自动存储带引导件的方法和设备的制作方法

自动存储带引导件的方法和设备的制作方法
【专利摘要】一种用于PCB的表面安装组装的系统和方法，使用自动拾放机器，卷盘上的部件带被供给进自动拾放机器中，所述系统和方法使用部件带卷盘，每个部件带卷盘预旋拧进其合适的带引导件中并作为卷盘/带引导件包装件存储在自动SMD存储塔中，从中可收回合适的包装件，以联接到拾放机器。
【专利说明】自动存储带引导件的方法和设备

【技术领域】
[0001]公开的技术总体上涉及在电路板的自动制造中使用的零件或材料的存储和收回。更具体地说，公开的技术涉及在用于电子部件组装过程的自动存储单元中有效地存储和收回部件载体。

【背景技术】
[0002]电子部件具有许多不同尺寸。输送部件的常用方式是在带上使用适于特定类型带的卷盘，例如带的宽度或尺寸。承载部件的带具有不同的预定宽度，例如8、12、16、24、23、44mm等。因为存储在存储单元中的不同类型卷盘具有不同宽度，所以当水平地存储在存储单元中时，它们还具有不同的高度。
[0003]现今，表面安装技术是电子印刷电路板的自动生产的优选方法。所谓的拾放机器人用于将电子部件放置和焊接到印刷电路板(PCB)的过程中。拾放机器中的小机械手上的多个气动喷嘴使用抽吸来拾取所需部件，比如电容或整个集成电路(1C)，并在将粘合剂图案喷射在板上之后将它们放置在板上。
[0004]用于将部件拾放安装在基底(比如印刷电路板(PCB))或用于系统封装(SiP)部件的基底上的机器经受不同的通常矛盾的需求，比如安装速度、安装精度、尺寸、价格等。表述“拾放”由本领域技术人员理解为仅仅描述这样的安装操作，其中，安装头移动至部件供给器区域，安装头从部件供给器的一个或多个中拾取一个或多个部件，然后移动至安装区域，在安装区域，安装头将部件放置在基底上。
[0005]这种机器能够每小时将30000个部件向上拾取并放置在板上。特定类型部件(比如特定指定类型的电容、电阻、二极管或IC)的供应通常在一种类型的部件的盘上进行或者在棒上进行，或者如现今最常见的，在卷盘的带上进行，卷盘在带中具有一系列恰当带深度的袋，保持一个部件位于每个袋中。卷盘具有介于8mm和44mm之间的变化厚度。卷盘排(每个卷盘表示不同类型的部件)放置在盒中，并且在喷嘴臂从它们的袋中快速拾取出部件并将它们放置在板上时，将部件供给进机器中。部件制造者在袋式带(pocket-tape)的标准卷盘中输送部件，薄覆盖带或薄膜封闭所述袋。在从袋中拾取部件之前，该袋覆盖带必须通过一些方法来移除。
[0006]随着部件从袋中被拾取出，带引导件或供给器用于将带供给进拾取机器中。EP I381 265 BI (作为引用并入本文)描述了一个这种带引导件。该类型的部件带引导件不具有内置的带前进机构。确切地说，带引导件安装用于拾放机器中，使得拾放机器中的供给器轮突出通过带引导件，与预旋拧带接触。
[0007]每个带引导件具有关于拾取-放置机器的特定身份，在任何序列位置，卷盘及其预旋拧带引导件放置在机器中，安装机机器人会从带袋中恰当地找到并拾取恰当的部件。EP I 147 697 BI (作为引用并入本文)中描述了将使用的带引导件的身份与旋拧进引导件中的带的部件种类相关联的方法。
[0008]如所知，意在安装于电子板上以实施精确功能的电子部件，尤其是SMD部件缠绕在带或卷盘上，带或卷盘放置在适于存储的存储件或盒中。
[0009]单一 SMD部件卷盘(存储在所述存储件中)由例如棒型的特定编码识别，其包含与容纳在单一卷盘中的电子部件的类型相关的所有信息和与存储件中的相同卷盘的位置相关的信息。
[0010]SMD部件卷盘在根据手动、半自动或自动逻辑的此类存储件中操纵。在手动存储件的情况下，当操作者需要适于制成电子板的电子部件时，他/她通过标识码寻找存储件本身中的卷盘，并手动进行拾取和随后将卷盘放在存储件中的由编码标志的位置处。
