用于元件带的支撑构件与压紧构件之间间距可变的元件送料装置的制作方法

本发明总体上涉及为元件载体自动装配电子元件的。具体地，本发明涉及一种用于将封装在元件带中的电子元件依次送料至装配过程的元件送料装置。该元件带包括：（i）其中形成有用于容纳每个元件的袋的承载带，以及（ii）对填充有元件的袋进行密封的可移除覆盖膜。此外，本发明涉及一种具有此种元件送料装置的装配系统以及一种用于将元件带插入到元件送料装置中的方法。

背景技术：

1、在为元件载体、特别是印刷电路板（pcb）自动装配电子元件、尤其是所谓的表面贴装器件（smd）元件的过程中，将待处理的元件通过元件送料装置（通常简称为“送料器”）依次设置在元件供应位置处。从元件供应位置处，装配机的装配头拾取所提供的元件，将这些元件输送到待装配的元件载体所在的装配机的装配区域，并且将这些元件放置在元件载体上的预定位置处。

2、通常使用元件带将元件传送到元件供应位置。元件带具有承载带，该承载带具有多个依次布置的凹部或袋，每个凹部或袋都可以容纳一个元件。元件带还具有可移除覆盖膜，该可移除覆盖膜借助于粘合剂可释放地附接至承载带的顶侧，并且对填充有元件的袋进行密封，以防止例如元件意外掉落。

3、元件带经常借助于可旋转的销轮逐步地朝向元件供应位置输送。此种销轮具有径向突出的销，这些销在运行期间接合在承载带的侧向穿孔中。在到达元件供应位置之前不久，将覆盖膜剥离，使得可以通过装配头拾取相应的元件。然后，将剥离的覆盖膜丢弃。

4、为了确保通过装配头进行可靠的元件拾取过程，需要在拾取过程中使承载带保持空间稳定。为了确保不同厚度的元件带实现这一点，在元件供应位置的区域中在两个导向元件之间对承载带进行导向，这两个导向元件从上方和下方接合元件带，并且在本文中分别被称为支撑构件与压紧构件。为了允许从上方接近元件供应位置处的相应元件，该压紧构件具有接近开口。

5、在两个导向元件之间进行弹簧加载会实现元件带的（尤其是在拾取过程期间的）稳定竖直定位。然而，在输送元件带期间，该弹簧加载会导致摩擦。

6、在出于与相应元件送料装置的自动化能力相关的设计和/或功能原因而沿元件带的输送方向在两个导向元件前方布置销轮的情况下，该弹簧负载还会使在最初将元件带（的前端）插入在两个导向元件之间时变得十分困难。出现这种困难是因为销轮必须将元件带推向元件供应位置，并且元件带必须克服弹簧力来穿过两个导向元件之间的间隙。这需要依据元件带的厚度对这两个导向元件进行不同程度的严格分离。所有这些都会导致元件带发生不期望的隆起现象，这在实践中难以控制。结果，过程可靠性、尤其是自动插入元件带的过程可靠性受到损害，并且在实际装配操作中，电子元件的供应经常出现瓶颈。

7、因此，本发明的目的是确保电子元件的可靠供应，特别是当使用可以将元件带自动拉入到带通道中并将其插入在两个弹簧加载式导向元件之间的元件送料装置时，确保电子元件的可靠供应。

技术实现思路

1、所述目的是通过独立专利权利要求的主题来实现的。本发明的有利实施例在从属权利要求中进行描述。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于将封装在元件带中的电子元件依次送料至装配过程的元件送料装置，所述元件送料装置包括：

