用于切短元器件带的切割设备、供应装置和自动装配装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810094082.5

申请日:

2008.04.25

公开号:

CN101293356A

公开日:

2008.10.29

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):B26D 1/14申请日:20080425授权公告日:20120919终止日期:20160425|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B26D 1/14申请日:20080425|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)变更项目:申请人变更前权利人:申请人:西门子公司 地址:德国慕尼黑变更后权利人:申请人:西门子电子集成系统有限责任两合公司 地址:德国慕尼黑登记生效日:2009.7.31|||公开

IPC分类号:

B26D1/14(2006.01); B26D5/08(2006.01); B26D7/06(2006.01); H05K13/00(2006.01)

主分类号:

B26D1/14

申请人:

西门子公司

发明人:

罗伯特·康拉德; 穆罕默德·迈赫迪安普

地址:

德国慕尼黑

优先权:

2007.04.25 DE 102007019535.6

专利代理机构:

北京康信知识产权代理有限责任公司

代理人:

章社杲;吴贵明

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内容摘要

用于切断元器件带(11)的切割设备必须能够灵活地匹配于任意的切割长度,为此示出一种切割设备(9),其具有壳体(13)、带通道(14),该带通道形成在壳体(13)中,用于在输送方向(F)上通过需切短的元器件带(11)、以及具有可在壳体(13)中在横向于输送方向指向的移动方向(V)上移动的切割装置(12)。切割装置(12)包括切割单元(19)和反顶单元(23),其中,切割单元具有带有至少在其周围形成有切割刃(21)的、可旋转设置的切割件(20),并且反顶单元具有反顶件(24),其中,切割单元(19)与反顶单元(23)这样地作用,即在切割装置(12)移动时,在带通道(14)中引导的元器件带(11)被横向于其输送方向(F)切割。

权利要求书

1.  切割设备(9),用于切短自动装配装置(1)的元器件带(11),
具有:
-壳体(13),
-带通道(14),所述带通道形成在所述壳体(13)中,用于在输送方向(F)上通过需切短的所述元器件带(11),
-切割装置(12),所述切割装置在横向于所述输送方向(F)的移动方向(V)上可移动地设置在所述壳体(13)上,并且所述切割装置具有:
切割单元(19),所述切割单元具有带有至少一个在其圆周上形成的切割刃(21)的、可旋转设置的切割件(20),
反顶单元(23),所述反顶单元具有反顶件(24),其中,所述切割件(20)与所述反顶件(24)这样地共同作用,即在所述切割装置(12)移动时,在所述带通道(14)中引导的所述元器件带(11)被横向于其所述输送方向(F)切割,
其中,在与所述反顶件(24)的接触区域中,所述切割件(20)的至少一个切割刃(21)的圆周速度与所述切割装置(12)在所述移动方向(V)上的移动速度是反向相等的,从而基本上无相对速度地实现所述元器件带的切割。

2.
  根据权利要求1所述的切割设备(9),其中,所述切割件(20)被设计成在圆周形成有所述切割刃(21)的、可旋转设置的滚刀(120),并且所述反顶件(24)被设计成在圆周上形成有抵压面(125)的、可旋转设置的抵压辊(124),其中,所述切割单元(19)和所述反顶单元(23)这样地设置,即在所述滚刀(120)旋转时,所述滚刀(120)的所述切割刃(21)在所述抵压辊(124)的抵压面(125)上滚压。

3.
  根据权利要求2所述的切割设备(9),其中,所述切割设备(9)具有偏压设备,所述偏压设备在工作位置中将所述滚刀(120)和所述抵压辊(124)彼此压紧,从而通过在所述滚刀(120)和所述抵压辊(124)之间的压碎过程来分开所述元器件带(11)。

4.
  根据权利要求1所述的切割设备(9),其中,所述切割件(20)被设计成具有在圆周上形成的两个所述切割刃(21)的、可旋转设置的冲压轮(220),并且所述反顶件(24)被设计成具有在圆周上形成有环形槽(225)的、可旋转设置的凹模轮(224),所述冲压轮(220)至少部分地插入到所述凹模轮中。

5.
  根据权利要求1至4中任一项所述的切割设备(9),其中,所述切割件(20)的切割刃(21)以及所述反顶件(24)的与所述切割件(20)共同作用的区域由硬化的材料构成。

6.
  根据权利要求1至5中任一项所述的切割设备(9),其中,所述切割装置(12)被这样地设计,即在所述切割装置(12)移动时,不仅在所述移动方向(V)上而且在与所述移动方向相反的相对方向(G)上也切割所述元器件带(11)。

7.
  根据权利要求1至6中任一项所述的切割设备(9),其中,所述切割装置(12)可利用线性驱动装置移动并且具有用于所述切割件(20)的旋转驱动装置(28),所述旋转驱动装置与所述线性驱动装置这样地耦合,即基本上无相对速度地实现切割。

8.
  根据权利要求7所述的切割设备(9),其中,所述旋转驱动装置(28)包括:
-齿条(30),所述齿条设置在所述壳体(13)上并且在所述移动方向(V)上延伸,
-齿轮(29),所述齿轮与所述齿条(30)啮合,以及
-轴(22),所述齿轮(29)通过所述轴与所述切割件(20)这样地连接,即在所述切割装置(12)移动时,所述切割件(20)进入旋转状态。

9.
  根据权利要求1至6中任一项所述的切割设备(9),其中,所述切割装置(12)可通过线性驱动装置移动,并且具有用于所述反顶件(24)的旋转驱动装置(28),所述旋转驱动装置与所述线性驱动装置这样地耦合,即在与所述切割件(20)的至少一个切割刃(21)接触区域中所述反顶件(24)的圆周速度与所述切割装置(12)的移动速度反向相等。

10.
  根据权利要求9所述的切割设备(9),其中,所述旋转驱动装置(28)包括:
-齿条(30),所述齿条设置在所述壳体(13)上并且在所述移动方向(V)上延伸,
-齿轮(29),所述齿轮与所述齿条(30)啮合,以及
-反顶轴(26),所述齿轮(29)通过所述反顶轴与所述反顶件(24)这样地连接,即在所述切割装置(12)移动时,所述反顶件(24)进入旋转状态。

