借助振動(dòng)提供元件及從下方借助集成照相機(jī)來(lái)探測(cè)該元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明中描述了一種元件-供應(yīng)裝置，用來(lái)提供分離的元件（195、595a、595b）。所述元件-供應(yīng)裝置（100、200、600、700）具有：（a）振動(dòng)輸送器（122a、122b、122c、622a、622b）；（b）具有供給區(qū)的供給部件（120、320、420），其中該振動(dòng)輸送器（122a、122b、122c、622a、622b）設(shè)計(jì)得使供給部件（120、320、420）振動(dòng)，因此分離的元件（195、595a、595b）能夠在供給部件（120、320、420）的上側(cè)上輸送到供給區(qū)中；以及照相機(jī)（130、630），它設(shè)置在供給部件（120、320、420）的下方，其中供給部件（120、320、420）至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)是光學(xué)透明的，因此已輸送到供給區(qū)中的元件（195、595a、595b）能夠穿透供給部件（120、320、420）從下方由照相機(jī)（130、630）光學(xué)地探測(cè)到。此外，還描述了一種提供分離的元件（195、595a、595b）的方法以及一種裝配系統(tǒng)（750），該裝配系統(tǒng)具有這種元件-供應(yīng)裝置（100、200、600、700）。
【專利說(shuō)明】借助振動(dòng)提供元件及從下方借助集成照相機(jī)來(lái)探測(cè)該元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分離的電子元件在供給區(qū)中的供應(yīng)，以便對(duì)供應(yīng)的分散的電子元件進(jìn)行進(jìn)一步加工。本發(fā)明尤其涉及一種元件-供應(yīng)裝置和一種方法，用來(lái)提供分離的元件且尤其用來(lái)提供分離的電子元件，目的是在自動(dòng)裝配機(jī)中自動(dòng)地與元件載體進(jìn)行裝配。此外，本發(fā)明涉及一種裝配系統(tǒng)，它具有自動(dòng)裝配機(jī)以及上述類型的元件-供應(yīng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在元件載體與(電子)元件機(jī)械地裝配時(shí),將待加工的元件供應(yīng)至拾取或放置位置的工序，是在自動(dòng)裝配機(jī)中典型的裝配程序。元件的供應(yīng)在此這樣進(jìn)行，即這些元件具有精確定義的空間定向，以便從定義的供應(yīng)或拾取位置快速且可靠地通過(guò)自動(dòng)裝配機(jī)的裝配頭拾取，并且能夠以預(yù)先設(shè)定的空間位置和定向擺放在相關(guān)的元件載體上。
[0003]為了確保元件的可靠供應(yīng)或備貨，這些元件通常包裝在所謂的元件帶中。然后該元件帶借助特制的元件-供給裝置逐步地引導(dǎo)到自動(dòng)裝配機(jī)上，因此位于該元件帶中的元件一個(gè)接一個(gè)地且以定義的空間位置傳輸?shù)焦?yīng)或拾取位置中。當(dāng)然，將元件包裝在這種元件帶中是復(fù)雜且昂貴的。此外，該元件帶材料必須在取下元件之后當(dāng)作垃圾廢棄。
[0004]為了避免這種復(fù)雜的包裝以及上述的垃圾問(wèn)題，已知的是，應(yīng)用所謂的振動(dòng)輸送器，它能夠?qū)⒋庸さ脑陨⒀b物的形式輸送并且分離。當(dāng)然這需要尤其巨大的機(jī)械成本，以便不僅能將這些元件分離，而且還將它們帶到預(yù)先設(shè)定的空間位置和定向中。為了達(dá)到這一點(diǎn)，振動(dòng)輸送器通常這樣構(gòu)造，即借助機(jī)械的引導(dǎo)裝置(其通常也稱為機(jī)械的“隔板”)且通過(guò)簡(jiǎn)單的傳感器(例如光柵)將元件的定位如此分類，使得只有“可用的元件”尤其通過(guò)軌道或通道引導(dǎo)到供應(yīng)或拾取位置中。但由于在制造工藝中存在的元件公差，在實(shí)踐中并不能持久地確保連續(xù)的供應(yīng)，并且如果自動(dòng)裝配機(jī)速度較快且供應(yīng)的路程較長(zhǎng)時(shí)，這些元件經(jīng)常不能像連續(xù)的裝配運(yùn)行所要求的那么快地交付。
[0005]由文獻(xiàn)WO 2010/089290 Al已知一種振動(dòng)輸送器,兀件能夠借助該振動(dòng)輸送器通過(guò)振動(dòng)的疊加在三個(gè)不同的空間方向上(無(wú)機(jī)械隔板)這樣有針對(duì)性地運(yùn)動(dòng)，使得它們能夠可靠地分離并且在定義的拾取區(qū)轉(zhuǎn)移到預(yù)先設(shè)定的供給面上，借助自動(dòng)裝配機(jī)的裝配頭能夠簡(jiǎn)單地從該供給面上進(jìn)行拾取。但在該已知的振動(dòng)輸送器中，供應(yīng)或拾取位置不能針對(duì)每個(gè)元件進(jìn)行精確定義。因此，在該拾取區(qū)中必在借助自動(dòng)裝配機(jī)的裝配頭接收之前必須由特制的照相機(jī)以光學(xué)方式對(duì)在預(yù)先設(shè)定的表面上提供的元件進(jìn)行探測(cè)，并且通過(guò)接在該照相機(jī)后面的數(shù)據(jù)處理單元來(lái)評(píng)估其精確的空間位置。因此其后果是，照相機(jī)相對(duì)于拾取區(qū)進(jìn)行定位，該照相機(jī)直接地或通過(guò)鏡子偏轉(zhuǎn)地從上方看向拾取區(qū)。然后通過(guò)照相機(jī)的已知位置，來(lái)確定由照相機(jī)探測(cè)到的元件的地點(diǎn)。
[0006]由文獻(xiàn)WO 03/104116 Al已知一種用于散裝物的振動(dòng)輸送器,其中所謂的視覺(jué)系統(tǒng)從上方觀察振動(dòng)板，并且探測(cè)出現(xiàn)在振動(dòng)板上的散裝物的單件的位置。振動(dòng)板的表面能夠粗糙不平或有紋理，因此能夠影響散裝物的摩擦系數(shù)或滾動(dòng)阻力。該振動(dòng)支承板能夠是透明的，因此能夠?qū)崿F(xiàn)用于視覺(jué)系統(tǒng)的逆光-照明。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是，可靠地提供由散裝形式元件分離出來(lái)的元件，因此這些提供的元件能夠以高度的工藝可靠性由裝配頭拾取。
[0008]此目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的內(nèi)容得以實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的有利的實(shí)施例。
[0009]按本發(fā)明的第一角度，描述了一種元件-供應(yīng)裝置，用來(lái)提供分離的元件且尤其用來(lái)提供分離的電子元件，目的是在自動(dòng)裝配機(jī)中自動(dòng)地裝配元件載體。所述的元件-供應(yīng)裝置具有(a)振動(dòng)輸送器；(b)具有供給區(qū)的供給部件，其中該振動(dòng)輸送器設(shè)計(jì)得使供給部件振動(dòng)，因此分離的元件能夠在供給部件的上側(cè)上輸送到供給區(qū)中；以及(C)照相機(jī)，它設(shè)置在供給部件的下方。按本發(fā)明，供給部件至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)是光學(xué)透明的，因此已輸送到供給區(qū)中的元件能夠穿透供給部件從下方由照相機(jī)光學(xué)地探測(cè)到。
[0010]所述元件-供應(yīng)裝置是以以下認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)的，即通過(guò)(影像系統(tǒng)與)照相機(jī)的集成，能夠在包含振動(dòng)輸送器的元件-供應(yīng)裝置中創(chuàng)造一種空間上非常緊湊的元件-供應(yīng)裝置，以便供應(yīng)分離的元件。按本發(fā)明，照相機(jī)穿透光學(xué)上透明的供給部件探測(cè)到分離的元件，這些元件由于在供給部件的上側(cè)(即上方表面)上的適當(dāng)振動(dòng)已經(jīng)傳遞到供給區(qū)中。
