專利名稱：自動電路板裝配定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路板裝配系統(tǒng)，其具有至少一個可動的電路板接收器，其中裝有電路板的電路板接收器被運送到可將元器件裝配到板上的舉起地點處，該系統(tǒng)還具有用于檢測電路板的位置以便為將元器件裝配到電路板上作準備的舉起機構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)這種類型的電路板裝配系統(tǒng)對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是眾所周知的。在電路板的裝配期間以及在混合電路的制造期間，這類系統(tǒng)用于將電子元器件裝配到被運送到電路板接收器上的電路板上。未裝配的電路板在電路板接收器上被運送至舉起地點，在這里借助于舉起機構(gòu)來檢測用于裝配工藝的電路板位置。當待裝配的板到達舉起地點時，舉起機構(gòu)便將板抬起。元器件的裝配通常在板被抬起時進行。當裝配工藝完成時，板被放下并繼續(xù)前進，這便允許下一塊板到達舉起地點。將元器件裝配到板上的方法是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的，因此不再對其進行進一步的說明。通過可檢測設(shè)在電路板上的對準標記的舉起機構(gòu)，便可實現(xiàn)電路板位置的檢測。例如可通過能監(jiān)測搜索窗口的攝像機來促進檢測?？山柚谝阎碾娐钒逖b配系統(tǒng)來檢測電路板在舉起地點處的位置偏差，該系統(tǒng)例如可識別由不同的對準位置、制造公差和/或元器件公差所引起的偏差，并針對這些情況通過軟件來在裝配工藝之前進行修正。然而，一項缺點在于，已知的電路板裝配系統(tǒng)缺乏檢測電路板位置所需的必要精度，尤其是在安裝公差非常小的元器件(特別是例如在混合電路的制造期間使用的或用于射頻電路的非常小的元器件)的過程中，這一精度要求無法令人滿意地實現(xiàn)，或者只能在耗費相當大精力的情況下實現(xiàn)。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種電路板裝配系統(tǒng)，其允許在將元器件安裝在電路板上之前以簡單的方式更精確地定位電路板，即可提供更高的重復(fù)精度，以及能夠自動地識別設(shè)于運送工件的工件載體、尤其是運送電路板的電路板載體上的對準標記。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的適當工藝。
發(fā)明優(yōu)點本發(fā)明力圖通過提供一種對準裝置來實現(xiàn)這一目的，該對準裝置可將舉起地點處的電路板接收器定位到預(yù)定的方向位置上。在借助于舉起機構(gòu)檢測到由電路板接收器所運送的電路板的位置之前，所述對準裝置可將舉起地點處的電路板接收器定位到預(yù)定的方向位置上。一個接一個到達裝配工藝位置處的電路板接收器通過對準裝置以非常高的重復(fù)精度放置在適當?shù)奈恢锰?，使得電路板接收器所夾持的電路板能以所述高重復(fù)精度被放在舉起地點處的其相應(yīng)位置中。由于幾乎可以忽略處于舉起地點處的電路板的位置差異，就可以縮小舉起區(qū)域內(nèi)的舉起機構(gòu)的尺寸，因此可采用覆蓋了比原先所用更小的投影區(qū)域的更高分辨率的成像器來進行操作，因而導(dǎo)致了更高的識別精度，這又將導(dǎo)致在識別電路板上的對準標記和電路板位置的期間具有更高的精度，并將使位置檢測更快速和更準確。因此，基于這種位置舉起的元器件裝配工藝也可通過簡單的方式非常精確且無誤差地進行。根據(jù)本發(fā)明，將電路板接收器運送到舉起地點可通過任何合適的裝置來實現(xiàn)，例如電路板接收器在其上整齊地排列成行的傳送帶。根據(jù)本發(fā)明的對準裝置最好由機械對準裝置如傾斜式引入件和/或電磁對準裝置構(gòu)成，即，它可利用機械力和/或電磁力，以便使作為工件載體的電路板接收器可到達預(yù)定的方向位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，對準裝置包括至少一個固定的側(cè)擋件，其在相關(guān)的傾斜式引入件的運動期間或之后與電路板接收器協(xié)同操作。因此，側(cè)擋件設(shè)于從傾斜式引入件方向看去的電路板接收器運送路徑的一側(cè)，并用作電路板接收器的固定的機械式側(cè)擋件。