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Die vorliegende Erfindung findet Anwendung auf dem Gebiet des Zusammenbaus von elektronischen Komponenten und insbesondere mit Transferarmmaschinen, die für die Montage der elektronischen Komponenten, wie beispielsweise integrierten Schaltkreisen (nachstehend „Chips” genannt) oder Komponenten für die Oberflächenmontage („CMS”) auf Leiterplatten, verwendet werden. Ferner betrifft sie die Verteilung solcher Komponenten (die üblicherweise in Leisten verpackt sind, die im Allgemeinen aus Kunststoff oder aus Metall bestehen) und eine Vorrichtung, die verwendet wird, um diese Komponenten einzeln in den Kopf der Transferarmmaschine einzuführen.
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Um solche elektronischen Komponenten einzeln am Kopf zu verteilen und anzuordnen, werden im Stand der Technik mehrere herkömmliche Systeme und Verfahren verwendet. Die Komponenten können durch Schwerkraft zu dem Transferarmkopf gebracht werden, und dieses Verfahren erfordert eine Schräge oder einen schrägen/winkeligen Kanal, der den Transferarmkopf stören kann. Wenn der Zuführkanal der Komponenten horizontal ausgerichtet werden soll, beispielsweise auf Grund von Platzproblemen, ist es möglich, die Komponenten einzuführen, wobei Vibrationen verwendet werden. Dennoch, da die Einführung von Komponenten nicht positiv erfolgt, sind diese Maschinen oft langsam. Überdies sind die Vibrationen manchmal schwer zu optimieren auf Grund von Masseänderungen, wenn sich die Anzahl von Komponenten verringert. In manchen Fällen werden die Komponenten auf einem horizontalen Teil der Maschine durch einen oder mehrere Riemenverteiler eingeführt. Die Einführung erfolgt nun positiv, und die Beförderung der Komponenten ist rascher.
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In der
US 6,102,188 A wird ein System zum Zuführen von Bauelementen offenbart. Dieses System weist einen Feeder mit einem Bestückungsautomaten auf, der mit einem an die Breite der zuführenden Bauelemente angepassten Riemen versehen ist. An dem Feeder sind Befestigungselemente vorgesehen.
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Die
EP 0301691 offenbart ein Magazin zum Speichern von elektronischen Bauteilen des SOIC-Typs. Ein Förderband nimmt hierbei Komponenten auf und führt diese zu einem Sammelpunkt.
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Weiter beschreibt die
JP 10190288 eine Förderstruktur für Chip-Komponenten.
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Die Beschreibung der in den vorstehend genannten Druckschriften offenbarten Fördersysteme könnte für das Verständnis der vorliegenden Erfindung hilfreich sein.
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Bei den Riemenverteilern, auf die oben Bezug genommen wird, besteht eine erste Anordnung darin, auf einer Basis einen breiten Einzelriemen anzubringen, auf dem mehrere Komponenten im Allgemeinen eingeführt werden. Das Problem dieser Ausführung besteht darin, dass die Komponenten (wie beispielsweise Chips) auf dem Riemen liegen und sich an ihren Anschlussklemmen halten, und auf Grund der unvermeidlichen Reibung besteht eine erhöhte Gefahr, diese zu beschädigen oder zu kontaminieren. Um dieses Problem zu verhindern, bestehen weitere Vorrichtungen darin, dass sie auf derselben Basis mehrere Riemen bereitstellen, wobei jeder derart angeordnet ist, dass er einen gewissen Typ von Komponente mit ihrem Körper befördert, ohne seine Anschlussklemmen zu berühren. Die Basis ist somit ein autonomes System, das Riemen, Antriebsmotoren und Steuersysteme umfasst, und ein solches System des Standes der Technik ist in 1 dargestellt. Der Hauptnachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, dass die Basis für einen oder mehrere Typen von Komponenten ausgeführt sein muss, deren Größe im Vorhinein bekannt ist, was es schwierig, wenn nicht unmöglich, macht, die Ausführung (d. h. die Position/Größe) der Riemen auf der Basis zu ändern, um Komponenten von unterschiedlichen Größen anzubringen. Folglich ist jede herkömmliche autonome Verteilungsvorrichtung dieser Art für einen Typ oder eine Kombination von Typen von Komponenten bestimmt. Allerdings sollte die Transferarmausrüstung einem Bedarf an Flexibilität entsprechen, den diese Art von Vorrichtung nicht erfüllen kann. Überdies, wenn ein neuer Typ von Komponente oder eine neue Kombination von Typen von Komponenten eingesetzt werden soll, erfordert es dieser Ausrüstungstyp, die gesamte Basis zu ändern, was einen Zeitaufwand und Zusatzkosten bedeutet.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verteilungssystem für den Transfer von Komponenten in eine Position zum Ergreifen durch einen Kopf einer Transferarmmaschine gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
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Nach einen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Abschnitt gemäß Anspruch 9 bereitgestellt, der eine Basis bildet, die dazu bestimmt ist, in einem Verteilungssystem für den Transfer von Komponenten in eine Position zum Ergreifen durch einen Kopf einer Transfermaschine verwendet zu werden.
