CN1125483C - 托架储存和提供装置 - Google Patents

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Abstract

托架接纳部件(4)进行开启和关闭，使它从两侧托住由托架运载部件(3)上提至托架储存区域(2)的托架(1)的底侧并从两侧退回以便释放或接纳托架(1)；还设置托架保持架(5)，它与托架接纳部件(4)动作上相关联地开启和关闭以用摩擦力从两侧支撑由托架接纳部件(4)接纳的托架；所述托架接纳部件(4)和托架保持架(5)的开启和关闭动作的顺序适当定时。

Description

托架储存和提供装置
技术领域
本发明涉及托架储存和提供装置，该装置例如用于处理其上成行排列且储存电子元件等各种元件的托架并馈送这些储存的元件用于制造电子电路基板。
背景技术
这类传统装置，如图5和图6A～6D所示，通常包括由驱动汽缸59垂直驱动的托架运载部件53，用于在托架储存区域52中传送托架51。托架运载部件53也可在其较低位置被驱动，以便在紧接托架储存区域下方的点与接收托架的位置(未图示)或提供在托架51上收容的元件的位置(未图示)之间传送托架51。在托架储存区域52中设置一对夹具部件55，它由示于图5的驱动汽缸59，经曲柄杠杆机构58开闭。这对夹具部件55在相对面上各有一个凸起64，如图6C所示，嵌入在托架储存区域52中互相堆叠的托架51间的空隙62并紧接着如图6A、6B和6D所示，从两侧与其上的托架的底面接触。如图6B与6C顺序所示，凸起64与托架51的接触方式使下方插入凸起64的托架与托架储存区域52中堆叠在其上的其他托架支撑在一起。如图6D所示，凸起64下面的托架51收容在托架运载部件53上并降落，由此，与托架储存区域52中支撑的其他托架51分离。分离的托架51可进而移动至馈送使用的元件的位置。相反，以如图6D、6C、6B和6A所示的动作顺序，在凸起64插入最低的托架下对其进行支撑后，托架51可由托架运载部件53向上带动并收容在托架储存区域52中。
由此，托架51可自动堆叠在另一个上并储存在托架储存区域52中，或者从托架堆积中逐一分离并馈送至预定位置以提供使用的元件。
但是，市售的托架51通常相互堆叠的两托架间的空隙是变化的。这类托架不允许夹具部件55的凸起64嵌入相互堆叠的两个托架间的空隙，这样，托架51不能相互分离。尤其，小型托架当他们相互堆叠时，托架间形成非常小或几乎不存在的空隙，在这种情况下，不可能把托架彼此分离。
托架51可仅借助于来自两侧的摩擦力而不用上述凸起保持。在这种情况下，夹具部件55的夹持力必须足够大以经受托架51的重量，否则托架51会下坠，这在实际上会产生严重的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种托架储存和提供装置，它可确实分离和提供托架，而不管相互堆叠的两托架间的空隙情况，该装置安全地构成以防止托架下坠。
本发明的另一目的在于提供一种上述托架储存和提供装置结合在其中的、块形接线压焊机(bump bonder)或电子元件安装装置等的电子元件处理设备。
为了完成上述目的，本发明的一种托架储存和提供装置，它包括：托架储存区域；托架运载部件，在所述托架储存区域的下方垂直上下移动，以便在所述托架储存区域中储存托架使之相互堆叠并把托架从所述托架储存区域中的托架堆中逐一传送至预定位置；所述托架运载部件还在所述托架储存区域下方的其较低位置与提供托架的另一位置或提供所述托架上收容的元件的位置间移动；设置在所述储存区域且具有开启/关闭机构的托架接纳部件，该开启/关闭机构随着所述托架运载部件向下移动从托架两侧关闭所述托架接纳部件使与以堆叠方式储存在所述托架储存区域中的所述托架的低面接触；随着所述托架运载部件向上移动，所述开启/关闭机构开启所述托架接纳部件，使从所述接触位置退回以释放保持在所述托架储存区域中的托架；该托架储存和提供装置还包括：设置在所述储存区域中且具有开启/关闭机构的托架保持架，该开启/关闭机构通过从相对于所述托架的两侧夹持所述托架保持架来关闭和开启所述托架保持架，以分别支撑和释放所述托架接纳部件所接纳的托架。
