CN101562965A - 基板传送装置,基板操纵装置,电子组件制造装置和基板操纵方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造电子组件的装置，该装置具有：物流模块(4)用于传送基板(2)；以及至少一个与物流模块(4)耦合连接的机器人模块(10)用于操纵基板(2)，其中机器人模块(10)在物流模块(4)运行期间可以耦合和/或去耦合。如果例如物流模块(4)具有不易排除的故障或如果装配线(1)必须至少部分地改装，则第一机器人模块(10)的耦合或去耦合是必需的。通过使物流模块(4)继续运行，确保了向其它耦合了的机器人模块(10)供给基板(2)。因此可以避免整个装配线(1)的停机状态。制造系统(1)的以子系统的模块化的结构和物流模块(4)的作为装配线(1)的所谓的“中枢”的构造能够实现制造系统(1)的很高的灵活性和可配置性。

Description

基板传送装置，基板操纵装置，电子组件制造装置和基板操纵方法

技术领域

本发明涉及一种用于传送基板的装置、一种用于操纵基板的装置、一种用于制造电子组件的装置、以及一种用于操纵基板的方法，特别是一种用于为基板装配上元件的方法。

背景技术

在制造电子组件时为基板、例如印刷电路板装配上若干元件。为此，在生产区域中使用了所谓的自动装配机，该自动装配机借助于相应的定位装置和装配装置来取下准备好的元件且把元件放置到基板上的预先确定的位置上。这种类型的自动装配机可以作为“独立的(stand-alone)”装置运行，但常常与用于基板的传送系统连接且合并到生产线中，其中除了自动装配机之外，生产线也可以包括其它装置，例如印刷电路板印刷装置、焊接炉或自动检验机。通常这种类型的生产线的特征在于单个的、构成该生产线的、具有相对较高的自动化程度的部件的刚性连接。

由专利申请文件DE 100 23 358 A1已知了一种用于为印刷电路板装配上元件的生产线，该生产线除了至少一个装配模块之外还包括印刷电路板印刷装置以及焊接炉。此外，该生产线的单个的部件借助于集成的用于基板的传送系统来连接。

此外在专利权说明书US 5692292 A中已知了一种具有多个装配模块的生产线，这些装配模块同样借助于集成的传送系统互相刚性地连接。

发明内容

本发明的目的在于，提出：一种用于传送基板的装置；一种用于操纵基板的装置；一种用于制造电子组件的装置；以及一种用于操纵基板的方法，借助于上述装置以及方法可以提高生产线的灵活性以及装配效率。

该目的通过根据独立权利要求的用于传送基板的装置、用于操纵基板的装置、用于制造电子组件的装置、以及用于操纵基板的方法来实现。从属权利要求的主题是有利的设计方案。

根据本发明的用于传送可装配上元件的基板的装置包括：物流模块，该物流模块设计用于在装配线中传送基板；以及第一连接装置，该第一连接装置这样设计，即可以把基板从物流模块转送到第一机器人模块以用于加工，其中第一连接装置设计用于在物流模块运行期间耦合(ankoppeln)和/或去耦合(abkoppeln)第一机器人模块。

如果例如机器人模块具有不易排除的故障或如果装配线必须至少部分地改装，则第一机器人模块在物流模块运行期间与物流模块耦合或去耦合是必需的。在这种情况下有利的是，并不直接在生产线上来排除故障，而是以简单的方式和方法使机器人模块从物流模块中去耦合，其中物流模块以及保留的生产线的运行不会由于去耦合过程而中断。这一方面意味着，物流模块在耦合或去耦合期间不必被关闭。另一方面由此得出，物流模块的保留的传送部段可以继续运行，从而确保了向其它的所连接的机器人模块的基板供给且不会中断。在机器人模块的耦合和去耦合期间也能够实现物流模块的基本上不中断的运行，由此可以使装配线的其它部件、例如其它连接到物流模块上的机器人模块继续运行，从而因此可以避免整个装配线的停机状态。这使得整个装配线的效率显著增高并且因此使得在每个时间单位里的基板的生产率显著增高。

在排除了故障之后，去耦合的机器人模块可以重新耦合到物流模块上，而不会使物流模块的运行、也就是说向剩余的机器人模块的基板供给中断。

在一个有利的改进方案中这样来设计连接装置，即可以把加工好的基板从机器人模块转送到物流模块。

这具有以下优点，即借助于连接装置不仅确保了向第一机器人模块的基板供给，而且可以实现通过同一个物流模块来把已经加工好的基板传送走。因此，该物流模块不仅用于向机器人模块供给基板，而且还用于把加工完毕的基板从各个机器人模块中传送走。

在另一个有利的改进方案中，物流模块具有另一个连接装置，利用另一个连接装置可以使另一个机器人模块耦合或去耦合，从而根据第一或第二机器人模块的耦合连接情况来维持装配线的功能性。

在此，装配线鉴于所需要的功能而具有至少一个简单的备用设计或者说冗余设计(Redundanz)。如果机器人模块从物流模块中去耦合且因此不再能用于执行在装配线里的特定功能，则基于该备用设计可以使该功能由另一个机器人模块所接管或被分配到多个其它机器人模块上。由此确保了装配线的全部功能性在一个机器人模块去耦合的情况下也能得以维持。

