CN114641393A - 用于模版印刷机的焊膏分配转移系统及方法 - Google Patents

用于模版印刷机的焊膏分配转移系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种模版印刷机的焊膏分配转移系统被配置成在电子基板上印刷装配材料。该转移系统包括联接到该模版印刷机的印刷头组件的焊膏盒机构、以及联接到该模版印刷机的框架的旋转转位机构。该焊膏分配转移系统被配置成将使用过的焊膏盒从该印刷头组件转移至由该框架支撑的旋转转位机构、并且将新的焊膏盒从该旋转转位机构转移至该印刷头组件。

Description

用于模版印刷机的焊膏分配转移系统及方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2019年11月6日提交的标题为MULTI-FUNCTIONAL PRINT HEAD FOR A STENCIL PRINTER[用于模版印刷机的多功能印刷头]的共同未决美国临时专利申请号62/931,496、以及2019年6月13日提交的标题为METHOD ANDSYSTEM FOR AUTOMATED CHANGEOVER AND REPLACEMENT WITHIN A STENCIL PRINTER[用于模版印刷机内的自动化更替和更换的方法和系统]的美国临时专利申请号62/861,025的权益，这些申请出于所有目的通过援引以其全文并入本文。
发明背景
1.技术领域
本申请总体上涉及用于在电子基板(例如，印刷电路板(PCB))上印刷粘性材料(例如，焊膏)的模版印刷机和相关方法，并且更具体地，涉及用于使这样的模版印刷机和方法完全自动化的系统和方法。
2.背景技术
在制造表面安装印刷电路板时，可以使用模版印刷机来将焊膏印刷到电路板上。通常，将在其上沉积焊膏的具有焊盘图案或某一其他导电表面的电路板自动地送给到模版印刷机中；并且使用电路板上的一个或多个小孔或标记(称为“基准点”)在将焊膏印刷到电路板上之前将电路板与模版印刷机的模版或丝网正确对准。在一些系统中，使用实施为视觉系统的光学对准系统来将电路板与模版对准。
一旦电路板已经与印刷机中的模版正确对准，电路板就升高至模版，焊膏分配到模版上，并且擦拭器刀片(或刮刀)横越模版以迫使焊膏穿过模版中的孔口而到电路板上。在刮刀移动经过模版时，焊膏倾向于在刀片前面滚动，这合乎需要地使焊膏混合和修剪以便达到期望的粘度来促进对丝网或模版中的孔口的填充。焊膏通常从标准盒分配到模版上。然后将模版与电路板分开，并且电路板与焊膏之间的粘附使大多数的材料留在电路板上。在印刷另外的电路板之前，在清洁过程中移除留在模版的表面上的材料。
电路板印刷中的另一个过程涉及在焊膏已经沉积在电路板的表面上之后检查电路板。检查电路板对于确定可以制造出干净的电连接线来说是重要的。过多的焊膏可能会导致短路，而适当位置的焊膏太少可能会阻止电接触。通常，进一步采用视觉检查系统来提供对电路板上的焊膏的二维或三维检查。
当今的模版印刷机需要人工干预才能执行例行操作。例如，在更替期间，操作者必须执行很多手动任务，诸如变换模版、更换焊膏盒、更换刮刀刀片、以及更换支撑工具。这些任务中的每一任务都需要操作者手动地执行任务。例如，在大多数的模版印刷机中，操作者必须将模版解锁、移除模版、正确插入更换用模版并且将更换用模版锁定在适当位置。更替操作可能要花费长达30分钟，在此期间模版印刷机不工作，这可能导致PCB生产线不工作。
模版印刷机还需要人工干预来执行更换和/或补充操作。例如，向模版印刷机供应温度受控的焊膏的焊膏盒随时间推移(例如，在四个小时内或更少时间内)需要更换。受到正常磨损和拉伤的物品(诸如刮刀刀片和模版)在被损坏时可能需要定期更换。
发明内容
本公开内容的一方面涉及一种用于在电子基板上印刷装配材料的模版印刷机。在一个实施例中，该模版印刷机包括：框架；联接到该框架的模版，该模版具有在其中形成的孔口；以及联接到该框架的支撑组件，该支撑组件包括工具，该工具被配置成将电子基板支撑在模版下方的印刷位置。该模版印刷机进一步包括印刷头组件，该印刷头组件联接到该框架，其方式使得印刷头组件被配置成在印刷行程期间横越模版。该印刷头组件包括刮刀刀片组件和至少一个焊膏盒，用于将装配材料沉积在模版上。该模版印刷机进一步包括焊膏分配转移系统，该焊膏分配转移系统包括联接到印刷头组件的焊膏盒机构和联接到框架的旋转转位机构。该焊膏分配转移系统被配置成将使用过的焊膏盒从该印刷头组件转移至由该框架支撑的旋转转位机构、并且将新的焊膏盒从该旋转转位机构转移至该印刷头组件。
该模版印刷机的实施例可以进一步包括将旋转转位机构配置为具有：被配置成进行旋转的转盘式承座、以及安装在该转盘式承座的顶表面上的焊膏盒管固持器。该管固持器可以包括半壁，该半壁被配置成对焊膏盒提供侧向支撑以将焊膏盒维持在竖直的直立位置。该旋转转位机构可以进一步包括若干分隔件，这些分隔件被提供用于将旋转转位机构所支撑的焊膏盒彼此分开。该旋转转位机构可以被配置成被旋转以呈现界定在两个相邻分隔件之间的开放容口来接收使用过的焊膏盒。该旋转转位机构可以被配置成被旋转以呈现新的焊膏盒来转移至印刷头组件。该旋转转位机构可以进一步包括安装支架，该安装支架被配置成将旋转转位机构固定至框架的支撑构件。该旋转转位机构可以进一步包括马达与轴承壳体、以及轴，该马达与轴承壳体固定至安装支架的底部以固定马达与齿轮箱组件，该轴联接至马达轴承壳体和转盘式承座以驱动该转盘式承座的旋转。该焊膏盒机构可以包括支撑支架和致动器，该支撑支架安装在印刷头组件的支撑构件上，该致动器固定至该支撑支架以将支撑支架沿z轴方向移动。该支撑支架可以包括端部操纵装置，该端部操纵装置具有基部，该基部具有接收特征，该接收特征被设计用于接收焊膏盒的喷嘴的底部分，其中该端部操纵装置被配置成选择性地接合并固定焊膏盒的喷嘴、并且将焊膏盒维持在竖直的直立位置。该支撑支架可以通过至少一个线性轴承固定至印刷头组件的支撑构件以使得支撑支架、致动器和端部操纵装置能够沿x轴方向移动，并且被正时皮带驱动。该致动器可以被配置成将焊膏盒向上移动，使得焊膏盒的开放端被印刷头组件的盒密封特征密封。该端部操纵装置可以包括接收特征，该接收特征具有两个间隔开的突叉，这些突叉的大小被确定为环绕焊膏盒的喷嘴的窄柱形部分以使得端部操纵装置能够将焊膏盒支撑在竖直的直立位置。
本公开内容的另一方面涉及一种用于使模版印刷机内的更替和/或更换过程完全自动化的方法。在一个实施例中，该方法包括：识别模版印刷机内计划要更换的使用过的焊膏盒；将使用过的焊膏盒从带有焊膏盒机构的印刷头组件转移至旋转转位机构；将新的焊膏盒从旋转转位机构转移至焊膏盒机构；以及将新的焊膏盒安装在印刷头组件内。
该方法的实施例可以进一步包括：通过呈现旋转转位机构的开放容口并且将使用过的焊膏盒移动至开放容口来转移使用过的焊膏盒。转移新的焊膏盒可以包括：将新的焊膏盒呈现给焊膏盒机构并且将新的焊膏盒移动至焊膏盒机构。安装新的焊膏盒可以包括：将新的焊膏盒沿z轴方向移动以密封焊膏盒的开放端。
本公开内容的又一方面涉及一种被配置成在电子基板上印刷装配材料的模版印刷机的焊膏分配转移系统。在一个实施例中，该转移系统包括联接到该模版印刷机的印刷头组件的焊膏盒机构、以及联接到该模版印刷机的框架的旋转转位机构。该焊膏分配转移系统被配置成将使用过的焊膏盒从该印刷头组件转移至由该框架支撑的旋转转位机构、并且将新的焊膏盒从该旋转转位机构转移至该印刷头组件。
该转移组件的实施例可以进一步包括将旋转转位机构配置为具有：被配置成进行旋转的转盘式承座、以及安装在该转盘式承座的顶表面上的焊膏盒管固持器。该管固持器可以包括半壁，该半壁被配置成对焊膏盒提供侧向支撑以将膏盒维持在竖直的直立位置。该旋转转位机构可以进一步包括若干分隔件，这些分隔件被提供用于将旋转转位机构所支撑的焊膏盒彼此分开。该旋转转位机构可以被配置成被旋转以呈现界定在两个相邻分隔件之间的开放容口来接收使用过的焊膏盒。该旋转转位机构可以被配置成被旋转以呈现新的焊膏盒来转移至印刷头组件。该旋转转位机构可以进一步包括安装支架，该安装支架被配置成将旋转转位机构固定至框架的支撑构件。该旋转转位机构可以进一步包括马达与轴承壳体、以及轴，该马达与轴承壳体固定至安装支架的底部以固定马达与齿轮箱组件，该轴联接至马达轴承壳体和转盘式承座以驱动该转盘式承座的旋转。该焊膏盒机构可以包括支撑支架和致动器，该支撑支架安装在印刷头组件的支撑构件上，该致动器固定至该支撑支架以将支撑支架沿z轴方向移动。该支撑支架可以包括端部操纵装置，该端部操纵装置具有基部，该基部具有接收特征，该接收特征被设计用于接收焊膏盒的喷嘴的底部分，其中该端部操纵装置被配置成选择性地接合并固定焊膏盒的喷嘴、并且将焊膏盒维持在竖直的直立位置。该支撑支架可以通过至少一个线性轴承固定至印刷头组件的支撑构件以使得支撑支架、致动器和端部操纵装置能够沿x轴方向移动，并且被正时皮带驱动。该致动器可以被配置成将焊膏盒向上移动，使得焊膏盒的开放端被印刷头组件的盒密封特征密封。该端部操纵装置可以包括接收特征，该接收特征具有两个间隔开的突叉，这些突叉的大小被确定为环绕焊膏盒的喷嘴的窄柱形部分以使得端部操纵装置能够将焊膏盒支撑在竖直的直立位置。
