CN101562967B - 用于装配基板的方法和自动装配机 - Google Patents

Abstract

一种为基板(2)装配元件(3)的方法设置为用于自动装配机(1)，该自动装配机具有：机器基体(16)；设置在机器基体上的支撑至少一个装配头的定位系统(7)；操纵元件的第一装配头，在x方向可移动设置在定位系统上；及至少两个保持装置(8)，分别为了保持其中一个元件而设置在第一装配头上的平行于基板的平面内。该方法的特征为：将至少两个元件装配到基板的预定装配位置上，在其定位期间，基板及定位系统相对于机器基体静止，且至少两个元件的装配位置具有到装配头的移动轴线在基板上的垂直投影的不同间距。产生的优点为：基板可带式地装配元件，在一个带区的装配期间基板和定位系统都不必移动。所有定位所必需的移动仅通过装配头实现。由于更少的移动量可优化振荡性能及装配精度。

Description

用于装配基板的方法和自动装配机

技术领域

本发明涉及一种用于为基板装配元件的方法以及一种用于实施该方法的自动装配机。

背景技术

在装配技术中，借助于所谓的自动装配机来为基板、例如电路板装配各种类型的元件。为此，由设置在自动装配机上的供给装置在确定的拾取位置上提供元件。自动装配机的可以通过定位系统移动的装配头在拾取位置上拾取元件并且将这些元件传输到自动装配机的装配区域，在那里将这些元件定位在准备好的基板上。通过传送装置将待装配的基板输送到装配区域，把完成装配的基板通过该传送装置重新从装配区域中传送出来。这种类型的自动装配机例如已在专利文献DE 10336609 B3中公开。

此外，在专利申请文件DE 102 35 471 A1中公开了一种在所谓的“分开轴(Split-Axes)”构造中的用于装配基板的装置，其中具有多个相邻设置的保持装置的装配头可以仅仅沿着x方向移动，以及基板可以仅仅沿着y方向运动。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种用于为基板装配元件的方法以及一种自动装配机，通过该方法和该自动装配机可以提高装配效率(Bestückleistung)。

该目的通过根据独立权利要求的方法以及自动装配机来实现。在从属权利要求中阐述了有利的设计方案。

根据本发明的用于为基板装配元件的方法可以在自动装配机上应用，该自动装配机具有：机器基体；用于支撑至少一个装配头的定位系统，该定位系统设置在机器基体上；用于操纵(Handhaben)元件的第一装配头，该第一装配头在x方向上可移动地设置在定位系统上；以及至少两个保持装置，该保持装置分别为了保持其中一个元件而设置在第一装配头上与基板的平面平行的平面内。该方法具有以下特征：将至少两个元件装配到基板的预先确定的装配位置上，其中在该至少两个元件的定位期间，基板以及定位系统相对于机器基体静止，并且其中该至少两个元件的装配位置位于基板的待装配的带区内且具有到装配头的移动轴线在基板上的垂直投影的不同的间距。

这种“带式地”装配基板的操作方法具有以下优点：带区的单个元件的定位通过装配头的定位移动来实现，因此无论是基板还是定位系统本身都不需要移动。由于仅仅移动装配头(并且由此明显更少量地移动)，可以明显地减少通常由定位系统的加速导致的以及作用在机器基体上的振荡。由此可以明显地提高装配精度。在此，“带式式装配”可以理解为：在基板静止并且定位系统保持固定时可以借助于合适的装配头来装配基板的一个带区，也就是说一个具有非零的宽度的区域。

因此获得了以下优点，即不必借助于在定位系统和基板之间的相对运动单独地定位基板上的每个装配位置：而是这样操作就是足够的，即，将定位系统以及基板这样彼此相对地定位，使得只通过装配头的定位移动就可以为基板上的多个装配位置装配元件。由于避免了定位系统的移动(Verfarbewegung)，从而可以抑制定位系统的振荡并且由此抑制自动装配机的振荡，从而由此明显地优化装配精度。

在常规的分离轴装配方法中，基板必须移动以定位每个元件，相对于这些装配方法产生了以下优点，即，基板在装配一个带区时是静止的，从而使已装配的元件不会由于基板的移动而滑动。