在另一个设计方案中，连接装置具有供给装置，该供给装置设计用于把生产用料(Betriebsstoffen)从物流模块输送至机器人模块。

生产用料的概念例如可理解为压缩空气、电或信息，为了能够执行机器人模块的功能()，机器人模块需要上述生产用料。可以通过物流模块来为每个机器人模块集中提供该生产用料。用于该生产用料的接口可以例如设置在物流模块的机架里，从而可以快速而简单地连接需要耦合的机器人模块。此外还可以把用于不同生产用料的、在物流模块一侧和在机器人模块一侧的接口都安置到共同的接口板(Anschlussleiste)上。由此可以进一步降低用于机器人模块的耦合和去耦合的费用。

在本装置的另一个设计方案中，物流模块与生产线控制装置连接。此外，每个机器人模块具有配属于该机器人模块的控制单元，利用该控制单元可以控制各个机器人模块的至少一项功能，其中连接装置设计用于在一方面的生产线控制装置与另一方面的所选出的控制单元之间的数据交换。

在一方面的物流模块的生产线控制装置与另一方面的机器人模块的自己自足的控制单元之间的数据交换能够实现分散式控制结构，在该控制结构中，上一级的功能、例如任务顺序计划由生产线控制装置来执行，然而每一个机器人模块的局部的功能、例如运动顺序的计算和控制由配属于各个机器人模块的控制单元来执行。由此还可以使机器人模块在与物流模块去耦合的情况下也能自给自足地运行，例如在各个机器人模块的升级、保养或维护的情况下的功能测试的范围内。

根据本发明的用于操纵基板的装置包括：第一机器人模块，该第一机器人模块设计用于操纵基板；以及第一连接装置，该第一连接装置这样设计，即可以把基板从装配线的物流模块转送到第一机器人模块以用于加工，其中第一连接装置设计用于在物流模块运行期间使第一机器人模块耦合和/或去耦合。

关于第一机器人模块的可耦合或可去耦合性能所带来的优点，相应的物流模块可参考上述实施例。

在本装置的一个有利的设计方案中设置有第二连接装置，利用该第二连接装置可以使第二机器人模块耦合到物流模块上和/或从物流模块上去耦合，从而根据第一或第二机器人模块的耦合连接情况来维持装配线的功能性。

如开头已经说明地，可以借助于耦合在物流模块上的第二机器人模块来实现生产线的备用装置。当这两个机器人模块中的一个发生故障时，其所涉及功能可以由另一个机器人模块所接管，或如果有两个以上的机器人模块耦合在物流模块上时，该功能可以被分配到其它机器人模块上。因此确保了装配线的全部功能性在机器人模块去耦合的状态中也能得以维持。

在另一个设计方案中，连接装置具有供给装置，该供给装置设计用于把生产用料从物流模块输送至机器人模块。

关于由此所得出的优点，物流模块可参考上述实施例。

在另一个设计方案中，物流模块与生产线控制装置连接。每个机器人模块具有配属于该机器人模块的控制单元，利用该控制单元可以控制耦合的机器人模块的至少一项功能，其中连接装置设计用于在一方面的生产线控制装置与另一方面的所选出的控制单元之间的数据交换。

关于生产线的由此所得出的分散式控制结构的优点，在此参考上面已经阐述了的理由。

在一个有利的改进方案中，去耦合的机器人模块可以不依赖于物流模块地运行。

一个对于机器人模块来说是显著的、由分散式控制结构所得出的优点确定无疑地在于，该机器人模块在从物流模块中去耦合的状态中也可以作为“独立的”单元自给自足地由剩余的生产线来运行。因此例如可以以离线方式、也就是在从物流模块中去耦合的状态中来执行功能测试或保养-和维护工作，从而由此使得在必要时对生产线在其效率上，而不是在整体功能性上产生不利影响。生产线的持续的运行可以-在效率降低的情况下-继续得以保持，因此避免了生产线的由于维修的停机状态。

在另一个有利的改进方案中，机器人模块具有多个轮，机器人模块借助于该轮可在横向于物流模块的方向上移动。

通过应用轮来使机器人模块移动，可以以简单的方式和方法使机器人模块耦合到物流模块上的过程或者从物流模块中去耦合的过程无需很高费用地由仅仅一个机器操作者来执行。因此机器人模块可容易地在大厅地板(Hallenboden)上移动且可以例如为了保养或维修的目的而快速而简单地被送往生产车间的其它区域。在耦合的状态中，为了机器人模块的安全状态可以例如把轮制动住或也可借助于可伸出的支腿来支撑机器人模块。

在一个有利的改进方案中，机器人模块设计用于把有粘性的介质涂覆到基板上。

有粘性的介质可以例如是焊膏或用于固定元件的粘合材料。例如在用于制造电子组件的SMD技术(表面安装器件)中为基板、例如印刷电路板在为其预设的位置上涂覆上焊膏，随后把元件安装到该印刷电路板上。焊膏的涂覆可以例如以丝网印刷方法来实现。可以通过粘合机器人(Kleberoboter)来涂覆粘合材料。还可以把焊膏和/或粘合材料作为生产用料通过物流模块来提供。通过物流模块把基板转送到相应地设计的机器人模块。随后进行焊膏-或粘合材料涂覆。此后，完成了的基板可以重新从机器人模块转送到物流模块且被输送到其它加工步骤、例如质量控制或装配元件。

