DE102020120026A9

DE102020120026A9 - Beladungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020120026A9
Application number: DE102020120026.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Brachmann; To Quyen Hoang; Christian König; Ferdinand Michalke; Philipp Mittendorfer; Francisco Umbria; Philipp Wittmuess
Original assignee: ASM Assembly Systems GmbH and Co KG
Current assignee: ASMPT GmbH and Co KG
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2040-07-30
Also published as: CN114056911B; DE102020120026A1; DE102020120026B4; JP7130826B2; CN114056911A; JP2022027594A

Abstract

Eine Bestückungsmaschine wird geladen, indem Zuführer und Kassetten in entsprechende Magazinanschlüsse eines horizontal beweglichen Magazins an der Seite der Bestückungsmaschine geladen werden, wobei das Magazin bewegt wird, um eine erforderliche Kassette oder einen Zuführer mit einem ausgewählten Zuführungsanschluss der Bestückungsmaschine auszurichten, wobei das Magazin die Zuführer und Kassetten in einem vertikal beabstandeten Abstand von den Zuführungsanschlüssen hält, und der Zuführer oder die Kassette in Eingriff mit dem Zuführungsanschluss oder einem bereits mit dem Zuführungsanschluss in Eingriff stehenden Zuführer angehoben wird.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Beladungsvorrichtung, eine Bestückungsmaschine, einen Komponentenzuführungssatz und ein Verfahren zum Beladen einer Bestückungsmaschine mit Komponenten.
Hintergrund und Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet der Bestückung der Bestückung von Komponententrägern, wie Leiterplatten (PCBs), Substrate oder Werkstücke, mit elektronischen Komponenten in einer sogenannten Oberflächenmontagetechnik (SMT)-Prozess.
Die Produktion von elektronischen Unterbaugruppen erfolgt typischerweise mit sogenannten Bestückungsmaschinen, bei denen elektronische Komponenten automatisiert aus einer Komponentenzuführungsvorrichtung entnommen werden und auf einen Komponententräger wie z. B. eine Leiterplatte bestückt werden. Ein Transfer der Komponenten von der Komponentenzuführungsvorrichtung in ihre jeweilige Bestückungsposition erfolgt mithilfe einer Komponentenbedienvorrichtung, z. B. einem sogenannten Bestückungskopf.
Die gebräuchlichste Verpackung für kleine elektronische Komponenten verwendet Bänder, manchmal auch als „Gurte“ bezeichnet, in denen kleine Taschen ausgebildet sind. In jeder der Taschen ist eine Komponente vorgesehen, obwohl in einer Tasche mehr als eine Komponente vorgesehen werden könnte, wenn der Bestückungskopf oder eine andere Komponentenbedienvorrichtung, die verwendet wird, in der Lage ist, eine aus einer Vielzahl von Komponenten auszuwählen. In jedem Gurt befindet sich nur ein Komponententyp. Um Platz zu sparen und den Transport zu erleichtern, werden die Bänder konventionell als Rollen durch Aufwickeln auf eine Spule gebildet. In der Regel kann die Bandrolle in einem Zuführungsmodul bestückt werden, das Antriebsmittel zum Vorwärtstreiben des Bandes umfasst, wie z. B. ein motorgetriebenes Stiftrad, das in Löcher eingreift, die entlang der Länge des Bandes vorgesehen sind, und eine Aufnahmefläche oder ein Fenster umfasst, das den Zugang zu den Komponenten ermöglicht, und das Zuführungsmodul kann herausnehmbar in eine Bestückungsmaschine eingesetzt werden.
Kürzlich wurde ein Kassettensystem vorgeschlagen, bei dem eine Rolle in ein passives Kassettenmodul oder eine Kassette platziert wird, bei dem es sich praktischerweise um einen relativ kostengünstigen Kunststoffbehälter oder eine Hülle von definierter Form handeln kann, die leicht von einem Roboter gehalten werden kann, die an einer zentralen Füllstation beladen und anschließend in einen Zuführer eingesetzt werden kann. Als Alternative, wenn die Bestückungsmaschine selbst mit Bandantriebsmechanismen vorgesehen ist, könnte das Kassettenmodul direkt in die Bestückungsmaschine eingesetzt werden. Ein Beispiel für eine Kassetten- und Zuführer-Anordnung ist z. B. in DE 10 2019 127 299.8 beschrieben. In solchen Systemen kann die Zuführungseinheit verwendet werden, um den Komponentengurt, der innerhalb einer Kassetteneinheit angeordnet ist, anzutreiben, sodass Komponenten, die sich in Taschen des Gurtes befinden, in einen Aufnahmebereich bewegt werden, in dem ein Bestückungskopf einer Bestückungsmaschine auf die Komponenten zugreifen kann. Der Aufnahmebereich kann sich je nach Ausführung innerhalb der Kassette oder innerhalb des Zuführers befinden.
Für den Betrieb der Bestückungsmaschine ist es notwendig, Zuführer (und / oder Kassetten je nach Aufbau) und Komponentengurte bereitstellen zu können. Während die Zuführung der Komponenten während des Betriebes bei hohen Durchsatzraten weitgehend kontinuierlich erfolgt, wie dies z. B. in der Smartphone-Produktion der Fall ist, können andere Elektronik-Herstellungsprozesse durch häufige Aufbauwechsel gekennzeichnet sein, die es erfordern, Zuführer und / oder Kassetten zu tauschen oder zu ersetzen.
Es gibt jedoch verschiedene Probleme im Zusammenhang mit solchen bekannten Systemen.
Das Nachfüllen von Material (d. h. Komponentengurte) an der Linie sowie das Umrüsten (d. h. das Anpassen mit unterschiedlichen Zuführern / Kassetten) sind derzeit manuelle Prozesse, die einen hohen Personalaufwand erfordern. Seit einigen Jahren werden erhebliche Anstrengungen unternommen, um das Nachfüllen und Umrüsten von Material zu automatisieren. Ein Problem heutiger Ansätze, wie z. B. der automatische Transport aufgerüsteter Zubringertische, besteht darin, dass entweder nur ein schnelles Umrüsten, aber kein Nachfüllen von Material vorgesehen ist, oder das Material so langsam zugeführt wird, dass ein Umrüstprozess lange dauert.
Als spezifischer Stand der Technik kann EP3419402A1 genannt werden. Wie in diesem Dokument beschrieben ist, kann eine externe Wechselvorrichtung vorgesehen werden, um einen Zuführer, der sowohl eine Zuführungsfähigkeit als auch einen Materialspeicher umfasst, zwischen einem Speicherort und einem Betriebsort zu übertragen, wobei die Wechselvorrichtung so betrieben werden kann, dass sie sich entlang einer Bestückungsmaschine parallel zur Richtung des Werkstückdurchsatzes bewegt. Dem beschriebenen System mangelt es an Flexibilität, und es kann zum Beispiel keine Zuführungssysteme auf Kassettenbasis verwalten.
