专利名称：借助在两个平行导向轨上可移动的装配头对基底装配电元件的装置和方法
技术领域：
本发明涉及借助于至少两个装配头对基底装配电元件的一种装置和一种方法，装配头可以在装置的两个静止不动的、相互至少分段平行的、相邻的、按规定走向的导向轨里移动，其中这些可以相互独立地移动的装配头装备有抓手用于夹持元件，其中装配头用其抓手可以在元件的至少一列平行于导向轨的抓取位置上移动，而且其中导向轨伸展达到至少一个横交于导向轨可移动的基底座。
一种这样的装置例如由EP 1117287 A1就已知了。其中在图59中已知有一个装配装置，它有两个相邻的相互平行的静止不动的导向轨，在这些导向轨上分别支承有两个装配头用于操纵电元件。导向轨伸展达到用于元件的输入装置的抓取位置以及达到横向可移动的基底座。输入装置对应于导向轨的间距相互偏置设置。在装配头范围内另外在每个导向轨上在输入装置和基底座之间各设置有一个构件相机用于光学测量在导向轨的相互背离侧的装配头上的构件的位置。基底座和装配头的位置可以相互结合起来，从而使构件能够装到基底的预先规定的位置上。如果在基底座的移动方向上基底比装配头和两个导向轨之间的间距更长的话，那么就可以用两个导向轨同时进行装配，直到两个装配踪迹盖住基底为止。在一个开始阶段和一个结束阶段期间基底只是由其中一个导向轨盖住，因而在这时间内只能在其中一个导轨上进行装配。
本发明的任务是，提高装置的装配能力以及提高定位精度。
该任务通过本发明按权利要求1来解决。这例如设在一个共同物体上的导向轨可以相互间具有一个这样窄的间距，从而使装配头能够以很小的侧面间隙无碰撞地相互在旁边滑动经过。由于例如设计成吸移管的抓手都布置在相互面对的侧面上，因此又进一步减小了抓手运动轨迹之间的距离。由于装配头镜像地布置，因而就可以使具有唯一的头部类型的抓手实现接近。因而基底的入口距离和出口距离很短，以至于该基底几乎在整个长度上都被两个导向轨盖住了，从而基底就能够在时间上紧密衔接地在两个抓手轨道上进行装配。这就是说，此时有利的是选择元件的次序，使基底总是能在一个方向上小步地运动。若用一个装配头正要装一个构件，那么另一轨道的装配头就可以已经移动到了规定的安装位置上并在基底的短的进给运动之后将下一个构件装到基底上。因而在两个装配过程之间避免了大的移动行程，从而减小了在两个装配过程之间的时间间隔。尤其有利的是这些导向轨伸展达到了两个相邻的、平行的、可移动的基底座上，而且一个导向轨的装配头在一个基底上方定位，而另一个导向轨的一个装配头则定位在另一个基底上方。那么这两个装配头不必相互注意地就可以同时地以完全的效率将构件装到基底上。
元件的输入装置可以交替地按等级排列，因而其抓取位置分布在这两个抓手轨道上。对应于这两个抓手轨道的抓手之间窄的间距在这两个抓取轨迹之间的间距是很小的，因而所属的输入装置就可以在相同的方向上固定在一个共同的支架上。因而用于两个轨迹的输入装置就可能具有相同的操纵方向。
本发明的有利的改进方案见从属权利要求。
通过按权利要求2所述的改进方案就减小了在两个装配头的抓手之间的间距并因而使入口段和出口段的长度减少到最小值。
通过按权利要求3所述的改进方案可以使输入装置固定在一个共用的支架上。相同的走向可以从一个方向来操纵输入装置，例如对于必须更换元件用的储仓时的情况。
按权利要求4所述的循环段可以实现在这两个距离段中的每一个上相互独立地连续不断的循环运动。同时可以使循环段达到附加的抓取位置和装配区上并因而相应地提高装置的效率。
按权利要求5所述的改进方案得出了一种构造简单的装置。直线导向就可以使装配头实现少摩擦的精密的运行。
通过按权利要求6所述的改进方案可以用两个装配头抓到所有的抓取位置，其中通过按权利要求7所述的改进方案使横向移动二等分。
通过按权利要求8所述的改进方案就可以应用带有不可移动的抓手的装配头。由于抓取位置的可移动性同样这两个装配头也可以抓到所有的抓取位置。若应用的装配头具有许多成一条线布置的抓手，那么合理的是使这些抓手轮流地移到抓取部位里，因而只有在安装了较大数量的元件之后才必须使输入装置一起移动。
通过按权利要求9所述的改进方案可以既不必移动抓取位置，也不必使抓手横交于线性导向装置移动。
这同样也适合于按权利要求10所述的抓取位置的布局，其中每个单个的装配头可以抓到设在其轨迹上的元件。
