CN102232324B - 自动带盘变换器 - Google Patents

Abstract

用于在电子元件的柔性带载体（60）的带盘（28）上自动卷绕和/或退绕的装置，装置包括带盘（28）在该处能连接到旋转促动器上的卷绕部位（80）和可收缩的导带器（35），该导带器（35）包括能靠近而形成导引柔性带（60）并把柔性带（60）的自由端连接到带盘（28）的盘心（29）上的通道的铰接式颚（35），装置还具有与带盘盘心中的缝隙接合以便停止带盘处于其中缝隙与导带器对准的位置的止动元件（87）。

Description

自动带盘变换器

技术领域

本申请要求2008年11月17日提交的欧洲专利申请EP 08169267和2008年12月22日提出的欧洲专利申请EP 08172524的优先权。

本发明涉及用于装和/或卸具有带形载体的带盘的装置。尤其是，但不是唯一地，本发明的装置适合于装和/或卸包装在柔性带中的电子元件。

背景技术

自动化是许多生产工业始终追求的目标，并且在涉及组装许多元件的那些制造领域像例如电子设备的生产中具有特别重要的意义。工业自动化的重要方面是把元件运输和输送到不同的生产单元或生产线的工作站。

在电子测试和制造中，通常是把若干电子元件包装在具有与各元件的尺寸和形状相对应的纵向上间隔开的袋的柔性带支承件上。包装带能有无限的长度，并可以很方便地卷绕在带盘中用于紧凑的储存、保护、运输和与自动机械相互操作。

在该技术领域中，经常需要发生将带载体卷绕在具有规定特性的带盘中用于输送或进一步处理。

卷绕和退绕操作常常是用半自动方式进行，接收和输送带载体的带盘由电机驱动成旋转，而空带盘和满带盘通常是手动放置，且引带是手动插在空带盘中。手动操作速度慢、成本高，且易出差错，对在高速下和极少手动干预装卸带载体的带盘的装置显然有需求。

柔性带常常用来承载较松散和大的电子元件。尤其是当装载时，这些带较重且不具有高机械强度。高速卷绕在这种情况下很脆弱，因为有带断裂的危险。这尤其是在引带插入带盘的缝隙中的脆弱阶段期间对众所周知的卷绕装置的速度和方法提出限制。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种装置和对应的方法，本发明的装置和方法能用比该技术中众所周知的装置和方法更少的人工操作把柔性带载体卷绕在带盘中。

本发明的另一个目的是提出一种在卷绕带载体的带盘时比众所周知的装置和方法更快的装置和对应的方法。

按照本发明，这些目的通过是权利要求1的主题的装置达到。更具体地说，这些目的通过具有权利要求1的前序的特征的装置达到，其特征在于，止动元件可被促动器驱动处于接合位置，在该接合位置中止动元件与上述带盘接合，造成带盘的旋转停止并使带盘与导带器处于预定关系，且当带盘的旋转被止动元件停止时通过止动检测器提供止动信号。

此外，本发明的目的通过用于在带盘上自动卷绕和/或退绕柔性带的装置达到，装置包括：在该处带盘能旋转式连接到装置上的卷绕部位；操作式设置成导引柔性带并把柔性带的自由端连接到带盘的5个盘心上的带插入单元。

按照优选的变体方案，本发明的目的通过如上所述的装置达到，并且该装置还包括：用于储存待处理的带盘且放置在卷绕部位的上方的第一带盘匣，用于储存已经过处理的带盘放在卷绕部位下方的第二带盘匣，装置操作式设置成将待处理的带盘从第一带盘匣移向卷绕部位，将柔性带卷绕在带盘中，并把经过处理的带盘从卷绕部位移动到第二带盘匣，带盘从上述第一带盘匣的运动和/或运动到第二带盘匣通过重力驱动或帮助。