3、底架；

4、带输送路径，所述带输送路径穿过所述底架在进带口与出带口之间延伸，所述元件带能够插入到所述进带口中；

5、驱动器，所述驱动器用于将插入到所述带输送路径中的所述元件带朝元件供应位置输送；

6、导向结构，所述导向结构沿所述带输送路径布置，并且包括支撑构件和压紧构件，其中，所述元件带能够接合于所述支撑构件与所述压紧构件之间；以及

7、调节部件，所述调节部件机械耦合至所述支撑构件和/或所述压紧构件，并且被配置为调节所述支撑构件与所述压紧构件之间的间距，使得：

8、（i）在所述导向结构的第一间距状态下，所述元件带在所述支撑构件与所述压紧构件之间进行摩擦导向；并且

9、（ii）在所述导向结构的第二间距状态下，所述间距大于所述元件带的厚度。

10、所描述的元件送料装置基于以下实现方式：通过暂时增大所述支撑构件与所述压紧构件之间的间距，所述元件带的前端可以轻松且可靠地插入这两个构件之间，并且优选地还可以穿过这两个构件。成功插入后（可以手动或优选地自动完成），可以再次减小所述间距，使得在实际装配操作期间，所述元件带在所述支撑构件与所述压紧构件之间得到精确且可靠的空间导向。

11、所提及的带输送路径的几何结构或形状可以通过合适的导向部件来确定，所述导向部件固定布置在底架内部或底架上。优选地，所述带输送路径可以至少部分地由导向通道的形状来确定，所述导向通道（位于所述元件送料装置内）至少部分地在所述进带口与所述出带口之间延伸。

12、所描述的调节部件可以是与所述支撑构件和/或所述压紧构件接合的任何机构，并且在被致动时，会导致所述间距发生变化。所述调节部件可以具有操作部件，或者可以机械耦合至可由操作员致动的操作部件，使得可以手动调节所提及的间距，并且特别是在将新元件带插入到所述导向结构中时，可以增大所提及的间距。

13、优选地，如下文所详细描述的，所描述的调节部件是致动器的元件。借助于所述致动器，可以自动完成对所提及的间距的改变。如果这种改变与所述元件带沿带输送路径的移动同步，则可以完全或至少部分地自动完成将上述元件带插入到所描述的元件送料装置（包括插入到所述导向结构中）的过程。

14、所提及的驱动器例如可以包括（电动）驱动电机和销轮，如引言中所述，所述销轮具有径向突出的销，所述销在运行过程中接合在所述元件带的侧向穿孔中。为了实现所描述的元件送料装置，可以有利地使用已知的元件送料装置驱动结构。

15、所述导向结构可以布置在元件送料装置的元件供应位置的区域中。此外，所述压紧构件可以具有凹部，所述凹部允许在所述元件供应位置处（即从上方）接近（通过装配头）封装在所述元件带中的电子元件。

16、本实施例中所描述的导向结构的空间布置和压紧构件的空间物理设计具有以下优点：所述元件带在精确导向特别重要的准确位置处进行精确的空间导向。具体地，此处所描述的空间导向确保了，可以通过装配头、或者更精确地说通过装配头的元件夹持装置（特别是吸盘式夹具），在元件供应位置处可靠地拾取对相应元件，并且可以通过简单且高效的方式避免元件丢失。

17、根据本发明的另一实施例，所述元件送料装置还包括偏置机构、可选地弹簧机构，所述偏置机构对所述支撑构件和/或所述压紧构件进行偏置，以最大限度地减小所述支撑构件与所述压紧构件之间的间距。

18、简而言之，这两个构件（所述支撑构件和所述压紧构件）通过所述偏置机构相互压紧，借此在所描述的元件送料装置的预期操作中，使元件带与这两个构件摩擦接合。因此，所提及的间距取决于相应元件带的厚度。总而言之，所描述的弹簧机构有利地确保了，所述元件带无论厚度如何，都能得到稳定导向。这可以降低在通过装配头拾取元件期间发生错误的可能性。

19、所述压紧构件可以相对于所述底架固定。这意味着所述调节部件（直接）仅与所述支撑构件接合，并且使所述支撑构件向下移动，以增大间距。这样做的优点是，所描述的元件送料装置的（上）表面上无需（附加的）移动式构件，在例如由于意外进入灰尘颗粒导致粗暴操作所述元件送料装置期间，所述移动式构件的功能可能会受到损害。

20、所述元件送料装置还可以包括与调节部件耦合的致动器。

21、所描述的致动器可以是适合于克服以上所描述的偏置而暂时增大所述支撑构件与所述压紧构件之间的间距的任何类型的驱动器。例如，所述致动器可以是合适的电动机，特别是步进电机。

