JP2005534165A - 構成素子ベルト・搬送ホイール、構成素子ベルト・搬送システムおよび、構成素子ベルト・搬送システムを運転する方法 - Google Patents

Abstract

本発明によれば、構成素子ベルト・搬送ホイール（１）と、構成素子ベルト・搬送システムと、構成素子ベルト・搬送システムを運転する方法とが提供される。この場合、前記搬送ホイール（１）と、該搬送ホイール（１）に配置された、センサに対する相対位置が求められ得るようになっているエンコーダホイール（１４）との間には、剛性的な連結部が存在する。構成素子ベルトを移動させる前記搬送ホイールと、該搬送ホイール（１）の位置を検出するためのセンサおよびエンコーダホイールから成る検出システムとの間の剛性的な連結によって、前記搬送ホイール（１）の位置を、常時、極めて高い精度で検出することが可能になる。構成素子ベルト・搬送システムのスイッチオフ後にも、前記搬送ホイール（１）の絶対位置の決定が可能である。なぜならば、エンコーダホイール（１４）の、２つのエンコーダエレメント（１５）の間の間隔は、前記搬送ホイール（１）の駆動装置および／または所属の伝動装置によって場合によっては生ぜしめられる遊びよりも小さいからである。

Description

本発明は、構成素子ベルト・搬送ホイールと、構成素子ベルト・搬送システムと、構成素子ベルト・搬送システムを運転する方法とに関する。この場合、構成素子ベルト・搬送ホイールは、ディスク状の内側ボディを有しており、該内側ボディからは、複数の搬送ピンがそれぞれ半径方向に延びており、該搬送ピンは、構成素子ベルトの搬送に際して、該構成素子ベルトの搬送開口内に係合することができるようになっている。

構成素子ベルトは、今日、構成素子の最も重要な実装形式である。構成素子のベルトは、多数の個数を伴う製作と、頻繁な組換えを必要とする小さいロットサイズとに適している。構成素子ベルトは供給モジュールによって、例えばＳＭＤ構成素子を装着するための装着装置に提供される。この場合、供給モジュールは、構成素子をベルトから支障なく提供するために働くという任務を有している。この場合、構成素子ベルトはロールから供給モジュール内に走入し、しかもカバーテープがベルトから引き剥がされる。これにより、構成素子はピックアップ位置で、装着ヘッドによって例えば上方へ取り出されることができる。

構成素子ベルトは、従来形式では、固定的なベルトステップ幅（Gurtschrittweiten）を有している。すなわち、例えば１ｍｍ、２ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍ等々の予め規定された間隔で、それぞれ１つの構成素子が構成素子ベルトに取り付けられていて、例えば構成素子ベルトのポケット内に挿入されていて、カバーテープによって脱落を防止されている。

迅速な供給を保証するために、従来式の供給モジュールによって構成素子ベルトはカバーシートの引離し下で高速で連続して、それぞれ１つの固定的なベルトステップ幅だけさらに搬送され、これにより、すぐ次の構成素子がピックアップ位置に提供される。このために、例えばシーケンシャルな機械式の駆動装置が使用される。この駆動装置は、例えばヨーロッパ特許９６７８５１号明細書に記載されているように、ピンホイールをそれぞれ１つのベルトステップ幅だけさらに搬送するものである。

しかしながら、機械的に予め規定された固定的なベルトステップ幅のための供給モジュールは、一方では、唯一のステップ幅のベルトしか使用されることができず、他方では、ベルトが常時、予め規定された長さだけさらに搬送されるので、ピックアップ位置の修正が可能ではないという欠点を有している。しかも、特に極めて小さい構成素子の場合、ベルトポケット内の構成素子の位置偏差を補償できるようにするために、ピックアップ位置を変更することができる必要がある。さらに、供給モジュールの使用可能性の、より大きい多様性のためには、種々異なるベルトステップ幅を備えたベルトを、 唯一のベルト供給モジュールで処理し得ることが必要である。