當例如使用上述傳送帶作為運送媒介(環(huán)形運動帶)時，側(cè)擋件可固定地定位在機架上的傳送帶的一條縱向邊處。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，對準裝置包括至少一個可使電路板運動到靠在側(cè)擋件上的定位件。該定位件可以是被動式的，即它可被固定地定位且本身不被驅(qū)動，或者它可由主動定位件構(gòu)成，其可借助于執(zhí)行機構(gòu)而相對于傾斜式引入件的軸線橫向地定位電路板接收器。該執(zhí)行機構(gòu)例如可通過液壓、氣壓或電磁的方式來操作。然而在任何情況下，定位件將保證電路板接收器在坐標系的x方向上的預(yù)定的方向定位，該x方向位于傾斜式引入件y方向的橫向上，尤其是與之形成90°的角度(笛卡兒坐標系)。
只要定位件由在橫向于傾斜式引入件軸線的方向上動作的至少一個傾斜式引入件形成或者包括有這樣的至少一個傾斜式引入件，則電路板接收器沿傾斜式引入件的運動就可使電路板接收器對齊，即電路板接收器將沿y方向運動，并同時被運送到定位件上且被所述傾斜式引入件以橫向于傾斜式引入件軸線的方式來定位，這樣，電路板接收器被壓在側(cè)擋件上，因此便可到達x方向上的預(yù)定的方向位置。
電路板接收器的供給運動優(yōu)選由止動裝置來終止，即電路板接收器將在舉起地點處停下來，以便在那里最佳地識別所運送電路板的對準標記。如果利用對準標記識別來確定位置，那么止動裝置將再次沿y方向釋放電路板接收器，這樣電路板接收器便能夠或?qū)㈤_始向前運送。
上述傾斜式引入件可通過多種不同的方式來實現(xiàn)。在這一實現(xiàn)方式中，平面優(yōu)選是垂直平面正交于供給運動的方向并不重要；也可以使用多段式形狀和非平面形狀，例如彎曲形狀等。決定性的因素僅僅是傾斜式引入件可實現(xiàn)的效果，即電路板接收器能夠被偏壓在側(cè)擋件上。
傾斜式引入件優(yōu)選是可彈性變形的。這例如可通過使用彈簧尤其是片簧來獲得。這種彈簧可保證在舉起地點處相關(guān)電路板接收器與側(cè)擋件的緊密配合。如果確實存在所述彈性變形性，那么傾斜式引入件與側(cè)擋件之間的距離可能比電路板接收器的寬度小一些，這樣，所引入的電路板接收器將使傾斜式引入件變形到與它的最大寬度相一致。如果傾斜式引入件是無彈性的，那么傾斜式引入件與側(cè)擋件之間的所述距離必須等于電路板接收器的寬度，一方面是為了獲得盡可能大的間隙，而另一方面是為了避免夾住電路板接收器。
相對于供給運動而言，在舉起地點之前設(shè)有用于粗略對準電路板接收器的導(dǎo)向通道。該導(dǎo)向通道的寬度比電路板接收器稍微寬一些，因此，這些不包含圓形基本輪廓的工件載體、例如具有方形或矩形基本輪廓的工件載體可通過通道壁來粗略地對準，使得在舉起地點處僅進行很小的進一步對準定位就可達到預(yù)定的方向位置。
本發(fā)明還涉及一種在電路板裝配系統(tǒng)內(nèi)定位電路板的工藝，該系統(tǒng)包括至少一個可動的電路板接收器，該接收器帶有電路板并可被運送到一個舉起地點處，在此處可檢測電路板的位置以便為裝配工藝作準備，這樣，電路板接收器在舉起地點處朝向預(yù)定的方向位置，并且在該預(yù)定的方向位置中檢測電路板的位置。
在有時候使用用語“預(yù)定的方向位置”而不是用語“對準”時，其目的是使該預(yù)定的方向位置的操作在裝配工藝之前進行這一情況更清楚，裝配工藝需要絕對準確地知道電路板的位置，因此也需要百分之百地準確了解電路板的定位，有關(guān)定位的情況僅可從舉起地點處的電路板的對準標記識別中推斷出來。
附圖下面將參考附圖來進一步描述本發(fā)明，在圖中

圖1顯示了具有對準裝置的電路板裝配系統(tǒng)的示意圖2顯示了圖1所示對準裝置的透視圖；和圖3a-3c顯示了將電路板載體送到舉起地點中的幾種狀態(tài)，其中電路板載體定位到根據(jù)圖1和2所示實施例的預(yù)定方向位置中。
實施例的描述圖1顯示了具有可動的電路板接收器2的電路板裝配系統(tǒng)1，其中電路板接收器2已將電路板3容納在可再現(xiàn)的位置中，并沿著箭頭4所示的方向即y方向朝向舉起地點5進給。電路板裝配系統(tǒng)1包括舉起機構(gòu)6和對準裝置7，對準裝置7使得所提供的電路板接收器2處于舉起地點5處的預(yù)定的方向位置中。對準裝置7包括側(cè)擋件8和導(dǎo)向件9，這些所述部件之間的距離是平行的，因此便形成了可對電路板接收器2進行粗略對準的導(dǎo)向通道10。對準裝置7還包括固定且伸出的傾斜式引入件11，從導(dǎo)向通道10的縱向方向(y方向)來看，傾斜式引入件11設(shè)于導(dǎo)向通道10的中央?yún)^(qū)域內(nèi)，使得傾斜式引入件11與固定的導(dǎo)向件9相連，并且它還相對于y方向被橫向地定位。圖1中的標號18(點劃線)表示電路板接收和運送系統(tǒng)，其例如可實現(xiàn)為環(huán)形傳送帶的形式，其中裝有電路板3的電路板接收器2被放置在傳送帶上并沿y方向朝向舉起地點5運送。
