CN101484273B - 模块化的加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加工装置，即，“加工平台”，其用于加工在机件载体上被传送的工件，其具有底板模块和至少一个加工模块，该加工模块可在容纳区域内的点处被插入到该底板模块。每个加工模块加工、装配或测试工件，例如，制药产品或医学技术产品。该加工装置的特征在于底板模块包括支撑设备，该支撑设备被设计为在容纳区域内的任何期望点或多个预定点处容纳加工模块和功能模块。

Description

模块化的加工装置

本发明涉及加工装置，即，“加工平台”，其用于加工在机件载体上被传送的工件，其具有底板模块和至少一个加工模块，该加工模块可在容纳区域内的点处被插入到该底板模块。

前述类型的加工装置或加工站通常是众所周知的。因此，申请人销售如名为“TEAMOS”的加工装置。此外，这种加工装置也可通过文献DE 197 41 671 A1被了解。文献EP 1 637 280 A1也示出了由底板模块和加工模块组成的加工装置。

一般来说，加工装置通常是模块化的加工、装配和/或测试系统，其用于加工、装配和/或测试产品，例如，制药产品或医学技术产品。在该加工系统中，每个加工站具有至少一个将对该产品执行的具体功能。例如，一种功能可包括将两个外壳部件相互连接、执行泄露测试、执行电气功能测试、执行焊接等。另一种功能包括用激光对外壳部件进行光刻。在制药产品或医学技术产品的情况下，如测量液体和物质、测量药品、物质的热治疗、辐射加工、单体或聚合体的加工等加工是重要的。

这些功能在加工站中被自动执行。此外，加工系统还包括，例如，功能被手动实现的手动加工站和仅仅用于向前传送配备了产品的机件载体的纯传送站。

上述文献中示出的是包括多个“加工模块”的加工站。这些加工模块均为执行具体功能的自容纳的独立装置。因为加工站可容纳多个这样的加工模块，因此在一个加工站内执行多个功能是可能的。

容纳加工模块的是“底板模块”，其具有用于各个加工模块的推进单元容器。底板模块通常具有四个推进单元容器，其中每个的壳的宽度都是400mm，基体(matrix)具有相应宽度(400mm、800mm等)的加工模块可被插入其中。

除了这些推进单元容器之外，底板模块还包括开关柜，其被固定地安装在底板模块中并且尤其容纳对于加工模块的控制必要的中心控制设备。在本申请中，表达“底板模块”主要是指包括至少一个框架的装置，其用于容纳独立的加工模块和不专用于这些加工模块的组件(例如，电源、开关设备等)。

如果加工系统将被扩展，那么将安装由底板模块和多个加工模块组成的又一个加工站。

因此，原则上，加工系统由一个或多个加工站组成，每个加工站都具有相同结构的底板模块并对适用于将执行各功能的加工模块进行处理。

尽管这些模块化加工站在市场上已经非常成功，但是仍然期望增加这些加工站的灵活性并减小产品成本。

在该背景下，本发明的目的是开发最初提到的加工装置，使其在装配、转换等过程中具有更大的灵活性，并且还可具有更低的成本。

由最初提到的加工装置实现的目的是底板模块包括支撑设备，该支撑设备被设计为在容纳区域内的任何期望点或多重预定点处容纳加工模块或功能模块。

也就是说，根据本发明的加工装置不具有如前述方案中的多个固定的推进单元容器，每个推进单元容器的宽度对应于加工模块的最小“基体”宽度。相反地，根据本发明的加工装置的支撑设备具有在容纳区域内的任何期望点或多重预定点处安排加工模块和/或功能模块的可能性。如果具有四个推进单元容器的已知加工站中的加工模块可在容纳区域内的四个点处被容纳，那么根据本发明的加工装置中的加工模块可在明显更多个点处被容纳。此外，功能模块还可自由地或基本自由地被容纳在容纳区域内，功能模块是不执行工件加工功能的自容纳子配件(例如，传送、控制单元)，其被分配具体个数的加工模块、媒质和电源、外壳等。

