DE60314914T2

DE60314914T2 - Verfahren und einrichtung zur extraktion elektronischer komponenten aus röhren

Info

Publication number: DE60314914T2
Application number: DE60314914T
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Remonnay; Jean-Pierre Ehrensperger; Pierre-Alain Chenal
Original assignee: Ismeca Semiconductor Holding SA
Current assignee: Ismeca Semiconductor Holding SA
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2023-09-09
Also published as: HK1087887A1; EP1811829A1; CN1742527A; EP1602266B1; EP1602266A1; AU2003257356A1; WO2004052069A1; ATE367078T1; CN100475020C; DE60314914D1; MY136062A; KR20050106507A; MY146885A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Extraktion elektronischer Komponenten aus Röhren, sowie eine Vorrichtung für das Zuführen von elektronischen Komponenten mit einer solchen Vorrichtung.
Elektronische Komponente werden oft in Röhren abgepackt, allgemein aus rigidem antistatischem Kunststoff mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, die ihnen einen guten mechanischen Schutz bieten und insbesondere ihren Transport erleichtern. In gewissen Fällen ist das Profil der Röhre spezifisch für den Typ von darin enthaltener Komponente angepasst, beispielsweise der Form und der Verteilung ihrer Stifte. Während ihres Abpackens gleiten die Komponenten eins nach dem anderen in eine Röhre, in welcher sie hinter einander gehalten werden. Geschlossen sind die Röhren an jeder Extremität durch einen meistens groben Stöpsel, der dazu bestimmt ist, das Austreten der Komponenten zu verhindern.
Damit sie zu einem späteren Zeitpunkt verarbeitet werden können, beispielsweise von einer Testlinie oder von einer Vorrichtung zur Bestückung von gedruckten Schaltkreisen, müssen die Komponenten aus den Röhren extrahiert werden. Diese Operation wird meistens durch eine Zufuhrvorrichtung durchgeführt, welche, nachdem die elektronischen Komponenten aus den Röhren extrahiert wurden, sie bis zu einem Platz transportiert, von wo sie beispielsweise auf die Testlinie oder auf die Vorrichtung zur Bestückung von gedruckten Schaltkreisen verlegt werden.
Die meisten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik benützen die Schwerkraft, um die Komponenten aus den Röhren gleiten zu lassen. Ein der beiden Stöpsel, welche die beiden Extremitäten jeder Röhre schliessen, wird entfernt. Die Röhren, welche die Komponenten beinhalten, werden danach meistens waagrecht in einen Behälter gestellt, von dem sie eins nach dem anderen entnommen werden. Die geschlossene Extremität der entnommenen Röhre wird mittels eines oft komplexen Mechanismus erhöht, was die elektronischen Komponenten in Richtung der offenen Extremität der Röhre gleiten lässt. Da jedoch die Komponenten für ihren Transfer auf eine andere Vorrichtung vorzugsweise waagrecht gestellt werden müssen, muss ihre Orientierung am Ausgang der Röhre korrigiert werden. Die Komponenten gleiten somit meistens von der Röhre auf eine parabolische Förderanlage, welche sie in die gewünschte Position führen wird.
Diese Vorrichtungen aus dem Stand der Technik weisen mehrere Nachteile auf. Der Mechanismus, der es erlaubt, eine Extremität der Komponente zu heben, ist oft kompliziert und seine Verarbeitungsgeschwindigkeit ist eingeschränkt. Zudem sind parabolische Förderanlagen heikel und teuer zu realisieren. Es handelt sich allgemein um Führer mit einem sehr genauen Profil, entlang welches die Komponenten unter Einwirkung der Gravitation gleiten. Mit der generellen Erhöhung der Rate der Verarbeitungslinien und der Verringerung der Grösse der Komponenten, müssen diese Führer mit einer sehr grossen Genauigkeit bearbeitet werden, damit die Komponenten darauf in der geforderten Rate und Genauigkeit gleiten können. Bei jedem Wechsel des Typs von Komponente, die von der Vorrichtung bearbeitet wird, muss einen neuen Führer installiert werden, was meistens lange Einstellungen bedeutet, während deren die Vorrichtung nicht arbeitet.
Um diese Nachteile zu vermeiden benützen gewisse Zufuhrvorrichtungen aus dem Stand der Technik Stossmechanismen, welche die Extraktion der Komponenten erlaubt, währenddem die Röhre in waagrechter Position liegt. Die Röhre ist im Allgemeinen mit einer linearen Förderanlage ausgerichtet, welche die extrahierten Komponenten zum Platz führt, von wo sie beispielsweise auf eine Verarbeitungslinie verlegt werden. Obwohl diese Vorrichtungen weder einen Mechanismus zur Erhöhung der Röhre noch Mittel zur Korrektur der Orientierung der Komponenten wie beispielsweise einen parabolischen Gleise benötigen, sind die verwendeten Stossmechanismen meistens komplex und ihre Rate ist oft eingeschränkt.
Patentanmeldung US-2002/00667980 beschreibt beispielsweise eine Zufuhrvorrichtung, deren Stossmechanismus einen Stahlband umfasst, der in die Röhre durch eine seiner Extremitäten eingeführt wird, um die Komponenten in Richtung der anderen Extremität zu stossen. Ein solcher Mechanismus ist sehr komplex und heikel, insbesondere wegen der Kontrolle der Bewegungen des Stossmechanismus, die sehr genau und mit der Rate der darauf folgenden Vorrichtung synchronisiert werden muss, beispielsweise der Verarbeitungslinie, welche die extrahierten Komponenten entnimmt. Zudem müssen die Stöpsel an beiden Extremitäten der Röhre entfernt werden, bevor Letztere in den Behälter der Zufuhrvorrichtung gestellt wird, was zusätzliche Manipulationen für jede von der Vorrichtung verarbeitete Röhre bedeutet.