[0011]在半自动或自动存储件的情况下，操作者通过编码选择他/她需要的卷盘，系统将卷盘一个接一个地提供给同一操作者。在完全自动存储件的情况下，单一卷盘的拾取和放置可例如通过机械致动器实施，机械致动器从其容纳单元或容纳件中拾取/放置卷盘。


【发明内容】

[0012]公开的技术涉及一种用于存储电子部件的自动存储设备和一种构造成保持SMD包装件(packet)的布置，比如托板(pallet)，SMD包装件包含带引导件和预旋拧进带引导件中的卷盘部件带。特别地，公开的技术涉及一种储蓄器设备，其尤其适于用在自动或半自动存储设备中，以存储多个上面提及的SMD包装件，每个SMD包装件包括带引导件和承载电子部件的卷盘部件带，卷盘部件带在存储在自动存储设备中之前预旋拧进带引导件中。
[0013]本发明的目的之一是获得一种系统和方法，其通过消除先前已知系统和方法中涉及的过程停止手动带装载步骤而简化并加快将SMD部件表面安装在电路板上的过程。
[0014]本发明的另一目的是获得一种系统和方法，其更好地利用自动存储设备或SMD仓的有效容量，并便于操纵带引导件和部件带卷盘。
[0015]公开的技术的本质在于，在部件带卷盘和带引导件一起存储在自动存储设备中之前，带被预旋拧进恰当的带引导件中。
[0016]在公开的技术的一个实施例中，部件带卷盘可通过编码(例如由条形码链接的编码)与其带引导件相关联，对于拾放机器，编码在后续的过程中会识别卷盘和恰当的部件。
[0017]在公开的技术的另一实施例中，带引导件的身份借助包含在自动存储设备中的装置(例如通过自动存储设备中的条形码读取器)编码链接至部件卷盘的特定条形码。
[0018]在公开的技术中的一个实施例中，可预想的是，部件卷盘和预旋拧的带引导件一起编码，并存储在托盘中作为自动SMD存储仓(比如MYDATA SMD塔)中的单元。该系统和方法具有明显优于操作拾放机器的先前系统和方法的优点。
[0019]先前，正确的部件卷盘必须从SMD仓预定。(20个不同引导件的)正确的带引导件必须由设定SMT工作的操作者选择。输送的卷盘的条形码和带引导件的身份必须链接起来。然后，在将带引导件插入其位于机器中的恰当位置之前，他必须恰当地旋拧部件带。所有这些耗时且可能发生误差的步骤通过根据本发明的系统和方法而消除，由此，每个卷盘带预旋拧进并与恰当的带引导件一起编码。该预旋拧的共同编码和在SMD塔中的存储通过训练的存储人员来完成，装载和编码具有高达546个部件带卷盘的整个SMD塔。
[0020]应认识到，如果卷盘和带引导件制为整体单元，并且不可分离，由电子部件的供应器作为单元输送，则公开的技术也可实施。那么，该整体单元可包括部件卷盘部分和适于将部件带引导至通过拾取机器的拾取机器人从电子部件的相应袋中拾取电子部件的带引导部分。整体单元还可包括暴露装置，用于从部件带剥落覆盖带的至少一部分。整体单元可放置在自动存储设备、SMD塔的端口处，内部机器人臂会拾取托板，并将其存放在SMD塔的特定架上，用于随后收回并将其存放在收回端口。
[0021]在一个实施例中，提供了用于将整体单元暂时固定到自动存储设备内部的多个位置之一的装置，包括磁性、电子和/或机械附接装置或联接装置中的至少一个，它们适于与自动部件带卷盘存储设备内部的多个附接装置或联接装置相互作用，从而将整体带引导件和卷盘附接到所述自动存储设备内部的所述位置之一。在公开的技术的该另一实施例中，整体单元充当其自身的支撑装置，用于存储在SMD塔内部的任何期望位置。