したがって本発明の課題は、ピックアップ位置の修正と種々異なるベルトステップ幅の構成素子ベルトの使用とが可能である、構成素子ベルト・搬送ホイールと、構成素子ベルト・搬送システムと、構成素子ベルト・搬送システムを運転する方法とを提供することである。

この課題は本発明によれば、請求項１の特徴部に記載したように構成された構成素子ベルト・搬送ホイールと、請求項１１の特徴部に記載したように構成された構成素子ベルト・搬送システムと、請求項１４に記載したように構成された、構成素子ベルト・搬送システムを運転する方法とによって解決される。

本発明の有利な実施態様は、従属請求項で請求されている。

本発明による構成素子ベルト・搬送ホイールは、公知先行技術に比べて多くの利点を有している。例えば、搬送ホイールにおいて一体的にエンコーダホイールが設けられており、このエンコーダホイールは、搬送ホイールの位置を決定するために働く。このエンコーダホイールは例えば永久磁石によって構成されている。この結果、エンコーダホイールもしくは搬送ホイールの位置と、エンコーダホイールを検出するセンサとの間の一義的な配属関係が得られる。したがって、例えば構成素子のための供給モジュール内で使用されることができる構成素子ベルト・搬送ホイールの停止後も、常時、構成素子ベルト・搬送ホイールの実際の位置が求められることができる。この位置情報は、例えば、装着したい構成素子のピックアップ位置を正確に決定するために使用されることができる。

エンコーダホイールは、例えば、インクリメンタル型の距離検出器をセンサと共同で形成するのに適している。この距離検出器は永久磁石を有していてよい。この永久磁石の極は、構成素子ベルト・搬送ホイールの半径方向に延びていて、周方向に交互の極性でエンコーダホイールに形成されている。これにより、センサを用いて、センサに対するエンコーダホイールの相対位置からサインおよびコサイン信号を検出すること、およびこれに基づいて、センサに対して相対的な搬送ホイールの絶対位置を決定することが可能になる。

エンコーダホイールを磁化可能な薄い層として形成することまたは磁化可能な材料を使用することが、可能である。この材料は例えば射出成形材料であってよく、しかもこの射出材料からエンコーダホイールの極が歯状に形成されている。しかしながら、磁気的なコーディング部とは別のコーディング部、例えば伝導性の、光学的なコーディング部等々をエンコーダホイールに設けることも可能である。

搬送ホイールはマークを有していてよく、このマークによって搬送ホイールのゼロ位置が決定されることができる。前記マークは、例えば、光学的なマークおよび／または伝導性のマークおよび／または磁気的なマークとして形成されていてよく、搬送ホイールの任意の箇所に配置されていてよい。エンコーダホイールを検出するセンサであってもよいセンサを、前記マークが通過走行する際、所定の信号が発生可能である。この信号は、搬送ホイールがそのゼロ位置または初期位置にあることを表示する。

エンコーダホイールと搬送ホイールとの間の、本発明による堅固な機械的連結によって、制限的な固定的なベルトステップ幅なしの構成素子・ベルトを任意に位置決めすることが可能になる。直接に構成素子ベルト・駆動装置の駆動で構成素子ベルトの位置が検出されるので、高い精度が可能である。任意のベルトステップ幅が調節されることができる。位置決め精度を悪化させる恐れのある遊びまたは非直線性のような伝動誤差に基づく、場合によってはあり得る不正確さは、排除されている。さらに高い位置決め精度を達成するためには、搬送ピンがプラスチックコーティングを備えていてよい。このプラスチックコーティングによって、構成素子ベルトの搬送開口の変形がより僅かになり、ひいては精度が改善される。

