使一个板状基片定位的装置和方法 本发明涉及对一个板状基片沿着一个具有至少一个运输带的运输段进行直线定位的一种装置和一种方法。
用元件对基片或线路板的自动插装目前通常借助于所谓自动插装机来进行。此时元件从一个元件输入装置借助于一个插装头运输至一个基片上的一个插装位置。所谓元件的概念以下是指所有能插装的元件，尤其是电子元件、机电的元件、电和机械接点的插头和插接连接以及屏蔽板。能插装的基片除了是线路板之外，例如还可是一个半导体晶片的、尤其是在晶片形成造型和切割之后继续加工成成品元件的这部件或者单个部件。
所要被插装的基片从一个库里或者被另一个插装自动机取出，在两个对峙面上导向并借助于一种通常具有两个运输带地直线运输运动到自动插装机里。为了对基片进行精密的插装，需要准确地了解基片的位置。
基片在一个运输段上的定位按照现有技术借助于一种机械定位系统来实现。此时一种布置在基片平面之下的所谓停止元件向上移动，从而使一个沿着运输段而运动的基片对着停止元件而移动并因此规定了基片的停止位置。为了避免较大的振动在这种机械定位系统中例如应用了超声反射键，它可以在碰到停止元件上的挡块之前识别出一个运输的基片并随后使运输带制动，从而使基片以较小的速度撞到停止元件上。为了确保基片也可靠地到达停止元件，运输带在预先识别出基片之后通过这超声波反射键继续运行一个规定的时间。在应用一种通常的停止元件时不可能识别出：基片是否也事实上到达了停止元件。
在对在其前边上具有切口的基片进行插装时必须使停止元件进行定位，从而使切出的基片的最前边对着向上移出了的停止元件移动。当时具有不同缺口的不同种类的基片进行插装时因此需要人工地使停止元件垂直于运输方向而移动。已知的机械定位系统的另一个缺点在于：基片在撞击到停止元件上时总是受到振动影响。
由DE 198 23 938 C1已知了用于对一个基片进行直线定位和位置识别的一种方法和一种装置，其中借助于一个位于运输段之上的光学传感器可以测定一个被运输的基片的位置。同时借助于传感器在运输段的一个预定制动位置上检测一个预定的基片特征并且接着使上面放着待插装基片的运输带制动，从而使具有这基片特征的基片在一个终端位置上停下。
本发明的任务是提出用来对一个板状基片沿着一个运输段进行定位的一种装置和一种方法，借助于此方法和装置可以进行基片的精确定位，而与设于基片上的标记无关，而且尽可能地避免了所要定位的基片的机械振动。
与装置有关的任务通过一种具有独立权利要求1的特征的装置来完成。本发明基于，在基片的前边上具有切口或者缺口的基片的可靠定位可以通过应用一个光栅来实现，这光栅垂直于运输方向布置。应用光栅确保了：与所要运输的基片的前边棱的形状无关总是可以检测到基片前边棱的最前面部分。光栅的检测范围一直伸展到基片支承高度的下面，这就确保了：如果基片的最前面部分由于弯曲向下而处于基片的支承高度之下的话，也能检测到基片的最前面部分。这样一种弯曲尤其经常出现在具有相对较大缺口的薄的基片时。
按照权利要求2所述，光栅可以沿着运输段移动，因而用于对一种板状基片进行定位的装置可以应用于许多不同类型的基片。
按照权利要求3所述，光栅具有一个光源和一个光接收器，它们相互对峙布置在运输段的不同侧面。所谓光源和光接收器这种概念不仅是指光学元件，它们发射或检测在可见光谱范围内的光。同样可以应用这样的光学元件，它们发射或者检测在红外线、紫外线或者在另一个任意的光谱范围内的电磁辐射。
按照权利要求4所述光栅采用一个激光源，从而使这光栅具有一个准确规定的检测范围，其横断面在运输段的宽度上基本保持恒定。应用一种激光光栅的优点在于：光栅的检测范围在运输段的宽度上只是很小地变化，因而就避免了：停止位置取决于所要定位的基片的厚度以及取决于运输段的宽度。这样一种相关的停止位置可能在一种展开的光线时会有。
按照权利要求5所述，光接收器的对光灵敏的表面大于光栅的检测范围的横断面。这样就保证了：若在设定运输段的宽度时两个运输侧面并不是精确地平行移动的话，那么也就并不降低定位精度。