[0022]在公开的技术的另一实施例中，提供了具有形状限定区域和/或机械保持装置的专门托板，用于保持卷盘和预旋拧的带引导件。该托板/包装件可放置在自动SMD塔的端口处，内部机器人臂会拾取托板，并将其存放在SMD塔中的特定位置，例如特定架，用于随后收回并将其存储在收回端口。
[0023]在所公开技术的使用专门托板的该实施例中，托板本身可用作存储仓中的支撑装置，存储仓是比如不具有架的SMD塔，其仅具有位于SMD塔的内部框架中的附接点。根据一个实施方式，每个托板具有与其一体的销，其可插入SMD塔内部的许多孔的特定一个中。

【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1示意性示出用于将电子部件SMT(表面安装技术)半自动安装在印刷电路板上的系统。
[0025]图2示出将卷盘和带引导件安装在盒中。
[0026]图3示出安装在如图1所示盒中的卷盘和带。
[0027]图4示出尤其适于承载部件带卷盘和带引导件的托板。
[0028]图5示出将这种托板安装在部件存储塔的框架中。
[0029]图6示出包含在整体单元中的部件卷盘和带引导件包装件。
[0030]图7示出与拾放SMD机器协作的电子部件带。

【具体实施方式】
[0031]图1示意性示出居中在表面安装设备(SMD)安装机器(91，仅示意性表示)上的系统的布局。这种机器一般已知为拾放机器。通过喷涂焊药和/或粘合剂图案制备的板前进通过这种SMD安装机器，机械臂通过以下三种常用方法之一将垂直于前进板带供给的部件拾取(优选通过抽吸)进机器一侧:在矩阵托盘(matrix tray)中、在承载一个特定类型的部件的部件棒中或在由一系列袋构成的部件带中，所述袋均承载一个特定类型的电子部件。矩阵托盘、部件棒和带可保持在中间保持器(比如带盒或滚轮(trolley))中，其可停靠到SMD安装机器或可直接安装在SMD安装机器中。
[0032]下面的讨论涉及在本系统和方法中操纵卷盘上的部件带。总体上，部件带必须通过带引导件的某一形式引导进SMD安装机器中。在许多系统中，带引导件和供给器轮8内置于SMD安装机器或带盒中，带引导件不与供给器轮分开。在下面讨论中的系统(作为引用并入本文的EP I 381 265中显示并描述出)中，带供给器或引导件可用带端加以预旋拧，并如图2所示安装，使得带借助在带引导件处于其操作位置时与带接触的轮供给到SMD机器中。
[0033]从图2和3中可看出，卷盘9保持旋拧进带引导件10中的部件带I。卷盘9和旋拧的带引导件10安装在具有供给器轮8的盒40中。带引导件10具有钩状件25和凹槽26，分别与捕获器45和销接合，以将带引导件10固定在盒40中。无论使用不具有任何移动部件的、选择成匹配卷盘上的特定带的小的带引导件或使用具有内置的前进轮的带引导件，在联接到机器之前旋拧带的时间消耗和工作停止步骤是必要的。公开的技术处理并解决或缓和了与现有技术自动存储设备及相关方法相关联的固有时间消耗和工作停止问题。
[0034]图3示出插入用于通过轮进行带前进的位置中的卷盘和旋拧的带引导件。当销26与凹槽26接合且捕获器45移动至其接合钩状件45的接合位置时，带引导件固定到位。如下面参考图6更详细所述，有独立地读取插入的带引导件的ID的ID触头47。
[0035]在该特定系统中，用于特定工作必需的单独带卷盘均以恰当序列顺序放置在带盒中，用于保持每个卷盘竖直，并允许卷盘旋转。目前为止，为了装载机器，有必要首先为所选择的卷盘选择恰当的带引导件，以将带引导件的身份与部件卷盘的特定编码相关联(使得机器可“看见”特定部件在何处被拾取)，并使带旋拧通过选择的带引导件，之后，带引导件经由钩状件26和25在SMD机器中联接到位。