在另一变体方案中，本发明的目的通过上述装置达到，该装置如此设置，以便在卷绕操作期间柔性带的一个或多个分段采取弧的形状。

止动元件可以与带盘的盘心中的缝隙接合。

止动元件还可以在静止位置可驱动，在该静止位置中止动元件与带盘脱开，止动元件在静止位置允许上述柔性带的上述自由端插入上述缝隙中。

上述止动检测器可以是为检测上述止动元件的位移而设置的光学或磁或电阻检测器。

上述止动检测器可以包括对上述止动元件的位置敏感的开关。

上述导带器可收缩。

导带器可以包括能采取打开位置和关闭位置的两个铰接式颚，上述打开位置允许在卷绕部位中插入带盘并装入带载体，其中铰接式颚是在带盘的轮缘外部，而上述关闭位置帮助将柔性带的自由端连接到轮的盘心上，其中导带器进入带盘中。

止动元件可以连接到上述铰接式颚其中一个的端部上。

止动元件可以具有可互换的接合部分。

装置可以包括设置成作用在带盘侧面上的第二止动元件，上述止动元件由上述止动检测信号启动。

上述第二止动元件可以设置成修改带盘的角位置，以便当带盘被第二止动元件止动时使带盘与带对准。

上述旋转促动器可以包括推动上述带盘旋转的电动机和包括整合在上述电动机中的旋转检测器。

带盘运动到上述卷绕部位和从上述卷绕部位运动可以是重力驱动的。

可以导引止动元件在接合位置和静止位置之间的运动以便使止动元件在运动的第一部分中相对于带盘沿着径向方向移动，和在距带盘的盘心比第一部分更远的运动的第二部分中沿倾斜方向移动。

装置可以还包括用于自动地将带的自由端粘着在带盘中的粘着剂分散器。

装置可以操作式设置成：

将带盘连接到卷绕部位；

用旋转促动器使带盘旋转；

将止动元件驱动成与带盘的盘心中的缝隙接合；

通过止动检测器检测止动元件的接合；

使旋转促动器不能移动；

驱动止动元件处于静止位置；

将柔性带的自由端插入上述缝隙；

使带盘旋转以使它装上柔性带。

同样，上述目的通过用于将柔性带载体卷绕在带盘上的方法达到，上述带包括用于接合在带盘中的前沿端，方法包括以下步骤：将柔性带送向带盘；用第一限制机构停止或阻止上述前沿端的前进，以便在柔性带中产生第一松驰的弧部分；当第一松驰的弧达到预定高度时进行检测；用第二限制机构停止或阻止带的一个中间部分的前进而同时进一步送进柔性带以便产生带的第二松驰的弧部分；检测上述前沿端接合到带盘的盘心中或者上述前沿端与带盘的盘心的固定部件的对准；释放限制机构161，162。

上述方法可以还包括检测带未能插入缝隙中，并在未能插入的情况下停止上述带的前进。

未能插入通过确定施加到上述旋转促动器上或者由上述旋转促动器施加的转矩或速度或电流被检测。

本发明的另一些任选特征是从属权利要求的主题。

附图说明

本发明借助于作为例子给出和附图所示的实施例的说明更好理解。

图1示出本发明的一方面的自动卷绕装置在卷绕操作的第一阶段期间的视图。

图2示出在接合本发明的止动元件之前的图1的装置。

图2a示出止动元件在其接合之前的功能的细部。

图3和3a示出止动元件接合在带盘的盘心内的缝隙中。

图4和4a示出用与引带对准的缝隙止动的带盘，且止动元件处于它的静止位置。

图5示出柔性带的自由端插入缝隙中，而图6示出带载体装在带盘中。

图7示出本发明的一种情况卷绕装置的视图。

图8更详细示出本发明的另一个实施例的装置的带插入单元。

图9a-9e示出本发明的另一个实施例的装置中方法的步骤的顺序。

图10用简化的示意方式示出本发明的装置的自动带盘变换。

具体实施方式

按照本发明的情况，用于自动卷绕柔性带载体的装置包括如图1中所示的带盘28能与其连接的卷绕部位80。带盘28能被合适的旋转促动器驱动成旋转，用于卷绕或退绕载带60。旋转促动器优选地，但不一定，是由工业控制器或处理器按规定的程序驱动的电动机。为了简单起见，旋转促动器在附图中未示出。带盘28根据需要自动地或手动连接到卷绕部位上。