[0011]“元件”這一概念在此文獻(xiàn)中可理解為所有可裝配的元件，它們能夠定位在元件載體上。元件尤其能夠是兩極或多極的SMT-元件或其它高度集成的平面的、圓形的或其它形狀的元件，例如球柵陣列、裸芯片和倒裝焊芯片。此外，“元件”這一概念還可包含機(jī)械部件，例如連接銷釘、插頭、插座或類似物體或光電元件，例如發(fā)光二極管或光電二極管。此外，“元件”這一概念還可包含用于所謂收發(fā)器的所謂的RFID芯片，它用于所謂的應(yīng)答器。
[0012]“元件載體”這一概念在此文獻(xiàn)中可理解為各種可裝配的物體(必要時(shí)也可以是三維的)，尤其是電路板。元件載體能夠是剛性亦或撓性的。此外，元件載體能夠既具有剛性區(qū)域，也具有撓性區(qū)域。
[0013]所述的裝置能夠具有一個(gè)或多個(gè)促動(dòng)器，它們機(jī)械地與供給部件耦合，因此供給部件能夠在相應(yīng)地控制各促動(dòng)器時(shí)振動(dòng)。該振動(dòng)輸送器能夠具有多個(gè)促動(dòng)器，它們分別從屬于振動(dòng)軸并且優(yōu)選能夠相互獨(dú)立地控制，因此供給部件能夠沿著三個(gè)不同的振動(dòng)軸方向振動(dòng)。以這種方式能夠有針對(duì)性地將分離的元件振動(dòng)地輸送到供給區(qū)中。必要時(shí)這些促動(dòng)器也可這樣控制，即這些元件還能再次從供給區(qū)中轉(zhuǎn)移出來(lái)。例如，如果不小心地已將過(guò)多的元件轉(zhuǎn)移到供給區(qū)中，則元件之間的平均間距如此之小，使得它們不再能可靠地由自動(dòng)裝配機(jī)的裝配頭來(lái)拾取，那么上述做法是具有優(yōu)勢(shì)的。
[0014]應(yīng)指出，這些元件也能夠借助沿著振動(dòng)路段的振動(dòng)輸送來(lái)分離。如果不是在元件例如從元件-存儲(chǔ)裝置((Magazin))(在該元件_存儲(chǔ)裝置中包含著散裝形式的元件)轉(zhuǎn)移到振動(dòng)路段上時(shí)出現(xiàn)這種情況，則這一點(diǎn)無(wú)論如何都適用。
[0015]所述的供給部件能夠例如具有平板，它具有平坦的上側(cè)，這些分離的元件能夠由于平板的適當(dāng)振動(dòng)在該上側(cè)上移動(dòng)。該供給區(qū)能夠是供給部件的上側(cè)的一部分，輸送的且提供的元件尤其能夠由自動(dòng)裝配機(jī)的裝配頭從該供給區(qū)上被拾取。
[0016]按本發(fā)明，照相機(jī)設(shè)置在供給部件的下方。更準(zhǔn)確地表達(dá)是，照相機(jī)設(shè)置在供給部件的下側(cè)下方，其中該供給部件的下側(cè)是與供給部件的上側(cè)相對(duì)而置的位置。該照相機(jī)在此能夠尤其與供給部件的下側(cè)間隔開(kāi)來(lái)。
[0017]按本發(fā)明，該供給部件還至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)是光學(xué)透明的。在此申請(qǐng)文獻(xiàn)中“光學(xué)上透明”指，至少在供給區(qū)中該供給部件對(duì)于可由照相機(jī)探測(cè)到的電磁輻射來(lái)說(shuō)是透光的。因此，光學(xué)上透明指的是，供給部件在照相機(jī)敏感的光譜區(qū)域中是透光的。因此，光學(xué)上透明尤其可指的是，供給部件對(duì)于電磁輻射來(lái)說(shuō)在可見(jiàn)的、紅外線的和/或紫外線的光譜區(qū)域中至少局部是透光的。但應(yīng)指出，該列舉并不是窮舉，在本文獻(xiàn)中表述”光學(xué)上透明“也用于不同于所述光譜區(qū)域的其它區(qū)域中的電磁輻射。
[0018]將照相機(jī)按本發(fā)明地集成在元件-供應(yīng)裝置中，其優(yōu)點(diǎn)是，不必應(yīng)用外部照相機(jī)來(lái)探測(cè)輸送到供給區(qū)中的元件。尤其不必應(yīng)用這樣的照相機(jī)，即它在自動(dòng)裝配機(jī)中以已知的方式來(lái)測(cè)待裝配的元件載體的位置。在自動(dòng)裝配機(jī)中應(yīng)用這種本來(lái)就存在的照相機(jī)的缺點(diǎn)是，它為了探測(cè)元件必須借助龍門吊車架在供給區(qū)上移動(dòng)。在此，在裝配工藝中可能增加了不期望的輔助時(shí)間，因此給元件載體裝配許多元件時(shí)變得慢，因此效率變低。
[0019]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，該照相機(jī)具有光學(xué)軸線，它至少幾乎垂直于供給部件的上側(cè)。其優(yōu)點(diǎn)是，在借助照相機(jī)攝像時(shí)不會(huì)出現(xiàn)透視扭曲。因此，創(chuàng)造出最佳的條件，用來(lái)在幾何形狀方面最佳地探測(cè)元件。
[0020]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，元件-供應(yīng)裝置還具照明裝置，它設(shè)置在供給部件的下方并且這樣設(shè)計(jì)，即已輸送到供給區(qū)中的元件能夠穿透供給部件從下方由照明光線(其由照明裝置發(fā)出)探測(cè)到。
[0021]借助設(shè)置在供給部件下方的照明裝置，傳遞到供給區(qū)中的元件因此能夠借助所謂的入射光或正面光照(正面光)從下面照亮。通過(guò)這種照明，照相機(jī)能夠尤其可靠地在光學(xué)上探測(cè)到這些元件。
[0022]借助該這種正面光照能夠以高的可靠性尤其借助亮度值來(lái)識(shí)別，這些元件是否已經(jīng)以正確的定向出現(xiàn)在供給部件上。例如對(duì)于這種只在兩個(gè)主要側(cè)面中的一個(gè)上具有連接觸點(diǎn)的元件來(lái)說(shuō)，該元件-定向是重要的。概念“主要側(cè)面”指的是元件的具有最大表面的兩個(gè)側(cè)面。容易理解的是，在裝配過(guò)程中這些元件在通過(guò)裝配頭拾取時(shí)就已經(jīng)必須以正確的定向被裝配頭的拾取裝置接納，在該裝配過(guò)程中元件借助其連接觸點(diǎn)朝下擺放在元件載體上。
[0023]此外借助合適的正面光照，尤其能夠準(zhǔn)確地確定在供給區(qū)中借助振動(dòng)傳遞的元件的位置。這同樣適用于傳遞到供給區(qū)中的元件的角度位置。在此上下文中能夠輕易地看到，準(zhǔn)確地了解由裝配頭拾取的元件的位置對(duì)于可靠的拾取過(guò)程來(lái)說(shuō)是重要的。在考慮到這樣的事實(shí)，即由于電子元件越來(lái)越微型化，而且元件的尺寸以及裝配頭的合適的拾取工具(例如吸管)的尺寸越來(lái)越小，這一點(diǎn)尤其適用。
[0024]應(yīng)指出，對(duì)于可靠的拾取過(guò)程來(lái)說(shuō)還重要的是，識(shí)別相鄰元件的位置，因此能夠確保，總是分別由拾取工具準(zhǔn)確地接納一個(gè)元件。如果從中得出待拾取的元件相互并排設(shè)置得過(guò)密，則必要時(shí)能夠起動(dòng)新的振動(dòng)過(guò)程，因此將這些元件重新分散在供給區(qū)中。如同前面已描述的一樣，在這種新的振動(dòng)過(guò)程中這些元件必要時(shí)能夠從供給區(qū)中輸送出來(lái)。
[0025]直觀地表達(dá)是，借助該實(shí)施例描述的元件-供應(yīng)裝置具有完整的集成的影像-系統(tǒng)，它包含照明裝置和照相機(jī)。該照明裝置在此能夠具有一個(gè)或多個(gè)光源，該光源穿透光學(xué)上透明的供給部件以一定的角度或以不同的角度照亮借助振動(dòng)傳遞到供給區(qū)中的元件。此夕卜，該一個(gè)或多個(gè)光源能夠以一個(gè)光譜區(qū)或不同的光譜區(qū)或顏色發(fā)射照明光線。原則上，正面光照的盡量寬的角度分布是優(yōu)選的，以便為正面光照提供盡量散射的光線。當(dāng)然，照明光線以同軸的照明角度(0°至5°，取決于照相機(jī)的圖像)從下方入射到供給部件上，并且在光學(xué)上透明的供給部件的下側(cè)上反射。如果該下側(cè)在光學(xué)上不是反光的，則這一點(diǎn)絕對(duì)適用。因此避免了優(yōu)選幾乎垂直的照明角度。
[0026]應(yīng)指出，還優(yōu)選能夠避免非常平緩的、在90° -80°范圍內(nèi)(尤其在90°至60°范圍內(nèi))的照明角度，因?yàn)樗鼈冇绕淠軌蛟谕该鞯墓┙o部件的上側(cè)上明顯地看到可能存在的空間紋理，并因此受到干擾。因此，將正面光照的平均入射角例如選為30°。重要的角度分布例如能夠通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)，即應(yīng)用LED作為正面光照的光源，它能夠具有例如大的反射角范圍(例如180° )。
[0027]正面光照的照明光線還可直接或間接地(例如借助反射的光學(xué)元件和/或光纖)入射到光學(xué)上透明的供給部件上。