Mit der vorliegenden Erfindung sollen diese Probleme angegangen und Systeme bereitgestellt werden, die eine schnelle, zuverlässige und effiziente Automatisierung sowohl des Umrüstens als auch des Materialwechsels ermöglichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch die Bereitstellung eines einzigen Zuführungssystems erreicht, das sowohl zum Aufrüsten und Umrüsten von Zuführern als auch zum Nachfüllen von Material in Form von Komponentenkassetten verwendet werden kann. Das System ermöglicht sowohl das kontinuierliche Nachfüllen von Material als auch schnelle Aufbauwechsel.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Beladungsvorrichtung für eine Bestückungsmaschine vorgesehen, die im Gebrauch betreibbar ist, um Werkstücke, die sich entlang eines horizontalen Transportweges bewegen, mit Komponenten zu bestücken, die aus einer Vielzahl von Zuführungseinheiten entnommen werden, die auf einer Betriebsebene der Bestückungsmaschine montiert sind, wobei die Beladungsvorrichtung umfasst:

ein Magazin mit einer Vielzahl von Magazinanschlüssen zum Aufnehmen und temporären Speichern jeweiliger Zuführungseinheiten im Gebrauch, wobei die Magazinanschlüsse vertikal von der Betriebsebene beabstandet sind und das Magazin im Gebrauch parallel zum horizontalen Transportweg antreibbar ist, und
einen vertikalen Betätigungsmechanismus mit einem Hebeelement, das zum Eingriff mit und zur Bewegung einer Zuführungseinheit zwischen dem jeweiligen Magazinanschluss des Magazins und der Betriebsebene der Bestückungsmaschine betreibbar ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bestückungsmaschine vorgesehen, die im Gebrauch betreibbar ist, um Werkstücke, die sich entlang eines horizontalen Transportweges bewegen, mit Komponenten zu bestücken, die aus einer Vielzahl von Zuführungseinheiten entnommen werden, die auf einer Betriebsebene der Bestückungsmaschine montiert sind, welche die Beladungsvorrichtung des ersten Aspekts umfasst.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Komponentenzuführungssatz bereitgestellt, der Folgendes umfasst:

eine Kassette zur Aufnahme eines Komponentengurts und
einen Zuführer zum Zuführen von Komponenten von einem Komponentengurt zu einer Bestückungsmaschine,
wobei der Zuführer und die Kassette jeweilige Schnittstellen aufweisen, die einen modularen Eingriff in einen gemeinsamen Magazinanschluss ermöglichen, der an einer Beladungsvorrichtung einer Bestückungsmaschine vorgesehen ist.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beladen einer Bestückungsmaschine mit Komponenten zum Bestücken von Werkstücken vorgesehen, die sich entlang eines horizontalen Transportweges bewegen, wobei die Komponenten im Gebrauch von einer Vielzahl von Zuführern entnommen werden, die in entsprechenden Zuführungsanschlüssen auf einer Betriebsebene der Bestückungsmaschine montierbar sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

i) Laden eines ersten Zuführers in eine Beladungsvorrichtung der Bestückungsmaschine, sodass der erste Zuführer an einem einer Vielzahl von Magazinanschlüssen eines Magazins aufgenommen wird, wobei die Magazinanschlüsse vertikal von einer Betriebsebene der Bestückungsmaschine beabstandet sind;
ii) Bewegen des Magazins parallel zum horizontalen Transportweg, sodass der erste Zuführer mit einem leeren ersten Zuführungsanschluss entlang des horizontalen Transportweges ausgerichtet wird; und
iii) Heben des ersten Zuführers in Eingriff mit dem leeren ersten Zuführungsanschluss.

Weitere spezifische Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in den begleitenden Ansprüchen dargelegt.
Figurenliste
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren (nicht maßstabsgerecht) beschrieben, wobei die Figuren Folgendes zeigen:

1A zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht einen modularen Komponentenzuführungssatz mit getrennten Zuführungseinheiten, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1B zeigt schematisch den Zuführungssatz aus 1A mit teilweise verbundenen Zuführungseinheiten;
1C zeigt schematisch den Zuführungssatz aus 1A mit eingreifenden Zuführungseinheiten;
2 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht einen modularen Komponentenzuführungssatz mit getrennten Zuführungseinheiten, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht der Hauptkomponenten einer Beladungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt schematisch die Beladungsvorrichtung von 3, einschließlich von zwei Zuführern auf einer Betriebsebene;
5 zeigt schematisch eine Frontansicht der Beladungsvorrichtung von 3 zu Beginn eines Beladungsbetriebs;
6 zeigt schematisch eine Frontansicht der Beladungsvorrichtung von 5 nach einem Indexierungsschritt des Beladungsbetriebs;
7 zeigt schematisch die Beladungsvorrichtung von 5 in einer seitlichen Schnittansicht;
8 zeigt schematisch eine Frontansicht der Beladungsvorrichtung von 5 während des Hebens des Zuführers;
9 zeigt schematisch die Beladungsvorrichtung von 8 in einer seitlichen Schnittansicht;
10 zeigt schematisch die Beladungsvorrichtung von 9 nach einem Beladungsbetrieb in einer seitlichen Schnittansicht;
11 bis 14 zeigen schematisch in einer seitlichen Schnittansicht einen Beladungsbetrieb für eine Kassette;
15 zeigt schematisch in einer seitlichen Schnittansicht die Beladungsvorrichtung von 5 in einer Transferposition der Zuführungseinheit;
16 bis 18 zeigen schematisch in einer seitlichen Schnittansicht ein Verfahren zum Beladen eines Zuführers, der bereits mit einer Kassette bestückt ist;
19 und 20 zeigen schematisch in einer seitlichen Schnittansicht eine alternative Beladungsvorrichtung; und
21 bis 25 zeigen schematisch in einer seitlichen Schnittansicht eine weitere alternative Beladungsvorrichtung zur Verwendung mit den Zuführungseinheiten von 2.

Bezugszeichen werden nach Möglichkeit für gleichartige Elemente beibehalten.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Wie oben dargelegt, bietet die vorliegende Erfindung ein Zuführungssystem, das sowohl Zuführer als auch Kassetten flexibel bestücken kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein modularer Komponentenzuführungssatz, umfassend eine erste Zuführungseinheit in Form eines Zuführers 1 für die Zuführung von Komponenten von einem Komponentengurt (nicht abgebildet) zu einer Bestückungsmaschine und eine zweite Zuführungseinheit in Form einer Kassette 2 für die Aufnahme eines Komponentengurtes (nicht abgebildet), in perspektivischer Darstellung in den 1A-C schematisch dargestellt. Es ist zu beachten, dass in der Praxis eine große Anzahl von Zuführern und Kassetten für eine Bestückungsmaschine erforderlich sein wird, aber der Einfachheit halber wird hier nur eine von jeder Zuführungseinheit beschrieben. Ein solcher Satz wäre vollständig modular, sodass unterschiedliche Kassetten, wie unten beschrieben, auf unterschiedliche Zuführer herausnehmbar angepasst werden können. In 1A sind der Zuführer 1 und die Kassette 2 getrennt dargestellt. Sowohl der Zuführer 1 als auch die Kassette 2 umfassen an ihren vorderen Enden, wobei der Begriff „vorne“ verwendet wird, um das Ende einer Zuführungseinheit zu beschreiben, das einer Bestückungsmaschine im Gebrauch am nächsten liegt, jeweils eine weibliche Schnittstelle 3 bzw. 4, die, wie gezeigt, die Form eines Anschlusses mit Omega-„Ω“-Querschnitt aufweisen, die über ihre Länge im Wesentlichen konstant sind. Das hintere Ende des Zuführers 1 umfasst eine Kassettenschnittstelle 5, die als eine entsprechende männliche Schnittstelle mit Omega-„Ω“-Querschnitt ausgebildet ist, die über ihre Länge im Wesentlichen konstant ist, und die so dimensioniert ist, dass sie in die weibliche Schnittstelle 4 einer Kassette 2 im Gebrauch passt. Obwohl in 1 nicht sichtbar, umfasst eine Beladungsvorrichtung für eine Bestückungsmaschine, die im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, auch eine ähnliche männliche Schnittstelle an einem gemeinsamen Magazinanschluss, an die ein Zuführer 1 oder eine Kassette 2 über ihre jeweiligen weiblichen Schnittstellen 3, 4 eingreifen können. Der Zuführer 1 umfasst auch an der Verbindungsstelle zwischen seinem vorderen und oberen Ende eine Maschinenschnittstelle 6 für den betrieblichen Eingriff mit einer zugehörigen Schnittstelle, die sich auf einer Bestückungsmaschine befindet (wie unten ausführlicher beschrieben). Bei dieser Art von männlicher / weiblicher Schnittstelle ist zu erkennen, dass der Zuführer 1 und die Kassette 2 in einem Verriegelungseingriff in Eingriff gebracht werden können, indem die Kassettenschnittstelle 5 und die weibliche Schnittstelle 4 zusammengebracht werden, indem die Kassette 2 in einer Eingriffsrichtung D (siehe 1B) entlang einer Achse parallel zur Länge der männlichen und weiblichen Schnittstelle, d. h. in vertikaler Richtung, wie dargestellt, angehoben wird. Der Zuführer 1 umfasst einen Vorsprung 7, der sich über dem Zuführungsanschluss 5 befindet und das obere Ende der Kassettenschnittstelle 5 abdeckt. Die Kassette 2 weist eine entsprechend geformte Aussparung 8 am oberen Ende der weiblichen Schnittstelle 4 auf.
