專利名稱：裝配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在對(duì)象物上提供和裝配零件的裝配裝置。
已提出各種用于在對(duì)象物上裝配零件的裝配裝置。例如，如圖所示16和17所示，已提出一種裝配裝置，它用于由螺釘將電路板固定到底座。
已提出的裝配裝置有工作頭1000，它可沿X軸方向移動(dòng)以便給電路板1001和底座1002提供螺釘。
螺釘1003從裝在工作臺(tái)1004的螺釘供給裝置1005提供到工作頭1000。螺釘供給裝置1005置于工作臺(tái)上面1006上，并占據(jù)工作臺(tái)1004的一部分。
螺釘供給裝置1005位于工作臺(tái)1004上面1006上，因?yàn)楣ぷ黝^沿X軸方向僅可在移動(dòng)范圍L內(nèi)移動(dòng)。因此，螺釘供給裝置必需位于移動(dòng)范圍L內(nèi)。
因此，由于螺釘供給裝置的存在，

圖16所示實(shí)際用于工作臺(tái)1004上面1006上的工作的面積1007被限制。為了能夠?qū)⒋蟮碾娐钒?001或底座1002放置在工作臺(tái)1004上，必需增加工作臺(tái)1004的面積1007和工作頭1000沿X軸方向的移動(dòng)范圍L。換句話說，裝配裝置必需增加整體的尺寸。
由于螺釘供給裝置1005位于工作臺(tái)1004的上面1006，限制了電路板1001和底座1002的尺寸，它們是可置于工作臺(tái)1004上的工件。另一缺點(diǎn)是當(dāng)電路板1001和底座1002被螺釘緊固在一起之后，螺釘供給裝置成為用新電路板1001和底座1002替換它們的障礙。
本發(fā)明的目的是提供一種裝配裝置，它可解決上述問題，減小尺寸，并使對(duì)象物或工件被有效地替換。
根據(jù)本發(fā)明，提供在對(duì)象物上提供和裝配零件的裝配裝置，它包括工作臺(tái)和設(shè)置在上述工作臺(tái)的第一移動(dòng)裝置，上述第一移動(dòng)裝置有導(dǎo)軌和移動(dòng)體，上述導(dǎo)軌從上述工作臺(tái)位于的區(qū)域沿平行于該工作臺(tái)的表面的第一方向伸出，上述移動(dòng)體可移動(dòng)到離開工作臺(tái)所位于的區(qū)域的位置。
第一移動(dòng)裝置還包括沿第一方向延伸的導(dǎo)軌，沿上述導(dǎo)軌移動(dòng)的移動(dòng)體，和可拆卸地將工作頭固定在上述移動(dòng)體的托架，上述導(dǎo)軌有凸出導(dǎo)軌，該凸出導(dǎo)軌沿上述第一方向從上述工作臺(tái)所位于的區(qū)域凸出。
該裝配裝置還包括第二移動(dòng)裝置，第二移動(dòng)裝置設(shè)置在上述工作臺(tái)上并沿垂直于上述第一方向的第二方向移動(dòng)，上述對(duì)象物裝在第二移動(dòng)裝置上。
該裝配裝置還包括設(shè)置在上述凸出導(dǎo)軌之下位置的零件供給裝置。
該托架可用加工對(duì)象物的另一工作頭替換裝配零件的工作頭。
第一移動(dòng)裝置的上述導(dǎo)軌支承在從上述工作臺(tái)對(duì)置端垂直延伸的立柱上。
該托架有在上述導(dǎo)軌上沿第三方向移動(dòng)該工作頭的致動(dòng)裝置，第三方向分別垂直第一方向和第二方向。
結(jié)合示例表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖，從下面的說明中本發(fā)明的上述和其它的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚。
圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的裝配裝置的透視圖；圖2是表示圖1所示裝配裝置的視圖，其中對(duì)象物和工作頭被拆除；圖3是表示圖2所示裝配裝置的視圖，圖中還省略零件供給裝置等；圖4是后視的圖3裝配裝置的透視圖；圖5是圖1裝配裝置的前視圖；圖6是圖1裝配裝置的俯視圖；圖7是圖1裝配裝置的側(cè)視圖；圖8是表示工作方式的視圖，其中圖1的裝配裝置將螺釘提供到到對(duì)象物并裝入對(duì)象物中；圖9是圖1裝配裝置的控制器的框圖；圖10是表示工作方式的視圖，其中圖1所示的第一移動(dòng)裝置被驅(qū)動(dòng)；圖11是表示工作方式的視圖，其中圖1所示的第二移動(dòng)裝置被驅(qū)動(dòng)；圖12是布置多個(gè)圖1所示裝配裝置的視圖13是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的裝配裝置的透視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的裝配裝置的俯視圖；圖15是圖14所示實(shí)施例的前視圖；圖16是有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)裝配裝置的俯視圖；圖17是圖16所示的有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)裝配裝置的前視圖。
參考附圖，下面詳細(xì)說明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。
下面描述的實(shí)施例是優(yōu)選的具體實(shí)施例，因此，有各種技術(shù)選擇的局限性。然而，本發(fā)明的范圍并不局限于優(yōu)選實(shí)施例，除其它具體說明外。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明裝配裝置10的優(yōu)選實(shí)施例。一般，裝配裝置10有工作臺(tái)12，第一移動(dòng)裝置14和第二移動(dòng)裝置16。
如圖1所示，在裝配裝置10中，可沿X軸方向(第一方向)，Y軸方向(第二方向)和Z軸方向(第三方向)實(shí)現(xiàn)不同的移動(dòng)。
圖1表示整體的裝配裝置10。圖2表示其中拆除對(duì)象物18和工作頭20的裝配裝置10。圖3表示裝配裝置10，其中從圖2中省略零件供給裝置22和第二移動(dòng)裝置16的支承板24。圖4表示圖3后視的裝配裝置10。
工作臺(tái)12是小型工作臺(tái)，它可放置在基座26，如操縱臺(tái)，如圖所示5所示。如圖6和7所示，工作臺(tái)12有前板28和后板30。圖1和5所示的前板28有狹槽34以便插入IC卡(具有集成電路的功能卡)和各種連接器36和38等。
圖4所示的后板30有主開關(guān)38，電源插座40，各種連接器42,44,46,48,50等。
如圖所示1至4所示，工作臺(tái)12有上平面52。在所示實(shí)施例中，從Z軸方向(垂直方向)看，工作臺(tái)12是長(zhǎng)方形或矩形。第一移動(dòng)裝置14有垂直的立柱12B,12B，它們固定到工作臺(tái)12的后端12A,12A。第一移動(dòng)裝置14沿X軸方向(第一方向)安裝；X軸方向最好平行工作臺(tái)12的上平面52。X軸方向相同于上平面52的橫向。
在圖1至3中，第一移動(dòng)裝置14有導(dǎo)軌60，它支承在遠(yuǎn)離工作臺(tái)12的位置，即由立柱12B、12B懸掛。第一移動(dòng)裝置14沿X軸方向可移動(dòng)和定位工作頭20。第一移動(dòng)裝置14有沿X軸方向的導(dǎo)軌60，可沿導(dǎo)軌60移動(dòng)的移動(dòng)體62(見圖2)和可拆卸地將工作頭20固定在移動(dòng)體62的托架64。導(dǎo)軌60有凸出的導(dǎo)軌99，它用于移動(dòng)工作頭20并將其定位在零件供給位置SP。特別是，如圖所示1、5和6所示，凸出的導(dǎo)軌99從工作臺(tái)12的上面52的范圍突出到一個(gè)位置并突出到在X軸方向的工作臺(tái)12的一側(cè)。
例如，導(dǎo)軌60可以是圖10所示的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軌60有皮帶輪68、70，電機(jī)72和帶齒皮帶74(也稱為同步皮帶)；帶齒皮帶74圍繞皮帶輪68、70被拖動(dòng)。圖2的移動(dòng)體62固定到帶齒皮帶74并由導(dǎo)向桿69導(dǎo)向。電機(jī)72可包括，例如脈沖電機(jī)。當(dāng)電機(jī)72通電時(shí)，移動(dòng)體62由圍繞皮帶輪68、70被牽動(dòng)的帶齒皮帶74移動(dòng)，該移動(dòng)體62可沿X軸方向定位。