Patent US-4770565 beschreibt seinerseits eine Vorrichtung, in welcher die elektronischen Komponenten aus ihrer Transportröhre durch Aspiration extrahiert werden. Eine Extremität der Transportröhre wird in einen Adapter eingeführt, der an der anderer Seite mit einer tubularen Förderanlage verbunden ist, welche die Komponenten zur Position führt, von wo sie entnommen werden, beispielsweise durch eine Positionsmaschine. Luft wird in den Adapter in Richtung der Förderanlage geblasen, was ein Teilvakuum an der Mündung der Transportröhre erzeugt. Die Komponenten werden somit aus der Röhre in Richtung des Adapters abgesaugt. Ein solches System weist jedoch den Hauptnachteil auf, dass die Extraktion der Komponenten aus ihrer Transportröhre, insbesondere die Regelmässigkeit und die Geschwindigkeit dieser Extraktion, schwer zu kontrollieren ist. Tatsächlich wird die Teilluftleere, welche die Komponenten aus ihrer Röhre absaugt, durch einen Fluss komprimierter Luft erzeugt, die in entgegen gesetzter Richtung zum Adapter gerichtet wird. Die Intensität der Luftleere hinter diesem Fluss, und demzufolge die Kraft, mit welcher die Komponenten extrahiert werden, kann auf diese Weise nicht mit Genauigkeit kontrolliert werden. Zudem, innerhalb des Adapters, wechseln die Komponenten von einer Zone teilweiser Luftleere hinter dem Luftfluss zu einer Überdruckzone nach der Düse, durch welche die Luft geblasen wird. Sie müssen somit eine Zone voller Turbulenzen durchlaufen, in welcher ihre lineare Bewegung stark beeinträchtigt wird, was die Risiken von Sperrungen deutlich erhöht. Die Form und Dimensionen des Adapters sind zudem spezifisch für einen einzigen Typ von Transportröhren und für einen einzigen Typ von Komponente angepasst. Falls die Vorrichtung nacheinander verschiedene Arten von Komponenten, die in verschiedenen Transportröhren abgepackt sind, muss sie jeweils mit einem neuen Adapter und möglicherweise mit einer neuen Förderanlage ausgerüstet werden.
Patent US-5368193 beschreibt seinerseits ein Gehäuse für elektronische Komponenten, mit einem spiralförmigen Behälter. Dieses Dokument beschreibt ebenfalls eine geeignete Zufuhrvorrichtung, welche es erlaubt, Luft durch dazu im Gehäuse vorgesehene Öffnungen zu blasen, um die Komponenten daraus zu extrahieren. Die Verwendung einer solchen Vorrichtung ist jedoch sehr eingeschränkt, da sie spezifisch für diese Art von Gehäusen angepasst ist, die keinem Industriestandard entsprechen.
US4862578 beschreibt eine Vorrichtung zur Extraktion von elektronischen Komponenten mittels pneumatischer Mittel. Diese Vorrichtung ist nur für die Extraktion von Komponenten aus geschlossenen Transportröhren angepasst.
US6385842 beschreibt eine Vorrichtung zum Zuführen einer Positionsmaschine von elektronischen Komponenten. Die Komponenten werden aus den Röhren mittels eines mechanischen Mechanismus, mit welchem ein Vibrationsmechanismus oder ein Luftstrahl verknüpft werden kann, gestossen.
Es ist somit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Extraktion elektronischer Komponenten vorzuschlagen, welche die Nachteile der Verfahren und Vorrichtungen aus dem Stand der Technik nicht aufweisen.
Erreicht wird diese Ziel durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Anspruchs, wobei vorteilhafte Ausführungsformen durch die abhängigen Ansprüche angegeben werden.
Erreicht wird dieses Ziel insbesondere durch ein Verfahren zur Extraktion von elektronischen Komponenten, die in einer geradlinigen Röhre abgepackt sind, welche ihren Transport erleichtert, wobei die besagten elektronischen Komponenten aus der besagten Röhre extrahiert werden, indem ein Überdruck an einer der Extremitäten der besagten Röhre mittels pneumatischer Mitteln erzeugt wird, worin die besagte Röhre mindestens eine Öffnung auf ihrer Länge aufweist. Das Verfahren umfasst einen Schritt, bei dem die besagte mindestens eine Öffnung mittels mechanischer Schliessmittel mindestens teilweise geschlossen wird, um der Röhre eine genügende Dichtheit für die Extraktion der sich darin befindenden elektronischen Komponente zu gewährleisten.
Erreicht wird dieses Ziel auch durch eine Vorrichtung zur Extraktion von elektronischen Komponenten, die in einer geradlinigen Röhre abgepackt sind, welche ihren Transport erleichtert, mit einem pneumatischen System, das einen Überdruck an einer der Extremitäten der besagten Röhre zu erzeugen vermag, zur Extraktion der besagten elektronischen Komponenten aus der besagten Röhre. Die Röhre weist mindestens eine Öffnung auf ihrer oberen Fläche auf. Die Vorrichtung weist mechanische Schliessmittel auf, die es erlauben, die mindestens eine Öffnung mindestens teilweise zu schliessen, um der Röhre eine genügende Dichtheit für die Extraktion der sich darin befinden elektronischen Komponenten zu gewährleisten.
Die Verwendung von pneumatischen Mitteln für die Extraktion der elektronischen Komponenten bietet unter anderen Vorteilen den Vorteil, dass die Röhre in waagrechter Position bleiben kann, während die Verwendung von heiklen und komplizierten mechanischen Mitteln vermieden wird.
Die vorliegende Erfindung wird besser verstanden anhand der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, illustriert durch die 1 bis 9:
1 zeigt eine Seitenansicht einer Zufuhrvorrichtung mit einer Extraktionsvorrichtung.