[0036]图4示出具有形成的间隔元件98的有边缘托板94的透视图，间隔元件限定出卷盘9和带引导件10两者的精确安置。这仅仅是优选的托板设计，并不限制本发明的范围。这种托板尤其适于保持具有带的部件带卷盘以及其带引导件，带旋拧通过带引导件，使得操纵该包装件在拾放机器的装载和操作方面特别有效。在如图4所示的具有专门托板的该实施例中，托板本身可用作存储仓(比如不具有架的SMD塔)中的支撑装置，仅SMD塔的内部框架99的附接点在比如图5中示出。在此，附接点是孔96，每个托板上的安装销95可插入孔中。通过该无架构造，SMD塔的内部机器人臂在端口 97处收回托板94。
[0037]如图6所示，每个带引导件10的身份以条形码16表示，带引导件还具有识别电路形式的第二识别装置17。识别电路17可保持与条形码16相同的与带引导件10的身份有关的信息。电路17具有接触表面，用于连接到设置于身份接收或读取电路47上的触针。身份接收电路47位于带引导件盒47中或部件安装机器中。当将带引导件10安装进盒40中或部件安装机器中时，在识别电路17和身份接收电路47之间进行连接。根据公开的技术的一个实施例，带引导件的身份关联于、结合于(在分支术语中)卷盘的身份和其所保持的电子部件的特定类型。当卷盘/引导件包装件存放在SMD仓或塔的存放端口时，这可完成。在第一存放时，该关联或“结合”可通过塔自动实现。如上所提及的，身份接收电路47位于带引导件盒40中或部件安装机器中，然后当将带引导件10安装进盒40中或部件安装机器中时，在图6中的识别电路17和身份接收电路47之间进行连接。然后，部件安装机器可收回与带引导件身份相关的所有信息，即部件带信息和可用的任何带引导件信息两者。该信息从上面提及的数据库中收回，部件安装机器可访问数据库。在公开的技术的某些实施例中，带引导件和部件卷盘通过设置在带引导件和部件卷盘两者中的分离的附接装置或固定装置机械地和/或磁性地附接，但是带引导件和卷盘可释放地可安装，并可拆卸为两个分离单元。
[0038]在参考图6示出的另一实施例中，其中，设置了均包括带引导部分和卷盘部分8两者的整体单元，整体单元10的每个带引导部分的身份以条形码表示，整体单元还具有识别电路形式的第二识别装置17。识别电路17可保持与条形码16相同的与整体单元10的身份相关的信息，或者条形码可省略，识别电路17可由条形码代替。因此，识别装置17可以是条形码，其可由位于带引导件盒40或部件安装机器中的条形码读取器47读取，或者，识别装置17可以是具有接触表面的识别电路，接触表面用于连接到设置于身份接收或读取电路47上的触针。因此，整体单元身份接收或读取电路47位于带引导件盒40或部件安装机器中。当将整体单元10安装进盒40或部件安装机器中时，在识别电路17和身份接收电路47之间做出连接。根据公开的技术的一个实施例，整体单元的身份关联于、结合于(在分支术语中)卷盘的身份和其所保持的电子部件的特定类型。根据公开的技术，当卷盘/引导件包装件存放在SMD仓或塔的存放端口时，这可完成。在第一存放时，该关联或“结合”可通过塔自动实现。如上面所提及的，身份接收电路47位于带引导件盒49或部件安装机器中，然后当将整体单元10安装进盒40中或部件安装机器中时，在图6中的识别电路17和身份接收电路47之间做出连接。然后，部件安装机器可收回与带引导件身份相关的所有信息，即部件带信息和可用的任何带引导件信息两者。该信息从上面提及的数据库中收回，部件安装机器可访问数据库。
[0039]图7示出典型的拾放抽吸喷嘴7，当其通过供给器轮8前进时，其从部件带I的袋6之一中拾取电子部件。
[0040]现在认识到，当使用这种类型的不具有任何移动部件的简单、小带引导件(但是仍能够移除覆盖带或膜，保持部件在它们的袋中)时，先前工作延时是不必要的。已认识至IJ，在存储卷盘和引导件作为包装件之前，带引导件可以预先旋拧。