本発明による構成素子ベルト・搬送システムでは、本発明による構成素子ベルト・搬送ホイールのほかに、さらに、構成素子ベルトを搬送ホイールに対して相対的に案内する案内エレメントと、センサと、エンコーダホイールと、構成素子ベルト・搬送ホイールをその回転軸線を中心として運動させるための駆動装置とが設けられており、前記センサは、センサ自身に対して相対的な前記エンコーダホイールの相対位置を検出するためのものである。この場合、エンコーダホイールと協働するセンサの角度分解（Winkelaufloesung）は、駆動装置および／または該駆動装置に設けられた伝動装置によって場合によっては生ぜしめられる搬送ホイールの角度遊びよりも精細に選択されている。伝動装置は、例えば、ウォームホイールが搬送ホイールに設けられているウォーム伝動装置である。より精細な分解とは、本発明による意味では、より高度の分解（より高い分解度もしくは分解能）のことである。したがって、エンコーダホイール／センサ・システムの分解度は、駆動装置の、存在し得る角度誤差よりも高い。これにより、この角度誤差の範囲内でも、絶対位置が一義的に決定可能になる。

エンコーダホイールと協働するセンサの角度分解は、駆動装置の、場合によっては生じる角度遊びよりも精細であるので、構成素子ベルト・搬送システムのスイッチオフ後にも、搬送ホイールの絶対位置を常時確認することが可能である。なぜならば、例えばセンサのサインおよびコサイン信号から、２つのエンコーダエレメントの間で搬送ホイールの絶対位置が求められることができるからである。

特に、本発明による構成素子ベルト・搬送ホイールの前記特性は、自縛式の伝動装置と併用されることができる。例えば、自縛式の伝動装置として、ウォーム伝動装置が使用されることができる。この伝動装置は、それ自身に駆動エネルギが供給されない限りは自縛式である。この結果、構成素子ベルト・搬送システムのスイッチオフ中、搬送ホイールの位置は、伝動装置遊びによって予め規定された運動範囲内でしか変化させられることができない。センサの角度分解度が次のように選択される場合、すなわち、伝動装置遊びに相当する角度差の範囲内で多数の角度・インクリメントが分解されることができるように選択される場合、スイッチオフ後も、搬送ホイールの位置を一義的に決定することが可能である。２つのエンコーダ・エレメントの間の間隔、例えば磁極間の間隔は、エンコーダ・周期とも称される。このエンコーダ・周期は、本発明によれば伝動装置遊びに相当するかまたはこの伝動装置遊びよりも僅かである。センサの初期信号としてサインおよびコサイン・信号が出力されることができるので、センサに対するエンコーダの相対位置が、例えばアークタンジェント・関数を介して補間されることができる。したがって、エンコーダ周期の範囲内で、極めて高い分解度が実現されることができる。例えば、０．６ｍｍの伝動装置遊びの範囲内では、エンコーダ・周期として、２５６の角度・インクリメントが補間されることができる。したがって、分解度は０．６ｍｍ：２５６である。このことによって、スイッチオフ中に搬送ホイールが被った位置・差が±半エンコーダ周期（２分の１のエンコーダ周期）よりも小さい、例えば先述の例のエンコーダホイールにおける±０．３ｍｍよりも小さい範囲内で、スイッチオフ後も搬送ホイールの一義的な位置決めが可能になる。

付加的に制御装置が設けられていてよく、該制御装置によって、駆動装置およびセンサと共同で、閉じた制御ループが形成されている。これにより、予め規定されたベルトステップ幅もしくは構成素子ベルトのピックアップ位置用の位置の常時正確な遵守が、保証されている。

構成素子ベルト・搬送システムのスイッチオフ後も搬送ホイールの位置をさらに良好に配属することを可能にするために、制御装置はデータ記憶装置を有していてよく、該データ記憶装置内にデータが、エンコーダホイールに対する搬送ホイールの搬送ピンの幾何学的な配属関係を介して格納されている。この場合、各エンコーダエレメント、例えば１つの磁極のために、各搬送ピンまたは少なくとも幾つかの搬送ピンに対して、正確な幾何学的配属関係が例えばデカルト座標または極座標として確定される。この値は、構成素子ベルト・搬送ホイールおよび／または構成素子ベルト・搬送システムの製作時に場合によっては生じる偏差を構成素子ベルト・搬送システムの運転のためにゼロに補償する目的で、使用されることができる。これにより、所望のベルトステップ幅と構成素子の所望のピックアップ位置との遵守に際して、極端に高い精度が達成される。

