用于印刷电路板的自动装备机的元件拾取单元的定位装置制造方法及图纸

用于拾取元件（８）的吸移管（５）的旋转定位是借助一个增量轴编码器系统进行的，该增量轴编码器系统主要由一个位置固定的读出头和一个可转动的扇形盘（９）组成，该扇形盘具有一个增量磁道（１０）用于测量为了精细定位所经过的旋转角和两个位于扇形盘（９）的对置四分之一圆（１１ａ，１１ｃ）内的实心磁道（１２ａ，１２ｂ）之一用于将吸移管（５）快速移到一个输出位置以便拾取一个元件（８）。根据本发明专利技术，扇形盘（９）除了实心磁道（１２ａ，１２ｂ）还有一个附加的标记（１３ａ；１３ｂ’，１３ｂ”；１３ｃ），以便借助增量轴编码器系统保证吸移管（５）相对输出位置的可再现的角度取向。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于印刷电路板的自动装备机的元件拾取单元的定位装置，其中用于拾取元件的吸移管的旋转定位是借助一个增量轴编码器系统进行的，该增量轴编码器系统主要由一个位置固定的读出头和一个可转动的扇形盘组成，该扇形盘具有一个增量磁道用于测量为了精细定位所经过的旋转角和两个位于扇形盘的对置四分之一圆内的实心磁道之一用于将吸移管快速移到一个输出位置以便拾取一个元件。众所周知，在这里感兴趣的自动装备机类型中，输送电子元件是借助一个元件拾取单元进行的，该元件拾取单元借助至少一个通过一个空心轴可移动的吸移管将元件从一个元件存储单元送到一个待装配的印刷电路板。元件拾取单元包括例如一个6或12段转塔头，该转塔头具有水平转轴，安装在一个带有线性电动机的门式轴线系统(Protalachsensystem)上，以便按照“集中放置原则(Collect&Place-Prinzip)”进行印刷电路板装配。此外还已知按照“夹入原则(Pick&Place-Prinzip)”工作的元件拾取单元，其通常用于装配较大的元件。在这类装置中，吸移管的旋转定位是借助一个增量轴编码器系统进行的。相应的扇形盘具有一个增量磁道，通过该磁道借助一个编码器可获得经过的角度增量。该磁道信息用于增量定位。此外，设有一个内部的位于扇形盘的相对四分之一圆内的实心磁道，即还存在另外两个相对的各为90°的圆弧段。这两个圆弧段用于快速地将吸移管旋转到理想的输出位置以取出元件。由于实心磁道的这种布置，吸移管的取出取向可以在+/-180°角度范围内变化，因为只定义了0°到180°的范围，所以剩余的180°到360°范围又翻译为0°到180°范围。在轴对称的吸移管和理想对齐的空心轴中，这种位置翻译是可接受的，并且由于信号处理技术原因可以特别迅速地旋转吸移管。随着元件的越来越小型化，元件拾取单元的元件尺寸误差就越来越受到重视。尤其是在从元件存储单元中取出一个小的元件时(例如GF 0201)，吸移管必须相对该小的元件精确定位。实践表明，随着元件的不断小型化，吸移管部位的位置精确性和尺寸精确性的偏差会导致取出时出错率升高。因此在吸移管和空心轴之间的轴对称中会出现具体偏差，例如由于空心轴弯曲、未紧密配合的吸移管或者由于吸移管等的制造误差等。也不能排除扇形盘有轻微的弯曲。所有原因的结果是，下一个的轴线和光学转轴相互分离，当吸移管的角度取向在+/-180°变化时，就不能再可靠地拾取小的元件了。从WO 99/49713已知确定元件相对元件拾取单元吸移管的位置的一种方法和一种装置。但这里是借助一个光学传感器及一个光源只在取出元件之后确定元件是否存在于吸移管上，从而能够识别错误完成的拾取。相反，本专利技术的任务是提供一种确定元件拾取单元的吸移管的位置的装置，其在取出元件时已经能够可再现地角度取向，从而能够精确定位吸移管。该任务从权利要求1的前序部分所述装置出发结合权利要求1特征部分的特征来解决。后面的从属权利要求描述了本专利技术的优选改进方案。本专利技术包括了下述技术教导扇形盘除了实心磁道外还有一个附加的标记，以便借助增量轴编码器系统保证吸移管相对输出位置的可再现角度取向从而拾取元件。优点尤其在于，通过附加的标记以简单方式获得的附加信息用于吸移管的单一定位。而且，在快速移到吸移管的输出位置时，可以有0°到360°整个范围内的不同角度位置。由此获得的可再现的吸移管取出取向在行为过程中在吸移管部位可以考虑位置精确性偏差和尺寸精确性偏差，从而可实现尤其是取出一个小元件时非常小的出错率。根据本专利技术，在扇形盘上的附加标记可以有三种优选实施形式。因此可以想到设计在两个实心磁道旁有一定径向间距的第三种磁道形式的附加标记，该磁道在一个相邻于两个相对四分之一圆的四分之一圆内延伸。