CN106061226B - 通过振动向贴装准备区域内提供散装元件的元件输入装置及相应的贴装准备工序 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种将散装元件(196,198)进行贴装准备的元件输入装置和工序。该元件输入装置(100,200)具有(a)一个与存放多个第一种元件（196）的第一元件储藏室配套（192）的第一元件拾取装置（112）；（b）一个将第一种元件（196）准备就绪的贴装准备单元（120）；以及(c)一个将第一种元件（196）从第一拾取装置（112）运送至贴装准备单元处（120）的振动运输器（130，150）。振动运输器（130,150）具有一个从第一拾取装置（112）延伸至贴装准备单元处（120）的运输装置（130），以及一个与运输装置（130）机械相连的振动促发器（150）。位于中间位置的第一配料器(162)可保证须在单位时间内与运送纸贴装准备单元的第一种元件（１９６）的配料。

Description

通过振动向贴装准备区域内提供散装元件的元件输入装置及 相应的贴装准备工序

技术领域

总体而言，本发明涉及元件输入装置的技术领域，通过这些装置可将元件，尤其是电子元件输送至一个待贴装区域，以便元件在此区域内由贴片机的贴装头拾起，以完成自动贴装。本发明尤其涉及一种从储藏区域内将散装元件由一种运送元件运送至待贴装区域的元件输入装置，以外，本发明还涉及一种相应的将元件进行贴装准备的工序。

发明背景

在将(电子)元件与元件贴装板进行机械贴装时，待处理的元件被输送进入贴装工序，典型的贴装工序是在自动贴片机中完成，而输送元件时一般都有一个准确空间定位，以便自动贴片机的贴装头能够从一个准确定位的拾起位置迅速且安全地拾起元件，并将其以事先确定好的位置及方向放置在元件贴装板上。

为安全可靠地将元件进行贴装准备，一般将元件打包放在所谓的元件带(Bauelement-gurte)中，这些元件带再经由专门的元件输入装置一步步传送至自动贴片机，这样可以使元件带中的元件连续且以确定的空间位置运送至输入即拾起位置。但是，将元件打包进这样的元件带很费工序且成本很高，此外，在清空元件后元件带的原料将作为废料被清理。

为避免上述繁琐的元件打包和废料处理问题，现已有一种特别是适用于小型元件的所谓振动运输器，这种振动运输器可以打散元件并运输散装状的元件。但是，为了将元件打散并同时使其处于事先确定的空间位置和方向，需要耗费极大的机械成本，即一般要这样设计振动运输器：通过一种常被成为“隔阻”(Schikane)的机械引导装置，有时还通过一种如光栅的简单感应技术对元件的位置进行测量并通过测量结果对元件进行分类，以仅令“可用的元件”通过一段滑轨或管道被输送至输入及拾起位置。但是，由于生产过程中元件存在的允差，实际操作中并不容易实现连续的元件输送，而且在贴片机运转迅速且元件输送距离较远时，常常难以完成连续贴装所必需的元件补给。

从专利文件WO 2010/089290 A1中已知一种振动运输器，通过这一装置可有针对性将某种特定的元件通过叠加振动的方式(没有机械隔阻)朝三个不同的空间方向移动，以使元件能被安全打乱并被运送至事先确定的待贴装区域的确定拾起位置，便于贴片机的贴装头能从此处拾起元件。但就这种已知的振动运输器而言，并不能确定每一个元件的输入或说拾起位置，因此，就必须通过一个自动贴片机的贴装头所携带的特殊照相机对位于待贴装区域内事先确定位置的元件进行视觉取像，并通过后置于照相机的数据处理单元对取像进行结果分析而分辨出元件的空间位置。在这种情况下，照相机的位置是以元件拾起区域为参照的，照相机的位置应能够使其直接或通过一面镜子的反射从上往下探照到元件拾起区域。由于照相机的位置是已知的，就可以测算出被照相机取像的元件的位置。

一般而言，根据将在元件贴装板上进行贴装的元件组的不同，每一个元件贴装板的贴装过程都需要或多或少的不同类型的元件，因此，必须为贴装工序准备好一系列不同类型的元件。这对振动运输器来说并不是一项简单的任务，至少其成本是非常高昂的，因为为此将使用很多个输入装置。

本发明的任务在于，安全有效地将散装状电子元件进行贴装准备。

发明内容

上述任务由下文中独立的专利要求的对象实现。本发明具有优势的实现形式将在独立的专利要求中得以描述。

根据本发明的第一个方面，一种将散装元件、尤其是散装的电子元件为自动贴装机自动贴装元件贴装板做好准备的元件输入装置得以描述。所述元件输入装置具有(a)一个用于拾取位于第一元件存储盒中的多个散装元件的第一拾取装置；(b)一个将第一种元件准备就位的贴装准备单元；(c)一个将第一种元件从第一拾取装置沿第一条运送通道运送至贴装准备单元处的振动运输器。其中，振动运输器具有(i)一个输入装置，可从第一拾取装置处延伸至贴装准备单元处；(ii)一个与输入装置机械化连接的振动促发器。此外，元件输入装置还具有(d)一个从属于第一条输入通道的第一配料器，该配料器可以在“放行位置”与“拦截位置”之间移动，而在(i)“放行位置”处，第一条输入通道是畅通的，可允许第一拾取装置将元件运送至贴装准备单元处，在(ii)“拦截位置”处，第一条输入通道被阻断，以阻止第一拾取装置将元件运送至贴装准备单元处，此时第一配料器的构造将能使其处于放行位置与拦截位置之间，这个中间位置能够减少每个单位时间内从第一拾取装置处运送到贴装准备单元处的第一种元件个数。

根据本发明，第一配料器能够至少在一段延时后根据第一配料器位置的变化而调整运送至贴装准备单元处的第一种元件的数量，此处的延时一方面取决于第一配料器与贴装准备单元之间的距离，另一方面取决于由振动实现的第一种元件的运输速度。

第一配料器可安装在第一拾取装置与贴装准备单元之间的任意位置，比如，第一配料器可以是第一元件存储盒的封盖。不过，更具优势的是令配料器与输入装置连接或位于输入装置内，比如位于输入装置内的第一配料器可在放行位置处实现位置一体化，即在放行位置处输入装置的表面与配料器的表面可形成一个至少是接近平整的表面。