舉起機構(gòu)6包括搜索窗口12，從導(dǎo)向通道10的縱向來看，它定位在與傾斜式引入件11大致相同的高度上。電路板3優(yōu)選粘貼有多個、至少是兩個彼此間隔開的對準標記13，可以構(gòu)思出適當數(shù)量和排列的搜索窗口12，以便檢測圍繞電路板3即電路板接收器2的垂直軸線的旋轉(zhuǎn)位置誤差。這種情況在圖1中用虛線示出。各搜索窗口12包括光觸發(fā)的搜索部分14。舉起機構(gòu)6包括中央單元15，其經(jīng)由電纜16與搜索窗口12操作性相連，因此可將搜索窗口12檢測到的與對準標記13位置有關(guān)并用于確定電路板位置的數(shù)據(jù)傳送到中央單元15中。傾斜式引入件11的寬度H比導(dǎo)向通道10的寬度B減去電路板接收器2的寬度b稍大一些，因此導(dǎo)向通道10的寬度B大于電路板接收器2的寬度b，橫向于y方向延伸的傾斜式引入件11以有彈性且柔軟的方式來形成。這將在下文中進一步描述。
圖2顯示了對準裝置7的透視圖。通過螺釘19在形式為環(huán)形傳送帶的電路板接收和運送系統(tǒng)18的壁16，17上連接了側(cè)擋件8和導(dǎo)向件9。形式為片簧20的傾斜式引入件11固定地連接在導(dǎo)向件9上。片簧20的形狀為長邊遠大于短邊的矩形。片簧20在其兩端通過螺釘21，22螺紋式地連接在導(dǎo)向件9的相應(yīng)長孔23，24上，使得片簧20以彎曲的方式延伸，并因此形成了伸入到導(dǎo)向通道10中的傾斜式引入件11。從導(dǎo)向通道10的縱向來看，片簧20與隔開支架25一起在同一平面上設(shè)在電路板接收和運送系統(tǒng)18的兩個壁6，17之間，隔開支架25在任何情況下均不妨礙運送，并能夠保證在舉起地點5的區(qū)域內(nèi)在側(cè)擋件8和導(dǎo)向件9之間具有恒定且均勻的平行距離。在y方向上的傾斜式引入件11的下游還設(shè)有止動裝置26，它可被自動地插入到電路板接收器2的運送路徑中和自動地從中移出。止動裝置26用于停止相關(guān)電路板接收器2的相關(guān)y向運動(供給運動)，即電路板接收器2將通過其前壁33而壓在處于其停止位置中的止動裝置26上，這樣，電路板接收器2便可在舉起地點5的區(qū)域內(nèi)停下來。在這里形式為環(huán)形傳送帶的電路板接收和運送系統(tǒng)18可以繼續(xù)運行，即它將在已停止的電路板接收器2的下方滑動。
下面將參考圖3a，b和c來詳細介紹用于定位電路板3、即檢測電路板3上的對準標記的上述裝置以及由該裝置所執(zhí)行的工藝。根據(jù)圖3a，具有矩形基本輪廓的電路板接收器2連同電路板3一起沿著箭頭4所示的方向朝向舉起地點5運送。根據(jù)圖3b，電路板接收器2的前端區(qū)域已進入到導(dǎo)向通道10中。與圖3a中的位置相比，電路板接收器2已在該導(dǎo)向通道10中被粗略地對準。電路板接收器2沿著箭頭4的方向被進一步運送，因此它在電路板接收器2的縱向邊28上與傾斜式引入件11相接觸，并使得電路板接收器2的另一縱向邊34被偏置而壓在側(cè)擋件8上。這種偏置發(fā)生在相對于供給方向的橫向即x方向上，并且也相應(yīng)地到達了預(yù)定的方向位置。以這種方式定位的電路板接收器27之后繼續(xù)沿箭頭4的方向運送，直到在到達已促動的止動裝置26處時處于停止位置，在這里，電路板接收器27在供給方向(y方向)和橫向(x方向)上均對準，并處于預(yù)定的方向位置中。x方向和y方向優(yōu)選設(shè)置成相互垂直。由于這一預(yù)定的方向位置的原因，就可以精確地檢測到電路板3的對準標記13(可能是幾個對準標記)，不需要由舉起機構(gòu)6的搜索窗口12作任何顯著的搜索工作，因此，舉起機構(gòu)6能夠?qū)﹄娐钒逦恢眠M行快速檢測。由于對于電路板裝配系統(tǒng)1的隨后電路板接收器來說，借助于對準裝置7和止動裝置26所獲得的電路板接收器2的位置也可以通過相同的方式來得到，因此在電路板位置的檢測期間可得到較高的重復(fù)精度和快速的數(shù)據(jù)提取。