附图说明
附图并非旨在按比例绘制。在附图中，在各个附图中展示的每个相同或几乎相同的部件由相同的附图标记表示。出于清楚的目的，在每个附图中并非每个部件都可能加以标记。在附图中：
图1是模版印刷机的前视图；
图2是模版印刷机的前视立体图；
图3是图2中所展示的模版印刷机的俯视平面图，其中一些部分被移除；
图4是本公开内容的实施例的可移动推车的立体图，其中外壳被移除以露出可移动推车的内部结构；
图5A是本公开内容的实施例的工具托盘的立体图；
图5B是支撑着工具和刮刀刀片组件的工具托盘的立体图；
图6是本公开内容的另一实施例的工具托盘的立体图；
图7A和图7B是印刷头组件的端部操纵装置的一部分和刮刀刀片组件的刮刀刀片固持器的一部分分别在脱离接合位置和接合位置时的横截面视图；
图7C是端部操纵装置和刮刀刀片固持器在接合位置时的横截面视图；
图8A和图8B是被配置成将端部操纵装置从刮刀刀片固持器中释放的释放机构的横截面视图；
图9A和图9B是被配置成将焊膏盒分别支撑在缩回位置和伸出位置的仓盒的立体图。
图10是焊膏盒的立体图；
图11A至图11C是展示了将焊膏盒安装在印刷头组件上的工序图；
图12是设置在焊膏盒机构中的焊膏盒的立体图；
图13A至图13C是被配置成将工具从工具托盘上移除的印刷头组件的立体图；
图14是本公开内容的实施例的焊膏分配转移系统的立体图；
图15A是焊膏分配转移系统的旋转转位机构的放大立体图；
图15B是焊膏分配转移系统的旋转转位机构的放大立体图，示出了旋转转位机构的细节；
图16A是焊膏分配转移系统的具有焊膏盒机构的端部操纵装置的放大立体图；
图16B是具有焊膏盒机构的端部操纵装置的另一放大立体图；
图17A和图17B是立体图，示出了焊膏分配转移系统的旋转转位机构与具有焊膏盒机构的端部操纵装置的相互作用；以及
图18是具有焊膏盒机构的端部操纵装置的放大立体图。
具体实施方式
本公开内容总体上涉及材料施加机器(在本文中称为“模版印刷机”、“丝网印刷机”、“印刷机器”或“印刷机”)以及在表面安装技术(SMT)生产线中使用且被配置成将装配材料(例如，焊膏、导电油墨或封装材料)施加到基板(例如，印刷电路板，在本文中称为“电子基板”、“电路板”、“板”、“PCB”、“PCB基板”、“基板”或“PCB板”)上或执行诸如检查、返工或将电子部件布置在基板上的其他操作的其他设备。具体地，下面参考用来生产印刷电路板的模版印刷机描述本公开内容的实施例。
仅出于说明的目的而不是限制通用性，现在将参考附图详细描述本公开内容。本公开内容不将其应用限于在以下说明书中阐述或在附图中展示的部件的构造和布置的细节。本公开内容中阐述的原理能够用于其他实施例并且能够以各种方式来实践或执行。同样，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，并且不应被视为限制。对本文中以单数形式提及的系统和方法的示例、实施例、部件、元件或动作的任何提及也可以涵盖包括复数的实施例，并且对本文中任何实施例、部件、元件或动作的复数形式的任何提及也可以涵盖仅包括单数的实施例。单数或复数形式的提及并不旨在限制当前公开的系统或方法、它们的部件、动作或元件。本文中“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及其他项目。对“或”的提及可以被解释为包括性的，由此使用“或”描述的任何项可以指示所描述项中的单个项、多个项以及所有项中的任一者。另外，在本文件与通过引用并入本文的文件之间的术语用法不一致的情况下，并入的引用文件中的术语用法是对本文件的术语用法的补充；对于无法协调的不一致，以本文件中的术语用法为准。
出于说明的目的，现在将参考用于将装配材料(诸如焊膏)印刷到电路板上的模版印刷机来描述本公开内容的实施例。然而，本领域技术人员将了解，本公开内容的实施例不限于将焊膏印刷到电路板上的模版印刷机，而是可以用于需要分配诸如胶水和密封剂的其他粘性装配材料的其他应用。例如，设备可以用于印刷用作芯片级封装件的底部填充物的环氧树脂。此外，根据本公开内容的实施例的模版印刷机不限于在电路板上印刷装配材料的那些印刷机，而是包括用于在诸如半导体晶片的多种基板上印刷其他材料的那些印刷机。另外，术语丝网和模版在本文中可以互换地使用，以描述印刷机中用于限定将要印刷到基板上的图案的装置。在某些实施例中，模版印刷机可以包括由马萨诸塞州霍普金顿的ITW电子装配设备公司(ITW Electronic Assembly Equipment)供应的
Figure GDA0003528550580000071
或EdisonTM系列模版印刷机平台。示例性模版印刷机总体上用图1中的附图标记5指示。在此实施例中，模版印刷机5是由马萨诸塞州霍普金顿的ITW电子装配设备公司供应的
Figure GDA0003528550580000072
系列模版印刷机平台。
参考图2，总体上用附图标记10指示本公开内容的实施例的模版印刷机。如图所示，模版印刷机10包括框架12，该框架支撑模版印刷机的部件。模版印刷机的部件可以部分地包括控制器14、显示器16、模版18以及总体上用附图标记20指示的印刷头或印刷头组件，该印刷头或印刷头组件被配置成以下面更详细地描述的方式施加焊膏。
如图2所示并且在下面描述，模版和印刷头组件可以适当地联接或以其他方式连接到框架12。在一个实施例中，印刷头组件20可以安装在印刷头组件门架22上，该印刷头组件门架可以安装在框架12上。印刷头组件门架22使得印刷头组件20能够在控制器14的控制下沿y轴方向移动并且在印刷头组件接合模版18时在印刷头组件上施加压力。在某一实施例中，印刷头组件20可以布置在模版18上方并且可以在z轴方向上降低至接触并密封地接合模版。
模版印刷机10还可以包括具有轨道(未示出)的传送机系统，以用于将印刷电路板(在本文中有时称为“印刷布线板”、“基板”或“电子基板”)输送到模版印刷机中的印刷位置。轨道在本文中有时可以称为“牵引机送给机构”，其被配置成将电路板送给、装载或以其他方式递送到模版印刷机的工作区域(其在本文中可以称为“印刷巢”)并且将电路板从印刷巢卸载。
另外参考图3，模版印刷机10具有用于支撑电路板29(用虚线示出)的支撑组件28，该支撑组件升高并固定电路板，使得该电路板在印刷操作期间保持稳定。在某些实施例中，基板支撑组件28还可以包括特定的基板支撑系统，例如牢固的支撑件、多个销或柔性工具，该基板支撑系统在电路板处于印刷位置时位于电路板下方。基板支撑系统可以部分地用于支撑电路板的内部区域，以防止电路板在印刷操作期间挠曲或翘曲。
在一个实施例中，印刷头组件20可以被配置成从源(诸如分配器，例如焊焊膏盒)接收焊膏，该源在印刷操作期间向印刷头组件提供焊膏。代替焊膏盒，可以采用其他供应焊膏的方法。例如，焊膏可以手动地沉积在刀片之间或从外部源沉积。另外，在某一实施例中，控制器14可以被配置成使用具有适合操作系统(诸如由微软公司提供的Microsoft
Figure GDA0003528550580000081
操作系统)的个人计算机，该个人计算机具有专门针对应用程序的软件以控制模版印刷机10的操作。控制器14可以与用来控制制造电路板的生产线的主控制器联网。
在一种配置中，模版印刷机10操作如下。使用传送机轨道将电路板29装载到模版印刷机10中。支撑组件28将电路板29升高并固定在印刷位置。然后在z轴方向上降低印刷头组件20，直到印刷头组件的刀片以期望的压力接触模版18为止。然后通过印刷头组件门架22使印刷头组件20在y轴方向上移动经过模版18。印刷头组件20将焊膏穿过模版18中的孔口沉积到电路板29上。一旦印刷头组件跨过这些孔口完全地横越过模版18，就将印刷头组件抬高离开模版并且将电路板29降低回到传送机轨道上。从模版印刷机10释放电路板29并输送电路板，使得可以将第二电路板装载到模版印刷机中。为了在第二电路板29上印刷，在z轴方向上将印刷头组件降低至与模版接触并且在与用于第一电路板的方向相反的方向上移动经过模版18。