在装配方法的一个有利的设计方案中，在基板的一个带区装配了元件之后，基板也相对于机器基体固定，而定位系统在y方向上继续移动确定的长度，从而可以装配基板的另一个带区。

由于基板在整个装配过程中是静止的，已装配的元件不会由于基板的移动而滑动。此外，可以借助于通用的自动装配机来实施该方法，这些自动装配机具有x/y定位系统，其中装配头既可以在x方向上移动也可以在y方向上移动。

在该装配方法的另一个有利的设计方案中，自动装配机还包括基板传送装置，在该设计方案中，在装配了基板的一个带区之后，基板借助于该基板传送装置在y方向上继续移动确定的长度，而定位系统相对于机器基体保持固定，从而可以装配基板的另一个带区。

因为用于相对于基板的待装配的带区来定位装配头的第二线性轴线(Linearachse)通过基板传送装置来实现，定位系统可以设计为只具有一条用于在x方向上只移动装配头的线性轴线的静态的导向装置。因此，可以明显地减少由定位系统的加速所导致的以及作用到机器基体上的干扰性的振荡。由此可以明显地提高装配精度。

为了避免已装配的元件在基板运动时滑动，可以降低加速度地来移动基板。这里对装配效率的影响很小，这是因为只有在从一个待装配的带区更换到下一个时，才需要移动基板，而不是为了定位每一个元件而需要移动基板。

当然也可以利用具有x/y定位系统的自动装配机来实施该方法，其中，在这种情况下，定位系统相对于机器基体是静止的。

在该装配方法的另一个有利的设计方案中，借助于自动装配机的供给装置来供应元件，并且在装配基板之前通过装配头从该供给装置中拾取元件。

借助于供给装置也实现了元件供应的自动化。

在该装配方法的另一个有利的设计方案中，在定位系统上设置有另一个装配头。在此，为两个装配头中的每一个装配头分配有一个自己的驱动单元，借助于该驱动单元可以在定位系统上彼此独立地移动这两个装配头。

借助另一个装配头，该装配头可线性移动地设置在与第一装配头相同的定位系统上，可以增加供装配使用的保持装置的数量，由此提高了自动装配机的装配效率，而不需要为此设置另一个定位系统。

在该装配方法的另一个有利的设计方案中，把两个装配头设置在定位系统的不同侧面上。在此，由两个装配头中的一个带式地为基板装配元件，而两个装配头中的另一个从供给装置中拾取元件。

通过将两个装配头设置在定位系统的不同的纵向侧面，它们可以最大程度上彼此独立地发挥作用。例如把其中一个装配头可移动地设置在平行于纵向延伸方向的定位系统的正面，而把另一个装配头与之平行地可移动地设置在定位系统的背面。

一种可能的工作方式是交替地装配基板，在这种方式中两个装配头交替地拾取或者装配元件，其中两个装配头中的每一个装配基板的自己的带区并且从自己的所分配的供给装置中拾取元件。通过把两个装配头设置在定位系统的不同的侧面上，可以在明显提高了装配效率的同时提高自动装配机的灵活性。

然而同样可能的是，即两个装配头不是交替地、而是同时分别装配基板的一个带区并且紧接着同时从分配给各个装配头的供给装置中拾取元件。此外，可能的是，两个装配头完全彼此独立地装配分别分配给它们的基板的带区。

在本方法的另一个有利的设计方案中，装配头这样通过供给装置来定位，即借助于装配头的至少两个保持装置同时拾取多个元件。

为了能够同时拾取多个元件，必要的是，至少两个保持装置的间距与需要同时拾取的元件的拾取位置的间距相符。由此可以明显地提高拾取过程的效率。

在本方法的另一个有利的设计方案中，自动装配机连接到用于为自动装配机供给基板的传送系统上，其中完成装配的基板被转送到传送系统上。

通过将自动装配机连接到传送系统上，也可以自动化地提供待装配的基板以及自动化地继续传送完全或部分装配的基板，由此进一步提高了自动装配机的装配效率。

根据本发明的、用于实施本方法的自动装配机包括：机器基体；用于支撑至少一个装配头的定位系统，该定位系统设置在机器基体上；用于操纵元件的第一装配头，该第一装配头在x方向上可移动地设置在定位系统上；以及至少两个保持装置，该保持装置为了保持元件而设置在第一装配头上与基板的平面平行的平面中，其中在定位系统相对于机器基体保持固定的情况下可以至少带式地装配相对于机器基体静止的基板。

