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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung
von Elektronikbauteilen von einer geneigten Zuführbahn auf ein anderes Element,
wie etwa ein Verpackungselement, eine gedruckte Leiterplatte, eine
Testvorrichtung oder dergleichen.
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Insbesondere
betrifft sie eine Vorrichtung, die in Band-und-Spule-Verpackungsmaschinen zum aufeinanderfolgenden Übertragen
einzelner Elektronikbauteile, wie etwa Halbleiter, integrierte Schaltkreise
und dergleichen, von einer geneigten Schwerkraft-Zuführbahn auf
ein Verpackungsband verwendet werden kann, das mit Taschen versehen
ist, um einzelne Bauteile aufzunehmen, und das schrittweise vorwärtsbewegt
und versiegelt wird, wenn besagte Elektronikbauteile eines nach
dem anderen in besagte Taschen eingebracht werden, welches Verpackungsband
dann auf eine Spule aufgewickelt wird.
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Solche
mit Elektronikbauteilen gefüllten
Bänder
werden effizient zum automatisierten Zusammenbau gedruckter Leiterplatten
oder dergleichen verwendet.
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In
traditionellen Band-und-Spule-Vorrichtungen werden besagte Elektronikbauteile
hauptsächlich
mittels zweier Typen von Beschickungsvorrichtungen von der geneigten
Schwerkraft-Zuführbahn zu
dem Band-und-Spule-Mechanismus übertragen.
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Ein
erster Typ bekannter Beschickungsvorrichtungen wird von einem einzelnen
Schwenkarm gebildet, der mit einem Vakuummundstück ausgestattet ist, welches
oben auf das Elektronikbauteil gedrückt wird, um es festzuhalten.
Das Bauteil wird dann von der Zuführbahn abgehoben und über eine Tasche
in dem Band bewegt, wonach das Bauteil in die darunterliegende Tasche
geschoben und losgelassen wird.
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Ein
zweiter Typ bekannter Beschickungsvorrichtungen ist komplexer und
wird von einem rotierenden Revolverkopf gebildet, der mit einem
einzelnen Vakuummundstück
ausgestattet ist, um die Elektronikbauteile von der Zuführbahn aufzunehmen
und sie zwecks Inspektion und Übertragung
auf ein Band zu anschließenden
Stationen zu bewegen.
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Ein
Nachteil dieser bekannten Beschickungsvorrichtungen ist, dass die
Bauteile Stoßkräften unterworfen
werden, die die Bauteile beschädigen
können,
insbesondere, wenn Bauteile der neuen Generation, wie beispielsweise
zerbrechliche dünne geschrumpfte
kleine Bauteile, gehandhabt werden müssen.
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Bei
diesen bekannten Beschickungsvorrichtungen sind die Bauteile auch
seitlichen Trägheitskräften ausgesetzt,
die verursachen können,
dass die Bauteile an besagter Vakuumdüse schlecht ausgerichtet sind,
was zu einer inkorrekten Positionierung der Bauteile über einer
Tasche führt.
Wenn das schlecht ausgerichtete Bauteil als nächstes in die Tasche geschoben
wird, werden üblicherweise
die zerbrechlichen Anschlussdrähte
beschädigt
und wird ein nutzloses Bauteil in das Band eingesiegelt.
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Rezenter
ist eine andere Art von Vorrichtung eingeführt worden, um die Elektronikbauteile
von einer geneigten Zuführbahn
auf ein Band zu übertragen.
Diese bekannte Vorrichtung wird von einer rotierenden Scheibe gebildet,
die konisch geformt ist, sodass die Scheibe an einer Seite zu der
Zuführbahn ausgerichtet
ist und dass die gegenüberliegende
Seite der Scheibe sich in einer horizontalen Position befindet.
Die Elektronikbauteile gleiten von der Zuführbahn in radiale Schlitze
im Rand der Scheibe und werden zur gegenüberliegenden Seite rotiert,
wo sie von einem rotierenden Beschickungsmechanismus aufgenommen
werden, um sie auf ein Band zu übertragen.
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Ein
Nachteil dieses rezenter bekannten Vorrichtungstyps ist, dass die
Anschlussdrähte
der Elektronikbauteile in physischem Kontakt mit besagter rotierender
Scheibe sind und von daher Beschädigung unterworfen
sind. Ein anderer Nachteil ist, dass ein zusätzlicher Beschickungsmechanismus
erforderlich ist, der zudem eine Beschädigung der betroffenen Bauteile
verursachen kann.