構成素子ベルト・搬送システムにおける搬送ホイールの絶対位置を決定するために、一つには、隣り合った２つのエンコーダエレメントの角度間隔の一部が、検出するセンサに対するエンコーダエレメントの位置から求められる。例えば、センサはサインおよびコサイン信号を供給することができる。この信号に基づいて、隣り合った２つのエンコーダエレメント例えば磁極の間隔の範囲内でも、絶対的な位置が例えばアークタンジェント形成によって求められることができる。さらに、それぞれ隣り合った２つのエンコーダエレメントの角度間隔の整数である数を表示するカウント値を検出することが、必要である。これらの両情報の関連付けによって、常時、搬送ホイールの絶対位置の決定が可能になる。角度間隔の数の整数である値が前もって記憶させられる場合、スイッチオフ後も絶対位置は正確に算出されることができる。例えば、構成素子ベルト・搬送システム内に存在する残留エネルギによって、前記整数の値は、例えばＥＥＰＲＯＭのような不揮発性の記憶装置内に書き込まれることができる。

さらに、各隣り合ったエンコーダエレメントに対する搬送ホイールの各搬送ピンの幾何学的な配属関係における不規則性は、この不規則性を運転に際してゼロに修正できるようにするために、検出されることができる。求められた不規則性は、例えば、不揮発性の記憶装置内に記憶させられることができる。不規則性を一度だけ、構成素子ベルト・搬送システムの運転開始前に求めること、およびこの不規則性を前記構成素子ベルト・搬送システムの制御装置内または前記構成素子ベルト・搬送システムに接続された制御計算器内に固定的に記憶させることで、十分である。

以下に、本発明を図面につき詳しく説明する。

図１には、本発明による構成素子ベルト・搬送ホイールの概略的な平面図が示されている。搬送ホイール１は、ほぼディスク状のボディ１２を有している。このボディ１２は複数の搬送ピン１３を備えている。これらの搬送ピン１３はそれぞれ半径方向に延びるように配置されている。搬送ピン１３は、構成素子ベルトの搬送に際して構成素子ベルトの並進を可能にするために、構成素子ベルトの搬送開口内に係合するのに適している。前記並進は搬送ホイールの回転によって生ぜしめられる。

ディスク状のボディ１２には、例えばリング状の凹部内に、エンコーダホイール１４が設けられている。このエンコーダホイール１４はボディ１２に堅固に連結されている。これにより、エンコーダホイール１４のエンコーダエレメントに対する搬送ピン１３の一義的な配属が可能になる。本発明による構成素子ベルト・搬送ホイール１が、エンコーダホイール１４のエンコーダエレメントを検出することができるセンサ１６の傍らを通過案内される場合、センサ１６との協働で、例えばセンサ１６の位置のような定置の基準点に対するエンコーダホイール１４の位置およびひいては搬送ホイール１の位置が、一義的に求められることができる。

所定のマーク１８が例えばボディ１２内に形成されていてよい。図１には、開口として形成されたマーク１８が示されている。このマーク１８がセンサ１６の別の検出ユニットの傍らを通過案内される場合、搬送ホイール１のゼロ状態またはゼロ位置がとられていることを表示する信号が出力されることができる。前記ゼロ状態またはゼロ位置を起点として、エンコーダホイール１４の、センサ１６の傍らを通過移動させられたエンコーダエレメントのカウントによって、どのような角度値だけ搬送ホイール１が運動させられたかが確認されることができる。

搬送方向も、エンコーダホイール１４のエンコーダエレメントの検出によって読み出されることができる。例えば、磁気的に働くエンコーダホイール１４の使用時には、極の構成、例えば極側面の形状の構成によって、搬送ホイール１の回転方向が、センサ１６の信号の異なる立上り・立下り形状から求められることができる。