在另一个有利的设计方案中，机器人模块设计用于检测基板。

为了检验可以使用光学的传感器或摄像机。在此，例如检验焊膏是否涂覆在基板的正确位置上。还可以对已装配好的基板就其完整性或质量以及装配精度来进行检验。对于检验过程来说也会从物流模块里提取待检验的基板且转送到各个机器人模块。在检验基板之后重新把基板从机器人模块转送到物流模块以用于继续传送且可以把基板输送到后续的加工步骤。

在一个有利的改进方案中，机器人模块设计为用于为基板装配元件的自动装配机。

为了为基板装配元件也可以在相应地设计的机器人模块中把基板从物流模块转送到相关的机器人模块。随后为了实现装配，借助于定位装置来把元件放置到基板上的预先确定的位置上。在装配过程结束之后，把装配好的基板从机器人模块重新转送到物流模块且可以转送到下一个加工步骤、例如对装配效果的检验。

在一个有利的改进方案中，机器人模块具有至少一个装配头，该装配头仅仅在x方向上可移动，x方向基本上平行于基板的平面延伸。此外，每个装配头具有至少一个用于操纵元件的保持装置，该保持装置在垂直于基板的平面延伸的z方向上相对于装配头可移动地设置在装配头上。此外，机器人模块具有位移装置，借助于该位移装置可以使待装配的基板仅仅在y方向上移动，该y方向基本上垂直于z方向且与x方向成角度(winkelig)地延伸。

可以简单且价廉地实现的是，借助于装配头来为基板装配元件，该装配头仅仅在第一方向上可线性移动地设置在机器人模块上。为了能够将元件安放在其在基板上的装配位置上，元件必须能够在与基板的平面平行的平面上相对于基板在两个彼此成角度地延伸的方向x和y上定位。优选地，这两个方向x和y彼此垂直地延伸且确定了一个与基板的平面平行的平面。这两个方向和z方向一起形成了一个参考系，该参考系优选为正交。为了将元件安放在基板上，可以在z方向上移动保持装置。因此可以通过这三个移动方向的独立的叠加来到达在待装配的基板上的每个位置。

在上述的有利的改进方案中，线性移动沿这两个方向在装配头上进行且分配为：当装配头仅仅可以在x方向上移动时，待装配的基板借助于位移装置仅仅在y方向上移动。这种布置对于定位系统来说是可以简单地来实现的。

在另一个有利的改进方案中，机器人模块具有至少一个装配头，该装配头仅仅在x方向上以及在y方向上可移动地设置在机器人模块上，x方向和y方向基本上平行于基板的平面并且彼此成角度地延伸。此外，每个装配头具有至少一个用于操纵元件的保持装置，该保持装置在垂直于基板的平面的z方向上相对于装配头可移动地设置在装配头上。

借助于这种表面定位装置可以在基板静止时也能通过这三个移动方向的独立的叠加来到达在基板上的每个位置，在该定位装置中装配头定位在与基板的平面平行的平面上。由此，一方面可以显著提高在装配基板时机器人模块的灵活性，另一方面该布置适合于轻的或灵敏的元件，该元件在装配过程之后不应再受到很高的加速，以避免可能在基板上滑动。因此在这种情况下，当基板在装配时静止且由装配头执行了在x和y方向上的移动，则是有利的。

在一个有利的改进方案中，这些装配头中的至少一个装配头具有多个保持装置，该保持装置设置在与基板的平面平行的平面上。

通过在一个装配头上应用多个保持装置，可以显著降低在用于捡取元件的拾取区域和基板上的各个装配位置之间的装配头的移动时间的相对量。首先依次地捡取多个元件，随后使装配头朝向基板移动且在那里依次地放下多个元件，由此显著提高了该装置的装配效率。

在一个有利的改进方案中，至少一个该装配头的每个保持装置具有自己的旋转驱动装置，借助于该旋转驱动装置可以使捡取到的元件围绕垂直于基板的平面的轴线旋转。

借助于单独地配属于每个保持装置的旋转驱动装置可以执行必要时所必需的捡取到的元件的角度修正。这种预定位可以与装配头的移动同时进行，从而不会由于角度修正而进一步提高用于装配过程的时间花费。

在另一个有利的改进方案中，至少一个装配头的每个保持装置具有自己的z驱动装置，借助于该z驱动装置可以使捡取到的元件在垂直于基板的平面的z方向上移动。

借助于单独地配属于每个保持装置的z驱动装置可以使捡取到的元件根据其在基板上方的高度在放下元件之前在z方向上进行预定位。这种预定位-也是角度定位-可以在装配头移动期间或在角位的定位期间来进行，从而通过这些工序的叠加来缩短用于元件的定位的持续时间。由此可以进一步提高该装置的装配效率。

在另一个有利的改进方案中，至少一个装配头具有可围绕垂直于基板的平面的轴线旋转的转子。此外，装配头具有至少两个保持装置，该保持装置设置在转子上。

保持装置借助于该转子可以在转子旋转时在一个与基板的平面平行的平面中运动。转子的这种旋转运动可以与装配头在第一方向上和/或在第二方向上的位移运动叠加，从而由此例如可以缩短移动路线。此外，由转子的这种旋转运动产生的相比于对装配头的相应的位移运动的对该装置的更小的力影响，这是因为在整个装配头移动的情况下必须使更大的质量运动。由此可以进一步改进装配过程的精度。