根据本发明的一种实现形式，元件输入装置还具有一个对应第二元件存储盒的第二拾取装置，第二元件存储盒中同样存放着多个散装的元件。此外，贴装准备单元同样可对第二种元件进行贴装准备，而振动运输器同样可沿第二条输送通道将第二种元件从第二拾取装置运送至贴装准备单元。

上述元件输入装置是基于以下认识，即元件是按输送装置的纵轴运送，而元件输送装置的宽度，此处指上述振动运输器的宽度不仅能够将一个元件存储盒中的某一种类的元件进行贴装准备，也能够将另一个元件存储盒中的另一种类的元件准备就绪，这意味着，两个元件存储盒的拾取装置分别对应一条元件运送通道，这样一来，整个输送装置的宽度既不会因为有两个存储盒的拾取装置，也不会因为有两个存储盒而扩大。这又意味着，相较于已知的具有一个振动运输器的单通道元件输入装置，上述元件输入装置并不需要更大的三维尺寸，因此可以和其他元件输入装置一起构成一个元件输入装置系统，按已知的方式，这一系统常连接在贴片机上，以便为贴片机的贴装工序输入多个不同种类的元件，这里所说的其他元件输入装置既可以是振动运输器，也可以是所谓的元件带运输器。

通过上述第一配料器，可为贴装准备单元同时准备好比例合适的第一种类元件和第二种类元件。这样就可实现为拾取元件的贴装头提供所需要的合适种类、合适数量的元件。

在上述元件输入装置中，可通过输入装置的振动同时将两种外壳形状以及/或者外壳大小不同的元件运送至贴装准备单元处，并使元件散布其中。在贴片机的贴装头从贴装准备单元处拾取元件时，可以运用一种可视化系统，以从视觉上对元件的种类进行区分，并将区分结果传递给控制贴装头移动的操控单元，以便贴装头能够分辨贴装准备单元处哪种元件正位于哪一位置上。

两条元件输送通道并不必须从空间上完全分开，而是可以有重叠，尤其是在被两个元件拾取装置间隔的区域。这意味着，来源于不同元件存储盒的元件可以在运往贴装准备单元的路途中不断增加混合，最终在贴装准备单元处混杂分布。

需要指出的是，取决于振动运输器以及/或者拾取装置的宽度，以及拾取装置中供拾取的元件存储盒的宽度，在元件输入装置内可能设置多于两条运送通道。

在此背景下，需要指出的是，通常元件输入装置的宽度是某一固定光栅尺寸(Rastermass)的很多倍，为实现较高的兼容性，本文件中所述元件输入装置及振动运输器的宽度最好同样是这一光栅尺寸的很多倍。针对某一类型元件的单个元件输入装置的宽度是由待运送的元件的大小决定的。在振动运输器的整个宽度范围内可以设置多个同样宽度或不同宽度的元件输入装置。比如，振动运输器的宽度是36毫米，那么就可以在其中放置四个9毫米宽的运送同一种元件的元件输入装置，或者可以放置两个运送同一种元件的9毫米宽的元件输入装置，以及一个运送另一种元件的18毫米宽的元件输入装置。

不论输入通道的多少，本发明所述的针对每种元件的元件输入装置的有效宽度都比传统的设有振动运输器的元件输入装置的有效宽度小。这样便可在贴片机留给元件输入装置的空间非常有限的情况下，明显更多地为贴片机输入不同种类的元件。

由一个振动促发器促发振动的运输器可以是一个简单的平板，例如一块铝质板，这块平板也可带有一个封盖，以方便地避免元件滑落和/或灰尘等异物落入，带有封盖的平板也可称为通道结构。

输入装置的长度可由此确定，即在(a)两个拾取装置也即两个元件存储盒与(b)贴装处之间已有的距离得到连接。一个相对较长的输入装置的优势在于，元件经过振动的距离较长，因而自然可以在空间上更为分散地分布。通道结构的长度可在20厘米至60厘米之间，尤其是在40厘米至50厘米之间。

输入装置的构造可以是单体的，也可由不同的部分构成。在后一种情况中，输入装置的不同装置之间要进行机械连接，并保证输入装置的整个长度能够为元件运输提供振动。

根据本发明的另一种实现形式，元件输入装置还具有一种分离结构，这一分离结构位于输入装置的上方。分离结构的构造使得(i)第一种元件可沿第一通道由第一拾取装置处运送至贴装处，并且(ii)第二种元件可沿第二通道由第二拾取装置处运送至贴装处。第一通道至少与第二通道有部分区别。

更直观地说，上述分离结构的主要任务在于，令不同种类的元件至少不会直接在进入输入装置后立即发生混合，也就是说，通过这一简便的方法，便可分别针对确定第一种元件和第二种元件在单位时间内从每个元件存储盒运进入输入装置并被运往贴装准备单元的元件流，也即元件的个数。

分离结构的立体形状可以是多种多样的，这一结构可分隔输入装置表面上的不同区域，其中第一区域划分给第一种元件，而第二区域划分给第二种元件。

分离结构可以做在或安装在输入装置的表面，这样一来，在输入装置振动时，分离结构也发生振动。分离结构可以是一条长长的突起或者是一个简单的隔片，突起或隔片要么与输入装置是一体的，要么将其安装在制作好的输入装置上。另一种可能的方式时，分离结构不安装在输入装置上，而是安装在输入装置某个静止的元件上，例如在输入装置的底座上，在这种情况下，分离结构不会与输入装置一同振动，而为保证输入装置的振动不受干扰，分离结构必须与运输装置的表面保持一定的空间间隔，这一间隔应比(第一批和第二批)元件的高度要小。后一种方式的优势在于，更容易对分离结构进行维修或者将其更换为另一种分离结构，这样一来，就可方便地从元件的空间分离状况来改造输入装置的结构，以适应不同的要求。

根据本发明另一种实现形式，分离结构从两个拾取装置起，一直延伸至输入装置朝向贴装准备单元的末端。这样便可简单地防止不同种类的元件在沿输入装置表面进行运输的途中发生混合。也就是说，在输入装置的表面出现了两个空间上彼此分离的运输通道或运输轨迹，且它们分别只用于运送某一类型的元件。不同种类的元件只有在贴装处才会发生混合。