优选地，预定点的个数大于可被插入的加工模块的最大个数，在该情况下，具有最小宽度的加工模块被认为是底部。

总体上，可因此而增加加工装置的结构中的灵活性。由于具有更大的灵活性，可进一步实现元件的标准化，从而使产品成本可全面减小。

因此，与前述的文献EP 1 637 280 A1中示出的解决方案相比，本发明具有这样的优点，即，首先，加工模块可以明显更灵活的方式被安排在加工装置中。其次，功能模块(也就是例如外壳部件、开关柜等)也可以明显更灵活的方式被安排在加工装置中。

在优选的实施方式中，支撑设备由背部支撑和底部支撑表面的支撑元件形成的，在每种情况下，背部支撑和底部支撑表面均在支撑元件的整个长度上延伸。支撑设备优选地提供了在支撑设备的整个长度上延伸的容纳区域。

这些测量具有这样的优点，即，最大的区域可用于容纳加工模块。此外，因此可将支撑元件彼此连接，由此获得甚至更大的连续的容纳区域。

在优选的实施方式中，用于构造外壳的部件被设计为可被插入到容纳区域的功能模块。被分配给加工装置的中心控制设备或开关柜的部件被设计为可插入到容纳区域的功能模块。此外，提供传送机件载体的传送设备的部件也优选地被设计为可插入容纳区域的功能模块。

换句话说，基本上加工装置的所有子配件均具有模块化的结构，无论它们执行普通功能或是工件加工功能，并且因此可以非常灵活的方式插入支撑设备的容纳区域。因此，例如，提供中心控制设备作为可在任何或基本任何期望点处被插入容纳区域中的独立模块单元，例如，在前面的加工站(例如，前述的EP 1 637 280 A1)中是底部模块的固定元件。该结构的最终结果是，由加工模块的具有固定连接的控制设备和具体个数的推进单元容器的框架表征的、传统意义上的加工站不再存在。因此，在计划加工系统期间以及在构造加工系统期间，灵活性可进一步增加。

在优选的实施方式中，支撑设备由至少两个支撑元件组成的。

更确切地说，该支撑设备不是由单片设备组成，而是可由例如多个支撑元件组成。这些支撑元件具有类似的结构，并且其长度可变化。因此，灵活性可进一步增加，并且进一步的扩展的可能性增加。

在优选的实施方式中，该支撑具有紧固轨道，其在容纳区域的整个长度上延伸并且与以保持和标度方式连接到加工模块的加工板的保持元件相互作用。该紧固轨道优选地具有用于容纳标度或紧固销钉的孔基体。

更确切地说，该支撑具有允许销钉被连于间隔的固定位置的装置。将被插入的加工模块的加工板可被向下放置在这些销钉上，然后，这些销钉啮合到加工板中的相应钻套中。因此，加工模块的位置是标度的，更确切地说，是固定的。然后，螺钉可被转动以通过这些销钉进入支撑，从而稳固地将加工板连接到支撑元件。

孔基体尺寸优选地选择为使加工模块的最小宽度是该孔基体尺寸的倍数(也包括因子1)。例如，如果最小加工模块宽度被选择为400mm，那么优选的孔基体尺寸可为100mm，也就是例如加工模块基体的四分之一。因此，加工模块可在容纳区域内的彼此相距100mm的点或位置处被插入。

然而，在这一点上，可注意到，用于标度和紧固支撑设备上的加工模块的其它技术解决方案也可被构想。此外，还可构想以这样的方式设计支撑，即，加工模块可在任何期望的点处被固定。在该情况下，“基体配置”将被省去。

最终，还可注意到，在这一点上，功能模块也可类似于加工模块被插入支撑设备的容纳区域中。因此，功能模块可同样地在加工平台的容纳区域内的任意或基本任意期望点处(当使用孔基体时)被插入。在这种情况下，未对工件执行直接地加工的所有模块均被指定为功能模块。

在优选的实施方式中，支撑设备的支撑表面具有在容纳区域的整个长度上延伸的至少一个孔基体轨道，该孔基体可对应于紧固轨道的孔基体，但是不是绝对必须的。例如，顶部构件的紧固轨道的孔基体可为100mm，而底部支撑表面的紧固轨道的孔基体可为50mm。

