专利名称：利用导向件进行卷盘容纳格层与元器件供给装置之间的配属的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用电子元器件对元器件载体或印刷电路板 的自动装配。本发明尤其涉及一种用于连续地给装配装置提供电子 元器件的供给系统。本发明还涉及一种装配装置，该装配装置具有 上述类型的元器件供给系统。此外，本发明涉及一种方法，该方法 用于在使用上述类型供给系统的情况下，在4合取位置
(Abholposition )提供保存于元器件带中的电子元器件。
背景技术：
动装配元器件载体或印刷电路板时，在拾 取位置上提供元器件。利用装配头从那里拾取元器件并放到印刷电 ^各板上的预定装配位置上。为了加速装配过程，在多个冲合取位置上 平行地供给多个电子元器件，元器件乂人多个冲合耳又位置处例如通过所 谓的多头装配头(MehrfachBestueckkopf)械j合取，并且在#1一起输 送至装配区域之后，依次被放到印刷电路板上。
为了保证无4普误的装配，必须确^呆，确实是将每个正确型号的 元器件提供到相应的拾取位置。这在所谓的装配确认情况下实现， 在装配确认时例如通过使用条形码读取设备明确地确认巻盘 (Gebinde )进而确i人处于其内的元器fN々型号。此外可以-验i正在巻盘与确定的元器件供给装置之间的配属(Zuordnung)，元器件供给 装置将相应的元器件提供给各个固定配属的拾取位置。
在DE 101 19 232 Cl中已知，提供分别具有一个RFID芯片(无 线射频识别芯片)的i殳计为线圈架的巻盘。以这种方式可以利用在 RFID芯片与RFID读取装置之间的无线通讯明确地识别各个巻盘， 进而识别保存在缠绕于线圏架上的元器件带中的电子元器件。
在WO2005/020656 A2中已知一种用于电子元器4牛的供给系 统，该电子元器件保存在分别缠绕于线圏架上的多个元器件带中。 线圏架分别i殳置有RFID芯片，在RFID芯片上可以存卡者关于元器 件的数据。为了可以验证在其中一侧上的确定的供给通道或确定的 元器件拾取位置与另 一侧上的存在于所谓的带储藏箱中的线圈架 容纳区域之间的配属，在每个容纳区域中设置了 RFID读取设备。 以这种方式不仅可以识别各个线圈架或位于其中的元器件，而且可 以识别各个线圈架容纳区i或。可以考虑这些凄t据用于自动装配控 制。
在US 6 340 132 Bl中已知一种元器件供给系统，该元器件供 给系统具有元器件供给装置和用于容纳设计为线圈架的巻盘的支 架。该支架直接安装在元器件供给装置上，从而，基于以供给装置 和支架的空间上接近为基础的元器件供给，自动地实现了在供给装 置与支架之间的明确配属。但是，这种元器件供给系统的缺点在于， 即基于紧凑的建造方式元器件带第一次穿入供给系统是比较繁瑣 的。此外，在至少几乎抽空的巻盘的情况下，所需的接合过程(在 接合过程中将第二条带的起始端添加到第一条带的终端上)由于支 架和供给装置在空间上非常接近同样是比较繁瑣的。
在US 2003/0046808 Al中已知一种供^会系统，该供^会系统适合 用于连续地提供电子元器件。这种供给系统具有包括多个用于容纳线圈架的容纳区域的巻盘容纳装置，以及具有元器件供给装置。但 是，这种供给系统的缺点在于，即巻盘(例如元器件带式线圏
(Gurtspule ))在装载入巻盘容纳装置之前^皮配属于所谓的带导向 件或被装到带导向件上。在将带式线圏引入该供给系统之后，随后 将该带导向件挂在元器件供给装置的主动轮附近，由此4艮难实现以 简单并快捷的方式将确定的容纳区域配属给确定的元器件供给装 置。当巻盘容纳装置被放置地比较低(例如接近底部)或设置地离 元器件供给装置更远时，那么尤其是这样。在这种供给系统中，例 如通过取下和挂上带导向件来进行空巻盘或对于装配过程不再需
要的巻盘的更换也比4交复杂。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种元器件供给系统，该元器件供给 系统一方面实现了简单地添加元器件带，并且该元器件供给系统另 一方面保证了在巻盘与确定的元器件供给装置之间的明确配属。
通过独立权利要求的内容实现该目的。在从属权利要求中描述 了本发明的优选实施例。