根据本发明的另一种实现形式，分离结构从两个拾取装置起，一直延伸至贴装区域，此时的贴装区域位于贴装准备单元上方。

在上述情况中，分离结构的长度最好能够使不同种类的元件即使在贴装区域内也不发生混合，两种元件的运输通道也完全在空间上相互隔离。

直观地说，元件的贴装区域分为两个分区，第一分区用于第一种元件，第二分区则用于第二种元件。在拾取某一特定类型的元件时，一开始就已知所取元件属于哪一个分区。同样，在一开始对贴装头进行定位时，就已确定为拾取第一种或第二种元件，该贴装头应向那个分区移动。通过这种方式，尤其可保证很高的元件拾取作业安全度。

根据本发明的另一种实现形式，元件输入装置还具有一个第二配料器，从属于第二运输通道，并且可以在放行位置与拦截位置之间灵活移动，而在(i)“放行位置”处，第二输入通道是畅通的，可允许第二拾取装置将第二种元件运送至贴装准备单元处，在(ii)“拦截位置”处，第二输入通道被阻断，以阻止第二拾取装置将第二种元件运送至贴装准备单元处。

上述从属于第二运输通道的第二配料器的优势在于，可以调控第二种元件向贴装准备单元的运输的元件流。尤其是，通过这一配料器，元件输入装置可以极具优势地、也即以两种特殊的运行方式运转。在这种情况下，第一种特殊的运行方式的特点是，只有第一种元件被运送至贴装准备单元处，因为此时第二配料器阻隔了第二运输通道。与此相应，第二种特殊的运行方式的特点是，只有第二种元件被运送至贴装准备单元处，因为此时第一配料器阻隔了第一运输通道。这样便可简单有效地提高本发明所述元件输入装置的灵活性。

在上述本发明的实现形式中，(第一以及/或者第二)配料器的功能可以通过一种尤其简单的结构实现，即相应的配料器是一个可翻转的部件，而其位置可根据翻转的角度发生变化。另外，配料器还可以是一个可沿垂直于元件的运送方向移动的闩杆。

根据本发明的另一种实现形式，配料器位于放行位置与拦截位置之间，以便于减少每个单位时间内从第二拾取装置处运送到贴装准备单元处的第二种元件的个数。

这样一来，就能够既精确又连续地控制运输第一种元件和第二种元件的元件流。这尤其可以确定位于贴装区域内的第一种元件与第二种元件的混合状况。

在上述可翻转配料器的实现形式中，配料器所处的中间位置由翻转的角度确定。而对可移动的闩杆而言，其中间位置由移动的状况决定。在后一种情况中，供元件通过的截面由于处在中间位置的闩杆较最大截面减小了。

需要指出的是，可连续调整的配料器可以通过一个所谓的散装物螺杆(Schüttgut－schnecke)实现，在此情况下，单位时间内运送相应元件的数量取决于螺杆的几何构造以及螺杆的旋转速度。

根据本发明另一种实现形式，元件输入装置还具有另一个与贴装准备单元机械连接的振动促发器。这一促发器可改变已经处于贴装区域内的第一种和/或第二种元件的空间顺序，用以尤其适宜的方式为贴装头安全拾取元件准备好相应的元件。这样不仅能够提高元件拾取，也能提升整个贴装工序的安全性。

根据本发明另一种实现形式，两个振动促发器中至少有一个是3D振动促发器。

上述3D振动促发器的意思是，该促发器不仅能够沿一个方向，而且能够沿三个最好是相互垂直的方向振动相连接的元件。这三个不同的振动方向可以分次发起，并且可以根据所需的振动方式进行组合搭配。

更具优势的是，至少另第二振动促发器是一个3D振动促发器，这可大大提高以合适的方式铺排位于贴装准备单元内元件的可能性。在这种情况下，本发明的另一种实现形式更显优势，即3D振动促发器与一个数据处理装置相联接，该数据处理装置可以通过自我学习程序确定合适的振动参数，以实现贴装准备单元内所需的元件铺排方式。

在这种情况下还应指出的是，对于与输入装置机械连接的振动促发器来说，一般不宜提出过高的作业要求，因为该促发器仅用于元件的空间运输。尤其是当两条输入通道的空间已确定因而排除了被运输的元件滑落的可能性后，就只需采用一个1D的振动促发器。这样一来，从成本-效用的考虑出发，就出现了上文所述的构造，即采用一个用于振动输入装置的1D振动促发器，以及一个用于振动贴装准备单元的3D振动促发器，这也是本发明尤具优势的一种实现形式。

根据本发明另一种实现形式，第二振动促发器具有这样的构造，即应使以相对于贴装准备单元表面的第一种朝向位于贴装准备单元内的第一种元件和/或第二种元件在振动时克服重力向上弹起，并至少使其中一些元件在落下后处于第二种朝向，且第二种朝向与第一种朝向不同。

当振动是沿Z形发生且能达到很高的振幅以及/或者频率，便可完成向上甩出元件的作业。Z形方向是指平行于重力且尤其是与贴装准备单元表面垂直的方向。在本文件中，贴装准备表面又称为准备表面或元件贴装准备表面。

在实际操作中，有一种情况经常出现，即元件常常具有一个大于相邻侧面的面。而在元件振动弹起又重新落在元件贴装准备表面上时，很有可能是以两个相对的最大侧面中的一面着地，因此尤其常见的情况是，元件的第二朝向正好与第一朝向相反。这意味着，相关元件被180度翻转。而通过第二个振动促发器使元件发生适宜的翻转的可能性也此时就可加以利用，尤其是对于那些贴装的侧面已经确定而又偶然(可能性为50％)以错误的面朝下的元件更是如此。至少一部分这样的元件可以通过有控制的翻转被调整到正确位朝向，以便于它们能够按已知的方式由贴装头拾取，而不需要在被拾取之后为完成正确的贴装而进行翻转。

根据本发明的另一种实现形式，元件输入装置具有一个照相机，且照相机位于贴装准备单元下方。此种情况中，贴装准备单元内至少有一个区域是视觉上通透的，以便于照相机能够透过贴装准备单元对被送往该区域的元件进行视觉取像。更直观地说，上述元件输入装置中内置一个照相机，通过这个照相机可以从下往上通过贴装准备元件至少一部分视觉通透的区域对位于其中的准备就绪的元件进行视觉取像。