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Bevorzugte und/oder optionale Merkmale des Verteilungssystems sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Vorzugsweise umfasst das Verteilungssystem ferner ein Kontrollsystem, und der die Basis bildende Abschnitt umfasst ferner ein zweites Antriebsmittel, um einen gemeinsamen einziehbaren Stab anzutreiben, der typischerweise mit einem eine Feder bildenden Mittel versehen ist, um die Rückkehr des gemeinsamen einziehbaren Stabes in eine Position, die den zu erfassenden Komponenten am nächsten ist, zu unterstützen.
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Typischerweise wird eine Vielzahl von Verteilungsmodulen für Einzelkomponenten geliefert, wobei jedes Modul ein einen Riemen bildendes Mittel aufweist, das an die Breite einer Gruppe von Komponenten angepasst ist.
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Vorzugsweise wird ein erstes Einzelantriebsmittel vom die Basis bildenden Abschnitt geliefert, das derart ausgeführt ist, dass es jedes einen Riemen bildende Mittel ohne Ausnahme unter der jeweiligen Vielzahl von Verteilungsmodulen für Komponenten über einen Übertragungsmechanismus antreibt, der typischerweise die synchrone Drehung der den Riemen bildenden Mittel für jedes der Verteilungsmodule gewährleistet. Der Übertragungsmechanismus umfasst vorzugsweise ein Kupplungselement, das horizontal angeordnet ist und in das jedes der Module von Komponenten über jeweilige Eingriffsmittel eingekuppelt werden kann.
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Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung bieten den Vorteil, dass sie eine rasche Zuführung und Beseitigung der Verteilungsmodule für Modulkomponenten auf einem eine Basis bildenden gemeinsamen universellen Abschnitt mit Hilfe eines Mittels zur genauen Positionierung auf einer Seite ermöglichen, und typischerweise ist jedes Verteilungsmodul für Komponenten typischerweise zumindest teilweise mit einer Kerbe und einem Positionierstab oder dergleichen auf einer Seite versehen, um eine genaue Positionierung zu ermöglichen, und ist ferner typischerweise zumindest teilweise mit einem Schnelleinsetzelement versehen.
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Die Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung sind nun nur als Beispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine schematische Endansicht einer Riementransfereinrichtung für Komponenten nach dem Stand der Technik ist;
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2 eine schematische Endansicht einer Ausführungsart eines Verteilungssystems für Komponenten nach der vorliegenden Erfindung ist;
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3 eine Seitenansicht des Verteilungssystems für Komponenten aus 2 ist, die eine universelle Basis und ein Einzelantriebsmodul zeigt;
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4 eine Seitenansicht des Einzelantriebsmoduls der 3 ist;
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die 5 und 6 schematische Darstellungen während des Vorgangs der Erfassung einer Komponente von einem abnehmbaren Einzelmodul aus 3 sind; und
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die 7 und 8 schematische Darstellungen eines abnehmbaren Einzelmoduls sind, von dem eine Komponente nicht erfasst wurde.