[0028]該照明裝置能夠具有一個(gè)或多個(gè)光源，它們可以是任意的種類。該至少一個(gè)光源優(yōu)選是發(fā)光二極管，它的特征在于尤其長(zhǎng)的使用壽命和低的電流消耗。
[0029]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，元件-供應(yīng)裝置還具有處理器，它接在照相機(jī)后面并且評(píng)估由照相機(jī)探測(cè)到的圖像。
[0030]直觀地表達(dá)是，這意味著，所述的元件-供應(yīng)裝置因此配備有“智能照相機(jī)”，它能夠自主地評(píng)估探測(cè)到的圖像，因此只有那些對(duì)元件-拾取過(guò)程尤其重要的圖像評(píng)估結(jié)果才必須傳遞到自動(dòng)裝配機(jī)的機(jī)器控制器上。該處理器能夠指任何適用于圖像評(píng)估的處理器，例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)。重要的結(jié)果可例如包含適元件的位置清單，該元件適合通過(guò)裝配頭進(jìn)行拾取。對(duì)此備選地，所有在供給區(qū)中提供的元件還能借助類似位置的信息可拾取地或不可拾取地傳遞到自動(dòng)裝配機(jī)的機(jī)器控制器上。
[0031]圖像評(píng)估的結(jié)果尤其能夠指借助振動(dòng)輸送到供給區(qū)中的元件的位置、角度位置和/或定向。此外，借助圖像評(píng)估還能探測(cè)到，在供給區(qū)中在狹窄的空間中是否存在著元件的堆積或元件的重疊。因此例如能夠確保，在元件-拾取過(guò)程中裝配頭的拾取工具(例如吸管)沒(méi)有同時(shí)接納兩個(gè)或多個(gè)元件。
[0032]在圖像評(píng)估的范疇內(nèi)還能看到，是否有異物或污染微粒位于供給區(qū)中。因此能夠避免，在元件-拾取過(guò)程中裝配頭不小心地接納這種異物或污染微粒。
[0033]應(yīng)指出，在備選的且目前優(yōu)選的實(shí)施例中，由照相機(jī)探測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)也能夠傳遞到外部的數(shù)據(jù)處理裝置(相對(duì)于所述元件-供應(yīng)裝置)上，從而在元件-供應(yīng)裝置之外進(jìn)行所需的圖像評(píng)估。這種外部的數(shù)據(jù)處理裝置例如能夠是自動(dòng)裝配機(jī)的機(jī)器控制器或各種其它的中央計(jì)算器。圖像信息也可在該處暫時(shí)存放起來(lái)，用于處理器的離線分析。
[0034]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，供給部件至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)在供給部件的上側(cè)上具有導(dǎo)電的表面涂層。
[0035]通過(guò)提供導(dǎo)電的表面涂層，能夠以簡(jiǎn)單且有效的方式消除或至少明顯減少在元件上生效的靜電力。以這種方式既能使元件的振動(dòng)輸送變得容易，也能使借助裝配頭進(jìn)行的元件拾取變得容易。
[0036]在供給區(qū)的范圍內(nèi)在供給部件的上側(cè)上提供導(dǎo)電的表面涂層，其優(yōu)點(diǎn)還在于，防止了靜電放電(electrostatic discharge, ESD)。因此能夠以有效的方式防止元件的損壞，尤其是被場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)通過(guò)過(guò)大的電位差引起的元件損壞。
[0037]該導(dǎo)電的表面涂層例如能夠具有光學(xué)上透明的材料(銦鋅氧化物)。
[0038]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，供給部件至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)在上側(cè)上具有上方的減反射層。備選地或結(jié)合地方案是，供給部件至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)在面向上側(cè)的下側(cè)上具有下方的減反射層。以這種方式能夠消除或至少明顯減少干擾的光學(xué)反射。這既適用于借助照相機(jī)從下方對(duì)元件的光學(xué)探測(cè)(因此供給部件的下側(cè)上的下方減反射層是尤其重要的)，也適用于借助上述照明裝置對(duì)待探測(cè)元件進(jìn)行的照明。
[0039]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，供給部件至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)在上側(cè)上具有空間紋理。
[0040]通過(guò)供給部件的上側(cè)的所述空間紋理，能夠降低通常極輕的元件和供給部件之間的附著力。以這種方式能夠防止元件的不期望粘附，既能使元件的振動(dòng)輸送變得容易，也能使借助裝配頭進(jìn)行的元件拾取變得容易。這尤其適用于小的且因此輕的元件，構(gòu)造形式例如是01005或0201。這種元件典型地粘附在光滑的表面上，如果它們定向錯(cuò)誤，則不能再被輸送、分散或旋轉(zhuǎn)。
[0041]附著力降低的基礎(chǔ)尤其能夠指，減少元件和供給部件的上側(cè)之間的接觸面。在供給部件的上側(cè)的粗糙度合適的情況下，這樣來(lái)降低供給部件的上側(cè)和元件之間的表面接觸，即使得分子附著力不再足以粘附元件。此外，能夠通過(guò)為供給部件的(上側(cè))應(yīng)用合適的材料，使該附著力保持較低。
[0042]應(yīng)指出，除了供給部件的上側(cè)的空間紋理以外，還可借助供給部件的上側(cè)的合適的反粘附層來(lái)降低上述的附著力。
[0043]理想的是，穿透光學(xué)上完全透明的、構(gòu)成為平板的供給部件，來(lái)對(duì)元件進(jìn)行光學(xué)測(cè)量。供給部件的表面中的粗糙度或紋理以已知的方式導(dǎo)致光線的不期望散射，并因此使光學(xué)圖像變差，所述粗糙度或紋理就尺寸而言處于光線的波長(zhǎng)范圍內(nèi)或者更大。因此供給部件上側(cè)的空間紋理優(yōu)選應(yīng)該這樣構(gòu)成，元件不會(huì)由于附著力而粘附，但不能穿透該上側(cè)進(jìn)行良好的光學(xué)成像。滿足這些要求的粗糙度大致在Ra=Inm至Ra=3Mm的范圍內(nèi)。
[0044]在此，平均的粗糙度(其通常通過(guò)符號(hào)Ra表示)以已知的方式通過(guò)測(cè)量點(diǎn)(在有紋理的上側(cè)上)與中間線之間的平均間距來(lái)說(shuō)明。該中間線在參照節(jié)段內(nèi)將有紋理的上側(cè)的真實(shí)輪廓切割開(kāi)來(lái)，使得輪廓偏差(相對(duì)于中間線)的總和降至最低。該平均的粗糙度比相當(dāng)于與中間線的偏差的數(shù)學(xué)平均值。
[0045]所述的空間紋理可例如通過(guò)表面的蝕刻來(lái)產(chǎn)生。因此，能夠防止在供給部件的上側(cè)上形成尖銳的邊緣。以這種方式能夠在元件借助振動(dòng)進(jìn)行輸送時(shí)明顯降低不期望的摩損。
[0046]所述的空間紋理能夠備選地或結(jié)合地借助拋光膏(研磨料)、噴砂和/或激光處理的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0047]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，元件-供應(yīng)裝置還具有活動(dòng)的遮蓋部件，該遮蓋部件設(shè)置在供給部件的上側(cè)的上方并且能夠在開(kāi)啟位置和閉合位置之間活動(dòng)，其中(a)在該開(kāi)啟位置中能夠從上方拾取輸送到供給區(qū)上的元件，(b)在閉合位置中通過(guò)遮蓋部件阻止這種拾取。
[0048]通過(guò)所述的活動(dòng)的遮蓋部件(其也稱為罩子)，能夠以簡(jiǎn)單且有效的方式防止元件或污染微粒落到或滲入供給區(qū)上或供給區(qū)中。同樣，能夠防止這些元件例如由于供給部件的振動(dòng)而從供給區(qū)中彈出。
[0049]可活動(dòng)的遮蓋部件的活動(dòng)與裝配頭的運(yùn)行能夠同步進(jìn)行，因此如果應(yīng)該借助裝配頭將一個(gè)或多個(gè)元件從供給區(qū)提走，則該活動(dòng)的遮蓋部件只在很短的時(shí)間內(nèi)位于開(kāi)啟位置中。