1B zeigt den Zuführer 1 und die Kassette 2, wenn sie teilweise verbunden sind, während 1C den Zuführer 1 und die Kassette 2 zeigt, welche vollständig verbunden und in Eingriff sind. In dieser Konfiguration stimmen der Vorsprung 7 und die Aussparung 8 überein, sodass eine weitere Relativbewegung von dem Zuführer 1 und der Kassette 2 verhindert wird. In dieser eingreifenden Konfiguration kann der Zuführer 1 verwendet werden, um den Komponentengurt, der sich innerhalb der Kassette 2 befindet, anzutreiben, sodass Komponenten, die sich in Taschen des Gurtes befinden, in einen Aufnahmebereich (nicht abgebildet) bewegt werden, in dem ein Bestückungskopf einer Bestückungsmaschine auf die Komponenten zugreifen kann. Der Aufnahmebereich könnte sich beispielsweise je nach Ausführung innerhalb der Kassette 2 oder innerhalb des Zuführers 1 befinden, und beide Alternativen fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Da solche Systeme nach dem Stand der Technik bekannt sind, brauchen sie hier nicht im Detail diskutiert zu werden.
Für den Fachmann wird es offensichtlich sein, dass auch andere Formen ineinandergreifender Schnittstellen möglich sind, z. B. mit unterschiedlich geformten Profilen oder einer Umkehrung der männlichen und weiblichen Schnittstelle.
2 zeigt schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen modularen Komponentenzuführungssatz einer alternativen Ausführungsform mit getrennten Zuführungseinheiten. Hier werden ein Zuführer 11 und eine Kassette 12 für den Eingriff angepasst, indem die Kassette 2 in Richtung des Zuführers 1 in einer Eingriffsrichtung D quer sowohl zu der in 1B gezeigten als auch zu dem Transportweg im Gebrauch bewegt wird. Der Zuführer 11 ist an seinem hinteren Ende mit Stiften 13 versehen, während die Kassette 12 an ihrem vorderen Ende mit entsprechend dimensionierten Löchern (nicht abgebildet) versehen ist, um die Stifte 13 aufzunehmen, wenn der Zuführer 11 und die Kassette 12 in Eingriff stehen und den Zuführer 11 und die Kassette 12 lösbar, z. B. durch Presspassung, Kugelverriegelung o. ä., miteinander verriegeln. Bei einer solchen Ausführungsform würde die Beladungsvorrichtung in ähnlicher Weise mit ähnlichen Stiften an ihren Magazinanschlüssen versehen werden, und der Zuführer 11 würde an seinem vorderen Ende Löcher (nicht abgebildet) für den Eingriff aufweisen.
Eine erste Ausführungsform einer Beladungsvorrichtung 20 nach der vorliegenden Erfindung ist in perspektivischer Ansicht in 3 und 4 schematisch dargestellt. Diese Figuren sind identisch, außer dass 4 zwei Zuführer 21 zeigt, die sich auf einer Betriebsebene der Bestückungsmaschine befinden (siehe unten), während diese in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurden. Es sollte verstanden werden, dass aus Gründen der Klarheit keine dieser Figuren einen vertikalen Betätigungsmechanismus (siehe unten) zeigt, obwohl dieser in der Praxis sichtbar sein kann. Wo es möglich war, wurden die in früheren Figuren verwendeten Bezugszeichen für ähnliche Merkmale beibehalten. Diese Ausführungsform ist zur Verwendung mit Zuführungseinheiten bestimmt, die identisch oder ähnlich den in den 1A-C gezeigten sind, aber nicht die in 2 gezeigten.
Die Beladungsvorrichtung 20 im Gebrauch befindet sich an einer seitlichen Seite einer Bestückungsmaschine, wobei die Richtung des Transportweges T der Werkstücke durch die Maschine in 4 angegeben ist. Je nach Art der verwendeten Bestückungsmaschine können zusätzliche Beladungsvorrichtungen auf der gegenüberliegenden seitlichen Seite der Bestückungsmaschine oder neben mindestens einer anderen Beladungsvorrichtung an derselben Bestückungsmaschine angeordnet sein, oder alternativ kann eine einzelne Beladungsvorrichtung in Richtung des Transportweges T relativ lang sein, sodass sie sich über mehr als eine benachbarte Bestückungsmaschine in einer Werkstückfertigungslinie erstreckt.