该孔基体轨道被用于在另一个点处将加工模块或功能模块连接到加工平台。

本发明的目的也通过根据本发明的加工装置的加工模块而实现，所述加工模块具有加工板和开关柜，并且其特征在于，至少一个保持元件被提供在加工板上，所述保持元件适应于加工平台的支撑的紧固轨道，从而以保持和标度的方式与所述紧固轨道相互作用。

该测量的优点已经在上面被解释，并因此它们无需再次被处理。

根据具体实施方式和附图了解本发明的其它优点和结构。

当然，上述性质和将在下面被解释的性质可不仅仅被用于各自的具体组合，而且还可在不偏离本发明的范围的情况下用于其它的组合，或者单独使用。

现在，将参照示例性的实施方式和附图更详细地解释本发明，为了清楚的说明，描述所有的加工模块而不描述实际的加工结构。在这些附图中：

图1示出了根据第一实施方式的加工装置的透视图；

图2示出了部分构造的加工装置的透视示意图；

图3示出了图2中示出的加工平台的透视示意图，其具有更多的附加组件；

图4示出了根据另一个实施方式的支撑设备的透视示意图；

图5示出了图4中示出的支撑设备的详细示意图；

图6示出了插入有加工模块和功能模块的支撑设备的透视示意图；

图7示出了完成构造的加工平台的透视示意图，其中加工平台在视线方向上被延伸；和

图8示出了加工系统的基本构造的示意性方块图。

加工系统的基本构造在图8中被示意性地示出。加工系统通常由一个或多个加工装置组成，其被指定为加工平台。

加工装置(即，加工平台)由底板模块和至少一个加工模块组成。

与先前的解决方案相比，底板模块类似于模块化结构并且包括支撑设备，所述支撑设备具有用于容纳加工模块和“功能模块”的容纳区域。加工模块和功能模块都可在任何或几乎任何期望点处被插入支撑设备的容纳区域。表述“可被插入”意味着，首先，模块所需的空间是可利用的，其次，将模块固定到支撑设备是可能的。因此，本发明的意义中的“插入”是将模块放置在期望的位置并将模块固定或连接到支撑设备。

“功能模块”是指对工件不执行直接加工的所有装置，举少量例子来说，包括传送装置、容纳在开关柜中的控制设备或者外壳部件。原则上，功能模块是可被插入支撑设备中并且不对工件执行加工的任意模块。

最终，支撑设备由彼此相连的具有相同或不同长度的一个或多个支撑元件组成，该支撑元件形成了连续的容纳区域，以使加工模块或功能模块也可被插入支撑元件上，即，可由两个相邻的支撑元件承载。

从加工系统的抽象结构开始，下面对加工平台的示例性实施方式进行描述和解释。然而，应该注意，涉及的实施方式能够代表其它可构思的实施方式(未示出)并且不期望将本发明限制于此。

现在，将参照图1至图7详细地描述具有功能模块和支撑设备的加工平台。

加工平台在图1的透视图中被示出，并且由标号10标识。加工平台10可为由多个这样的加工平台10或相似的加工平台10组成的更大的加工系统的一部分。然而，示出的加工平台10也可单独地操作，例如，与手动同步的机件载体一起操作或者与传送系统相结合。

原则上，加工平台10用于在机件载体上传送的工件通过加工平台时对其进行加工、装配和/或测试。例如，该加工可包括用电子子配件装配蜂窝电话外壳、用激光雕刻该外壳等。同时，申请人提供了用于已经提到的“TEAMOS”加工系统的多个不同的加工。

加工平台10内的各个加工通过“加工模块”被执行，这些加工模块由图1中的标号14标识。对于不同的加工，相应的不同加工模块14可被提供到加工平台10中。在示出的加工平台中，示例性地，提供了总共四个加工模块。

加工模块14被插入在图1中用标号12标识的支撑框架中，并且该支撑框架在下文中称作支撑设备。支撑设备12的结构将在下面更详细地被解释。

除了加工模块14之外，加工平台还具有开关柜16，其容纳加工模块的中心控制和供电所需的子配件，尤其包括电子控制组。

最后，加工平台10具有外壳，其由两个侧壁18、后壁22和门20构成，并且包围了加工空间，其中各个加工步骤都是对通过该加工空间的工件实施的。并且，图1还示例性地示出了输送设备36，其提供对装配了至少一个相应工件的机件载体的传送。

