CN101102660A - 自动装配设备的吸管、部段和由吸管、部段构成的系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种自动装配设备的吸管、部段和由吸管、部段构成的系统，根据本发明提出吸管侧的定中心机构(22)和吸管侧的连接机构(11，13，14，20，21)之间的分离，用于将吸管(1)插入到部段(2)上。由此实现定中心功能和连接功能相互分开地优化。

Description

自动装配设备的吸管、部段和由吸管、部段构成的系统

技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于自动装配设备的吸管、根据权利要求9前序部分的用于自动装配设备的装配头的部段、和根据权利要求10前序部分的用于自动装配设备的由吸管和部段所构成的系统。

背景技术

在自动装配设备中，元件被装配头由运输单元上拾取，并随后位置准确地放置到基底上预先定义的位置上。为了拾取元件使用了吸管，该吸管必须通过吸入空气加载，并因此吸取元件，并由此在从运输单元输送到基底的输送过程中抓紧元件。为了可以保持不同尺寸、不同成形的元件，在自动装配设备吸管库中存有具有不同吸入口截面、吸出口和尺寸的吸管，这些吸管可以在装载过程的运行中更换。因此在所谓的装配头部段上，相应所需的吸管在其轴向的纵向方向上被插上，并且必要时在元件尺寸改变时或者由于吸管有故障时更换吸管。

目前为止，通过WO01/35711 A2公开了一种吸管，该吸管在其管状连接件的内径上具有定位凸起(Rastwulst)。作为配对件的部段具有球状的突起，该突起嵌入到圆柱体中。球体稍微向外突出于圆柱体表面。吸管在插入时以定位凸起在球体上定位，并由此顶着部段侧面的端面挤压，因此吸管的位置在垂直于基底的方向上(z-方向)准确已知。

由US2002/0032960 A1例如同样也公开了一种吸管-部段系统，在该系统中，吸管在管状的连接件上具有沟槽，该沟槽与固定在部段上的弹簧共同作用。

在定位的时候，吸管在此产生扩张和变形。其中必须非常准确地制造定位直径，以保证必要的定位力。系统非常刚性，并且小的尺寸偏差也会引起定位力的较大变化。此外吸管在定位时会变形(在通过球体进行定位时从名义上的圆形截面变为“三角形”)，而且吸管的定中心直径也因此改变，该直径用于吸管在平行于基底的、并由此垂直于吸管轴线(z方向上)的平面(x-y平面)内的定中心。由此吸管被夹紧并变得不易操作，这导致了高的拔出力。

此外根据US5758410 A设置有吸管设，该吸管具有在端面从一个定中心部段伸出的定位指，它插入到吸管固定机构上相应的定位槽内。吸管以定中心部段配合于吸管固定机构的圆柱形部段，并且由此防止横向偏转地进行定中心。这使得定中心机构和固定机构的总长度较大，这在更换吸管时要求吸管固定机构在吸管的轴向上有相应较大的装配空间。

发明内容

因此本发明的任务是提供一种尽可能短的吸管、部段和由吸管和部段所构成的系统，它提高了吸管和部段所能承受的更换周期的数目，并确保了更小变化的拔出力。

根据本发明，这项任务通过开始所述类型的具有权利要求1所述特征的吸管、具有权利要求9所述特征的部段和具有权利要求10所述特征的由吸管和部段所构成的系统来完成。

在此在吸管的相同纵向区段内通过吸管侧的定中心机构与吸管侧的连接机构分离的结构来确保：通过例如将连接机构在定中心机构的区域内分布在其圆周上进行布置，在短的插入长度下，吸管配合面或者定中心(也就是x-、y-以和必要时附加的z-精度)同吸管固定机构或连接被分离并且脱耦。由此使得这两个功能可以分别被优化，并且不再相互影响。也可以获得更高的更换周期、稳定的拔出力和稳定的定位力(Rastkraft)，并且同时降低了对制造的要求，因为扩大了公差范围，而且降低了对材料的要求。