可以提供成像系统30以用于在印刷之前将模版18与电路板29对准并且在印刷之后检查电路板的目的。在一个实施例中，成像系统30可以设置在模版18与支撑组件28之间，电路板支撑在该支撑组件上。成像系统30联接到成像门架32以移动成像系统。在一个实施例中，成像门架32可以联接到框架12，并且包括在框架12的侧轨之间延伸的梁，以提供成像系统30沿y轴方向在电路板29上的来回移动。成像门架32还可以包括滑架装置，该滑架装置容纳成像系统30并且被配置成沿着梁的长度在x轴方向上移动。用于移动成像系统30的成像门架32的构造在焊膏印刷领域中是众所周知的。这种布置使得成像系统30可以位于模版18下方且在电路板29上方的任何位置，以分别捕获电路板或模版的预定义区域的图像。
在向电路板施加一次或多次焊膏之后，过多的焊膏可以积聚在模版18的底部处，并且模版擦拭器组件(总体上用附图标记34指示)可以在模版下方移动以移除过多的焊膏。在其他实施例中，模版18可以在模版擦拭器组件的上方移动。
如前面提到的，模版印刷机需要人工干预来执行某些零件的更换和/或补充操作。例如，典型的模版需要在某一时间段(例如，四小时)之后更换。而且，对于不同的生产轮次，模版需要更换。另外，向模版印刷机供应温度受控的焊膏的焊焊膏盒随时间推移(例如，在四个小时内或更少时间内)需要更换。不同的生产轮次可能需要不同的焊膏材料。需要定期更换的另一物品是在使用期间经受磨损的刮刀刀片。而且最后，当从一个生产产品变换到另一个生产产品时，用于将基板支撑在印刷位置的工具要更换。
一种更换用于将基板支撑在印刷位置的工具的系统和方法包括：或者针对新的生产轮次或者因为检测到现有工具的缺陷，从工具库房取出新的工具并将其输送至若干模版印刷机之一。在生产线，将用过的工具从模版印刷机移除，并且将新的工具插入模版印刷机中并进行固定以供使用。将使用过的工具输送到站，在该站中检查工具，并且如果能利用，则进行清洁以便重复使用。如果有缺陷，则以负责的方式将工具报废。一旦被清洁，就将工具输送回到工具库房，在该工具库房中，工具准备好在相同或不同的生产轮次期间使用。
用于更换一个刮刀刀片或一对刮刀刀片的系统和方法包括：或者针对新的生产轮次或者因为检测到现有刮刀刀片组件的缺陷，从刮刀刀片组件库房取出新的刮刀刀片组件并将新的刮刀刀片输送至若干模版印刷机之一。在生产线，将用过的刮刀刀片从模版印刷机移除，并且将新的刮刀刀片插入模版印刷机中并进行固定以供使用。将使用过的刮刀刀片输送到站，在该站中检查刮刀刀片，并且如果能利用，则进行清洁以便重复使用。如果有缺陷，则以负责任的方式将刮刀刀片报废。一旦被清洁，就将刮刀刀片输送回到刮刀刀片库房，在该刮刀刀片库房中，刮刀刀片准备好在相同或不同的生产轮次期间使用。
用于更换膏盒的系统和方法包括：或者针对新的生产轮次或者因为现有焊膏盒被耗尽，从焊膏盒库房取出新的焊膏盒并将新的焊膏盒输送至若干模版印刷机之一。模版印刷机可以是用于制造印刷电路板的单一生产线的一部分或是若干生产线的一部分。模版印刷机的数量可以不同。将焊膏盒储存在库房中以及输送焊膏盒应在适合于保存焊膏盒内容纳的焊膏的温度和/或气候受控的环境中进行。在生产线上，将“用尽的”或使用过的焊膏盒从模版印刷机移除，并且将“满的”或新的焊膏盒插入模版印刷机中并进行固定以供使用。将用尽的焊膏盒输送到站，在该站中，保存焊膏盒(因为它未被完全使用)或保存膏盒以便再循环使用。一旦被保存或再循环使用，就将焊膏盒输送回到焊膏盒库房，在该焊膏盒库房中，焊膏盒准备好在相同或不同的生产轮次期间重复使用。
本公开内容的实施例涉及一种递送系统，该递送系统被配置成使模版印刷机的更替过程自动化并且实施本文所描述系统和方法中的一个或多个。在一个实施例中，递送系统包括可移动推车，该可移动推车被配置成接合模版印刷机以向模版印刷机供应和从模版印刷机接收更换和补充用零件和材料。例如，模版印刷机可以包括被配置成接收可移动推车的对接站。对接站可以包括接口，该接口使得可移动推车能够与模版印刷机通信。单品可移动推车可以被配置成包括更换用支撑工具、更换用刮刀刀片、补充用用刮刀刀片、更换用焊膏盒、以及补充用焊膏盒。在更替期间，例如，模版印刷机必须被重新配置成生产不同的物品。因此，在模版印刷机内可以采用适应不同基板的新支撑工具、具有不同长度的新刀片、以及不同类型的焊膏，以生产不同的产品。
本文中描述的更替过程可以通过被配置成更换和/或补充每个物品的单品可移动推车来实现。在其他实施例中，可以提供多于一个可移动推车。
该可移动推车或另一可移动推车被配置成支撑预定数量的工具，这些工具用于将印刷电路板支撑在印刷位置，这些工具被选择用于特定的一天或特定时间段预期的生产轮次。可移动推车和/或模版印刷机可以被配置成识别支撑工具、储存支撑工具、将支撑工具输送到模版印刷机和从模版印刷机输送支撑工具、检查支撑工具以及与模版印刷机接口连接。可移动推车还可以被配置成从模版印刷机移除使用过的零件，诸如支撑工具。
该可移动推车或另一可移动推车被配置成支撑预定数量的刮刀刀片，这些刮刀刀片被选择用于特定的一天或特定时间段预期的生产轮次。可移动推车和/或模版印刷机可以被配置成识别刮刀刀片、储存刮刀刀片、将刮刀刀片输送到模版印刷机和从模版印刷机输送刮刀刀片、检查刮刀刀片以及与模版印刷机接口连接。可移动推车还可以被配置成从模版印刷机移除使用过的零件，诸如刮刀刀片。
该可移动推车或另一可移动推车被配置成支撑预定数量的焊膏盒，这些焊膏盒被选择用于特定的一天或特定时间段预期的生产轮次。可移动推车和/或模版印刷机可以被配置成识别焊膏盒、将焊膏盒储存在适当的环境中、将焊膏盒输送到模版印刷机和从模版印刷机输送焊膏盒、检查焊膏盒以及与模版印刷机接口连接。可移动推车还可以被配置成从模版印刷机移除使用过的零件，诸如焊膏盒。另外，可移动推车可以被配置成长期储存焊膏盒。在一个实施例中，焊膏的长期储存可以通过在0至10℃(32°F至50°F)下冷藏来实现。焊膏盒可以存储在可移动推车中的某个位置以维持这个温度范围。在另一实施例中，可移动推车可以被配置成在使用之前对焊膏盒进行预热以将该焊膏盒准备好在模版印刷机中使用。
参考图4，在一个实施例中，总体上用附图标记40表示的可移动推车包括框架或壳体42，该框架或壳体被配置成支撑更换和/或补充用物品。如图所示，框架42是大体矩形的并且被支撑在轮子或脚轮(未示出)上。在一个实施例中，可移动推车40被配置成由操作者通过推动可移动推车的框架42来手动地移动。在此实施例中，可移动推车40可以被配置有推杆或把手。在另一实施例中，可移动推车40被配置成或者通过远程控制或者通过与可移动推车、模版印刷机10、生产线和/或一些其他专用控制装置相关联的自动化控制装置来自动地移动。在此实施例中，可移动推车40可以包括由适合的马达和传动系驱动的轮子，并且与可移动推车、模版印刷机10、生产线和/或一些其他专用控制装置相关联的控制装置被配置成控制可移动推车。可移动推车40还可以包括一个或多个传感器和/或视觉系统，例如相机，以将可移动推车从例如库房引导到模版印刷机。
可移动推车40包括可平移托架(总体上用附图标记44表示)，该可平移托架可以被配置成支撑一个或多个物品，比如更换用户模版、更换用支撑工具、更换用和/或补充用刮刀刀片、以及更换用和/或补充用焊膏盒。可平移托架44包括矩形结构46，该矩形结构具有顶部48、底部50、相反侧部52、54、开放前部以及开放后部。结构46的侧部52、54可以包括狭槽，每个狭槽用附图标记56表示，每个狭槽被配置成接收并支撑扁平物品(比如模版18、并且在所示的实施例中为工具托盘(总体上用附图标记60表示))的相反两个边缘。结构46可以被配置成接收若干物品，例如十个或更多个物品。狭槽56之间的间距的大小可以被确定为将标准的模版框架接收在其中。
可平移托架44进一步包括四个竖直定向的杆，每个杆用附图标记62表示，这些杆定位在结构46的四个角落处。如图所示，结构46的顶部包括两个棒构件64、66，其中一个棒构件64在邻近于该结构的开放前部的位置固定至该结构的顶部48，而另一个棒构件66在邻近于开放后部的位置固定至顶部。类似地，结构46的底部包括两个棒构件64a、66a，其中一个棒构件64a在邻近于该结构的开放前部的位置固定至该结构的底部50，而另一个棒构件66a在邻近于开放后部的位置固定至底部。每个棒构件64、64a和66、66a包括在该棒的相反两端上形成的两个开口，其中这些开口被定位成用于将相应的杆接收在其中。该布置使得结构46能够相对于杆62竖直地移动以升高和降低该结构。可以提供适合的机构来在控制器的控制下升高和降低结构46。例如，可以提供滚珠丝杠驱动组件来移动结构46以将由狭缝56限定的“搁架”定位成邻近于模版印刷机10。这些“搁架”可以具体被设计用于支撑工具托盘60，该工具托盘可以被配置成支撑物品，包括但不限于新的和使用过的支撑工具、新的和使用过的刮刀刀片、以及新的和用尽的/使用过的焊膏盒。一些搁架可以包括工具托盘60，这些工具托盘被指定为“干净搁架”以支撑准备在模版印刷机10内使用的干净或新的物品。一些搁架可以包括工具托盘60，这些工具托盘被指定为“脏搁架”以支撑要从模版印刷机10取走的使用过的物品。如前面提到的，狭缝56之间的间距可以彼此分开特定的距离以接收各种物品。例如，这些搁架可以彼此隔开3/8英寸到11/2英寸，以适应模版框架与工具托盘厚度。