加工平台10的结构非常简单，并且将在下面参照图2和图3对其详细解释。

图2示出了部分构造状态下的加工平台10。特别地，未示出如侧壁18、后壁22或者门20等外壳部件和开关柜16。

可清晰地看到由后壁元件44和底板元件42组成的支撑设备12。后壁元件44垂直于底板42放置，从而使横截面为L形。

底板42和后壁元件44都是由相应的纵向构件和横向构件组成，其中平行延伸的纵向构件47经由横向延伸的横向构件45而相互连接。纵向构件和横向构件之间产生的空间可保持开放或者由板封闭等。

后壁元件44具有作为顶部终端的纵向构件46，其在支撑设备12的整个长度上延伸。与顶部纵向构件46相连的是紧固轨道48，例如，其横截面可为T型，并且其被设计为以保持和换挡的方式与加工模块14上的相应地互补设计的元件相合。

在图2中可清晰地看到，紧固轨道48在顶部纵向构件46的整个长度上延伸，并且因此在支撑设备12的整个长度上延伸。

紧固轨道48的长度限定了图2中用标号26标识的容纳区域。可将加工模块14在容纳区域26内插入支撑设备12中。

这是主要通过将包括加工板34和开关柜32的加工模块14从前面被推入并且然后被向下放置而完成的。

在加工中，连接到加工板34下侧的保持元件与紧固轨道48接触，从而在横向上固定加工模块14的位置。在加工模块14的前部区域中提供有垂直构件，其从加工板34的下侧开始向下延伸并保持在底板42的一个纵向构件47上，并且因此支撑前部区域中的加工板。这些构件通过加工模块14的各开关柜32在图2中被隐藏。

利用这种类型的紧固轨道48，可在容纳区域26中的任何期望纵向位置插入各个加工模块14。各个加工模块没有固定的位置。此外，在理论上可构想加工模块甚至被插在从一个支撑设备到下一个支撑设备的转接处。

这里可注意到，为了清楚起见，从加工的角度来看，加工板上的实际构造在本发明的所有图中都是空白的，即，未示出。

图3中示出了图2所示的加工平台10，并且其具有其它元件。这些元件是侧壁18和开关柜16。从该图中可清楚地看到，侧壁18同样具有保持元件，其被设计为与紧固轨道48互补并且可因此被紧固于后壁元件44。如针对加工模块14所述，侧壁18可连接于在容纳区域26内的任何期望点。侧壁18通过垂直构件在前端被支撑，该垂直构件位于底板42的纵向构件47上。垂直构件在图3中被开关柜16隐藏。

开关柜16可同样地被配置在支撑设备12的容纳区域26内的任何期望点处，并位于底板42的纵向构件47上。

图2和图3均进一步示出了输送设备的零件，该输送设备由标号36标识并且在所有加工模块14上延伸，在示出的情况下，在四个加工模块14上延伸。输送设备36的零件被放置在各个加工模块的加工板上，其中输送设备36同样地具有模块化的结构并且可作为独立的单元被操作。同样可构思每个加工模块具有单独的输送设备。然而，为了清楚说明，这些图中未示出输送设备36的皮带的驱动。然而，该驱动可与功能模块中的相应控制一起被容纳，可如加工模块14一样插入到加工平台10中。

图1中示出的其它元件，例如侧壁18(与门20和后壁22一起)，可同样地如各个元件一样插入支撑设备12中。

从图1至图3可看出，因为所有的元件都可以模块化的方式被插入到加工平台中，因此加工平台10可非常简单地被构造。不仅具有模块化结构的加工模块14可作为“功能模块”被插入支撑设备12中，所有其它零件(特别是开关柜、外壳零件等)也可作为“功能模块”被插入支撑设备12中。

总体上，省去了用于容纳加工模块的固定的底板模块。因此，不再存在由具有固定长度的底板模块组成的传统加工站，所述底板模块固定连接的开关柜和外壳零件。现在，不具有传统加工站的坚硬结构的加工平台可由任何期望的加工模块和功能模块组成，且这些加工模块和功能模块在纵向上的位置可自由选择或者基本自由地选择。