按照权利要求6所述，这装置具有一个或多个换向滚轮，借助这些滚轮使运输带围绕着光栅的检测范围绕行。装置优选地具有三个换向滚轮用于对运输段的每个运输带进行定位，其中第一个换向滚轮使运输带转向90°向下，第二个换向滚轮使借助于第一个换向滚轮2换向的运输带转向180°向上，而第三个滚轮则使借助于第二个换向滚轮已换向的运输带转向90°到高度方向上。
按照权利要求7所述的有利的改进方案，装置另外还有一个传感器元件，借助于此元件可以在光栅启动之前检测到所要定位的基片。按此方式可以在通过光栅检测之前检测到在另外一个位置上的运动的基片。传感器元件例如可以是一种超声反射键或者一种光栅。传感器元件优选是一种所谓光键，它例如可以集成在一种所谓SMD元件里(表面安装器件)。其优点在于：传感器元件可以实现空间紧凑的结构尺寸。应该指出，用于检测一个基片的光键除了可以应用可见光之外也可以用红外、紫外或者各种任意的其它光谱范围内的光。
按权利要求9所述的传感器元件的调节具有如下优点：基片的检测不会由于运输带上的污染而受到影响。当应用两个运输带时，在这运输带上放置了所要定位的基片，在运输方向上看有其左边棱或者有其右边棱，因而此时检测范围位于两个运输带之间。
按照权利要求10所述，应用了传感器元件，以便在用光栅检测到基片之前来控制运输带的速度。由于运输速度的降低可以有利地使基片停止时所产生的振动大大地降低。
本发明的与方法有关的任务通过具有独立权利要求11的特征的一种方法来解决。
按照权利要求12所述，当基片进入传感元件的检测范围时运输速度就连续不断地降低，从而可以避免所要定位的基片产生突然的运动变化。
本发明的其它优点和特征可见以下对一种优选的实施形式的举例说明。在附图中对于相同的零部件采用了相同的附图标记。
图1表示了一个运输路段的俯视图，沿着这运输段要对一个基片进行定位。
图2表示了所要定位的基片的速度变化。
图3表示了沿着运输方向的一个装在运输段上的传感器元件的一个横断面视图。
图4表示了图3所示传感器元件的垂直于运输方向的一个侧视图。
图5表示了传感元件沿着运输段的移动，在将具有一个直线前边棱(左侧面)的一个基片更换成有一个具有一个缺口的前边棱(右侧面)的另一个基片时是必需要的。
图6a表示一个在前面上有两个缺口的基片的迎着运输方向的前视图。
图6b表示了图6a所示基片的一个俯视图。
图7表示了在光栅的正检测的光线的横断面与光接收器的探测面之间的大小比例关系的示意图。
图8表示了一个借助于三个换向滚轮围绕光栅的检测范围绕行的运输带。
图1表示了一个运输段100，沿着该运输段有一个基片101在一个用箭头102表示的运输方向上进行运输并在某一个位置上使运输停止。运动的基片101的位置分两级来检测。首先借助于两个传感器元件106检测基片101的前边棱，这传感元件布置在运输段100的侧面旁边，左边和右边。传感器元件106具有一个检测范围107，所要定位的基片101被通过这范围。第二步借助于一个光栅对基片101进行精确的定位，该光栅的检测范围垂直于运输方向102而布置。光栅在运输段的一侧有一个激光源103，而在与此对面的运输段100的另一侧上有一个光探测器104。检测范围105相对于运输段100来说的布置应能自动地对基片101的最前面边棱进行检测。
在图2中表示了所要定位的基片101的运动变化情况。横座标为时间t，纵座标为基片101的速度v。按照此处所示的本发明实施例首先以某个恒定的速度v1运输所要定位的基片101。当所要定位的基片101的前边棱进入检测范围107时在时刻t1处运输速度以一种斜坡的形式下降。速度连续不断地下降，直到在时刻t2基片101以降低了的速度v2运动。制动斜坡的设计应使基片101总是可以在时刻t3被光栅检测到之前达到缓慢的速度v2。在时刻t3立刻使运输运动停止。那么基片101就达到了它的最终位置。由于速度连续地从最大速度v1降到慢速v2，因而大大降低了运输运动停止时所产生的振动。