図１ａには、搬送ホイール１の概略図の、切断線Ｓに沿った断面図が示されている。図１ａに示されているように、ディスク状のボディ１２の凹部１２ａ内には、エンコーダホイール１４が配置されている。エンコーダホイール１４は複数のエンコーダエレメント１５を有している。このエンコーダエレメント１５は、図１ａによれば、射出成形材料からなる磁化可能なエンコーダホイール１４のほぼ歯状の極として示されている。しかしながら、エンコーダホイール１４を磁化可能な薄い層として形成し、この層内にエンコーダエレメントが磁化された領域として形成されているようにすることも、可能である。

光学的および／または伝導性のエンコーダエレメントをエンコーダホイール１４のために使用することも、可能である。

図２には、構成素子ベルト・搬送システムを運転する、本発明による方法の概略的な流れ図が示されている。図２に示されているように、本発明による方法は、原則的に３つの区分Ａ、ＢおよびＣに分割されることができる。この場合、ＡおよびＢは、構成素子ベルト・搬送システムの運転前もしくは運転後にオプションで実施されることができる区分を形成している。符号Ｃは、本発明による搬送ホイール１の絶対位置をステップＳ２〜Ｓ４によって実際に検出する区分を示す。

したがって、本発明による方法は開始ステップで開始される。開始ステップでは、ステップＳ１で搬送ホイール１のゼロ位置の検出が行われる。このために、搬送ホイール１は駆動装置（図示せず）によって、マーク１８がセンサ１６によって検出されることができるまで回動させられる。この位置を起点として、エンコーダホイール１４の、センサ１６の傍らを通過案内されたエンコーダエレメント１５のカウントによって、センサ１６に対する搬送ホイール１の相対回動の角度値が検出されることができる。しかしながら、ステップ１におけるゼロ位置の検出は、どうしても必要であるというわけではない。ステップ２ではセンサ１６の信号が検出される。検出された信号はステップＳ３で評価される。このことは、例えば、センサ１６の傍らを通過移動させられたエンコーダエレメント１５の数がカウントされるかもしくはカウント機構内に格納されることによって、行われることができる。エンコーダホイール１４の連続する２つのエンコーダエレメント１５の間の範囲が、例えばサインおよびコサイン信号として得られるセンサ信号の、例えばアークタンジェント関数のような三角関数を用いた評価によって、得られることもできる。

ステップＳ４では、求められた角度値と求められた回転方向とが、例えば、構成素子ベルト・搬送システムのための制御装置に出力される。運転を続行したい場合、このことはステップＶ１におけるイエス（Ｊ）によって決定され、ステップＳ２の手前へのリターンが行われる。この場所で、本発明による方法は区分Ｃに従って、図２に示されているように繰り返される。決定ステップＶ１におけるノー（Ｎ）の場合、ステップＳ５で、センサ１６の傍らを通過移動させられたエンコーダエレメント１５の数の記憶（保存）が行われることができるか、または直接的に、本発明による方法の終了が行われる。

本発明による構成素子ベルト・搬送ホイールの有利な実施形態の平面図である。

図１に示した搬送ホイール１の切断線Ｓに沿った断面図である。

構成素子ベルト・搬送システムを運転する、本発明による方法の概略的な流れ図である。

Claims (18)