根据本发明的用于制造电子组件的装置包括：根据权利要求1到5中任一项所述的物流模块；以及至少一个根据权利要求6到20中任一项所述的与物流模块耦合的机器人模块，其中机器人模块在物流模块运行期间可以耦合和/或去耦合。

关于用于制造电子组件的这种装置的优点可参考前述的实施例。

在根据本发明的用于借助于根据权利要求21所述的装置来操纵基板、特别是用于为基板装配元件的方法中，其中该装置包括用于传送基板的物流模块以及至少一个用于操纵基板的机器人模块，在第一步骤中使机器人模块从物流模块中退出登录，以及在第二步骤中使退出登录了的机器人模块在物流模块运行期间从物流模块中去耦合。

因为可以在物流模块持续运行期间来执行机器人模块从物流模块中的去耦合过程，所以通过物流模块确保了向其它耦合的机器人模块的基板供给。物流模块不必为了去耦合过程而被关闭或完全停止。至少不直接邻接于去耦合的机器人模块的传送部段可以不中断地继续进行。因此可以把待加工的基板传送至剩余的耦合的机器人模块，也可以把已加工好的基板由仍耦合的机器人模块来拾取并继续传送。

在该方法的一个设计方案中，该装置具有用于协调物流模块与至少一个机器人模块之间的流程的生产线控制装置，其中机器人模块在生产线控制装置上从物流模块中退出登录。

可在生产线控制装置上执行的退出登录过程具有以下优点，即该过程可直接由生产线的操作者来执行。根据该退出登录过程，由生产线控制装置进行开启，随后可以使机器人模块从物流模块中去耦合。

在本方法的另一个设计方案中，机器人模块在从物流模块中去耦合后被拆卸和/或被保养。

不直接在生产线上，而是在机器人模块处于去耦合状态时来进行装配过程或保养工作，由此可以继续保持生产能力能力地来使用生产线。因此可以显著地缩短生产线的由于保养的停机时间。

在另一个根据本发明的用于借助于根据权利要求21所述的装置来操纵基板、特别是用于为基板装配元件的方法中，其中该装置包括用于传送基板的物流模块以及至少一个用于操纵基板的机器人模块，在第一步骤中使机器人模块在物流模块上登录。在第二步骤中使已登录的机器人模块在物流模块运行期间耦合到物流模块上。

在该方法的一个有利的改进方案中，机器人模块在耦合到物流模块上之前被装配好和/或被检测。

对于根据本发明的方法在机器人模块耦合到物流模块上的情况下的优点，可参考上述的根据本发明的用于使机器人模块从物流模块中去耦合的方法的实施例。

附图说明

下面参照附图对根据本发明的装置的实施例加以详细说明。图中示出：

图1示意性地示出模块化的制造系统的平面布置图；

图2a和2b示意性地示出物流模块的剖面的平面布置图和垂直剖视图；

图3a和3b示意性地示出在自动装配机的一个实施方式中的机器人模块的平面布置图和垂直剖视图；

图4a和4b示意性地示出用于带式装配基板的装配头的平面布置图和垂直剖视图。

具体实施方式

图1示意性地示出用于制造电子组件的制造系统1。在此，例如可以为基板2装配上元件3。制造系统1为模块化结构且具有物流模块4，该物流模块设计用于在x方向上传送基板、优选为印刷电路板；还具有多个机器人模块10，该机器人模块耦合到物流模块4上以用于处理或者说用于操纵基板2。设置有生产线控制装置7用于控制制造系统1，该生产线控制装置例如确定任务顺序或对单个的机器人模块10进行利用规划，并且因此优选地连接到物流模块4上。

在作为双轨道的传送系统中示出物流模块4，该物流模块在传送方向T上传送基板2。然而同样可能的是把该物流模块设计为单轨道的传送系统。在物流模块4与单个的耦合的机器人模块10之间的耦合连接通过各个连接装置17进行，该连接装置分别设置在物流模块4和各个机器人模块10之间。借助于连接装置17可以在物流模块4和各个机器人模块10之间传送基板2。此外，连接装置17在物流模块4的侧面上也具有供给装置20、21、22(见图2a)，该供给装置用于供给用于各个耦合的机器人模块10的生产用料。借助于在这里未详细示出的该接口来提供机器人模块10在执行其任务时所需要的例如电、压缩空气或信息。

每个机器人模块10具有配属于该机器人模块的局部的控制单元12，利用该局部的控制单元可以自给自足地控制机器人模块10的至少一项功能。借助于连接装置17可以在局部的控制单元12和生产线控制装置7之间交换数据。此外，每个机器人模块10具有自己的基板传送装置11，该基板传送装置具有位移装置23，借助于该位移装置可以把从物流模块4转送到机器人模块10的基板2在机器人模块10的内部在y方向上传送。该y方向在此横向于物流模块4的基板传送方向x设置。优选地，y方向垂直于x方向。如果需要很高的定位精度，则以有利的方式使用直线电动机作为用于使位移装置23移动的驱动装置。

此外，每个机器人模块具有一个加工装置9，利用该加工装置可以符合于机器人模块10的使用目的地来加工基板2。在机器人模块10的侧面上可以将位移装置23分配给连接装置17。此外，连接装置17具有部件，该部件可以与在物流模块4侧面的供给装置20、21、22的对应一致的部件连接，以确保例如为机器人模块10供给电、压缩空气或控制信息。

