机械动作、第一传感器、上文所述的第三传感器以及相应元件带的电子控制系统的共同作用，就能实现新的元件带的安全导入。尤其是，新的元件带是否已（正确地）导入第三元件带驱动器的针轮之中可由此判断，即从这一时刻开始，前面的、也即第三元件带驱动器与后面相应的（第一或第二）元件带驱动器协同工作。这样可能有效地避免相应的元件带及其穿孔被前后驱动器之间过高的牵引力损坏。

需要指出的是，元件供给装置具有如下的机械构造，即元件带是以一条割线、但并非一定是正切的方式嵌入到相应驱动器的齿轮之中。齿轮针轮对元件带的抓取或说嵌入的动作可由一种如片簧制造的弹力支撑。

根据本发明的另一个方面，将描述一种利用前文所述的元件供给装置将位于元件带上的电子元件源源不断地运送至贴装程序的工序。这一工序包括（a）将第二元件群运送至元件供给装置中的贴装准备位置；（b）完成前文所述运送第一元件带的步骤；（c）当位于第二元件带中的第二元件群至少是接近被运送完毕时，运送第一元件带，以使两个元件带传送通道的共用的传送区域不再有第二元件带；（d）将第一元件群运送至贴装准备位置。

上述源源不断地运送电子元件的工序是以如下认识为基础的，即在使用前文所述的元件供给装置并以前文所述的工序运送第一元件带时，在对第一元件带进行可靠的检测后，可实现安全可靠的元件带替换。这样便能在运送完第一元件群后不停顿地输入位于第一元件带中的第二元件群。

将第一元件带（的剩余部分）从前文所述的共用元送带传送通道中移除可通过多种方式实现。表面看来，最简单的方式是将其向前扔出元件带出口，但是，取决于于元件供给装置的周遭环境以及／或者元件供给装置特定的空间结构，这种操作方式可能在一定条件下导致元件带的剩余部分不能被正确地清除，并且／或者与元件供给装置中相邻元件带缠结。因此，根据现有的认识，更具优势的方式是向后移除第一元件带（的剩余部分），这意味着其由第一元件带驱动器（以与正常运送方向相反的方向）向后运送并被送出第一元件带入口。

比较典型的情况是，第一元件群与第二元件群分别包括同一种类的元件。但这并不能排除第一元件群的种类与第二元件群的种类并不相同。

需要指出的是，在上下文的描述中，有时描述的是用第一元件带替换第二元件带，而有时则描述用第二元件带替换第一元件带。专业人士将很容易意识到，本文件中描述的元件供给装置以及两种工序都同样适用于两个方向上的元件带替换，即用第一元件带替换第二元件带以及用第二元件带替换第一元件带。

还需指出，本文件中所描述的发明也适用于具有三个元件带的情形。比如，这种情形下，当将第一元件群从第一元件带中运出时，便可在元件供给装置中准备好另外两个元件带，以最迟在运送完第二元件带上的第二元件群以及第三元件带上的第三元件群后，借用一定的人工操作完成元件带替换。

需要指出的是，本发明不同的实现形式借由不同的发明对象得到说明。特别是，一些实现形式借由不同的装置要求、一些实现形式借由不同的工序要求而得到阐明。专业人士在阅读本文件后应立即认识到，除非有特别的说明，则即可对属于某一种发明对象的特征进行组合，同样也可对属于不同种类的发明对象的特征进行任意组合。