Ein Träger 22 stellt die Verbindung zur Bestückungsmaschine her. Der Träger 22 kann optional als integraler Bestandteil der Bestückungsmaschine oder als separate Komponente zur Befestigung an einer Bestückungsmaschine im Gebrauch ausgebildet werden. Der Träger 22 umfasst an seinem oberen Teil einen Stollen 23 mit einer Vielzahl von einzelnen Zuführungsanschlüssen 24, die in einer zusammenhängenden Reihe angeordnet sind, wobei jeder Zuführungsanschluss 24 angepasst ist, im Gebrauch mit einer entsprechenden Zuführungseinheit, insbesondere mit den entsprechenden Zuführern 1, 21, in Eingriff gebracht zu werden. Der Stollen 23 und damit die Zuführungsanschlüsse 24 befinden sich auf der Betriebsebene der Bestückungsmaschine im Gebrauch, sodass ein Bestückungskopf (nicht abgebildet) der Bestückungsmaschine während eines Bestückungsbetriebes elektrische Komponenten oder dergleichen von den jeweiligen Zuführern 1, 21 aufnehmen kann. Jeder Zuführungsanschluss 24 umfasst einen profilierten, vorstehenden Endabschnitt für den Verriegelungseingriff mit einem passenden profilierten Abschnitt, z. B. eine weibliche Schnittstelle 3, 4, einer jeweiligen Zuführungseinheit im Gebrauch. Der profilierte Endabschnitt jedes Zuführungsanschlusses 24 kann daher das gleiche Querschnittsprofil, z. B. ein Q-Profil, wie die Kassettenschnittstelle 5 aufweisen. Der profilierte Endabschnitt jedes Zuführungsanschlusses ist vertikal angeordnet, damit eine darin aufgenommene Zuführungseinheit vertikal in Bezug auf den Zuführungsanschluss gleiten kann. Wenn eine Zuführungseinheit vertikal nach oben geschoben wird, wie es z. B. bei den Zuführern 21 in 4 gezeigt ist, kann sie in dieser eingreifenden Position verriegelt werden, wobei ihre Maschinenschnittstelle 6 mit einer Zuführungsschnittstelle 29 in der Nähe der Oberseite des Trägers 22 in Wirkverbindung steht, sodass elektrische Energie und/oder Daten zwischen der Zuführungseinheit und der Bestückungsmaschine über den Träger 22 übertragen werden können. Am unteren Ende des Trägers 22 befindet sich eine ebene Grundplatte 25, die von der Bestückungsmaschine im Gebrauch in der horizontalen Ebene nach außen vorsteht. Die Grundplatte 25 dient dazu, alle Zuführungseinheiten, die sich an der Beladungsvorrichtung befinden, vor horizontalen Stößen zu schützen, und trägt auch einen Zubringer (siehe unten). Die distale Seite 26 der Beladungsvorrichtung 20, die die von der Bestückungsmaschine im Gebrauch am weitesten entfernte Seite ist, ist offen, d. h. es gibt keine Hindernisse über der Grundplatte 25, sodass Zuführungseinheiten in die Beladungsvorrichtung im Gebrauch eingeführt oder aus ihr entnommen werden können, wie weiter unten näher beschrieben wird.
Der Träger 22 hält unterhalb des Stollens 23 ein Magazin 27, das relativ zum Träger 22 in einer Richtung MX parallel zum horizontalen Transportweg T antreibbar ist, wie weiter unten näher beschrieben wird. In dieser Ausführungsform ist das Magazin 27 auch auf einem Zubringer (34, siehe unten) montiert, der von einem horizontalen Aktuator (nicht in 3 oder 4 dargestellt) angetrieben werden kann, der betreibbar ist, den Zubringer und das Magazin in einer Richtung SY entlang eines horizontalen Ladeweges L zu bewegen, der sowohl zum Transportweg T als auch zur vertikalen Achse orthogonal ist. Das Magazin 27 umfasst eine Vielzahl einzelner Magazinanschlüsse 28, die in einer zusammenhängenden Reihe angeordnet und parallel zur Transportrichtung T ausgerichtet sind. Jeder Magazinanschluss 28 ist zum Eingriff im Gebrauch mit einer jeweiligen Zuführungseinheit ausgebildet. Die Magazinanschlüsse 28 befinden sich auf einer Speicherebene unterhalb der Betriebsebene der Bestückungsmaschine im Gebrauch. Jeder Magazinanschluss 28 umfasst einen profilierten, vorstehenden Endabschnitt für den Verriegelungseingriff mit einem passenden Profil, z. B. einer weiblichen Schnittstelle 3, 4, einer jeweiligen Zuführungseinheit im Gebrauch. Der profilierte Endabschnitt jedes Magazinanschlusses 28 kann daher das gleiche Querschnittsprofil, z. B. ein Ω-Profil, wie die Kassettenschnittstelle 5 aufweisen. Der profilierte Endabschnitt jedes Magazinanschlusses 28 ist vertikal angeordnet, damit eine darin aufgenommene Zuführungseinheit vertikal in Bezug auf den Magazinanschluss gleiten kann. Wenn eine Zuführungseinheit vertikal ganz nach unten geschoben wird, kann sie in dieser Position verriegelt werden, sodass sie während der Bewegung des Magazins 27 sicher im Magazin 27 verbleibt. Wenn eine Zuführungseinheit von einem Magazinanschluss 28 vertikal nach oben geschoben wird, kann sie auf einen Zuführungsanschluss 24 in dem Stollen 23 oben gleiten, solange der Magazinanschluss und der Zuführungsanschluss ausgerichtet sind, d. h. so, dass das Magazin in Richtung SY entlang des Ladeweges bewegt wird, sodass seine Magazinanschlüsse 28 direkt unter dem Stollen 23 liegen, und in Richtung MX bewegt wird, sodass der Magazinanschluss unter einem ausgewählten, leeren Zuführungsanschluss 24 liegt. Durch Bewegen des Magazins in Richtung MX kann jeder Magazinanschluss 28 mit jedem Zuführungsanschluss 24 ausgerichtet werden. Es besteht Flexibilität bei der Anzahl der Zuführungsanschlüsse 24 in dem Stollen 23 und bei der Anzahl der Magazinanschlüsse 28 im Magazin 27, jedoch gibt es in einer bevorzugten Ausführungsform signifikant mehr Magazinanschlüsse 28 als Zuführungsanschlüsse 24.
Ein Beladungsbetrieb der Beladungsvorrichtung 20 wird unter Bezugnahme auf die 5 bis 10 beschrieben. 5 und 6 zeigen schematisch die Beladungsvorrichtung 20 von vorne, wobei die Ausrichtung oder Indexierung des Magazins 27 mit dem Stollen 23 dargestellt wird. 5 zeigt die Beladungsvorrichtung 20 vor dem Beginn eines Beladungsbetriebs zum Bewegen eines Zuführers 1A von einem Magazinanschluss 28A auf dem Magazin 27 zu einem leeren Zuführungsschlitz 24A innerhalb des Stollens 23. Es ist zu erkennen, dass in diesem Beispiel der Stollen 23 insgesamt zehn Zuführungsanschlüsse 24 umfasst, wobei die drei äußersten rechten Zuführungsanschlüsse 24A, 24B und 24C leer sind und die verbleibenden sieben Zuführungsanschlüsse die jeweiligen Zuführer 21 halten. Das Magazin 27 hat inzwischen insgesamt zwölf Magazinanschlüsse 28, die vertikal von den Zuführungsanschlüssen 24 beabstandet sind, die bis auf drei Magazinanschlüsse, einschließlich des Magazinanschlusses 28A, an der rechten Seite des Magazins 27 alle leer sind. Wie zu sehen ist, richtet sich zu Beginn des Indexierungsbetriebes der Magazinanschluss 28A und damit der Zuführer 1A nicht mit dem gewünschten Zuführungsanschluss 24A, sondern mit dem Zuführungsanschluss 24B aus, sodass das Magazin 27 um eine Position nach links indexiert werden muss. Das Magazin 27 ist auf horizontal verlaufenden, am Zubringer befestigten Magazinschienen 30 montiert (siehe unten), sodass es in MX-Richtung entlang der Magazinschienen 30 sowohl relativ zum Träger 22 als auch zum Zubringer beweglich ist. Ein horizontaler Antriebsmechanismus (nicht abgebildet) wie z. B. ein Linearmotor kann vorgesehen werden, um diese horizontale Bewegung zu erreichen. Alternativ kann ein Rotationsaktuator verwendet werden, der über eine Gewindespindel oder einen ähnlichen Mechanismus mit dem Magazin verbunden ist, wie vom Fachmann verstanden wird. Der horizontale Antriebsmechanismus wird durch ein separates Steuermittel (nicht abgebildet), wie z. B. einen Computer, einen Prozessor oder Ähnliches, das mit der Bestückungsmaschine assoziiert ist, gesteuert.