带载体60从装置的右侧引入，且如下面说明的被导引到带盘28的盘心29。盘心29在该具体的实施例中有一为插入载带60的自由端而设置的缝隙27。然而，别的将带的自由端连接到轮上的方式也是可行的。图1的卷绕装置还包括一对可收缩的导带器35，在这种情况下是一对铰接式颚（articulated jaw）。在带盘变换和装带操作期间，该对导带器35采取打开配置，如图1所示，在上述打开配置中，导带器35是在带盘的轮缘的外部，以便不干扰带盘变换和装带。

在装带操作期间，将空带盘放在卷绕部位80中并随后闭合导带器35，如图2和2a中所示，而使导带器35与促动器53一起枢转，该促动器53能是例如气动或电促动器。在闭合配置中，导带器的尖头靠近盘心29的表面。两个导带器35当一起闭合时，在它们之间有一允许将带载体60的自由端导引到盘心29的自由空间。优选地，带盘朝向卷绕部位80的运动由重力驱动或帮助。

图2a示出装带机和下导带器35的详细情况，其中为简化图纸起见未示出上导带器。下导带器35在其更靠近带盘的端部上装有气压缸或另外合适的线性促动器89，当该促动器89启动时驱动止动元件87贴着带盘的盘心29上的表面。

在该装带过程的起始阶段，使带盘旋转，而止动元件87处于与盘心29的表面滑动接触。在旋转的过程中，当缝隙27与止动元件87对准时，止动元件87接合在缝隙27中，如图3和3a所示。这产生立即制动带盘28停止在缝隙27与止动元件87对准的预定位置中，而带盘28处于与导带器35成预定的角度关系。

在本发明未示出的可供选择的实施例中，止动元件87能与带盘的另外部分例如轮辐或轮缘中的缺口接合，以便使带盘28停止处于与导带器35成预定的角度关系。此外，止动元件与盘心的缝隙或者与带盘的另外部分接合的部分优选地可互换，以便能用本发明的装置和方法装入不同种类的带盘。

带盘的旋转的停止通过装带装置的合适止动检测器检测，当带盘的旋转被止动元件87停止时，该止动检测器提供止动检测信号。在一实施例中，带盘的旋转检测器是DC（直流）电机或步进电机，而止动检测器被结合到电机自身中或电机控制器中，例如止动检测器是对所吸收的功率或电流敏感的电路，而当带盘28的旋转被止动元件87阻止时产生止动信号。在另一些实施例中，止动检测器可以是对带盘28的旋转敏感的光学或磁编码器。在另一优选实施例中，止动检测器包括开关，该开关对与止动元件87整体移动的任何部分的位置敏感且当止动元件87接合到缝隙27中时产生止动信号。有利地，止动检测器不需要特别精确或快速，因为缝隙27与导带器35的正确对准由机械止动器87决定。

在本发明的优选变体方案中，机械止动器87由第二止动装置（未示出）补充，该第二止动装置防止例如优选地接合在带盘的侧面上的带盘28的旋转，或者可供选择地制动电机的轴。第二止动装置优选地根据上述止动信号操作。它的目的是限制机械止动器87和缝隙27之间的力，并确保缝隙27完美地与导带器对准。调整（auctioning）第二止动装置因此可以产生带盘的角位置的精细校正，这可以当第二止动装置按压带盘时稍微朝顺时针或反时针方向旋转。另外的独立的止动检测器检测该另外的止动装置的操作。

如图4和4a中所示，在由另外的止动检测器所产生的止动信号触发的装带过程的另一个阶段中，带盘被固定，且止动器87与促动器89一起收缩，离开缝隙27，因此带60的自由端能插入导带器35之间缝隙27中。止动器87的运动被销钉93导引而在开口91中滑动。在运动的第一部分中，止动器87相对于带盘28朝径向方向上移动，而当止动器已离开缝隙27并远离盘心时，运动向下倾斜，以便提供带载体60进入缝隙84的自由通道。有利地，当止动器处在完全收缩位置时，如图4a中所示，止动器的缝隙84的上侧与缝隙27的底侧对准，因此提供用于带载体的导向表面。

在图5所示出的装带过程的另一个阶段中，带60的自由端牢牢地插在缝隙中，而上面导带器35被升起。带继续从左面进给并进一步前进是不可能的，而形成松驰的带的弧（缓冲弧）。缓冲弧的高度可以用合适的光学或磁传感器检测，以便补偿速度变化，且如果缓冲变得太高或太低的话则停止卷绕过程，因此防止带载体中的过度张紧或过度松驰。可供选择地，带的长度能在装带阶段期间通过装带系统的计数器确定。