托架64由螺釘?shù)瓤刹鹦豆潭ㄔ谝苿?dòng)體62。在圖1中，工作頭20可拆卸地支承在托架64上。托架64有驅(qū)動(dòng)缸70以便沿Z軸方向(第三方向)多級(jí)地升或降工作頭20。當(dāng)驅(qū)動(dòng)缸70被操縱時(shí)，托架64的滑座73沿Z軸方向垂直移動(dòng)。工作頭20可拆卸地保持在滑座73上。
工作頭20是可脫開地吸住和夾持螺釘76并將螺釘76旋入對(duì)象物18的裝置。當(dāng)抽吸裝置78開動(dòng)時(shí)，螺釘76的頭部在真空作用下吸到工作頭20的頂端20A。工作頭20由電機(jī)或氣動(dòng)壓力轉(zhuǎn)動(dòng)真空吸住的螺釘76以便將螺釘76旋入對(duì)象物18的螺孔。
工作頭20由第一移動(dòng)裝置124可在零件供給裝置22之上移動(dòng)和定位。如圖1所示，零件供給裝置22保持一系列的螺釘76。
當(dāng)工作頭20定位在零件供給裝置22上的螺釘76之上，即如在圖8中位置(A)處所示的零件供給位置SP，圖1所示的抽吸裝置78工作以便在真空作用下吸住和夾持螺釘76。
當(dāng)工作頭20移動(dòng)到圖8中所示的位置(B)或(C)，工作頭20可定位并將螺釘76旋入對(duì)象物18。
第二移動(dòng)裝置16結(jié)合在工作臺(tái)12中，它有導(dǎo)軌80和滑座82，如圖所示2和11所示。導(dǎo)軌80有皮帶輪82、84，電機(jī)86和其上裝有滑座82的帶齒皮帶88?；?2由導(dǎo)向桿83導(dǎo)向。當(dāng)電機(jī)86通電時(shí)，滑座82由帶齒皮帶88沿Y軸方向移動(dòng)和定位。
X軸方向，Y軸方向和Z軸方向相互垂直。
如圖所示1和8所示，支承板24可拆卸地裝在滑座82上。如圖所示1所示，例如，對(duì)象物18在吸力作用下可拆卸地固定到支承板24上。對(duì)象物18可包括，例如底座18A和電路板18B。通過將螺釘76旋入凸起18C，電路板18B牢固地固定到底座18A的凸起18C上。
因此，裝配裝置10用螺釘76可將電路板18B裝在底座18A。
圖9表示指令電機(jī)72、76和驅(qū)動(dòng)缸70工作的控制器100。讀卡器90連接到控制器100。當(dāng)IC卡32插入讀卡器90時(shí)，讀卡器90從IC卡讀取用螺釘在對(duì)象物18上裝配零件的裝配工藝軟件，并將所讀程序傳送給控制器100。
開關(guān)96連接到控制器100，它有啟動(dòng)按鈕96A和關(guān)閉按鈕96B以便分別打開和關(guān)閉圖1所示的裝配裝置10。
下面說明用于將底座18A和電路板18B相互組裝固定的裝配裝置10的操作實(shí)例。
底座18A和電路板18B，即對(duì)象物18，以重疊的關(guān)系放置在圖8位置(B)和(C)所示的支承板24上。通過外部自動(dòng)供給裝置(包括機(jī)械手等)可自動(dòng)地供給對(duì)象物18，或通過工人手工地提供對(duì)象物18。
圖1所示的零件供給裝置22沿工作臺(tái)12的側(cè)邊設(shè)置在零件供給位置SP上。對(duì)應(yīng)于第一移動(dòng)裝置的導(dǎo)軌60的凸出導(dǎo)軌99形成零件供給位置SP。
凸出導(dǎo)軌99沿X軸方向從接近其左側(cè)12S的工作臺(tái)12凸出。凸出導(dǎo)軌99的凸出狀態(tài)清楚地顯示在圖5和6中。
工作頭20預(yù)先裝在圖1所示的托架64的滑座73上。
圖9所示的控制器100給電機(jī)86指令以便在工作臺(tái)12的上面52上沿Y軸方向移動(dòng)對(duì)象物18并將對(duì)象物定位在預(yù)定位置。控制器100還指令電機(jī)72將工作頭20在螺釘76之上定位在零件供給位置SP?？刂破?00啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)缸70以降低工作頭20，在真空作用下吸住螺釘76，如圖8位置(A)處所示。爾后，控制器100再啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)缸70以升起工作頭20。