用上述结构，通过开启/关闭机构及时开、关托架接纳部件和托架保持架，使当一个托架由托架运载部件提升至托架储存区域时，托架接纳部件先于托架保持架的开启动作前开启。这样，即使当两个托架间的空隙很小或甚至其间没有空隙时，提升的托架也可到达由托架保持架保持其它托架的托架储存区域。其后，托架保持架开启，使提升的托架收留在托架储存区域。当没有其它托架时，被提升的托架单独储存，而当有先前储存的其它托架时，所有托架一起以堆叠方式储存。每次储存一个托架时，托架接收纳部件和托架保持架关闭，使得托架接纳部件能从两侧托住新储存的托架的底面，由此支撑该托架。同时，托架保持架从两侧保持新储存的托架，因而托架可安全地储存，而不会因自身重量而下坠。因为在托架需要支持期间仅用托架保持架保持托架的时刻，仅发生在托架提升至托架储存区域后，托架运载部件略为下降的情况下，这样托架几乎不可能坠下，因而可确保上述安全性。
当从托架堆中逐一分离托架并把它传送到预定位置以提供元件时，在托架接纳部件和托架保持架开启且托架被放置在已向上移动的托架运载部件上后，只有当托架运载部件下降与托架堆中的一个托架高度相等的距离时，托架保持架才先于托架接纳部件关闭动作关闭。通过进一步降低托架运载部件3，最低托架与其它托架分离，而且，托架接纳部件在最低托架下降至某一高度时关闭，在该处，托架接纳部件可返回从两侧托住托架底面的状态而不会在其与刚分离的最低托架间有所妨碍。
因而，即使当相互堆叠的托架间的间隙很小或甚至没有间隙，以堆叠方式储存的托架也能可靠地彼此逐一分离。因为托架需要支持而仅用托架保持架保持托架的时刻仅发生在最低托架降至托架储存区域外的情况下，使它在一个托架与其它托架分离期间不妨碍托架接纳部件的关闭动作，从而托架几乎不可能下坠，可确保上述安全性。
另外，本发明的特点是托架接纳部件被施力以保持托住托架且托架接纳部件开启/关闭机构构造成，设置在托架运载部件的楔块(cam)，通过设置在托架接纳部件上的楔块随动件，与托架运载部件向上移动同步地使托架接纳部件向侧方退回；且随着托架运载部件向下移动，楔块经楔块随动件使托架接纳部件返回托住托架的位置。
用上述结构，每次都推动托架接纳部件，以托住托架底面，且用可由楔块和楔块随动件预定的机械定时，托架接纳部件的开启和关闭动作可精确重复。因此，托架接纳部件用简单而不昂贵的结构可无故障地及时开启和关闭。
进而，为了完成上述目的，本发明的块形接线压焊机包括：第一托架储存和提供装置，它包括：以堆叠状态储存收容块形接线(焊点)形成前的IC芯片的托架的第一托架储存单元，以堆叠方式储存空托架的第二托架储存单元，取出所述第1托架储存单元中的最低托架并把它传送至芯片装载位置及把位于芯片装载位置的空托架传送至所述第二托架储存单元并把它从下方储存在第二托架储存单元的第一托架运载部件；第二托架储存和提供装置，它包括：存储收容已形成块形接线的IC芯片的托架的第三托架存储单元，以堆叠方式储存空托架的第四托架储存单元，取出所述第四托架储存单元中的最低托架并把它传送至芯片卸载位置又把位于芯片卸载位置的、已装满形成块形接线的IC芯片的托架传送至所述第三托架储存单元并从下方存储在第三托架储存单元的第二托架运载部件；从位于芯片装载位置的托架拾取块形接线形成前的IC芯片并把它传送至压焊台又在压焊台上拾取已形成块形接线的IC芯片并把它传送至位于芯片卸载位置的传送头；在位于压焊台的IC芯片上形成块形接线的块形接线形成单元；所述第一和第二托架储存和提供装置是上面已叙述的托架储存和提供装置。
如上所述，通过把本发明的托架储存和提供装置用于块形接线压焊机，不用停止该压焊机的动作即可完成托架交换。而且，托架可以容易地装载至每个托架储存单元或从中卸载。