通过独立权利要求l描述了用于为装配装置连续地提供电子元 器件的供给系统。该元器件供给系统具有(a)巻盘容納装置，该 巻盘容纳装置包括多个用于分别容纳以电子元器件填充的巻盘的 容纳区域；(b)至少一个元器件供给装置，用于连续地供给保存在 巻盘中的元器件；以及(c)导向件，该导向件至少部分地从元器 件供给装置延伸到一个容纳区域，该导向件固定在该元器件供给装 置上并且利用背离于元器件供给装置的端部与巻盘容纳装置相连， 从而巻盘容纳装置的一个确定容纳区域配属于元器件供给装置。所描述的供给系统基于这些认识，即通过使用机械的导向件可 以以简单的方式产生在各个供给装置与各个巻盘之间的固定配属， 其中该导向件在巻盘容纳装置与元器件供给装置之间延伸并且不 仅与巻盘容纳装置而且与元器件供给装置连接。
在此，导向件优选以不能卸下的方式固定在元器件供给装置 上。导向件与巻盘容纳装置或与巻盘容纳装置的确定容纳区域的连
接可以优选利用悬挂或锚定(Verankem)来实现。在此导向件的背 离于元器件供给装置的端部以可卸下的方式与巻盘容纳装置相连。
使用所述导向件的优点在于，即以简单且有效的方式阻止了元 器件型号虽然正确但是操作安全性有问题的自动装配设备的装备。 在这种在实践中经常出现的装备中，至少两个位于不同容纳区域中 的巻盘4皮此互换。在此，这样来实现与其型号有关的元器件的正确 供给，即相应的元器件带经过交叉运动到相应的供给装置。可是， 在这种元器件带的交叉中，可能出现带的损伤，从而降低了整个装 配过程的工艺安全性。
所描述的元器件供给系统可以具有多个元器件供给装置，从而 可以同时将多个元器件提供给优选彼此相邻的多个拾取位置。在此 还可以i殳置多个导向件，从而利用 一个导向件将至少一些容纳区域 固定地配属给一个确定的元器件供给装置。
一方面，导向件可以具有一定的刚性，从而其不会向侧面移动。 以这种方式保证了，操作者在组合所描述的元器件供给系统时，该 导向件也确实与正确的容纳区域相连。
另一方面，导向件还可以具有一定的柔性，以《更于例如^f吏导向 件的背离于元器件供给装置的端部容易挂上。可以这样保证在巻盘 与确定的元器件供给装置之间的明确配属，即在导向件与巻盘容纳装置之间使用不同的连接形式，从而一个导向件只能与一个容纳区 域相连。
根据按照权利要求2的本发明的具体实施例，这样形成容纳区 域，即可以分别装入一个设计为线圈架的巻盘。
可以由此结合巻盘形式来操作所描述的元器件供给系统，巻盘 形式在实践中特别经常地被用于提供电子元器件。在此线圏架用于 节省空间的缠绕所谓的元器件带。随后，在连续的元器件提供过程 中，这些带慢慢地从线圏架绕开。以这种方式可以将电子元器件几 乎连续地提供到拾取位置上，所述元器件位于所谓的带袋中。为了 避免无意的元器件脱落，可以以已知方式"i殳置覆盖膜，覆盖膜盖住 以元器件填充的带。随后，在通过装配头取出元器件之前不久才由 所谓的覆盖膜分离机构将覆盖膜去除。
根据按照权利要求3的本发明的另 一具体实施例，导向件具有 管道，其中可导入从巻盘绕开的并提供给元器件供给装置的元器件带。
因此，管道是用于从巻盘绕开的元器件带的导向管道，从而保 证了，绕开的带也确实被运送至相应的供给装置。可以由此以简单 且有效的方式避免不同元器件带的疏忽导致的或故意的交叉。
管道可以是沿环绕方向(Umlaufrichtung )完全封闭的空心体， 对于元器件带来i兌空心体表示一种类型的通道。同样，管道也可以 是能够可靠地引导元器件带的开放的结构。
根据权利要求4,供给系统还具有天线，相对于导向件这样设 置天线，即可以读取位于元器件带中的凄t据载体。这具有优点，即 可以以简单并保险的方式读取关于保存在元器件带中的电子元器件的信息。为了这一目的，可以将天线与相应的读取装置连接，读 取装置将这些有关元器件的数据传输至自动装配设备的中心控制 单元。当然，读耳又装置也可以集成在中心控制单元中。
数据载体可以设置在元器件带的端部区域中。利用天线对数据 载体的检测例如可以指示操作者及时连接另一条带，从而不会用尽 所需要的元器件，并且可以连续地提供元器件，进而可以进行几乎 连续地装配。同样，数据载体也可以设置在沿元器件带的其它位置 上，并且例如包括关于还没有纟是供的元器件的信息。以这种方式已 经可以提前显示给操作者，将何时需要连接另一元器件带。
根据权利要求5，天线具有环形形状，其围绕着导向件。以这 种方式可以保证在位于带中的数据载体和与天线相连接的读取装 置之间的高度的传输安全性。