2 ist eine Ansicht von oben der Vorrichtung der 1,
3a ist ein Teilschnitt entlang der Achse III-III der Vorrichtung der 1 und 2,
3b zeigt das Funktionieren des Öffnungsmechanismus des Behälters der Vorrichtung der 1 und 2,
4 ist eine Teilansicht der Extraktionsvorrichtung gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
5 ist ein Querschnitt entlang der Achse V-V der Vorrichtung der 4,
6 ist ein Querschnitt ähnlich zum Querschnitt der 5 während der Verwendung der Extraktionsvorrichtung für einen anderen Typ von Röhre.
7 ist ein Längsschnitt einer oben offenen Transportröhre.
8 ist ein Längsschnitt einer oben offenen Transportröhre, wobei eine elektronische Komponente in der Röhre untergebracht ist, wobei die Öffnung durch einen Deckel geschlossen ist.
9 zeigt eine Seitenansicht einer Zufuhrvorrichtung mit einer Extraktionsvorrichtung und mechanischen Schliessmittel.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfinderische Extraktionsvorrichtung in einer Zufuhrvorrichtung elektronischer Komponenten integriert, welche dazu bestimmt ist, mit einer Verarbeitungslinie, beispielsweise einer Test- und/oder Abpackungslinie, zusammen zu arbeiten, die um eine kreisförmige Förderanlage 9 artikuliert ist (1 und 2). Die Zufuhrvorrichtung extrahiert die elektronischen Komponente 8 aus den Röhren 7 und stellt sie der kreisförmigen Förderanlage 9 zur Verfügung. Die kreisförmige Förderanlage 9 wird auf ihrer Peripherie mit Komponentenhaltern ausgerüstet, beispielsweise mit Absaugdüsen 90, welche erlauben, die Komponenten 8 zu entnehmen und sie zu den anderen Stationen 99 (in 2 teilweise dargestellt) der Verarbeitungslinie zu befördern, wie z.B. Test-, Markierungs- und/oder Abpackungsstationen.
Die Zufuhrvorrichtung, wie die anderen Stationen 99, wird vorzugsweise auf einer Trägerplatte 10 befestigt, welche z.B. nicht dargestellte Befestigungselemente umfasst, welche dazu bestimmt sind, mit den Befestigungselementen auf einer nicht dargestellten festen Platte zusammenzuarbeiten, die vorzugsweise unter der kreisförmigen Förderanlage 9 angeordnet ist. Die Verarbeitungslinie ist somit modular gebaut, indem die verschiedenen Verarbeitungsstationen, die sie bilden, um die kreisförmige Förderanlage 9, auf der nicht dargestellten festen Platte, befestigt werden. Die Position jeder Station in Bezug auf die Förderanlage 9 wird durch den genauen Standort und die genauen Dimensionen der jeweiligen Befestigungselemente genau bestimmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfinderische Zufuhrvorrichtung eine Förderanlage, vorzugsweise eine lineare Förderanlage 5, für den Transport der aus der Röhren 7 extrahierten elektronischen Komponenten 8 in Richtung des Standortes, von wo sie durch die Absaugdüsen 90 der kreisförmigen Förderanlage 9 entnommen werden. Die lineare Förderanlage 5 ist beispielsweise eine Vibrationsförderanlage, auf welcher die elektronischen Komponenten 8 sich unter Wirkung der Vibrationen eines elektromagnetischen oder piezoelektrischen Vibrators 55 bewegen. Die lineare Förderanlage 5 umfasst beispielsweise einen auf dem Vibrator 55 befestigten Sockel 50, auf welcher eine Schiene geformt ist, um die Bewegung der Komponenten zu führen. Das Profil der Schiene ist vorzugsweise für den Typ der zu befördernden Komponente angepasst. Es ist vorzugsweise ähnlich mit dem Innenprofil der Röhren 7. Der Sockel 50 wird mit einem Deckel 51 überdeckt, der verhindert, dass die Komponenten unbeabsichtigt aus der Schiene austreten. Je nach Konfiguration kann die Innenseite des Deckels 51 auch profiliert sein, um zur Führung der Komponenten beizutragen.
Die erfinderischen Extraktionsvorrichtung, auf welcher die Röhren 7 von ihren elektronischen Komponenten 8 geleert werden, wird in der Nähe des der kreisförmigen Förderanlage 9 gegenüberliegenden Endes der linearen Förderanlage 5 angeordnet. Sie wird so angeordnet, dass während der Extraktion der elektronischen Komponenten 8, der zu leerenden Röhre 7 in Bezug auf die lineare Förderanlage 5 ausgerichtet wird. Die aus der Röhre 7 extrahierten elektronischen Komponente 8 werden somit direkt darin eingeführt.
Die Extraktionsvorrichtung umfasst einen Träger 45, auf welchen, während die elektronischen Komponenten 8 extrahiert werden, die Röhre 7 vorzugsweise durch mechanische Mittel gehalten wird, beispielsweise durch eine Presse 4 mit einem Schuh 41, um auf die Röhre 7 zu drücken, ohne sie zu beschädigen, mit einem linearen Antrieb 40 verbunden.
Eine Zange 3 mit zwei Backen 31, 32, die z.B. durch einen linearen Antrieb 30 bewegt werden, wird so angeordnet, um die der linearen Förderanlage 5 gegenüberliegende Extremität der Röhre 7 einzuklemmen. Ein Abstand von Dimensionen grösser als diejenigen der Röhre 7 wird zwischen den Backen 31, 32 gebildet. Er ist zumindest teilweise mit einem verformbaren und kompressiblen Material, beispielsweise mit einem Dichtungsschaum 35, gefüllt, welches sich an das Aussenprofil der Röhre 7 anpasst, wenn die Zange 3 auf Letzterer geschlossen wird. Die Zange 3 ist mit einem nicht dargestellten pneumatischen System durch eine Leitung 39 verbunden, welche beispielsweise in der unteren Backe 32 vorgesehen ist.