Ein vertikaler Betätigungsmechanismus ist auf dem Zubringer unterhalb des Magazins 27 vorgesehen, der einen Hebewagen 31, der ein Hebeelement, hier eine Hebeplattform 32, trägt, und einen vertikalen Aktuator (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) umfasst, der betreibbar ist, um die Hebeplattform 32 in vertikaler Richtung zu bewegen. Der Hebewagen 31 ist auf horizontal verlaufenden Hebeschienen 33 montiert, die so am Zubringer befestigt sind, dass sie parallel zur MX-Richtung beweglich sind. Ähnlich wie beim Magazin kann ein horizontaler Antriebsmechanismus (nicht abgebildet) wie ein Linearmotor vorgesehen werden, um diese horizontale Bewegung zu erreichen. Alternativ kann ein Rotationsaktuator verwendet werden, der über eine Gewindespindel oder einen ähnlichen Mechanismus mit dem Hebewagen 31 verbunden ist, wie vom Fachmann verstanden wird. In ähnlicher Weise kann der vertikale Aktuator z. B. einen Linearmotor oder einen Rotationsaktuator umfassen, der über eine Gewindespindel o.Ä. wirkt. Jeder Betätigungs- oder Antriebsmechanismus wird durch ein separates Steuermittel (nicht abgebildet) gesteuert, wie z. B. einen Computer, einen Prozessor oder Ähnliches, der mit der Bestückungsmaschine assoziiert ist. Die Hebeplattform 32 ist betreibbar, um in eine Zuführungseinheit einzugreifen und eine Zuführungseinheit zwischen einem entsprechenden Magazinanschluss 28 des Magazins 27 und der Betriebsebene der Bestückungsmaschine zu bewegen.
6 zeigt die Beladungsvorrichtung 20 nach der Indexierung, sodass das Magazin 27 durch geeignete Betätigung des horizontalen Antriebsmechanismus des Magazins um einen Abstand nach links bewegt wurde, der dem Abstand zwischen benachbarten Zuführungsanschlüssen 24 entspricht. Der Zuführer 1A ist damit nun auf den leeren Zuführungsanschluss 28A ausgerichtet. In der Zwischenzeit wurde der Hebewagen 31 nach rechts bewegt, sodass die Hebeplattform 32 durch geeignete Betätigung des horizontalen Antriebsmechanismus mit der Unterseite des Zuführers 1A ausgerichtet wird.
7 zeigt schematisch die Beladungsvorrichtung 20 in einer Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie A-A von 5. In dieser Ansicht ist die relative Anordnung des Magazins 27, des vertikalen Betätigungsmechanismus und des Zubringers 34 deutlicher zu erkennen. Der Zubringer 34 ist in der äußersten rechten Position gezeigt, die im Folgenden als Zuführer-Ladeposition bezeichnet wird und in der der Zuführer 1 durch den vertikalen Betätigungsmechanismus auf die Betriebsebene zum direkten Eingriff in die Bestückungsmaschine bewegt werden kann. Der Zubringer 34 ist an seiner Unterseite mit Rollen 35 versehen, die es dem Zubringer ermöglichen, über die Basis 25 entlang dem horizontalen Ladeweg L wie dargestellt nach links zu rollen, und zwar unter der Steuerung eines Zubringer-Betätigungsmechanismus (nicht abgebildet), der durch ein separates Steuermittel (nicht abgebildet), wie z. B. einen Computer, einen Prozessor oder Ähnliches, das mit der Bestückungsmaschine assoziiert ist, gesteuert wird. Die Hebeplattform 32 kann mit optionalen Eingriffsmerkmalen 36 zum Eingreifen mit entsprechenden Merkmalen in der Basis des Zuführers 1 versehen werden, um eine korrekte Ausrichtung zwischen der Hebeplattform 32 und dem Zuführer im Gebrauch zu gewährleisten.
Wenn die Indexierung abgeschlossen ist, wird der Beladungsbetrieb durch Anheben des Zuführers 1 zum Stollen 23 auf der Betriebsebene fortgesetzt. 8 und 9 zeigen schematisch die Beladungsvorrichtung 20 während des Anhebens des Zuführers 1 von vorne bzw. in einer jeweiligen seitlichen Schnittansicht. Zu erkennen ist, dass die Hebeplattform 32 unter Mitnahme des Zuführers 1 vom Hebewagen 31 abgehoben und weggefahren wird.
10 zeigt die Beladungsvorrichtung 20, sobald der Zuführer 1 vollständig auf die Betriebsebene angehoben ist, sodass die Maschinenschnittstelle 6 des Zuführers 1 in Wirkverbindung mit der Zuführungsschnittstelle 29 gebracht wird. Der Zuführer 1 wird dann in dieser Position durch ein Verriegelungsmittel, wie z. B. einen Verriegelungsbolzen 37, der in dem Träger 22 aufgenommen ist und der in eine komplementäre Aussparung im Zuführer 1 ausfahrbar ist, verriegelt. Andere Verriegelungsmechanismen, wie z. B. eine Presspassung, sind ebenfalls möglich. Nach der Verriegelung kann die Hebeplattform 32 wieder auf den Hebewagen 31 abgesenkt werden, während der Zuführer 1 auf der Betriebsebene verbleibt.
Es ist zu beachten, dass Zuführungseinheiten wie z. B. ein Zuführer 21, der sich auf der Betriebsebene befindet, aus der Betriebsebene entfernt und auf das Magazin abgesenkt werden können, indem im Wesentlichen die oben genannten Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Zu diesem Zweck kann die Hebeplattform in der Lage sein, die Zuführungseinheit von ihrem Zuführungsanschluss zu entriegeln, z. B. durch Verwendung von speziellen Eingriffsmerkmalen 36.
Wenn sich ein Zuführer auf der Betriebsebene befindet, ist es für die Verwendung dieses Zuführers in einem Bestückungsbetrieb notwendig, auch eine Kassette in eine Wirkverbindung mit diesem Zuführer zu laden. Ein Kassetten-Beladungsbetrieb ist in den 11 bis 14 schematisch dargestellt. Wie in 11 dargestellt, befindet sich ein Zuführer 21 in einem Zuführungsanschluss 24. Im Magazin 27 befindet sich eine Kassette 2, die über ihre weibliche Schnittstelle 4 an einem Magazinanschluss 28 montiert ist. Es ist notwendig, dass die Kassette 5 mit dem Zuführer 21 parallel zum Transportweg 5 ausgerichtet ist, und dass die Hebeplattform 32 mit der Kassette 2 ausgerichtet ist, und daher ein Indexierungsbetrieb, ähnlich wie zuvor mit Bezug auf 5 bis 8 beschrieben, bei Bedarf durchgeführt werden kann. Der Indexierungsbetrieb kann vor dem anschließenden Beladungsbetrieb oder, was effizienter ist, während des in 12 dargestellten Schritts des Beladungsbetriebs erfolgen.
Wie in 12 dargestellt, wird der Zubringer 34 in der Richtung SY bewegt, bis die Kassette eine Kassetten-Ladeposition erreicht, in der der Montageanschluss 28 vertikal mit der Kassettenschnittstelle 5 des Zuführers 21 ausgerichtet ist.
Dann wird, wie in 13 dargestellt, die Hebeplattform 32 angehoben, sodass sie in die Kassette 2 eingreift und diese in vertikaler FZ-Richtung nach oben trägt. Die weibliche Schnittstelle 4 der Kassette 2 verriegelt sich mit der Kassettenschnittstelle 5 des Zuführers 21.