可移动推车40可以被配置有用于将物品从可移动推车输送到模版印刷机10以及从模版印刷机输送到可移动推车的一个或多个装置。例如，该装置可以包括输送臂68，该输送臂被配置成分别将模版18和工具托盘60推动至可移动推车40以及从可移动推车取出。例如，如图4所示，输送臂68正在将工具托盘60推离可移动推车40，其中工具托盘被定位成被模版印刷机接收。可以提供任何适合的机构来移动输送臂，比如滚珠丝杠驱动组件。
参见图5A和图5B，工具托盘60包括矩形或方形框架70和扁平本体72。框架70的大小可以被确定为与模版18的框架的大小相似。在一个实施例中，工具托盘60可以由轻质但坚固的材料、比如铝合金制成。如图5A所示，工具托盘60的本体72可以包括若干切口(每个切口用附图标记74表示)以及若干凹陷(每个凹陷用附图标记76表示)，以分别接受支撑工具和刮刀刀片组件。如图5B所示，这些切口74被配置成接收并固定支撑工具(每个支撑工具用附图标记78表示)，该支撑工具被提供用于在模版印刷操作期间支撑电子基板29。凹陷76被配置成接收并固定刮刀刀片组件(每个刮刀刀片组件用附图标记80表示)，印刷头组件20使用这些刮刀刀片组件来进行模版印刷操作。
如上所述，工具托盘60在形状因数方面与模版基本上相同，以允许以与模版基本上相同的方式来处理和储存/取出工具托盘。可移动推车40和工具托盘60尤其适于以通用方式来处理模版和工具托盘。可移动推车40被配置成将工具托盘60从可移动推车部分地递送至模版印刷机10，并且模版印刷机被配置成接下来接收工具托盘。例如，输送臂68可以用于将工具托盘60推离托架44以及从托架中取出工作托盘。
在一些实施例中，工具托盘60可以包括基准点，这些基准点可以被模版印刷机10的成像系统30看到以建立与工具托盘上的部件和位置的对准。可以通过捕捉并分析基准点位置来采用与工具托盘60对准的方法。
参见图6，模版印刷机10的印刷头组件20包括端部操纵装置82，该端部操纵装置可以被配置成从工具托盘60拾取和释放物品。如之前描述的，印刷头组件20安装在印刷头组件门架22上，该印刷头组件门架在控制器14的控制下将印刷头组件沿y轴方向移动。印刷头组件22被配置成沿z轴方向移动，如上所述。
在一个实施例中，端部操纵装置82可以被配置成拾取和释放刮刀刀片组件80。端部操纵装置82被配置成不借助工具地与刮刀刀片组件80接合和脱离接合以将刮刀刀片组件与印刷头组件20附接以及将刮刀刀片组件从印刷头组件上移除。如图所示，工具托盘60被配置为具有弹簧加载的锁定机构，以将刮刀刀片组件80的刮刀刀片固持器固定至印刷头组件20的端部操纵装置82。可以通过端部操纵装置82来执行被动地拾取和放下刮刀刀片组件80的方法而无需额外的轴或致动器。
参见图7A至图7C，端部操纵装置82包括矩形本体84，该矩形本体通过一对连接杆(每个连接杆用附图标记86表示)固定至印刷头组件20。端部操纵装置82进一步包括一对向下延伸的销(图7C)(每个销用附图标记88表示)，其中每个销具有凹口90，其目的将在对机构进行描述时予以描述。刮刀刀片组件80包括固持器92，该固持器中形成有L形凹陷94。凹陷94包括竖直部分94a和水平部分94b。该机构包括被容纳在凹陷94的水平部分94b内的弹簧加载销96，该弹簧加载销通过弹簧98朝向凹陷的竖直部分94a偏压。
图7A和图7B展示了端部操纵装置82的销88正在进入凹陷94的竖直部分94a中。随着销88进入凹陷94的竖直部分94a，销的倾斜部分接合弹簧加载销96的对应倾斜部分。销88的向下移动使弹簧加载销96抵抗弹簧98的偏压而移动，直至销的凹口90接收了弹簧加载销的接合元件100，从而将刮刀刀片组件80的固持器92接合并固定至端部操纵装置82。图7C展示了两个销88正被其相应的弹簧加载销96固定以固定刮刀刀片组件80的固持器92。在此位置时，端部操纵装置82固定该刮刀刀片组件80，其中刮刀刀片组件可以用来执行模版印刷操作。
图8A和图8B展示了端部操纵装置82的销88正在从凹陷94的竖直部分94a缩回。在工具托盘60上设置了向上伸出的元件102以将弹簧加载销96从图7B和图7C所示的接合位置移动至图7A所示的脱离接合位置。参见图8A，元件102的倾斜部分接合弹簧加载销96上形成的对应倾斜部分。端部操纵装置82朝向元件102的向下移动使弹簧加载销96抵抗弹簧98的偏压而移动，直至弹簧加载销的接合元件100从销88的凹口90中移除，从而将刮刀刀片组件80从端部操纵装置82中释放，如图8B所示。元件102将弹簧加载销96维持在脱离接合位置，由此能够释放刮刀刀片组件80的固持器92。
在一些实施例中，端部操纵装置82可以采用磁体来接合与刮刀刀片组件80相关联的磁性材料，以将刮刀刀片组件固定至印刷头组件20以及将刮刀刀片组件从印刷头组件释放。
返回参见图4，可移动推车40包括更换用焊膏盒，每个焊膏盒用附图标记110表示。如图所示，焊膏盒110被支撑在可移动推车40的焊膏盒暂存区域(或者被称为“准备区(on-deck-circle)”)上，以允许模版印刷机10对不间断的操作连续地供应焊膏。参见图9A和图9B，模版印刷机10的框架12包括具有凹陷的块114，这些凹陷被配置成在从可移动推车40接收焊膏盒时将焊膏盒110支撑在竖直的直立位置。块114固定至可移动支撑臂116，该可移动支撑臂联接至模版印刷机10的框架12并且被配置为从缩回位置移动至伸出位置。每个焊膏盒110由柱形半壁118支撑以对焊膏盒提供侧向支撑，从而辅助来将焊膏盒维持在竖直位置。图9A和图9B所示的块114被配置成支撑两个焊膏盒110，但是该块可以被配置成支撑任何数量的焊膏盒。
图9A展示了处于缩回位置的块114和可移动支撑臂116，在缩回位置时模版印刷机10储存焊膏盒110。图9B展示了处于伸出位置的块114和可移动支撑臂116，在伸出位置时焊膏盒110可以从可移动推车40转移至块。可以提供任何适合的机构来移动可移动支撑臂116，比如滚珠丝杠驱动组件。
在一些实施例中，可以将焊膏盒110手动地安装到模版印刷机10的块114上，而不需要可移动推车。
参见图10，可以在“N”个焊膏盒的仓盒112中设置多个焊膏盒110，以允许甚至在可移动推车40不存在时操作模版印刷机10(包括焊膏更换)。仓盒112提供的焊膏盒110的数量可以由模版印刷机10的物流需求和特定应用来确定。
参见图11A至图11C，按顺序地展示了将焊膏盒110安装在印刷头组件20上的过程。印刷头组件20包括焊膏盒机构，该焊膏盒机构包括支撑支架120，该支撑支架被配置成将焊膏盒110接收、安置、密封、以及压接至印刷头组件20。如图所示，支撑支架120包括基部122，该基部具有接收特征124，该接收特征被设计用于接收焊膏盒110的底部分。在所示的示例中，接收特征124包括两个间隔开的突叉，这些突叉的大小被确定为环绕焊膏盒110的窄柱形部分。该窄柱形部分位于两个较宽的柱形部分之间以将突叉捕获在其间。印刷头组件20被配置成通过操作印刷头组件门架22移动至焊膏盒110以将焊膏盒固定至焊膏盒机构的支撑支架120。
膏盒机构的支撑支架120进一步包括直立构件126，该直立构件被配置成固定、密封以及压接至膏盒110的上部分。直立构件126包括密封部分128，该密封部分被设计用于密封焊膏盒110的上部分。一旦焊膏盒110安置在基部122的接收特征124中，基部就被配置成以图11B与图11C所示的方式向上移动以密封焊膏盒110与密封部分128的气动压力连接。一旦被加压，焊膏盒110就准备好执行分配操作。可以采用任何适合的机构来将基部122沿向上方向和向下方向移动以分别将焊膏盒110与密封部分128接合和脱离接合。例如，可以提供气动组件130可以来移动基部122。可以采用另一气动缸132来在分配操作期间降低整个缸组件。在一个实施例中，气动缸132使印刷头组件20沿z轴方向上下移动。在焊膏盒110被提升以抵靠密封部分128密封之后，焊膏盒可以在需要分配焊膏时被加压。此组件的连接是通过直立构件126和密封部分128来实现。
图12展示了由焊膏盒机构固定并密封的焊膏盒110。因此，焊膏盒机构能够安置并密封焊膏盒110。焊膏盒机构可以被配置成接收不同大小的焊膏盒或焊膏罐。
在一些实施例中，每个焊膏盒110包括一维条形码标签，该标签自始至终缠绕在焊膏盒上，由此允许从相对于管的任何取向读取条形码。