[0041]如图1所示的自动存储塔93用于所述仓，并以顺序方向收回高达546个带卷盘。尽管该特定示例提到了存储塔，但是应认识到，本发明不限于仅使用存储塔，而是如本领域技术人员所认识到的，可等同地应用于其它存储单元，比如其它形式的自动仓等。根据公开的技术，当贮存具有各种部件带的塔时，每个带编码链接到恰当的带引导件，带被预先旋拧，由卷盘和旋拧的引导件构成的该包装件放置在托板上，于是托板存放在存储塔的进入表面上，自动塔拾取托板并将其存储在塔内的恰当位置。
[0042]还认识到，在完成某一 SMT工作之后，卷盘及其仍然旋拧的带引导件可作为恰当地位于托板上的包装件返回到SMD塔或其它存储单元。因此，对于整个卷盘，仅进行一次旋拧，由此节省时间并减少浪费，因为旋拧可涉及使带前进以及浪费少量第一部件。
[0043]本领域技术人员应理解，在本发明的范围内，有运输、存储和收回卷盘和带引导件包装件的若干可能性。在一个替代例中，在没有任何下层托板的情况下，卷盘和带引导件包装件形成固有的包装件，并存放在SMD塔的入口 97处，其中的内部机器人臂拾取包装件，并将其存放在恰当的存储位置。
[0044]当然，可使用其它附接装置来将托板固定到它们位于存储塔内部的位置。当本领域技术人员希望实施所公开的技术时，他可很容易地想到钩状件、闩锁件和电磁体的不同形式。图3-5示出保持若干塔框架支柱99的存储塔。塔框架支柱位于该塔的内部。
[0045]如上面所提及的，托板可用于自动部件带卷盘存储设备中，托板还可由形状限定的保持器部分表征，保持器部分保持电子部件带卷盘，并用于保持带引导件与其一起，所述电子部件带旋拧通过带引导件。根据公开的技术的另一实施例，承载卷盘和带引导件的托板可具有附接装置或联接装置，附接装置或联接装置适于将托板附接到位于自动存储设备内部的选定位置处的对应附接装置或联接装置，在自动存储设备内部，托板和自动存储设备的两个相互作用的附接装置可以是磁性、电子和/或机械联接装置形式的任何附接装置。因此，暂时将托板固定到自动存储设备内部的多个位于之一的装置包括磁性、电子和/或机械附接装置或联接装置中的至少一个，其适于与位于自动部件带卷盘存储设备内部的多个附接装置或联接装置相互作用。
[0046]根据所公开技术的另一实施例，电子部件带卷盘可与其带引导件一体制造，然后，利用附接装置将卷盘设置到存储塔内部的选定位置，比如，磁性、电子和/或机械联接装置形式的附接装置。因此，暂时将整体单元固定到自动存储设备内部的多个位置之一的装置包括磁性、电子和/或机械附接装置或联接装置中的至少一个，其适于与位于自动部件带卷盘存储设备内部的多个附接装置或联接装置相互作用，从而将一体的带引导件和卷盘附接到所述自动存储设备内部的所述位置之一。在该另一实施例中，卷盘充当其自身的支撑装置，用于存储在SMD塔内部的任何期望位置。
【权利要求】
1.一种自动存储单元，或者SMD仓，用于存储包括带的部件卷盘，具有位于袋中的表面安装部件，其中，所述自动存储单元的特征在于构造成接收和自动存储带引导件或部件供给器，当由所述存储单元接收时，带引导件的相关联的卷盘部件带预旋拧进带引导件中，其中，所述存储单元还构造成自动地存储所述带引导件和其相关联的卷盘带，一起作为自动可收回单元。
2.如权利要求1所述的自动存储单元，还构造成自动地编码链接所述卷盘部件带的身份与所述带引导件的身份，所述卷盘部件带预旋拧进所述带引导件中。
3.如权利要求1或2所述的自动存储单元，还构造成接收并存储带引导件及其相关联的部件卷盘作为两个分离单元，带引导件及其相关部件卷盘可以可释放地安装和连接，其中，所述卷盘部件带预旋拧进所述带引导件中。
4.如权利要求1或2所述的自动存储单元，还构造成接收和存储带引导件，带引导件与卷盘视为整体单元，其中，所述整体单元的带引导部和卷盘部不能可释放地安装。