帶有吸住螺釘76的工作頭20沿X軸方向移動(dòng)(到圖8的右邊)，如圖8中位置(B)或(C)處所示，并且它被定位在電路板18B的孔之上。
驅(qū)動(dòng)缸70再次啟動(dòng)時(shí)，工作頭20將螺釘76旋入電路板18B的孔和凸起18C的孔。
如上所述，本發(fā)明的裝配裝置10有凸出導(dǎo)軌99，它作為第一移動(dòng)裝置14的導(dǎo)軌60延伸部。如圖1、5和6所示，凸出的導(dǎo)軌99從工作臺(tái)12的左側(cè)12S凸出。零件供給裝置22可放置在凸出導(dǎo)軌99之下的位置。
零件供給裝置22獨(dú)立于工作臺(tái)12并且不需要放置在工作臺(tái)12的上面上。零件供給裝置22可與工作臺(tái)12間隔并裝在基座26上，如圖所示5所示。
因此，工作臺(tái)12上面的空間可被充分地用來在其上放置對(duì)象物18或工件，而零件供給裝置22不占據(jù)上面52的部分。上面52可充分地用于放置對(duì)象物18，因此，可放置具有較寬面積的對(duì)象物18。因?yàn)榱慵┙o裝置22沒有裝在上面52上，對(duì)象物18可放置在上面52并可從上面52高效地拆除。
由于零件供給裝置22可定位在大體對(duì)正凸出導(dǎo)軌99的底部26上，零件供給裝置22可以更大的自由定位。此外，零件供給裝置22不會(huì)產(chǎn)生問題，即使它尺寸很大；因此，對(duì)于零件供給裝置22的尺寸可獲得較寬的選擇。
圖1所示的工作頭20可拆卸地裝在托架64的滑座73上。如果用于提供和旋入螺釘76的工作頭20由具有另一功能的工作頭替換，裝配裝置10可用作為執(zhí)行這樣另一功能的裝置。
例如，具有另一功能的工作頭可以是任一執(zhí)行各種功能的工作頭，如用于切割金屬對(duì)象物18的切割頭，用于給對(duì)象物提供粘結(jié)劑的噴嘴頭，用于將電路板分成預(yù)定尺寸加工頭，或者，用于在電路板上焊接零件的焊接頭。
圖12表示具有多個(gè)圖1所示的裝配裝置10的設(shè)計(jì)。零件供給裝置22定位在每一裝配裝置10的第一移動(dòng)裝置14的凸出的導(dǎo)軌99之下。零件供給裝置22可位于在相鄰工作臺(tái)12之間形成的零件供給位置SP。多個(gè)裝配裝置10的設(shè)計(jì)占據(jù)最小寬度110。多個(gè)裝配裝置10可由計(jì)算機(jī)120以聯(lián)動(dòng)的方式控制。
圖13表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的裝配裝置10。圖13所示的裝配裝置10與圖1所示裝配裝置10不同點(diǎn)在于第一移動(dòng)裝置14的立柱12B、12B固定到工作臺(tái)12的后板30。固定到后板30的立柱12B、12B可使工作臺(tái)12的上面52提供較寬的使用面積。立柱12B、12B不阻礙對(duì)象物18的移動(dòng)。圖13的裝配裝置10的其它細(xì)節(jié)相同于圖1所示的裝配裝置10。對(duì)于這些細(xì)節(jié)，應(yīng)參考圖1所示裝配裝置10的結(jié)構(gòu)和操作的說明。
圖14和15表示根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的裝配裝置10。圖14和15所示的裝配裝置10相同于圖1所示的裝配裝置10，其中它有工作臺(tái)12和第二移動(dòng)裝置16。圖14和15所示的裝配裝置有第一移動(dòng)裝置14，它有分別設(shè)置在其左側(cè)和右側(cè)位置的凸出導(dǎo)軌99、199。特別是，凸出導(dǎo)軌99伸入面向左側(cè)12S的一側(cè)，而凸出導(dǎo)軌199伸入對(duì)置側(cè)，它面向工作臺(tái)12的另一側(cè)12P。