图4至图7类似地示出了处于不同的构造状态中的加工平台10。图4至图7所示的加工平台10仅仅在边缘处与图1至图3中示出的加工平台10不同，因此可将以相同标号标识的零件的描述略去。

在这里，同样地，支撑设备12由纵向构件与横向构件组成，从而具有L形的横截面。

在该示例性实施方式中被设计为孔基体板52的紧固轨道48被放置在支撑设备12的顶部纵向构件46上。更确切地说，多个均匀相间的孔54被并入孔基体板52中，所述孔54纵向延伸，也就是平行于顶部纵向构件46延伸。这些孔54可在图5中被清楚地看到。相邻的孔54之间的距离，也就是孔基体的尺寸，被选择作为加工模块的基体尺寸的函数。优选地，选择为使加工模块基体的尺寸是孔基体尺寸的倍数。在先前的加工系统中，值400mm已经被证明对加工模块基体是有利的，也就是说，对加工模块的最小标称宽度(等于整个物理宽度加上例如10mm的左右机动间隙尺寸，每个模块的左右机动间隙尺寸是为了容易地将加工模块放置在完全装配的加工平台中或从其上移除)是有利的。因为这样的加工模块基体，孔基体尺寸的有利值将为在相邻的孔54之间具有约为100mm的距离。当然，其它孔基体尺寸同样地是可构想的，只要它们小于或等于加工模块基体的整因子。

当然，通过本发明的方式，还可以使用精细的加工模块基体，例如，100mm，从而配置符合要求的加工平台、加工系统和加工模块/功能模块。

从图4和图5可看出，销钉56可被插入孔54中，所述销钉除了标度(indexing)作用之外还具有紧固功能。

如结合图1至图3的加工平台10所述，紧固轨道48用于对插入的加工模块和功能模块的进行标度和紧固。考虑到孔基体和插入到其中的标度销钉54的使用，此实施方式中的加工模块14和功能模块不再能在支撑设备12的容纳区域26内的任意期望点处被插入，而仅仅能在由孔基体尺寸规定的位置处被插入。然而，因为在加工模块宽度内提供了多个孔54，因此加工模块或功能模块可在非常多的位置处被插入。因此，不再存在任何限制，例如，不再如在具体实施方式的开始部分提到的TEAMOS系统中的情况所述限于加工站内的四个可能的位置。

在加工板32的下侧上，加工模块14具有与标度销钉56互补的元件，并且因此具有标度销钉啮合到其中的钻套形式的开口。为了最终将加工模块紧固在支撑设备12上，销钉通过这些钻套被插入，并且被拧到孔基体板52中。

功能模块具有相同的或相似的装置，从而能够将其紧固于支撑设备。

为了在前端区域内也固定每个模块14，具有孔62特别是抽头式的孔的孔基体板58被放置在底板42的纵向构件47上。然后，位于该纵向构件上的、加工模块的支撑可同样地经由销钉被紧固。

具有这种支撑设备12的加工平台10的一部分在图6和图7中被画出。可清楚地看到多个加工模块14，这些加工模块与其加工板34一起位于孔基体板52上。垂直构件33可在前端区域内被至少部分地看到，构件33位于孔基体板58上并支撑加工板。然后，开关柜32被紧固到该构件。

此外，加工平台10具有带操作面板的开关柜16，开关柜16形成功能模块并且被连接到容纳区域内的支撑设备12。开关柜16位于底板42的纵向构件47上并且至少被固定孔基体板58。

最后，如后壁22、门20或顶部24等各个外壳零件可与侧壁18一起被放置到支撑设备的容纳区域，这些外壳零件同样地形成功能模块。例如，侧壁18由被支撑在底部的孔基体板58或顶部的孔基体板52上。

在图6和图7中还可清楚地看到，支撑设备12在容纳区域26内具有自由位置，该自由位置在图7中用标号74标识。该自由位置可用于容纳其它加工模块或功能模块。考虑到构造的模块化类型，在该情况下，开关柜16可以非常简单的方式被移动到右边，以使新的加工模块15可被直接安装在已有的加工模块之后。这种灵活的解决方案对于以前的系统是不可能的。这特别是由于这样的事实，即，中心的开关柜、外壳零件等是底板模块的固定组件，并且因此不容易被改变。