根据权利要求2的吸管可以由此实现良好的定中心，即吸管侧的定中心机构被构造为管状的连接件，该连接件精确制造的内径确保了在垂直于连接件轴线的平面内的定中心。

按照权利要求3所述吸管的优选方案，吸管侧的定中心机构被构造为在管状连接件的内侧面上布置在轴向上的肋板，由此仅仅通过肋板就实现了相对部段的定中心，这导致吸管和部段之间存在很小的摩擦，并且因此获得精确保持的拔出力。

通过根据权利要求4的吸管的有利方案，将弹性地支承着的、可径向偏转的球体作为吸管侧的定中心元件实现了良好的连接。

在根据权利要求5的方案中，以有利的方式使用三个球体，这些球体以相同的距离沿着吸管的内壁进行布置。通过至少三个球体的使用，在很少的材料消耗下形成可靠的定位。

根据权利要求6的用于给球体施加弹力的弹性环，以有利的方式实现了弹簧装置(Federung)的简单制造。

根据权利要求7的另一有利方案，以弹性的(gefedert)凸耳(Lappen)作为吸管侧的连接机构，实现该连接机构可以很经济地进行制造。

同样在这个备选方案中，根据权利要求8有利地以相同的相互距离沿着吸管内壁设置有三个凸耳。

根据权利要求9、11、12，其中吸管侧的连接机构卡入到简单制造的在部段上环绕的沟槽内。

随后通过实施例根据附图更详细地对本发明进行说明。

附图说明

附图示出：

图1a根据本发明的吸管部段系统的第一个实施例的示意的侧面截面图，

图1b沿着图1a中剖面线A-A′的示意的截面图，

图2a根据本发明的吸管部段系统的第二个实施例的示意的侧面截面图，

图2b沿着图2a中剖面线B-B′的示意的截面图。

具体实施方式

图1a示意地示出了吸管1的截面图，该吸管1插在一个未完全示出的装配头的部段2上。另外图1b中示出沿着图1a中剖面线A-A′的截面图。吸管1基本上构造为围绕着轴线9对称，并且包括吸管前端3，它可以例如由陶瓷材料制成，吸管前端3在其朝向元件的侧面上具有开口4，通过这些开口4可以通过加载用于吸住元件的负压。为此使用吸管通道5，该通道5在插入状态下连接到部段通道6，该部段通道6与自动装配设备的真空供给装置(未示出)相连接。吸管1具有管状的连接件10，该连接件10用其内径15精确地与部段2的部段圆柱体8的外径16相配合。通过两个直径15、16的匹配，在一个平行于要被装配的基底(x-y平面)的平面内获得良好的定中心。

这种定位由三个构造为球体11的定位元件来实现，这些球体11位于相应的缺口12内，该缺口12被加工在吸管外壳面内。球体11由外面被装入，并且以细微的间隙置于缺口12内。缺口12这样进行构造，使得球体11不能落入吸管1的内部。缺口12在外面用预负载的弹性环13来遮盖，弹性环13例如由钢制成并在它那一侧在沟槽17内引导。

当吸管1插入到部段2上时，球体11被向外顶着弹性环13挤压。弹性环13会退缩并将其预负载传递给球体11。球体11定位在部段2内的沟槽(V形沟槽)14内，并且同时挤压吸管1顶到部段侧的支承面7上，由此得到了在垂直于基底面的z方向上的准确的配合面(Sitz)。

在图2a和2b中示出的第二个实施例也同样示出了系统吸管部段，其中相同的元件具有相同的参考标记。其中定位通过三个构造为凸耳20、带有各自的定位凸起21的定位元件来实现。凸耳20在吸管1插入到部段2上时进行预负载。定位凸起21卡入到部段2的v形沟槽14内。在该第二实施例中，不需要安装球体或者弹性环。

在第二个实施例中，附加地设置了总共三个肋板22，这些肋板22在z方向上构造在连接件10的内侧面上，并且在插入状态下实现了与部段2的部段圆柱体8的外径16的接触，用于定中心。因此在圆周上只有三个点，通过这些点确保了定中心。因此通过将截面由圆形变形为三角形，可以构造出稍微收缩的外形，而不会将吸管夹紧在定中心配合面(Zentriersitz)上。显然肋板22也可以同实施例1的弹性地支承着的球体相组合。