最后，如图6中所示，下面导带器收缩，第二止动元件也收缩，而带盘28旋转装入所需的载带的长度。

按照本发明的情况，本发明的装置设置成测试引带是否已正确地插入缝隙27中，并在未能插入的情况下采取合适的措施，像发出报警信号和/或停止装带操作。

引带成功的插入缝隙27中能例如通过旋转带盘28测试，而同时防止或限制带60的线性前进，例如通过合适的促动器将它压在其中一个导带器35上。如果带60与带盘盘心正确地连接，则阻止带盘28的旋转。相反，如果带由于某种原因断开或滑出缝隙27，则带盘28能自由地旋转。系统检测在规定的角速度下旋转带盘28所需的转矩或者用规定的驱动转矩所得到的旋转速度，并将它们与基准值进行比较，以便确定带60是否令人满意地与带盘28连接。该测试只需要在插入（或未成功插入）带之后不久进行一次。

在另一个实施例中，用合适的编码器检测带盘的旋转速度；未能正确地插入带将导致更高的速度，这能被检测出用于使装置停止。

按照本发明的另一种情况，装带系统装备有粘着剂分配器，一旦在带盘28中装入所需的带长度，该粘着剂分配器就自动地操作，以便将带的自由端自动地粘着到带盘28中的带卷上。

图7示出本发明的一种情况的自动带盘卷绕和变换装置。装置包括其中装入等待处理的空带盘25的上带盘匣70。上带盘匣70放置在卷绕位置80的上方，在该卷绕位置80中带盘设置在可旋转的轴32上用于卷绕。带插入装置50放置在与卷绕位置80同一水平处，且用来自动地将带前沿段导引到带盘上并将其固定到带盘的盘心上，如后面将说明的。

图10用简化的示意方式示出本发明的自动带盘变换系统。上带盘匣70中的空带盘25被线性促动器41（例如气缸、或线性电机、或任何其它等效的促动器）移动到轴线基准42上。轴线用作供辊从上带盘匣转移到装带位置的机械基准。

然后线性促动器42（例如气缸、或线性电机、或任何其它等效的促动器）使空带盘25穿过开口71向下移动至它们在卷绕位置80处与轴32在同一水平上。运动能可供选择地在重力作用下被另外的导引元件像滑块、辊或斜面（未示出）导引直到它到达所需位置。

这时，带盘将被能由气缸、电机械任何其它合适的机械促动器驱动的基准导带器43转位。一旦带盘23处于基准位置，卷绕机的轴42就插入带盘23的中心中。接合能用几种方式例如通过第二未示出的线性促动器或者优选地通过轴42的侧向位移得到。在轴32插入并与带盘23耦合之后，电机39或任何其它合适的促动器驱动轴32旋转以便给带盘充以所需的柔性带载体的量。

在完成卷绕操作时，将全部带盘26从轴32卸下，并在重力和线性促动器45（在本发明的不同变体方案中该线性促动器45能取气缸、线性电机或任何等效的促动器的形式）的作用下向下移动到下面带盘匣90中。各带盘在本发明的变体方案中也能仅在重力的作用下穿过开口81落下。在这种情况下带盘的落下能放慢，且当需要时被合适的机构导引。

在本发明的未示出的不同变体方案中，带盘在卷绕位置80中不是旋转式设置在轴上，而是移动到无中心的可旋转的支承件上，该支承件包括一个或多个自由辊5和一个或多个从动辊，与带盘的轮缘相互作用用于支承带盘并驱动带盘旋转（这里未示出）。

现在参照图8-10所示的装置的另一个实施例说明带插入装置50的功能。直线导带器160将柔性带60导向带盘28的盘心29。导带器靠近盘心的部分由被气缸129驱动的下面滑动式导带器128和上面铰接式颚125组成，当在如图8所示运转时，该下面导带器128和上面颚125一个靠近另一个，而限定用于无任何偏差地将带导引到盘心29的通道。当必需插入或取出带盘28时，铰接式颚向上旋转，而滑动式导带器128向后移动，如图9a中所示，以便清理带盘并允许其插入或取出。