11.
  根据权利要求7至10中任一项所述的切割设备(9),其中,所述切割设备(9)具有至少一个带保持装置(31),所述带保持装置包括至少一个第一和第二夹持件(32或36、33或37),所述第一和第二夹持件具有用于夹持住所述元器件带(11)的彼此相对的夹持面,其中,所述带保持装置(13)被这样地设计,即所述夹持件(32或36、33或37)之间的所述元器件带(11)可相对于所述壳体(13)位置不变地固定。

12.
  根据权利要求11所述的切割设备(9),其中,所述切割装置(12)还包括导向装置(38),并且所述带保持装置(31)的所述第一夹持件(32或36)被设计成至少一个封闭的、环形的夹持皮带(36),所述夹持皮带通过所述导向装置(38)引导,可利用所述切割装置移动并且这样地设置,即在所述夹持皮带(36)和所述第二夹持件(33或37)之间形成一个捕获区,所述捕获区朝着所述切割件(20)和所述反顶件(24)之间的作用区域逐渐变窄。

13.
  根据权利要求12所述的切割设备(9),其中,所述夹持皮带(36)被这样地与所述切割设备(9)的旋转驱动装置(28)耦合,即在到所述第二夹持件(33或37)的最短距离的位置中,皮带速度与所述切割装置(12)的移动速度反向相等。

14.
  根据权利要求13所述的切割设备(9),其中,所述夹持皮带(36)这样地引导,即在所述切割装置(12)在所述移动方向(V)中而且在所述相反方向(G)中移动时,所述元器件带(11)被固定地输送到所述切割装置(12)的作用区域。

15.
  根据权利要求12至14中任一项所述的切割设备(9),其中,所述第二夹持件(33或37)也被设计为封闭的、环形的夹持皮带(37)。

16.
  根据权利要求11所述的切割设备(9),其中,所述切割装置(12)包括导向装置(38),并且所述带保持装置(31)的所述第一夹持件(32或36)被设计成至少一个夹持皮带(32),所述夹持皮带在所述移动方向(V)中在所述切割装置(12)的整个移动路径上延伸,通过所述导向装置(38)引导并且这样地在其两个端部上固定地钩挂在所述壳体(13)中,即与所述第二夹持部件(33或37)一同构成用于所述元器件带(11)的捕获区,所述捕获区朝着所述切割装置(12)的作用区逐渐变窄。

17.
  根据权利要求16所述的切割设备(9),其中,所述导向装置(38)具有可旋转地设置的导向轮(38)。

18.
  根据权利要求16至17中任一项所述的切割设备(9),其中,所述导向装置(38)被设计成Omega导向装置。

19.
  根据权利要求12至18中任一项所述的切割设备(9),其中,所述第二夹持件(33或37)是所述切割设备(9)的壳体部件(13)。

20.
  根据权利要求12至19中任一项所述的切割设备(9),其中,所述夹持皮带(32、33或36、37)由粘附材料制成。

21.
  根据权利要求16至20中任一项所述的切割设备(9),其中,所述导向装置(38)横向于所述移动方向(V)弹性地设计,
从而所述第一夹持件到所述第二夹持件之间的间距可以匹配于所述元器件带(11)的厚度。

22.
  根据权利要求21所述的切割设备(9),其中,所述切割装置(12)被这样地设计,即所述切割单元(19)和所述反顶单元(23)可在所述切割装置(12)的工作位置和保险位置之间彼此相对移动,在所述工作位置中所述切割件(20)和所述反顶件(24)共同作用,并且在所述保险位置中所述切割件(20)与所述反顶件(24)分离,并且另外设置有保险机构,其这样构成,即在超出切割过程时出现的最大力时,所述切割单元(19)与所述反顶单元(23)分离。

23.
  根据权利要求22所述的切割设备(9),其中,在所述壳体(13)上设置有至少一个返回装置(44),所述返回装置用于将所述切割装置(12)从所述保险位置回送到所述工作位置中。

24.
  根据权利要求23所述的切割设备(9),其中,所述返回装置(44)设计为配滚倾斜面(44)。

25.
  一种用于电子组件(3)的供应装置(5),在元器件带(11)中提供所述电子组件并且将所述电子组件传送到自动装配装置(1)的拾取位置(10)中,其中,所述供应装置(5)具有根据前述权利要求1-24中任一项所述的切割设备(9)。