本发明其他优势和特征将在下文中以示例的形式加以说明，所采用的范例都是当前更具优势的实现形式。本文件附图上所有的标识都仅供示意说明，并不遵循严格的比例尺。

附图说明

图1以图解的形式展示了一个具有三个元件带驱动器和三个光学传感器的元件供给装置。

图2展示了图1中展示的元件供给装置中的一个光学传感器。

图3a、3b、3c展示了一个具有两个 光电管的光学传感器，每个光电管分别具有四个光栅构成的传感元件。

图4a、 4b、 4c 和 4d描绘了对一个元件带位置和远送速度的检测，该元件带从图3a中展示的光学传感器旁边经过。

图5以示意图的形式展现了四个传感元件传出的信号，以及当被光检测到的元件带被元件带驱动器抓取后，信号在不同时间的变化。

附图标记

100 元件供给装置

102 底架

104 齿轮／针轮

110 第一元件带传送通道

112 第一元件带入口

114 第一元件带驱动器／第一补料驱动器

116 第一光学传感器

120 第二元件带传送通道

122 第二元件带入口

124 第二元件带驱动器／第二补料驱动器

126 第二光学传感器

130 共用的元件带传送通道／共用的传送区域／重叠区域

132 元件带出口

134 第三元件带驱动器／元件贴装准备驱动器

136 第三光学传感器

140 数据处理装置

250(216) 带有一个传感光电元件的传感器

252 传感器外壳

254 元件带通道

260 传感元件／光栅／运输孔光栅／传感器光电元件

350 具有两个光电管的光学传感器

351 主平面

362 传感器260的光通道

370 其他传感元件／其他光栅／其他元件光栅／其他传感器光电元件

372 传感器260的光通道

480 元件带

482 开孔

484 开口／穿孔－（眼）／运输孔

t0 元件带驱动器与元件带咬合的时刻。

具体实施方式

应指出，在下面的详细描述中不同实施例的特征或部件（它们与其它实施例的相应特征或部件相同或者至少功能相同）设置有相同的参考标记或者不同的参考标记，所述不同的参考标记只是在其第一个字母上与相同的或至少功能上相同的特征或部件的参考标记不同。为了避免不必要的重复，已经借助前面描述的实施例阐述的特征或部件在后面不再详细阐述。

此外应指出，以下描述的实施例只是从本发明的可能的实施例中选出来的。尤其可能的是，单个实施例的特征以适当的方式彼此组合，因此对于专业人员来说借助此处详细描述的实施方案就能把许多不同的实施例看作是明显公开的。

此外应指出，应用了有关空间的概念例如“前”和“后”、“上”和“下”、“左”和“右”等，以便描述一个元件与另一元件或其它元件的关系，如同在这些附图中展示的一样。因此，这些有关空间的概念能够适用于与附图中所示的方位不同的方位。但应理解，为了简化描述，所有这些有关空间的概念都涉及在图面中描述的方位，但绝不是对它进行限制，因为这些描述的装置、部件等在使用时都能占据与在图面中描述的方位不同的方位。

应当指出，本发明上述实现形式中，均使用了光学传感器，因为按照现有认识，光学传感器最便于以有效的方式和很高的精准度将元件运送至贴装程序。但需要特别指出的是，除光学传感器外，还可使用其他种类的传感器，只要这些传感器能够检测到相应元件带上的（开孔）眼和／或（位于元件袋中的）电子元件本身。为检测元件，可使用电容或电感传感器。而根据现有认识，检测（开孔）眼最佳的传感器为气动传感器，因其能够检测到一个（开孔）眼正好移入一个气流时的气压变化，这是因为（开孔）眼对气流的反作用会小于传送带上除（开孔）眼外的其他部分。

图1为本发明一种较佳的实施方式，其展示了本发明中元件供给装置100的结构示意图。其具有一个对元件供给装置100所有组成部分进行支撑的底架102。

元件供给装置100中有一个从元件带入口112起、至元件带出口132止的第一元件运送带运送槽110。此外，还有一个从元件带入口122起、至元件带出口132止的元件运送带运送槽120。两个运送带运送槽110、120在出口外一个共用的运输区域130重合。图中双箭头表示未画出的元件带的运送方向，即在图1中从左至右的方向。

根据此处描绘的实现形式，第一元件带传送通道110与第一元件带驱动器114匹配，该驱动器在图中以图解的方式得以描绘，其具有一个针轮形式的齿轮104，其作用在于沿第一元件运送带运送槽110运送第一元件带。与此相应，第二元件带传送通道120与第二元件带驱动器124匹配，该驱动器同样具有一个针轮形式的齿轮104，其作用在于沿第二元件运送带运送槽120运送第二元件带。此外，共用的元件带传送通道130上安装了第三元件带驱动器134，其作用在于，视元件供给装置100的实时运行情况将第一元件带或第二元件带向右运送，以使位于相应元件带上的电子元件被送达至贴装准备位置。在此贴装准备位置，元件将按贯常的方式被图中未显示的贴装头持续不断地拾起。

元件供给装置100还具有三个光学传感器，即与第一元件运送带元送带110匹配的第一光学传感器116、与第二元件带传送通道120匹配的第二光学传感器126以及与共用元件带传送通道130匹配的第三光学传感器136。这些传感器116、126、136都分别具有多个传感元件，这些元件分别沿对应的元件运送带运送槽110、120、130前后相邻安装。在此处及下文所描绘的实现形式中，每个传感器116、126、136都分别具有四个由光栅构成的光学传感元件。