在一個未示出的修改實施例中，由執(zhí)行機構(gòu)取代了被動的傾斜式引入件11。執(zhí)行機構(gòu)例如可由挺桿機構(gòu)構(gòu)成。它可將電路板接收器壓在側(cè)擋件8上，并在接收器到達舉起地點處時沿x方向運動以便進行對準。這里還顯示了止動裝置26，其可保證電路板接收器2停止在y方向上，以便在舉起地點處完全地到達預(yù)定的方向位置。
權(quán)利要求
1.一種電路板裝配系統(tǒng)，包括至少一個可動的電路板接收器，其設(shè)置成可在其中容納待運送到舉起地點處的電路板，還包括用于檢測所述電路板的位置以準備對所述電路板進行裝配的舉起機構(gòu)，其特征在于，所述電路板接收器通過對準裝置定位在所述舉起地點處的預(yù)定的方向位置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述對準裝置包括至少一個固定的側(cè)擋件，其可在供給運動期間或之后與所述電路板接收器同時被操作。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述對準裝置包括至少一個定位件，其設(shè)置成可將所述電路板偏壓在所述側(cè)擋件上。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，由所述定位件促發(fā)的所述電路板接收器的運動導(dǎo)致了所述電路板接收器朝向所述舉起地點的供給運動。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述定位件以固定的方式定位，它包括至少一個處于所述供給運動方向的橫向方向上的傾斜式引入件。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述定位件由至少一個執(zhí)行機構(gòu)形成，所述執(zhí)行機構(gòu)設(shè)置成可在所述供給運動方向的橫向方向上對所述電路板接收器施壓。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少一個可限制所述電路板接收器的供給運動的止動裝置。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述傾斜式引入件是可彈性變形的。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述傾斜式引入件包括彈簧。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧包括片簧。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，所述傾斜式引入件和所述側(cè)擋件之間的距離等于或小于所述電路板接收器的寬度。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)，其特征在于，相對于所述供給運動而言，在所述舉起地點之前設(shè)有使所述電路板接收器粗略對準的導(dǎo)向通道。
13.一種用于在根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路板裝配系統(tǒng)中定位電路板的工藝，其中已裝有電路板的至少一個可動的電路板接收器朝向舉起地點運送，在所述舉起地點中檢測所述電路板的位置以便為裝配工藝作準備，其特征在于，所述電路板接收器可在所述舉起地點處占據(jù)預(yù)定的方向位置，并且在這一相同的預(yù)定方向位置中檢測所述電路板的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的工藝，其特征在于，用于所述預(yù)定的方向定位工藝的能量源于所述供給運動的能量。
全文摘要
一種自動的電路板裝配系統(tǒng)，其具有至少一個可動的電路板接收器，該接收器裝有將朝向舉起地點運送的空電路板或混合電路，在該舉起地點處將元器件裝配到板上，該系統(tǒng)還具有設(shè)于舉起地點處的舉起機構(gòu)，其可檢測電路板的位置以便為裝配工藝作準備。對準裝置將電路板接收器定位在舉起地點處的預(yù)定的方向位置中。本發(fā)明還涉及到相應(yīng)的工藝。
文檔編號H05K13/00GK1644004SQ03806616
公開日2005年7月20日 申請日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者U·穆勒, W·康拉斯, K·肖爾, D·基恩茨勒, L·烏貝勒 申請人:馬科尼通訊股份有限公司