图3表示了沿着运输方向在一个运输轭板300上传感器元件106的优选布局的一种横断面图，运输带302就借助于轭板而导向，在这运输带302上用一个面放置了所要定位的基片。传感器元件106固定在一个支座上，因而传感器106的检测范围107位于运输带302的侧面旁边。按这种方式就避免了：例如由于可能发生的运输带302的污染而借助于传感器元件106产生一个信号，该信号虚假地表明了基片的进入。通过短的作用距离和下面的检测还排除了由于其它运动着的机器零部件而引起的误识别。
图4表示了运输轭板300垂直于运输方向的一个侧视图。支座301和因此也有传感器元件106都沿着运输方向可以在第一个挡块401和第二个挡块402之间沿着一个滑动方向400而滑动。按这种方式检测范围107可以相对于运输段100而移动。这尤其是重要的：不同种类的基片具有设计不同的前边棱，它们沿着运输段而运动并随后借助于光栅准确地使之定位。
按照图5所示来说明传感器元件106的移动，当不同种类的基片，尤其是一种具有直线前边棱的基片501a和一种在至少一个前角部上具有一个缺口502的基片501b要进行定位时，那么这种移动就是必需要的。如图5所示，要检测这两个不同的基片501a和501b，当运动的基片的前边棱503正好到达某个位置时，那就准确地输出一个信号。若基片501a为直线前边棱，那么传感元件的定位应保证检测范围107a位于所希望位置的附近。当应用一个在前右角上有一个缺口502的基片501b时必须使检测范围107b对着运输方向102移动某一个距离400，以便因此保证：当基片501b的突出的前边棱504正好经过所希望的位置时，那就准确地输出一个信号。
图6a和6b表示了基片501b的一个前视图和一个俯视图，这个基片在其两个前角上各有缺口502。基片501b的最前边棱由于重力略向下弯曲。由于按照本发明这样布置了光栅，使检测范围一直伸展到运输带302上基片501b的支承高度之下，因而保证了，可以可靠地检测到基片501b的最前边棱504。
图7表示了检测范围105和光探测器相对于所要定位的基片的支承高度701在运输带上的空间位置的示意图。光探测器具有一个有效的探测表面700，该表面远大于检测范围105的横断面。按此方式保证了：当在设定运输段的宽度时两个运输边并不是平行地移动时，那么也能进行停止位置的可靠检测。按照这里所示的本发明的实施例探测表面700的宽度bd约为5mm，高度hd同样大约为5mm。检测范围105的高度h约为4mm，宽度b约为0.3mm。平行于支承高度701布置的检测范围105的布置应使检测范围105向下伸展直至支承高度701之下大约为1mm的高度x。按此方式确保了在其前边棱上具有缺口的一个基片的最前边棱在其位于支承高度701之下不大于约1mm时，也能可靠地被光栅检测到。必须指出，不言而喻检测范围105相对于支承高度701的高度位置可以选择大于或小于此处所示的实施例，因而如果最前边棱下垂大小不同，那么也能根据所要定位的基片的大小和厚度或者刚性来检测最前边棱。
图8表示了运输带302的导向，运输带借助于第一个换向滚轮800a，第二个换向滚轮800b和第三个换向滚轮800c围绕具有激光源103和光探测器104的光栅的检测范围绕行。由于运输带302拖离开到光栅之下，因而保证了：光栅的检测范围也可以在支承高度之下横向伸展越过基片101的整个运输段，并因此也可以检测到向下垂下的基片的前边棱。
总之本发明提出了用于在一个具有一个运输带302的运输段100上对一个基片101进行定位的一种装置和一种方法。按照本发明如下来确定运输的基片101的位置：在运输方向102上看的，基片101的最前边棱借助于一个光栅进行检测。光栅的检测范围105一直伸展到运输带302上的基片101的支承高度701之下。因此当这基片前边棱由于弯曲而位于支承高度701之下时，也能检测到基片前边棱。运输带302在一个环里围绕着光栅的检测范围105而绕行，从而使光栅的检测范围105能够横向越过整个运输段100。按照一种改进方案另外使用了一个传感器元件106，它相对于光栅来说位于上游地设于运输段100上，并且借助于它同样也可以检测到所要定位的基片101的前边棱。按此方式可以使沿着运输段100运动的基片101实现一种特别柔和的制动。