这一元件输入装置还可具有一个后置于照相机的处理器，也即元件输入装置具有一整套视觉系统。在经过恰当的编程设置后，处理器可以独立地对照相机获取的第一种和/或第二种元件的图像进行分析。经过图像分析可得出位于贴装准备区域内第一种和/或第二种元件的位置以及/或者朝向，以便于恰当地控制贴装头的移动并使其通过某种拾取装置(例如一个吸管)拾取上述元件。

在此处描述的实现案例中，照相机安装在贴装准备元件的下方。更准确地说，这意味着照相机安装在贴装准备元件下表面的下方，下表面与贴装准备元件上承接着待贴装的元件的上表面是相对的。

将照相机内置于元件输入装置中具有这样的优势，即不需要采用外部照相机来对位于贴装准备区域的元件进行取像，尤其是不需要采用照相机在贴片机中按传统方式对待贴装的电路板的位置进行取像，在贴片机中使用这样的照相机的缺点在于，为完成取像，必须使照相机通过一个门桥(Portal)经过贴装准备区域，这样会增加贴装工序的额外耗时，因而在将多个元件与电路板进行贴装时，耗时会变长，效率变低。

在本文件中，“视觉通透”意味着至少是贴装准备单元的贴装准备区域能够令电磁辐射透过，以便照相机等装置能够获取，因而，视觉通透也就意味着贴装准备单元在照相机敏感的某个光谱范围内是透明的。基于此，视觉通透尤其意味着贴装准备单元在肉眼可见的、红外以及/或者紫外线的光谱范围内至少部分是透明的。需要指出的是，列举的几种光谱范围并不是完全的，本文件中所述“视觉通透”还可用于这几种光谱范围之外的电磁辐射。

在此处所述元件输入装置中，可以有不同种类的元件以散装状地位于贴装准备元件上。通过视觉检测，可以确定每一个元件的种类和位置。只要上文所述的分离结构不覆盖整个元件贴装准备区域，应使元件能从其视觉特征(大小、表面特征、形状等)对其种类进行区分。

下文中将就元件的使用描述一种特别高效率的贴装工序步骤，这一工序步骤可经由本文件中所述的元件输入装置简便地完成，该元件输入装置具有一个照相机和后置于照相机的处理器：该工序步骤要求在贴片机内的合适位置为每一种元件设置一个投掷器，或者将这种投掷器安装在贴片机的合适位置上，这样可以对被内置于元件输入装置中的照相机认定为正确且朝向也正确的第一种或第二种元件进行再次利用，因为这些元件可能由于贴装头拾取不当而不能被用于贴装，比如当贴装头将元件翻倒后将再其拾取(也就是说元件以翻倒的朝向被贴装头的抓取装置、特别是吸管式的抓取工具拾取)，错误拾取的元件可以通过贴装头的恰当定位被投掷到专门针对这类元件的投掷器中，投掷器以这种方式收集的元件可返回至元件存储盒并经过元件输入装置的再次处理得到再次利用。

在上文所述的对投掷器中元件进行再次利用时，相关的元件在一定的时间内被送回相应的元件存储盒中，再通过振动运输重新送往贴装准备单元内。需要指出的是，在识别出贴装头错误地拾取了元件之后，贴装头也有可能直接把相应的元件送回贴装准备单元内，例如，当相应的元件因贴装头的位置位于贴装准备单元上方并在此时被贴装头投掷时，就会出现这种情况。

根据本发明另一种实现形式，元件输入装置还具有一个照明装置，这一照明装置的安装方式应使其可以照亮位于贴装准备单元内的第一种和/或第二种元件。

该照明装置可以具有多个光源，尤其是具有多个二极管。一个或多个光源可以从不同的方向对元件进行照明。

根据本发明另一种实现形式，位于贴装准备单元内的第一种和/或第二种元件从下方被照明。通过在贴装准备元件下方安装至少一个光源，可以实现光源从下方穿过贴装准备元件对位于贴装准备区域的第一种和/或第二种元件进行照明。这样一来，(考虑到位于贴装准备单元下方的照相机，)元件就被所谓垂直灯或说前灯照亮，在这种照明方式下，照相机可以尤其可靠地进行视觉取像。

通过这种前灯照明带来的高亮度，就可非常可靠地辨识出元件是否在贴装准备区内处于正确的朝向。对于那些两个主要侧面中只有一面可进行贴装的元件而言，对朝向的辨识是非常重要的。“主要侧面”这一概念主要是指方形元件的两个最大的侧面。很容易理解，当贴装头将元件可供贴装的侧面朝下与贴装板进行贴装时，就意味着贴装头的抓取装置已经以正确的朝向拾取了元件。

此外，通过恰当的前灯照明，可以精准地确定通过振动运输到贴装准备区域内的第一种和/或第二种元件的位置，这同样适用于被运送至贴装准备区域内的元件的角位置。很容易看到，精确识别等待贴装头拾取的元件的位置对安全的拾取工序非常重要，尤其在考虑到电子元件越来越微型化，因而元件以及贴装头拾取元件的工具(例如吸管)都越来越小时，更是如此。

需要指出的是，对安全的拾取工序来说，识别相邻元件的位置也很重要，因为这样可以确保拾取工具每次都能拾取到正确的元件。如果待拾取的元件过分密集，则可启动新的振动以改变元件在贴装准备区域内的分布状况。如前文所述的状况，在新的振动过程中，元件可能以与原来的运输方向相反的方向被送出贴装准备区域。

元件可从下方透过贴装准备单元从一种或多种角度被照明，此外，至少有一个的光源可以在不同的光谱范围或以不同的颜色发光。目前看来具有优势的是，前灯照明的光线从下往上垂直于被送往贴装准备区域内的元件。另一种替代或补充方式是，前灯照明的光线以一种很小的角度射向贴装准备单元的表面，这一角度可以是小于30°的锐角，当然更好是小于20°乃至10°。