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Vorrichtungen
zur Übertragung
von Bauteilen sind in den Dokumenten WO-A-0162596 und US-A-4673077
offenbart.
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Die
Erfindung bezweckt die Überwindung der
vorgenannten und anderer Nachteile.
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Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Übertragung
von Elektronikbauteilen von einer geneigten Schwerkraft-Zuführbahn auf
ein anderes Element, spezieller ein Aufnahmeelement, dadurch gekennzeichnet,
dass sie zumindest einen Schwenkarm umfasst, der an einer geneigten
rotierenden Welle befestigt ist oder einen Teil davon bildet, die
mit Antriebsmitteln verbunden ist und die zwischen der Zuführbahn und
dem Aufnahmeelement positioniert ist, wobei der Schwenkarm einen
Winkel mit der rotierenden Welle bildet und zumindest zwischen einer
ersten Position, wobei er sich parallel zu und über der Zuführbahn befindet, und einer
zweiten Position, wobei der Schwenkarm sich über dem Aufnahmeelement befindet,
rotierbar ist, wobei besagte Vorrichtung weiterhin Saugmittel umfasst,
um ein betreffendes Bauteil anzusaugen und gegen den Schwenkarm
zu halten.
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Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass sie eine sehr hohe Durchsatzgeschwindigkeit zulässt.
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Ein
anderer Vorteil ist, dass keine Stoßkraft von einem Beschickungsarm
auf die Elektronikbauteile ausgeübt
wird, wodurch alle Risiken der Beschädigung der Bauteile eliminiert
werden und sie daher auch für
die Handhabung empfindlicherer Elektronikbauteile geeignet wird.
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Noch
ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass aufgrund
der gleichmäßigen gesteuerten
Rotation des Schwenkarms die Elektronikbauteile ihre korrekte Position
an dem Schwenkarm behalten, sodass sie stets korrekt in einer Tasche
des Aufnahmeelements positioniert sind, wodurch kostspielige Systemstaus
vermieden werden.
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Mit
der Absicht, die Merkmale der Erfindung besser darzustellen, sind
hiernach mehrere bevorzugte Ausführungsformen
dargestellt, als Beispiel, ohne jeden einschränkenden Charakter, unter Verweis
auf die begleitenden Zeichnungen, worin:
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1 schematisch
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
darstellt;
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2 die
Vorrichtung von 1 in einer zweiten Position
darstellt;
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3 eine
Draufsicht gemäß Pfeil
F2 in 1 darstellt; die
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4 und 5 in
größerem Maßstab zwei Querschnitte
gemäß den jeweiligen
Linien IV-IV und V-V in 1 darstellen;
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6 schematisch
eine Variante der Vorrichtung von 1 darstellt;
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7 schematisch
die Vorrichtung von 6, jedoch mit zusätzlichen
visuellen Inspektionsmitteln, darstellt.
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Die 1 bis 5 stellen
eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 dar
zur Übertragung
von Elektronikbauteilen 2 von einer geneigten Schwerkraft-Zuführbahn 3,
die einzelne Elektronikbauteile 2 aus einem Inspektions-
und Zuführfach 4 einer
Verpackungsmaschine 5 erhält, auf ein anderes Element 6,
das in diesem Fall ein horizontal positioniertes Verpackungsband
ist, das eine Serie von Taschen 7 umfasst, die gleichmäßig entlang
der Längsrichtung
des Bandes beabstandet sind und die individuelle Bauteile 2 enthalten
können.
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Die
Schwerkraft-Zuführbahn 3 erstreckt
sich in einer vertikalen Ebene und ist dem Ausgang zugewandt positioniert,
wo die Elektronikbauteile 2 aus dem oben erwähnten Inspektions-
und Zufuhrfach freigegeben werden.
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Sie
umfasst zwei parallele feststehende Führungsprofile 8 beziehungsweise 9,
die in einem kleinen Abstand beabstandet und übereinander positioniert sind
und die mit einem Neigungswinkel A geneigt sind, der in dem dargestellten
Beispiel ein Winkel von 45° ist,
jedoch auch einen anderen Wert haben kann.