通过权利要求6描述了 一种用于以电子元器件装配印刷电路板 的装配装置。所描述的装配装置具有上述类型的供给系统。
所描述的装配装置基于这些iU只，即通过4吏用上述元器件供给
方面可以保i正自动装配i殳备的所改善的工艺安全性。
特别是结合上述天线可以在装配装置中始终以简单的方式确 定，是否利用至少 一个元器件供给装置确实提供了预定型号的元器件。
通过权利要求7描述了 一种用于在拾取位置上提供保存在元器 件带中的电子元器件的方法。在此使用了上述类型的供给系统。该 方法具有以下步骤(a)从线圈架上绕开元器件带，线圈架位于巻盘容納装置的容纳区域中；(b)通过导向件引导已绕开的元器件 带；以及(c)将被引导的元器件带提供给元器件供给装置。
所述的方法基于这些i人识，即积4成导向件的4吏用以简单的方式
或由供给装置限定的元器件供给通道之间的无中断且无4晉误的配 属。以这种方式可以显著改善自动装配设备的工艺安全性。
它优点和特征。将示出本申请的各个附图仅仅视作示意性的而并非 标准的。
图l示出了装配系统，装配系统具有两个沿印刷电路斧反l命送线 路设置的自动装配设备，这些自动装配设备设置有元器件供给系 统，保证在巻盘与元器件供给装置之间的唯一对应。
图2示出了设计为线圏架的巻盘的透视图，在巻盘上缠绕着以
电子元器件填充的元器件带。
图3示出了元器件供给系统，元器件供给系统具有通过带引导
管道而机械地相互连接的供给装置和巻盘容纳装置。
具体实施例方式
在此说明，在附图中同样的部件或^皮此对应的部件的参考标识 4叉<又在其第 一个凄t字和/或通过后面的字母^皮此区分。
图1示出了装配系统100,装配系统具有第一自动装配"i殳备110 和第二自动装配设备140。两个自动装配设备110、 140借助于输送路径101彼此连接。输送路径101用于供给或运出印刷电路板102, 印刷电路板在自动装配设备110和140的各个装配区域中装配有电 子元器件。
才艮据此处示出的实施例，两个自动装配设备110、 140是所谓 的双通道自动装配设备110、 140,其分别具有前平台111和后平台 112。为了能够一目了然，仅仅这样详细地示出了第一自动装配设 备110，即清楚地看到随后描述的本发明的具体实施例。
相应于两个自动装配i殳备110、 140的两部分结构，印刷电路 板输送线路101具有两个输送通道，即第一输送通道101a和第二 输送通道101b,两个输送通道分别配属给平台111或112。由中心 控制装置105控制整个装配过程，中心控制装置通过相应的数据连 接装置而与两个自动装配设备IIO、 140连接。
如在图1所示，自动装配设备110具有平面定位系统115，利 用平面定位系统可以-使装配头116在水平的xy面内移动。装配头 配属于自动装配i殳备110的前平台111。利用装配头116可以以已 知方式将元器件从两个元器件供给系统120a、 120b取出，输送至 自动装配设备110的装配区域中并且放到恰好处于装配区域中的印 刷电路板上。为了保证准确的装配位置，还设置有元器件照相枳j 118，利用元器件照相才几以已知方式可以以高度准确性4企测到由装 配头116拿起的元器件的位置。
自动装配设备110还包括另一平面定位系统(未示出)，通过 该平面定位系统可以定位另 一装配头。该另 一装配头配属于自动装 配i殳备110的后平台。
元器件供给系统120a或120b分别具有巻盘容纳装置125a或 125b。巻盘容纳装置125a和125b ^皮分为多个单个的格层(faecherartig )容纳区域126。在这些格层(die Faecher) 126中可
以分别i殳置有i殳计为线圈架的巻盘，在巻盘上以已知方式缠绕着元 器件带。在被缠绕的带中，电子元器件保存在所谓的元器件袋中。
巻盘容纳装置125a和125b分别i殳置有发送和4妄收装置128, 该发送和接收装置可以与设置在线圏架上的RFID芯片通讯。由此， 与元器件有关的数据可以直接被各个巻盘获得并被传输至中心控 制装置105。中心控制装置可以在整个装配过程的控制中考虑这些 数据并由此有助于以尽可能短的中止时间进行有效率地装配。
此外，如在图1中所示，自动装配设备IIO包括料箱供给系统 135,通过料箱供给系统将保存在平面料箱中的元器件供给到在后 平台中进行的装配过程中。