使用上述的設(shè)計(jì)，工作頭20在X軸方向沿第一移動(dòng)裝置14的導(dǎo)軌60移動(dòng)并可進(jìn)一步移動(dòng)到隨凸出導(dǎo)軌99或凸出導(dǎo)軌199共同伸出的較寬的范圍。如果零件供給裝置22置于相應(yīng)凸出導(dǎo)軌99、199之下，那么可增加裝配裝置的零件供給能力。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例。
在所示實(shí)施例中，對(duì)象物(工件)18被描述為底座和電路板。然而，對(duì)象物18并不限于這些元件，它可以是其它領(lǐng)域的元件。
例如，如果工作頭20是焊接頭，那么，對(duì)象物可是如電路板。如果工作頭有切割對(duì)象物的功能，那么對(duì)象物可以是金屬件或電路板。
用于垂直移動(dòng)工作頭20的致動(dòng)裝置不限于驅(qū)動(dòng)缸；它可以是電機(jī)與進(jìn)給螺桿。如上述，根據(jù)本發(fā)明，裝配裝置尺寸小并可使對(duì)象物或工件高效地更換。
雖然詳細(xì)顯示和說明了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是，應(yīng)理解在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可以作出各種變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.在對(duì)象物上提供和裝配零件的裝配裝置包括工作臺(tái)，和設(shè)置在上述工作臺(tái)的第一移動(dòng)裝置，上述第一移動(dòng)裝置有導(dǎo)軌和移動(dòng)體；上述導(dǎo)軌從上述工作臺(tái)位于的區(qū)域沿平行于該工作臺(tái)的表面的第一方向伸出；上述移動(dòng)體可移動(dòng)到離開工作臺(tái)所位于的區(qū)域的位置。
2.按權(quán)利要求1的裝配裝置，其特征在于上述第一移動(dòng)裝置還包括沿上述第一方向延伸的導(dǎo)軌，沿上述導(dǎo)軌移動(dòng)的移動(dòng)體，和可拆卸地將工作頭固定在上述移動(dòng)體的托架，上述導(dǎo)軌有凸出導(dǎo)軌，該凸出導(dǎo)軌沿上述第一方向從上述工作臺(tái)所位于的區(qū)域凸出。
3.按權(quán)利要求1的裝配裝置，其特征在于還包括第二移動(dòng)裝置，第二移動(dòng)裝置設(shè)置在上述工作臺(tái)上并沿垂直于上述第一方向的第二方向移動(dòng)，上述對(duì)象物裝在第二移動(dòng)裝置上。
4.按權(quán)利要求2的裝配裝置，其特征在于還包括設(shè)置在上述凸出導(dǎo)軌之下位置的零件供給裝置。
5.按權(quán)利要求2的裝配裝置，其特征在于上述托架可用加工對(duì)象物的另一工作頭替換裝配零件的工作頭。
6.按權(quán)利要求2的裝配裝置，其特征在于第一移動(dòng)裝置的上述導(dǎo)軌支承在從上述工作臺(tái)對(duì)置端垂直延伸的立柱上。
7.按權(quán)利要求2的裝配裝置，其特征在于上述托架有在上述導(dǎo)軌上沿第三方向移動(dòng)該工作頭的致動(dòng)裝置，第三方向分別垂直第一方向和垂直第一方向的第二方向。
全文摘要
用于在工作臺(tái)上提供和裝配零件的裝配裝置有工作臺(tái)和設(shè)置在工作臺(tái)之上的第一移動(dòng)裝置,其中第一移動(dòng)裝置包括導(dǎo)軌和移動(dòng)體。該導(dǎo)軌沿平行于工作臺(tái)表面的第一方向從工作臺(tái)位于的區(qū)域伸出。移動(dòng)體可移動(dòng)到離開工作臺(tái)所位于的區(qū)域的位置。裝配裝置還有第二移動(dòng)裝置,它設(shè)置在工作臺(tái)上并沿垂直第一方向的第二方向移動(dòng),對(duì)象物裝在第二移動(dòng)裝置上。
文檔編號(hào)H05K13/04GK1237085SQ9910701
公開日1999年12月1日 申請(qǐng)日期1999年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月25日
發(fā)明者富永守雄, 加藤健一, 新井勝也, 井上健, 林祥一, 鈴木浩之, 髭分哲雄, 冨川英亮, 常田健, 大塚則文, 寺西洋 申請(qǐng)人:索尼公司