在此，“可以带式地装配”的表述可以这样理解：可以在基板静止并且定位系统保持固定的情况下装配基板的一个带区，也就是说一个具有非零的宽度的区域。这可以通过以下手段来实现：一方面可以沿着定位系统在x方向上线性地移动装配头，另一方面可以横向于装配头的移动方向来调整设置在装配头上的保持装置。在此，定位系统可以任意地设计，然而为了带式地装配的过程，该定位系统相对于机器基体是固定的或保持固定。

因此获得了以下优点，即不必借助于在定位系统和基板之间的相对运动单独地定位基板上的每个装配位置：而是这样操作就是足够的，即定位系统以及基板这样来彼此相对地定位，即只通过装配头的线性移动(Verfahrbewegung)以及单个保持装置横向于装配头的移动的可调整性就可以为基板上的多个装配位置装配元件。通过避免定位系统的定位移动可以避免定位系统的振荡并由此避免自动装配机的振荡，由此明显地优化了装配精度。

在一个有利的设计方案中，自动装配机还具有用于控制装配头的控制装置。

通过应用该控制装置所获得的优点是：装配过程在装配基板时在移动距离(Verfahrwege)方面得到优化。此外，在不可预见的事件发生的情况下也可以直接自动地补救性地干预装配过程。由此优化了装配效率。

在该自动装配机的另一个有利的设计方案中，定位系统设计为与机器基体固定连接的静止不动的门架。

因为对于带式地装配的原则来说，把定位系统设计为可移动的不是明确必要的，所以可以选择一种简单的实施方式作为费用低廉的实现的可能性，在这种实施方式中，把定位系统设计为静止不动的门架或导向件。因此，定位系统相对于机器基体不再是可移动的。因此涉及到自动装配机的传统的分离轴结构，然而这样在该结构中为了装配基板的另一个带区就强制性地需要把基板设计为可以在横向于装配头的移动方向的方向上移动，优选地可以在正交于装配头的移动方向(Verfahrbewegung)的方向上移动。

在该自动装配机的另一个有利的设计方案中，至少另一个装配头在x方向上可移动地设置在定位系统上。

通过应用另一个装配头可以增加可用的保持部件的数量，而不需要为此设置另一个定位系统。由此可以明显地提高装配效率，而不需要大的结构性的费用。

在该自动装配机的另一个有利的设计方案中，至少两个装配头可以设置在定位系统的不同的导向件上。

通过将该两个装配头彼此平行地设置在定位系统的不同的导向件上，可以使它们在最大程度上彼此独立地发挥作用。例如可以将该两个装配头设置在定位系统的不同的、彼此相对的纵向侧面上。分别分配给两个装配头的基板的带区可以借助于两个装配头来获得，并且在此可以完全彼此独立地装配。通过两个装配头的这种布置可以在明显提高了装配效率的同时，提高自动装配机的灵活性。

在此，一种可能的工作方式是交替地装配基板，在这种方式中两个装配头交替地拾取或者装配元件，其中两个装配头中的每一个装配基板的自己的带区并且从自己的所分配的供给装置中拾取元件。然而同样可能的是，两个装配头不是交替地、而是同时分别装配基板的一个带区并且紧接着同时从分配给各个装配头的供给装置中拾取元件。此外，可能的是，两个装配头完全彼此独立地装配分别分配给它们的基板的带区。

在该自动装配机的另一个有利的设计方案中，多个装配头可以设置在定位系统的同一侧面上并且具有一个共同的导向件。

在这种布置中，多个装配头可移动地设置在定位系统的同一纵向侧面上，这种布置的优点在于，即装配头可以共用导向件和驱动部件。如果应用了直线电动机，则可以例如由两个装配头共用磁轨(Magnetschiene)，由此可以获得成本优势。由此，两个装配头总的看来是共同在供给装置与基板上的装配位置之间移动。可以通过增加可使用的保持装置的数量来减少在供给装置与装配位置之间的移动时间的相对比例，从而由此相应地提高装配效率。