22、所述致动器可以包括形状记忆合金部件，所述形状记忆合金部件可以通过温度变化在第一空间物理状态与第二空间物理状态（与所述第一空间物理状态不同）之间转变，其中，所述第一空间物理状态对应于所述第一间距状态，并且所述第二空间物理状态对应于所述第二间距状态。

23、基于形状记忆合金（sma）的公知功能原理的致动器具有以下优点：在预定的阈值温度下，所述致动器可以在两个空间物理状态之间快速转变。这允许在相对较小的温度变化的情况下，在两种间距状态之间进行受控切换。

24、所述形状记忆合金可以是例如镍钛合金（又称镍钛诺（nitinol）），所述镍钛合金会因温度变化而在所谓的马氏体相（冷态）与所谓的奥氏体相之间改变其晶体结构。

25、所述形状记忆合金部件可以是导电线，当电流流过所述导电线时，所述导电线会发热并改变长度。

26、所提及的导电线可以附接至所述导向结构的两个构件中的一个构件，并且使所述构件沿其长度移动。优选地，所述导电线附接至所述支撑构件，并且在通电时，可以克服以上所描述的偏置而向下拉动所述支撑构件。所描述的长度变化允许以紧凑的设计实现所述致动器，同时仍会引起相对较大的移动。

27、所述导电线可以优选地在所述致动器的壳体内，以环的形式（例如，u形）进行导向或张紧。所述环的中间部分附接至所述支撑构件或所述压紧构件，并且所述环的两端相对于所述底架固定并进行电接触。这样做的优点是，可以用最少数量的运动零件来实现所述致动器。具体地，可以固定布置用于向所述导电线供入和输出电流的整个电路。这确保了所描述的致动器具有很高的鲁棒性。

28、以上提及的电路可以包括例如晶体管形式的受控开关。此外，所述电路可以包括终端开关，所述终端开关在到达所述支撑构件或所述压紧构件的特定空间位置时，中断流经所述导电线的电流。这防止了导电线发生过热和可能的损坏。

29、所述元件送料装置可以包括：

30、至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为监测所述元件带沿所述带输送路径的插入进度；和

31、控制装置，所述控制装置（直接或间接地）耦合至所述传感器和所述致动器，并且被配置为依据所述元件带的所述插入进度对上述致动器进行控制。

32、在这种情况下，所述支撑构件与所述压紧构件之间的间距的自动变化可以与所述元件带在插入期间的移动同步。具体地，当所述元件带的前端即将或马上位于所述导向结构之前时，可以精确地控制或激活所述致动器，从而通过适当地增大所述间距，确保所述元件带轻松且安全地插入到所述导向结构中。

33、以上提及的至少一个传感器可以是例如电容式传感器、电感式传感器和/或光学传感器。优选地，所述至少一个传感器是光障或包括光障。

34、所述驱动器可以沿所述带输送路径布置在所述进带口与所述导向结构之间（例如，相对于所述元件带的移动位于所述导向结构前方）。这有利地促进了将所述元件带自动插入到所述导向结构中。特别是，如果所述驱动器在空间上布置在所述导向结构之前，则可以防止所述元件带沿所述带输送路径的较长部分受到压缩，并防止可能形成不期望的隆起。

35、所述元件送料装置可以包括附加驱动器，所述附加驱动器沿所述带输送路径布置在所述带输送路径的输入侧部分中，并且所述附加驱动器被配置为在插入所述元件带期间，将所述元件带（至少）输送至所述驱动器。

36、以上提及的附加驱动器可以有利地促进所述元件带的自动插入。具体地，所述附加驱动器与先前提及的驱动器一样，可以具有带径向突出销的销轮，这些销接合于所述承载带的侧向穿孔中。

37、当为所述元件送料装置加载元件带时，操作员可以先将所述元件带的前侧部分与所述附加驱动器接合。在稍后时间里，当操作员可以专注于其他任务时，经过适当控制的附加驱动器可以自动将所述元件带的前端送料至主驱动器，以便将所述元件带朝所述元件供应位置输送。例如，当先前使用的附加元件带上的元件用完，并且需要在所述元件供应位置处从所述元件带提供新的元件时，就会在稍后时间里出现这种情况。此种附加元件带可以通过另一个进带口以已知方式被引入到所述元件送料装置中，在所述另一个进带口中，另一条带输送路径开始并且在所述驱动器之前与先前提及的带输送路径合并。