Die Zufuhrvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Behälter, der vorzugsweise parallel zur Extraktionsvorrichtung angeordnet ist und eine gewisse Anzahl Röhren 7, welche die elektronischen Komponente 8 beinhalten können, aufnehmen kann. Der Behälter besteht beispielsweise aus zwei Schienen 6, die mehr oder weniger senkrecht angeordnet sind und so angeordnet sind, dass durch ihr Profil in U z.B., jede eine Extremität der sich im Behälter befindenden Röhren 7 hält, so dass sie daran gehindert sind, sich in einer waagrechten Ebene zu verschieben, während sie senkrecht gleiten können. Nicht dargestellte mechanische Mittel ermöglichen die Verlegung der Röhren 7 aus dem Behälter zur Extraktionsvorrichtung. In 2 sichtbare Auffanggefässe 66, beispielsweise auf der anderen Seite der Extraktionsvorrichtung, nehmen die leeren Röhren auf.
Die Röhren 7, beinhaltend die elektronischen Komponenten 8, die auf die Verarbeitungslinie durch die Zufuhrvorrichtung eingeführt werden sollen, sind somit über einander in den Behälter angeordnet. Um zu verhindern, dass die elektronischen Komponenten 8 austreten, sind die Röhren 7 gewöhnlich an beiden Extremitäten durch einen meistens groben Stöpsel geschlossen, bestehend beispielsweise aus einem Stück Schaum oder Kunststoff, das in die Röhre 7 eingeführt wird, oder aus einer Kunststoffnagel, welche die Röhre 7 entlang einer zu ihrer Längsachse senkrechten Achse durchdringt. Bevor sie in den Behälter eingeführt werden, wird mindestens eine Extremität jeder Röhre 7 entstöpselt, üblicherweise von Hand, um die Extraktion der elektronischen Komponenten 8 zu erlauben. Die Röhren 7 sind also in den Behälter so angeordnet, dass ihre offene Extremität auf der Seite der linearen Förderanlage 5 gerichtet ist. Die Röhren 7 werden dann eine nach der andere aus dem Behälter zur Extraktionsvorrichtung verlegt, um von ihren Komponenten geleert zu werden.
Die 3a zeigt ein Detail des Behälters und einen Teil der mechanischen Mittel, welche die Verlegung der Röhren 7 aus Letzterem zur Extraktionsvorrichtung ermöglichen. Auf seiner unteren Extremität ist das Profil der Schiene 6, welche die Extremität der Röhren 7 in der waagrechten Ebene hält, offen, um die Reise der unteren Röhre 7 zu erlauben. Letztere wird in den Behälter durch mindestens einen Anschlag 60 gehalten. Ein nicht dargestellter Antrieb erlaubt es, der Anschlag 60 um seine Achse drehen zu lassen (3b), so dass die untere Röhre befreit wird, die dann auf den Träger 45 durch nicht dargestellte mechanische Mittel in Richtung der Extraktionsvorrichtung gestossen werden kann. Einmal in der Achse der linearen Förderanlage, wird die Röhre 7 in ihrer Position durch den Schuh 41 gehalten, dessen Innenprofil vorzugsweise geformt ist, um die Ausrichtung in Bezug auf die lineare Förderanlage gewährleistet oder sogar korrigiert wird.
Die Zange 3 schliesst auf die Extremität der Röhre 7 (4). Wie in der 5 dargestellt, passt sich der Dichtungsschaum 35 genau an das Aussenprofil der Röhre 7 an. Die Portion der in den Backen 31, 32 gebildeten Abstände ohne Schaum 35 bildet dann eine dicht geschlossene Kammer 36, die mit dem nicht dargestellten pneumatischen System verbunden ist.
Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass es ebenfalls möglich ist, die Kammer 36 um die Röhre 7 durch andere Mittel als durch den Schaum 35 dicht zu schliessen. Es wäre zum Beispiel vorstellbar, Backen vorzusehen, deren Profil perfekt an das Aussenprofil der Röhre 7 angepasst wäre und die möglicherweise mit Dichtungen aus Kunststoff versehen wären, was die Dichtheit weiter verbessert. Der Vorteil der in der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagenen Lösung wird jedoch in 6 dargestellt. Es ist tatsächlich möglich, dank den Eigenschaften des verformbaren und kompressiblen Schaums 35, die gleiche Zange 3 für die Extraktion von verschiedenen Typen von elektronischen Komponenten, die in Röhren mit sehr unterschiedlichen Aussenprofilen abgepackt sind, zu verwenden. Der Schaum 35 passt sich somit sowohl an das Profil einer Röhre 7 mit einem im Allgemeinen elliptischen oder rechteckigen Profil an und die elektronische Komponente 8 ohne Stifte beinhaltet, wie auch an das Profil einer Röhre 7', die für das Abpacken von elektronischen Komponenten 8' mit Ausgangsstiften geeignet ist.
Wenn die Zange geschlossen ist, bedeckt der Schaum 35 vorzugsweise nicht die ganze Extremität der Röhre 7, die sich somit in die Kammer 36 befindet. Um die Komponenten 8 aus der Röhre 7 zu extrahieren, wird komprimierte Luft vorzugsweise durchgehend vom pneumatischen System durch die Leitung 39 in die Kammer 36 geführt, wobei ein Überdruck dort erzeugt wird. Da der die Extremität der Röhre 7 abschliessende Stöpsel 70 nicht dicht ist, breitet sich der in der Kammer 36 erzeugte Überdruck in die Röhre 7 von der sich in der Kammer 36 befindenden Extremität aus, was die Komponenten 8 in Richtung der offenen Extremität der Röhre 7 stosst, die mit der linearen Förderanlage 5 ausgerichtet ist. Die Komponenten 8 werden somit in einem durchgehenden Fluss aus der Röhre 7 durch den in der Kammer 36 erzeugten Überdruck ausgetrieben und eine nach der anderen auf die lineare Förderanlage 5 verlegt. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass es auch im Rahmen der Erfindung vorstellbar wäre, zum Beispiel die Komponenten 8 eine nach der anderen aus der Röhre 7 durch kurze sukzessive Stösse komprimierter Luft auszutreiben.