图9a示出卷绕操作的开始，其中带60的前沿端61沿着导带器160滑动而还未靠近带盘轮28的盘心29。在后面步骤中，如图9b中所示，移动颚125和滑动式导带器128使一个贴着另一个，以便提供将带60导引到盘心29而不使它弯曲的闭合通道。

一旦带60的前缘足够地接近盘心29，就给第一限制装置161（图3c）施加真空，以便停止或阻止柔性带60的向前运动。因为带连续地从后面送进，所以限制点161后面的带部分从直线导带器160升起而形成松驰的弧61，如图9c中可看到的。

图9d示出本发明的方法中带盘变换的另一个阶段，并显示由于带60连续地从右面送进而使弧61变得更高。松驰的弧61通过位置传感器261测量，该位置传感器261设置成当弧61达到预定高度时检测。一旦弧61达到所需的高度，则启动放在第一限制装置和柔性带60的送带方向上游的第二限制装置162以便停止或阻止带运动，因而在第二限制装置162的前面带60中形成第二弧62。

第二弧62的高度用位置传感器262检测。在优选变体方案中，位置传感器261和262二者是机械开关。然而，本发明能用其它类型位置传感器例如光学传感器来检测弧61和62的高度。限制装置161和162的结构还能根据情况修改和改变。在优选的变体方案中，第一限制装置161是真空吸板，该真空吸板具有一点也不损坏或弯曲带的前沿端的优点。为了方便插入带盘的盘心29的狭缝291中，优选的是前沿端应保持很直。第二限制装置162更向上设置在带的小弯曲可被接受的位置中，且是通过活塞操纵将带压紧到下面导带器160上的机械夹子。

本发明的插入装置优选地还包括活动障碍物165，该活动障碍物165升起在直线导带器160的上方以便帮助形成弧62。在简化的变体方案中，障碍物165也能是固定的。

图9e示出插入过程的某些最后步骤。使限制装置161和然后限制装置162不活动，从而将成环状的松驰的带释放而带的前缘快速地向前移动并进入带盘的盘心29的狭缝291。优选地，带盘29的角位置用合适的传感器测量，且把限制装置161和162的不活动相对于狭缝291与带的前沿对准的通道计时。尽管槽式盘心几乎普遍使用，但可以想像本发明能与不同种类5个固定部件例如钩、辊、磁连接或任何合适的固定一起使用。

一旦前缘插入狭缝291中，就能正常地将带60卷绕在带盘28中。优选地，颚125和下面导带器128重新处理该运动，以便在带盘内部留下带用的空间。带盘28的旋转速度和/或带60的送带速度优选地如此控制，以便在弧61和62中保持设定的高度，如通过检测器261和262所检测的。这样即使在高卷绕速度下带张力也极小，并减小了带在导带器上的摩擦作用。

本发明的另一个独立的情况涉及用于在带盘28上自动地卷绕和/或退绕柔性带60的装置，该装置包括：带盘28能旋转式连接到装置上的卷绕部位80；操作式设置成导引柔性带60并把柔性带60的自由端连接到带盘28的盘心上的带插入装置50。优选地，装置还包括：用于存放待处理的带盘25并放置在卷绕部位80上方的第一带盘匣70和用于存放已处理过的带盘26放置在卷绕部位80下方的第二带盘匣90，装置设置成将待处理的带盘25从第一带盘匣70移向卷绕部位80，将柔性带60卷绕在带盘中，并将经过处理的带盘26从卷绕部位80移动到第二带盘匣90，带盘从上述第一带盘匣70的运动和/或到上述第二带盘匣90的运动由重力驱动和帮助。

按照变体方案，上述装置还包括操作式设置成将待处理的带盘在卷绕部位80中连接到装置上的线性促动器41，和/或操作式设置成将待处理的带盘25在上述第一带盘匣70中的开口71上方移动的线性促动器41，因此待处理的带盘25在它们朝向卷绕部位80的运动中移动到开口71。

优选地，应该装在本发明的装置中的带盘设置在为此而设置的可旋转的轴32上。然而，在一些变体方案中，带盘能被与带盘的外轮缘相互操纵的辊驱动以便驱动带盘旋转。其中一个或多个自由的辊旋转式将带盘支承在卷绕部位中的无中心的装置上也是可行的。