26.
  自动装配装置(1),用于为基板(2)装配电子组件(3),所述自动装配装置具有根据前述权利要求1-24中任一项所述的切割设备(9)。

说明书

用于切短元器件带的切割设备、供应装置和自动装配装置
技术领域
本发明涉及一种用于切短元器件带的切割设备、一种供应装置及一种自动装配装置。
背景技术
在用于为基板装配电子组件的自动装配装置中,组件通过设置在自动装配装置上的供应装置来提供。电子组件常常存放在相对较长的元器件带的袋状凹槽中。元器件带借助于供应装置的传输机构通过供应装置来传输,其中组件在拾取位置由自动装配装置的装配头从凹槽中取出。空的元器件带离开供应装置到一个合适的位置。在此,产生一种必要性,即在空的元器件带从供应装置中出来之后以特定的间距来切割,从而使剩余废料成为可处理的形式。
由专利申请文件DE 19604608已知一种用于自动装配装置的切割设备,该切割设备在设置在自动装配装置上的供应装置的全部宽度上延伸并且通过单一的、长的、并可移动的切割刀来切割元器件带。元器件带的切割通过可移动的切割刀相对于设计为相应长的切割刃的剪刀式的运动来执行。在这种切割装置中可能会产生故障,例如元器件带卡在切割刀和切割刃之间。该效果可以导致切割刀或者梁式刀片的弯折,尤其在较长的切割刀时更加有问题。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种用于元器件带的切割设备,盖切割设备具有较高的运行可靠性并且可以灵活地匹配于任意的切割长度。
该目的根据独立权利要求通过切割设备以及所属的供应装置以及所属的自动装配装置来实现。
根据权利要求1的用于切短元器件带的切割设备具有:壳体;带通道,其设置在壳体中,用于在输送方向上通过需切短的元器件带;以及可在壳体中在横向于输送方向指向的移动方向上移动的切割装置。切割装置包括切割单元和反顶单元,其中,切割单元具有带有至少在其周围形成有切割刃的、可旋转设置的切割件,并且反顶单元具有反顶件。在此,切割单元与反顶单元这样地作用,即在切割装置移动时,在带通道中引导的元器件带被横向于其输送方向切割。在此,与反顶件的接触的区域中的切割件的至少一个切割刃的圆周速度与切割装置在移动方向上的移动速度是大约相等的,从而在切割装置和元器件带之间基本上无相对速度地实现元器件带的切割。
这种类型的切割设备可通过其结构性的设计方案任意地匹配于带通道的宽度以及切割装置的移动路径的长度。在该种情况中,由例如切割刀或者梁式刀片的弯折造成的元器件带的卡夹是不可能的。由此可以实现较高的运行可靠性。
在根据权利要求2的设计方案中,切割件被设计成具有在圆周上形成有切割刃的、可旋转设置的滚刀。反顶件被设计成具有在圆周上形成由抵压面的、可旋转设置的抵压辊。在此,切割单元和反顶单元这样地设置,即在滚刀旋转时,滚刀的切割刃在抵压辊的抵压面上滚压。
通过该设计方案,鉴于生产以及维护方面的原因可以实现简单和费用低廉的解决方案。
在根据权利要求3的切割设备的设计方案中,切割设备具有偏压设备,该偏压设备在工作位置中将滚刀和抵压辊彼此压紧,从而通过在滚刀和抵压辊之间的挤压过程来分开元器件带。
在最简单的情况中,偏压装置通过压力弹簧来实现。通过挤压元器件带并且并不是像在切割时那样剪断来避免元器件带的卡死。此外,挤压过程基本上在切割点中的元器件带和滚刀的切割刃之间实现没有相对速度。卡死刀具的带纤维是不可能形成的。即使在例如拉锯时出现的微粒的损害也是可以避免的。通过挤压过程有效地避免如灰尘颗粒的积聚,从而可以使污染最小化,这同样有助于提高运行可靠性。
在根据权利要求4的设计方案中,切割件被设计成具有在圆周上形成有两个切割刃的、可旋转设置的冲压轮。反顶件具有带有在圆周上形成有空缺的、同样可旋转设置的凹模轮,冲压轮至少部分地插入到所述凹模轮中。在最简单的情况中,冲压轮具有圆柱形的形状。空缺可以设计为环形槽。
在此,这样地选择环形槽的宽度,即该宽度仅仅最低限度地大于冲压轮的厚度。由此,在切割装置移动时,冲压轮和凹模轮这样地共同作用,即元器件带通过在切割件的两个切割刃上的两次切割而被切断。通过这种冲压式的分离过程,待切割的元器件带的一段被冲压下来,其宽度大致等于环型槽的宽度。因为冲压轮的两个切割刃分别具有大约90度的角度,所以例如能够避免例如可能在维修时对锋利的刀片造成的损伤。为了实现将待切断的材料更好地拉入切割单元中,冲压轮的端面设计为有凸边的或有滚边的。
在根据权利要求5的切割设备的设计方案中,切割件的切割刃以及反顶件与切割件共同作用的区域由硬化的材料构成。由此,改善了刀具的磨损特性并进而提高了稳定性,这又对维护有积极的意义。
在根据权利要求6的切割设备的设计方案中,在切割装置移动时,不仅在移动方向上而且在与移动方向相反的相对方向上也切割元器件带。切割装置的“空驶”,也就是运动回到起始位置中是不需要的,这将明显提高了切割处理的处理安全性及效率。此外,例如由需切短的元器件带在切割装置的机械机构中的缠结和卡死带来的功能障碍可以被避免,这也有助于改善切割设备的处理安全性及稳定性。
根据权利要求7的切割设备的设计方案还包括线性驱动装置,切割装置可利用该线性驱动装置在移动方向或者相反方向中移动;以及包括用于切割件的旋转驱动装置。在此,旋转驱动装置与线性驱动装置这样地耦合,即在与反顶件接触的区域中的切割件的至少一个切割刃的圆周速度与切割装置的移动速度大致相等,从而在切割装置和元器件带之间实现基本上无相对速度地切割元器件带。
通过该布置可以实现几乎无相对速度的挤压或者切割过程,从而可以干净利落地切割元器件带。此外,仅仅出现很少的污染的微粒或者带纤维。
在根据权利要求8的切割设备的设计方案中,旋转驱动装置由以下部件构成:齿条,其设置在壳体上并且在移动方向上延伸;齿轮,其与齿条啮合;以及轴,齿轮通过该轴与切割件这样地连接,即在切割装置移动时,切割件进入旋转状态。可选的是,也可以代替齿条将齿带固定到壳体上并且代替齿轮而使用皮带轮,该皮带轮与齿带形成啮合并且与切割件这样连接,即该切割件进入旋转状态。