这里，机器人模块10可以设置为用于不同的执行目的，其中加工装置9相应地设计用于这些执行目的。例如可以把机器人模块10设计为用于为基板2装配元件3的自动装配机。然而同样可以把机器人模块10设计为用于把焊膏涂覆到基板2上的印刷电路板印刷装置(Leiterplattendrucker)或设计为用于检验基板2的光学检验模块，例如是检验焊接任务或装配精度的光学检验模块。对于所有这些实施例来说是共同的是，即相应地所配置的机器人模块10可以尽可能灵活地耦合到物流模块4上。

图2a和2b示意性地示出物流模块4的剖面图，其中详细地描述了连接装置17的单个的部件。图2a在侧视图中示出物流模块4的剖面，而在图2b中则在俯视图中示出了物流模块4：

在机架26中在传送方向T上依次设置有多个传送部段34，其中这些传送部段形成了用于在x方向上传送基板2的传送路径。此外，每个传送部段34具有一对并排设置的传送带33，这些传送带围绕辊子来引导且基板2平放在传送带上面。如果驱动了两个依次设置的传送部段34的传送带33，则可以把基板2从一个传送部段34转送到下一个传送部段34。然而也可以设置机械手，该机械手优选地在基板的侧面区域上来抓住基板2且运走该基板。

还可以把传送部段34设计成多层

的。这样是特别有利的，即当物流模块4的一个传送轨道作为旁通路径使用时，可以在该轨道上从其它基板2旁边输送基板2。借助于该传送路径，可以把基板2输送到耦合在物流模块4上的机器人模块10或从该机器人模块送走。为了使机架26相对于底座支撑住，在机架26的下方平坦地设置有多个机器支腿。

在中间示出的传送部段34设置在位移装置23上，该位移装置可以在y方向上移动，该y方向优选地正交于基板2的传送方向T设置。在此，位移装置23是机器人模块10的基板传送装置11的一部分(见图1)。所示出的基板传送装置11仅仅设计成单轨道的且因此具有仅仅一个位移装置23。然而也可以把基板传送装置11设计成双轨道的。在这种情况下，相应地把两个位移装置23并排地设置在x方向上。

在位移装置23两旁设置有两个在传送方向T上可移动的传送部段34(通过在x方向上的双箭头来示出)。此外，这两个传送部段34固定在吊舱(Gondel)31上，该吊舱可移动地安置在直线的、杆状的导向装置32上。导向装置32设置在传送路径的上方且设计为沿传送方向T延伸。当通常设置在两个传送部段34之间的位移装置23横向于传送方向T移动且在传送路径内部不可用于基板2的继续传送时，借助于可移动的传送部段34也可以把在传送方向T上的基板2转送到后续的传送部段34。

传送路径的单个的传送部段34在传送方向T上以固定的栅距连续地设置。与这种模块化的结构相应地，机器人模块10也可以在考虑到该格栅的情况下任意地耦合在物流模块4上。为此，必要时仅仅必须把单个的传送部段34从传送路径中移除。在此需要注意的是，可移动的传送部段34这样设置，即当位移装置23横向于传送方向T移动且因此在传送路径内部不可用于基板2的继续传送时，仍然确保了在传送方向T上的基板2的继续传送。

此外，在图2a中示出了连接装置17，其设置在物流模块4和其中一个耦合的机器人模块10之间。该连接装置具有供给装置20、21、22，该供给装置设计为用于输送用于各个耦合的机器人模块10的生产用料的接口。由此例如确保了为机器人模块10供给电、压缩空气或信息。供给装置设置在一个共同的基本部件上，从而使供给装置可以与连接装置17的机器人侧的连接部件快速而简单地连接。如果机器人模块10还需要其它的生产用料，则同样可以借助于合适的供给装置通过连接装置17来提供这些生产用料。出于工程学的可操作性的原因，连接装置17可以设计成在物流模块4的侧面上和在机器人模块10的侧面上都可灵活地抽出。

插入到物流模块4的传送路径中的基板传送装置11具有可横向于传送方向T移动的位移装置23，该基板传送装置与物流模块4的可移动的传送部段34一起显示出一种可简单地实现的可能性：在物流模块4和耦合的机器人模块10之间转送基板2，而不会因此使传送路径中断并由此使基板2的继续传送中断。

在图2a和2b中仅仅示出了物流模块4的一个剖面并由此示出了传送路径。然而基于模块化的结构可以容易地把该传送路径任意地扩展其它传送部段34。

下面根据图2a和2b详细说明根据本发明的方法：

在用于把机器人模块10耦合到物流模块4上的方法的第一步骤中，使机器人模块10在物流模块4上登录(angemeldet)。这可以例如通过生产线控制装置7的操作终端上的相应的数据输入来进行。由此确保了，机器人模块10的基板传送装置11所耦合接入的物流模块4的传送部段不会恰好在此时由其中一个可移动的传送部段34闭锁住。

随后，为了在第二步骤中实现真正的耦合，机器人模块借助于可摆动的传送滚轮13(见图3a)移到在物流模块4上的预定的位置，其中基板传送装置11在y方向上取向。为此，首先借助于连接装置17的供给装置20、21、22向机器人模块供给需要的、由物流模块4所提供的生产用料。在此也可以应用快速闭合或共同的闭合部件，利用快速闭合或共同的闭合部件可以同时地打开或关闭多个运营介质的连接。随后将传送滚轮13向内摆动并借助于可调节的机器底座25以及还要考虑到基板传送装置11的高度来调整机器人模块10。机器人模块10在耦合时不是借助于定中心设备和夹紧杆(Aufnahmedorne)挂到物流模块4上，而是仅仅安装在物流模块4的传送路径旁边。不需要刚性的机械连接。由此显著降低了物流模块4的静载荷，从而使该物流模块的机架26可以设计得明显更轻，由此得到了更小的单位面积负荷。