Wenn die Röhre 7 von ihren Komponenten 8 gänzlich geleert ist, zum Beispiel nach einer bestimmten Zeit der Anwendung des Überdrucks, öffnet sich die Zange 3 und der Schuh 41 wird gehoben. Die Röhre 7 wird dann durch nicht dargestellte mechanische Mittel unter dem Träger 45 in die Gefässe 66 evakuiert. Eine neue Röhre 7 kann dann aus dem Behälter in Richtung der Extraktionsvorrichtung gebracht werden.
Das Funktionieren der Zufuhrvorrichtung ist vorzugsweise ganz automatisiert und durch ein nicht dargestelltes Steuersystem gesteuert. Das Steuersystem steuert somit vorzugsweise alle Elemente der Vorrichtung, insbesondere die Antreiber und das pneumatische System, und verarbeitet die allfälligen Signale, die beispielsweise aus verschiedenen Fühlern, Sensoren oder anderen Kontrollelementen empfangen werden, die es erlauben, das korrekte Funktionieren der Vorrichtung zu überprüfen und mögliche Störungen zu entdecken. Die zentralisierte und automatisierte Steuerung und Kontrolle aller Operationen erlaubt es der Zufuhrvorrichtung, ihre Arbeitsrate zu optimieren, insbesondere dank der perfekten Synchronisation aller ihrer Elemente.
Gemäss der Erfindung verwendet die Extraktionsvorrichtung pneumatische Mittel, um die Komponenten 8 aus ihrer Röhren 7 zu extrahieren, was den Letzteren erlaubt, während der ganzen Operation in waagrechter Position zu bleiben. Die erfinderische Extraktionsvorrichtung ermöglicht es somit, die Verwendung von komplexen mechanischen Mitteln zu vermeiden, welche gewöhnlich nötig sind, um die Röhren in denjenigen Vorrichtungen, welche die Schwerkraft benützen, zu heben. Die mechanischen Mittel für die Ausführung des erfinderischen Verfahrens sind ebenfalls deutlich einfacher und robuster als die Stossvorrichtungen, welche von den Extraktionsvorrichtungen aus dem Stand der Technik verwendet werden, welche die Extraktion von Komponenten aus waagrecht gestellten Röhren erlauben.
Die Verwendung von pneumatischen Mitteln für die Extraktion der Komponenten ermöglicht zudem der erfinderischen Vorrichtung viel höhere Raten als die Raten der Vorrichtungen aus dem Stand der Technik zu erreichen, insbesondere der Vorrichtung, welche die Schwerkraft benützen.
Ein weiterer Vorteil der erfinderischen Extraktionsvorrichtung ist, dass die Komponenten 8 in beiden Richtungen in der Röhre 7 zirkulieren können.
Die Dimensionen der heutigen elektronischen Komponenten werden immer kleiner. Ferner, um das Fassungsvermögen der Röhren zu erhöhen, werden sie dort drin oft seitwärts angeordnet, d.h. ihre grössere Dimension senkrecht zur Längsachse der Röhre angeordnet ist. Diese beiden Faktoren verringern somit den seitlichen Halt der Komponenten in ihrer Röhre, so dass sie sich leicht schräg stellen können. Es kommt also relativ oft vor, dass eine elektronische Komponente genügend quer liegt, so dass ein Ihrer Winkeln gegen die Innenseite der Röhre klemmt, was auch die nachfolgenden Komponenten sperrt. In solchen Situationen wird das Problem nicht durch Anwendung einer zusätzlichen Kraft auf die Komponenten in Richtung des Röhrenausgangs gelöst. Die stecken gebliebene Komponente hat in der Tat die Tendenz, sich noch mehr in der Röhre einzuklemmen.
Die Extraktionsvorrichtungen aus dem Stand der Technik bieten üblicherweise keine automatische Lösung zu diesem Problem: Die teilweise geleerte Röhre wird aus der Vorrichtung aussortiert, die stecken gebliebene Komponente wird von Hand richtig gestellt und die Röhre wird auf die Vorrichtung wieder eingeführt. Dieses Verfahren bedeutet eine beachtliche Mehrarbeit, zusätzlich zur Tatsache, dass das Vorhandensein von stecken gebliebenen Komponenten nicht entdeckt werden kann, was das Risiko mit sich zieht, dass sie mit der als leer betrachteten Röhre weggeworfen werden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht das pneumatische System nicht nur, komprimierte Luft innerhalb der Kammer 36 einzuführen, sondern auch die dort vorhandene Luft abzusaugen, zum Beispiel durch die Leitung 39. Ein Tiefdruck wird somit innerhalb der Kammer 36 erzeugt und breitet sich in die Röhre 7 aus, was die sich darin befindenden elektronischen Komponenten 8 in Richtung der Zange 3 anzieht. Die Komponenten, beispielsweise die während der Extraktion stecken gebliebenen Komponenten, werden somit neu in Richtung der Zange 3 gerichtet. Indem kurze Zeitspannen von Absaugen mit schnellen Stössen komprimierter Luft abgewechselt werden, erzeugt das pneumatische System eine Hin- und Herbewegung der Komponenten 8 in der Röhre 7. Einige abwechselnde Bewegungen sind genügen gewöhnlich, um die meisten Sperrungsprobleme zu lösen, das Extraktionsverfahren kann dann fortgeführt werden und komprimierte Luft wird wieder durchgehend in die Kammer 36 eingeführt, bis alle Komponente vollständig extrahiert wurden.
