專利名稱：電氣組件的制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣組件的一種制造裝置，特別是把電氣元件裝到至少一塊插件板上的裝配裝置，該裝置至少具有一個可進行導(dǎo)向運動的長定位臂，該定位臂借助一個伺服傳動裝置可在該裝配裝置的作業(yè)區(qū)上方的一個平面內(nèi)進行運動。
例如美國專利US5002448公開了這種裝配裝置。根據(jù)該專利，位于裝配裝置的作業(yè)區(qū)上方的定位臂借助于一根傳動軸可在元件傳送裝置和待裝配的印制電路板之間進行直線導(dǎo)向運動，該定位臂從布置在周圍的元件傳送裝置取出元件并將它安裝到插件板的規(guī)定位置。
為了避免傾斜，定位臂一般只在一端進行導(dǎo)向運動，而另一端則只支承在導(dǎo)軌上，例如美國專利US4836111公開了這種定位臂。特別是在無導(dǎo)向的一端的范圍內(nèi)，由于產(chǎn)生加速力和制動力引起了延誤精確定位的振動。定位臂的實心結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了重量增加，重量增加又導(dǎo)致了慣性力增加，從而對傳動系統(tǒng)提出更高的要求。
本發(fā)明旨在縮短定位周期和減少定位臂振動。
這個目的是通過本發(fā)明權(quán)利要求1來實現(xiàn)的。定位臂一端固定在樞軸承上。這樣就以簡單、精確和小巧的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向代替了花錢多的直線導(dǎo)向。伺服傳動裝置在周圍區(qū)域內(nèi)例如作用到定位臂的外端。定位臂在達到要求的位置后，被伺服傳動裝置固定在該處，所以它在這個位置不可能再產(chǎn)生振動。
雖然就回轉(zhuǎn)臂機器人而言，固定的旋轉(zhuǎn)軸和回轉(zhuǎn)傳動也是人所熟知的，但以其小的精度和低的運動速度而不適合印刷電路板的加工。而且是在定位臂的內(nèi)側(cè)進行回轉(zhuǎn)傳動，這樣就會象在直線運動的定位臂那樣，產(chǎn)生類似的振動。
特別是在結(jié)構(gòu)上適當考慮的前提下，可將傳動裝置直接安裝在定位臂的外端。但也可將傳動部分例如安裝在臂中心和外端之間的范圍內(nèi)，從而達到接近質(zhì)量重心。
根據(jù)本發(fā)明，一個固定在兩個固定位置之間的定位臂由于產(chǎn)生慣性力而可明顯減小所承受的彎曲荷載，從而明顯改善它的振動性能。這樣就縮短了特別是在定位臂制動時的余振時間，因而可提前開始緊接著的作業(yè)過程，并相應(yīng)提高作業(yè)頻率和裝配效率。
一般例如在裝配頭上安裝了一個例如CCT(閉路電視)攝像機形式的光掃描裝置，在到達工作位置后，該掃描裝置測定插件板。于是定位臂逐步移動，而且相應(yīng)的測定過程可在振動衰減后才開始。根據(jù)本發(fā)明，用這種振動少的定位臂可顯著加速插件板的耗時的測定。
定位臂可做得相當長和/或相當細長。它的整個長度保持橫截面尺寸不變是特別有利的。也就是說，定位臂不必做成花錢多的鑄件，而是用簡單的擠壓型材或軋制型材即可。它的橫截面和它的質(zhì)量的減少可使所需的傳動力減小，由于給定的杠桿作用，還可進一步減少所需的傳動力。所以傳動系統(tǒng)可做得相當小巧。較大的臂長可達到較大的運動范圍，從而可布置裝有各種元件的較大的元件傳送裝置。元件傳送裝置例如可布置在定位臂的外部回轉(zhuǎn)范圍，這樣就提供了相當長的取件段。
本發(fā)明的有利改進方案可以從權(quán)利要求2至11的特征部分得知。
根據(jù)權(quán)利要求2的改進方案，可在一個具有高精度的度盤上測定定位臂的角度位置。由于作業(yè)位置主要位于內(nèi)部回轉(zhuǎn)范圍，所以可達到定位精度相當高的杠桿換算比。