为了使机器人模块10从物流模块4中去耦合，在第一步骤中使机器人模块从物流模块4中退出登录(注销abgemeldet)。这可以再次通过生产线控制装置7的操作终端上的相应的数据输入来进行。由此确保了，在去耦合时不会有基板2位于在物流模块4的传送部段34与机器人模块的基板传送装置11的位移装置23之间的转送位置上。

如果退出登录过程已经例如通过在生产线控制装置7的操作终端上的相应的报告信息开启，则随后在第二步骤中使机器人模块10从物流模块4中去耦合。为此仅仅是再次脱开用于供给装置20、21、22的连接且使机器人模块10的传送滚轮13摆动而出。由此容易地抬起了机器人模块10且能够以简单的方式和方法把该机器人模块与物流模块分离。在此期间不必关闭物流模块。也不需要使所有的传送部段34停止。仅仅是该直接邻接于机器人模块10的基板传送装置11的传送部段34受到了如下影响，即在传送方向T上前置的传送部段34不能转送基板2，以及在传送方向T上后置的传送部段34不能接收基板2。所有其余的耦合到物流模块4上的机器人模块10可以不中断地继续由物流模块来操纵。

以这种方法可以使机器人模块10在物流模块运行期间耦合到该物流模块上或从该物流模块中去耦合，而不会因此中断其余的制造系统1的运行。

在图3a和3b中示意性地示出了机器人模块10作为自动装配机的一个可能的实施例的俯视图以及侧视图。

自动装配机1具有支架27，在该支架上在x方向上可移动地设置了两个装配头6。支架27自身与机器人模块10的机器基体19固定连接且专门用于装配头6在x方向上的线性导向。然而同样可以为了装配头6相对于待装配的基板2的定位来应用x/y定位系统。在这种情况下把支架27设计成在y方向上是可移动的。然而这不是强制性地必需的。应用不可移动的、固定在机器基体19上的支架27具有以下优点，即用于定位装配头6的装置可以设计得具有很强的刚性。由此需要移动的质量(Masse)可以保持很少，这在高动力要求的情况下引起了振动倾斜度的降低并且因此引起了在装配时的改进了的精度。

基板传送装置11同样固定地与机器基体19固定连接，该基板传送装置设置为用于在y方向上传送基板2。为此，基板传送装置11具有滑块状的位移装置23，在该位移装置上可以位置固定地将基板2固定住。位移装置23具有驱动装置(未示出)，借助于该驱动装置，位移装置可以与固定了的基板2一起在y方向上精确地定位。如果需要很高的定位精度，则对于该驱动装置来说可例如考虑使用直线型驱动装置。否则也可以使用可替换的驱动形式，例如主轴驱动(Spindelantriebe)。借助于供给设备5可以在确定的拾取位置24上提供元件3且该元件可以由装配头6来拾取。此外，设计为自动装配机的机器人模块10还具有用于可靠地安装在制造系统1内部的机器底座25，以及可摆动的传送滚轮13，该传送滚轮使例如用于保养-、维修-或装配目的的机器人模块10的位置变换更加容易。

为了在x方向上移动装配头6，在固定的支架27和各个装配头6之间分别设置了导向部件29以及驱动单元28。在这里，这两个装配头6设计为旋转头，该旋转头具有旋转轴线30以及可围绕该旋转轴线30旋转的转子16，在该转子上分别设置了多个保持装置8。此外，旋转轴线30在z方向上垂直于基板2的平面指向，该平面由待装配的基板表面确定。保持装置8设置在转子上的一个与基板2的平面平行的平面上且可在z方向上移动，从而使得可以在拾取位置24上捡取元件3且在这些元件的各个预先确定的在基板2上的装配位置上放下这些元件。通过设置在转子16上的保持装置8的旋转运动，相对于基板2产生了用于保持装置8的附加的y-轴线，借助于该轴线实现了在y方向上的定位。

示出了在这种情况下悬挂在支架27上的这两个装配头6。然而同样可以把装配头6布置在支架27的侧面上。此外同样可以把装配头6设计为成列装配头

在该成列装配头中保持装置排成一列平行于基板2的平面设置。然而在这种情况下，该成列装配头必须具有附加的摆动-或旋转轴线，该轴线同样垂直于基板平面指向且能够使保持装置8在另一个平行于基板平面的平面上运动。

作为自动装配机示出的机器人模块10既可以作为“独立的(stand-alone)”装置运行或也可在模块化的制造系统1内部运行。机器人模块10在“独立的”运行状态中的控制可以借助于局部的控制单元12来实现。在制造系统1内部使用时，局部的控制装置12通过物流模块4与生产线控制装置7(见图1)连接。此外，机器人模块10的控制、例如装配头6的位移运动借助于局部的控制单元12实现。上一级的任务、例如制造系统1的单个的机器人模块10的使用计划或排除在制造系统1内部干扰的措施借助于生产线控制装置7来通知到单个的机器人模块10。