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1 stellt eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik dar, die dazu bestimmt ist, elektronische Komponenten 8, wie beispielsweise Chips 8'', zu transferieren. Die Vorrichtung der 1 umfasst eine Basis 6', die ein autonomes System ist, das Riemen 12', ein Antriebssystem (nicht gezeigt) und das Steuersystem für dieses (nicht gezeigt) integriert. Wenn ein anderer Typ von Komponente 8 transportiert werden soll, muss die Basis 6' geändert werden.
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2 stellt eine Endansicht eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung dar, das eine gemeinsame universelle Basis 6 und Riemenverteilungsmodule 1 für Komponenten 8 (nachstehend auch „Schiene” 1 genannt) umfasst. Die Verteilungsmodule 1 sind voneinander unabhängig und von der gemeinsamen universellen Basis 6 abnehmbar. Ein gemeinsamer Motor 4, der mit der universellen Basis 6 verbunden ist, treibt einen gemeinsamen Schnittstellenmechanismus an, der in 3 als Übertragungswelle 3 dargestellt ist, die die Riemen 12 über die Kupplungsräder 14, die auf jedem Modul 1 vorgesehen sind, antreibt.
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3 stellt die Ausführungsart der vorliegenden Erfindung dar, umfassend die universelle Basis 6 und das Einzelverteilungsmodul 1. Das oben erwähnte Modul 1 ist von der Basis 6 abnehmbar und kann ferner rasch der Basis 6 zugeordnet und von dieser durch Betätigung eines Befestigungsmittels oder eines Einsetzmittels, das freigegeben werden kann, abgenommen werden, die in 3 in Form einer Kerbe dargestellt sind, die als vorderer Anschlag 10 und eine hintere Einsetzbefestigung 2 wirkt.
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Ein einziehbarer Anschlag 9, der in die gemeinsame Basis 6 integriert ist, unterstützt eine einzeln eingeführte Komponente 8 dabei, von dem Transferarmkopf (nicht gezeigt) am Ende des Transferriemens 12 erfasst zu werden. Dieser Anschlag 9 wird durch einen Elektromagneten 7 aktiviert und entlang der Länge der Komponente 8 eingestellt, um nur eine Komponente 8 an die richtige Position für ihre Erfassung durch den Transferarmkopf einzuführen. Dieser Anschlag 9 ist einziehbar, um zu vermeiden, dass der gesamte Druck auf die Komponente 8 ausgeübt wird, während sie der Maschinenkopf (nicht gezeigt) erfasst.
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4 zeigt ein Einzelverteilungsmodul 1 gemäß der Erfindung. Jedes Einzelverteilungsmodul 1 ist autonom und umfasst einen Riemen 12, der dazu bestimmt ist, die Komponenten 8 zu transportieren. Dieser Riemen 12 wird von Lagern 15 geführt, die glatte Außenumfänge aufweisen. Der Riemen 12 wird von dem Kupplungsrad 14 angetrieben, das seinerseits von der Übertragungswelle 3 angetrieben wird, die sich auf der universellen Basis 6 befindet. Die Schräge 11 wird als Behälter für Komponenten und als Führung für Balken verwendet. Die Positionierung des Verteilungsmoduls 1 auf der universellen Basis 6 wird durch die Kerbe oder die Nut 10 erzielt, die sich vorne am Verteilungsmodul 1 befindet, das um eine Walze 34 herum angeordnet ist, die auf der universellen Basis 6 mitgeliefert wird. Das hintere Ende des Verteilungsmoduls 1 wird dann auf die universelle Basis 6 abgesenkt, und eine Spindel, die nach unten vorspringt 13 und sich hinter dem Modul 1 befindet, ist in einem Loch (nicht gezeigt) angeordnet, das in der Oberseite der gemeinsamen universellen Basis 6 mitgeliefert wird.