在该自动装配机的另一个有利的设计方案中，为每一个装配头分配一个自己的驱动单元，该驱动单元使得装配头能够在定位系统上彼此独立地运动。

通过为每个装配头分配一个能够使装配头在定位系统上彼此独立地运动的自己的驱动单元，可以明显地提高自动装配机的灵活性，例如在移动距离(或者说横移距离)方面、装配顺序方面或将基板划分为待装配的带区方面。

在该自动装配机的另一个有利的设计方案中，每个保持装置具有一个自己的、可独立控制的z驱动装置，该z驱动装置使得各个保持装置可以在垂直于基板的平面的z方向上移动。

通过使每个保持装置具有一个自己的、可独立控制的z驱动装置，可以在各个装配头在z方向上的移动期间就已经使单个保持装置的轴线预定位。通过一方面是装配头的移动与另一方面是在z方向上的进给运动之间的并行化，可以进一步提高装配效率。

在该自动装配机的另一个有利的设计方案中，为每个保持装置分配一个自己的、可独立控制的旋转驱动装置，该旋转驱动装置使得各个保持装置可以围绕垂直于基板的平面的轴线进行旋转运动。

通过为每个保持装置分配一个自己的、可独立控制的旋转驱动装置，可以在各个装配头移动期间或也在各个保持装置在z方向上的预定位期间，实现对所保持的元件围绕z轴线的角位的校正，由此可以进一步提高装配效率。

在该自动装配机的另一个有利的设计方案中，至少一个装配头具有附加的用于装配头的旋转的旋转轴线，其中旋转轴线垂直于基板的平面指向，从而可以借助于装配头的至少两个保持装置来实现在与基板的平面平行的平面中的运动。

在基板静止并且定位系统保持固定的情况下对于带式地装配来说，除了装配头沿着定位系统的移动以外，另一种横向于装配头的移动、优选地平行于基板的平面的运动可能性也是必要的。在此，一种可简单地实现的可能性是一种用于装配头的旋转轴线，该旋转轴线垂直于基板的平面指向。因此，所涉及的装配头可以在一个与基板的平面平行的平面中摆动，从而可以通过与装配头的移动的叠加作用将保持装置定位在基板上方的具有在各个摆动范围的宽度的带区内。对于这种设计方案来说，原则上所有的装配头都是可供考虑的，这些装配头的保持装置设置在与基板的平面平行的平面中并且在z方向上指向。

在该自动装配机的另一个有利的设计方案中，装配头具有可围绕旋转轴线旋转的转子，至少两个保持装置设置在该转子上。

上面所实现的具有摆动轴线的装配头的一个特别的实施方式是水平旋转的旋转头，该旋转头具有可以围绕垂直于基板平面指向的旋转轴线旋转的转子，保持装置在z方向上可平移地设置在该转子上。通过装配头的移动与转子的旋转运动的叠加作用同样可以实现将保持装置定位在基板上方的带区内。在此，带区的宽度与从保持装置到转子的旋转轴线的间距的宽度的两倍相符。

附图说明

以下参照附图对根据本发明的自动装配机的实施例进行详细的描述。其中示出了：

图1示意性地示出具有可移动的门架臂(Portalarm)的自动装配机的平面布置图；

图2a和2b示意性地示出具有固定的定位系统的自动装配机的平面布置图和垂直剖视图；

图3a至5b示意性地示出用于带式地装配的装配头的不同构思的图示(例如具有n*z以及n*dp的转塔头；具有摆动轴线的矩阵头(Matrix-Kopf))。

具体实施方式

图1示意性地示出了用于为基板2装配元件3的自动装配机1。该自动装配机1包括定位系统7，该定位系统在x方向上延伸并且在y方向上可移动地设置在机器基体16上，其中，由x轴线和y轴线构成了正交的参考系。定位系统7在这里作为单侧安置的门架臂示出，装配头6在x方向上可移动地设置在该定位系统上。装配头6具有多个保持装置8(虚线示出)用于捡取和放下元件3。此外，设置有用于在y方向上传送基板2的基板传送装置11。在基板传送装置11的侧面，供给装置5设置在自动装配机1的拾取区域中，借助于该供给装置在确定的拾取位置17上提供元件3。为了控制自动装配机1还设置有控制装置20。