5.如权利要求1-4任一项所述的自动存储单元,还构造成接收和存储带引导件或带引导部，当带前进通过所述带引导件时，带引导件或带引导部适于自动地剥落覆盖部件带的袋的覆盖膜。
6.如权利要求1-5任一项所述的自动存储单元，还构造成自动地存储托盘或托板，托盘或托板适于承载共同作为自动可收回单元的所述带引导件及其相关联的卷盘带。
7.如权利要求6所述的自动存储单元，还构造成提供托盘或托板，托盘或托板适于接收和承载共同作为自动可收回单元存储在存储单元中的带引导件及其相关联的卷盘带。
8.借助这样的系统通过表面安装技术组装印刷电路板的方法，所述系统包括:自动拾取机器；具有一系列袋的多个带，每个袋保持电子部件；带引导件，部件带可以供给通过带引导件；自动SMD仓，用于自动存储和收回部件带卷盘，其特征在于以下步骤: a.通过将带端旋拧进带引导件中而提供部件带卷盘； b.接收预旋拧进带引导件中的部件带卷盘； c.在自动存储设备中自动存储预旋拧的部件带卷盘和带引导件，作为包装件； d.对于多个不同的部件带卷盘，重复步骤b和c; e.从自动SMD仓中的存储中收回多个所述卷盘/带引导件包装件，用于联接到拾放机器。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在将所述包装件存储在自动SMD仓中之前，使每个包装件中的所述带引导件的身份关联于所述部件带卷盘的额外步骤。
10.如权利要求9所述的方法，其中，在自动存储设备的端口处接收预旋拧的部件带卷盘和带引导件之后，通过自动存储设备来自动地执行使每个包装件中的所述带引导件的身份关联于所述部件带卷盘。
11.用在自动部件带卷盘存储设备中的托板，其特征在于保持电子部件带的卷盘和保持带引导件与卷盘在一起的装置，所述电子部件带旋拧通过所述带引导件。
12.如权利要求11所述的托板，其特征在于将托板暂时固定到自动部件带卷盘存储设备内部的多个位置之一的装置。
13.如权利要求12所述的托板，其特征在于，将托板暂时固定到自动存储设备内部的多个位置之一的装置包括磁性、电子和/或机械的附接装置或联接装置中的至少一个，它们构造成与自动部件带卷盘存储设备内部的多个附接装置或联接装置中的至少一个相互作用，从而将托板或卷盘附接到所述自动存储设备内部的所述位置之一。
14.一种用在自动部件带卷盘存储设备中的SMD包装件，所述SMD包装件的特征在于视为包括部件卷盘(部件卷盘部)和带引导件(带引导部)的单元。
15.如权利要求14所述的SMD包装件，其中，所述单元的带引导件和部件卷盘通过设置于带引导件和部件卷盘两者中的分离的附接装置，例如固定装置被机械地和/或磁性地附接起来，其中，所述带引导件和所述卷盘可以可释放地安装，并可以分离为两个分离单元。
16.如权利要求14所述的SMD包装件，其中，所述SMD包装件的特征在于卷盘部和带引导部视为整体单元，其中，所述整体单元的带引导部和卷盘部不能可释放地安装。
17.如权利要求14至16任一项所述的SMD包装件，其特征在于将托板暂时固定到自动部件带卷盘存储设备内部的多个位置之一的装置。
18.如权利要求17所述的SMD包装件，其特征在于，将托板暂时固定到自动存储设备内部的多个位置之一的装置包括磁性、电子和/或机械的附接装置或联接装置中的至少一个，它们构造成与自动部件带卷盘存储设备内部的多个附接装置或联接装置中的至少一个相互作用，从而将托板或卷盘附接到所述自动存储设备内部的所述位置之一。
【文档编号】H05K13/08GK104272892SQ201380023562
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2012年3月12日
【发明者】N.雅各布森 申请人:麦克罗尼克迈达塔有限责任公司