本发明的托架储存和提供装置也可包含在其它任何处理电子元件的设备，例如电子元件安装装置中，并可取得与上述块形接线压焊机情况下相似的效果。
附图说明
图1是本发明一个实施例的托架储存和提供装置主要部分的透视图。
图2是图1装置提供托架时的说明图。
图3A和3B是表示图1装置的托架提供动作顺序的流程图。
图4A和4B是表示图1装置的托架储存动作顺序的流程图。
图5是已有托架储存和提供装置主要部分的透视图。
图6是图5装置进行提供托架动作的说明图。
图7是本发明一个实施例的块形接线压焊机的透视图。
具体实施方式
下文参照图1至图3，叙述本发明的较佳实施例。
示于图中的本发明例示为一种托架储存和提供装置，它容纳相互堆叠的、其上装载电子元件的托架并把这些储存的托架传送至提供电子元件以便使用的位置。但本发明并不局限于这类装置，而可应用于处理任意种类的托架。
本发明的托架储存和提供装置，如图1所示，包括托架运载部件3，用于在托架储存区域2中例如相互堆叠地储存托架1并从该托架储存区域2中的托架堆中把托架1逐一传送至预定位置。托架运载部件3可在托架储存区域2中垂直移动，并可在托架储存区域下的其较低位置上，在紧接托架储存区域2的下方位置与补充新托架的预定位置(未图示)或馈送装载元件用于某种用途的预定位置(未图示)之间传送托架1。
为了传送托架1，托架运载部件3安装在可沿水平面上相互正交的两个(X和Y)方向移动的X-Y工作台(未图示)上，并由液压汽缸9支撑使之向上和向下移动，从而托架运载部件3独自具有两个功能，即在托架储存区域2储存托架1及把托架1传送至预定位置。自然，可以设置二个托架运载部件3，分别用于储存托架1及用于把储存的托架传送至预定位置。
以分别示于图2D、2C、2B的动作顺序，通过托架运载部件3的向上移动，托架1从下方移至托架储存区域2，使以堆叠方式逐一储存。在托架储存区域2中，设置托架接纳部件4，该部件例如以图2B和2A所示动作顺序，从两侧托住已被上提的托架1的底面以在托架储存区域2中支撑托架1并从托住位置退回以释放托架1。反之，托架接纳部件4以图2D、2C和2B所示的动作顺序开启和闭合，以便接纳托架运载部件上提的托架1。还提供托架支持架5，用摩擦力从两侧保持已由托架接纳部件4接纳的托架1并且可开启以释放托架1。托架接纳部件4和托架支持架5各自设置开启/闭合机构6、7，以适时进行开启和闭合动作。虽然在本实施例中，对于托架接纳部件4和托架支持架5各自设置开启/闭合机构，但也可用单一机构获得两个部件的开启/闭合动作。
托架接纳部件4包括一对位于托架储存区域2两侧的L形杆，该杆由轴11可转动地支撑在托架储存罩16的左右外侧上所装的固定框架12上。L形杆由插入该杆和固定框架12间的弹簧推动以如图2A和2D所示，从两侧托住托架1的底面。用于托架接纳部件4的开启/闭合机构6，如图1所示，由设置在托架运载部件3的楔块14和设置在托架接纳部件4的楔块随动件15构成，其功能是，随着托架运载部件3的上移以从示于图2D的状态至示于图2C的状态提升托架1，楔块14经楔块随动件15使托架接纳部件4从示于图2D的托住位置向侧方退回至图2C所示状态。反之，随着托架运载部件3从托架被上提至托架储存区域2的、示于图2B位置，向下移动，楔块14通过楔块随动件15，使托架接纳部件4从示于图2B和2C的状态回到示于图2D的托起位置。
托架保持架5支撑成借助于设置在托架储存罩16背侧的直线导轨19开启和闭合，且其开启和闭合动作由液压气缸17经曲柄杠杆机构18加以完成，该两部件均安装在托架储存罩16的背侧。
图2A-2D按照从托架1以堆叠方式储存的图2A状态至托架1与其他托架分离以便托架1传送至预定位置(未图示)用于提供元件加以使用的图2D状态的动作顺序，表示托架提供动作。
图2A～2D的动作将参照表示具体动作顺序的流程图3A和3B加以说明。