按权利要求11所述的改进方案可以使一列中各个抓取位置之间的间隔加倍并因此匹配于在这些装配头里的抓手的间距。因此就可以以紧接的时间顺序，装配头用小的移动运动来抓取多个元件。
按权利要求12所述的对抓取位置的汇总例如可以用较短的运输行程使经常必需的元件布置在指向基底的那一侧。
在按权利要求13所述的改进方案中本发明的一种特别的优点是明显的。在两个装配头的抓手之间小的间距使它可以对于两边都用一个共同的静止不动的照相机，因而用于对元件位置检测对应的费用就平分了。
按权利要求14所述的用于导向轨的共同的支架有利于使它们相互准确地平行对齐定向。
通过按权利要求15所述的改进方案可以在一个工序里以高的精度来产生用于导向轨的装配面。
通过按权利要求16所述的改进方案可以加大抓取位置的数量并因此加大提供准备的元件的数量。
按照权利要求17所述的装配头可以轮流交替地装配和抓取构件，这就可以使工作基本上不中断。
通过按权利要求18所述的改进方案使相应较多的元件存储在装配头上并接着在一种连续不断的装配工序中装在基底上。
通过按权利要求19所述的装置使装配头的两列抓手之间窄的间距与一个装配头的抓手之间的分隔间距相等，这就使定位管理更加简单。
按权利要求20所述的改进方案可以使装配头在线性导向装置上实现快速而精确的定位。
在按权利要求21所述的改进方案中输入装置垂直于运输段定向并且容易靠近。在输入装置扩展了附加的元件时虽然使装配装置在运输方向上加长了，但其宽度仍保持不变，因而一种这样的机器也可以没有问题地补入一个装配线。
通过按权利要求22所述的改进方案就可以在一个基底进行装配时进行另一个基底的更换，因而也就可以达到完全的装配功率。
通过按权利要求23所述的改进方案可以使提供准备的元件的数量和装配功率翻番。
通过按权利要求24所述的改进方案可以同时地用两个装配头在一个基底上抓取并相应地提高装配效率。
按权利要求25所述的方法使装配装置达到最大的满载。
以下根据附图中所示的实施例对本发明进行详细说明。所示为
图1按照本发明的一种装配装置的侧视图；图2按权利要求1所述装置的一个正视图；图3按图1所示的没有上部底架部分的装置的一个俯视图；图4按图2所示的装置的一个局部视图；图5至7按图4所示装置的一些部分的变型；图8按本发明的另一种装置的侧视图；图9按图8所示装置的一个俯视图。
按照图1至4所示，在基底2用的一个双轨运输段1的两侧设有用于装配头4的线性导向轨3，并在一个X方向上平行于运输段1伸展在装配装置的整个长度。在每一侧都布置了两个相互平行的紧密邻接的导向轨，它们设计在一个静止不动的支架5的底面上，支架5设在一个上部座架部分15上。在每个导向轨3上有两个装配头4沿着可移动地进行导向。装配头4设有一列作为吸移管的抓手6，它们沿着装配头4的一个在X-方向上对应的纵向边而布置。按图4所示放大表示了装配头4和支架5的一部分。在这两个相邻的导向轨3里可滑动的装配头4为镜像地布置，因而它们的抓手6布置在相互面对的纵向边上。在这些装配头之间的自由侧向间距如此小，以至于它们正好还能无碰撞地相互在旁边经过。抓手列6尽可能远地向纵向边方向移动，因而在两个装配头4的抓手列之间形成一个小的侧面间距。导向轨3通过支架5和装配头4的相互匹配的导向元件7而构成。在导向元件7之间在支架5里布置了磁铁列，而在装配头里布置了线圈部件。它们一起形成了线性电机8用于驱动装配头4。
在装配装置的中央部位里这输送段1通过横交于输送段的在一个Y方向上可以移动的基底座9而中断。该基底座从运输段1的一个输入侧接受基底并将其横交于这输送段一直运输到装配头4的可移动范围内。在基底座9的两侧在装配头4之下在X方向上使待装配元件用的输入装置11的抓取位置10相互接着成行列布置并且各有一半的抓手6分布在两个移动段上，其方法是使输入装置相应地偏置布置。这种偏置可以从输入装置至输入装置轮流地实现或者也可以成组地实现。在抓取位置10和基底座9之间总有一个对于两个抓手段来说共同的，设计成数码相机的扫描光学装置12，该装置可以检测两个抓手列的元件并在其位置上进行测量。
基底座9可以垂直于装配头4的移动方向X在横导向装置13里在第二个座标方向y上移动。它们首先从运输段1移出去，直到各自基底2的内棱边够到外面的抓手轨道为止。在装配头部位里基底座9可以在其移动方向y上精确地定位。元件在基底2上的位置则可以通过装配头4的X-座标和基底座9的Y-座标的结合而进行设定。此时有利的是选择元件的次序，使得基底2能够按行进行装置，以便使其移动行程较短。输入装置的抓取位置10相互有偏置，从而使它们精确地位于这两个抓手轨道下面，因而构件的储备分布在这两个装配段上。