该磁道例如可以是圆弧形的粗线或者也可以占据整个扇形。但是由于为了保证可再现的角度取向只需要在一个相邻四分之一圆的边界部位的信号，所以附加的标记只要是在两个实心磁道旁以一定径向间距延伸的、分别只在相邻于两个相对四分之一圆的四分之一圆的边界部位延伸的两个磁道部分就足够了。该磁道部分可以是虚线的、点状的、椭圆形的或其它合适形式的。在两个上述实施形式中，附加的标记由于与实心磁道有径向间距而可以被信号处理衰减，从而操作不仅可以带有可再现的角度取向也可以不带。由于在元件较大时吸移管部位的位置精确度偏差和尺寸精确度偏差程度不象小元件时那样关键，因此这里也可以选择没有可再现角度取向地较快操作。按照最后一种优选实施形式，附加的标记也可以设计成将两个实心磁道通过一个相邻的四分之一圆相连的一个磁道部分。这样就产生了一个270°的连贯的磁道或者反过来看是90°的连贯磁道。这里，尽管角度取向信息由于与两个相对实心磁道之间没有径向间距而不会被衰减，但通过这种变型由于添加第三个磁道传感器仍然不需要改变读出头，因此已有的元件拾取单元不用在可再现角度取向方面花太多费用，通过简单的转换信号处理软件即可改装。为了获得较高的定位精确性，最好是两个实心磁道及附加的标记相对增量磁道布置在扇形盘的一个较小的半径上。因此为增量磁道保证一种最大可能的清晰度。下面结合参照附图对本专利技术优选实施例的描述进一步阐明其它改进专利技术的措施。 附图说明图1是一个自动装备机的根据本专利技术可定位的元件拾取单元的侧视图，图2是一个安装在一个空心轴上的吸移管侧视图，图3a是一个根据本专利技术设计的扇形盘第一实施形式的平面图，图3b是一个根据本专利技术设计的扇形盘第二实施形式的平面图，图3c是一个根据本专利技术设计的扇形盘第三实施形式的平面图，根据图1所示的实施例是一个自动装备机的元件拾取单元1，用于带有水平转轴的12段转塔头形式的印刷电路板2，该转塔头在一个(未示出的)门式轴线系统沿X方向和Y方向可运动。元件拾取单元1由一个与门式轴线系统相连的定子3和一个可转动地支承在该定子上的转子4组成。转子4具有星形伸出的吸移管5，这些吸移管由旋转对称布置的空心轴6固定并可更换。通过吸移管5借助一个内置的纵向空气通道7通过抽吸吸持一个元件8，从而运输该元件。用转子4的吸移管5收集的元件8可以通过转子4相应扇形段分布的旋转先后转到它在印刷电路板2上方的各个装配位置。为了使每一个吸移管5分别绕其自身轴线旋转定位，设置一个增量轴编码器系统。根据图2，增量轴编码器系统包括一个可旋转的扇形盘9，该扇形盘同轴安装于空心轴6上。扇形盘9与一个(未进一步示出的)读出头一起定位吸移管5。空心轴6是转子4的组成部分，用于吸移管5的固定和纵向运动及旋转运动。按照图3a，扇形盘9具有一个增量磁道10用于测量为了精细定位所经过的旋转角以及两个布置在扇形盘9的相对四分之一圆11a和11c中的实心磁道12a和12b之一用于快速旋转到吸移管5的一个输出位置以便拾取一个元件。此外，扇形盘9除了实心磁道12a和12b之外还有一个附加的标记13a，以便借助增量轴编码器系统保证吸移管5相对输出位置的一个可再现的角度取向。另一种可选择的方案如图3b所示，扇形盘9’也有一个附加的标记13b’和13b”，其形式是两个在两个实心磁道12a和12b旁以一定间距延伸的磁道部分。在该情况下，该磁道部分分别只在相邻于两个相对四分之一圆11a，11本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于印刷电路板（２）的自动装备机的元件拾取单元（１）的定位装置，其中用于拾取元件（８）的吸移管（５）的旋转定位是借助一个增量轴编码器系统进行的，该增量轴编码器系统主要由一个位置固定的读出头和一个可转动的扇形盘（９）组成，该扇形盘具有一个增量磁道（１０）用于测量为了精细定位所经过的旋转角和两个位于扇形盘（９）的对置四分之一圆（１１ａ，１１ｃ）内的实心磁道（１２ａ，１２ｂ）之一用于将吸移管（５）快速移到一个输出位置以便拾取一个元件（８），其特征在于，扇形盘（９）除了实心磁道（１２ａ，１２ｂ）还有一个附加的标记（１３ａ；１３ｂ’，１３ｂ”；１３ｃ），以便借助增量轴编码器系统保证吸移管（５）相对输出位置的可再现的角度取向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M普吕菲尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]