为了装配，将基板2通过基板传送装置11传送到自动装配机1的装配区域中。由供给装置5在拾取位置上提供的元件3由装配头6拾取并传输到自动装配机1的装配区域中，并且在那里定位在基板2上。借助这样设计的自动装配机1可以实现带式地装配基板2，也就是说，在基板2以及定位系统7相对于机器基体16静止期间，为基板2的一个带区(Streifen)S装配元件3。只有通过装配头6在门架臂上的线性的移动(Verfahrbewegung)以及各个保持装置8围绕垂直于基板2的平面指向的轴线的旋转或摆动运动，才能实现在基板2的平面上方的x/y平面中定位元件3。

在图2a和图2b中示意性地示出了自动装配机1的另一个实施方式的平面布置图和垂直剖视图，其中图2b中的垂直剖视图描述为沿着切割线A-A的截面图。

自动装配机1具有定位系统7，两个装配头6在x方向上可移动地设置在该定位系统上。在这种情况下，定位系统7本身设计为不是可移动的，而是仅仅作为装配头6的线性导向装置并且与自动装配机1的机器基体16固定连接。由于在定位系统7的所示出的实施方式中没有可移动的定位臂，这种布置可以非常刚性地实施，这在要求高动力(dynamisch)要求的情况下由于更少的移动量引起了振动倾向的降低，并且因此引起了在装配时的优化了的精度。

为了在y方向上传送基板2而设置的基板传送装置11同样与机器基体16固定连接。为此，基板传送装置11具有滑块21，基板2可以位置不动地固定在该滑块上。该滑块具有驱动装置(未示出)，借助该驱动装置可以将该滑块与固定住的基板2一起在y方向上精确定位。如果要求很高的定位精度，则对于该驱动装置来说考虑到例如线性驱动装置。否则也可以使用例如主轴驱动(Spindelantriebe)的可替换的驱动形式。借助供给装置5可以在确定的拾取位置17上提供元件3(见图1)并由装配头6来拾取。此外，自动装配机1还具有支脚18用于在生产区域内可靠地安装，以及具有可激活的传送滚轮19，该传送滚轮使例如用于保养、修理或调整目的的自动装配机1的位置变换更容易。

为了在x方向上移动装配头6，导向件9以及驱动单元10分别设置在固定的定位系统7与各个装配头6之间。两个装配头6在这里设计为旋转头，其具有旋转轴线12以及可以围绕该旋转轴线12旋转的转子13，在该转子上分别设置有多个保持装置8。旋转轴线12在这里在z方向上垂直于基板2的平面指向，该平面由需要装配的基板表面来确定。保持装置8在与基板2的平面平行的平面中设置在转子上并且可以在z方向上移动，从而可以在拾取位置17上捡取元件3并放置在该元件的各自的在基板2上预先确定的装配位置上。

通过设置在转子13上的保持装置8的旋转运动，相对于基板2产生了附加的y-轴线，借助该轴线实现了在y方向上的定位。因此可能的是，为基板2上的一个在x方向上延伸并且在y方向上大约具有装配头6的宽度的带区S装配元件3，而在此不必为了定位的目的而移动定位系统7或基板2。

在这种情况下示出了悬挂在定位系统7上的这两个装配头。然而同样可以把装配头6设置在定位系统7的侧面上。此外同样可以把装配头6设计为成列装配头(Zeilenkopf)，其中保持装置8设置在与基板2的平面平行的列中。然而在这种情况下，成列装配头一定具有附加的摆动轴线或旋转轴线12，该摆动轴线或旋转轴线同样垂直于基板平面走向并且能够使保持装置8在另一个与基板平面平行的平面中运动。

所示出的自动装配机1既可以作为独立装置使用，或者也可以在生产线内部使用。在生产线网络(Linienverbund)中，自动装配机1可以集成到共同的基板传送装置中或连接到生产线的自己的共同的传送系统4上。为了在独立的运行中控制自动装配机1，设置有本地控制装置20。在生产网络(Fertigungsverbund)中可能的是，把本地控制装置20与其它本地控制装置或也与上一级的生产线控制装置(Liniensteuerung)(未示出)连接在一起。