参见图13A至图13C，支撑工具移动机构总体上用附图标记140表示，其被配置成将支撑工具78从工具托盘60移动至模版印刷机10。如图所示，支撑工具移动机构140包括安装在印刷头组件20上的板142。板142具有四个线性轴承，每个线性轴线用附图标记144表示，其中第一组线性轴承一个在另一个之上地定位在板的一侧上，而第二组线性轴承一个在另一个之上地定位在板的另一侧上。每组线性轴承144具有工具构件146，该工具构件被配置成在线性轴承上侧向地移动。可以采用任何适合的机构来移动工具构件146。例如，可以提供滚珠丝杠驱动组件来将工具构件146沿着线性轴承移动。在一个实施例中，该机构可以由驱动组件供能，该驱动组件使印刷头组件20沿z轴方向上下移动。每个工具构件146包括向下延伸的销148，该销具有被配置成被接收在与支撑工具78相关联的接收特征150内的头部。
图13A展示了工具构件146的销148被接收在支撑工具78的相应配合特征150中。这些工具构件146可以延伸至比支撑工具78更宽的宽度、并朝向彼此移动以经由接收特征150将支撑工具78捕获这些销之间。工具托盘60可以包括在其中形成的凹陷，这些凹陷与支撑工具78相邻定位以使得销148能够与支撑工具78的接收特征150侧向相邻地布置。图13B展示了印刷头组件20沿z轴方向升高以拾取支撑工具78。用于拾取和放下支撑工具78的机构可以被配置成接合并固定支撑工具、可以包括磁体以有助于支撑工具与工具构件的附接和拆卸。如图所示，在工具托盘60中设置开口(例如，切口74)以有助于在工具托盘在模版印刷机10中时从印刷头组件20访问模版印刷机中的支撑工具。
该布置使得可移动推车40被配置成支撑预定数量的支撑工具78，这些支撑工具用于将印刷电路板29支撑在印刷位置。可移动推车40和模版印刷机10彼此操作以识别支撑工具78、储存支撑工具、将支撑工具输送到模版印刷机和从模版印刷机输送支撑工具、检查支撑工具以及与模版印刷机接口连接。可移动推车40和模版印刷机10还彼此操作来从模版印刷机移除使用过的零件，诸如支撑工具78。
在一些实施例中，可移动推车40中的多重运动轴可以将驱动系统的成本和复杂性最小化。这些驱动器可以存在于可移动推车40或模版印刷机10上。
在一些实施例中，印刷头组件20能够拾取并放置支撑工具78。同一印刷头组件20能够拾取和放下刮刀刀片组件80。
在一些实施例中，代替印刷头组件门架22，可以在其他门架(比如，成像系统门架32或模版擦拭器组件门架)上设置用于管理支撑工具或板78、刮刀刀片组件80、以及焊膏盒110的机构。
可移动推车40可以被配置有接口，该接口被设计成对接在设置于模版印刷机10上的对接站内。在一个实施例中，可移动推车的接口被配置成从机械接口和电子通信接口两者对接在模版印刷机10的对接站内。在特定实施例中，可移动推车可以被配置有唯一机械接口，该唯一机械接口与模版印刷机10的唯一机械接口配合。唯一机械接口可以包括几何特征。在另一实施例中，可移动推车可以被配置有销，所述销被接收在与模版印刷机10相关联的引导件内以在完全对接可移动推车之前将可移动推车与模版印刷机配准。销和引导件可以颠倒设置，其中销设置在模版印刷机10上并且引导件设置在可移动推车中。可以使用其他类型的引导件，诸如电/磁引导件、视觉引导件、传感器、闩锁等。当对接在模版印刷机10的对接站内时，可移动推车可以物理地接合模版印刷机或与模版印刷机隔开。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成通过从刮刀刀片清除或以其他方式移除使用过的焊膏来清洁刮刀刀片。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成通过从印刷头20松开刮刀刀片并且将使用过的刮刀刀片定位在可移动推车的向外开放搁架上来更换使用过的刮刀刀片。从可移动推车取得新的刮刀刀片并且安装在模版印刷机10的印刷头20上。
在一些实施例中，可移动推车包括控制器，该控制器适于基于由控制器获得的操作参数来控制可移动推车的操作。控制器可以被配置成与模版印刷机10的控制器14和/或与生产线所关联的控制器通信。在具有多个可移动推车的一个实施例中，控制器可以实施为设置在每个可移动推车中的多个控制器，该多个控制器通过控制器域网(CAN)总线或其他类型的网络彼此通信。在其他实施例中，可以提供主控制器来控制可移动推车80的控制器的操作。每个可移动推车可以设置有显示器，该显示器可操作地联接到控制器。显示器适于显示可移动推车的操作参数，诸如但不限于干净的和使用过的模版的数量、满的和用尽/使用过的焊膏盒的数量、新的和使用过的刮刀刀片的数量、和/或新的和使用过的工具的数量。可以提供适合的监视器来获得这种信息。替代性地，或除了前述实施例之外，操作参数可以显示在设置于模版印刷机10内的显示器16和/或与生产线相关联的显示器上。
在其他实施例中，可移动推车可以由模版印刷机10的控制器14和/或与生产线相关联的控制器控制。控制器可以是专用于一个或多个可移动推车的控制器。
在一些实施例中，用于可移动推车上的物品的材料标识可以包括用于操纵物品的装置以及用于扫描和识别物品的扫描器。例如，对于焊膏盒，可移动推车可以被配置成包括夹送轮以使焊膏盒旋转来将设置在焊膏盒上的代码或预定识别标记与设置在可移动推车上的扫描器对准。系统被配置成将与焊膏盒相关联的材料标识与用于模版印刷机10的配方、生产时间等相联系。在一个实施例中，可以实现用于识别物品的条形码。例如，条形码可以包括用于UPC代码的1D扫描器、用于QRC代码的2D扫描器、施加在物品上的印刷标志、或蚀刻在物品上的激光蚀刻标志。在另一实施例中，可以实现用于识别物品的RFID系统。例如，RFID系统可以包括施加到物品的RFID标签以及与可移动推车40或模版印刷机10相关联的RFID读取器。在RFID系统中，不需要读取器与物品之间的直线视野(line-of-site)。另外，不需要扫描来识别可移动推车内的所有物品。在另一实施例中，可以实现用于识别物品的成像或视觉系统。视觉系统可以是类似于与模版印刷机10相关联的成像系统30的成像系统，并且可以连接在模版印刷机上、模版印刷机外或连接在可移动推车上。
在一些实施例中，提供数据库来对贮存在可移动推车上的物品保持跟踪。在一个实施例中，数据库可以包括开放应用程序(App)架构并且被配置成将数据推送到模版印刷机10。可移动推车40可以被配置成与模版印刷机10通信以将数据推送/拉动到模版印刷机和/或生产线，或者被配置成与生产线直接通信。数据库可以包括作业信息或材料信息。数据库还可以和与生产线、模版印刷机10或这两者相关联的制造执行系统(MES)通信。MES系统可以被配置成知道某个生产轮次需要哪些材料。可移动推车可以被配置成与MES系统通信以调整物品向模版印刷机10的递送。
数据库还可以被配置成基于标识(例如，条形码号码)来检索关于物品的信息。在一个实施例中，可以提供中央管理系统，其中模版印刷机10和/或可移动推车40被编程为接受来自可移动推车的材料。可移动推车40被编程为更新数据库以识别可移动推车上的材料、从网络将信息加载到与可移动推车和/或模版印刷机10相关联的数据库中，该信息被绑定回到MES系统。
数据库还可以被配置成存储附加的信息，诸如使用和消耗。数据库可以被配置成本地或远程地存储信息，并且可以被配置成存储与一个或多个生产轮次相关联的数据。例如，数据库可以被配置成获得并存储数据，该数据包括但不限于模版、焊膏盒、刮刀刀片和工具的可追溯性、焊膏用量、循环等。
数据库可以被配置成在需要更换/补充时共享预测数据。例如，就存储与焊膏盒相关的信息而言，数据库可以被配置成执行以下一项或多项：存储关于焊膏盒何时需要补充的信息；在焊膏盒的焊膏低量的情况下执行某一功能；触发焊膏盒低量的警报和/或报告；向与模版印刷机10和/或生产线相关联的库存控制系统发信号；基于操作参数和实际使用以及上游/下游设备活动对消耗品用量进行分析；预测(对模版印刷机和/或对可移动推车80)更换或维护；以及在多个位点上相互关联以预测何时换掉焊膏盒。数据库可以被配置成共享对其他可改变/可消耗物品(诸如对模版、焊膏盒、刮刀刀片和工具)的预测数据。