当由于前一托架1馈送的元件安装动作完成或其它因素，导致托架提供信号输入控制系统(未图示)时，示于图3A和3B的顺序开始。
首先，当托架运载部件3，如图1或图2A所示，位于托架储存区域2下方时，如图2B所示向上提升。若托架运载部件3位于除托架储存区域2下方以外的其它位置时，升高后首先使其在托架储存区域2的下方。
托架运载部件3的向上移动，在它到达接纳储存的托架的合适的高度时停止。在本实施例中，例如，当到达图2B所示的高度，托架运载部件3停止，这时设置在托架运载部件3上的托架接纳台3a将与托架堆的最低托架1的底面接触，这发生在随着托架运动(运载)部件3的向上移动，通过楔块14和楔块随动件15，托架接纳部件4和最低托架1的接触已经释放之后。托架运载部件3的这种上限位置可通过设定汽缸9的最长行程加以确定。取决于垂直移动致动器的类型，通过使用限位开关、光传感器或行程开关检测托架运载部件3或其所接其它部件的位置，或通过对从托架运载部件3开始上升起所经的时间计时，可检测托架运载部件3已到达预定接纳高度，从而确定停止托架运载部件3向上移动的时刻。
在托架运载部件3停止向上移动后，托架保持架5以图2B箭头所示方向开启，由此，支撑在托架储存区域2的托架1释放并依靠自身重量放置在托架运载部件3的托架接纳台3a上。随之，托架运载部件3下降与示于图2C的托架堆中一个托架1高度相等的量H，使最低的托架，脱离托架储存区域2，当最低的托架1已下降至某一分离高度，在该高度与托架储存区域2中的其他托架1分离得足够远时，托架保持架5如图2C箭头所示闭合。该分离高度可通过设定汽缸9的行程加以检测。这里再次可利用限位开关、光传感器或行程开关，或通过计测从托架运载部件3开始下降起的时间确定闭合托架保持架5的时刻。这样，最低的托架1通过进一步降低托架运载部件3与其它托架分离并且在最低托架1下降至某一高度时，即，当最低托架1到达预定位置，低得足够在其自身与上面的托架间形成托架接纳部件4的前端可插入的空间时，托架接纳部件4闭合。托架接纳部件4由此可回到从两侧托住托架1底面的状态而在其本身与刚分离的最低托架1之间没有任何妨碍。
托架运载部件3然后进一步降低直至当分离的托架1到达它可传送至某一位置的高度时停止，此后，托架运载部件3被传送至预定位置以提供元件供使用。然后，例如用传送机构将托架1传送至电路基板制造设备的元件馈送单元，在该处提供元件供使用。完成托架传送后，托架运载部件3返回并停止在低于托架储存区域2的位置，等待下一次托架传送。
自然可以不传送托架而提供收容的元件。在这种情况下，托架的传送机构可以省略，虽然托架运载部件3在提供所有元件前不能返回，这可能是不方便的。
如上所述，在本实施例中，托架保持架5用摩擦力从两侧保持托架1且托架接纳部件4通过从两侧与托架1的底侧接触而加以接纳和支撑，从而以堆叠方式储存的托架1可由托架接纳部件4和托架保持架5两者可靠地支撑，由此，可避免托架因自身重量而下坠。
下文叙述从托架堆中逐一分离托架1并把托架传送至预定位置以提供元件的动作。随着向上移动的托架运载部件3的移动使与以堆叠方式存储的最低托架1的底侧接触，托架接纳部件4与托架保持架5开启。然后，仅当托架保持架5闭合先于托架接纳部件4的闭合动作，使用摩擦力保持除最低托架1外的其余托架1时，托架运载部件3下降与托架堆中一个托架1的高度相等的距离H。通过进一步降低托架运载部件3，最低托架1与其它托架分离，托架接纳部件4在最低托架1下降至某一高度(即，当最低托架1到达足够低的预定位置，在其自身与上面的托架间形成托架接纳部件4的前端可插入的空间时)闭合。托架接纳部件4由此可返回从两侧托住托架1的底面的状态，而在其本身与刚分离的最低托架1间没有任何妨碍。因而，即使当相互堆叠的托架1间的空隙21很小或甚至没有该空隙时，以堆叠方式储存的托架1也可彼此可靠地逐一分离。托架1仅由托架保持架5用摩擦力保持的时刻仅发生在最低托架1降低至托架储存区域2的外侧使之不妨碍托架接纳部件4的闭合动作的情况下。由于托架保持架5的这种摩擦支撑，即使托架滑出，它们也只能稍向下移位，不会下坠。