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Das
obere Profil 9 enthält
in seiner Unterseite eine längsgerichtete
Führungsrille 10,
die über
der Oberseite des unteren Profils 8 zentriert ist.
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Die
Zuführbahn 3 enthält auch
ein zusätzliches
Führungsprofil 11 mit
derselben Breite wie das untere Profil 8 und das parallel
zu diesem verläuft.
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Dieses
zusätzliche
Profil 11 ist mit Antriebsmitteln 12 wie etwa
einem Elektromagneten oder dergleichen verbunden und ist in der
Ebene der Zuführbahn 3 zwischen
einer unteren Position und einer oberen Position bewegbar, wobei,
in dieser oberen Position, die obere Fläche dieses bewegbaren Profils 11 zu
der oberen Fläche
des feststehenden unteren Profils 8 gefluchtet ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist
zwischen der Zuführbahn 3 und
dem oben erwähnten Aufnahmeelement 6 installiert
und umfasst eine geneigte Drehwelle 13, die in derselben
vertikalen Ebene positioniert ist wie die Zuführbahn 3 und die einen Schwenkarm 14 trägt, der
in einem Winkel zu der rotierenden Welle 13 befestigt ist
und der vorzugsweise abnehmbar ist.
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Die
rotierende Welle 13 ist mit Antriebsmitteln 15,
wie etwa einem Elektromotor oder dergleichen, verbunden, und ist
rotierbar zwischen einer ersten Position, wie in 1 dargestellt,
wobei der Schwenkarm 14 sich über der Zuführbahn 3 befindet, und
zumindest einer zweiten Position, wie in 2 dargestellt,
die vorzugsweise einer Rotation über 180° entspricht,
wobei der Schwenkarm 14 sich über und quer über dem
Aufnahmeelement 6 befindet.
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Die
rotierende Welle 13 und der Schwenkarm 14 sind
vorzugsweise so orientiert, dass, in besagter erster Position, der
Schwenkarm 14 parallel zu der Zuführbahn 3 ist, während, in
besagter zweiter Position, der Schwenkarm 14 hauptsächlich in
einer horizontalen Richtung gerichtet ist.
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Dies
wird erzielt, indem die rotierende Welle 13 und der Schwenkarm 14 derart
positioniert werden, dass der Neigungswinkel B der rotierenden Welle 13 und
der zwischen dem Schwenkarm 14 und der rotierenden Welle 13 gebildete
spitze Winkel C beide annähernd
gleich dem wert eines rechten Winkels minus der Hälfte des
Werts des oben erwähnten
Neigungswinkels A der Zuführbahn 3 ist.
Dies wird durch den Ausdruck B = C = (90° – A/2) wiedergegeben.
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Eine
längsgerichtete
Führungsrille 16 für die Elektronikbauteile 2 ist
in der Unterseite an dem Schwenkarm 14 angebracht, wobei
diese Rille 16 über
der Zuführbahn 3 zentriert
ist, wenn der Schwenkarm 14 sich in seiner ersten Position
befindet, und demzufolge in dieser Position des Schwenkarms eine
Verlängerung
für die
Führungsrille 10 des feststehenden
oberen Profils 9 der Zuführbahn 3 bildet.
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Die
Führungsrille 16 in
dem Schwenkarm 14 wird von einem Anschlag 17 unterbrochen,
der sich von der Unterseite des Schwenkarms 14 aus erstreckt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst
Saugmittel, die von einer Vakuumvorrichtung 18 gebildet
werden, die eine Saugöffnung 19 enthält, welche
mittels eines Schlauchs 20, der mit einem Rohr 21 verbunden
ist, das sich durch eine Durchlassöffnung 22 in dem Schwenkarm 14 erstreckt
und das mit besagter Rille 16 in Verbindung steht, mit
besagter Führungsrille 16 des
Schwenkarms 14 verbunden ist.
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Das
oben erwähnte
Aufnahmeelement 6 ist in seiner Längsrichtung bewegbar mittels
eines Treibmechanismus 23, der beispielsweise von einem Treibrad 24 mit
sich radial erstreckenden Stiften 25 gebildet wird, die
mit gleich beabstandeten Perforationen 26 in der Felge
besagten Aufnahmeelements 6 zusammenwirken, und der an
der Welle eines Antriebsmotors 27 befestigt ist.