图2示出了设计为线圏架250的巻盘250的透一见图。在线圈架 250上缠绕着具有多个凹槽255的元器件带252。凹槽255主要用 于容纳各个电子元器件256。至少一个凹槽用于容纳数据载体257， 对数据载体可以进行无接触地读取。根据此处示出的具体实施例， 数据载体是RFID芯片257,在RFID芯片中存储了与元器件有关的 ^t据。那么例如，RFID芯片257可以含有这种信息，如在相关的 元器件带252中还有多少元器件。同样也可以存^f诸关于在带252中 保存的元器件型号的信息。特别是在带252中容纳有不同元器件型 号的情况下可以使用多个数据载体257，该数据载体例如分别在确
的数量的信息。
以已知的方式利用元器件供给装置将元器件带252输送至元器 件容纳位置，从而可以由装配头顺序取出元器件256。为了避免无 意的元器件脱落，还设置了覆盖膜258,在容纳位置之前不久才利 用合适的分离机构将覆盖膜从带252去除。在线圈架250上i殳置了设计为RFID芯片的无4妄触的传l俞件 260，在传输件中可以存储元器件256的有关元器件的信息。例如， 可以使用RFID芯片260以便于自动利用合适的RFID读取设备确 定在具有多个容纳区域的巻盘容纳装置内的巻盘250的准确位置。
图3示出了元器件供给系统320的横截面图，元器件供给系统 具有巻盘容纳装置325和元器件供给装置380。
在巻盘容纳装置325的容纳区i或326中存在线圈架350。线圈 架350具有轴351,以电子元器件填充的元器件带352缠绕在轴上。 在线圈架350的侧壁上设置有设计为RFID芯片的无4妾触的传输件 360。可以使用RFID芯片360以便于利用合适的RFID读取装置直 接从巻盘350读取有关元器件的数据，可能在控制装配过程中可以 使用这些数据。
根据在此示出的具体实施例，以^/L械的方式通过导向件385保 证了在容纳区域326与元器件供给装置380之间的配属。导向件385 这样形成，即预先确定元器件带352 ,人巻盘350至元器件供给装置 380的输送路径。由此导向件是机械的带引导管道385，带引导管 道保证了不会将元器件带352提供给^"误的元器件供给装置380。
此外，如在图3中所示，元器件供给系统320还具有天线390。 天线390是环形的，其围绕着带引导管道385。以这种方式可以利 用天线390读取凄t据载体257 (在图2中示出)，例如在凝:据载体中 存储了关于在元器件带352中包括的电子元器件的型号和/或数量 的信息。为了此目的，可以将天线390与相应的读取装置连接，该 读取装置将这些有关元器件的数据传输至自动装配设备的中心控 制单元。凄t据载体可以，没置在元器件带352的端部区域。利用天线390 对数据载体的检测例如可以指示操作者及时连接另一条带352，从 而不会用尽所需要的元器件，并且可以连续地提供元器件，以及由 此可以进行几乎连续地装配。
应用带引导管道385的优点在于，即通过带352合适地穿入带 引导管道385可以保证，额外无中断地确保在(a)巻盘350或位 于其中的元器件与(b)元器件供给装置380或相应的供给通道之 间的配属。此处这样设计带引导管道385，即带引导管道不会向侧 面移动。此外，带引导管道385可以在其下部端部^皮这样i殳计，即 带引导管道可以挂在巻盘容纳装置325上并由此4皮可分开地固定。
通过应用带引导管道385,由此实现关于自动装配设备的装配 的高度安全性。以这种方式将不再需要其它装配控制，其它装配控 制包括例如手动读入在巻盘350上的条形码(a )和在供给装置380 或供给通道上的条形码(b)。
此外，在发送和接收装置与RFID芯片257之间的通讯实现了 这种可能性，即可以更新特别是有关元器件的数据。由此不〗又可以 通过带引导管道385以枳4成的方式和方法，而且可以通过利用天线 3卯进行的合适的RFID监测以电子的方式，排除对在巻盘350与 (b)元器件供给装置380之间的配属的篡改。
由此指出，在此所描述的实施例仅仅是本发明可能的实施例变
并，从而通过在此详尽描述的实施例变体，大量不同的实施例对于 才支术人员来iJt是明显显而易见的。参考标识 100装配系统^ 101输送^各径 101a第一输送通道
101b第二输送通道
102印刷电路板
105中心控制装置
110自动装配设备
111前平台
112后平台
115平面定4立系统j
116装配头
118元器4牛照相冲几
120a元器件供给系统
120b元器件供给系统
125a巻盘容纳装置