[0050]該活動(dòng)的遮蓋部件用來(lái)從閉合位置移動(dòng)到拾取位置或反過(guò)來(lái)從拾取位置移動(dòng)到閉合位置，并且優(yōu)選只執(zhí)行簡(jiǎn)單的機(jī)械的推移運(yùn)動(dòng)。該推移運(yùn)動(dòng)優(yōu)選只沿著元件-供應(yīng)裝置的縱向方向進(jìn)行。因此，該元件-供應(yīng)裝置在其寬度方面只具有小的位置需求，并且能夠耦合到已知的自動(dòng)裝配機(jī)上，來(lái)代替一個(gè)或必要時(shí)多個(gè)常規(guī)的元件帶供應(yīng)模式。
[0051]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，該活動(dòng)的遮蓋部件在光學(xué)上是至少局部透明的，因此另一照明光線能夠穿透該活動(dòng)的遮蓋部件，并且至少當(dāng)該活動(dòng)的遮蓋部件位于閉合位置中時(shí)，該供給部件的供給區(qū)能夠借助該另外的照明光線從上方照亮。
[0052]通過(guò)該光學(xué)上透明的遮蓋部件，借助振動(dòng)輸送到供給部件的供給區(qū)中的元件能夠因此借助其它照明光線從上方照亮。因此對(duì)于設(shè)置在供給部件下方的照相機(jī)來(lái)說(shuō)，該另外的照明光線是背景照明、逆光照明或透光照明(所謂的背光)。
[0053]借助合適的背景-照明，尤其能夠可靠地識(shí)別到，在該供給區(qū)中的元件是否位于豎放-定向，在該豎放-定向中相關(guān)的元件不是借助主要側(cè)面，而借助小的“輔助側(cè)面”平放在供給部件的上側(cè)上。此外，所述的背景-照明還有助于尤其準(zhǔn)確地弄清輸送到供給區(qū)中的元件的空間位置和/或幾何尺寸。
[0054]合適的背景-照明使得，元件-探測(cè)(a)相對(duì)于供給部件的可能存在的污染來(lái)說(shuō)的優(yōu)點(diǎn)是尤其突出的的，和/或(b)相對(duì)于背景-照明的不期望振動(dòng)(光譜和/或在強(qiáng)度方面)的優(yōu)點(diǎn)是尤其突出的。
[0055]該另外的照明光線或背景-照明例如能夠是由外部照明裝置發(fā)出的光線。
[0056]應(yīng)指出，對(duì)于概念”光學(xué)上透明“來(lái)說(shuō)，上面針對(duì)供給部件的供給區(qū)的光學(xué)透明度所作的闡述也同樣適用。但因?yàn)椴荒艽┩钢辽倬植抗鈱W(xué)上透明的、活動(dòng)的遮蓋部件實(shí)現(xiàn)光學(xué)成像(圖像的探測(cè)是從下方進(jìn)行的)，所以活動(dòng)的遮蓋部件在此無(wú)需是光學(xué)上純凈的。這意味著，該活動(dòng)的遮蓋部件具有光學(xué)的散射位置，甚至(至少局部地)能夠由光學(xué)上透明、但散射的材料構(gòu)成。
[0057]直觀地表達(dá)是，通過(guò)該另外的照明光線提供了背景-照明，其中能夠在其位置以及其它幾何尺寸(例如側(cè)面傾斜、分群、朝相鄰元件的間距)方面來(lái)測(cè)量這些元件。該背景-照明相對(duì)于正面光照或入射光-照明的優(yōu)點(diǎn)是，能夠更清楚地使元件邊緣成像，并因此能夠精確地測(cè)量其相對(duì)位置。此外，在可振動(dòng)的供給部件受污染的情況下，或者例如由于相關(guān)的照明裝置的光源的老化而使亮度出現(xiàn)時(shí)間或空間上的波動(dòng)時(shí)，背景-照明仍然能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定的評(píng)估。
[0058]為了避免或至少降低增加的燈光效應(yīng)(例如其它照明光線在供給部件的下側(cè)上的反射)，其在入射角高時(shí)很顯著，備選地或結(jié)合上述的下方減反射層，還能夠應(yīng)用以下措施中的一項(xiàng)或多項(xiàng):(A)在背景-照明和振動(dòng)部件之間應(yīng)用光簾(薄膜)，以降低背景-照明的入射角。(B)在另外的照明裝置(用于背景-照明)和振動(dòng)部件之間應(yīng)用偏振膜，以實(shí)現(xiàn)背景-照明的線性偏振，從而選出反射系數(shù)較小的偏振方向。
[0059]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，該可活動(dòng)的遮蓋部件具有光學(xué)上散射的材料。這意味著，通過(guò)該活動(dòng)的遮蓋部件出現(xiàn)在供給部件的上側(cè)且因此出現(xiàn)在元件(其位于供給區(qū)中)上側(cè)的其它照明光線對(duì)于照相機(jī)來(lái)說(shuō)是散射的背景-照明光線，它在其強(qiáng)度方面是尤其均質(zhì)的。因此，通過(guò)位于供給部件下方的照相機(jī)來(lái)探測(cè)元件，是尤其有利的。
[0060]應(yīng)指出，該朝下的散射效果可通過(guò)以下方式來(lái)改善，即在活動(dòng)的遮蓋部件(其是體積散射器Volumenstreuer)的后方或上方還設(shè)置有光學(xué)上反射的層。
[0061]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，元件-供應(yīng)裝置還具有另一照明裝置，用來(lái)產(chǎn)生另一照明光線并且將產(chǎn)生的其它照明光線耦合到活動(dòng)的遮蓋部件中。
[0062]該另外的照明裝置能夠設(shè)置在供給部件和/或活動(dòng)的遮蓋部件的下方或下方。由該另外的照明裝置發(fā)射的另外的照明光線能夠直接或間接地(例如借助反射的光學(xué)元件和/或光纖)耦合到活動(dòng)的遮蓋部件中。
[0063]該另外的照明光線的耦合例如能夠通過(guò)或在活動(dòng)的遮蓋部件的側(cè)端面中進(jìn)行。
[0064]該另外的照明裝置能夠具有一個(gè)或多個(gè)光源，它們可以是任意的種類。該至少一個(gè)光源優(yōu)選是發(fā)光二極管，它的特征在于尤其長(zhǎng)的使用壽命和低的電流消耗。
[0065]應(yīng)指出，該另外的照明裝置必要時(shí)也能集成在活動(dòng)的遮蓋部件的至少一部分中。在此，該另外的照明裝置尤其能夠具有平的伸展范圍，并且借助任意的活躍的發(fā)光器件(例如有機(jī)的發(fā)光二極管0LED)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0066]為了就目前觀點(diǎn)來(lái)看最佳地識(shí)別元件(該元件不像電容器一樣能夠與其定向無(wú)關(guān)地裝配)，提供了以下方法:由照相機(jī)兩次連續(xù)地在不同的照明條件下探測(cè)借助振動(dòng)傳遞到供給區(qū)中的元件。在第一個(gè)照明條件下只激活設(shè)置在供給部件下方的照明裝置，這些元件借助該照明裝置從下方照亮(正面光照)，即從與照相機(jī)的探測(cè)方向相同的方向上照亮。在第二個(gè)照明條件下只激活另外的照明裝置，它穿透光學(xué)上透明的、活動(dòng)的遮蓋部件從上方(即與照相機(jī)的探測(cè)方向相反)照亮傳遞到供給區(qū)中的元件(背景-照明、透射光-照明或逆光-照明)。這兩個(gè)在不同的照明條件下探測(cè)或拍攝到的圖像共同地由接在照相機(jī)后面的處理器進(jìn)行評(píng)估。在此當(dāng)然必要的是，這兩個(gè)照明裝置能夠相互分開(kāi)地控制。
[0067]就最佳的流程而言，首先在背景-照明下拍攝圖像，并且在該處確定元件位置，隨后在正面光照中拍攝圖像時(shí)確定兀件的定向。
[0068]應(yīng)指出，尤其對(duì)于簡(jiǎn)單的元件來(lái)說(shuō)在只實(shí)施兩個(gè)照明中的一個(gè)時(shí)就能將元件充分地識(shí)別出來(lái)。
[0069]此外還應(yīng)指出，對(duì)于這兩個(gè)照明裝置中的一個(gè)和/或?qū)τ谶@兩個(gè)照明裝置來(lái)說(shuō)，也可應(yīng)用不同的照明顏色。此外，可應(yīng)用對(duì)顏色敏感或分辨光譜的照相機(jī)作為照相機(jī)。
[0070]按本發(fā)明的另一實(shí)施例，該另外的照明光線能夠通過(guò)活動(dòng)的遮蓋部件的下方表面的一部分耦合到活動(dòng)的遮蓋部件中。該另外的照明光線在此也能夠直接或間接地(例如借助反射的光學(xué)元件和/或光纖)耦合到活動(dòng)的遮蓋部件中。