按图5所示输入装置11的抓取位置10成一条线紧接着成列布置，背向的装配头4a的抓手6在这些装配头里横交于X方向可以移动其一半的行列间距，如在两个装配头4a的右边所表示的那样。
因而一种双轨道上的所有装配头4a可以在所有抓取位置10上抓取并因而在整个构件的储备上抓取。
就在这之后将抓手6退回到装配头4a里，如在两个装配头4a的左边所表示的那样。因而两个轨道的装配头除了抓取阶段以外都可以无碰撞地相互在旁边经过。
按图6所示输入装置11的抓取位置10同样也成一条线相互紧接着成列布置。但是这输入模块在其总体上可以横交于抓手的移动方向移动抓手的行列间距，如由点划线所表示出的那样。此时有利的是使这两个导向轨道的两个装配头轮流地抓取并使输入装置11置于交替状态。实现此的方法是使一个输入块的输入装置11固定在一个共同的工作台上，该工作台与一个移动传动装置相耦连。
按图7所示的背向的输入装置11a各有两个抓取位置，它们一起形成了间隔为两个抓手列间距的一种双排列。因而所有装配头的抓手可以在所有元件上抓取，而抓手或输入装置不必移动。
图8和9表示了一种变化了的输入装置，与图1至3所示的装置相对比具有基本一致的零部件。主要的区别在于此处这两个导向轨道对3向运输段1的两边通过弧形的连接段14连接成两个封闭的循环段，在这些循环段中这些装配头4用其抓手6可以在两个紧相邻的轨迹上在抓取位置10上和基底座9上循环移动。由于增加了装配头的数量，因而就可以在两个轨迹上连续不断地抓取并装配，因而可以更进一步地提高装配效率。
有利的是使这些装配头4在两个轨迹上在同样的方向上循环运行，从而使它们总是从一边起移动进入装配区内。因而在运输段1的两侧只需要一个扫描光学装置12。支架5a超过装配装置的正面而加长，使得在其底边上能够装上弧形的连接段14。
附图标记表1 运输段2 基底3 导向轨4，4a 装配头5，5a 支架6 抓手7 导向元件8 线性电机9 基底座10 抓取位置11，11a输入装置12 扫描光学装置13 横导向装置14 连接段15 底架部分
权利要求
1.借助于至少两个装配头(4)对基底(2)装配电元件的装置，这些装配头可以在两个静止不动的、相互至少分段平行的、相邻的、规定走向的装置导向轨(3)里移动，其中可相互独立移动的装配头(4)设有抓手(6)用于夹持元件，装配头(4)用其抓手(6)在元件的至少一列与导向轨(3)平行的抓取位置(10)上可以移动，而且导向轨(3)伸展达到至少一个横交于导向轨(3)可以移动的基底座(9)上，其特征在于，装配头(4)在这两个具有较小自由侧面间距的导向轨(3)里导向；而且抓手(6)布置在两个装配头的相互面对侧面的部位里。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，抓手(6)布置在装配头(4)的相互面对的、紧靠着的边缘部位里；而且装配头之间的侧面间距减小到了一个窄的安全间隙。
3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，用于两个导向轨的装配头(4)的、具有抓取位置的输入装置(11)设在相同的方向上。
4.按权利要求1，2或3所述的装置，其特征在于，导向轨(3)是用于装配头(4)的一个双轨道的封闭环绕段的部分。
5.按权利要求1，2或3所述的装置，其特征在于，导向轨(3)设计成贯通的直线导向装置，其中装配头(4)可以在抓取位置(10)上和基底座(9)上来回地移动。
6.按权利要求1至5任意一项所述的装置，其特征在于，抓取位置(10)成一个列布置；而且至少一个装配头(4)的抓手(6)可以横交于直线导向装置而移动直至到抓取位置(10)上。
7.按权利要求6所述的装置，其特征在于，抓取位置(10)布置成一个设于装配头(4)的移动段之间的列；并且两个装配头(6a)的抓手(6)可以一直移动到抓取位置(10)上。
8.按权利要求1至5中任意一项所述的装置，其特征在于，具有抓取位置(40)的输入装置(11)可以横交于直线导向装置移动，因而抓取位置(10)轮换地到达两个装配头(4)的抓手(6)的移动段下。
9.按权利要求1至5中任意一项所述的装置，其特征在于，输入装置(11a)具有两列抓取位置(10)，其间距为抓手(6)的两个移动段的间距。