数据库可以被配置成存储与批量可追溯性相关联的数据。另外，提供模版的板或模版机架的RFID或机械键连接以确保在这些物品插入模版印刷机10中时的正确对准/取向/方向/前后/上下位置。这个信息可以用于在物品从仓库输送之前和/或在物品安装在模版印刷机10中之前验证正确的取向和/或装配。低成本读取器可以执行这个功能。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成储存材料。可移动推车可以被配置成灵活适应材料来自和去往的位置。另外，可移动推车可以被配置成识别特定材料位于可移动推车上的位置。在某些实施例中，不论通过自动递送还是通过人工递送，所述位置是远程位置、本地位置、在可移动推车上和/或在模版印刷机10上。如上所述，可移动推车可以被配置成控制环境参数。例如，可移动推车可以被配置成通过冷却储存的焊膏盒、加热准备好使用的焊膏盒以及冷却已经使用过但仍保留焊膏的焊膏盒来控制容纳在焊膏盒内的焊膏的温度。可移动推车还可以被配置成基于即将到来的生产来预测何时开始加热/冷却焊膏盒、跟踪保存期限的时间并且在正确的时间将每个焊膏盒单独地控制到适当的温度。在其他实施例中，可移动推车可以包括盒推射器以移动焊膏盒。可移动推车还可以被配置成控制湿度以避免冷凝物。可移动推车还可以被配置成在干净的环境，例如标准机械接口(SMIF)环境中操作。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成执行库存控制。具体地，可移动推车可以被配置成识别材料位于哪里、使用了多少材料、如何使用材料、何时使用材料、将材料和关于材料的信息与客户库存控制系统相联系，以及跟踪每个板或多批次的板消耗的材料类型。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成组织储存在可移动推车上的物品。如先前所述，在一个实施例中，可以提供一个可移动推车来储存、输送和递送多个资源，包括但不限于模版、焊膏盒、刮刀刀片和工具。在另一实施例中，可移动推车可以被配置成储存单一资源或物品、将其输送和递送到模版印刷机10。例如，可移动推车可以被配置成储存多个模版。可移动推车可以被配置成为多个生产线提供服务。在另一实施例中，可移动推车可以被配置成为一个模版印刷机10提供服务。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成将物品从可移动推车输送到模版印刷机10和从模版印刷机输送到可移动推车，并且能够考虑到可移动推车与模版印刷机之间的高度差。输送可以是自动化的或手动的。在一个实施例中，可移动推车可以通过与可移动推车相关联的自动引导载具(AVG)技术进行移动或被远程地控制。在另一实施例中，可移动推车可以被配置成自主地移动。在另一实施例中，可移动推车可以被配置成手动地移动。在又一实施例中，可移动推车可以被配置成自动地和/或手动地移动储存在可移动推车上的物品。例如，可移动推车可以被配置成自动地移动物品，并且可以提供预先计划的活动的中断，在该中断过程中，手动地移动物品。
在一些实施例中，与执行可移动推车的输送功能相关联的时间可以被编程为考虑到换班(例如，人员轮班)、排入日程的维护、按需活动(例如，配方变化)以及预测事件(及时更换)。时间可以被编程为满足具有一个或多个可移动推车的多个生产线平衡控制要求，以及满足生产线上的实时按需材料供应需求。
在一些实施例中，可移动推车被配置成执行检查。例如，可移动推车可以检查在推车上和离开推车的物品，包括模版、焊膏盒、刮刀刀片和工具。在一个实施例中，与可移动推车相关联的视觉系统可以被配置成获得物品的图像。与控制器相结合的视觉系统可以被配置成检查清洁度、损坏、磨损和标识可靠性，例如，条形码标签被磨损、变脏或撕裂。视觉系统可以实施为任何类型的2D、3D或彩色相机。
在一些实施例中，接口和对接站可以被配置有夹持系统以相对于模版印刷机10将可移动推车保持在适当位置。例如，可以采用磁性夹持系统。
在一些实施例中，模版印刷机10可以被配置有多个对接站，例如，五个对接站。对接站可以设置在模版印刷机10的前面或在模版印刷机的后面。
可移动推车和/或模版印刷机10可以被配置成验证可移动推车是否可以与模版印刷机对接和接口连接。在一个实施例中，可以提供验证来确认可移动推车处于适当位置并且准备与模版印刷机10接口连接。这个验证过程还可以确定正确的材料是否在可移动推车上，以及是否可以从MES系统接收或在本地识别可移动推车材料信息。如果不正确，则可移动推车40可以被配置成在错误或损坏的材料在可移动推车上的情况下激活警报和/或警告操作者。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置有致动装置或致动器，以便一旦可移动推车对接到模版印刷机10就将物品移动到可移动推车上和从可移动推车移走。致动器的实施例可以在可移动推车、模版印刷机10或这两者上实现。在另一实施例中，可以从可移动推车手动地装载和卸载物品。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成与生产线接口连接。通过此实施例，生产线的操作者可以确认正确的位置并回应在模版印刷机10上接收到可移动推车。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成与模版印刷机10、生产线通信，和/或经由开放平台来选择生产线内的机器。通信系统可以包括有线系统、无线系统(通过公共网络、网格、蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、WAN、节点、Li-Fi等)、有线和无线系统的组合，以及红外(IR)系统。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置有专用电源。在一个实施例中，可移动推车包括电池，该电池被配置成给设置于可移动推车中的自动化部件供电，例如，用于将模版移进和移出可移动推车的机构、用于将焊膏盒移进和移出可移动推车的结构、用于将刮刀刀片移进和移出可移动推车的机构，以及用于将工具移进和移出可移动推车的机构。在其他实施例中，可移动推车可以被配置有不间断的电力供应器。电源可以被配置成在“对接”时支持致动(在对接时是来自模版印刷机的高电压，否则在未对接时是低电压)。电源可以被配置成再充电以用于自主操作，例如，用由模版印刷机10提供的电力给电池再充电。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成与模版印刷机10一起起作用。例如，可移动推车可以被配置成在传递物品之前提供与模版印刷机10的握手功能，例如“请给我模版#1234”。可移动推车和模版印刷机10可以被配置有通信协议和/或关于哪些东西可供消耗的库参考。可移动推车可以被配置成确定可移动推车是否具有正确的物品。握手功能可以被配置成确保物品的正确传递，例如“这是模版#1234”，和/或物品的后续传递，例如“我现在有模版#1234”。在一个实施例中，移动装置可以被配置成扫描和识别可移动推车中的物品，并且确定例如物品是否准备好使用、需要清洁等。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成解决与处理和恢复可移动推车中的物品相关联的错误。例如，可移动推车可以被配置成检测一方的不完全动作、物品的不完全传递(例如，卡住或堵塞的物品)、掉落的传递(例如，“我把模版#1234传给你了，你没有收到吗？”)，以及人工干预或接管(例如，“这里，让我帮助你”)。在一个实施例中，与可移动推车相关联的控制器可以被配置成执行静态放电排放、数据恢复和/或安全性。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置有更高水平的能力。除了将所有的设备转位到正确的高度外，可移动推车将需要拉入/推出供模版印刷机附接的所有设备。
在一些实施例中，模版印刷机10的现有模版印刷机门架、轨道和印刷头可以被配置成使物品往返进出。
在一些实施例中，模版印刷机10的印刷头20可以被配置成提起和往返工具板。
在一些实施例中，可移动推车可以在可移动推车的顶部处配置有膏盒转位器，以装载/卸载焊膏盒。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成与模版印刷机10、生产线通信以及和生产线相关联的仓库通信。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置有电/气动接口。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成跟踪可移动推车上的新的和使用过的消耗品，例如焊膏盒，包括其位置、温度和其他数据。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成在生产轮次的持续时间内储存和供应模版。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成验证和确保刮刀刀片与模版相关联以在更替期间确保零件的兼容性。