两个实施例都有这样的优点，即吸管1的内径和由此的定中心直径15在定位时不受影响。拔出力基本上仅取决于定位元件，也就是凸耳20、定位凸起21、v形沟槽14或者球体11和弹性环13以及它们的刚性或者预负载。连接元件或者定位元件的刚性显著的小于本身吸管1的刚性。

通过定中心和连接的功能分离，可以有目的地改善吸管1-部段2系统，这提供了更高的更换周期、稳定的拔出力以及稳定的定位力。

Claims (13)

1.用于自动装配设备的吸管(1)，该吸管(1)适合与自动装配设备的装配头的部段(2)相连接，该吸管(1)具有吸管侧的连接机构(11，13，20，21)，用于在连接状态下实现吸管(1)与部段(2)的可插入的连接，并且该吸管(1)具有吸管侧的定中心机构(10，15，22)，用于在连接状态下实现吸管(1)相对于部段(2)的定中心，其特征在于，所述吸管侧的连接机构(11，13，20，21)与吸管侧的定中心机构(10，22)分开地构造，该吸管侧的连接机构(11，13，20，21)具有径向弹性地可偏转的定位元件(11，21)，并且该定位元件(11，21)和定中心机构(10，22)设置在吸管的共同的纵向区段内。

2.按照权利要求1所述的吸管(1)，其特征在于，所述吸管侧的定中心机构(10，15)被构造为管状的连接件(10)，该连接件(10)精确制造的内径(15)在垂直于连接件(10)的轴线(9)的平面(x-y)内确保定中心。

3.按照权利要求1所述的吸管(1)，其特征在于，所述吸管侧的定中心机构被构造为在管状的连接件(10)的内侧面上布置在轴向(9)上的肋板(22)。

4.按照权利要求1、2或3中任一项所述的吸管(1)，其特征在于，所述吸管侧的连接机构被构造为弹性地支承着的球体。

5.按照权利要求4所述的吸管(1)，其特征在于，三个以相同的距离沿着吸管内壁布置的、弹性地支承着的球体(11)形成所述连接机构。

6.按照权利要求4或5所述的吸管(1)，其特征在于，所述球体(11)通过弹性环(13)被施加弹力，该弹性环(13)环绕在吸管的沟槽(17)内。

7.按照权利要求1、2或3中任一项所述的吸管(1)，其特征在于，所述连接机构被构造为设置有定位凸起(21)的弹性的凸耳(20)。

8.按照权利要求7所述的吸管(1)，其特征在于，三个凸耳(20)以相同的相互距离沿着吸管(1)内壁进行布置，并形成所述连接机构。

9.用于自动装配设备的装配头的部段(2)，具有部段侧的连接机构(14)，用于将部段(2)与吸管(1)连接，其特征在于，所述部段侧的连接机构被构造为沿着部段圆柱体(8)的外表面的环形的沟槽(14)。

10.由吸管(1)和部段(2)所构成的用于自动装配设备的系统，该系统具有吸管侧的连接机构(11，13，20，21)和部段侧的连接机构(14)，这些连接机构在连接状态下确保在所述吸管(1)和部段(2)之间的连接，并且该系统具有吸管侧的定中心机构(10，22)和部段侧的定中心机构(16)，这些定中心机构在连接状态下至少在垂直于该系统主轴线的平面(x-y)内确保吸管(1)的定中心，其特征在于，所述吸管侧的连接机构(11，13，20，21)与吸管侧的定中心机构(10，22)分开地构造。

11.按照权利要求10所述的系统，其特征在于，所述吸管侧的连接机构被构造为弹性地支承着的球体(11)，并且所述部段侧的连接机构被构造为环绕的沟槽(14)。

12.按照权利要求11所述的系统，其特征在于，所述球体(11)沿着吸管的内壁进行布置，并且通过弹性环(13)被施加弹力，该弹性环(13)环绕在吸管的沟槽(17)内。

13.按照权利要求10所述的系统，其特征在于，所述吸管侧的连接机构被构造为带有各自定位凸起(21)的弹性的凸耳(20)，并且所述部段侧的连接机构被构造为环绕的沟槽(14)。

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