14 zeigt die Kassette 2 vollständig auf die Betriebsebene angehoben und damit in Wirkverbindung mit dem Zuführer 21. In diesem Eingriff kann die Kassette 2 mit dem Zuführer 21 verriegelt werden, z. B. durch Ausfahrbolzen, Presspassung, Kugelsperren oder Ähnlichem. Die Hebeplattform 32 kann dann sicher von der Kassette 2 weg abgesenkt werden.
Die oben beschriebenen Prozesse wurden in Fällen veranschaulicht, in denen sich bereits eine Zuführungseinheit in der Beladungsvorrichtung befunden hat. Natürlich ist es erforderlich, zunächst mindestens eine Zuführungseinheit an die Beladungsvorrichtung zu übertragen, z. B. von einem autonomen intelligenten Fahrzeug („AIV“). Für den autonomen Betrieb ist es auch erforderlich, dass die Zuführungseinheiten aus der Beladungsvorrichtung entfernt werden können, z. B. wenn Kassetten mit elektrischen Komponenten entleert werden oder wenn ein fehlerhafter Zuführer entfernt werden muss. 15 veranschaulicht, wie ein solcher Transfer erreicht werden kann. Es ist zu beachten, dass 15 die Hebeplattform 32 in einer mittleren vertikalen Position zeigt, in der eine darauf befindliche Zuführungseinheit im Verriegelungseingriff mit ihrem jeweiligen Magazinanschluss 28 wäre und daher für den Transfer nicht geeignet wäre. Wie dargestellt, wird der Zubringer 34 über die gesamte Länge des Ladeweges L in der Richtung SY in eine Transferposition bewegt. Es ist zu beachten, dass in dieser Transferposition die Hebeplattform zum Anheben oder Absenken einer Zuführungseinheit betrieben werden kann, ohne dass die auf der Betriebsebene befindlichen Zuführungseinheiten beeinträchtigt werden. Zuführungseinheiten können auf verschiedene Weise zu und von der Beladungsvorrichtung übertragen werden. Wenn z. B. ein AIV so konfiguriert ist, können eine oder mehrere Zuführungseinheiten im Falle des Transfers an die Beladungsvorrichtung auf das Magazin abgesenkt werden, um in die entsprechenden Magazinanschlüsse 28 einzugreifen, oder im Falle der Entnahme von den entsprechenden Magazinanschlüssen 28 angehoben werden, ohne dass die Hebeplattform 32 vertikal verfahren werden muss. Alternativ kann ein AIV eine Zuführungseinheit nach einem Anheben der Hebeplattform 32 bis zur maximalen Ausdehnung der Hebeplattform 32 auf die Oberseite der Hebeplattform 32 zuführen oder von dieser entfernen, sodass es keinen Eingriff zwischen der Zuführungseinheit und dem jeweiligen Magazinanschluss 28 gibt.
Ein alternatives Verfahren zum Laden einer Kassette auf die Betriebsebene ist in den 16 bis 18 schematisch dargestellt. Wie in 16 dargestellt, wird in einem ersten Schritt ein Zuführer 1 an einem entsprechenden Magazinanschluss 28 und eine Kassette 2 an dem Zuführer 1 montiert. Wie in 17 und 18 gezeigt, kann dann die Hebeplattform 32 angehoben werden, um gleichzeitig den Zuführer 1 und die Kassette 2 in die Betriebsebene zu bewegen. Dieses Verfahren kann besonders dann angewendet werden, wenn ein verbundener Zuführer und eine Kassette, die sich in dem Stollen auf der Betriebsebene befinden, gleichzeitig nach unten in das Magazin bewegt werden, und zwar in den in 16 gezeigten Zustand.
Eine alternative Ausführungsform ist in den 19 und 20 schematisch dargestellt. In dieser Ausführungsform ist der Zubringer 27 mit einer Wand 38 versehen, die sich von seiner Vorderseite nach oben erstreckt, sodass eine Aussparung 39 innerhalb des Zubringers 27 gebildet wird. Die Aussparung 39 ist für die Aufnahme des Hebemechanismus mit der Hebeplattform 32 dimensioniert. Die Wand 38 dient bei der Montage an dem Magazinanschluss zur Aufnahme einer aufliegenden Zuführungseinheit, sodass sie nicht nur freitragend gelagert ist. Ansonsten ist, wie in 20 gezeigt, der Betrieb der Beladungsvorrichtung identisch mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Eine alternative Ausführungsform ist schematisch in den 21 bis 25 dargestellt, die die Phasen eines Beladungsbetriebs für das Laden von Zuführungseinheiten, wie unter Bezugnahme auf 2 oben beschrieben, zeigen. 21 zeigt eine Zuführungseinheit 11, die am Magazin 47 an einem Magazinanschluss montiert ist, der durch ein Paar vertikal ausgerichteter Magazinstifte 44 definiert ist (siehe 22). In dieser Ausführungsform ist der Hebemechanismus so ausgelegt, dass der Zuführer 11 vom Magazinanschluss gelöst werden kann, und daher ist ein zusätzlicher Bewegungsmechanismus oben auf der Hebeplattform 42 vorgesehen. Dieser Bewegungsmechanismus umfasst eine bewegliche Plattform, die über eine Mehrzahl von Plattformrollen 41 auf der Hebeplattform 42 sitzt. Die bewegliche Plattform 40 kann parallel zur SY-Richtung durch einen Eingriffsaktuator (nicht abgebildet) angetrieben werden, der an der Hebeplattform 42 montiert ist.
Wie in 22 dargestellt, wird die Hebeplattform 42 durch eine trägen Zangen- oder einen Scherenmechanismus 43 leicht angehoben, um in den Boden des Zuführers 11 einzugreifen. In dieser vertikalen Position wird die bewegliche Plattform 40 nach links bewegt, um den Zuführer 11 von den Magazinstiften 44 zu lösen.
Wie in 23 dargestellt, wird die Hebeplattform 42 durch den Scherenmechanismus 43 weiter angehoben, um den Zuführer 11 auf die Betriebsebene zu heben, wie in 24 dargestellt.
Wie in 25 dargestellt, wird dann die bewegliche Plattform 40 nach rechts bewegt, um den Zuführer 11 mit einem Paar von Stollenstiften 45 zu verbinden, die sich an dem Stollen befinden und einen Zuführungsanschluss definieren. Die Hebeplattform 42 kann dann nach Bedarf abgesenkt werden.
Die Kassetten 12 können auf allgemein ähnliche Weise verbunden werden, und die Zuführungseinheiten können getrennt werden, indem diese Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind nur beispielhaft, und andere Möglichkeiten und Alternativen im Rahmen der Erfindung sind für den Fachmann offensichtlich. Während z. B. in den oben beschriebenen Ausführungsformen ein einziger Hebemechanismus verwendet wird, der parallel zum Transportweg verfahren werden kann, um mit ausgewählten Zuführungseinheiten in Eingriff zu kommen, kann mindestens ein zusätzlicher Hebemechanismus verwendet werden, die beide parallel zum Transportweg verfahrbar sind, sodass mehr als eine Zuführungseinheit gleichzeitig in einen entsprechenden Zuführungsanschluss geladen werden kann. Solche Hebemechanismen können unabhängig oder halb-unabhängig betrieben werden (sodass sie nicht kollidieren), z. B. könnte ein solcher Hebemechanismus Zuführungseinheiten laden, während der andere Zuführungseinheiten aus anderen Zuführungsanschlüssen entlädt. Alternativ könnte das Magazin mit einem bestimmten Hebemechanismus pro Magazinanschluss versehen werden, um Zuführungseinheiten anzuheben, die mit dem jeweiligen Magazinanschluss in Eingriff stehen. In diesem Fall müssten die Hebemechanismen nicht parallel zum Transportweg beweglich sein, sondern wären stattdessen fest mit dem Magazin verbunden.