借助在图2a和图2b中示出的自动装配机1可以带式地装配基板2。这可以这样理解，即可以把多个元件3放置在它们在基板2的带区S内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。分别放置的元件3的相对于其在基板2上的装配位置在y方向上的定位通过所涉及的在装配头6上的保持装置8的合适的运动来实现，在所示出的情况下通过转子13围绕旋转轴线12的旋转来实现。可能需要的在x方向上的位置校正通过各个装配头6沿着所配属的导向件9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装配基板2上的一个带区S，而不会在此妨碍其它装配头6。如果两个装配头6的导向件9彼此相应紧密地布置，则借助于这种布置可以完全装配带状部段，而不必移动定位系统7或基板2，该带状部分除去两个装配头6之间的安全距离之外，具有大约两倍于装配头6的直径的宽度。在完全装配了配属于装配头6的带区S之后，才需要在y方向上继续推进基板2。

在图3至5中示出了用于装配头6的机构设计的多个方案，这些方案适合于带式地装配基板2。

图3a和3b以平面布置图和垂直剖视图示出了作为转塔头的装配头6的一个实施方式。该转塔头6设计成旋转对称的结构并具有定子22以及转子13，该转子可以围绕旋转轴线12旋转地安置在定子22上。此外，在定子22上设置有导向件9以及驱动单元10的部件，利用该导向件和驱动单元可以把装配头6可移动地安装在定位系统7上(见图1和图2)。在转子13上，多个保持装置8等距地设置在环形轨道上，该环形轨道的中心点形成了旋转轴线12。保持装置8预设为用于操纵元件3并且分别具有一个自己的旋转驱动装置14以及一个自己的z-驱动装置15。旋转驱动装置14设计为用于校正分别被保持住的元件3围绕z轴线的角位，与此同时借助各个z-驱动装置可以实现各个保持装置8在z方向上的进给运动。

在带式地装配时，无论是基板2还是定位系统7都不移动，之后通过转塔头6在x方向上的移动(Verfahrbewegung)以及转子13围绕旋转轴线12的旋转运动来实现所保持住的元件3在它们在基板2上的装配位置上方的x/y定位。通过保持装置8的旋转运动，相对于基板2产生了附加的y轴线，借助该轴线实现在y方向上的定位。X坐标的有可能必要的校正能够借助于转塔头6沿着定位系统7的移动来实现。

图4a和4b示出了装配头6作为转塔头的另一个实施方式的平面布置图和垂直剖面图。原则上这里示出的转塔头6的结构与在图3a和3b中示出的装配头的结构相符：转塔头6依然具有转子13，在该转子上环形地设置有多个保持装置8。每个该保持装置8具有自己的用于校正角位的旋转驱动装置14以及自己的用于各个保持装置在z方向上的进给运动的z-驱动装置15。此外，这里示出的转塔头6具有摆动轴线24以及可以围绕该摆动轴线24摆动的摇臂23，转塔头6的转子13可旋转地安置在该摇臂上。在此，摆动轴线24与转塔头的旋转轴线12同样地垂直于基板2的平面在z方向上指向。在这种情况下，导向件9和驱动单元10不是直接设置在转塔头6的定子22上，而是设置在摆动机构的侧面上。借助附加的摆动轴线24以及摇臂23可以实现明显地扩大转塔头的活动范围(Aktionskreis)并且因此明显扩大基板2上的可装配的带区S的宽度。

图5a和5b示出了装配头6的另一个实施方式的平面布置图和剖面图。该实施方式设计为成列装配头并且同样具有摆动轴线24，该摆动轴线优选地设置在成列装配头6的端部区域中并且允许成列装配头6至少旋转90°。

成列装配头的特征是，单个的保持装置8沿直线彼此平行地设置。在所示出的情况下，头6具有5个保持装置8，这些保持装置依然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。保持装置8以及所配属的旋转驱动装置14和z-驱动装置15包括在一个结构性单元中，该单元可以围绕摆动轴线24旋转。在此，摆动轴线24布置在装配头6的固定部分上并且可以借助导向件9和驱动件10在定位系统7(见图1和图2)上在x方向上移动。通过摆动运动实现了在y方向上的定位以及通过装配头6的移动实现了x定位，由此借助该可摆动的矩阵头6可以实现在基板2静止并且定位系统7保持固定时完全装配基板2的带区S。