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Die Größe jedes Einzelverteilungsmoduls 1 und insbesondere die Breite des Riemens 12 für jedes Einzelverteilungsmodul 1 hängen von der Komponente 8 ab, die zum Maschinenkopf gebracht werden soll. Folglich wird die Breite des Riemens 12 für jedes Einzelverteilungsmodul 1 derart gewählt, dass sie annähernd gleich der Breite des Körpers der Komponenten 8 Ist, so dass, wenn eine Komponente 8 auf den Riemen 8 gelegt wird, sich diese auf der Oberseite des Riemens 12, seiner Unterseite oder seiner Mitte befindet, wobei die Anschlussspindeln der Komponente seitlich in Bezug auf den Riemen 12 angeordnet sind, so dass die Anschlussspindeln der Komponenten 8 den Riemen 12 überspannen und von diesem herabhängen.
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Die Wechselwirkung zwischen den Komponenten 8, 8' und der Verschiebung des Riemens 12 und des einziehbaren Anschlags 9 ist in den 5 bis 8 gezeigt.
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Die Komponenten 8 sind ursprünglich gestapelt in einem Rohr (nicht gezeigt) enthalten, das auf die Winkelschräge 11 in richtiger Ausrichtung gelegt wird, so dass die Komponenten 8 am Ende der Schräge 11 des Riemens 12 in der richtigen Ausrichtung eingeführt werden. Die Komponenten 8 liegen somit auf der Oberseite des Riemens 12, wobei ihre Anschlussspindeln den Riemen 12 überspannen, und wenn sich der Riemen in die Richtung des Pfeils 22 in 5 bewegt (wobei sich der obere Abschnitt des Riemens von rechts nach links in Richtung der Erfassungsstelle in 5 bewegt), verlaufen die Komponenten 8' unter einem oberen Führungsweg 20. 5 ist ein schematisches Diagramm, das einen Riemen 12 zeigt, nachdem die Komponenten 8, 8' von rechts nach links vom Riemen 12 geschoben wurden. Die zwischen dem Riemen 12 und den Komponenten 8, 8' erzeugte Reibung erzeugt ein Blockieren oder Zusammendrücken zwischen den Komponenten 8, 8', und, wie in 5 gezeigt, neigen die Komponenten 8, 8' dazu, den Zwischenraum zwischen der Oberseite des Riemens 12 und der Unterseite des oberen Führungsweges 20 aufzufüllen, da der einziehbare Anschlag 9, wie in 5 gezeigt, jeden zusätzlichen Weg der am weitesten links befindlichen Komponente 8 von rechts nach links in Richtung des Pfeils 22 verhindert. Folglich ist die auf die Komponente 8 in 5 von den folgenden Komponenten 8' ausgeübte Kraft durch den Pfeil 18 dargestellt. Folglich kann, wenn ein Transferarmkopf versuchen würde, die Komponente 8 mit Hilfe einer Saugwirkung durch eine herkömmliche Vakuumdüse zu erfassen, wenn die Kraft 18 zu groß ist, die Erfassung scheitern, da die Komponente 8 wirksam in der Position zwischen dem einziehbaren Anschlag 9 und den folgenden Komponenten 8' verriegelt ist.
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Um den möglichen Misserfolg der Erfassungsaktion zu verhindern, wird der Riemen 12 momentan angehalten, und der Anschlag 9 wird eingezogen oder von rechts nach links verschoben, wie in 6 gezeigt, und dadurch wird ein Abstand zwischen diesem 9 und der zu erfassenden Komponente 8 erzeugt, wodurch folglich der Druck auf die Komponente 8 freigegeben wird.
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Wie in 6 zu sehen ist, ist der obere Führungsweg 20 derart angeordnet, dass er sich nur so weit wie die am weitesten links befindliche Komponente 8' erstreckt, so dass der obere Führungsweg 20 die Erfassungsaktion der Komponente 8 nicht stört. Folglich kann der Transferarmkopf nun in die Position über der Komponente 8 verschoben werden, und wenn seine Saugwirkung aktiviert wird, kann er die Komponente 8 in eine Richtung nach oben erfassen.
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Wenn nur das abnehmbare Einzelverteilungsmodul 1 verwendet wird, können die auf diesem Riemen 12 liegenden Komponenten 8' nun von recht nach links bis in die in 5 gezeigte Position geschoben werden, und die oben erwähnten und für die 5 und 6 dargestellten Schritte können dann wiederholt werden.