借助于在图3a和3b中示出的机器人模块10可以以带式(streifenweise)来装配基板2。在此可理解为，即可以把多个元件3安放在该元件的在基板2的带内部预先确定的装配位置上，而不必为此在y方向上移动基板2。需要分别安放的元件3相对于其在y方向上在基板2上的装配位置的定位通过在装配头6上的相关的保持装置的合适的移动来实现，在所示出的情况下是通过转子16围绕旋转轴线30的旋转来实现。最终所必需的在x方向上的位置修正通过各个装配头6沿所配属的导向部件29的移动来实现。

因此，两个装配头6中的每一个可以自给自足地在基板2上装配一个带，而不会在此妨碍另一个装配头6。如果把这两个装配头6的导向部件29彼此配合紧密地布置，则借助于这种布置可以把在除去两个装配头6之间的安全距离后大约相当于装配头6的两倍直径大小的带部段完全装配上，而不必因此移动定位系统7或基板2。只有当把配属于装配头6的带完全装配上之后才需要在y方向上使基板2继续前进。

图4a和4b示出作为转塔头(Revolverkopf)的装配头6的一个可能的实施例的平面布置图和垂直剖视图，该实施例适合于带式地装配基板2。转塔头6的结构为旋转对称的且具有定子18以及转子16，该转子可围绕旋转轴线30旋转地安置在定子18上。此外在定子18上设置了导向部件29以及驱动单元28的部件，利用这些部件可以把装配头6可移动地安装在支架27上(见图3a和3b)。在转子16上等距离地在环形轨道上设置了多个保持装置8(Halteeinrichtung)，该保持装置的中心点形成了旋转轴线30。保持装置8设置为用于操纵(Handhabung)元件3且分别具有自己的旋转驱动装置14以及自己的z驱动装置15。旋转驱动装置14设计用于校正各个被保持住的元件3围绕z轴线的角位，与此同时可以借助于各个z驱动装置来在z方向上实施各个保持装置的进给运动。

因为在带式的装配中既不移动基板2也不移动支架27，所以被保持住的元件3在其在基板2上的装配位置上方的x/y定位由转塔头6在x方向上的进给运动(Verfahrbewegung)以及转子16围绕旋转轴线30的旋转运动来实现。通过保持装置8的旋转运动产生了相对于基板2的附加的y轴线，借助于该轴线实现了在y方向上的定位。可能必要的对x坐标的修正能够借助于转塔头6沿支架7的进给运动来实现。

参考标号

                           18定子

1  装配线/制造系统   20    19机器基体

2  基板                    20电动接口

3  元件                    21气动接口

4  物流模块                22信息接口

5  供给设备                23位移装置

6  装配头            25    24拾取位置

7  生产线控制装置          25机器底座

8  保持装置                26机架

9  加工装置                27支架

10 机器人模块              28驱动单元

11 基板传送装置      30    29导向部件

12 控制单                  30旋转轴线

13 轮                      31吊舱

14 旋转驱动装置            32导向装置

15 z驱动装置               33传送带

16 转子              35    34传送部段

17 连接装置                T传送方向。

Claims (26)

1.一种用于传送基板(2)的装置，所述基板可以装配上元件(3)，所述装置具有：

-物流模块(4)，所述物流模块设计用于在装配线(1)中传送所述基板(2)；

-第一连接装置(17)，所述第一连接装置这样设计，即可以把所述基板(2)从所述物流模块(4)转送到第一机器人模块(10)以用于加工；

其特征在于，

所述第一连接装置(17)设计用于在所述物流模块(4)运行期间耦合和/或去耦合所述第一机器人模块(10)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一连接装置(17)这样设计，即可以把加工好的基板(2)从所述机器人模块(10)转送到所述物流模块(4)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，

在所述物流模块上设置有另一个连接装置(17)，利用所述另一个连接装置可以使另一个机器人模块(10)耦合和/或去耦合，从而根据所述第一或第二机器人模块的耦合连接情况来维持所述装配线(1)的功能性。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，

所述连接装置(17)具有供给装置(20、21、22)，所述供给装置设计用于把生产用料从所述物流模块输送至所述机器人模块(10)。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，

-所述物流模块(4)与生产线控制装置(7)连接；

-每个机器人模块(10)具有配属于所述机器人模块的控制单元(12)，利用所述控制单元可以控制各个所述机器人模块的至少一项功能；以及

-所述连接装置(17)设计用于在一方面的所述生产线控制装置(7)与另一方面的所选出的控制单元(12)之间的数据交换。

6.一种用于操纵基板的装置，具有：

-第一机器人模块(10)，所述第一机器人模块设计用于操纵多个基板(2)；

-第一连接装置(17)，所述第一连接装置这样设计，即可以把所述基板(2)从装配线(1)的物流模块(4)转送到所述第一机器人模块(10)以用于加工；

其特征在于，

所述第一连接装置(17)设计用于在所述物流模块(4)运行期间耦合和/或去耦合所述第一机器人模块(10)。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

设置有第二连接装置(17)，利用所述第二连接装置可以使第二机器人模块(10)耦合到所述物流模块(4)上和/或从物流模块上耦合，从而根据所述第一或第二机器人模块(10)的耦合连接情况来维持所述装配线(1)的功能性。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，