此外，前灯照明的光线还可以直接或间接地，例如通过可反射的视觉元件以及/或者光纤射向视觉通透的贴装准备单元。

需要指出的是，在本发明的其他实现形式中，可以从上方对位于贴装准备区域内的元件进行照明，这种照明方式可以替换或补充上文所述的从下方进行照明的方式。

当使用可移动的遮盖部件时，只要遮盖部门至少有部分是视觉通透的，就尤其可以采用从上方照明的方式。尤其具有优势的是，将上方的照明光与至少一个从下方发射的照明光结合。这种上下光的结合至少可以在遮盖部件闭合时实现。

通过视觉通透的遮盖部件，可从上方对通过振动运输至贴装准备单元的贴装准备区域内的第一种和/或第二种元件进行照明。对安装在贴装准备单元下方的照相机而言，这样的照明光形成了一种背景光、逆光和背光。

借由恰当的背景光能够尤其可靠地识别贴装准备区域内的元件是否处于例如竖放的状态，也即元件不是以主要侧面之一、而是以较窄的侧面落在贴装准备单元上。此外，背景光也有助于精确检测出运送至贴装准备区域内的元件的空间位置以及/或者几何维度。

恰当的背景光的另一个优势是，(a)当上述可移动的遮盖部件被弄脏以及/或者(b)当背景光(在光谱范围和/或强度方面)出现变化时，元件的取像都非常可靠。

根据本发明另一种实现形式，元件输入装置还具有一个可移动的遮盖部件，这一部件可在闭合位置和敞开位置之间移动。在遮盖部件处于闭合位置时，可以从上往下获取送到贴装准备单元内的元件，在遮盖部件处于敞开位置时，遮盖元件阻止了对元件的获取。.

通过上述也可被称为活动遮板的可移动遮盖部件，就可以简单有效地防止元件或灰尘等异物落入贴装准备单元或贴装准备区域。同样也可防止元件在通道结构振动时滑出贴装准备区域。

具有优势的是，令可移动的遮盖部件的移动与贴装头的运转同步，也就是说，只有在贴装头要拾取一个或多个第一种和/或第二种元件时，遮盖部件才短时间地处于敞开位置。

具有优势的是，可移动的遮盖部件从闭合位置移动到敞开位置，或正相反从敞开位置移动到闭合位置的过程只是一个简单的机械移动。这一机械移动最好是沿所述装置尤其是通道结构的纵轴方向。这样一来，元件输入装置在其横轴方向上只需要很少的位置。这样的元件输入装置可以具有优势的方式连接上贴片机上，而非像传统方式那样连接在一个或多个元件带上。

根据本发明的另一方面，将描述一种将散装元件进行贴装准备的工序。这种工序尤其可以通过使用上文所述的元件输入装置完成。这种工序包括(a)将第一元件存储盒准备就绪，该存储盒中存放有多个散装的第一种元件；(b)将第一元件存储盒拾取进第一拾取装置中；(c)通过一个振动运输器将第一种元件经第一条输送通道从第一拾取装置运送至一个贴装准备单元处。这里采用的振动运输器具有(i)一个从第一拾取装置延伸至贴装准备单元处的运输装置以及(ii)一个与运输装置机械相连的振动促发器。此外，本发明所述的工序还可减少每个单位时间内从第一拾取装置处运送到贴装准备单元处的第一种元件个数，这是通过一个第一配料器实现的，该第一配料器从属于第一条输入通道且处于放行位置与拦截位置之间，并可以在放行位置与拦截位置之间移动，而在(i)放行位置处，第一条输入通道是畅通的，可允许第一拾取装置将元件运送至贴装准备单元处。

根据本发明的一种实现形式，该工序还包括(a)将第二元件存储盒准备就绪，该存储盒中存放有多个散装的第二种元件；(b)将第二元件存储盒拾取进第二拾取装置中；(c)通过一个振动运输器将第二种元件经第二条输送通道从第二拾取装置运送至贴装准备单元处。

上述工序也是基于以下认识，即通过振动运输器不仅可以将第一种元件(第一批元件)，也可以将第二种元件运送至贴装准备单元处，在贴装单元处，贴片机的贴装头拾取元件。在拾取元件时，可以运用一种可视化系统，以从视觉上对元件的种类进行区分，并将区分结果传递给控制贴装头移动的操控单元，以便贴装头能够分辨贴装准备单元处哪种元件正位于哪一位置上。

根据本发明所述的工序的一种实现形式，还可减少单位时间内从第二拾取装置处运送到贴装准备单元处的第二种元件个数，这是通过一个第二配料器实现的，该第二配料器从属于第二条输入通道且处于放行位置与拦截位置之间，并可以在放行位置与拦截位置之间移动，而在(i)放行位置处，第二条输入通道是畅通的，可允许第二拾取装置将元件运送至贴装准备单元处。在(ii)拦截位置处，第二条输入通道被阻断，以阻止第二拾取装置将元件运送至贴装准备单元处。

需要指出的是，本文件针对不同的发明对象对本发明的不同实现形式进行了描述。尤其是，在描述本发明的一些实现形式时，也对装置的要求或工序的要求进行了描述。专业人士在阅读本文件时应十分清楚，如果没有明确的申明，那么，在属于某种发明对象的特征组合之外，属于不同种类发明对象的特征也可以随意组合。

本发明其他的优势和特征将在下文中借目前更具优势的实现形式进行描述。本文件图表中的单个图形仅可视为示意图，而并非按照真实的比例会址。

附图说明

图1展示了一个带有振动功能运输器的元件输入装置，运输器上通过一个由隔片组成的分离结构形成了两条相互隔开的元件输送通道。

图2展示了一个元件输入装置，该装置的分离结构延伸至放有通过振动运送而来的元件的贴装准备区域。

图3展示了一个单通道的元件输入装置，该装置具有一个配料器，以装配待输入的电子元件。

具体实施方式

需要指出的是，在下文的详细描述中，不同实现形式中的特征和部件与其他实现形式中相同或至少功能相同的特征与部件均以相似的参照标记标出，也就是说，其参照标记只在标记的第一个符号进行区分。为避免不必要的重复，在一种实现形式中已经描述过的特征或部件，在下文中将不再详细描述。