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Dennoch sind dort, wo mehr als ein abnehmbares Einzelverteilungsmodul 1 auf der gemeinsamen universellen Basis 6 vorhanden sind, wie in 2 gezeigt, zusätzliche, unten in den 7 und 8 dargestellte Schritte wünschenswert.
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Die 7 und 8 zeigen nicht verwendete Schienen, und wie der Leser feststellen wird, sind alle Riemen 12 aller abnehmbaren Einzelverteilungsmodule 1 gleichzeitig auf Grund des gemeinsamen Motors 4 verschiebbar. Folglich wurde in 7 die Komponente 8 nicht erfasst. Dennoch ist es in diesem Stadium wünschenswert, den Riemen 12 umzukehren, nämlich von links nach rechts, wie durch den Pfeil 24 in 7 gezeigt. Der Grund für diese Umkehrbewegung des Riemens 12 ist, dass alle einziehbaren Anschläge 9 aller abnehmbaren Einzelverteilungsmodule 1 an den einzigen Elektromagneten 7 gekoppelt sind. Wenn folglich der einziehbare Anschlag 9 in die in 5 gezeigte Position in einer Schiene 1 gebracht würde, in der die Komponente 8 nicht erfasst wurde (wie beispielsweise in 7), würde eine Gefahr bestehen, dass der einziehbare Anschlag 9 an die nicht erfasste Komponente 8 stößt oder mit dieser kollidiert, wobei die Gefahr besteht, dass diese aus dem Riemen 12 springt. Folglich wird aus diesem Grund der Riemen 12 nach hinten angetrieben (d. h. in Richtung des Pfeils 24 in den 7 und 8), um die nicht erfasste Komponente 8 weiter vom einziehbaren Anschlag 9, typischerweise ungefähr 1 bis 2 mm, zu entfernen.
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Der einziehbare Anschlag 9 wird dann in Richtung des in 8 gezeigten Pfeils (d. h. von links nach rechts) in Richtung der nicht erfassten Komponente 8 verschoben, aber ohne Gefahr einer unmittelbaren Berührung der nicht erfassten Komponente 8.
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Die abnehmbaren Verteilungsmodule 1 sind dann bereit für einen neuen Zyklus von Schritten, beginnend bei 5, und auf diese Weise können alle Riemen 12 wieder in die Richtung des Pfeils 22 verschoben werden. Natürlich kommen die nicht erfassten Komponenten 8 auf den nicht verwendeten Schienen der 7 und 8 sehr rasch am Anschlag 9 an. Dennoch, auf Grund der Tatsache, dass der Körper der Chips oder der herkömmlichen Komponenten für die Oberflächenmontage (CMS) 8 auf dem Riemen 12 gleiten können, stoppt die Konfiguration der Komponenten 8' in 6 den Riemen 12 weder, noch blockiert er ihn. Folglich wiederholt der substantielle Mangel an Reibung zwischen der Unterseite oder dem Mittelteil der Komponenten 8 und dem Riemen 12 die Bedeutung, dass sich die zerbrechlichen Anschlussspindeln der Komponenten 8 nicht auf den Riemen 12 befinden dürfen.
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Es wäre anzumerken, dass die einziehbaren Einzelanschläge 9 auf einem gemeinsamen Stab 28 auf der gemeinsamen universellen Basis 6 montiert sind, in der die einziehbaren Einzelanschläge 9 einzeln konfiguriert werden können, wobei sie einzeln entweder näher zu ihren jeweiligen abnehmbaren Verteilungsmodulen 1 oder weiter weg von ihren jeweiligen abnehmbaren Verteilungsmodulen 1 mit Hilfe der Befestigungsmittel durch Anziehen/Lösen 26, wie beispielsweise Schrauben oder dergleichen, verschoben werden, so dass die einziehbaren Anschläge 9 für jedes der abnehmbaren Einzelverteilungsmodule 1 in Abhängigkeit von der genauen Länge der Komponente 8, die erfasst werden soll, eingestellt werden können.