根據(jù)權(quán)利要求3和4的改進方案，定位臂不但可在它的運動方向內(nèi)精確固定，而且也可垂直于運動平面進行精確固定。
根據(jù)權(quán)利要求5的共同的導(dǎo)軌部分簡化了裝置的構(gòu)造。
根據(jù)權(quán)利要求6的牽引工具，該工具例如按權(quán)利要求7做成循環(huán)式的齒狀皮帶，是一種簡單的質(zhì)量小的傳動元件，在這種傳動元件中，機械傳動能可由一臺固定的電動機產(chǎn)生。
按權(quán)利要求8的線性電動機可使定位臂以不變的傳動條件在一個任意大的角度范圍內(nèi)運動。
根據(jù)權(quán)利要求9的改進方案，裝置的構(gòu)造達到了進一步的簡化。
根據(jù)權(quán)利要求10和11的改進方案，裝配裝置周圍的裝置例如元件傳送裝置可布置在直線傳送段的兩側(cè)，而不因此明顯擴大定位臂的回轉(zhuǎn)范圍。
下面結(jié)合附圖示意示出的一個實施例來詳細說明本發(fā)明。


圖1表示電氣元件的插件板的裝配裝置的側(cè)視圖；圖2表示圖1裝置的俯視圖3表示沿圖1剖面線Ⅲ-Ⅲ剖開的放大部分斷面。
按圖1和圖2，電氣元件2的插件板1的裝配裝置具有一個底架3，在該底架上裝有一個作為印制電路板構(gòu)成的插件板1的直線傳送段4。此外，在支架3上固定了一根跨接傳送段4的梁5，在該梁的上側(cè)安裝一個長定位臂7的固定樞軸承6。樞軸承6的旋轉(zhuǎn)軸與傳送段4的平面保持垂直，插件板1緊貼在該平面上。面向該插件板的定位臂7的下側(cè)布置了一個裝配頭8，該裝配頭可按水平示出的箭頭沿定位臂7運動。這里所示的插件板1用其下側(cè)緊貼到例如該傳送段的未示出的循環(huán)式傳送帶上，且其面積尺寸相當于一個形成元件裝配區(qū)的作業(yè)區(qū)。
定位臂7借助于一臺線性電動機平行于作業(yè)區(qū)圍繞樞軸承6進行回轉(zhuǎn)，該線性電動機由一個固定在定位臂7上的線圈部分9和固定磁鐵部分10組成。該磁鐵部分相對于樞軸承6沿著線圈部分9的運動行程同心地延伸并固定在一個環(huán)形的支承件11上，而該支承件則用兩個支架12錨定在底架3上。線圈部分9在周圍范圍內(nèi)固定在面離裝配頭8的定位臂7的上側(cè)。磁鐵部分10則以小的空氣隙布置在線圈部分9的上方。磁鐵部分延伸很大的角度范圍，使定位臂7用裝配頭8可覆蓋整個作業(yè)區(qū)。
線性電動機以高的角度精度沿弧形運動箭頭運動。在達到選定的角度位置后，該線性電動機以電磁的方式固定在它的位置內(nèi)。這樣定位臂7就在兩端的范圍內(nèi)保持固定，從而在很大程度上避免了有害的彎曲振動。
在圖2左方的范圍內(nèi)用點劃線示出了定位臂的另一種傳動裝置。這里涉及的是一種循環(huán)式的齒狀皮帶13，它可固定在定位臂7的自由端上并通過固定的兩側(cè)導(dǎo)向輥14進行導(dǎo)向運動。
按圖3，支承件11具有一個環(huán)形導(dǎo)軌15以及一個相應(yīng)的弧形角度規(guī)16。在線圈部分9上布置了一個對準角度規(guī)16的掃描裝置17，用該掃描裝置可確定該定位臂7的精確的角度位置。此外，在線圈部分上設(shè)置了支承輥18，該支承輥支承在導(dǎo)軌15上，而該導(dǎo)軌則平行于定位臂的回轉(zhuǎn)平面延伸。就這樣線圈部分9和磁鐵部分10之間作用的磁力被阻斷，定位臂7進行導(dǎo)向運動，防止了垂直于回轉(zhuǎn)平面的傾斜。當支承輥以較大的切向距離相互安裝時，可防止由于偏心的慣性力引起的定位臂7的扭轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1．