另外，还需指出的是，下文中详细描述的实现形式只是本发明所有可能的实现形式中有限的几个示例。尤其可能是，单个实现形式中的特征可以以恰当的方式相互组合，因此，对于专业人士而言，本文件中详细描述的实现形式显然也展示出了更多种不同的实现形式。

此外，需要指出的是，文件中使用的与空间相关的概念，例如“前”和“后”，“上”和“下”，“左”和“右”等，都是为了表述一种元件与另一种元件之间的关系，这在图表中能够看得更清楚。与此相应的，与空间相关的概念也可用于表达与图表所示不同的空间方位。不言自明的是，为了使描述更容易，所有这些空间相关的概念都以图表所示为基础，但并不局限于图表，因为在实际使用中，所有被描述的装置、部件等都可能具有不同于图表所示的方位。

图1展示了本发明一种实现形式中的一个元件输入装置100，所述，元件输入装置100具有两个拾取装置，即拾取装置112和拾取装置114，延伸至贴装准备单元120的振动运输器130。拾取装置112带有一个存放着多个散装的第一种元件的第一元件存储盒192。这种元件在本文件中被称为第一种元件196。同样地，拾取装置114带有一个存放着多个散装的第二种元件的第二元件存储盒194，这种元件在本文件中被称为第二种元件198。第一种元件196与第二种元件198属于两种不同的种类。

在振动运输器130也即运输装置的表面有一个由一个隔片构成的分离结构135。分离结构135可使振动运输器130的表面出现两个彼此分隔的运输通道，振动运输器130的表面是一个简单的振动平板，可以由铝质板的材料制成。第一条输送通道从第一拾取装置112沿振动运输器130的纵轴方向延伸至贴装准备单元120。与第一条输送通道平行的第二条输送通道从第二拾取装置114延伸至贴装准备单元120。

从图1可以看出，元件输入装置100的分离结构135同样从两个拾取装置112和114沿振动运输器130的纵轴方向延伸至振动运输器130的末端，这一末端朝向贴装准备单元120。

根据此处所示的实现形式，振动运输器130可经由两个振动促发器，即第一振动促发器140与第二振动促发器150促发振动。从图1中可看到，第一振动促发器140位于两个拾取装置112和114的附近，第二振动促发器150位于贴装准备单元120附近的振动运输器130的前方区域。根据此处所示的实现形式，第一振动促发器140主要用于促发振动运输器130的振动或震颤，进而将第一种元件196沿第一条运输通道、第二种元件198沿第二条运输通道运送至贴装准备单元120。在元件196、198到达贴装准备单元120后，振动促发器140、150至少暂时停止作业，元件196、198因此可以静止并由图中没有画出的贴装头拾取并进入贴装程序。按常规方式，贴装程序将元件196、198与元件承接板进行贴装。

根据此处所示的具有优势的实现形式，第一振动促发器140是一个1D振动促发器，其作用仅在于使振动运输器130沿一个方向振动。如前文所述，第一振动促发器140的主要任务在于实现元件196、198至贴装准备单元120的振动式运输。第二振动促发器150是一个3D振动促发器，可使振动运输器130的前端以及与其相连接的贴装准备单元120沿三个最好是相互垂直的方向振动。最理想的情况是，3D振动促发器150沿三个振动轴的振动幅度与频率可以分别不受另外两个振动轴的振动参数影响而设定。第二振动促发器150的主要任务是，对已处于贴装准备单元120上的第一种元件196和/或第二种元件198进行新的空间铺排。比如在两个相邻的元件196，198彼此距离太近，而贴装头的拾取装置、尤其是吸管形式的拾取装置无法单独拾取元件196，198时，就有必要进行这种新的空间铺排。

甚至还可能出现的情况是，通过第二振动促发器150强烈地振动贴装准备单元120，以使元件196，198短暂地甩向空中，以期待在其回落时以与初始朝向完全相反的朝向位于贴装准备单元120上。通过这种方式，那些可贴装性取决于其朝向、也就是说贴装头拾取该元件时元件的朝向的元件就能得到新的处理，因为它在贴装准备单元120上的初始朝向是错误的。

为避免元件196，198从贴装准备单元120的边缘滑落，贴装准备单元120上还具有框架状的边界结构125。

为一方面避免元件从贴装准备单元120上的贴装准备区域跳出，另一方面避免杂物落入贴装准备区域，元件输入装置100具有一个可移动的遮盖部件180，可沿振动运输器130的纵轴方向也即沿元件196，198的运送方向移动。

根据此处所示的实现形式，遮盖部件180的移动与贴装头的运转同步，也就是说，当元件输入装置100，尤其是其两个振动促发器140，150中至少一个在运转时，遮盖部件180可直接位于贴装准备单元120的上方。为使贴装头不受干扰地拾取位于贴装准备单元120上的元件196，198，可移动的遮盖部件180暂时朝拾取装置112，114的方向移动。

为控制元件196，198朝向贴装准备单元120的元件流，元件输入装置100具有两个配料器，即第一配料器162与第二配料器164。从图1可看出，第一配料器162从属于第一条输入通道，第二配料器164从属于第二条输入通道。根据图中所示的实现形式，第一配料器162与第二配料器164是两个可旋转的半圆柱体。第一配料器162与第二配料器164的转轴是这样设置的，即能够使两个半圆主体处于第一角度位置，也即第一配料器162与第二配料器164处于敞口状态时，其平整面至少接近与振动运输器130的表面融为一体。在这一位置，第一配料器162与第二配料器164均不会妨碍运送元件196，198的元件流。在位于图中第二配料器164所代表的其他角度位置时，第一配料器162与第二配料器164便可阻碍运送元件196，198的元件流，根据角度位置的不同，这一阻碍的强度也不同，通过第一配料器162与第二配料器164便可控制运送元件196，198的元件流，同时也就可在每一次使用元件输入装置时控制位于贴装准备单元120上的第一种元件196与第二种元件198的混合状况。

在此情况下，需要指出的是，元件流的概念是指在一定时间内经过运输装置130上某个确定的位置的元件的个数。在元件输入装置100静止的状态下，一定时间内由贴装头拾取的元件数量应至少近乎等同于输往贴装准备单元120的元件数量。