Die erfinderische Extraktionsvorrichtung umfasst also vorzugsweise nicht dargestellte Kontrollmittel, beispielsweise optische Sensoren, um das Vorhandensein elektronischer Komponenten 8 in der Röhre 7 und die Verlegung von Komponenten von der Röhre 7 auf die lineare Förderanlage 5 zu erkennen. Die aus diesen Kontrollmitteln stammenden Informationen werden an das Steuersystem der Vorrichtung übermittelt. Wenn das Steuersystem die Information erhält, dass während einer Extraktionsphase elektronische Komponenten 8 noch in der Röhre vorhanden sind, obwohl keine Komponente von der Röhre 7 auf die lineare Förderanlage 5 verlegt wird, sendet das Steuersystem dem pneumatischen System den Befehl, eine Hin- und Herbewegung der Komponenten gemäss dem oben dargelegten Prinzip zu erzeugen, und dann in der Kammer 36 der für die Extraktion der Komponenten benötigte Druck wiederherzustellen. Wenn die Röhre entsperrt ist, d.h. wenn eine Verlegung der Komponenten von der Röhre 7 zur linearen Förderanlage 5 durch die Kontrollmittel erkannt wird, wird die normale Extraktion der Komponenten 8 fortgesetzt. Im umgekehrten Fall befiehlt das Kontrollsystem eine neue Serie von abwechselnden Bewegungen der Komponenten.
Gemäss einer Variante der Erfindung wird die Presse 4 auf einem nicht dargestellten Vibrationssystem, das direkt oder indirekt auf der Trägerplatte 10 befestigt wird. Die Röhre 7 ist dann vorzugsweise zwischen dem Schuh 41 der Presse 4 und einem nicht dargestellten zusätzlichen Schuh, ebenfalls mit dem Vibrationssystem befestigt, dessen obere Seite mehr oder weniger auf der gleichen Höhe als die obere Seite des Trägers 45 liegt. Das Vibrationssystem erlaubt es, die Extremität der Röhre 7 nahe der linearen Förderanlage 5 zu vibrieren, vorzugsweise schnell und mit einer kleinen Amplitude. Falls die elektronischen Komponenten 8 während der Extraktion geklemmt werden, wird vorzugsweise das Vibrationssystem parallel zu den Hin- und Herbewegungen der Komponenten 8 in der Röhre 7 in Gang gesetzt. Diese Vibrationsbewegungen der Extremität der Röhre 7 erlauben es insbesondere, die elektronischen Komponenten 8, die zwischen dem Ausgang der Röhre 7 und der Einfügung der linearen Förderanlage 5 eingeklemmt wären, zu lösen.
Gemäss dem in US 4 862 578 beschriebenen Stand der Technik, ist die Extraktionsvorrichtung besonders geeignet für die Extraktion von elektronischen Komponenten, die in Röhren abgepackt sind, deren Längsseiten auf der ganzen Länge geschlossen sind, wie zum Beispiel die Röhren 7 und 7', deren Profile in den 5 und 6 dargestellt sind. Da die geschlossene Röhre auf ihrer ganzen Länge luftdicht ist, breitet sich der innerhalb der Kammer 36 durch das pneumatische System erzeugte Überdruck und/oder Tiefdruck auf optimale Weise, was eine gute Kontrolle der Bewegung der zu extrahierenden elektronischen Komponenten ermöglicht.
Jedoch sind gewisse für die Abpackung der elektronischen Komponenten verwendete Röhren zumindest teilweise offen, d.h. ihr Profil ist auf mindestens einen Teil ihrer Länge unterbrochen. Die 7 stellt beispielsweise das Profil einer auf seiner oberen Seite offenen Röhre 7'' dar. Da diese Röhren nicht auf ihrer ganzen Länge luftdicht sind, breiten sich die durch das pneumatische System in der Kammer 36 der Zange 3 erzeugten Druckunterschiede nur bis zur ersten Seitenöffnung, die durch die entsprechenden Luftflüsse begegnet wird, effizient aus, was eine effiziente Kontrolle der Komponenten, die sich jenseits dieser Öffnung befinden, erschwert. Wenn dieser Mangel an Effizienz für die Bewegung der Komponenten in Richtung des Ausgangs der Röhre gegenüber der Zange 3 durch eine Erhöhung des in die Kammer 36 injizierten Luftdrucks kompensiert werden kann, ist er praktisch unmöglich zu kompensieren, falls die Komponenten durch Absaugen in Richtung der Zange 3 neu gerichtet werden müssen.
Die 8 und 9 stellen somit eine Ausführungsform der erfinderischen Vorrichtung dar, die für die Extraktion von elektronischen Komponenten, die in offenen Röhren, beispielsweise in einer auf ihrer oberen Seite offenen Röhre 7'', angepasst ist. Die Extraktionsvorrichtung umfasst dann mechanische Mittel, die mindestens einen Teil der Öffnung oder Öffnungen der Röhre zu schliessen vermögen, was Letzterer eine genügende Dichte gewährleistet, damit sich die sich darin befindenden elektronischen Komponenten effizient daraus extrahiert werden, gemäss dem Verfahren der Erfindung.
Ohne gegenteilige Angabe werden die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugsnummern auf die 1 bis 9 bezeichnet.
Gemäss der durch die 8 und 9 illustrierten Variante, umfassen die mechanischen Mittel, um die Röhre 7'' mindestens teilweise zu schliessen, vorzugsweise einen Deckel 46, der auf die Röhre 7'' platziert wird, wenn Letztere in Position auf dem Träger 45 für die Extraktion der Komponenten 8'', die sie enthält, liegt. Die Länge des Deckels 46 genügt vorzugsweise, um dien ganzen oberen Teil der Röhre 7'' zwischen dem Schuh 41 und der Zange 3 zu bedecken. Um die Dichtheit der Röhre 7'' noch weiter zu erhöhen, wird die Unterseite des Deckels 46 vorzugsweise mindestens teilweise mit einer Dichtung 47 aus einem flexiblen und luftdichten Material, beispielsweise aus Gummi, bedeckt. Die Dichtung 47 ist jedoch vorzugsweise genügend starr um zu vermeiden, dass sie in Kontakt mit den elektronischen Komponenten 8'' kommt, die sich in der Röhre 7'' befinden, wenn der Deckel 46 herabgesetzt wird, was ihrer Extraktion beeinträchtigen könnte.