[0071]該另外的照明光線從下方光學(xué)地耦合到活動(dòng)的遮蓋部件中，其優(yōu)點(diǎn)是，具有背景-照明的元件-供應(yīng)裝置能夠以尤其緊湊的構(gòu)造方式實(shí)現(xiàn)，對(duì)于元件探測(cè)所需的整個(gè)影像-系統(tǒng)集成在該元件-供應(yīng)裝置中。
[0072]按本發(fā)明的另一角度，描述了一種裝配系統(tǒng)，用來(lái)用元件自動(dòng)地裝配元件載體。所述的裝配系統(tǒng)具有(a)上述類型的元件-供應(yīng)裝置，用來(lái)提供分離的元件；以及(b)具有裝配頭的自動(dòng)裝配機(jī)，(bl)用來(lái)拾取提供的分離的元件，(b2)用來(lái)將拾取的元件輸送到待裝配的元件載體上以及(b3)將輸送的元件安放在元件載體上。
[0073]所述的裝配系統(tǒng)是以這樣的認(rèn)知為基礎(chǔ)的，即在此文獻(xiàn)中描述的元件-供應(yīng)裝置借助集成的照相機(jī)緊湊地實(shí)現(xiàn)，并且直接耦合到已知的自動(dòng)裝配機(jī)的機(jī)架上，來(lái)代替已知的皮帶輸送器，在皮帶輸送器中元件帶中的元件以包裝的形式在定義的拾取位置上提供給裝配頭。因?yàn)榻柚鲜鲈?供應(yīng)裝置分離的元件在不同的位置上傳輸?shù)焦┙o區(qū)內(nèi)，所以能夠省略復(fù)雜的元件帶。因此，還能夠避免用過(guò)的元件帶的包裝垃圾，元件已經(jīng)以已知的方式從該元件帶上取下。
[0074]在此處所述的裝配系統(tǒng)中，由元件-供應(yīng)裝置的照相機(jī)探測(cè)到的元件位置(該元件借助振動(dòng)提供給供給區(qū))只需傳遞到裝配頭的位置控制器上，因此裝配頭能夠可靠且穩(wěn)固地拾取待拾取的元件。
[0075]按本發(fā)明的另一角度，描述了一種方法，用來(lái)提供分離的元件且尤其用來(lái)提供分離的電子元件，目的是在自動(dòng)裝配機(jī)中自動(dòng)地與元件載體進(jìn)行裝配。所述的方法具有(a)分離的元件在供給部件的上側(cè)上借助供給部件的振動(dòng)輸送到供給部件的供給區(qū)中，其中供給部件至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)是光學(xué)透明的，以及(b)借助照相機(jī)穿透供給部件從下方探測(cè)輸送到供給區(qū)中的元件，該照相機(jī)設(shè)置在供給部件的下方。
[0076]所述的方法是以這樣的認(rèn)知為基礎(chǔ)的，在包含振動(dòng)輸送器的元件-供應(yīng)裝置中能夠借助集成的照相機(jī)從下方穿透可振動(dòng)的光學(xué)上透明的供給部件光學(xué)地探測(cè)傳遞到該供給區(qū)中的分離的元件。然后，能夠以這種方式在置于照相機(jī)后面的處理器中確定傳遞的或提供的元件的位置，并且將位置數(shù)據(jù)傳遞到裝配頭的控制器，因此這些元件能夠可靠地由裝配頭拾取。
[0077]通過(guò)集成的照相機(jī)能夠在裝配時(shí)避免不期望的輔助時(shí)間，該照相機(jī)從下方對(duì)提供的元件進(jìn)行探測(cè)。在借助例如所謂的電路板照相機(jī)從上方對(duì)提供的分離的元件進(jìn)行探測(cè)時(shí)，出現(xiàn)了這種輔助時(shí)間，該電路板照相機(jī)也是用來(lái)測(cè)量待裝配的元件載體的位置并因此必須在自動(dòng)裝配機(jī)內(nèi)與裝配頭一起移動(dòng)。
[0078]應(yīng)指出，本發(fā)明的實(shí)施例已參照不同的
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行描述。尤其描述了本發(fā)明的具有裝置權(quán)利要求的幾個(gè)實(shí)施例，并且描述了本發(fā)明的具有方法權(quán)利要求的其它實(shí)施例。對(duì)于專業(yè)人員來(lái)說(shuō)在閱讀該申請(qǐng)時(shí)能夠立即明白，如果沒(méi)有另外的詳細(xì)說(shuō)明，則除了這些屬于這類
【發(fā)明內(nèi)容】
的特征組合以外，還可能實(shí)現(xiàn)這些特征的任意組合，這些任意的特征組合屬于其它類型的
【發(fā)明內(nèi)容】
。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0079]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征從目前優(yōu)選的實(shí)施例的以下示例性描述中得出。本申請(qǐng)的單個(gè)附圖只是未意性的并且比例是不正確的。
[0080]圖1a示出了一種元件-供應(yīng)裝置，用來(lái)把分離的電子元件提供給可振動(dòng)的供給部件的供給區(qū)，其中活動(dòng)的光學(xué)上透明的遮蓋部件位于其開(kāi)啟位置中，該遮蓋部件可為提供的元件實(shí)現(xiàn)背景-照明。
[0081]圖1b示出了圖1a所示的元件-供應(yīng)裝置，其中活動(dòng)的光學(xué)上透明的遮蓋部件處于其閉合位置中。
[0082]圖2展示了不同的可行性，來(lái)在應(yīng)用光學(xué)上透明的遮蓋部件的情況下為在可振動(dòng)的供給部件上提供的分離的電子元件實(shí)現(xiàn)背景-照明。
[0083]圖3展示了借助照相機(jī)和兩個(gè)照明(背景-照明和正面光照)來(lái)測(cè)量在可振動(dòng)的供給部件上提供的分散的電子元件，其中該可振動(dòng)的供給部件是指具有粗糙表面層的玻璃基底，該粗糙的表面層負(fù)責(zé)降低供給部件和提供的分離的電子元件之間的分子附著力。
[0084]圖4展示了由玻璃基底制成的可振動(dòng)的供給部件，它(a)在其上側(cè)上具有用來(lái)降低分子附著力的層，并且它(b)為了改善光學(xué)特性既在其上側(cè)也在其下側(cè)上分別具有光學(xué)的減反射層。
[0085]圖5a示出了多個(gè)位于光學(xué)上透明的遮蓋部件上的電子元件在背景-照明時(shí)的攝像；
圖5b示出了在正面光照時(shí)圖5a所示的電子元件。
[0086]圖6在透視圖中示出了按本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的元件-供應(yīng)裝置。
[0087]圖7在示意圖中示出了裝配系統(tǒng)，它具有帶兩個(gè)裝配頭和多個(gè)元件-供應(yīng)裝置的自動(dòng)裝配機(jī)，它們?cè)O(shè)置在自動(dòng)裝配機(jī)的兩個(gè)側(cè)面?zhèn)冗吷希渲性谧髠?cè)邊上設(shè)置有一個(gè)元件-供應(yīng)裝置，且在右側(cè)邊上設(shè)置有兩個(gè)元件-供應(yīng)裝置，作為按本發(fā)明的元件-供應(yīng)裝置。
[0088]參考標(biāo)記清單:
100元件-供應(yīng)裝置 102機(jī)架
104用于元件-存儲(chǔ)裝置的容納部 110輸送板 112振動(dòng)激勵(lì)器
120供給部件/透明的振動(dòng)板/供給區(qū)
122a振動(dòng)激勵(lì)器
122b振動(dòng)激勵(lì)器
122c振動(dòng)激勵(lì)器
130照相機(jī)
132分光器
134用于正面光照的照明裝置
134a正面光照
140活動(dòng)的遮蓋部件
140a活動(dòng)的遮蓋部件的透明部分
142傳動(dòng)裝置
144用于背景-照明的其它照明裝置 144a背景-照明 190元件-存儲(chǔ)裝置 195元件
241鏡反射的光學(xué)元件/耦合鏡 244照明裝置 245照明裝置 246照明裝置 247照明裝置
320供給部件/透明的振動(dòng)板/供給區(qū)
324玻璃基底
326變粗糙的表面涂層
336用于傾斜的正面光照的照明裝置
336a傾斜的正面光照
420供給部件/透明的振動(dòng)板/供給區(qū)
424玻璃基底
426變粗糙的表面涂層
428可導(dǎo)電且光學(xué)的減反射層
429減反射層/減反射的層
595a元件(上方的連接元件)
595b元件(下方的連接元件)
600元件-供應(yīng)裝置 602機(jī)架
604用于元件-存儲(chǔ)裝置的容納部 610輸送板 612振動(dòng)激勵(lì)器
620供給部件/透明的振動(dòng)板/供給區(qū)
622a振動(dòng)激勵(lì)器
622b振動(dòng)激勵(lì)器
622c振動(dòng)激勵(lì)器
630照相機(jī)
632鏡子
634用于正面光照的照明裝置
640活動(dòng)的遮蓋部件
650電子模塊
655處理器
690元件-存儲(chǔ)裝置
700用于從散裝物中分離的電子元件的元件-供應(yīng)裝置 750裝配系統(tǒng) 760自動(dòng)裝配機(jī) 762裝配頭
