移取器、具有移取器的元件装置及装配头的制作方法

本发明涉及一种用于给印刷电路板装配元件的自动装配机的装配头的移取器，其包括基体，该基体具有用于接触元件的吸管以及用于将移取器附接至装配头的组装体，该组装体与吸管邻接。本发明还涉及一种元件装置以及一种具有这种移取器的装配头。

背景技术：

为了给印刷电路板装配元件，可以使用所谓的移取器来拾取这些元件，普通的移取器组装在自动装配机的装配头上，并且这类移取器均具有吸管，借助吸管可以在吸管中存在的负压下拾取并移动元件。随着时间推移，这类移取器在装配头上的状态可能劣化。然而，移取器的无故障状态对于装配过程至关重要。移取器脏污可能导致装配错误，从而导致电路板损坏。为了优化装配过程，有利的是了解每一个移取器的状态。为此，需要明确地识别每一个移取器。在常规系统中，这一点利用连续的序列号来实现。这里公知的是，采用移取器上条形码或qr码的形式提供序列号。

这种解决方案的缺陷是条形码或qr码需要空间，其在移取器上占据相对较大的区域，才能由读取器可靠地读出条形码或qr码。还已发现，随着时间推移，条形码或qr码存在脏污和/或刮痕的问题，这就可能无法读出序列号。此外，条形码或qr码无防伪，至少是在实际应用中无防伪。另外，日后无法再更改常规的条形码或qr码。

作为所述条形码和qr码的替选方案，还已公知移取器上打孔和雕刻的标记。然而，这类标记上也可能出现上述关于损坏和脏污的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是至少部分地克服上述问题。具体而言，本发明的目的是提供一种通用型移取器、一种具有移取器的元件装置以及一种具有移取器的装配头，以简便和/或可靠地识别特定的移取器。

本发明用以达成上述目的的解决方案参阅权利要求。特定而言，本发明用以达成上述目的的解决方案为根据权利要求1所述的移取器、根据权利要求10所述的元件装置以及根据权利要求11所述的装配头。本发明的更多优势参阅从属权利要求、说明书和附图。在本发明中，结合移取器描述的特征和细节当然也适用于结合根据本发明的元件装置和根据本发明的装配头，反之亦然，从而就披露本发明的各个方面而言，始终相互引用或能够相互引用。

根据本发明的第一方面，提供一种用于给印刷电路板装配元件的自动装配机的装配头的移取器。所述移取器包括基体，该基体具有用于接触元件的吸管以及用于将移取器附接至装配头的组装体，该组装体与吸管邻接，其中，基体上附接有用于识别移取器的rfid应答器。

借助rfid应答器可以明确地识别移取器。为此，rfid应答器上可以存储有移取器的序列号和/或其他特定标识符，例如uid。通过适当的rfid读取器可以简便又可靠地读取rfid应答器。rfid应答器的脏污和/或表面刮痕一般不会妨碍到正确读取存储在rfid应答器中的移取器标识符。因此，rfid应答器可以提供鲁棒的识别机构。rfid应答器不一定必须布置在移取器的外侧。也可以将rfid应答器的位置屏蔽移取器的周围环境，例如至少部分地位于组装体的体积内。这样就能保护rfid应答器免受各种环境影响。

此外，与条形码或qr码相比，借助rfid应答器可以在移取器上或移取器处存储更多数据。除序列号之外，例如，也可以在rfid应答器中保存移取器的类型。这可以是有关移取器几何形状的几何数据，也可以是使用移取器的频率计数。此外，可以存储有关移取器和/或具有移取器的装配头的运行数据。这类数据可以是以下信息：拾取元件时吸管的xy偏移量、执行移取器清洁过程的次数、装配和/或移动元件的次数和/或已发生问题的种类。

根据本发明的rfid应答器上可以存储用于识别移取器的编码数据。换而言之，可以借助密码和/或适当的加密手段保护rfid应答器上的数据。这样就能利用rfid应答器轻松实现反盗版保护。如果识别移取器的要求发生变化，则可以通过rfid应答器快速又简便地进行调适。使用条形码或qr码则无法实现这一点。换而言之，与条形码或qr码相比，在移取器的整个使用期限内都可以将其他数据存储在rfid应答器中。因此，可以灵活又可靠地识别移取器的标识符。

rfid应答器可以设计成nfc芯片的形式或具有至少一个nfc芯片。这样就能提供一种具成本效益且节省空间的实施方式。应答器可以具有线圈和/或带集成线圈的主体，用于数据传输。换而言之，rfid应答器可以包括线圈壳，该线圈壳完全或基本上完全地包围布置于其中的线圈。线圈可以尤其是以形状配合和/或力配合的方式布置在线圈壳中。线圈壳可以由电绝缘和/或导电的材料制成。这样就能防止rfid应答器中的线圈和/或数据因静电作用受损。