通过这种结构上的设计可以实现一个用于切割件的结构简单的机械化旋转驱动装置。此外,在选择合适的传动比率时可以基本上无相对速度地实现在切割件的至少一个切割刃和反顶件的接触区域之间切断元器件带。当齿轮的有效圆直径等于切割件的直径时,将例如存在合适的传动比率。这样设计的机械的旋转驱动装置具有优点,即不仅不需要电流供应还不需要控制装置。同样因为涉及到鉴于维护和保养而耐用的解决方案,其非常适于在制造领域内连续的使用。
在根据权利要求9的切割设备的设计方案中,还包括:线性驱动装置,切割装置借助于线性驱动装置可以在移动方向上或者在相反方向上移动;以及用于反顶件的旋转驱动装置。在此,旋转驱动装置与线性驱动装置这样地耦合,即在与切割件的至少一个切割刃接触的区域中的反顶件的圆周速度与切割装置的移动速度大致相同。对于该设计方案的优点请参照权利要求7。
在根据权利要求10的切割设备的设计方案中,旋转驱动装置具有:齿条,其设置在壳体上并且在移动方向上延伸;齿轮,其与齿条啮合;以及反顶轴,齿轮通过该反顶轴与反顶件这样地连接,即在切割装置的移动时,反顶件进入旋转状态。
通过这种结构上的设计方案,可以简单、耐用以及费用低廉地实现旋转驱动装置。此外,在选择合理的传动比率时可以简单地实现几乎无相对速度的挤压过程或者切割过程。当齿轮的有效圆直径等于切割件的直径时,将例如存在合适的传动比率。
根据权利要求11的切割设备的一个设计方案具有至少一个带保持装置,其包括至少一个第一和第二夹持件,该第一和第二夹持件具有用于夹持住元器件带的彼此相对的夹持面。在此,带保持装置被这样地设计,即在两个夹持件之间的元器件带相对于壳体位置不变地固定。
通过带保持装置确保元器件带不会在切割装置移动时与切割装置一同移动直至最终切断元器件带,而是在那里固定并被切断,在那里带在带通道中也许处于自由状态。对需切短的元器件带的拉扯以及在组件的拾取位置上的向回拖动可以由此避免,这可以通过装配头实现无故障地拾取组件。由此提高了装配过程的过程安全性。
在根据权利要求12的切割设备的设计方案中,带保持装置的第一夹持件被设计成至少一个封闭的、环形的夹持皮带。该夹持皮带相对于切割装置这样地设置,即在夹持皮带和第二夹持件之间形成一个捕获区,该捕获区朝着切割件和反顶件之间的作用区域逐渐变窄。在此,切割单元的一个区域被限定为作用区域或者接触区域,在切割单元的一个区域中,切割件的切割刃与反顶件这样地共同作用,即元器件带通过挤压过程或者切割过程或者冲压过程断开。通过该设计方案,具有深的凹槽的元器件带可以毫无问题地供应给切割装置并被切断。
在根据权利要求13的切割设备的设计方案中,夹持皮带这样地与切割设备的旋转驱动装置耦合,即在到第二夹持件的最短距离的位置中,皮带速度与切割装置的移动速度大致相等。尽管夹持皮带可利用切割装置移动,然而通过与旋转驱动装置的耦合确保元器件带相对于壳体位置不变地固定。此外,带保持装置被紧凑地保持并且非常接近于切割装置设置。
在根据权利要求14的切割设备的设计方案中,夹持皮带这样地引导,即在切割装置在移动方向中而且在相反方向中移动时,元器件带被固定地输送到切割装置的作用区域。在此,尤其要注意的是,在切割装置的两侧上形成在夹持皮带和第二夹持件之间的捕获区。通过这种布置,不仅在切割装置在移动方向上移动还是在相反方向上移动都可以切断元器件带。避免了切割装置向起始位置的“空驶”。
在根据权利要求15的设计方案中,第二夹持件也被设计为封闭的、环形的夹持皮带。对于第二夹持件的由此获得的优点对应于根据权利要求12至14中的设计方案的第一夹持件的优点。
根据权利要求16要求一种切割装置,该切割装置包括导向装置,并且在该切割装置时,带保持装置的第一夹持件被设计成至少一个夹持皮带,该夹持皮带在切割装置的整个移动路径上延伸。在此,夹持皮带通过导向装置引导并且这样地利用两个端部固定地钩挂在其在壳体中,即与第二夹持部件一同构成用于元器件带的捕获区,所述捕获区朝着所述切割装置(12)的作用区逐渐变窄。由此,元器件带的凹槽被挤压。利用这种示意性的布置也可以将具有深的凹槽的元器件带毫无问题地输送给切割装置并切断。
在根据权利要求17的切割设备的设计方案时,导向件具有可旋转地设置的导向辊。相对于静止的导向件,可旋转地设置的导向辊存在明显有利的摩擦比率。此外,可旋转地设置的导向辊也可以作为夹持皮带的驱动件来使用。
在根据权利要求18的切割设备的设计方案中,静止的夹持皮带通过所谓的Omega导向装置穿过切割装置引导。通过该Omega皮带导向装置可以实现在驱动辊上的尽可能大的偏转,这在力传递时带来相应的优点。此外,这种类型的导向装置可以实现用于切割装置的捕获区的有利的几何结构。
根据权利要求19的切割设备,切割设备的壳体部件被作为夹持件使用。因此,捕获区通过第一夹持件(其可以被设计成静止的或者旋转的夹持皮带)以及通过作为第二夹持件的壳体部件形成。由此,切割设备的机械复杂性被最小化,这导致较少的故障易发性以及较低的维护费用。
在根据权利要求20的切割设备时,夹持皮带由粘附材料制成。由此可以改善在夹持元器件带时在夹持皮带和元器件带之间的力传递的连接。因此避免或者最小化了在夹持皮带和元器件带之间的摩擦效应和滑动效应。可选地,夹持皮带也同样可以由具有磨砂表面的材料来实现。
在根据权利要求21的切割设备的设计方案中,导向装置横向于移动方向弹性地设计,从而从第一夹持件到第二夹持件之间的间距可以匹配于元器件带的厚度。这例如可以通过加偏压的弹簧件来实现。因此,尤其在具有挤压状态下变厚的具有凹槽的元器件带时确保切割件不会与反顶件分离。因此,即使这种厚的元器件带也可以可靠地输送给切割装置。加偏压的弹簧件可以例如设计为螺旋弹簧。然而另外的结构设计方案,例如盘簧包(Tellerfederpakete)、电动或气动的解决方案也是可以考虑的。