元件输入装置100还具有一个所谓的“视觉系统”，可对位于贴装准备单元120上的元件196，198进行视觉取像，并产生出每一个第一种元件196与每一个第二种元件198的精确的位置数据。根据位置数据，可以以恰当的方式控制将拾取位于贴装准备单元120上某个确定的元件196，198的贴装头的移动方式，以使相应的元件196，198能够被安全地拾取。

为针对位于贴装准备单元120上的元件196，198的位置以及元件196，198的种类进行视觉取像，视觉系统具有(a)一个照相机170，(b)一个物镜172，(c)一个透镜174以及(d)一个半通透的镜子176。如图1所示，这些部件位于由贴装准备单元120与振动运输器130的上表面所构成的平面的下方。相应的光程在图中以虚线的形式表现出来了。在这种情况下很容易看出，为进行相应的视觉取像，贴装准备单元120上至少是放置元件196，198的位置应是视觉通透的。

为实现对元件196，198的精确视觉取像，元件输入装置100还具有一个照明装置178，可从下往上照亮将进行取像的元件。相应的光程将通过一个散光器(strahlteiler)176，在图1中用直线表示出来了。

在图中所示的实现形式中，不仅照相机170，还有照明装置178都位于贴装准备单元120的下方。这样一来，照明装置178发出的照明光是一种所谓的前灯光或说暗视野照明光，众所周知，这种照明光不仅能够用于非常精确地确定元件196，198的位置，更适用于根据元件的表面结构非常精确地确定元件所处的朝向。

此处需要指出的是，还可以用一种背景光或说明视野照明光替换或补充上述的前灯照明光，此时则可通过比如一个可移动的遮盖部件180对这种照明光进行传导。在这种情况下，就要求可移动的遮盖部件180至少有一部分是由视觉通透的材料制成。

图2展示了一个元件输入装置200，除了分离结构的形状也即长度不同，它与图1中的元件输入装置100相对应。从图2可看出，同样由一个隔片构成的分离结构235比分离结构135更长。更准确地说，分离结构235一直延伸到由贴装准备单元120与框架状的边界结构125确定的贴装准备区域。在这种情况下很容易看出，通过延长的分离结构235，两条元件输入通道在空间上的隔离也一直延伸至贴装准备区域。这意味着，在贴装准备区域的第一个分区只放置第一种元件196，而在贴装准备区域的另一个分区只放置第二种元件196，两处的元件都是供贴装头拾取以进行贴装。

两条元件输入通道在空间上的隔离一直延伸至贴装准备区域带来这样的优势，即对于具有照相机170的视觉系统对元件的视觉辨识精确度不再有很高的要求。因为根据元件所处的空间位置就可以确定其种类，因此没有必要在元件的位置之外还对元件的种类进行辨识。

需要指出的是，图2中的可移动遮盖部件180所处的位置与图1中遮盖部件180所处的位置不同。更准确地说，图2中的遮盖部件130处于回调的位置，此贴装准备区域对贴片机的贴装头敞开，以利其自上抓取下方的元件。而在图1中，可移动遮盖部件180所处的位置使遮盖部件180阻断了贴装头的抓取。

图3展示了一个带有用于装配电子元件的(第一)配料器162的元件输入装置300，元件输入装置300与元件输入装置100和元件输入装置200的区别仅在于，它只具有一条元件输入轨道或说输入通道。因此，图3缺少元件输入装置100和元件输入装置200中专属于第二条输入通道的所有部件。由于不存在两条相互隔离的输入通道，也就没有由隔片构成的分离结构。

应该指出的是，上述提到的“具有”这一概念并不排除其他的元件，而“一个”的概念也并不排除多个的可能性。在不同的实现形式中进行描述的元件也可以相互组合。还应该指出的是，权利要求所要求的专利保护，不应只局限于权利要求书中的标记。

标记:

100 元件输入装置

112 第一元件拾取装置

114 第二元件拾取装置

120 贴装准备单元

125 边界结构/框架

130 运输装置

135 分离结构/隔片

140 第一振动促发器(1D)

150 第二振动促发器(3D)

162 第一配料器

164 第二配料器

170 照相机

172 物镜

174 透镜

176 散光器/半通透镜

178 照明装置

180 可移动遮盖部件

192 第一元件存储盒

194 第二元件存储盒

196 第一种元件

198 第二种元件

200 元件输入装置

235 分离结构/隔片

300 元件输入装置。

Claims (18)

1.一种将散装元件（196，198）、是散装的电子元件进行贴装准备的元件输入装置， 准备就绪的元件供贴片机将其与元件承接板进行自动贴装，这一元件输入装置具有与存放多个第一种元件（196）的第一元件储藏室配套（192） 的第一元件拾取装置（112）；

将第一种元件（196）准备就绪的贴装准备单元（120）；

一个振动运输器（130，140）以将第一种元件（196）经第一条输送通道从第一拾取装置（112）运送至贴装准备单元处（120），这里振动运输器（130,140）具有（i）一个从第一拾取装置（112）延伸至贴装准备单元处（120）的运输装置（130）以及（ii）一个与运输装置（130）机械相连的第一振动促发器（140）；

一个第一配料器（162），从属于第一条输入通道且处于放行位置与拦截位置之间，并可以在放行位置与拦截位置之间移动，在（i）放行位置处，第一条输入通道是畅通的，可允许第一拾取装置（112）将第一种元件（196）运送至贴装准备单元（120）处；在（ii）拦截位置处，第一条输入通道被阻断，以阻止第一拾取装置（112）将第一种元件（196）运送至贴装准备单元（120）处；

第一配料器处于放行位置与拦截位置之间的至少一个中间位置，用来调控每个单位时间内从第一拾取装置(112)处运送到贴装准备单元(120)处的第一种元件(196)个数。