最后，例如，可通过其它的支撑设备12延伸加工平台10，如图7中不完全所示，而不必接受用于加工模块的中心供电和控制的其它开关柜16。

因此，总体上可以看出，由于甚至那些未被指定给加工模块的子配件都具有模块化结构，因此根据本发明的加工平台10可以明显更灵活的方式被构造和延伸。在这一点上，特别是底板模块的模块化应该被提及，其现在是以非常可变的方式由支撑设备和各个自容纳的独立功能模块组成，其中这些功能模块可在支撑设备的容纳区域内的任何或基本上任何期望点处被插入。此外，灵活性的增加具有成本优势，因为可提高子配件的标准化程度并且可实现符合要求并被装配加工模块的加工平台。功能模块只被放置在需要的地方。

Claims (18)

1.一种用于处理在机件载体上被传送的工件的加工装置，其具有底板模块和至少一个加工模块(14)，所述底板模块包括具有容纳区域(26)的支撑设备(12)，所述加工模块包括加工板(34)和开关柜(32)，所述加工模块能够在所述容纳区域(26)内的点处被插入所述底板模块，其特征在于，所述支撑设备(12)被设计为在所述容纳区域(26)内的任意期望点或多个预定点处容纳所述加工模块(14)和功能模块(16)。

2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述预定点的个数大于能够被插入的加工模块的最大个数。

3.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述预定点的个数为能够被插入的加工模块的最大个数的倍数。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的加工装置，其特征在于，所述支撑设备(12)由具有后部支撑和底部支撑表面的至少一个支撑元件构成。

5.根据权利要求4所述的加工装置，其特征在于，所述支撑设备(12)提供了在所述支撑设备的整个长度上延伸的容纳区域(26)。

6.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，用于构造外壳(18、20、22、24)的零件被设计为能够被插入到所述容纳区域(26)中的功能模块。

7.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，被分配给所述加工装置或者具体个数的加工模块的中心控制设备(16)被设计为能够被插入所述容纳区域中的功能模块。

8.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，用于传送所述机件载体的输送设备被设计为能够被插入所述容纳区域中的功能模块。

9.根据权利要求4所述的加工装置，其特征在于，所述支撑设备的长度独立于能够被插入的所述加工模块的所述宽度而选择。

10.根据权利要求4所述的加工装置，其特征在于，所述支撑设备由至少两个支撑元件组成。

11.根据权利要求4所述的加工装置，其特征在于，所述支撑元件具有紧固轨道(48)，所述紧固轨道在所述容纳区域的整个长度上延伸，并且以保持和标度的方式与被连接到所述加工模块的加工板的保留元件相合或者与被连接到功能模块的保持元件相合。

12.根据权利要求11所述的加工装置，其特征在于，所述紧固轨道被设计以成为基本为T型的横截面或者在横截面上具有T型槽，并且允许加工模块或功能模块以任意期望的方式被放置。

13.根据权利要求11所述的加工装置，其特征在于，所述紧固轨道具有用于容纳销钉的孔基体，所述销钉用于标度和紧固。

14.根据权利要求13所述的加工装置，其特征在于，所述孔基体尺寸是所述加工模块基体宽度的整因子。

15.根据权利要求11至14中的一个所述的加工装置，其特征在于，所述支撑设备的所述支撑表面具有在所述容纳区域的所述长度上延伸的至少一个孔基体轨道，所述孔基体轨道上的孔基体对应于所述紧固轨道的孔基体。

16.一种用于权利要求1至15中的一个所述的加工装置的加工模块，其具有加工板和开关柜，其特征在于，至少一个保持元件被提供在所述加工板上，所述保持元件适应于所述支撑设备的支撑元件上的紧固轨道，从而以保持和标度的方式与所述紧固轨道相合。

17.根据权利要求16中所述的加工模块，其特征在于，所述保持元件被设计为所述加工板中的钻套，连接到所述紧固轨道的标度销钉能够与所述钻套啮合。

18.根据权利要求16或17所述的加工模块，其特征在于，与所述支撑设备的支撑表面相合的紧固元件被提供在所述加工模块的所述加工板的下侧。

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