125b巻盘容纳装置126容纳区域/才各层 128发送和"f妄收装置 135料箱供^合系统 140自动装配设备 250巻盘/线圏架 252元器件带 255凹槽/元器件袋 256元器件
257数据载体/RFID芯片 258覆盖膜
260无接触的传输件/RFID芯片
320元器件供给系统
325巻盘容纳装置
326容纳区域/格层
350巻盘/线圏架
351线圈架的轴
352元器件带360无接触的传输件/RFID芯片 380元器件供给装置 385导向件/带引导管道 390天线
权利要求
1. 一种供给系统，用于连续地给装配装置(110、114)提供电子元器件(256)，所述供给系统(120a、120b、320)具有卷盘容纳装置(125a、125b、325)，所述卷盘容纳装置包括多个用于分别容纳以电子元器件(256)填充的卷盘(250、350)的容纳区域(126、326)；至少一个元器件供给装置(380)，所述元器件供给装置用于连续地供给保存在卷盘(250、350)中的元器件(256)；以及导向件(385)，所述导向件至少部分地从所述元器件供给装置(380)延伸到一个容纳区域(126、326)，所述导向件固定在所述元器件供给装置(380)上，并且所述导向件利用背离于所述元器件供给装置(380)的端部与所述卷盘容纳装置(125a、125b、325)相连，从而将所述卷盘容纳装置(125a、125b、325)的一个确定容纳区域(126、326)配属给所述元器件供给装置(380)。
2. 根据权利要求1所述的供给系统，其中，这样形成所述容纳区 域(126、 326)，即分别可以装入一个设计为线圏架(250、 350) 的巻盘。
3. 根据权利要求1至2中任一项所述的供给系统，其中，所述导 向件(385 )具有管道，在所述管道中可导入从巻盘(250、 350)绕开的并提供给所述元器件供给装置(380 )的元器件带(252、 352 )。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的供给系统，还具有天线(390),相对于所述导向件(385 )这冲羊i殳置所述天 线，即可以读取位于所述元器件带(252、 352)中的凄t据载体 (257 )。
5. 根据权利要求4所述的供给系统，其中，所述天线(390)具 有环形形状，这种形状围绕着所述导向4牛(385 )。
6. —种装配装置，用于以电子元器件(256 )装配印刷电路板(102),所述装配装置(110、 140)具有根据权利要求1至5中任一项所述的供给系统(120a、 120b )。
7. —种方法，用于在使用根据权利要求1至5中任一项所述的供 给系统(120a、 120b、 320)的情况下在冲合取位置上4是供保存 在元器件带(252、 352 )中的电子元器件(256)，所述方法具 有以下步-骤乂人线圏架(250、 350)上绕开所述元器件带(252、 352 )， 所述线圈架位于所述巻盘容纳装置(125a、 125b、 325 )的容 纳区i或(126、 326)中；通过所述导向件(385 )引导所述已绕开的元器件带(252、 352 );以及将所引导的所述元器件带(252、 352 )提供给所述元器 件供给装置(380)。
全文摘要
本发明涉及连续给装配装置提供电子元器件的供给系统(320)，包括卷盘容纳装置(325)，其包括多个用于分别容纳以电子元器件填充的卷盘(350)的容纳区域(326)；至少一个元器件供给装置(380)，连续供给保存在卷盘(350)中的元器件；导向件(385)，其至少部分从元器件供给装置(380)延伸到一容纳区域(326)，导向件固定在元器件供给装置(380)上且以背离元器件供给装置(380)的端部与卷盘容纳装置(125a、125b、325)相连，从而将卷盘容纳装置(325)的一确定容纳区域(326)配属给元器件供给装置(380)。还涉及装配具有所供给系统(320)的印刷电路板的装配装置。此外还涉及在使用供给系述类型的统(320)的情况下在拾取位置上提供保存在元器件带(352)中的电子元器件的方法。
文档编号H05K13/02GK101287359SQ20081008932
公开日2008年10月15日 申请日期2008年4月10日 优先权日2007年4月11日
发明者弗里德里克·埃申韦克 申请人:西门子公司