10.按权利要求1至5中任意一项所述的装置，其特征在于，抓取位置(10)分布在抓手(6)的两个移动段上。
11.按权利要求10所述的装置，其特征在于，分别对应一个抓取部位的抓取位置(10)在交替的方向上分布在两个抓手段上。
12.按权利要求10所述的装置，其特征在于，分别对应于一个抓取部位的抓取位置(10)成组地汇总在一起。
13.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，一个扫描光学装置(12)布置在抓手(6)的这两个移动段下，该光学装置遮盖住了两个装配头(4)的抓手(6)。
14.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，用于两个装配头(4)的分开的导向轨(3)布置在装置的一个共同的静止不动的支架(5)上。
15.按权利要求14所述的装置，其特征在于，形成导向轨(3)的用于装配头(4)的导向元件(7)装设在一个共同的安装基础上的支架(5)的下边上。
16.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，抓取位置(10)布置在基底座(9)的两边。
17.按权利要求16所述的装置，其特征在于，在两个导向轨(3)中的至少一个上可以有多个装配头(4)相互独立地移动。
18.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，装配头(4)具有多个在移动方向上相互接着排成列的抓手(6)。
19.按权利要求18所述的装置，其特征在于，在两个装配头(4)的这二列抓手(6)之间的侧面间距等于其中一个装配头(4)的两个在移动方向上相互紧接成列布置的抓手(6)之间的间距。
20.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，这两个导向轨(3)都有一种线性电机(8)的静止不动的传动元件；而且装配头(4)都配有线性电机(8)的可活动的传动元件。
21.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，基底用的一个运输段(1)平行于导向轨(3)；而且基底座(9)可以横交于运输段(1)从这运输段出来一直移动到装配头(4)的导向轨(3)下。
22.按权利要求21所述的装置，其特征在于，两个基底座(9)可以相互并排在从运输段(1)里移动出来。
23.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，在运输段(1)的位于导向轨(3)的对面侧设有另外的导向轨(3)、元件的抓取位置(10)和基底座(9)。
24.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，这两个装配头(4)可以同时地各自移动到一个装配位置上和/或分别移动到一个抓取位置上。
25.借助于至少两个装配头(4)对基底(2)装配电元件的方法，这些装配头可以在装置的两个静止不动的、相互至少分段平行的、相邻的、规定走向的导向轨(3)里相互独立地移动，其中具有用于夹持元件的抓手(6)的装配头(4)，它可以在至少一列平行于导向轨(3)的元件的抓取位置(10)上和在一个横交于导向轨(3)可运动的基底座(9)上移动，尤其是按上述权利要求之一所述，其特征在于，两个具有窄的侧面间距的导向轨(3)的装配头(4)相互在旁边移动经过；两个装配头(4)的抓手(6)布置在相互面对的边上；而且装配头(4)同时地移动到一个装配位置上和/或一个抓取位置上。
全文摘要
装置具有两个紧邻平行的用于装配头(4)的导向轨(3)，这些装配头可以在这些轨道里相互独立地以窄的侧面间距无碰撞地移动。用于操纵元件的抓手(6)布置在装配头(4)的相互面对的纵向边上。导向轨(3)伸展达到元件的抓取位置(10)并伸展到装配区域，在这些区域里基底(2)可以横交于装配头(4)的移动方向而定位。通过本发明可以使基底(2)同时由两个装配头在最窄的空间进而进行装配。
文档编号H05K13/04GK1589597SQ02822832
公开日2005年3月2日 申请日期2002年11月12日 优先权日2001年11月16日
发明者M·梅迪安普尔, S·埃纳 申请人:西门子公司