所述连接装置(17)具有供给装置(20，21，22)，所述供给装置设计用于将生产用料从所述物流模块输送至所述机器人模块(10)。

9.根据权利要求6到8中任一项所述的装置，其特征在于，

-在所述机器人模块(10)耦合时，所述物流模块(4)与生产线控制装置(7)连接；

-每个机器人模块(10)具有配属于所述机器人模块的控制单元(12)，利用所述控制单元可以控制耦合的所述机器人模块(10)的至少一项功能；以及

-所述连接装置(17)设计用于在一方面的所述生产线控制装置(7)与另一方面的所选出的控制单元(12)之间的数据交换。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

去耦合的机器人模块(10)可以借助于配属于所述去耦合的机器人模块的所述控制单元(12)不依赖于所述物流模块(4)地运行。

11.根据权利要求6到10中任一项所述的装置，其特征在于，

所述机器人模块(10)具有多个轮(13)，所述机器人模块借助于所述轮可在横向于所述物流模块(4)的方向上移动。

12.根据权利要求6到11中任一项所述的装置，其特征在于，

所述机器人模块(10)设计用于检验所述基板(2)。

13.根据权利要求6到11中任一项所述的装置，其特征在于，

所述机器人模块(10)设计用于把有粘性的介质涂覆到所述基板(2)上。

14.根据权利要求6到11中任一项所述的装置，其特征在于，

所述机器人模块(10)设计为自动装配机，用于为所述基板(2)装配元件(3)。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，

-所述机器人模块(10)具有至少一个装配头(6)，所述装配头仅仅在x方向上可运动，所述x方向基本上平行于所述基板的平面延伸；

-每个装配头(6)具有至少一个用于操纵所述元件(3)的保持装置(8)，所述保持装置在垂直于所述基板(2)的平面的z方向上相对于所述装配头(6)可移动地设置在所述装配头(6)上；

-所述机器人模块(10)具有位移装置(23)，借助于所述位移装置可以使待装配的所述基板(2)仅仅在y方向上移动，所述y方向基本上垂直于所述z方向且与所述x方向成角度地延伸。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，

-所述机器人模块(10)具有至少一个装配头(6)，所述装配头在x方向上以及在y方向上可运动地设置在所述机器人模块(10)上，所述x方向和所述y方向基本上平行于所述基板的平面并且彼此成角度地延伸；

-每个装配头(6)具有至少一个用于操纵所述元件(3)的保持装置(8)，所述保持装置在垂直于所述基板(2)的平面的z方向上相对于所述装配头(6)可移动地设置在所述装配头(6)上。

17.根据权利要求15或16中任一项所述的装置，其特征在于，

至少一个所述装配头(6)具有多个保持装置(8)，所述保持装置彼此平行地设置在与所述基板(2)的平面平行的平面上。

18.根据权利要求15到17中任一项所述的装置，其特征在于，

至少一个所述装配头(6)的每个保持装置(8)具有自己的旋转驱动装置(14)，借助于所述旋转驱动装置可以使捡取到的元件(3)围绕垂直于所述基板(2)的平面的轴线旋转。

19.根据权利要求15到17中任一项所述的装置，其特征在于，

至少一个所述装配头(6)的每个保持装置(8)具有自己的z驱动装置(15)，借助于所述z驱动装置可以使捡取到的元件(3)在垂直于所述基板(2)的平面的所述z方向上移动。

20.根据权利要求15到19中任一项所述的装置，其特征在于，

-至少一个所述装配头(6)具有可围绕垂直于所述基板(2)的平面的轴线旋转的转子(16)，并且

-所述装配头(6)具有至少两个保持装置(8)，所述保持装置设置在所述转子(16)上。

21.一种用于制造电子组件的装置，

-具有根据权利要求1到5中任一项所述的物流模块(4)；

-具有至少一个根据权利要求6到20中任一项所述的与所述物流模块(4)耦合的机器人模块(10)；

其中所述机器人模块(10)在所述物流模块(4)运行期间可以耦合和/或去耦合。

22.一种用于借助于根据权利要求21所述的装置来操纵基板(2)的方法，特别是用于为所述基板(2)装配元件(3)，

其中所述装置包括用于传送所述基板(2)的物流模块(4)以及至少一个用于操纵所述基板(2)的机器人模块(10)；

-其中在第一步骤中使所述机器人模块(10)从所述物流模块(4)中退出登录，以及

-其中在第二步骤中使退出登录的所述机器人模块(10)在所述物流模块(4)运行期间从所述物流模块中去耦合。

23.根据权利要求22所述的方法，

-其中所述装置具有用于协调所述物流模块(4)与至少一个所述机器人模块(10)之间的流程的生产线控制装置(7)；以及

-其中所述机器人模块(10)在所述生产线控制装置(7)上从所述物流模块(4)中退出登录。

24.根据权利要求22或23中任一项所述的方法，

其中所述机器人模块(10)在从所述物流模块(4)中去耦合后被拆卸和/或被保养。

25.一种用于借助于根据权利要求21所述的装置来操纵基板(2)的方法，特别是用于为所述基板(2)装配上元件(3)的方法，其中所述装置包括用于传送所述基板(2)的物流模块(4)以及至少一个用于操纵所述基板(2)的机器人模块(10)；

-其中在第一步骤中使所述机器人模块(10)在所述物流模块(4)上登录；

-其中在第二步骤中使已登录的所述机器人模块(10)在所述物流模块(4)运行期间耦合到所述物流模块(4)上。

26.根据权利要求25所述的方法，

其中所述机器人模块(10)在耦合到所述物流模块(4)上之前被装备好和/或被检测。

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