根据权利要求22要求一种切割设备,在该切割设备时,切割装置这样地设计,即切割单元和反顶单元可相对于彼此在切割装置的工作位置和保险位置之间移动,在工作位置中切割件和反顶件共同作用,并且在保险位置中切割件与反顶件分离。此外,还设置有保险机构,其这样构成,即在超出切割过程时出现的最大力时,切割单元与反顶单元分离。这可以例如通过且切割件的翻转来实现并且例如当组件在其拾取位置中未被装配头拾取、保留在带凹槽中、以及达到切割装置的作用区域中时,都是需要的。在这种情况下,切割装置可以在尝试要切断具有其中存在组件的元器件带时移动到保险位置中,从而避免对切割装置的,尤其对在切割件的至少一个切割刃上的损害。此外,绝对地避免了保留在元器件带的凹槽中的钽电容器的毁坏。释放的和细微散布的钽与周围空气经常强烈地反应并且在热量强烈地增加的情况下可以导致燃烧。这种危险通过切割装置运行到保险位置中而被计算在内。当然,也可以通过电动机的电能消耗检测到一些可能的障碍并在电控制地中断切割过程。
根据权利要求23的切割设备示出一种带通道,其在移动方向和/或相反方向的两个端部上具有返回机构。该返回机构用于将切割装置从保险位置回送到工作位置中。因此,位于保险位置中的切割装置可以在每个移动路程结束时重新返回到工作位置中。在此则不需要机器操作人员的干预。
根据权利要求24,切割设备的返回机构设计为两侧的配滚倾斜面(Einlaufschraegen)。切割装置从保险位置到工作位置中的传送可以通过配滚倾斜面以尽可能少的结构成本来实现。
根据权利要求25要求一种供应装置,用于将组件装备到元器件带中并且供应到自动装配装置器的拾取位置。在此,这种供应装置具有切割设备,其例如在前述的权利要求中描述。由此得到的优点将由前述的权利要求的实施方式获得。
根据权利要求26要求一种自动装配装置,其用于为基板装配电子组件,该自动装配装置具有根据前述权利要求中任一项所述的切割设备。在此得出的优点也在前述权利要求的实施方式上获知。
附图说明
接下来,根据附图来详细说明本发明。图中示出:
图1是自动装配装置的示意图,
图2是在元器件带的输送方向上的供应装置以及相邻的切割设备的示意性截面图,
图3是横向于组件的输送方向的切割装置的示意性截面图,
图4是切割装置的示意图,
图5a/图5b是旋转驱动装置的设计方案实例,
图6是具有环形的夹持皮带的带保持装置的示意图,
图7是具有静止的夹持皮带的带保持装置的示意图,
图8是具有Omega布置中的静止的夹持皮带的示意图,
图9是加偏压的弹簧部件的示意图,
图10是切割装置的工作位置和保险位置的示意图。
具体实施方式
图1示意性示出了用于为基板2装配组件3的自动装配装置1。自动装配装置由横梁7构成,其以y方向延伸并且与机架固定连接。在横梁7上安置门臂8,其以x方向延伸并且以y方向可移动地固定在横梁7上。在门臂8上以x方向可移动地安置有装配头6。此外,设置有用于将基板2传送到装配位置的传送路径4。除了传送路径4之外在装配位置附近设置有供应装置5,在其限定的拾取位置10上提供在元器件带11中的电子组件3。在供应装置5和传送路径4之间设置有用于切断空的元器件带11的切割设备9。
为了装配基板2,该基板通过传送路径4传送到其装配位置中。由供应装置5提供的电子组件3被装配头6拾取并且定位到基板2上。空的元器件带11从供应装置5中导出并且向切割设备9输送。
在图2示出了供应装置5及相邻的切割设备9的截面图(图1中A-A)。供应装置5由传送轮16构成,其在圆周上在径向方向上具有传送销钉。元器件带11通过传送轮16来引导,电子组件3存放在其袋状的凹槽17中。组件可以通过装配头6的吸管15在拾取位置10上被提取。相邻于供应装置5设置有切割设备9。该切割设备由在其中形成有带通道14的壳体13和用于切断元器件带11的切割装置12构成。
通过传送轮16的转动,供应装置5将位于元器件带11的袋状的凹槽17中的组件3以输送方向F传送到拾取位置10。组件3在那里通过装配头6的吸管15提取。在组件被提取之后,元器件带11通过供应装置5的传送轮16在限定的路线上继续输送,从而接下来的组件3位于拾取位置10上并且可以被拾取。已腾空的元器件带11以输送方向F继续传送并且进入到带通道14中。在带通道14的相对的开口处,切割装置12横向于输送方向F可移动地安置。在规定的时间间隔中,切割装置12横向于输送方向F移动并且切断从带通道14中伸出的元器件带11。
图3示出了横向于元器件带11的切割设备9的示意性截面图(图1中B-B)。在切割设备9的壳体13上,相对于带通道14的两侧安置有线性导向装置18,切割装置12通过该线性导向装置不仅可以在移动方向F上也可以在相反方向G上移动。
从形成在壳体13中的带通道14中伸出的元器件带11在切割装置12移动时通过该切割装置来切断。被断开的元器件带11通过收集容器(在附图中未示出)来收集。
在图4中示意性示出了切割装置12的运动方式。切割装置12基本上由切割单元19和反顶单元23构成。切割单元19具有在圆周上形成有切割刃21的切割件20,该切割件可旋转地设置在轴22上并且可以通过在切割设备9的壳体13上设置的线性导向装置18横向于元器件带11的输送方向F移动。反顶单元23具有反顶件24,该反顶件可旋转地设置在反顶轴26上并且通过设置在壳体13上的线性导向装置18横向于输送方向F移动。此外,图4还示出了两个元器件带11,其中一个已经被切割;另一个首先还通过切割装置12切断并且从带通道14中伸出。
借助于压力弹簧27,反顶件24的接触面25力传递地压向切割件20的切割刃21,该反顶件在该图示中设计为抵压轮124,该切割件在图4中设计为滚刀120。如果转动滚刀120,则抵压轮124也自动地以相反方向力传递地一同转动。反之,在转动抵压轮124时,滚刀120也以相反的旋转移动。如果切割装置12现在以移动方向V或以相反方向G运行,则滚刀20及抵压轮24可以通过旋转驱动装置28(未示出)旋转。