38、附加地，可以沿所述附加带输送路径，优选地靠近所述附加进带口，设置用于输送所述附加元件带的附加驱动器。这两个进带口（即先前描述的进带口和所述附加进带口）可以用来交替地将元件带插入到所描述的元件送料装置或所述导向结构中。然后，这些元件带在最初仅插入至所述附加驱动器之后，可以与所述主驱动器自动接合，以便在适当的稍后时间里输送相应的元件带。所述主驱动器确保了相应的元件带平稳地插入到所述（展开的）导向结构中。

39、根据本发明的第二方面，提供了一种用于为元件载体自动装配电子元件的装配系统，所述装配系统包括：

40、装配机，所述装配机具有：

41、框架结构；

42、定位系统，所述定位系统安装在所述框架结构上；和

43、装配头，所述装配头能够移动地安装在所述定位系统上，以便拾取、输送电子元件并将所述电子元件放置到所述元件载体上；以及

44、根据第一方面的元件送料装置，其中，设置在所述元件供应位置处的元件可以通过所述装配头拾取。

45、所描述的装配系统基于以下实现方式：利用以上描述的两个构件（即所述支撑构件和所述压紧构件）具有两种不同间距状态的元件送料装置，以及相关联的工艺可靠性高（特别是在将元件带自动插入到所述元件送料装置中期间）的优点，提高了向装配机执行的装配过程提供电子元件的可靠性。

46、所述装配机可以是向其供应待放置于元件载体上的元件的任何常规装配机。例如，所述装配机不仅可以具有单个装配头，还可以具有至少一个附加装配头，所述至少一个附加装配头优选地通过另一个定位系统移动。所述装配头和所述附加装配头可以交替运行来获得高装配性能（每次处理的元件数量），使得当一个装配头从元件送料装置拾取至少一个元件和/或将拾取的元件夹持在检验相机的检测区域中时，另一个装配头将至少一个先前拾取且可能经检验的元件放置在待装配的元件载体上。

47、根据本发明的第三方面，提供了一种将元件带插入到第一方面的元件送料装置中的方法，所述方法包括以下步骤：

48、a）沿所述带输送路径将所述元件带插入到所述元件送料装置中，直至所述元件带的前端到达所述驱动器为止；

49、b）在所述导向结构处于所述第二间距状态的同时，使所述元件带的所述前端穿过所述导向结构；以及

50、c）使所述导向结构从所述第二间距状态转变到所述第一间距状态。

51、步骤b）可以包括对所述调节部件进行致动（如有必要），使得：在所述元件带的前端穿过所述导向结构之前，所述导向结构从所述第一间距状态转变到所述第二间距状态。

52、以上描述的方法基于以下实现方式：在所述第二间距状态下，所述导向结构可以展开，使得在该间距状态下，所述驱动器可以在所述支撑构件与所述压紧构件之间，以几乎没有摩擦的方式对所述元件带进行导向。

53、应当注意的是，所描述的对所述调节部件的致动也可以在所述元件带的前端尚未到达所述驱动器时进行。关键之处在于，在所述前端到达所述导向结构之前及时对所述调节部件进行致动，使得所述支撑构件与所述压紧构件之间的间距足够大，以便所述元件带的前端穿过所述导向结构，而不会出现任何问题。

54、如先前说明所指示的，在后续装配操作中，减小所述支撑构件与所述压紧构件之间的间距，使得所述元件带与这两个构件接合。然后，通过所述元件带在所述支撑构件与所述压紧构件之间进行优选的偏置式或弹簧加载式“接合”，确保了对所述元件带进行空间稳定的导向。

55、应当注意的是，本发明的实施例已参照不同的发明主题进行了描述。特别是，本发明的一些实施例已通过装置权利要求进行了描述，而本发明的另一实施例则通过方法权利要求进行了描述。然而，本领域技术人员在阅读本文后将立即清楚地认识到，除非另有明确说明，否则，除属于同一类型的发明主题的特征组合外，还可以将属于不同类型的发明主题的特征进行任意组合。

56、通过以下对当前优选实施例的示例性描述，本发明另外的优点和特征将变得显而易见。