按照已有的方式，可通过光栅对元件带侧面上的开孔，也即下文中所说的（穿孔）眼进行检测，齿轮这些开口主要用于被针轮104机械嵌合。由此，齿轮在针轮104转动时，相应的元件带就能朝元件带出口132的方向移动。

元件供给装置100还具有一个数据处理装置140，其作用主要在于分析计算由不同的光栅监测到并直接或间接发回给数据处理装置140的信号。数据处理装置140应如此编程，以示其能分别针对传感器116、126、136单独确定相应元件带部分的位置与／或运送速度，这些元件带部分分别由对应的光学传感器116、126、136监测。

例如，相应元件带的位置以及已运送完成的部分可以由此确定，即可以计算出在移动时经过光学传感器116、126、136的元件带开口的数量。而相应元件带的实时（传送）速度则可由此确定，即在已知单个光栅之间空间距离的基础上，通过（a）第一个光栅捡测到一个开口和（b）第二个或后续某个光栅检测到同一个开口之间的时间差计算得出。

在本文件中，安装在元件带出入边的元件带驱动器114、124又被称为“补料驱动器”。在元件供给装置100运行且所谓的自动加载功能开启时，光学传感器116和126应能识别出如下运行状态。

（A）相应的元件带由操作人员人工导入相应的元件槽。

（B）该元件带由齿轮针轮104以机械的方式正确抓取。

（C）该元件带由相应的元件带驱动器运送事先确定的距离。

在本文件中，位于元件带出口边的元件带驱动器134又被称为“元件贴装准备驱动器”在元件供给装置100运行时，光学传感器136应能识别如下运行状态。

（A）由相应的补料驱动器运送的元件带已到达（光学传感器136处）。

（B）该元件带已到达元件贴装准备驱动器的齿轮针轮处（元件带被运送了一段距离，此距离与元件贴装准备驱动器与光学传感器136之间的距离吻合）。

（C）该元件带被齿轮针轮104以机械的方式正确抓取。

（D）该元件带由相应的元件贴装准备驱动器运送事先确定的距离。

应当指出，在元件带入口边的光学传感器116、126对相应的元件带进行光学检测、且相应的补料驱动器114、124机械嵌合到元件带后，元件贴装准备驱动器134与相应的补料驱动器116或126之间准确协作，便能在元件带替换时也能持续且稳定地将源源不断的电子元件运送至贴装准备位置。

图2展示了图1中元件供给装置100的光学传感器216。为使下文的描述更简单，这一光学传感器216被标示为250。

光学传感器250具有一个传感器外壳252，其中有一个元件带通道254。元件带通道254是元件带传送通道的一部分，而传感器250正是安装在元件带传送通道其中或边上。根据此处描绘的实现形式，相应的元件带在传送时将穿过元件带通道254。

根据此处描绘的实现方式，光学传感器250具有四个成行安装的光栅260，其方向与元件带通道254以及相应元件带传送通道的方向平行。光栅260能够监测到元件带的穿孔眼或说运输孔，因此在下文中又被成为运输孔光栅260。

下文是光栅260相互之间安装距离的考虑（光栅RL即指两个相邻的光栅260之间的距离）。

（A）应该指出，下列考虑适用于任何不小于2的运输孔光栅260数量。

（ B）光栅 RL的选择应使对相应元件带位置与长度的测量成为可能。合适的的光栅RL 可通过（a）穿孔眼、也即下文中的运输孔的距离”LD”与（b）光栅数量“nL”两个数值计算得出，即：

RL = Ld / nL

按照这一公式，在使用运输孔之间的距离为4mm的所谓8mm元件带，且具有4个光栅时，光栅距离为1mm。

（C）如选择设置根据上述公式计算出的距离，则相应光学传感器的光栅将连续检测元件带某单个开孔。但也存在这样的可能性，即选择设置比公式计算出的值更大的距离，这样一来，将由传感器的某单个光栅检测元件带上的不同的开孔——当然，每一次仍然只能检测一个开孔。

（D）在使用多于两个运输孔光栅时，一定能够在启动相应的光学传感器时检测到元件带的位置。如果只使用两个光栅，那么元件带就有可能在多个位置使光栅输出多义的信号，在这样的情况下，就不足以保证在启动光学传感器时就能立即辨认出元件带的位置。