吸管优选地固定连接至组装体。换而言之，组装体和吸管优选地设计为整体部件。rfid应答器优选地附接至组装体。

根据本发明的另一实施方式，在移取器中，rfid应答器可以通过粘合剂附接至基体。这样就能实现rfid应答器简便又节省空间地附接至组装体。粘合剂可以包括粘合层，rfid应答器借助该粘合层粘附至组装体。换而言之，rfid应答器可以通过粘合剂以材料配合方式连接至组装体。此外，rfid应答器也可以粘接至组装体上注塑成型的元件袋中。这样能够以节省空间的方式将rfid应答器稳定地附接至组装体。

还有利的是，rfid应答器可以设计为hf应答器或uhf-rfid应答器。hf-rfid应答器可以理解为在短波范围内以例如13.56mhz的频率发射的rfid应答器。uhf-rfid应答器可以理解为以约865mhz至约950mhz范围内的频率发射的rfid应答器。

另外，在根据本发明的移取器中，组装体可以具有环形部段，其中，该环形部段的外周面限定基体的最大直径，并且rfid应答器附接至环形部段上和/或环形部段中。rfid应答器就布置在组装体的外部区域中。在这一部位很容易就能安装rfid应答器。还能以简便的方式将用于接收来自rfid应答器的信号的rfid接收器布置成相对靠近rfid应答器。这样就能实现rfid应答器与rfid接收器之间可靠工作的信号传输。rfid应答器附接至环形部段上和/或环形部段中可以理解为rfid应答器至少部分地附接至环形部段上和/或环形部段中。环形部段可以理解为组装体的轮缘形状的分段。根据本发明，环形部段不必理解为具有敞开内周面的自由环形。环形部段的外周面不必对应于正圆。这样，环形部段的外周面也可以设计成卵形或至少局部成角。环形部段一般也可以理解为组装体的边缘区域，该边缘区域参照组装体的直径或宽度来设计，例如组装体的外30％中。

进一步优势在于，在根据本发明的移取器中，rfid应答器可以布置成至少部分地包含在环形部段中。这样就能实现以简便又节省空间的方式将rfid应答器稳固地附接至组装体。可以避免rfid应答器随着时间推移而脱落，如在粘接连接时可能发生这种情况。rfid应答器可以布置成至少部分地包含在环形部段中可以理解为将rfid应答器布置成以力配合和/或形状配合的方式集成在环形部段中。

在本发明范围内的大量测试中证实，特别有利的是，在移取器中，环形部段上布置有用于屏蔽和/或对准电磁波的屏蔽件，其中，rfid应答器与屏蔽件相对于环形部段在径向方向上至少部分地齐平布置，且其中，屏蔽件在径向方向上布置在环形部段的内周面与rfid应答器之间。屏蔽件在根据本发明的位置中发挥双重作用。一方面，它屏蔽了从rfid应答器到可布置在组装体中的金属制成的功能部件的电磁波，该功能部件在径向方向上比rfid应答器更加靠内布置在组装体中。这样就能防止有可能干扰移取器运行的不理想干扰信号。根据本发明，屏蔽件可以理解为rfid应答器与功能部件之间的保护盾。另一方面，屏蔽件用于引导和/或针对性地对准rfid可由应答器向远离组装体的方向发射的电磁波。为此，屏蔽件优选地具有铁氧体层或设计为铁氧体层。在rfid应答器设计为lf应答器或hf-rfid应答器的情况下，屏蔽件优选地含有磁性材料。这样就能闭合磁场线并返回到发射天线，而不会在金属中产生强大的涡流损耗。如果rfid应答器设计为uhf-rfid应答器，则在金属的边界条件下会引起干涉。在最差的情况下，这些干涉可能导致通信陷入停顿。但干涉也可以用于针对性地增强天线结构。

此外还证实有利的是，屏蔽件在径向方向上具有比rfid应答器更大的横截面，使得屏蔽件的横截面积在径向方向上沿周侧超过rfid应答器的横截面积。为此，rfid应答器和屏蔽件优选地彼此同心或至少基本上同心布置。

根据本发明的又一实施方式，在移取器中，屏蔽件和rfid应答器可以布置成彼此相邻定位且至少部分地包含在环形部段中。这样，由rfid应答器和屏蔽件组成的单元可以特别节省空间地布置在移取器上。另外，可以特别有效地实现屏蔽件对于rfid应答器的电磁波的屏蔽和对准作用。在优选的改进方案中，rfid应答器和屏蔽件可以均设计成长方形状或基本上长方形状。这样就能提供一种rfid应答器和屏蔽件的节省空间又稳定的平整连续布置。这里，屏蔽件也在径向方向上优选地具有比rfid应答器更大的横截面，使得屏蔽件的横截面积在径向方向上沿周侧超过rfid应答器的横截面积。

在本发明范围内的进一步测试中证实，在移取器的有利实施方式中，组装体中和/或组装体上的rfid应答器设计成环形且与吸管同心。这样，rfid应答器的电磁信号就能在基体周围的区域中均匀地分布或发射。进一步优势在于，rfid应答器均匀地布置在基体中和/或基体上，尤其是关于组装体中的重量分布，由此可以防止移取器移动时的单侧负荷。rfid应答器的环形设计可以布置在组装体的内侧面所包围的体积中。换而言之，环形的rfid应答器可以布置在组装体的内体积中。在这样的位置下，可以保护rfid应答器在移取器运行期间不受外界干扰的影响。因此，可以有效地抵抗作用于移取器的外力对rfid应答器造成损伤和/或破坏。