原则上对于带式装配来说同样可以应用具有共同的旋转驱动装置和/或共同的z-驱动装置的装配头6，该旋转驱动装置和z-驱动装置分别可以与保持装置8耦合连接。然而，这样限制了在角位或者在z方向上的进给运动的可能的预定位方面的灵活性。

此外，为了提高装配效率，可以把多个装配头6共同设置在一个滑块上并且在x方向上借助于一个共同的驱动单元10以及共同的导向件9来移动。在此，附加的装配头6可以装备有独立的驱动装置，利用该驱动装置可以在x方向上相对于滑块移动装配头。因此，运动的分离是可能的，从而多个设置在共同的滑块上的装配头6也可以相对地彼此独立地将元件3定位在基板2上。如果在一个共同的滑块上设置有多个可摆动的转塔头(见图4a和4b)或矩阵头(见图5a和5b)，则需要注意的是，通过摆动运动不会阻挡相邻设置的装配头6。

以下根据图2a和2b详细说明根据本发明的带式地装配的方法。这里应首先仅仅考虑两个所示出的装配头6中的一个。

首先在x方向上将装配头6移动到拾取区域中，在该拾取区域中借助供给装置5提供元件。在那里借助于设置在装配头6的转子13上的保持装置8从供给装置5的拾取位置17上拾取元件3。通过转子13围绕转子旋转轴线12的旋转运动以及装配头6在x方向上的移动来实现将各个保持装置8在所分配的拾取位置上方的定位。在此，两种运动可以在时间上叠加实施。随后借助于保持装置8在z方向上的进给运动可以捡取元件3。如果两个待拾取的元件3的拾取位置17的间距与为了拾取而预设的保持装置8的间距相符，则也可以实现同时拾取两个元件3。在成列装配头的情况下也可以考虑同时拾取两个以上的元件3。

随后装配头6带着所捡取的元件3在x方向上移动到基板2上方，在该基板上，元件3将要被安放在预先确定的装配位置上。在这里要再次提示的是，定位系统7在图2a和2b所示出的实施例中没有设计成可移动的，而是仅仅用于一个或多个装配头6在x方向上的线性运动并且因此与自动装配机1的机器基体16固定连接。在用于在x方向上以及在y方向上(见图1)定位装配头6的x/y定位系统的情况下，按照根据本发明的方法同样仅仅是装配头6在x方向上进行移动，这期间定位系统7静止不动。

基板2可以借助分配给基板传送装置11并且可以沿着y方向移动的滑块21这样地定位，即装配头6在沿x方向移动的情况下覆盖了基板2的带状部分区域。在带区S的整个装配过程中，基板2在这个位置上保持固定。在此，带区S的宽度与从保持装置8到旋转轴线的间距的大约两倍相符。在装配头6从拾取位置7来捡取元件3期间，基板2在y方向上的定位以有利的方式实现。

依然借助于转子13围绕转子旋转轴线12的旋转运动以及装配头6在x方向上的移动来实现将待安放的元件3在其在基板2上所配属的装配位置上方定位，其中这两种运动依然可以在时间上叠加实施。通过各个保持装置8在z方向上的进给运动，可以将所涉及的元件3安放在其在基板2上的装配位置上。如果两个待安放的元件3的两个装配位置的间距与保持着元件3的保持装置8的间距相符，则也可以实现同时将两个元件3安放在基板2上。

如果在带区S内要定位多个元件3，当装配头6可以同时捡取时，则把装配头6重新移动到拾取区域中用以捡取元件3，并从而随后将该元件再次定位在基板2上。这个过程不断重复，直到基板2的可装配的带区S完全装配上元件为止。

随后借助于滑块21在y方向上将基板2继续传送大约一个带区宽度，从而可以装配基板2的另一个带区S。如果自动装配机1具有x/y定位系统7，利用该系统可以将装配头在x方向和y方向上定位，则因此也可以通过定位系统7在y方向上的移动代替通过基板2的定位运动来实现到相邻的带区S上的转换。