在此,旋转方向这样选择,即需切短的元器件带11被拉入到切割装置12的作用区域中。在此,旋转速度以理想的方式这样来设定,即在与抵压轮124的抵压面125的接触点中的滚刀120的切割刃21的旋转速度与切割装置12的线性速度V完全相反地相同大小(即方向相反,大小相等)。如果两个速度矢量相反并且绝对值上大小相等,则也就是“反向相等”,从而在矢量相加中得出零矢量。由此而实现,即在滚刀120的切割刃和需切短的元器件带11之间切断元器件带11时几乎无相对速度出现。在横向切割元器件带11时通过滚刀120的切割刃21在抵压轮124的抵压面125上“无相对速度的”滚压被挤压。在此,在切割设备的移动方向V或相反方向G上不产生相对速度,也就是在元器件带11和滚刀120之间不产生相对运动。在此,对于挤压过程所需的平面挤压通过压力弹簧27来施加。
滚刀120或者抵压辊124是否与驱动装置28耦合对于切割装置12的功能作用来说是无关紧要的,因为未直接通过驱动装置驱动的部件力传递地通过压力弹簧27施加的偏压来共同驱动。
区别于切削的拉锯方法,在该方法中,通过刀具的移动切割齿插入到切割物体中,并且通过锯出细小的屑削而在物体中形成沟槽,这最后导致分离,而在挤压切割时不会出现材料磨削。灰尘颗粒的形成将最小化,该灰尘颗粒将导致机器的污染并因此必须被去除。由此而可以降低维护成本。相比剪刀切割而言,在挤压时尽管材料塑性变形但避免了在切割刀之间的切割物的卡死,在剪刀切割时通过两个彼此错开运动的切割,切割物首先塑性地变形并随后被断开。
图5a示出了用于切割装置12的旋转驱动装置28的可行性设计方案,该切割装置通过滚刀和抵压轮进行挤压切割。旋转驱动装置28具有:齿条30,其在移动方向V上延伸并且设置在切割设备9的壳体13上;以及齿轮29,其与齿条30啮合并且固定在轴22上。在切割单元19和壳体13之间形成有线性导向装置18。
如果切割装置12在移动方向V上或在相反方向G上移动,那么齿轮29在齿条30上滚压并且滚刀120通过轴22上进入旋转状态。通过由压力弹簧27施加的与抵压轮124的力传递,该抵压轮124也随之被驱动。
为了实现对于“无相对速度的”滚压来说合适的旋转速度,齿轮20的有效圆直径这样选择,即该有效圆直径等于滚刀120的直径。因此,以简单的方式将切割装置12的线性运动以1的传动比率传递到滚刀120的旋转运动中,从而在滚刀120与抵压轮124的接触点中,滚刀120的切割刃21的圆周速度与切割装置12的线型速度V的大小精确地相等。
图5b示出了相对于图5a描述的用于切割装置12的旋转驱动装置的结构,然而不是用于挤压切割而是用于冲压切割,其中切割件20设计为冲压轮220,以及反顶件24设计为凹模轮224。在此,冲压轮220具有带有两个在圆周上形成有切割刃21的盘型的基体。凹模轮也由盘型的基体构成并且还具有在圆周上形成的环形凹槽。如图5a所示,旋转驱动装置28具有:齿条30,其在移动方向V上延伸并且安置在切割设备9的壳体13上;以及齿轮29,其与齿条30啮合并且固定在轴22上。在此,在切割装置12以移动方向V或以相反方向G移动时,冲压轮220进入旋转状态。冲压轮220和凹模轮224在此这样相互设置,即冲压轮220至少部分地插入到凹模轮224的环形凹槽中。在这种情况下,通过相应地确定齿轮29的有效圆直径的尺寸来实现一定程度上无相对速度的“滚压”。
与挤压切割不同的是,在冲压切割时切割物没有被压扁,而是通过冲压轮220的两个切割刃21在与凹模轮224的共同作用中被延伸。在此,凹模轮是否被驱动是无关紧要的:合适的驱动装置当然是可以的,但不是必要的。
在两种情况中,不论是对于挤压切割还是对于冲压切割,都可以使用具有相应同步装置的相应的传动的机械传动装置或电驱动装置。原理上,用旋转驱动装置28与反顶件24来代替与切割件20进行同步也是可以的。
通过这种结构上的设计方案,无相对速度的切割可以简单并且成本低廉地实现。
在图6中示意性示出了带保持装置31。第一和第二环形的夹持皮带36和37作为夹持件示出。第一环形的夹持皮带36设置在切割单元19上并且通过该切割单元移动。该夹持皮带通过切割件20的基体,尽可能地接近于切割刃21以及通过两个导向装置来引导,该导向装置在这里设计为导向轮38。第二夹持皮带37设置在反顶单元23上并且可以通过其移动。该夹持皮带通过反顶件24的圆周面25以及也通过两个导向轮38来引导。不仅切割单元19而且反顶单元23也通过设置在切割设备9的壳体13上的线性导向装置18来引导。在切割件20和反顶件24的作用区域中将确保,即至少第一夹持皮带36可以以z方向下陷,以使得切割单元19不从反顶单元23上抬起。这可以例如实现,其中切割件20的基体至少在具有第一夹持皮带36的接触面上具有由坚硬的泡沫材料或海绵橡皮制成的层,其可以在较厚的元器件带中相应地下陷。可选地,代替通过切割件20的基体引导,第一夹持皮带36也可以通过由切割件20分割的、在z方向上弹性设置的导向盘34来引导。
通过第一夹持皮带36与切割件20的基体的耦合,在切割件20的转动时,第一夹持皮带36也随之被驱动。在此,切割件20可以与旋转驱动装置28耦合,从而在切割单元19移动时该切割件可以以移动方向旋转地移动。从属于反顶单元23并且通过反顶单元24的导向面引导的第二夹持皮带37不具有自身的驱动装置,而是通过力传递与第一夹持皮带36共同驱动。然而,抵压轮24也可以设置自身的旋转驱动装置28′(其也和切割件20的旋转驱动装置28一样),然而其必须与切割设备12的线性驱动装置同步。