Jeder Ersatzanschluss in dem Stollen oder im Magazin kann für die temporäre oder semipermanente Lagerung beider Arten von Zuführungseinheiten verwendet werden, um sicherzustellen, dass Material und Ersatzzuführer an der Maschine zur Verfügung stehen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Magazin in der SY-Richtung beweglich, wobei eventuell eingreifende Zuführungseinheiten mitgeführt werden. In alternativen Ausführungsformen ist das Magazin möglicherweise nicht in der SY-Richtung beweglich, stattdessen können Schiebemechanismen vorgesehen werden, mit denen einzelne Zuführungseinheiten parallel zur SY-Richtung relativ zum Magazin bewegt werden können. Solche Ausführungsformen haben den Vorteil, dass die Gefahr einer Kollision von AIV mit den Zuführungseinheiten, die in benachbarten Magazinanschlüssen von benachbarten Anschlüssen montiert sind, verringert wird. Bei solchen Ausführungsformen ist zu beachten, dass eine Anordnung der Zuführungseinheiten, wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, vorzuziehen ist.
In anderen Ausführungsformen können mehrere Magazine pro Träger vorgesehen werden, die unabhängig oder halb-unabhängig parallel zum Transportweg beweglich sein können, um z. B. die gleichzeitige Beladung von Zuführungseinheiten an unterschiedlichen Enden des Stollens zu ermöglichen. Als Erweiterung dieses Konzepts können die Magazine verkleinert werden, sodass z. B. nur ein oder zwei Magazinanschlüsse pro Magazin zur Verfügung stehen.
Am Hebemechanismus können Sensoren und/oder Aktuatoren vorgesehen werden, um die vertikale Position der Hebeplattform zu bestimmen und ein Eingriffsmanöver zu bewirken, um Zuführungseinheiten und Zuführungs- oder Magazinanschlüsse robust einzugreifen und die Verriegelung der Zuführungseinheiten zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Während die oben beschriebenen Zuführungseinheiten Ω Profile verwenden, sind natürlich auch andere Profile möglich.
Die Zuführungseinheiten sind nicht auf die in den Figuren gezeigte Breite beschränkt. Beispielsweise kann eine Zuführungseinheit von etwa der doppelten Breite verwendet werden, wobei in diesem Fall das vordere Ende eines Zuführers mit zwei Schnittstellen versehen werden, um in benachbarte jeweilige Zuführungsanschlüsse oder Magazinanschlüsse einzugreifen. Die Kassette kann auch mit zwei Schnittstellen zum Eingriff in benachbarte jeweilige Zuführungsanschlüsse oder Magazinanschlüsse sowie mit entsprechenden Kassettenschnittstellen am distalen Ende des Zuführers versehen sein. Ähnliche, breitere Zuführungseinheiten können verwendet werden, die so angepasst sind, dass sie in drei, vier oder mehrere Zuführungs- oder Magazinanschlüsse im Gebrauch eingreifen können.
Bezugszeichenliste

1, 11: Zuführer
2, 12: Kassette
3: weibliche Schnittstelle
4: weibliche Schnittstelle
5: Kassettenschnittstelle
6: Maschinenschnittstelle
7: Vorsprung
8: Aussparung
13: Stifte
20: Beladungsvorrichtung
21: Zuführer auf einer Betriebsebene
22: Träger
23: Stollen
24: Zuführungsanschlüsse
25: Grundplatte
26: distale Seite
27, 47: Magazin
28: Magazinanschlüsse
29: Zuführungsschnittstelle
30: Magazinschienen
31: Hebewagen
32, 42: Hebeplattform
33: Hebeschienen
34: Zubringer
35: Rollen
36: Eingriffsmerkmale
37: Verriegelungsbolzen
38: Wand
39: Aussparung
40: bewegliche Plattform
41: Plattformrollen
43: Scherenmechanismus
44: Magazinstifte
45: Stollenstifte
D: Eingriffsrichtung
T: Transportweg
MX: Magazinbewegung parallel zum Transportweg
SY: Zubringerbewegung orthogonal zum Transportweg
FZ: Bewegung der Zuführungseinheit in vertikaler Richtung
L: horizontaler Ladeweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019127299 [0005]
EP 3419402 A1 [0009]

Claims

Beladungsvorrichtung für eine Bestückungsmaschine, die im Gebrauch betreibbar ist, um Werkstücke, die sich entlang eines horizontalen Transportweges bewegen, mit Komponenten zu bestücken, die aus einer Vielzahl von Zuführungseinheiten entnommen werden, die auf einer Betriebsebene der Bestückungsmaschine montiert sind, wobei die Beladungsvorrichtung umfasst: ein Magazin mit einer Vielzahl von Magazinanschlüssen zum Aufnehmen und temporären Speichern jeweiliger Zuführungseinheiten im Gebrauch, wobei die Magazinanschlüsse vertikal von der Betriebsebene beabstandet sind und das Magazin im Gebrauch parallel zum horizontalen Transportweg antreibbar ist, und einen vertikalen Betätigungsmechanismus mit einem Hebeelement, das zum Eingriff mit und zur Bewegung einer Zuführungseinheit zwischen dem jeweiligen Magazinanschluss des Magazins und der Betriebsebene der Bestückungsmaschine betreibbar ist.
Beladungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Magazin auf einem Zubringer montiert ist, wobei der Zubringer in einer Richtung senkrecht zum horizontalen Transportweg beweglich ist.
Beladungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Hebeelement relativ zum Magazin, parallel zum horizontalen Transportweg, beweglich ist.
Beladungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Hebeelement beweglich am Magazin montiert ist.
Beladungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Hebeelement beweglich am Zubringer montiert ist.
Beladungsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der vertikale Betätigungsmechanismus mindestens ein zusätzliches Hebeelement umfasst, wobei das mindestens eine zusätzliche Hebeelement relativ zum Magazin, parallel zum horizontalen Transportweg beweglich ist.
Beladungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der vertikale Betätigungsmechanismus eine Vielzahl von Hebeelementen umfasst, die von dem Magazin getragen werden, wobei jedes Hebeelement mit einem entsprechenden Magazinanschluss ausgerichtet ist und so betrieben werden kann, dass es mit einer Zuführungseinheit, die in dem entsprechenden Magazinanschluss aufgenommen wird, in Eingriff kommt und diese bewegt.
Beladungsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend einen horizontalen Aktuator, der betrieben werden kann, um eine in dem Magazin aufgenommene Zuführungseinheit entlang eines horizontalen Ladeweges senkrecht zu dem horizontalen Transportweg zwischen einer Zuführer-Ladeposition, in der die Zuführungseinheit durch den vertikalen Betätigungsmechanismus auf die Betriebsebene zum direkten Eingriff mit der Bestückungsmaschine bewegt werden kann, und einer Kassetten-Ladeposition zu bewegen, die horizontal von der Zuführer-Ladeposition beabstandet ist, in der die Zuführungseinheit durch den vertikalen Betätigungsmechanismus auf die Betriebsebene zum direkten Eingriff mit einer Zuführungseinheit bewegt werden kann, die sich auf der Betriebsebene befindet.
Beladungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der horizontale Aktuator betrieben werden kann, um eine in dem Magazin aufgenommene Zuführungseinheit in eine Transferposition zu bewegen, die sowohl von der Zuführer-Ladeposition als auch von der Kassetten-Ladeposition horizontal beabstandet ist, in der die Zuführungseinheit aus der Beladungsvorrichtung entfernt werden kann.
Beladungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei der horizontale Aktuator betrieben werden kann, um das Magazin entlang des horizontalen Ladeweges zu bewegen.
Beladungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei der horizontale Aktuator betrieben werden kann, um in eine Zuführungseinheit einzugreifen und diese entlang des horizontalen Ladeweges zu bewegen, wobei der Abstand zwischen der Zuführungseinheit und ihrem jeweiligen Magazinanschluss verändert wird.
Beladungsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Beladungsvorrichtung eine Öffnung an einer Seite davon distal zu der Bestückungsmaschine im Gebrauch aufweist, um Zuführungseinheiten durch sie hindurch zu übertragen.
Beladungsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei jeder Magazinanschluss einen profilierten Abschnitt für einen Verriegelungseingriff mit einem passenden profilierten Abschnitt einer jeweiligen Zuführungseinheit im Gebrauch aufweist, wobei der profilierte Abschnitt jedes Magazinanschlusses so geformt ist, dass eine darin aufgenommene Zuführungseinheit vertikal in Bezug auf den Magazinanschluss gleiten kann.
Bestückungsmaschine, die im Gebrauch betreibbar ist, um Werkstücke, die sich entlang eines horizontalen Transportweges bewegen, mit Komponenten zu bestücken, die aus einer Vielzahl von Zuführungseinheiten entnommen werden, die auf einer Betriebsebene der Bestückungsmaschine montiert sind, welche die Beladungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Bestückungsmaschine nach Anspruch 14, umfassend eine Vielzahl von Zuführungsanschlüssen, die sich auf der Betriebsebene befinden, zum Eingriff mit einer jeweiligen Zuführungseinheit im Gebrauch.
Bestückungsmaschine nach Anspruch 15, wobei jeder Zuführungsanschluss einen profilierten Abschnitt für einen Verriegelungseingriff mit einem passenden profilierten Abschnitt einer jeweiligen Zuführungseinheit im Gebrauch aufweist.
Bestückungsmaschine nach Anspruch 16, wobei der profilierte Abschnitt jedes Zuführungsanschlusses so geformt ist, dass eine darin aufgenommene Zuführungseinheit vertikal in Bezug auf den Zuführungsanschluss gleiten kann.
Bestückungsmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 17, umfassend eine Zuführungseinheit, wobei die Zuführungseinheit einen Zuführer zum Zuführen von Komponenten von einem Komponentengurt zu einem Bestückungskopf der Bestückungsmaschine umfasst.
Bestückungsmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 18, umfassend eine Zuführungseinheit, wobei die Zuführungseinheit eine Kassette zur Aufnahme eines Komponentengurts umfasst.
Bestückungsmaschine nach einem der Ansprüche 18 und 19, wobei die Zuführungseinheit einen profilierten Abschnitt für einen Verriegelungseingriff mit einem passenden profilierten Abschnitt des Zubringeranschlusses im Gebrauch aufweist, wobei der profilierte Abschnitt der Zuführungseinheit so geformt ist, dass die Zuführungseinheit vertikal in Bezug auf den Zubringeranschluss gleiten kann, wenn sie darin aufgenommen ist.
Komponentenzuführungssatz umfassend: eine Kassette zur Aufnahme eines Komponentengurts und einen Zuführer zum Zuführen von Komponenten von einem Komponentengurt zu einer Bestückungsmaschine, wobei der Zuführer und die Kassette jeweilige Schnittstellen aufweisen, die einen modularen Eingriff in einen gemeinsamen Magazinanschluss ermöglichen, der an einer Beladungsvorrichtung einer Bestückungsmaschine vorgesehen ist.
Komponentenzuführungssatz nach Anspruch 21, wobei der Zuführer eine Kassettenschnittstelle umfasst, die für den modularen Eingriff mit der Schnittstelle der Kassette angepasst ist.
Verfahren zum Beladen einer Bestückungsmaschine mit Komponenten zum Bestücken von Werkstücken, die sich entlang eines horizontalen Transportweges bewegen, wobei die Komponenten im Gebrauch von einer Vielzahl von Zuführern entnommen werden, die in entsprechenden Zuführungsanschlüssen auf einer Betriebsebene der Bestückungsmaschine montierbar sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: i) Laden eines ersten Zuführers in eine Beladungsvorrichtung der Bestückungsmaschine, sodass der erste Zuführer an einem einer Vielzahl von Magazinanschlüssen eines Magazins aufgenommen wird, wobei die Magazinanschlüsse vertikal von einer Betriebsebene der Bestückungsmaschine beabstandet sind; ii) Bewegen des Magazins parallel zum horizontalen Transportweg, sodass der erste Zuführer mit einem leeren ersten Zuführungsanschluss entlang des horizontalen Transportweges ausgerichtet wird; und iii) Heben des ersten Zuführers in Eingriff mit dem leeren ersten Zuführungsanschluss.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend die folgenden Schritte: iv) Laden einer Kassette, die einen Komponentengurt aufnimmt, in die Beladungsvorrichtung der Bestückungsmaschine, sodass die Kassette an einem zweiten Magazinanschluss der Vielzahl von Magazinanschlüssen des Magazins aufgenommen wird; v) Bewegen des Zubringers parallel zum horizontalen Transportweg, sodass die Kassette mit dem ersten Zuführer in dem ersten Zuführungsanschluss entlang des horizontalen Transportweges ausgerichtet ist; und vi) Heben der Kassette in Eingriff mit dem ersten Zuführer.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei Schritt v) zusätzlich das Bewegen der Kassette entlang eines horizontalen Ladeweges orthogonal zum horizontalen Transportweg umfasst, bis eine Schnittstelle der Kassette mit einer jeweiligen Schnittstelle des ersten Zuführers ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend das Laden einer Kassette, die einen Komponentengurt aufnimmt, in die Beladungsvorrichtung, sodass sie mit dem ersten Zuführer in Eingriff steht, während der erste Zuführer an dem Magazinanschluss aufgenommen wird, und in Schritt ii) wird das Magazin parallel zum horizontalen Transportweg bewegt, sodass die Kassette und der erste Zuführer mit einem leeren ersten Zuführungsanschluss entlang des horizontalen Transportweges ausgerichtet sind; und in Schritt iii) wird die Kassette mit dem ersten Zuführer angehoben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, umfassend den Anfangsschritt des Entleerens des ersten Zuführungsanschlusses, wobei der erste Zuführungsanschluss anfänglich von einem zweiten Zuführer besetzt ist, durch folgende Schritte: Bewegen des Magazins, sodass ein leerer Magazinanschluss mit dem ersten Zuführungsanschluss entlang des horizontalen Transportweges ausgerichtet wird; und Absenken des zweiten Zuführers außer Eingriff mit dem ersten Zuführungsanschluss und in Eingriff mit dem leeren Magazinanschluss, sodass der Zuführungsanschluss leer wird.