在一些实施例中，刮刀刀片可以包括一次性刀片，这些一次性刀片是塑料模制的刀片。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成用适合的扫描装置(诸如条形码读取器或RFID读取器)来扫描所有的消耗品。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置有转位机构以正确地定位消耗品。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置有旁路开关，以在可移动推车有问题的情况下将可移动推车与模版印刷机10断开连接。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成手动地移动或通过自动引导的载具(AGV)移动。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成与模版印刷机10对接和接口连接。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成为多个模版印刷机10提供服务。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成专用于一个可消耗物品，例如模版，或多个可消耗/更替用物品。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成输送和呈现要在远程站处清洁的消耗品。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成在与仓库相关联的库房处重新装料。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成主动或被动地受气候控制的。
在一些实施例中，可移动推车可以被配置成由能够智能电话集成的应用程序(App)控制。
如本文所使用，“自动化”或“完全自动化”更替描述的是在没有人为干预的情况下更换或补充物品。
如本文所使用，“部分自动化”更替描述的是在存在一些或有限的人为干预的情况下更换或补充物品。
如本文所使用，“输送”、“输送中”、“转移”或“转移中”描述手动地或用机器将物品从一个位置移动到另一位置。
如本文所使用，“安装”或“安装中”描述将物品放置在准备使用的位置的过程。
如上所述，可移动推车80和机械臂140可以用于更换模版印刷机10内的其他物品。例如，模版擦拭器组件34包括可以由可移动推车80和机械臂140自动地更换的消耗品，例如纸和溶剂。
本文中公开的概念可以用于用来制造电子基板的其他类型的设备，包括分配器、拾取和放置机器、回流焊炉、波峰焊接机、选择性焊机、检查站和清洁站。例如，在用于分配粘性材料的分配器中可使用涉及更换焊膏盒的概念。在另一示例中，在分配器和用于将电子器件安装到电子基板上的拾取和放置机器中可以利用涉及更换工具的概念。在另一示例中，涉及更换物品的概念可以用于在波峰焊接机和选择性焊接机内更换焊料以及在清洁站内清洁产品。
焊膏分配转移系统及方法
在一个实施例中，模版印刷机包括焊膏分配转移系统，该焊膏分配转移系统被配置成将用尽的或使用过的焊膏盒从印刷头组件移除并且将新的焊膏盒安装在印刷头组件中。该焊膏分配转移系统可以被配置成包括旋转转位机构，该旋转转位机构被设计用于从模版印刷机的印刷头组件接收使用过的焊膏盒、并且将新的焊膏盒递送至模版印刷机的印刷头组件。该旋转转位机构可以定位在模版印刷机的框架上。该焊膏分配转移系统可以进一步被配置成包括具有端部操纵装置的焊膏盒机构，该端部操纵装置被配置成将使用过的焊膏盒递送至旋转转位机构并且从旋转转位机构接收新的焊膏盒。该焊膏盒机构可以定位在模版印刷机的印刷头组件上。
在一些实施例中，膏盒可以手动安装到模版印刷机的焊膏分配转移系统的旋转转位机构上。存储在焊膏分配转移系统的旋转转位机构中的焊膏盒的数量可以由模版印刷机的物流需求和特定应用来确定。将焊膏盒安装在印刷头组件上的过程包括：将膏盒接收、安置、密封、以及压接至印刷头组件。旋转转位机构与具有端部操纵装置的焊膏盒机构协作以实现此过程。
在一些实施例中，焊膏分配转移系统被配置成使得焊膏盒机构与旋转转位机构接口连接。焊膏盒机构被配置成包括支撑支架、致动器、以及端部操纵装置，该端部操纵装置被配置成将焊膏盒接收、安置、密封、以及压接至安装在印刷头组件上的材料分配器组件。该支撑支架可以包括基部，该基部具有接收特征，该接收特征被设计用于接收膏盒/材料盒的底部分。该接收特征可以包括两个间隔开的突叉，这些突叉的大小被确定为环绕焊膏盒的喷嘴的窄柱形部分，其中该窄柱形部分布置在两个较宽的柱形部分之间以将突叉捕获在其间。焊膏盒机构的支撑支架可以进一步包括直立构件，该直立构件具有密封部分，该密封部分被配置成固定并密封焊膏盒/材料盒的上部分并且将加压空气递送至焊膏盒以分配焊膏或其他可分配材料而无需使用者干预或交互。
参见附图，尤其参见图14，本公开内容的实施例的焊膏分配转移系统包括旋转转位机构(总体上用附图标记200表示)和焊膏盒机构(总体上用附图标记202表示)。如图所示，旋转转位机构200固定至框架12的支撑构件204、位于模版印刷机10的前部处。在其他实施例中，旋转转位机构200可以定位在模版印刷机10的后部处。焊膏盒机构200安装在印刷头组件20的支撑构件206并且通过印刷头组件门架22随印刷头组件一起移动。如图14所示，印刷头组件20和焊膏盒机构202可以通过印刷头组件门架22沿y轴方向朝向模版印刷机10的前部移动到旋转转位机构200附近。在此位置时，焊膏盒机构202可以将用尽的或使用过的焊膏盒(比如焊膏盒110)转移至旋转转位机构200并且从旋转转位机构接收新的焊膏盒。
参见图15A和图15B，旋转转位机构200包括安装支架210，该安装支架被配置为将旋转转位机构固定至框架12的支撑构件204。马达与轴承壳体212固定至安装支架210的底部以固定马达与齿轮箱组件214，该马达与齿轮箱组件被提供用于驱动旋转转位机构200的轴216的旋转。在一个实施例中，旋转转位机构200的马达与齿轮箱组件214的操作由模版印刷机10的控制器14控制。
旋转转位机构200进一步包括转盘式承座220，在所示的实施例中，该转盘式承座是安装在轴216上的圆形盘。因此，转盘式承座220被配置成通过马达与齿轮箱组件214的操作而顺时针或逆时针旋转。焊膏盒管固持器222安装在转盘式承座220的顶表面上。在一个实施例中，管固持器222实施为半壁，该半壁被配置成对焊膏盒110提供侧向支撑以帮助来将焊膏盒维持在竖直的直立位置。旋转转位机构200进一步包括若干分隔件，每个分隔件用附图标记224表示，这些分隔件被提供用于将旋转转位机构所支撑的焊膏盒110彼此分开。在所示的实施例中，存在三个分隔件224；然而，可以提供任何数量的分隔件，这取决于旋转转位机构200所支撑的焊膏盒110的数量。
旋转转位机构200的转盘式承座220的顶表面被配置成支撑焊膏盒110的喷嘴111，使得焊膏盒处于直立位置。旋转转位机构200可以旋转以将在两个相邻分隔件224之间界定的开放容口呈现给焊膏盒机构202从而从焊膏盒机构接收用尽的或使用过的焊膏盒110。在此位置时，焊膏盒机构202可以将使用过的焊膏盒110转移至旋转转位机构200的开放容口。旋转转位机构200可以进一步旋转以呈现新的焊膏盒110以便转移至焊膏盒机构。在此位置时，焊膏盒机构202可以接收新的焊膏盒110并且将新的焊膏盒安装在印刷头组件20内以便操作。
参见图16A和图16B，焊膏盒机构202包括安装在印刷头组件20的支撑构件206上的支撑支架230、和固定至支撑支架的致动器232。在一个实施例中，致动器232是被配置成沿z轴方向、即上下移动的线性致动器。支撑支架230可以包括端部操纵装置234，该端部操纵装置具有基部，该基部具有接收特征，该接收特征被设计用于接收焊膏盒110的喷嘴111的底部分。端部操纵装置234被配置成选择性地接合并固定焊膏盒110的喷嘴111、并且将焊膏盒维持在竖直的直立位置。这种布置使得印刷盒机构202的端部操纵装置234可以被操纵来接合并固定焊膏盒110的喷嘴111以将焊膏盒支撑在竖直的直立位置、并且将焊膏盒移动至印刷头组件20内的操作位置。
焊膏盒机构202的致动器232通过支撑支架230固定至印刷头组件20的支撑构件206并且被配置成通过印刷头组件门架22提供的运动而沿y轴方向移动。支撑支架230可以通过线形轴承固定至印刷头组件20的支撑构件206以使得支撑支架、致动器232、以及端部操纵装置234能够沿x轴方向移动。在一个实施例中，如图14最清楚所示，支撑支架230通过两个线性杆支承件(各自用附图标记236表示)安装至印刷头组件20的支撑构件206，并且被联接到马达的正时皮带238驱动。这使得端部操纵装置234能够侧向移动到达旋转转位机构200。可以使用其他驱动器、比如马达与滚珠丝杠组件，来驱动支撑支架230的移动并且因此驱动端部操纵装置234的移动。印刷头组件20被配置成可以沿着x轴方向侧向地移动以将焊膏(或另一种适合的装配材料)沉积在模版18宽度上的期望位置处。