770用于位于元件帶中的電子元件的元件-供應(yīng)裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0089]應(yīng)指出，在下面的詳細(xì)描述中不同實(shí)施例的特征或部件(它們與其它實(shí)施例的相應(yīng)特征或部件相同或者至少功能相同)通常設(shè)置有相同的參考標(biāo)記或者不同的參考標(biāo)記，所述不同的參考標(biāo)記只是在其第一個(gè)字母上與相同的或至少功能上相同的特征或部件的參考標(biāo)記不同。為了避免不必要的重復(fù)，已經(jīng)借助前面描述的實(shí)施例闡述的特征或部件在后面不再詳細(xì)闡述。
[0090]此外應(yīng)指出，以下描述的實(shí)施例只是從本發(fā)明的可能的實(shí)施例中選出來(lái)的。尤其可能的是，單個(gè)實(shí)施例的特征以適當(dāng)?shù)姆绞奖舜私M合，因此對(duì)于專業(yè)人員來(lái)說(shuō)借助此處詳細(xì)描述的實(shí)施方案就能把許多不同的實(shí)施例看作是明顯公開(kāi)的。
[0091]按本發(fā)明的實(shí)施例，圖1a和Ib示出了一種元件-供應(yīng)裝置100，用來(lái)提供分離的電子元件195。這些元件195借助散裝形式-容器或元件-存儲(chǔ)裝置190提供。
[0092]該元件-供應(yīng)裝置100具有機(jī)架102。在該機(jī)架上設(shè)置有用于元件-存儲(chǔ)裝置190的容納部104。用于元件-存儲(chǔ)裝置190的容納部104還當(dāng)作分份裝置(Port1nierungsvorrichtung)來(lái)用，這些元件195能夠單個(gè)地借助該分份裝置通過(guò)簡(jiǎn)單的掉落從元件-存儲(chǔ)裝置190轉(zhuǎn)移到輸送板110上。按此處所示的實(shí)施例，該輸送板110傾斜地設(shè)置并且能夠借助振動(dòng)激勵(lì)器112這樣振動(dòng)，使得這些元件195在輸送板110的傾斜表面上朝上(即在圖面上朝右上方)輸送。
[0093]然后，這些元件195從輸送板110的右端傳遞到供給部件120上。該供給部件120能夠借助三個(gè)振動(dòng)激勵(lì)器122a、112b和122c沿著三個(gè)不同的軸線有針對(duì)性地振動(dòng)。因此，這些元件195能夠以適當(dāng)?shù)姆绞椒稚⒃诠┙o部件120的供給區(qū)上，因此它們由未示出的裝配頭借助拾取工具(例如吸管)拾取，并且以已知的方式用于未示出的元件載體的裝配工藝。
[0094]為了使元件195能夠由裝配頭可靠地拾取，必須準(zhǔn)確地知道在供給區(qū)120中提供的分離的電子元件195的位置和/或定向。為此，元件-供應(yīng)裝置100在機(jī)架102中具有集成的影像-系統(tǒng)，借助該影像-系統(tǒng)光學(xué)地探測(cè)提供的元件195，并且能夠借助合適的圖像處理來(lái)確定元件的位置和/或定向。
[0095]該影像-系統(tǒng)包含照相機(jī)130，它從下方(即穿透光學(xué)上透明的供給部件120)探測(cè)這些元件195。按此處所示的實(shí)施例，由照相機(jī)130探測(cè)的測(cè)量光線的光程借助分光器132偏轉(zhuǎn)。
[0096]為了清楚地探測(cè)由照相機(jī)130探測(cè)到的元件195，影像-系統(tǒng)還具有照明裝置134，它按此處所示的實(shí)施例，設(shè)置在分光器132的下方。如圖1a所示，該照明裝置134發(fā)射出所謂的正面光照134a，它穿透分光器132和構(gòu)成為透明振動(dòng)板的供給部件120，并且從下方照亮在供給部件120的上側(cè)上提供的元件195。
[0097]元件-供應(yīng)裝置100還具有另一發(fā)射出光線144a的照明裝置144，該光線如下面還將準(zhǔn)確闡述的一樣作為背景-照明144a用于由照相機(jī)130從下方探測(cè)到的元件195。
[0098]為了避免元件195不小心地從元件-供應(yīng)裝置100的供給區(qū)120中彈出，并且為了避免污染微粒不期望地滲入元件-供應(yīng)裝置100的供給區(qū)120中，還設(shè)置有活動(dòng)的遮蓋部件140，它借助傳動(dòng)裝置142能夠在開(kāi)啟位置和閉合位置之間推移。
[0099]圖1a示出了在運(yùn)行狀態(tài)中的元件-供應(yīng)裝置100，在此狀態(tài)下活動(dòng)的或可推移的遮蓋部件140位于開(kāi)啟位置中。元件195可由未示出的裝配頭從供給區(qū)120中取下。圖1b示出了在運(yùn)行狀態(tài)中的元件-供應(yīng)裝置100，在此狀態(tài)下活動(dòng)的或可推移的遮蓋部件140位于閉合位置中。通過(guò)該活動(dòng)的遮蓋部件140的前方部件140a,阻止元件195從供給區(qū)120中彈出且防止污染微粒滲入供給區(qū)120中。
[0100]如圖1b所示,活動(dòng)的遮蓋部件140的前方部件140a (其是由透明材料制成)不僅具有機(jī)械功能，即如果元件195應(yīng)該由裝配頭取下并且活動(dòng)的遮蓋部件位于閉合位置中，則將供給區(qū)至少與周圍環(huán)境分開(kāi)來(lái)。供給部件120的前方透明部件140a還具有的功能是，為由照相機(jī)130從下方拍攝到的元件195產(chǎn)生盡量均勻的背影光線。
[0101]如同前面已闡述的一樣，這種背景-照明144a由其它照明裝置144發(fā)射出的光線產(chǎn)生。如果該活動(dòng)的遮蓋部件140位于閉合位置中，則由其它照明裝置144發(fā)出的光線能夠從下方耦合到活動(dòng)的遮蓋部件140的透明部件140a中。因此，該透明部件140a(耦合的光線在它里面?zhèn)鞑?因此是扁平的輻射源，它從后方照亮元件195，并且因此為由照相機(jī)130從下方探測(cè)到的元件195提供背景-照明。
[0102]應(yīng)指出，活動(dòng)的遮蓋部件140的光學(xué)上適明的部件140a優(yōu)選由光學(xué)上透明的、但光學(xué)上并不純凈的材料構(gòu)成。該光學(xué)上透明的部件140a尤其能夠具有光學(xué)上散射的材料，它使背景光非常均勻地從上方入射到由照相機(jī)130從下方探測(cè)到的元件195上。
[0103]圖2展示了不同的可行性，來(lái)在應(yīng)用光學(xué)上透明的遮蓋部件140的情況下為在可振動(dòng)的供給部件120上提供的分離的電子元件實(shí)現(xiàn)背景-照明。
[0104]為由照相機(jī)130探測(cè)到的元件195產(chǎn)生背景-照明的第一可行方案是，已由圖1b已知地將照明光線耦合到可推移的遮蓋部件140的透明部件140a的下側(cè)中，該照明光線是由照明裝置244朝上發(fā)出的。如圖2所示，由照明裝置244發(fā)出的照明光線的光程在供給部件120的旁邊經(jīng)過(guò)，并且該照明光線從右下方進(jìn)入活動(dòng)的遮蓋部件140中。那么在活動(dòng)的遮蓋部件140的透明部件140a中，由于在透明部件140a的內(nèi)部表面上的多次光學(xué)反射以及光散射，該光線在該部件140a的優(yōu)選散射的材料內(nèi)傳播。然后，該光線中的至少一部分通過(guò)透明部件140a的下側(cè)輸出，作為扁平的背景-照明光線。為了提高光效，該部件140a的上側(cè)能夠設(shè)置反射層，因此沒(méi)有損耗光線能夠在朝上的方向上離開(kāi)該部件140a。
[0105]為由照相機(jī)130探測(cè)到的元件產(chǎn)生背景-照明的第二可行方案是，由設(shè)置在供給部件120下方的照明裝置245發(fā)射的光線通過(guò)鏡反射的光學(xué)元件241耦合到活動(dòng)的遮蓋部件140的透明的(且必要時(shí)是散射的)部件140a中。
[0106]為由照相機(jī)130探測(cè)到的元件產(chǎn)生背景-照明的第三可行方案是，相應(yīng)的光線從側(cè)面通過(guò)該部件140a的側(cè)表面耦合。在圖2中借助照明裝置246描述了這種可行方案。
[0107]產(chǎn)生背景-照明的第四可行方案是，光線傾斜地(例如傾斜從下方)借助照明裝置247耦合到透明的(且必要時(shí)散射的)部件140a中。
[0108]就耦合的光線在部件140a中的傳播而言，同樣的情況當(dāng)然在第二、第三和第四可行方案中也是適用的，這一點(diǎn)已經(jīng)結(jié)合第一可行方案進(jìn)行闡述。通過(guò)在部件140a的內(nèi)側(cè)上的多次反射，和/或通過(guò)耦合的光線在光學(xué)散射位置上的散射，能夠產(chǎn)生扁平的且?guī)缀蹙鶆虻谋尘?照明，該散射位置位于制造該部件140a的散射的材料中。