进而，托架运载部件3具有托架接纳台3a，在其自身与托架1间形成宽的空间21不会受托架接纳部件4妨碍。但是，可使托架接纳部件4启动的定时提早，从而允许托架运载部件3到达它接收最低托架1的位置而不受托架接纳部件4妨碍，在这种情况下，可省略托架接纳台3a。
图4A和图4B表示传送至某一位置的托架1逐一储存在托架储存区域2的动作顺序，该顺序执行托架提供动作的相反顺序，即，以分别示于图2D、2C、2B和2A的动作顺序动作，因而省略其详细叙述。托架接纳部件4和托架保持架5用各自的开启/关闭机构及时开启和关闭，使当一个托架1由托架运载部件3以示于图2D、2C和2B的顺序提升至托架储存区域2时，托架接纳部件4如图所示，先于托架保持架5的开启动作开启。这样，即使当两个托架1间的空隙21很小或甚至其间根本没有空隙，如图2C所示，上提的托架1也能到达由托架保持架保持其它托架1的托架储存区域2。然后，如图2C所示，托架保持架5开启以使已上提的托架1收容在托架储存区域2。当没有其它托架1时，上提的托架单独储存，当有先前储存的托架1时，所有托架一起以图2C和图2B的动作顺序上提，以便以堆叠方式储存托架1。每次储存一个托架1时，托架接纳部件4和托架保持架5关闭，使托架接纳部件4可以图2B和2A所示的动作顺序从两侧与新储存的托架1的底面结合，从而支撑托架1。同时托架保持架从两侧保持新储存的托架1，因而托架1可安全储存而不会因自身重量而下坠。
托架储存过程中，在托架1需要支撑期间仅用托架保持架5保持托架1的时刻仅发生在托架1已提升至托架储存区域2后托架运载部件3略为下降的情况下。因此，托架1不会下坠，可确保上述安全性。
此外，托架接纳部件4的开启/关闭机构6由与托架运载部件3的垂直移动同步动作的楔块14和楔块随动件15构成，托架接纳部件4的开启和关闭动作以可预定的精确机械定时重复进行。这样，托架接纳部件4用简单且廉价的结构和设备控制即可无故障地及时开启和关闭。
下文，参照图7说明其中含上述托架储存和提供装置的块形接线压焊机。
示于图中的块形接线压焊机构造成在压焊台51上提供的IC芯片上，由块形接线形成单元52用细丝压焊技术形成块形接线。芯片装载位置53位于压焊台51的右侧，在该处馈送容纳尚未形成块形接线的IC芯片的托架1，而芯片卸载位置54位于压焊台51的左侧，该处放置容纳已经形成块形接线的IC芯片的托架1。传送头55可在X和Y方向及垂直方向移动，因此，从芯片装载位置53的托架1中拾取一块IC芯片并把它传送至压焊台51，或拾取压焊台51上已形成块形接线的IC芯片并把它传送至位于芯片卸载位置54的托架1上。
在块形接线压焊机的一端(图中为右侧)是一对前后托架储存单元56a、56b。在前托架储存单元56a的托架储存区域2中，以堆叠方式储存容纳块形接线形成前的IC芯片的托架1，而在后托架储存单元56b的托架储存区域2中，空托架相互堆叠。示于图1和图2的托架运载部件3设置在这些托架储存单元56a、56b和芯片装载位置53下方且支撑在X-Y台(未图示)上。该前、后托架储存单元56a、56b及托架运载部件3构成上述详细讨论过的、具有图1和2所示结构及功能的托架储存和提供装置。容纳未处理IC芯片的托架1例如可用人工从上方插入托架储存单元56a的托架储存区域2的托架堆中。借助于托架运载部件3在X、Y方向及垂直方向的移动可把托架储存单元56a中的最低托架1顺序取出至托架运载部件3上并传送至芯片装载位置53。执行一系列细线压焊操作作直到用尽所有装载在托架中的IC芯片而使芯片装载位置53的托架1变空，其后，托架1由托架运载部件3传送至后托架储存单元56b并从下方向托架储存区域2储存。顺序从下方带入堆叠在托架储存单元56b的空托架1可容易地在托架堆上向上取出。