参见图17A和图17B，致动器232被配置成使焊膏盒机构202的端部操纵装置234通过沿着z轴方向上下运动来进行移动。这种布置使得端部操纵装置234朝向位于旋转转位机器200中的焊膏盒110的喷嘴111侧向地移动以固定焊膏盒的喷嘴。图17A中示出了此布置。一旦被端部操纵装置234固定，致动器232就将焊膏盒110向上移动，使得焊膏盒的开放端被印刷头组件20的焊膏盒密封特征240密封。在焊膏盒110被提升以抵靠密封特征240被密封之后，焊膏盒可以在需要分配焊膏时被加压。在被密封之后，焊膏盒110可以远离旋转转位机构200移动。在一个实施例中，焊膏盒机构202的致动器232的操作由模版印刷机10的控制器14控制。
参见图18，在一个实施例中，端部操纵装置234包括接收特征250，该接收特征可以包括两个间隔开的突叉，这些突叉的大小被确定为环绕焊膏盒110的喷嘴111的窄柱形部分，其中该窄柱形部分布置在两个较宽的柱形部分之间以将突叉捕获在其间。这种布置使得接收特征250的突叉被捕获在喷嘴111的两个较宽的柱形部分之间，以使得端部操纵装置234能够将焊膏盒110支撑在直立位置。其他端部操纵装置结构可以与喷嘴的互补特征一起使用，以将焊膏盒110的喷嘴111固定至端部操纵装置。
在一些实施例中，旋转转位机构200和膏盒机构202可以被配置成接收不同大小的焊膏盒或焊膏罐。
在一些实施例中，焊膏盒110被配置成容装装配材料，包括但不限于焊膏、导电油墨或封装材料。
在一些实施例中，每个焊膏盒110包括一维条形码标签，该标签自始至终缠绕在焊膏盒周围，由此允许从相对于管的任何取向读取条形码。
因此，已经描述了至少一个实施例的若干方面，将理解，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开内容的一部分，并且旨在落入本公开内容的范围内。因此，先前的描述和附图仅作为示例。
权利要求书

Claims (26)

1.一种用于在电子基板上印刷装配材料的模版印刷机，所述模版印刷机包括：
框架；
联接到所述框架的模版，所述模版具有在其中形成的孔口；
联接到所述框架的支撑组件，所述支撑组件包括被配置成将所述电子基板支撑在所述模版下方的印刷位置的工具；
印刷头组件，所述印刷头组件联接到所述框架，使得所述印刷头组件被配置成在印刷行程期间横越所述模版，所述印刷头组件包括刮刀刀片组件和至少一个焊膏盒，用于将装配材料沉积在所述模版上；以及
焊膏分配转移系统，所述焊膏分配转移系统包括：
联接到所述印刷头组件的焊膏盒机构，以及
联接到所述框架的旋转转位机构，
其中，所述焊膏分配转移系统被配置成将使用过的焊膏盒从所述印刷头组件转移至由所述框架支撑的旋转转位机构、并且将新的焊膏盒从所述旋转转位机构转移至所述印刷头组件。
2.如权利要求1所述的模版印刷机，其中，所述旋转转位机构包括：被配置成进行旋转的转盘式承座、安装在所述转盘式承座的顶表面上的焊膏盒管固持器、以及若干分隔件，所述分隔件被提供用于将所述旋转转位机构所支撑的焊膏盒彼此分开。
3.如权利要求2所述的模版印刷机，其中，所述管固持器包括半壁，所述半壁被配置成对焊膏盒提供侧向支撑以将所述焊膏盒维持在竖直的直立位置。
4.如权利要求2所述的模版印刷机，其中，所述旋转转位机构被配置成被旋转以呈现界定在两个相邻分隔件之间的开放容口来接收所述使用过的焊膏盒、并且被旋转以呈现新的焊膏盒来转移至印刷头组件。
5.如权利要求2所述的模版印刷机，其中，所述旋转转位机构进一步包括安装支架，所述安装支架被配置成将所述旋转转位机构固定至所述框架的支撑构件。
6.如权利要求5所述的模版印刷机，其中，所述旋转转位机构进一步包括马达与轴承壳体、以及轴，所述马达与轴承壳体固定至所述安装支架的底部以固定马达与齿轮箱组件，所述轴联接至所述马达轴承壳体和所述转盘式承座以驱动所述转盘式承座的旋转。
7.如权利要求2所述的模版印刷机，其中，所述焊膏盒机构包括支撑支架和致动器，所述支撑支架安装在所述印刷头组件的支撑构件上，所述致动器固定至所述支撑支架以使所述支撑支架沿z轴方向移动。
8.如权利要求7所述的模版印刷机，其中，所述支撑支架包括端部操纵装置，所述端部操纵装置具有基部，所述基部具有接收特征，所述接收特征被设计用于接收所述焊膏盒的喷嘴的底部分，所述端部操纵装置被配置成选择性地接合并固定所述焊膏盒的喷嘴、并且将所述焊膏盒维持在所述竖直的直立位置。
9.如权利要求8所述的模版印刷机，其中，所述支撑支架通过至少一个线性轴承固定至所述印刷头组件的支撑构件以使得所述支撑支架、致动器和端部操纵装置能够沿所述x轴方向移动，并且被正时皮带驱动。
10.如权利要求8所述的模版印刷机，其中，所述致动器被配置成将所述焊膏盒向上移动，使得所述焊膏盒的开放端被所述印刷头组件的盒密封特征密封。
11.如权利要求8所述的模版印刷机，其中，所述端部操纵装置包括接收特征，所述接收特征具有两个间隔开的突叉，所述突叉的大小被确定为环绕所述焊膏盒的喷嘴的窄柱形部分以使得所述端部操纵装置能够将所述焊膏盒支撑在所述竖直的直立位置。
12.一种用于使模版印刷机内的更替和/或更换过程完全自动化的方法，所述方法包括：
识别所述模版印刷机内计划要更换的使用过的焊膏盒；
将所述使用过的焊膏盒从带有焊膏盒机构的印刷头组件转移至旋转转位机构；
将新的焊膏盒从所述旋转转位机构转移至所述焊膏盒机构；以及
将所述新的膏盒安装在所述印刷头组件内。
13.如权利要求12所述的方法，其中，转移所述使用过的焊膏盒包括：呈现所述旋转转位机构的开放容口并且将所述使用过的焊膏盒移动至所述开放容口。
14.如权利要求12所述的方法，其中，转移新的焊膏盒包括：将所述新的焊膏盒呈现给所述焊膏盒机构并且将所述新的焊膏盒移动至所述焊膏盒机构。
15.如权利要求12所述的方法，其中，安装所述新的焊膏盒包括：将所述新的焊膏盒沿z轴方向移动以密封所述焊膏盒的开放端。
16.一种被配置成在电子基板上印刷装配材料的模版印刷机的焊膏分配转移系统，所述转移系统包括：
联接到所述模版印刷机的印刷头组件的焊膏盒机构；以及
联接到所述模版印刷机的框架的旋转转位机构；
其中，所述焊膏分配转移系统被配置成将使用过的焊膏盒从所述印刷头组件转移至由所述框架支撑的旋转转位机构、并且将新的焊膏盒从所述旋转转位机构转移至所述印刷头组件。
17.如权利要求16所述的转移组件，其中，所述旋转转位机构包括：被配置成进行旋转的转盘式承座、安装在所述转盘式承座的顶表面上的焊膏盒管固持器、以及若干分隔件，所述分隔件被提供用于将由所述旋转转位机构所支撑的焊膏盒彼此分开。
18.如权利要求17所述的转移组件，其中，所述管固持器包括半壁，所述半壁被配置成对焊膏盒提供侧向支撑以将所述焊膏盒维持在竖直的直立位置。
19.如权利要求17所述的转移组件，其中，所述旋转转位机构被配置成被旋转以呈现界定在两个相邻分隔件之间的开放容口来接收所述使用过的焊膏盒、并且被旋转以呈现新的焊膏盒来转移至印刷头组件。
20.如权利要求17所述的转移组件，其中，所述旋转转位机构进一步包括安装支架，所述安装支架被配置成将所述旋转转位机构固定至所述框架的支撑构件。
21.如权利要求20所述的转移组件，其中，所述旋转转位机构进一步包括马达与轴承壳体、以及轴，所述马达与轴承壳体固定至所述安装支架的底部以固定马达与齿轮箱组件，所述轴联接至所述马达轴承壳体和所述转盘式承座以驱动所述转盘式承座的旋转。
22.如权利要求17所述的转移组件，其中，所述焊膏盒机构包括支撑支架和致动器，所述支撑支架安装在所述印刷头组件的支撑构件上，所述致动器固定至所述支撑支架以使所述支撑支架沿z轴方向移动。
23.如权利要求22所述的转移组件，其中，所述支撑支架包括端部操纵装置，所述端部操纵装置具有基部，所述基部具有接收特征，所述接收特征被设计用于接收所述焊膏盒的喷嘴的底部分，所述端部操纵装置被配置成选择性地接合并固定所述焊膏盒的喷嘴、并且将所述焊膏盒维持在所述竖直的直立位置。
24.如权利要求23所述的转移组件，其中，所述支撑支架通过至少一个线性轴承固定至所述印刷头组件的支撑构件以使得所述支撑支架、致动器和端部操纵装置能够沿所述x轴方向移动，并且被正时皮带驱动。
25.如权利要求23所述的转移组件，其中，所述致动器被配置成使所述焊膏盒向上移动，使得所述膏盒的开放端被所述印刷头组件的盒密封特征密封。
26.如权利要求23所述的转移组件，其中，所述端部操纵装置包括接收特征，所述接收特征具有两个间隔开的突叉，所述突叉的大小被确定为环绕所述焊膏盒的喷嘴的窄柱形部分以使得所述端部操纵装置能够将所述焊膏盒支撑在所述竖直的直立位置。
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