1. 構成素子ベルト・搬送ホイール（１）であって、ディスク状のボディ（１２）が設けられており、該ボディ（１２）から、複数の搬送ピン（１３）がそれぞれ半径方向に延びており、該搬送ピンが、構成素子ベルトの搬送に際して、該構成素子ベルトの搬送開口内に係合し得るようになっている形式のものにおいて、
   ボディ（１２）にエンコーダホイール（１４）が設けられており、該エンコーダホイール（１４）によって、エンコーダホイール（１４）の位置を検出するセンサ（１６）との協働で、当該搬送ホイール（１）の位置が一義的に求められ得るようになっていることを特徴とする、構成素子ベルト・搬送ホイール。
2. エンコーダホイール（１４）が、センサ（１６）と共同で、インクリメンタル型の角度検出器を形成している、請求項１記載の構成素子ベルト・搬送ホイール。
3. エンコーダホイール（１４）が永久磁石を有しており、該永久磁石の極（１５）が、当該構成素子ベルト・搬送ホイール（１）の半径方向に延びていて、周方向に交互の極性でエンコーダホイール（１４）に形成されている、請求項１または２記載の構成素子ベルト・搬送ホイール。
4. エンコーダホイール（１４）が、磁化可能な薄い層を有しており、該層内に極が形成されている、請求項３記載の構成素子ベルト・搬送ホイール。
5. エンコーダホイール（１４）が、磁化可能な材料、特に射出成形材料を有しており、該材料から、エンコーダホイール（１４）の極（１５）が歯状に形成されている、請求項３記載の構成素子ベルト・搬送ホイール。
6. 当該搬送ホイール（１）がマーク（１８）を備えており、該マーク（１８）が、ゼロ位置の決定のために使用可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の構成素子ベルト・搬送ホイール。
7. マーク（１８）が、当該搬送ホイール（１）において形成された開口であり、該開口が、エンコーダホイール（１４）の近くに配置されている、請求項６記載の構成素子ベルト・搬送ホイール。
8. 付加的に、当該搬送ホイール（１）を駆動するための連結エレメントが設けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の構成素子ベルト・搬送ホイール。
9. 連結エレメントがウォームホイールである、請求項８記載の構成素子ベルト・搬送ホイール。
10. 少なくとも搬送ピン（１３）が、プラスチックコーティングを有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の構成素子ベルト・搬送ホイール。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項記載の構成素子ベルト・搬送ホイール（１）と、構成素子ベルトを搬送ホイールに対して相対的に案内する案内エレメントと、センサ（１６）と、エンコーダホイール（１４）と、構成素子ベルト・搬送ホイール（１）をその回転軸線を中心として運動させるための駆動装置と、該駆動装置に結合された、駆動力を構成素子ベルト・搬送ホイール（１）に伝達するための伝動装置とを用いた構成素子ベルト・搬送システムにおいて、前記センサ（１６）が、センサ（１６）自身に対して相対的な前記エンコーダホイール（１４）の相対位置を検出するためのものであり、エンコーダホイール（１４）と協働するセンサ（１６）の角度分解が、駆動装置および／または伝動装置によって生ぜしめられる前記搬送ホイール（１）の角度遊びよりも精細であることを特徴とする、構成素子ベルト・搬送システム。
12. 付加的に制御装置が用いられ、該制御装置によって、駆動装置およびセンサ（１６）と共同で、閉じた制御ループが形成されている、請求項１１記載の構成素子ベルト・搬送システム。
13. 制御装置がデータ記憶装置を有しており、該データ記憶装置内にデータが、エンコーダホイール（１４）に対する搬送ピン（１３）の幾何学的な配属関係を介して格納されている、請求項１２記載の構成素子ベルト・搬送システム。
14. 請求項１１から１３までのいずれか１項記載の構成素子ベルト・搬送システムを運転する方法において、
    ・センサ（１６）に対するエンコーダエレメントの相対位置に基づいて、隣り合った２つのエンコーダエレメント（１５）の角度間隔の一部を決定することによって、かつ
    ・隣り合った２つのエンコーダエレメントの角度間隔の整数である数のカウント値を検出することによって、
    搬送ピンの角度位置を求めることを特徴とする、構成素子ベルト・搬送システムを運転する方法。
15. 不規則性を求めるために、まず、各隣り合ったエンコーダエレメント（１５）に対する搬送ピン（１３）の幾何学的な配属関係を検出する、請求項１４記載の方法。
16. 求められた不規則性を記憶させる、請求項１５記載の方法。
17. 求められた不規則性を、搬送ピン（１３）の角度位置を求める際に考慮に入れる、請求項１６記載の方法。
18. 隣り合った２つのエンコーダエレメント（１５）の角度間隔の、最後に求められた整数である数を、構成素子ベルト・搬送システムの運転を終了する前に記憶させる、請求項１４から１７までのいずれか１項記載の方法。

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