图3a、3b、3c展示了一个具有两个光电管的光学传感器350，其中每个都具有四个由光栅构成的传感元件。相对于光学传感器250，光学传感器350能够实现更优化、特别是更可靠的对由光透明材料构成的元件带的位置与／或速度的判定。如前文所述，光学传感器250及其运输孔光栅260在监测元件带的光透明材料时只会发出信号场较弱的信号（测量光还会在运输孔之外的区域穿透元件带，并或多或少地照射到相应光电管的光电二极管），因此，数据处理器对信号作出的评估结果就不再可靠。

光学传感器350的第一个光电管包括光学传感器250中就已具备的运输孔光栅260，用以检测元件带边上的运输孔。根据此处描绘的实现形式，运输孔光栅260总共配有四个光通道362。光通道362中每一个光通道都只允许一个运输孔光栅的光通过。为改进对各光栅对比的测量，光通道362都以斜切于一个主平面351的方向安装，这一主平面也即单个光栅260的测量光将穿过的平面。这意味着，光通道362的长轴方向与主平面之间的角度远非90度光通道362的倾斜有助于改进对光透明元件带的对比测量，因为运输孔的边缘能够因此得到更到的检测。

光学传感器350还具有光栅370，位于传感器350的（垂直于元件带传输方向的横向方向上的）中间位置。光栅370检测位于光透明元件带上（非光透明材料的）元件，也正因如此，下文中光栅370也被称为元件光栅370。

在图3c 中展现了元件光栅370的光通道372，光通道372于主平面351垂直。在下文中是对其他光栅也即元件光栅370的一些机械上的考虑，关系到带有两个光电管的光学传感器的具体实现方式：

（A）安装在传感器中间位置的元件光栅的数量至少为两个。

（B）光栅距离也即两个相邻的元件光栅之间的距离应这样决定，即第一各于最后一个原价光栅之间沿元件带运输方向上的距离至少应是运输孔之间的距离（比如4mm）。为完成光学传感器的所校准功能，就必须保证上述条件。当第一个元件光栅被遮挡时，校准工作开始，而当最后一个元件光栅被遮挡时，校准工作结束。被校准的是运输孔光栅260。因此，通过选择光栅距离，每一个运输孔光栅260都会在校准过程中至少“看见”一个运输孔。

（C）使用更多的元件光栅370，则元件带将在沿其纵轴方向上得到更好的检测。

（D）借助上文所述光学传感器350，即使在放有小型电子元件的光透明元件带上，不论元件带正处于哪个位置，都能对元件带进行检测。

（E）第一个元件光栅370与最后一个元件光栅370之间沿元件带运输方向上的距离最少应为两个相邻的运输孔之间的距离（例如4mm）。在此需指出的是，对元件带状态的检测与所谓的基于信号分析的校准功能是彼此独立的。

应当指出，光学传感器350（以及传感器350）是一个完成的模件，也就是说，是元件供给装置中元件带通道或说元件带传送通道的一小部分。光学传感器当然也可直接嵌入元件带通道中。四个光栅360以及370可以如此构造，即令其信号能够同时被获取。光栅360以及370的信号也可以在一个多倍检测工作的框架下由输出方或接收方产生或加工。

图4a、4b、4c、4d 以示意图的方式展示了对元件带480位置和运送速度的光学检测，该元件带正经过图3中所示的光学传感器350。根据此处描绘的实现形式，光传感器350共有2乘4个光栅360与370。一个控制电板将读取所有八个光栅的测量数据，并将其传递给数据处理装置。

在下文借图4a与4d所描述的操作人员的工作流程中，元件带480被导入至元件供给装置并被相应的光学传感器识别，光学传感器还检测元件带的位置以及已完成运送的部分。元件带480上有未被画出的用于贴装程序的电子元件，元件带480的开口以数字484标示。

在图4a所示的出口状态，元件带480尽管已经进入了元件供给装置，但尚未到达光学传感器350的位置。

此时，元件带480继续由操作人员导入元件供给装置，直至元件带480的前端遮盖住四个运输孔光栅260。这一状态在图4b中得到展示。相应的测量数据被放弃，因为要等到元件带480到达第一个元件光栅370的位置。

图4c展现了元件带480的前端遮盖住第一个元件光栅370时的状态。此时，针对于四个运输孔光栅260及其检测信号的校准工作开始。下面是对校准过程的简要阐述：

当元件带480继续被送进元件供给装置，那么等到最后一个元件光栅370识别出处于第一凹槽482中的元件的时刻，每个运输孔光栅260便绝对能看见元件带480以及至少一个运输孔484。这样一来，运输孔光栅260所获得的就其本身而言价值并不充分的测量值至少就包括了一个最低值（透过元件带480的最小光透值）和一个最大值（透过元件带480的最大光透值），这些数值在元件带此后规律性的运行中还会再次出现。针对每个运输孔光栅的最低值与最高值都会保存起来，通过这些被存储的测量值就能计算出一个评估算法所必需的阈值，这一评估算法即用来计算元件带480位置与传送速度的算法。