在块形接线压焊机的另一端(图中为左侧)也是一对前、后托架储存单元56c、56d。在前托架储存单元56c的托架储存区域2中，以堆叠方式储存容纳已形成块形接线的IC芯片的托架1，而在后托架储存单元56d的托架储存区域2中，空托架相互堆叠。如图1和2所示的托架运载部件3设置在这些托架储存单元56c、56d及芯片卸载位置54的下方且支撑在X-Y台(未图示)上。该前和后托架储存单元56c、56d和托架运载部件3构成具有示于图1和2的构成和上述已详细讨论过的功能的托架储存和提供装置，并执行与设置在块形接线压焊机另一端的装置实质上相同的动作。空托架1例如可人工从上方插入后托架储存单元56d的托架储存区域2。借助于托架运载部件3在X、Y方向及垂直方向的移动，可顺序把后托架储存单元56d中的最低托架1取出至托架运载部件3并传送至芯片卸载位置54。位于芯片卸载位置54的托架1装满一系列细丝压焊操作完成后已形成块形接线的IC芯片，其后，托架1由托架运载部件3传送至前托架储存单元56c并从下方向托架储存区域2储存。收容形成块形接线的IC芯片的、已顺序从下方带入堆叠在前托架储存单元56c中的托架1易于从托架堆中向上取出。
通过如上所述，把本发明的托架储存和提供装置用于块形接线压焊机，可不停止块形接线压焊机的动作而完成托架交换。而且，托架1容易装入托架储存单元56a～56d中的每一个或从中卸装。
应该补充说明的是，本发明的托架储存和提供装置也可包含在处理电子元件的其它设备(例如电子元件安装装置)中。
根据本发明，由于托架接纳部件4和托架保持架5开、关动作的适当定时，收容电子元件的托架1可安全地相互堆叠储存并可靠地相互分离及逐一提供。本发明的托架储存和提供装置可有效地用于块形接线压焊机、电子元件安装设备或其它任何处理电子元件的设备。

Claims (2)

1.一种托架储存和提供装置，它包括：
托架储存区域(2)；
托架运载部件(3)，在所述托架储存区域(2)的下方垂直上下移动，以便在所述托架储存区域(2)中储存托架(1)使之相互堆叠并把托架(1)从所述托架储存区域(2)中的托架堆中逐一传送至预定位置；所述托架运载部件(3)还在所述托架储存区域(2)下方的其较低位置与提供托架的另一位置或提供所述托架(1)上收容的元件的位置间移动；
设置在所述储存区域(2)且具有开启/关闭机构(6)的托架接纳部件(4)，该开启/关闭机构随着所述托架运载部件(3)向下移动从托架(1)两侧关闭所述托架接纳部件(4)使与以堆叠方式储存在所述托架储存区域(2)中的所述托架(1)的低面接触；随着所述托架运载部件(3)向上移动，所述开启/关闭机构开启所述托架接纳部件(4)，使从所述接触位置退回以释放保持在所述托架储存区域(2)中的托架(1)；其特征在于，该托架储存和提供装置还包括：
设置在所述储存区域(2)中且具有开启/关闭机构(7)的托架保持架(5)，该开启/关闭机构通过从相对于所述托架(1)的两侧夹持所述托架保持架(5)来关闭和开启所述托架保持架(5)，以分别支撑和释放所述托架接纳部件(4)所接纳的托架(1)。
2.如权利要求1所述的托架储存和提供装置，其特征在于，所述托架接纳部件(4)的开启/关闭机构(6)包括设置在所述托架运载部件(3)上的楔块(14)和设置在所述托架接纳部件(4)上的楔块随动件(15)，所述楔块(14)和楔块随动件(15)设计成当所述托架运载部件(3)向上朝所述托架储存区域(2)移动时，所述楔块(14)和楔块随动件(15)使所述托架接纳部件(4)从与所述托架接触的位置向侧方退回；当所述托架运载部件(3)从所述托架储存区域(2)向下移动时，所述楔块(4)通过所述楔块随动件(15)使所述托架接纳部件(4)返回与所述托架(1)接触的位置。
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