根据本发明的另一方面，提供一种元件装置，其包括：如上所述的移取器，其中组装体中和/或组装体上的rfid应答器设计成环形且与吸管同心；以及用于读取存储在rfid应答器上的数据的rfid读取器，其中，rfid读取器与移取器间隔、呈环形且与rfid应答器同心。与此同时，根据本发明的元件装置的优势与已就根据本发明的移取器详述的优势相同。借助环形的rfid读取器，无论移取器的相对位置如何，皆能可靠地采集来自rfid应答器的信号。rfid读取器配置成读取存储在rfid应答器中的数据和/或信息。

本发明的又一方面包括一种用于给印刷电路板装配元件的自动装配机，其中，该自动装配机包括元件装置，该元件装置具有根据本发明的移取器以及用于读取存储在rfid应答器上的数据的rfid读取器。与此同时，根据本发明的自动装配机也具备上述优势。rfid读取器可以配置成读取rfid应答器发送的数据。自动装配机可以包括多个rfid读取器，它们定位于自动装配机中和/或自动装配机上的不同部位，尤其是使用移取器工作的每个部位上。这样，rfid读取器可以定位于给电路板装配元件的装配站处以及清洁移取器和/或具有移取器的装配头的清洁站处。这样就能获得有关移取器运行方式的完整历史文档，从而可以确定有关移取器功能状态的相应有效值。

附图说明

本发明的更多改进措施参阅下述附图中示意性示出的本发明不同实施例的说明。在此情形下，权利要求书和说明书中提及的特征单独或其任意组合皆属本发明的保护范围。

图1示出根据本发明某一实施方式的移取器的透视图。

图2示出图1所示的移取器在根据本发明某一实施方式的元件装置中的透视图。

图3示出根据本发明另一实施方式的移取器的透视图。

图4示出根据本发明又一实施方式的移取器的透视图。

在附图中，具有相同功能和作用模式的元素均标有相同的附图标记。

附图标记说明：

10a、10b、10c移取器

11基体

12吸管

13组装体

14a、14brfid应答器

15环形部段

16屏蔽件

17外周面

30a、30b、30c元件装置

31a、31brfid读取器。

具体实施方式

图1示出根据第一实施方式的用于给印刷电路板装配元件的自动装配机的装配头的移取器10a。所示的移取器具有基体11，该基体11具有用于接触元件的吸管12以及用于将移取器10a附接至装配头的组装体13，该组装体13与吸管12邻接。吸管12设计成吸嘴形式。吸管12中可以产生负压，借助该负压可以将元件保持在吸管12上，随后以固定至吸管12的方式移动。如图1所示，用于识别移取器10a的rfid应答器14a附接至基体11，更确切而言，附接至组装体13。rfid应答器14a设计成hf-rfid应答器形式，其发射频率为13.56mhz。

图1所示的组装体13具有轮缘形状的环形部段15，其中，该环形部段15的外周面17限定基体11的最大直径。所示的rfid应答器14a附接至环形部段15。更精确而言，rfid应答器14a布置成部分地包含在环形部段15中。这样，图1中的rfid应答器14a沿吸管12的轴向方向部分地在环形部段15上方而部分地在环形部段15下方延伸，其中，rfid应答器14a的中央部分周侧被环形部段15包围且由环形部段15保持。

图1还示出元件装置30a，该元件装置30a除移取器10之外还具有rfid读取器31a，用于读取存储在rfid应答器14a上或由rfid应答器14a发送的数据。rfid读取器31a布置成与移取器10a侧向间隔。

图2示出根据第二实施方式的元件装置30b。图2所示的元件装置30b对应于图1关于移取器10a所示的实施方式。与图1所示的实施方式的区别在于，rfid读取器31a并非侧向间隔，而是相对于移取器10a安装在自动装配机中的状态沿重力方向布置在环形部段15下方。

图3示出根据第二实施方式的移取器10b。这种实施方式与前述实施方式的区别尤其在于，环形部段15上布置有用于屏蔽和对准rfid应答器的电磁波的屏蔽件16。在所示的示例中，rfid应答器14a与屏蔽件16相对于环形部段15在径向方向上齐平布置，其中，屏蔽件16在径向方向上布置在环形部段15的假想内周面与rfid应答器14a之间。换而言之，屏蔽件16相对于组装体13在径向上比rfid应答器14a更加靠内布置。在所示的示例中，彼此相邻定位的屏蔽件16和rfid应答器14a布置成部分地包含在环形部段15中。

图4示出根据第三实施方式的移取器10c，其中组装体13中或组装体13的内部空间中的rfid应答器14b呈环形且与吸管12同心。在该示例中，rfid应答器14b通过粘合剂附接至基体11。另外，图4示出根据第三实施方式的元件装置30c，其中环形rfid读取器31b与rfid应答器14b同心地布置在基体11的外部。

除了图示的实施方式之外，本发明允许更多设计原理。换而言之，本发明不应视为局限于结合附图阐述的实施例。