基于评估算法必需使用此前采集的测量数据（最大测量值，最低测量值）这一事实， 那么也会自动将运输孔光栅260的实时光学与电子特性考虑进去，而这无疑是非常有益的。这样一来，运输孔光栅260本身的一些缺陷，例如老化、不洁、温度的变化以及／或者其本身的工艺水平都不会对信号处理的可靠性造成负面影响。由此就可采用大量生产的普通产品用作光栅260，也可使用性价比高的方式生产光学传感器360。

如图4d中所示，当最后一个元件光栅270被遮盖时，校准工程便告结束。在数据处理装置中将存储下元件带已到位的信息。相应的元件带驱动器（第一补料驱动器114和第二补料驱动器124）便被启动，同时启动的还有对元件带位置与传送速度的评估算法。在下文中，将借所谓的“校准算法”以及所谓的“计量算法”介绍两种不同种类的评估算法，这两类算法都可作为本发明具有优势的实时范例在实践中应用。

计数算法

计量算法可在元件带为非光透明材料的情况下获得可靠的结论。由于在实践中，90%的元件带都是由非光透明材料制成的，因此计数算法适用于大部分的应用。

通过计量算法可以以毫米精度测量元件带已经过的距离。当然这包含了一个基本认识，即元件带已以正确的方式被对应的元件带驱动器的齿轮抓取。

当确认元件带已经到位且已计算出一个恰当的阈值，四个运输孔光栅的测量值将被换算为四个数字信号，通过这些数字信号就能明确地算出元件带（第一个）运输孔的位置。

根据一种具有优势的实现范例，两个运输孔之间的距离为4mm，而四个运输孔光栅之间的光栅距离为1mm。这样，通过简单计算或计数测量信号就能算出元件带已经过的距离。在电子元件运至贴装工序时，这样也就能精确地进行控制，以使元件带上的第一个电子元件能准确输送到贴装准备位置。

校准算法

校准算法可适用于光透明和非光透明的元件带。校准算法基于严格数学意义上的校准计算。

此处所述校准算法是以如下考虑为基础的，即在连贯的元件带传送速度下，运输孔光栅260的规律性信号尽管质量不高，但其规律性始终能被辨识。

当元件带就位且已计算出阈值时，四个运输孔光栅260的测量值便被视为模拟值而被进一步加工处理。当元件带以正确的方式被相应的元件带驱动器抓取时，光栅信号的周期规律就与元件带驱动器上针轮的针部的周期运动完全同步。

当数据处理器已认识到元件带已到位，那么相应的元件带驱动器就会被启动。此时，运输孔光栅260的测量值就与针轮的移动被同步存储为16个储存纪录。而16个存储数据除以4mm,就意味着是以0.25mm的间距而被储存的。

在评估计算时，不仅16个实时的测量值，还有7×16个“老”测量值被考虑在内，通过这8×16个存储纪录，就能得出一个取中间值的曲线。

当元件带被针轮正确抓取，那么所有测量的曲线图都应该是一致的。而且取中间值得出的曲线也应该与测量值得出的曲线相近。取中间值的曲线有一个很高的振幅。当元件带没有被抓取时，那么n×16个记录中每一个记录得出的曲线都是互不相同的。而取中间值的曲线则接近一条水平直线，其振幅也很小。因此可以通过取中间得出的曲线的振幅而计算出元件带是否被针轮抓取并被其以正确方式牵引。

图5在以示意图的形式展示了四个运输孔光栅的输出信号，以及当被光检测到的元件带在t0时刻被元件带驱动器抓取后，信号在不同时间的变化。应当指出，图5中并没有展示除前文所述的取中间值的曲线。但很容易看到，对小于t0的时间范围，其中间值只有较低的信号强度。而在大于t0的时间范围内，输出信号具有准确的周期规律，而相应的中间值曲线显示出了明显的可被检测的信号。此处所述的校准算法就非常可靠地辨认出元件带已被元件带驱动器抓取。

还应指出的是，本文件中“具有”这一概念并不排除其他的元件，“一个”也并不排除大于一个的情况。在不同的实现行驶中描述的元素能够随意组合。同样要指出的是，权利要求要求保护的范围并不局限于其中标明的参照标记。