[0109]此外還應(yīng)指出，備選地或與部件140a中的部件140的光學(xué)上散射的材料結(jié)合的是，還可存在著折射的結(jié)構(gòu)，它的作用是使耦合的光線優(yōu)選朝后偏轉(zhuǎn)，并且以盡量均勻的方式從上方入射到元件195上。
[0110]此外還指出，照明裝置244、145、246和/或247借助一個(gè)發(fā)光二極管或多個(gè)發(fā)光二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此，光發(fā)二極管能夠發(fā)射出光譜范圍相同或不同的光線。
[0111]圖3展示了，借助照相機(jī)130來(lái)光學(xué)地探測(cè)在可振動(dòng)的供給部件320上提供的分離的電子元件195。按此處所示的實(shí)施例，這些元件195既(a)借助正面光照336a從下方照亮，也(b)借助背景-照明144a從上方照亮。如同前面已借助圖1b和圖2描述的一樣，背景-照明144a通過(guò)光線的耦合在活動(dòng)的遮蓋部件140的透明或散射部件140a中產(chǎn)生。
[0112]與圖1b和圖2所示的實(shí)施例不同的是，正面光照336a在此不是垂直地從下方、而是傾斜地從下方穿透供給部件320指向在供給部件320的上側(cè)上提供的元件195。如圖3所示，正面光照336a借助兩個(gè)照明裝置336產(chǎn)生，它們同樣優(yōu)選分別具有一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管。
[0113]如圖3所示，供給部件320具有玻璃基底324和弄粗糙的表面涂層326。該弄粗糙的表面涂層326的粗糙度在此這樣選擇，即不會(huì)或只會(huì)輕易干擾借助照相機(jī)130對(duì)元件195的光學(xué)探測(cè)以及通過(guò)傾斜的正面光照336a對(duì)元件195的光學(xué)照明。在另一側(cè)上該弄粗糙的表面涂層326的粗糙度在此這樣選擇，即降低供給部件320的表面和典型的非常輕的元件195之間的附著力，使得這些元件195粘附在供給部件320的上側(cè)上，并且能夠以簡(jiǎn)單的方式借助供給部件320的振動(dòng)將元件195分散在預(yù)先設(shè)定的供給區(qū)中。如同上面已描述的一樣，根據(jù)所用的光波長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)為照亮元件195能夠應(yīng)用這樣的粗糙度，即它的平均粗糙度在Ra=Inm至Ra=3Mm的范圍內(nèi)。
[0114]圖4展示了由玻璃基底424制成的可振動(dòng)的供給部件420，它(a)在其上側(cè)上具有用來(lái)降低分子附著力的層426，并且它(b)為了改善光學(xué)特性具有光學(xué)的減反射層，既為了照亮位于供給部件420上的元件195，也為了改善通過(guò)未示出的照相機(jī)進(jìn)行的光學(xué)探測(cè)。按此處所示的實(shí)施例，在供給部件420的上側(cè)上設(shè)置有光學(xué)上的減反射層428，在供給部件420的下側(cè)上設(shè)置有減反射層429。
[0115]應(yīng)指出，至少該光學(xué)上的減反射層428能夠由導(dǎo)電材料構(gòu)成。因此，能夠以簡(jiǎn)單的方式保護(hù)元件195免受靜電影響,該靜電可能會(huì)損壞元件195。
[0116]圖5a示出了多個(gè)位于光學(xué)上透明的遮蓋部件上的電子元件595a和595b的拍攝。電子元件595a和595b是同一類型的雙極元件，其中只在電子元件595a和595b的兩個(gè)主側(cè)中的一側(cè)上設(shè)置有兩個(gè)電連接面，相應(yīng)的電子元件595a或595b通過(guò)這兩個(gè)電連接面在元件載體上電接觸。
[0117]按此處所示的實(shí)施例，電子元件595a在供給部件上如此定向，使得該主側(cè)借助電連接面指向上方。與此相反，這些電子元件595b如此定向，即元件595b的設(shè)置有電連接面的主側(cè)指向下方。
[0118]在只在背景-照明下拍攝且在圖5a中示出的圖像中，所有電子元件595a和595b看起來(lái)都是一樣的。電子元件595a和595b在背景-照明前方通過(guò)各自的影痕來(lái)識(shí)別。與此相反，如圖5b所示，元件195b的電連接面在正面光照時(shí)產(chǎn)生了明亮的反射。這兩個(gè)連接面之間的區(qū)域看起來(lái)相對(duì)較暗。這些反向定向的電子元件595a由于其在與連接面相對(duì)而置的主側(cè)上相對(duì)較亮的表面，在整體上看起來(lái)相對(duì)較亮。
[0119]圖6在透視圖中示出了按本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的元件-供應(yīng)裝置600。元件-供應(yīng)裝置600具有機(jī)架602，如同在圖1a和Ib所示的實(shí)施例一樣，用于元件-存儲(chǔ)裝置690的容納部604以相應(yīng)的方式設(shè)置在該機(jī)架的上側(cè)上。
[0120]從元件-存儲(chǔ)裝置690中排出的分離的電子元件(未示出)傳遞到輸送板610上，該輸送板能夠借助振動(dòng)激勵(lì)器612這樣振動(dòng)，使得圖6中的這些元件朝右輸送。然后，這些元件從輸送板610傳遞到供給部件620上，該供給部件構(gòu)成為透明的振動(dòng)板，其具有用于這些元件的供給區(qū)。這些元件能夠借助未示出的裝配頭從供給區(qū)上拾取，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配元件載體的目的。
[0121]該供給部件或透明的振動(dòng)板620機(jī)械地與三個(gè)振動(dòng)激勵(lì)器耦合，其中在圖6中只用參考標(biāo)記622a、622b和622c表示。借助這三個(gè)振動(dòng)激勵(lì)器，該透明的振動(dòng)板620能夠沿著三個(gè)不同的空間方向振動(dòng)，因此這些元件能夠以適當(dāng)?shù)姆绞皆诳臻g上分布在供給區(qū)620中。
[0122]為了能夠可靠地借助裝配頭將位于供給區(qū)620中的元件拾取，必須知道提供的元件的精確位置和/或定向。提供的元件的精確位置和/或定向借助影像-系統(tǒng)來(lái)探測(cè)，如同已在圖1b和2所示的實(shí)施例中描述的一樣。該影像-系統(tǒng)具有設(shè)置在供給部件620的下方的照相機(jī)630，它通過(guò)鏡子632穿透透明的供給部件620從下方探測(cè)該提供的元件。照明裝置634的作用是，從下方給供應(yīng)的元件提供正面光照。通過(guò)活動(dòng)的遮蓋部件640能夠產(chǎn)生背影照明，其中該透明的活動(dòng)的遮蓋部件640當(dāng)作平面的光源來(lái)用，該遮蓋部件由透明的和/或散光的材料制成。為此，光線由圖6中未示出的照明結(jié)構(gòu)從下方耦合到活動(dòng)的遮蓋部件640中。該光線在可活動(dòng)的遮蓋部件640的透明和/或散光材料的內(nèi)部反射，并且在光學(xué)的散射位置上散光，因此能夠上方相對(duì)均勻地照亮供給區(qū)中提供的元件。
[0123]按此處所示的實(shí)施例，元件-供應(yīng)裝置600還具有電子模塊650。該電子模塊650具有控制電路和電子驅(qū)動(dòng)電路，以便驅(qū)動(dòng)激勵(lì)器612、622a和622b以及未示出的傳動(dòng)裝置，用來(lái)在開(kāi)啟位置和圖6所示的閉合位置之間驅(qū)動(dòng)可活動(dòng)的遮蓋部件640。電子模塊650還具有處理器655，它接在照相機(jī)630的后面并且進(jìn)行圖像評(píng)估，該圖像評(píng)估對(duì)于元件的位置和/或定向的確定來(lái)說(shuō)是必要的。
[0124]應(yīng)注意，該處理器655也能夠位于元件-供應(yīng)裝置600的外部，其中由照相機(jī)630探測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)然后必須通過(guò)合適的接口傳遞到該外部的處理器上。這種外部處理器能夠例如借助機(jī)器控制器或在自動(dòng)裝配機(jī)的機(jī)器控制器中實(shí)現(xiàn)，元件-供應(yīng)裝置600耦合到該機(jī)器處理器上。