Vorzugsweise ist der Deckel 46 motorisiert und seine Bewegungen werden durch das Steuersystem der Vorrichtung gesteuert. Der Deckel 46 wird beispielsweise senkrecht durch einen nicht dargestellten linearen Antrieb bewegt, z.B. durch einen Druckzylinder oder durch einen elektromagnetischen Antrieb, der ihn herabsetzt und mit einer vorbestimmten Kraft auf die Röhre 7'' drückt, wenn Letztere in Extraktionsposition auf dem Träger 45 liegt. Die Bewegungen des Deckels 46 werden vorzugsweise automatisiert und mit denen der Zange 3 und des Schuhs 41 koordiniert, so dass die drei Elemente gleichzeitig geschlossen und/oder auf die Röhre 7'' herabgesetzt werden, kurz bevor der Extraktion der Komponenten 8'', die nachher auf die oben beschriebene Weise durchgeführt und gesteuert wird.
Gemäss der hier oben als Beispiel beschriebenen Ausführungsform umfassen die mechanischen Mittel für die zumindest teilweise Schliessung der offenen Röhre 7'' einen zwischen der Zange 3 und dem Schuh 41 angebrachten Deckel 46. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass andere Formen von Deckeln, motorisiert oder nicht, im Rahmen der Erfindung möglich sind. Der Fachmann wird ebenfalls verstehen, dass die Dichtheit der offenen Röhre durch andere mechanische Mittel gewährleistet werden kann. Es ist zum Beispiel vorstellbar, den Schuh 41 so zu dimensionieren, dass er die oberen Seite der Röhre von der Zange 3 bis hin zu ihrer gegenüberliegenden Extremität deckt, die obere Backe 31 der Zange 3 so zu dimensionieren, dass sie die offene Röhre bis zum Schuh 41 bedeckt, oder diese beiden Elemente miteinander zu kombinieren.
Im Rahmen der Erfindung kann die Extraktionsvorrichtung ebenfalls angepasst werden für die Extraktion von elektronischen Komponenten aus auf ihrer unteren Seite offenen Röhren, beispielsweise indem der Träger 45 mindestens teilweise mit einem flexiblen und luftdichten Material bedeckt wird, auf welchem die offene Röhre während der Extraktion der Komponenten liegt, oder für auf den Seiten offenen Röhren, indem beispielsweise der Träger 45 so profiliert wird, dass die offene Röhre sich vollständig darin einführen lässt, oder indem spezifische, auf eine oder zwei Seiten der offenen Röhre senkrecht angebrachte Deckel verwendet werden. Jede Kombination der hier oben erwähnten Lösungen ist selbstverständlich im Rahmen der Erfindung vorstellbar, je nach Grösse und Anordnung der Öffnungen der zu verarbeitenden Röhren.
In den vorhergehenden Beispielen erlaubt die Extraktionsvorrichtung der Erfindung die Extraktion von elektronischen Komponenten aus einer Röhre. Der Fachmann wird leicht verstehen, dass es vorstellbar ist, die erfinderische Extraktionsvorrichtung anzupassen, damit sie gleichzeitig elektronische Komponenten aus mehreren Röhren parallel zu extrahieren kann. Die Vorrichtung wird dann mit mehreren Zangen 3 und mehreren Schuhen 41 versehen, um die gewünschte Anzahl Röhren zu halten. Es ist auch möglich, Zangen und Schuhe vorzusehen, die für das gleichzeitige Halten mehrerer Röhren geeignet sind. Die Zange besitzt dann entweder eine einzige Druckkammer, die mit allen Röhren, die sie einklemmt, dicht verbunden ist, oder mehrere Kammer, wobei jede jeweils mit einer einzigen Röhre verbunden ist, was eine bessere Kontrolle der Extraktion der elektronischen Komponenten aus jeder Röhre erlaubt.
Im Falle einer Extraktionsvorrichtung die eine Vielzahl Röhren parallel verarbeiten kann, ist die erfinderische Zufuhrvorrichtung auch für die Aufnahme von aus diesen Röhren extrahierten elektronischen Komponenten angepasst, um sie beispielsweise einer oder mehreren Verarbeitungslinien zur Verfügung zu stellen. Die Zufuhrvorrichtung wird dann mit einer entsprechenden Anzahl von parallelen linearen Förderanlagen oder mit einer einzigen Förderanlage, die mehrere Eingänge und einen einzigen Ausgangspunkt aufweist, ausgestattet.

Claims

Verfahren zur Extraktion von elektronischen Komponenten (8, 8', 8''), die in einer geradlinigen Röhre (7, 7', 7'') abgepackt sind, welche ihren Transport erleichtert, wobei die besagten elektronischen Komponenten (8, 8', 8'') aus der besagten Röhre (7, 7', 7'') extrahiert werden, indem ein Überdruck an einer der Extremitäten der besagten Röhre (7, 7', 7'') mittels pneumatischer Mittel erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Röhre (7'') mindestens eine Öffnung auf ihrer Länge aufweist, und dass das besagte Verfahren einen Schritt umfasst, bei dem die besagte mindestens eine Öffnung mittels mechanischer Schliessmittel (46, 47) mindestens teilweise geschlossen wird, um der Röhre eine genügende Dichtheit für die Extraktion der sich darin befindenden elektronischen Komponente zu gewährleisten.
Verfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, mit einem Schritt, bei dem die besagte eine der Extremitäten der besagten Röhre (7, 7', 7'') an den besagten pneumatischen Mitteln dicht verbunden wird.
Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Schritt, bei dem ein Unterdruck an der besagten einen der Extremitäten der besagten Röhre (7, 7', 7'') erzeugt wird, um die Verkehrsrichtung der besagten elektronischen Komponente (8, 8', 8'') in der besagten Röhre (7, 7', 7'') umzukehren.
Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die korrekte Extraktion der besagten Komponenten automatisch kontrolliert wird.
Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die korrekte Extraktion der besagten Komponenten durch optische Detektoren kontrolliert wird.
Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Schritt, bei dem ein Unterdruck an der besagten Extremität der Röhre und/oder, im Falle einer inkorrekten Extraktion der besagten Komponenten (8), ein Vibrieren an der anderen Extremität der Röhre erzeugt werden.
Verfahren gemäss Anspruch 1, wobei der besagte Schliessungsschritt das Bedecken der besagten oberen Fläche durch einen Deckel (46) umfasst.
Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, mit der gleichzeitigen Extraktion von elektronischen Komponenten (8, 8', 8'') aus einer Mehrzahl von Röhren (7, 7', 7'').
Vorrichtung zur Extraktion von elektronischen Komponenten (8, 8', 8''), die in einer geradlinigen Röhre (7, 7', 7'') abgepackt sind, welche ihren Transport erleichtert, mit einem pneumatischen System, das einen Überdruck an einer der Extremitäten der besagten Röhre (7, 7', 7'') zu erzeugen vermag, zur Extraktion der besagten elektronischen Komponenten (8, 8', 8'') aus der besagten Röhre (7, 7' 7''), gekennzeichnet, dass die besagte Röhre (7'') mindestens eine Öffnung auf ihrer oberen Fläche aufweist, und dass die besagte Vorrichtung mechanische Schliessmittel (46, 47) aufweist, die es erlauben, die mindestens eine Öffnung mindestens teilweise zu schliessen, um der Röhre eine genügende Dichtheit für die Extraktion der sich darin befinden elektronischen Komponente zu gewährleisten.
Extraktionsvorrichtung gemäss Anspruch 9, wobei das besagte pneumatische System Mittel aufweist, um die besagte einer der Extremitäten der besagten Röhre (7, 7', 7'') mit dem besagten pneumatischen System dicht zu verbinden.
Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das besagte pneumatische System es erlaubt, einen Unterdruck an der besagten einen der Extremitäten der besagten Röhre (7, 7', 7'') zu erzeugen, um die Verkehrsrichtung der besagten elektronischen Komponenten (8, 8', 8'') in der besagten Röhre (7, 7', 7'') umzukehren.
Extraktionsvorrichtung gemäss Anspruch 10, wobei die besagten Verbindungsmittel eine Zange (3) aufweisen, um die besagte eine der Extremitäten einzuklemmen.
Extraktionsvorrichtung gemäss dem vorhergehenden Anspruch, wobei die besagte Zange (3) ein kompressibles und verformbares Material (35) aufweist, um sich an das Aussenprofil der besagten Röhre (7, 7', 7'') anzupassen, wenn die besagte Zange (3) die besagte eine der Extremitäten einklemmt.
Extraktionsvorrichtung gemäss dem vorhergehenden Anspruch, wobei das besagte kompressible und verformbare Material (35) ein Dichtungsschaum ist.
Extraktionsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die besagte Zange (3) eine Kammer (36) bildet, die mit dem besagten pneumatischen System verbunden ist und mit der besagten einen der Extremitäten dicht verbunden ist, wenn die besagte Zange (3) die besagte eine der Extremitäten einklemmt.
Extraktionsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die besagte Zange (3) zwei Klemmbacken (31, 32) aufweist.
Extraktionsvorrichtung gemäss dem vorhergehenden Anspruch, wobei die besagten zwei Klemmbacken (31, 32) mit einem kompressiblen und verformbaren Material (35) gepolstert sind.
Extraktionsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei das besagte pneumatische System so angeordnet ist, dass eine Hin- und Herbewegung der besagten elektronischen Komponenten (8, 8', 8'') in der besagten Röhre (7, 7', 7'') erzeugt wird.
Extraktionsvorrichtung gemäss dem vorhergehenden Anspruch, wobei das besagte pneumatische System einen Unterdruck an einer der Extremitäten der besagten Röhre (7, 7', 7'') zu erzeugen vermag.
Extraktionsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis 19, mit Kontrollmitteln zur automatischen Kontrolle der Extraktion der besagten elektronischen Komponenten (8, 8', 8'') aus der besagten Röhre (7, 7', 7'').
Extraktionsvorrichtung gemäss dem vorhergehenden Anspruch, wobei die besagten Kontrollmittel mindestens einen optischen Detektor aufweisen.
Extraktionsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis 21, mit einem Kontrollsystem zur Steuerung und/oder Kontrolle des Betriebs der besagten Extraktionsvorrichtung.
Extraktionsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis 22, für die gleichzeitige Extraktion von elektronischen Komponenten (8, 8', 8'') aus einer Mehrzahl von Röhren (7, 7', 7'').
Extraktionsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis 23, wobei die besagten mechanischen Mittel einen motorisierten Deckel aufweisen.
Extraktionsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis 24, wobei die besagten mechanischen Mittel einen Deckel aufweisen, dessen untere Fläche mindestens teilweise durch eine Dichtung (47) aus einem flexiblen, luftdichten Material bedeckt ist.
Vorrichtung für das Zuführen von elektronischen Komponenten (8, 8', 8'') in einer Verarbeitungslinie (9), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Extraktionsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 9 bis 23 umfasst.
Zuführvorrichtung gemäss dem vorhergehenden Anspruch, mit einem Förderer (5) zum Transportieren der besagten, aus den besagten Röhren (7, 7', 7'') extrahierten elektronischen Komponenten (8) zur besagten Verarbeitungslinie (9).
Zuführvorrichtung gemäss dem vorhergehenden Anspruch, wobei der besagte Förderer (5) ein Linearförderer ist.
Zuführvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 26 bis 28, mit einem Behälter zur Lagerung der Röhren (7, 7', 7''), welche elektronische Komponenten (8, 8', 8'') beinhalten.
Zuführvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 26 bis 29, die auf einer Trägerplatte (10) angeordnet ist, damit sie in einer Komponentenbearbeitungslinie (9) modular integriert werden kann.