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Steuermittel 28 sind
vorgesehen, um die Bewegungen der oben erwähnten bewegbaren Teile zu synchronisieren
und sind daher jeweils mit dem Freigabemechanismus des Inspektions-
und Zuführfachs 4 verbunden;
mit den Antriebsmitteln 12 des bewegbaren Profils 11;
mit den Antriebsmitteln 15 der rotierenden Welle; mit der
Vakuumvorrichtung 18; und schließlich mit dem Treibmechanismus 23 des
Aufnahmeelements 6. Diese Steuermittel 28 sind
dem Fachmann auf dem betreffenden technischen Gebiet wohlbekannt
und werden daher in der vorliegenden Anmeldung nicht weiter im Einzelnen
beschrieben.
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Der
Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist sehr leicht und wie folgt.
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Die
Elektronikbauteile 2 werden eines nach dem anderen von
den Steuermitteln 28 aus dem Inspektions- und Zuführfach 4 freigegeben
und werden zwischen das feststehende obere und untere Profil 8–9 der
Zuführbahn 3 eingespeist.
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Wenn
ein Elektronikbauteil 2 freigegeben wird, so befindet sich
der bewegbare Teil 11 der Zuführbahn 3 in seiner
oberen Position und der Schwenkarm 14 befindet sich in
seiner ersten Position. Diese Situation ist in 1 dargestellt
und entspricht einer Situation, wo das bewegbare Profil 11 eine
Verlängerung
für das
untere feststehende Profil 8 bildet und wo die Führungsrille 10 des
Schwenkarms 14 mit der Führungsrille 16 des
feststehenden oberen Profils 9 der Zuführbahn 3 gefluchtet
ist.
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Es
ist deutlich, dass das freigegebene Bauteil 2 durch Schwerkraft
nach unten gleiten wird, wobei es an der Unterseite seines Körpers 29 von
den Führungsprofilen 8–11 unterstützt wird
und an seiner Oberseite von den Führungsrillen 10–16 des
oberen Profils 9 und des Schwenkarms 14 geführt wird,
derart, dass die Anschlussdrähte 30 des
Bauteils 2 an beiden Seiten der Profile 8–11 der
Zuführbahn 3 frei herunterhängen und
nicht mit irgendeinem Teil der Vorrichtung 1 in Kontakt
sind. Die Breite W der Profile 8–11 ist daher kleiner
als der Abstand D zwischen gegenüberliegenden
Anschlussdrähten
des Bauteils 2.
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Wenn
das Bauteil 2 den oben erwähnten Anschlag 17 erreicht,
wird die Vakuumvorrichtung 18 von den Steuermitteln 28 aktiviert,
sodass das Bauteil 2 in die Führungsrille 16 angesaugt
wird und fest gegen den Schwenkarm 14 gehalten wird.
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Sobald
die Vakuumvorrichtung 18 aktiviert ist, wird der bewegbare
Teil 11 der Zuführbahn 3 in
einem sicheren Abstand von den Anschlussdrähten 30 des Bauteils 2 in
die untere Position bewegt, sodass, während eines nächsten Schritts,
wenn das Bauteil 2 durch Rotation des Schwenkarms 14 weiterbefördert wird,
die Anschlussdrähte 30 von
der Zuführbahn 3 weg
gehalten werden, um eine mögliche
Beschädigung
der Anschlussdrähte
zu vermeiden.
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Der
Schwenkarm 14 wird als nächstes zu seiner zweiten Position
rotiert, wie in 2 dargestellt, sodass das Elektronikbauteil 2 zu
einer Position exakt über
einer Tasche 7 des Aufnahmeelements 6 übertragen
wird.
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Die
Vakuumvorrichtung 18 wird dann von den Steuermitteln 28 deaktiviert,
sodass das Elektronikbauteil 2 freigegeben und aus einer
sehr geringen Höhe
in besagte Tasche 7 fallengelassen wird.
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Als
nächstes
wird der Treibmechanismus 23 aktiviert und wird das Aufnahmeelement 6 über einen Abstand
bewegt, der dem Mittenabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Taschen 7 entspricht, und zugleich wird die neu gefüllte Tasche 7 mit
einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Band versiegelt.