在两个夹持件36和37的彼此相对的皮带面之间可以夹持需切短的元器件带11并且相对于壳体13位置不变地固定。如果切割装置12向左移动,则两个夹持皮带36和37在切割件20和反顶件24之间的接触区域中相对于切割设备12在相应的传动时以相同的速度以相反的方向向右移动。相对于切割设备9的壳体13,两个夹持皮带36和37在接触区域中相应地具有为零的速度。因此,从带通道14中伸出的元器件带11相对于壳体13位置不变地固定。由此而避免了对元器件带的拉扯和拖拽,对元器件带的拉扯和拖拽可以导致在提取位置上的位置不准确性。
夹持皮带36和37的几何导向由导向轮38来完成。在此,夹持皮带36和37的导向装置的几何形状这样构成,即两个夹持皮带36和37之间形成捕获区,其两侧向着切割件20和反顶件24之间的作用区域逐渐变窄。在此,切割单元的一个区域限定为作用区域,在该区域中切割件的至少一个切割刃与反顶件这样共同作用,即元器件带被切断。通过捕获区的设计,在切割件12移动时从带通道14中突出的元器件带11的袋状的凹槽17通过两个静止的夹持皮带32和33一同被挤压,这将不仅在挤压切割中而且在冲压切割中都简化了切割处理。
如果组件3在其拾取位置10上没有通过装配头6拾取,并且在元器件带11的继续步进中还保留在袋状的凹槽17中,那么在尝试切割在该位置的元器件带11时可能会导致切割件20、尤其是滚刀120的切割刃21的损毁。因此,压力弹簧27的固定机构这样设计,即在z方向上超过特定的限制力时切割单元19与反顶单元23分离。
通过在图6中示出的带保持装置31,元器件带11可以相对于壳体13位置固定地输送给切割装置12并且可靠地切断。通过切割装置12以及带保持装置31的对称设计,不仅可以在切割装置在移动方向V上也可以在相反方向G上移动时有效地切断元器件带11。同样,夹持件也可以由环形的夹持皮带形成并且例如将切割设备9的壳体部件作为第二夹持件来使用。鉴于元器件带11的“无相对速度的”分离的优点请参考在图5中的实施方式。
图7示意性示出了具有静止的夹持件的带保持装置,其在这里也被设计为夹持皮带。静止的夹持件或静止的夹持皮带都理解为夹持件,该夹持件不能与切割设备一同移动,而是相对于壳体位置固定地钩住。
在此,第一静止的夹持皮带32通过导向盘34引导,该导向盘属于切割单元19并且接近于切割件20设置在轴22上,该切割件在此设计为滚刀120。第二静止的夹持皮带33通过导向面35引导(见截面D-D),该导向面设置在反顶件24的圆柱形外表面上,该反顶件在此设计为抵压轮124。相对于可以与切割装置12共同运行的环形的夹持皮带36和37,静止的夹持皮带32和33在其端部处固定在切割设备9的壳体13上。
在此,为了实现这种布置,导向盘34的半径这样选择,即其略小于滚刀20的半径,两个半径之差大致为夹持皮带32的厚度。为了避免切割单元19从反顶单元23上抬起并且切割装置12可以匹配于不同厚度的元器件带11,导向盘34或者以z方向弹性地设置,或者在与夹持皮带的接触面的区域中具有松软的、由海绵橡皮或坚硬的泡沫材料制成的弹性层。
因为夹持皮带32在壳体中固定地钩住,所以在切割装置12在移动方向V或在相反方向G上移动时在轴22上可旋转地设置的导向盘34在静止的夹持皮带32上滚动。在抵压轮124上形成的导向面35(第二静止的夹持皮带通过该转向面来引导)的半径这样选择,即该半径略小于也在抵压轮124上形成的抵压面125的半径,两半径的差大致为夹持皮带33的厚度。因此,在切割装置12以移动方向或以相反方向移动时压轮124的导向面35将在静止的夹持皮带33上滚动。所示出的运动方式通过第一静止的夹持皮带32和导向盘34或第二静止的夹持皮带33和压轮124的导向面35或者两个夹持皮带32和33之间的力传递的连接相互实现。当然,轴22或反顶轴26通过额外的旋转驱动装置来驱动是有意义的。
在图7的截面图中可以看出这种旋转驱动装置28的可能的设计方案:在此,齿轮29与轴22固定连接并且在切割单元19移动时在固定在壳体13上的齿条30滚动。在此,齿轮29的有效圆直径这样选择,即该直径等于滚刀120的切割刃21的直径。因为导向盘34及滚刀120也固定安置在轴22上,这种形状配合的连接将导致滚刀20的准确限定的、自由松弛的滚动。此外,可选或附加于轴22,反顶轴26与旋转驱动装置进行同步。
通过夹持皮带32和33在壳体13中衔接点以及滚刀120和抵压轮124的尺寸的选择设定出静止的夹持皮带32和33的几何位置。在此,通过两个静止的夹持皮带32和33形成捕获区,其两侧朝着滚刀120和抵压轮124之间的作用区域(在那里滚刀120的切割刃21挤压到元器件带中并将其切断)逐渐变窄。在切割装置12移动时从带通道14中突出的元器件带11的袋状的凹槽17通过两个静止的夹持皮带32和33一同挤压。另外,共同挤压的元器件带11相对于壳体13位置固定地向滚刀120和抵压轮124之间的切割装置12的作用区域输送,从而该元器件带通过挤压切割被可靠地切断。
如果组件3在其拾取位置10上没有被装配头6拾取,并且在元器件带11的继续步进中还保留在袋状的凹槽17中,那么尝试切割在该位置的元器件带11时可能会导致滚刀120的损伤。因此,压力弹簧27的固定机构这样设计,即在z方向上超过特定的限制力时切割单元19与反顶单元23分离。由此,通过与切割单元19连接的导向盘34或与反顶单元23连接的抵压轮124的导向面35引导的、静止的夹持皮带32和33被分离。
通过切割装置12及带保持装置31的准对称的设计将保证,即不仅可以在切割装置在移动方向V上,也可以在相反方向G上移动时有效地切断元器件带11。当然,也可以仅仅一个夹持部件被设计为静止的夹持皮带,并且例如切割设备9的壳体部件作为第二夹持件使用。
原理上具有静止的夹持件的带保持装置也适用于成对的切割体:冲压轮220/凹模轮224(但其没有示出)。