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Ein Kontrollmodul 30 wird vorne oder am Benutzerende der gemeinsamen universellen Basis 6 mitgeliefert, die einen Mikroprozessor auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt) umfasst, dessen innerer Speicher die Möglichkeit liefert, die abnehmbaren Einzelverteilungsmodule 1 über die Natur und die Referenz der Komponenten 8, 8', die ihm geliefert werden, zu „instruieren”. Überdies kann der Mikroprozessor in dem Kontrollmodul 30 die Anzahl von Komponenten 8, 8', die erfasst werden sollen, zählen, und ihr innerer Speicher kann stromaufwärts ferngeladen werden, wobei er an ein Mikroterminal angeschlossen wird, das in der Lage ist, die Strichcodes, die an der Seite des Rohrs oder Balkens der Komponenten 8, 8' anhaften, zu lesen. Überdies ist das Kontrollmodul 30 an die Transferarmmaschine mit Hilfe eines elektrischen Busses (nicht gezeigt) angeschlossen, und Informationen können zwischen dem Kontrollmodul 30 und der Transferarmmaschine in beide Richtungen ausgetauscht werden. Wie in 2 zu sehen, können die Einzelverteilungsmodule 1 an jeder beliebigen Stelle auf der Breite der gemeinsamen universellen Basis 6 angeordnet werden, und ein Transmitter auf den abnehmbaren Einzelverteilungsmodulen 1 kann von einem Empfänger erfasst werden, der an den Transferarmkopf der Transferarmmaschine angeschlossen ist, um die Positionierung des abnehmbaren Einzelverteilungsmoduls 1 auf der Breite der gemeinsamen universellen Basis 6 zu liefern. Wenn überdies eine Schiene oder ein abnehmbares Einzelverteilungsmodul 1 knapp an Komponenten 8 ist oder wenn die Erfassung einer Komponente mehrere Male misslungen ist, leuchtet eine LED auf der Frontplatte 31 des Kontrollmoduls 30 auf. Überdies wird ein Knopf 32 auf jeder Frontplatte 31 des Kontrollmoduls für jede Schiene 1 mitgeliefert, wobei der Knopf 32 mit dem Kontrollmodul 30 verkabelt ist, so dass, nachdem eine Schiene 1 mit Komponenten befüllt wurde, der Bediener auf den Knopf drücken kann, um die Schiene 1 zu reaktivieren und die leuchtende LED zu löschen.
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Es wäre anzumerken, dass die Komponenten 8 nicht auf der Winkelschräge 11 in Rohren aus Kunststoff oder dergleichen geliefert werden müssen, sondern direkt auf dem Riemen 12 oder der Winkelschräge 11 mit Hilfe von Bändern auf einer Spule (nicht gezeigt) von Komponenten 8 oder dergleichen geliefert werden könnten.
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Folglich bieten die Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass sie die offensichtlich widersprüchlichen Ziele von geringerem Kapitaleinsatz und einer größeren Flexibilität überwinden. Herkömmlicherweise, wenn das Ziel darin besteht, eine gewisse Flexibilitat in die Produktionssysteme zu bringen, erhöht sich der Kapitalaufwand. Wenn als Variante das Ziel darin besteht, den Kapitaleinsatz der Investition zu verringern, geht dies zu Lasten der Produktionsflexibilität. Als Kontrast bieten die Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass sie die Funktionen trennen und die gemeinsamen und die spezifischen Funktionen auf unterschiedliche Weise steuern. Auf diese Weise ist es nur erforderlich, einmal in die gemeinsamen Funktionen, nämlich die gemeinsame universelle Basis 6 zu investieren, und die spezifischen Funktionen können auf flexible Weise in Form von Einzelverteilungsmodulen 1 eingesetzt werden. Überdies bieten die Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass sie leicht je nach Produktionsbedarf konfiguriert werden können.
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Änderungen und Verbesserungen können an den oben beschriebenen Ausführungsarten vorgenommen werden, ohne über den Rahmen der Erfindung hinauszugehen.