2.一种如上述权利要求1所述的元件输入装置，该装置还具有

与存放多个第二种元件（198）的第二元件储藏室配套（194） 的第二元件拾取装置(114)；

其中贴装准备单元（120）同样用于将第二种元件（198）准备就绪；

一个振动运输器（130，140）将第二种元件（198）经第二条输送通道从第二拾取装置（114）运送至贴装准备单元处（120）。

3.一种如上述权利要求2所述的元件输入装置，该装置还具有：

一个位于振动运输器（130）上方的分离结构(135, 235)，其构造能使

第一种元件（196）沿第一条输送通道从第一拾取装置(112)运送至贴装准备单元(120)；

第二种元件（198）沿第二条输送通道从第二拾取装置(114)运送至贴装准备单元(120)；

其中第一条输送通道至少有部分不同于第二条输送通道。

4.一种如权利要求3所述的元件输入装置，其中

分离结构(135)从两个拾取装置(112, 114)延伸至振动运输器(130)的末端，这一末端朝向贴装准备单元(120)。

5.一种如权利要求3所述的元件输入装置，其中

分离结构(235)从两个拾取装置(112, 114)延伸至贴装准备区域，该区域位于贴装准备单元(120)的上方。

6.一种如上述权利要求2-5中任一所述的元件输入装置，该装置还具有：

一个第二配料器（164），从属于第二条输入通道且处于放行位置与拦截位置之间，并可以在放行位置与拦截位置之间移动，在（i）放行位置处，第二条输入通道是畅通的，可允许第二拾取装置（114）将第一种元件（198）运送至贴装准备单元（120）处；在（ii）拦截位置处，第二条输入通道被阻断，以阻止第二拾取装置（114）将第一种元件（198）运送至贴装准备单元（120）处。

7.一种如上述权利要求6所述的元件输入装置，其中

第二配料器（164）处于放行位置与拦截位置之间，可减少单位时间内从第二拾取装置(114)处运送到贴装准备单元(120)处的第二种元件个数(198)。

8.一种如上述权利要求1-5或7中任一所述的元件输入装置，该装置还具有

一个与贴装准备单元(120)机械相连的第二振动促发器（150）。

9.一种如上述权利要求8所述的元件输入装置，其中

在第一振动促发器(140)与第二振动促发器(150)中，至少有一个是3D振动促发器。

10.一种如权利要求8所述的元件输入装置，其中

第二振动促发器(150)具有这样的构造，即应使以相对贴装准备单元(120)表面的第一种朝向位于贴装准备单元(120)内的第一种元件(196)和/或第二种元件(198)在振动时克服重力向上弹起，并至少使其中一些元件(196, 198)在重新落在贴装准备单元(120)内后处于第二种朝向，且第二种朝向与第一种朝向不同。

11.一种如权利要求9所述的元件输入装置，其中

第二振动促发器(150)具有这样的构造，即应使以相对贴装准备单元(120)表面的第一种朝向位于贴装准备单元(120)内的第一种元件(196)和/或第二种元件(198)在振动时克服重力向上弹起，并至少使其中一些元件(196, 198)在重新落在贴装准备单元(120)内后处于第二种朝向，且第二种朝向与第一种朝向不同。

12.一种如上述权利要求1-5、7或9中任一所述的元件输入装置，该装置还具有

一个位于贴装准备单元(120)下方的照相机(170)，

并且贴装准备单元(120)内至少有一个区域是视觉上通透的，以便于照相机(170)能够透过贴装准备单元(120)对被送往该区域的第一种元件(196)和/或第二种元件(198)进行视觉取像。

13.一种如上述权利要求1-5、7或9中任一所述的元件输入装置，该装置还具有

一个照明装置(178)，可照亮位于贴装准备单元(120)上的第一种元件(196)和/或第二种元件(198)。

14.一种如上述权利要求13所述的元件输入装置，其中

照明装置(178)可从下往上照亮位于贴装准备单元(120)上的第一种元件(196)和/或第二种元件(198)。

15.一种如上述权利要求1-5、7、9或14中任一所述的元件输入装置，该装置还具有

一个位于贴装准备区域上方的可移动遮盖部件(180)，可在闭合位置和敞开位置之间移动，

在处于闭合位置时，贴装头可从上往下抓取送到贴装准备单元(120)内的第一种元件(196)和/或第二种元件(198)，在处于敞开位置时，遮盖元件(180)阻止了这样的抓取。

16.一种将散装元件(196, 198)进行贴装准备的工序，这种工序可以通过使用上文权利要求书所述的元件输入装置(100, 200)完成，该工序包括

将第一元件存储盒(192)准备就绪，该存储盒中存放有多个散装的第一种元件(196)；

将第一元件存储盒(192)拾取进第一拾取装置(112)中；

通过一个振动运输器(130, 140)将第一种元件(196)经第一条输送通道从第一拾取装置(112)运送至贴装准备单元(120)处；这里采用的振动运输器具有（i）一个从第一拾取装置(112)延伸至贴装准备单元(120)处的运输装置(130)以及（ii）一个与运输装置(130)机械相连的振动促发器(140)；

减少每个单位时间内从第一拾取装置(112)处运送到贴装准备单元(120)处的第一种元件(196)个数，这是通过一个第一配料器(162)实现的，该第一配料器从属于第一条输入通道且处于放行位置与拦截位置之间，并可以在放行位置与拦截位置之间移动，而

在（i）放行位置处时，第一条输入通道是畅通的，可允许第一拾取装置(112)将第一种元件(196)运送至贴装准备单元(120)处；

在（ii）拦截位置处时，第一条输入通道被阻断，以阻止第一拾取装置(112) 将第一种元件(196)运送至贴装准备单元(120)处。

17.一种如上述权利要求16所述的将散装元件(196,198)进行贴装准备的工序，该工序还包括

将第二元件存储盒(194)准备就绪，该存储盒中存放有多个散装的第二种元件(198)；

将第二元件存储盒(194)拾取进第二拾取装置(114)中；

通过一个振动运输器(130, 140)将第二种元件(198)经第二条输送通道从第二拾取装置(114)运送至贴装准备单元(120)处。

18.一种如上述权利要求16或17所述的将散装元件(196, 198)进行贴装准备的工序，该工序还包括

减少每个单位时间内从第二拾取装置(114)处运送到贴装准备单元(120)处的第二种元件(198)个数，这是通过一个第二配料器(164)实现的，该第二配料器从属于第二条输入通道且处于放行位置与拦截位置之间，并可以在放行位置与拦截位置之间移动，而

在（i）放行位置处时，第二条输入通道是畅通的，可允许第二拾取装置(114)将第二种元件(198)运送至贴装准备单元(120)处；

在（ii）拦截位置处时，第二条输入通道被阻断，以阻止第二拾取装置(114) 将第二种元件(198)运送至贴装准备单元(120)处。

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