在另一个变体方案中，本发明的装带装置的带插入单元包含一个线性导带器160和至少一个优选的是两个限制机构161，162，该限制机构161，162能操纵成停止或阻止至少一段柔性带60的前进并引起在限制机构161，162的后面形成一个或两个弧61，62，弧是从线性导带器160升起的带60的自撑式松驰部分。上述限制机构可以是例如机械夹子162或真空吸入装置161，而位置检测器261，262可以设置成检测柔性带60中至少一个弧61，62的高度。

因此本发明还提供用于将软管载体60卷绕在带盘28上的方法，上述带60包括用于接合在带盘28中的前沿端，方法包括以下步骤：将柔性带60送向带盘28；用第一限制机构161停止或阻止上述前沿端的前进以便在柔性带60中产生第一松驰的弧部分61；当第一松驰的弧部分到达预定高度时进行检测；在进一步送柔性带时用第二限制机构62停止或阻止带的一个中间部分的前进以便产生带的第二松驰的弧部分62；检测上述前沿端接合到带盘28的盘心29中或上述前沿端与带盘的盘心29的固定部件291的对准；释放限制机构161，162。

Claims (1)

1.一种用于在电子元件的柔性带载体（60）的带盘（28）上自动卷绕和/或退绕的装置，该装置包括：

卷绕部位（80），在该处能将带盘（28）连接到旋转促动器；

导带器（35），该导带器（35）操作式设置成导引柔性带（60）并把柔性带（60）的自由端连接到带盘（28）的盘心（29）上；

可在接合位置由促动器（89）驱动的止动元件（87），在该接合位置中止动元件与上述带盘接合并停止带盘（28）的旋转，使得带盘（28）与导带器成预定关系；

设置成在上述止动元件与上述带盘接合时产生止动检测信号的止动检测器，其中止动元件（87）与带盘（28）的盘心（29）中的缝隙（27）接合。

2. 如权利要求1所述的装置，其中止动元件（87）还在静止位置可驱动，在该静止位置中止动元件（87）与带盘（28）脱开，止动元件在静止位置允许上述柔性带（60）的上述自由端插入上述缝隙中。

3. 如权利要求1所述的装置，其中上述止动检测器是为检测上述止动元件（87）的位移而设置的光学或磁或电阻检测器。

4. 如权利要求1所述的装置，其中上述止动检测器包括对上述止动元件（87）的位置敏感的开关。

5. 如权利要求1所述的装置，其中导带器（35）可收缩。

6. 如权利要求1所述的装置，其中导带器（35）由能采取打开位置和关闭位置的两个铰接式颚构成，上述打开位置允许在卷绕部位中插入带盘（28）并装入带载体，其中铰接式颚是在带盘（28）的轮缘外部，而上述关闭位置帮助将柔性带（60）的自由端连接到轮（28）的盘心（29）上，其中导带器进入带盘（28）中。

7. 如权利要求6所述的装置，其中止动元件（87）连接到上述铰接式颚其中一个的端部上。

8. 如权利要求1所述的装置，包括设置成作用在带盘侧面上的第二止动元件，上述止动元件由上述止动检测信号启动。

9. 如权利要求8所述的装置，上述第二止动元件设置成修改带盘的角位置，以便当带盘被第二止动元件止动时使带盘与带对准。

10. 一种在带盘（28）中装入用于半导体元件的柔性带载体（60）的方法，包括以下步骤：

将空带盘（28）连接到旋转促动器；

用旋转促动器旋转带盘（28）；

将止动元件（87）驱动成与带盘的盘心（29）中的缝隙（27）接合，因而停止带盘（28）的旋转；

通过止动检测器检测止动元件（87）的接合；

使旋转促动器不能移动；

驱动止动元件（87）处于静止位置，形成供上述柔性带载体（60）的自由端通向上述缝隙（27）的自由通道；

将柔性带（60）的自由端插入上述缝隙（27）；

旋转带盘以使它装上柔性带（60）。

11. 如权利要求10所述的方法，还包括检测带（60）未能插入缝隙（27）中，并在未能插入的情况下停止上述带（60）的前进。