一種電氣組件的制造裝置，特別是把電氣元件(2)裝到至少一塊插件板(1)上的裝配裝置，其中該裝配裝置至少具有一個導(dǎo)向支承(例如6)的長定位臂(7)，該定位臂借助至少一個伺服傳動裝置(例如9和10,13和14)可在該裝配裝置的作業(yè)區(qū)上方的一個平面內(nèi)進行運動，而且該裝配裝置的固定傳動部分(例如10,14)與活動傳動部分(例如9,13)共同作用，這些活動傳動部分與定位臂(7)連接，其特征為在作業(yè)區(qū)上方進行回轉(zhuǎn)運動的定位臂(7)的導(dǎo)向作為固定在該裝配裝置上的樞軸承(6)構(gòu)成；伺服傳動裝置(例如9,13)在周圍區(qū)域內(nèi)布置在定位臂(7)上；在這個區(qū)域內(nèi)的傳動力作用到該定位臂上。
2．按權(quán)利要求1的裝置，其特征為在定位臂(7)的周圍區(qū)域內(nèi)設(shè)置了一個用來確定角度位置的掃描裝置(17)；沿著掃描裝置(17)的運動行程設(shè)置了一個固定的弧形角度規(guī)(16)。
3．按權(quán)利要求1或2的裝置，其特征為，該裝置在定位臂(7)的周圍回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)具有一個平行于回轉(zhuǎn)平面的向樞軸承(6)延伸的同心固定導(dǎo)軌(15)，定位臂(7)在該導(dǎo)軌內(nèi)進行導(dǎo)向運動，而不從回轉(zhuǎn)平面傾斜。
4．按權(quán)利要求3的裝置，其特征為，定位臂(7)具有垂直于回轉(zhuǎn)平面支承在導(dǎo)軌(15)上的支承輥(18)。
5．按權(quán)利要求2、3或4的裝置，其特征為，角度規(guī)和導(dǎo)軌(15)布置在一個共同的導(dǎo)軌上。
6．按前述權(quán)利要求任一項的裝置，其特征為，活動的傳動部分做成牽引工具(例如13)，該牽引工具在周圍的范圍內(nèi)作用在定位臂(7)上。
7．按權(quán)利要求1的裝置，其特征為，該牽引工具做成由一臺電動機傳動的齒狀皮帶(13)，該齒狀皮帶在回轉(zhuǎn)范圍兩側(cè)設(shè)置的導(dǎo)向輥(14)的上方進行導(dǎo)向運動。
8．按權(quán)利要求1至5任一項的裝置，其特征為，伺服傳動裝置作為線性電動機構(gòu)成，它的活動傳動部分作為線圈部分(9)構(gòu)成，而它的固定傳動部分則作為弧形的排成一排的磁鐵部分(10)構(gòu)成，這些磁鐵部分吸持在該裝置的一個固定的支承件(11)上。
9．按權(quán)利要求8的裝置，其特征為掃描裝置(17)和支承輥(18)與線圈部分(9)連接；而導(dǎo)軌(15)和角度規(guī)(16)則與支承件(11)連接。
10．按權(quán)利要求8或9的裝置，其特征為插件板(1)的直線傳送段(4)通過樞軸承(6)的軸線區(qū)；樞軸承(6)固定在一根梁(5)上，此梁象橋梁那樣跨接該傳送段(4)。
11．按權(quán)利要求10的裝置，其特征為傳送段(4)與線圈部分(9)的移動范圍交叉；該支承件跨接傳送段(4)。
全文摘要
本發(fā)明力求以高的作業(yè)頻率和高的定位精度來把電元件(2)裝配到插件板(1)上?；剞D(zhuǎn)定位臂(7)的一端支承在一個固定的樞軸承(6)上,而在其另一端的范圍內(nèi)則設(shè)置了一個伺服傳動裝置(9,10),該傳動裝置驅(qū)動該回轉(zhuǎn)臂(7)旋轉(zhuǎn)并使之固定在相應(yīng)的作業(yè)位置。這樣定位臂(7)兩端保持固定,從而在很大程度上避免了有害的彎曲振動。
文檔編號H05K13/04GK1320360SQ99811346
公開日2001年10月31日 申請日期1999年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月24日
發(fā)明者M·梅迪安普爾 申請人:西門子公司