[0125]圖7在示意圖中展示了裝配系統(tǒng)750，它具有自動(dòng)裝配機(jī)760，該自動(dòng)裝配機(jī)具有兩個(gè)能相互獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)的裝配頭762和多個(gè)元件-供應(yīng)裝置。還元件-供應(yīng)裝置或者構(gòu)成為(a)用來(lái)供應(yīng)由散裝物構(gòu)成的元件的元件-供應(yīng)裝置700，其中元件-供應(yīng)裝置700在此文獻(xiàn)中以不同的實(shí)施例進(jìn)行描述，或者構(gòu)成為元件-供應(yīng)裝置770用來(lái)供應(yīng)以已知方式位于元件帶中的元件。按此處所示的實(shí)施例，在自動(dòng)裝配機(jī)760的左側(cè)上設(shè)置有四個(gè)元件-供應(yīng)裝置770和一個(gè)元件-供應(yīng)裝置700。在自動(dòng)裝配機(jī)760的右側(cè)上設(shè)置有兩個(gè)元件-供應(yīng)裝置770和兩個(gè)元件-供應(yīng)裝置700。
【權(quán)利要求】
1.一種元件-供應(yīng)裝置，用來(lái)提供分離的元件(195、595a、595b)且尤其用來(lái)提供分離的電子元件(195、595a、595b)，目的是在自動(dòng)裝配機(jī)(760)中自動(dòng)與元件載體進(jìn)行裝配，所述元件-供應(yīng)裝置(100、200、600、700)具有:振動(dòng)輸送器(122a、122b、122c、622a、622b、622(:);具有供給區(qū)的供給部件(120、320、420)，其中該振動(dòng)輸送器(122&、12213、122(3、622&、622b,622c)設(shè)計(jì)得使供給部件(120、320、420)振動(dòng)，因此分離的元件(195、595a、595b)能夠在供給部件(120、320、420)的上側(cè)上輸送到供給區(qū)中；以及照相機(jī)(130、630)，它設(shè)置在供給部件(120、320、420)的下方，其中供給部件(120、320、420)至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)是光學(xué)透明的，因此已輸送到供給區(qū)中的元件(195、595a、595b)能夠穿透供給部件(120、320,420)從下方由照相機(jī)(130、630)光學(xué)地探測(cè)到。
2.按上述權(quán)利要求所述的元件-供應(yīng)裝置，其中該照相機(jī)(130、630)該具有光學(xué)軸線，它至少幾乎垂直于供給部件(120、320、420)的上側(cè)。
3.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的元件-供應(yīng)裝置，其中該裝置還具有照明裝置(134、336、634)，它設(shè)置在供給部件(120、320、420)的下方并且這樣設(shè)計(jì)，即已輸送到供給區(qū)中的元件(195、595a、595b)能夠穿透供給部件(120、320、420)從下方由照明裝置(134、336、634)發(fā)出的光線(134a、134b)照亮。
4.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的元件-供應(yīng)裝置，其中該裝置還具有處理器(655)，其接在照相機(jī)(130、630 )的后面并且用來(lái)評(píng)估由照相機(jī)(130、630 )探測(cè)到的圖像。
5.按上述權(quán)利要求至中任一項(xiàng)所述的元件-供應(yīng)裝置，其中供給部件(120、320、420)至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)在供給部件(120、320、420)的上側(cè)上具有導(dǎo)電的表面涂層(428)。
6.按上述權(quán)利要求至中任一項(xiàng)所述的元件-供應(yīng)裝置，其中供給部件(120、320、420)至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)在上側(cè)上具有上方的減反射層(428)，和/或供給部件(120、320、420)至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)在面向上側(cè)的下側(cè)上具有下方的減反射層(429)。
7.按上述權(quán)利要求至中任一項(xiàng)所述的元件-供應(yīng)裝置，其中供給部件(120、320、420)至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)在上側(cè)上具有空間紋理。
8.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的元件-供應(yīng)裝置，其中該裝置還具有可活動(dòng)的遮蓋部件(140、640)，它設(shè)置在供給區(qū)(120、420)的上側(cè)的上方并且能夠在開(kāi)啟位置和閉合位置之間移動(dòng)， 其中在開(kāi)啟位置中中能夠從上方拾取輸送到供給區(qū)中的元件(195、595a、595b)，并且在閉合位置中通過(guò)遮蓋部件(140、640)阻止這種拾取。
9.按上述權(quán)利要求所述的元件-供應(yīng)裝置，其中該活動(dòng)的遮蓋部件(140、640)在光學(xué)上是至少局部透明的，因此另一照明光線(144a)能夠穿透該活動(dòng)的遮蓋部件(140、640)，并且至少當(dāng)該活動(dòng)的遮蓋部件(140、640)位于閉合位置中時(shí)，該供給部件(120、420)的供給區(qū)能夠借助該另外的照明光線(144a)從上方照亮。
10.按上述權(quán)利要求所述的元件-供應(yīng)裝置，其中該活動(dòng)的遮蓋部件(140、640)具有光學(xué)上散射的材料。
11.按上述權(quán)利要求9至10中任一項(xiàng)所述的元件-供應(yīng)裝置，其中該裝置還具有另一照明裝置(144、244、245、246、247)，用來(lái)產(chǎn)生另外的照明光線(144a)并且用來(lái)將產(chǎn)生的另外的照明光線(144a)耦合到活動(dòng)的遮蓋部件(140,640)中。
12.按上述權(quán)利要求所述的元件-供應(yīng)裝置，其中該另外的照明光線(144a)能夠通過(guò)活動(dòng)的遮蓋部件(140、640)的下方表面的一部分耦合到活動(dòng)的遮蓋部件(140、640)中。
13.一種裝配系統(tǒng)，用來(lái)自動(dòng)地用元件(195、595a、595b)來(lái)給裝配元件載體，該裝配系統(tǒng)(750)具有:按權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的元件-供應(yīng)裝置(100、200、600、700)，用來(lái)提供分離的元件；以及具有裝配頭(762)的自動(dòng)裝配機(jī)(760)，(a)用來(lái)拾取提供的分離的元件(195、595a、595b)，(b)用來(lái)將拾取的元件(195、595a、595b)輸送到待裝配的元件載體上以及(c)將輸送的元件(195、595a、595b)安放在元件載體上。
14.一種方法，用來(lái)提供分離的元件(195、595a、595b)且尤其用來(lái)提供分離的電子元件(195、595a、595b)，目的是在自動(dòng)裝配機(jī)(760)中自動(dòng)與元件載體進(jìn)行裝配，該方法具有: 將分離的元件(195、595a、595b)在供給部件(120、320、420)的上側(cè)上借助供給部件(120、320、420 )的振動(dòng)輸送到供給部件(120、320、420 )的供給區(qū)中，其中供給部件(120、.320、420)至少在供給區(qū)的范圍內(nèi)是光學(xué)透明的； 以及借助照相機(jī)(130、630)穿透供給部件(120、320、420)從下方探測(cè)輸送到供給區(qū)中的元件(195、595&、59510，該照相機(jī)設(shè)置在供給部件(120、320、420)的下方。
【文檔編號(hào)】H05K13/02GK104519728SQ201410491845
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】斯特凡·馬格, 安德烈亞斯·佐勒, 卡爾·海因茨·貝施, 哈拉爾德·施坦茲爾, 諾伯特·海爾曼, 克里斯托夫·菲舍爾 申請(qǐng)人:先進(jìn)裝配系統(tǒng)有限責(zé)任兩合公司