在图8中示意性示出了在Omega布置40中具有静止的夹持皮带的带保持装置31。在此,以其端部通过张紧轮39固定到壳体13中的夹持皮带作为第一夹持件使用并且通过至少5个导向轮38来引导,从而大致以希腊字母Ω的形式给出。导向轮38可转动地固定到支承体(在图8的截面图上没有示出)上,该支承体可以与切割装置12的切割单元19一同移动。反顶单元23也同切割单元19一同移动。切割设备9的壳体13的壁起到第二夹持件的作用。
如果具有切割件20和反顶件24的切割装置12以移动方向或相反方向G在带通道14上移动,那么静止的夹持皮带40在导向轮38上通过切割单元19拉动并且向壳体13的壁挤压。在此,切割件20的至少一个切割刃21在与反顶件24的圆周面25的接触中在该反顶件24上滚动。
通过带导向装置的几何形状,在该接触区域的两侧上通过壳体13和静止的夹持皮带40形成捕获区。相反对于在图7中示出的解决方案,捕获区的几何形状在切割装置12的移动路线上始终没有变化,由皮带的Omega导向装置限定的开口角度不会改变。
通过皮带保持装置31的这种结构上的设置,需切短的元器件带11向壳体13的壁挤压并且在那里被固定,直到其通过切割件20和反顶件24之间的挤压或冲压切割而被切断。在电子组件的拾取位置10上出现的可能会导致组件在拾取位置10上的位置变化的例如振动或其他运动的不利的反作用(例如是会)可通过元器件带11的固定来避免。
图9示出了在此作为螺旋弹簧的偏压的弹簧件43。弹簧件43分配给反顶单元23并且用于使带保持装置31自动地匹配于共同挤压的元器件带11的厚度。在此,反顶件24的圆周面25可以相对于剩余的反顶单元23以z方向移动地设置,从而使抵压轮24的抵压面25相对于导向盘34的间距可在极小的数值上改变。这是必要的,因为视袋状的凹槽17的尺寸而定,元器件带11在共同挤压的状态中具有不同的厚度。
两个夹持皮带36和37通过弹簧件43相互挤压,该弹簧件以其一端固定在反顶件24的轴承上并以另一端固定在反顶单元23的支承体上,该夹持皮带通过反顶件24的圆周面25或通过导向盘34的导向面35来引导。弹部件43在较厚的元器件带11的情况下通过力来相应更加强烈地压缩,该力由元器件带11以z方向施加到夹持皮带上并进而施加到反顶件24的轴承上。
通过使用这种加偏压的弹簧件,较厚的元器件带11也可靠地被夹持。代替螺旋弹簧也可以使用其他用于弹簧件的结构设计方案,例如盘簧方案。
在图10中示意性示出了在两个位置“工作位置”和“保险位置”中的切割装置12。切割装置12共同与带保持装置31通过带通道14(未示出)以x方向可移动地设置。在工作位置中切割单元19与反顶单元23一同作用,切割件20的至少一个切割刃21与反顶件24接触。两个夹持件(这里表示为环形的夹持皮带36和37)相互挤压。在保险位置中,切割单元19和反顶单元23彼此分离,其中夹持件也彼此分离。
当电子组件3在其拾取位置10上没有被装配头6拾取并且在元器件带11步进时保留在袋状的凹槽17中时,这种分离会是必要的。在尝试在该位置切割元器件带11时,可能会导致切割件20的至少一个切割刃21的损伤。如果电子组件3在切割件20和反顶件24的切割过程中将面临损伤,则在尝试将组件3夹持在两个夹持皮带36和27之间时,在z方向上确定的限制力被超出,那么切割单元19从反顶单元23上分离。
在此,用于反顶件24的抵压机构42在z方向上相对于切割装置12从工作位置移动到保险位置中。保留在元器件带11中的组件3由此而没有受到损伤,带没有被切断。切割装置12相对于带通道14上的剩余行驶路线保留在保险位置中;在此,待通过的元器件带11也没有被切断。切割件20代替反顶件24与抵压机构42进行耦合并且从工作位置移动到保险位置中。
在移动方向V或相反方向G中,在带通道14的两端,在切割设备9的壳体13上形成配滚倾斜面44。如果反顶单元23通过带通道14运行到保险位置中,则在带通道14的端部上,配滚倾斜面44向反顶件24的抵压机构42挤压并且该反顶件又移动到工作位置中。每个在切割过程没有被切断的元器件带11可以在随后进行的切割过程中被切断。
参考标号
1  自动装配装置
2  基板
3  电子组件
4  传输路径
5  供应装置
6  装配头
7  横梁
8  门臂
9  切割设备
10 拾取位置
11 元器件带
12 切割装置
13 壳体
14 带通道
15 吸管
16 传送轮
17 袋状凹槽
18 线性导向装置
19 切割单元
20 切割件
21 切割刃
22 轴
23 反顶单元
24  反顶件
25  圆周面
26  反顶轴
27  压力弹簧
28  旋转驱动装置
29  齿轮
30  齿条
31  带保持装置
32  第一静止夹持皮带
33  第二静止夹持皮带
34  导向盘
35  导向面
36  第一环形夹持皮带
37  第二环形夹持皮带
38  导向装置/导向轮
39  张紧轮
40  在Omega装置中静止的夹持皮带
41  带保持装置的抵压机构
42  反顶件的抵压机构
43  加偏压的弹簧件
44  返回装置/配滚倾斜面
120 滚刀
124 抵压轮
125 抵压面
220 冲压轮
224 凹模轮
225 环形凹槽。

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用于切断元器件带(11)的切割设备必须能够灵活地匹配于任意的切割长度,为此示出一种切割设备(9),其具有壳体(13)、带通道(14),该带通道形成在壳体(13)中,用于在输送方向(F)上通过需切短的元器件带(11)、以及具有可在壳体(13)中在横向于输送方向指向的移动方向(V)上移动的切割装置(12)。切割装置(12)包括切割单元(19)和反顶单元(23),其中,切割单元具有带有至少在其周围形成有。

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