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Zur
selben Zeit wird der Schwenkarm 14 zurück zu seiner ersten Position
rotiert und der bewegbare Teil 11 der Zuführbahn 3 wird
wieder angehoben, um mit dem unteren Profil zu fluchten, sodass wiederum
die Situation, wie in 1 dargestellt, erhalten wird.
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Als
nächstes
wird ein folgendes Bauteil 2 aus dem Zufuhrfach 4 freigegeben,
um auf gleichartige Weise wie bereits erläutert zu dem Aufnahmelement 6 übertragen
zu werden.
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Vorzugsweise
wird das leere Aufnahmeelement 6, spezifischer das Verpackungsband,
von einer ersten Spule abgewickelt, die in den Zeichnungen nicht
dargestellt ist, während
das gefüllte
und versiegelte Verpackungsband auf eine zweite Spule gewickelt
wird, die ebenfalls nicht in den Zeichnungen dargestellt ist.
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Eine
andere Ausführung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in 6 dargestellt, wobei ein zweiter Schwenkarm 14 auf
eine symmetrische Weise in Bezug auf den ersten Schwenkarm 14 an
der rotierenden Welle 13 befestigt ist und wobei dieser zweite
Schwenkarm 14 ebenfalls mit der Vakuumvorrichtung 18 verbunden
ist.
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Es
ist deutlich, dass in diesem Fall, für dieselbe Geschwindigkeit
der rotierenden Welle 13, die Geschwindigkeit des Übertragens
von Elektronikbauteilen 2 verdoppelt ist, da ein Bauteil 2 von
einem Schwenkarm 14 zu derselben Zeit aufgenommen werden
kann, wenn ein zuvor aufgenommenes Bauteil 2 von dem anderen
Schwenkarm 14 über
einer Tasche 7 des Aufnahmeelements 6 freigegeben
wird.
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In
noch einer anderen Ausführung
sind drei Schwenkarme 14 unter drei identischen Winkeln
an der rotierenden Welle 13 befestigt.
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In 7 ist
noch eine andere Ausführung
der Erfindung dargestellt, wobei, in Bezug auf die vorangehende
Ausführung,
eine visuelle Erfassungsvorrichtung 31 mit einer Erfassungskamera 32 oder
dergleichen hinzugefügt
wurde, welche Kamera 32 direkt über der als nächstes zu
füllenden
Tasche 7 positioniert ist.
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Die
visuelle Erfassungsvorrichtung 31 ist mit dem Steuermittel 28 verbunden,
um die Bewegung des Aufnahmeelements 6 derart zu überwachen, dass
die aufeinanderfolgenden Taschen 7 des Aufnahmeelements 6 stets
an exakt derselben zentrierten Position direkt unter dem Schwenkarm 14,
wenn er ein Bauteil 2 freigibt, angehalten werden, wodurch auf
diese Weise mögliche
Toleranzunterschiede in Beabstandung und Dimensionierung der Taschen 7 ausgeglichen
werden.
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Die
visuelle Erfassungseinheit 31 überwacht auch das korrekte
Positionieren der Elektronikbauteile 2 in den Taschen 7,
und der Verpackungsprozess wird gestoppt, sobald ein Positionierungsproblem
erfasst wird, sodass eine Bedienperson in der Lage ist, das fehlplazierte
Bauteil 2 zu entfernen, bevor die Tasche 7 versiegelt
wird.
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Ein
wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Erfassungskamera 32 über der
als nächstes
zu füllenden
Tasche 7 plaziert werden kann. Dies ist bei bestehenden
Verpackungsmaschinen nicht möglich,
wo die Beschickungsvorrichtung bereits über dieser Stelle ist, sodass
die Erfassungskamera üblicherweise
an einer mehr stromabwärts
gelegenen Position installiert wird, wo inkorrekt positionierte
Bauteile 2 erst nach dem Einsiegeln erfasst werden können. Auch
ist in diesem Fall die Überwachung
der korrekten Positionierung der betreffenden, zu füllenden
Tasche 7 nicht sehr akkurat, da die Überwachung an einer anderen,
stromabwärts
befindlichen Tasche 7 durchgeführt wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die als Beispiel beschriebenen
und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen begrenzt; vielmehr kann
eine solche Vorrichtung zum Übertragen
von Elektronikbauteilen in verschiedenen Formen und Abmessungen
verwirklicht werden, ohne den in den Ansprüchen definierten Rahmen der
Erfindung zu verlassen.