如图2a和2b所示，当自动装配机1具有多个可以彼此平行地在x方向上移动的装配头6时，则为此可以考虑多种运行(Betireb)模式：一方面可以使两个装配头6交替运行，也就是说，在其中一个装配头6在拾取区域中捡取元件3的同时，另一个装配头6为其所分配的基板2的带区S装配元件。另一方面，可以使该装配头6同时运行，也就是说，两个装配头6同时从分别配属于它们的拾取位置17中拾取元件3并且随后同时分别装配分配给它们的基板.2的带区S。在此，在两个相邻的带区S之间通常保留一个自由的狭长的区域作为装配头6之间的安全距离。在必要时这个区域可以在以后的步骤中装配上元件3。由于装配头6在装配分配给它们的带区S时无论如何不会受到影响，因此也同样可以实现使这些装配头6完全彼此独立地运行。仅仅在y方向上继续推进基板2的情况下才必须对这些装配头6的移动路线进行调整。

此外还可以在装配头6在拾取区域与基板2之间移动的情况下设置传感器，利用该传感器来探测例如元件3相对于各个保持装置8的位置。

如果代替所示出的旋转头而使用了成列装配头(参见图5a/5b)，则借助于成列装配头的摆动运动代替旋转运动实现了将待安放的元件3在基板2上方的y定位。这同样适用于在图4a/4b中所示出的可摆动的转塔头。

引用标号

1  自动装配机       15  14 旋转驱动装置

2  基板             15     z-驱动装置

3  元件             16     机器基体

4  传送系统         17     拾取位置

5  供给装置         18     支脚

6  装配头           20  19 传送滚轮

7  定位系统         20     控制装置

8  保持装置         21     滑块

9  导向件           22     定子

10 驱动单元         23     摇臂

11 基板传送装置     25  24 摆动轴线

12 旋转轴线         S      基板的带区

13 转子

Claims (33)

1.一种用于自动装配机(1)的为基板(2)装配多个元件(3)的方法，

-其中所述自动装配机(1)包括：

-机器基体(16)；

-用于支撑至少一个装配头(6)的定位系统(7)，所述定位系统设置在所述机器基体(16)上；

-用于操纵所述元件(3)的第一装配头(6)，所述第一装配头在x方向上可移动地设置在所述定位系统(7)上；

-至少两个保持装置(8)，所述保持装置分别为了保持一个所述元件(3)而设置在所述第一装配头(6)上与所述基板(2)的平面平行的平面内，

其特征在于：

-将至少两个元件(3)装配到所述基板(2)的预先确定的装配位置上，

-其中在所述至少两个元件(3)的定位期间，所述基板(2)以及所述定位系统(7)相对于所述机器基体(16)静止，并且

-其中所述至少两个元件(3)的所述装配位置位于所述基板(2)的待装配的带区(S)内且具有到所述装配头(6)的移动轴线在所述基板(2)上的垂直投影的不同的间距。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

-在为所述基板(2)的一个带区(S)装配好元件(3)之后，所述基板(2)相对于所述机器基体(16)保持固定，并且

-使所述定位系统(7)在y方向上继续移动确定的长度，从而可以装配所述基板(2)的另一个带区。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

-所述自动装配机(1)还包括基板传送装置(11)，

-在为所述基板(2)的一个带区(S)装配好元件(3)之后，借助于所述基板传送装置(11)使所述基板(2)在y方向上继续移动确定的长度，而所述定位系统(7)相对于所述机器基体(16)保持固定，从而可以装配所述基板(2)的另一个带区(S)。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，

-借助于所述自动装配机(1)的供给装置(5)来供应所述元件(3)，和

-在装配所述基板(2)之前，由所述装配头(6)从所述供给装置(5)中拾取所述元件(3)。

5.根据权利要求1到3中的一项所述的方法，其特征在于，

-在所述定位系统(7)上设置有另一个装配头(6)；

-为两个所述装配头(6)中的每一个分配一个自己的驱动单元(10)，借助于所述驱动单元可以在所述定位系统(7)上彼此独立地移动两个所述装配头(6)。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

-在所述定位系统(7)上设置有另一个装配头(6)；

-为两个所述装配头(6)中的每一个分配一个自己的驱动单元(10)，借助于所述驱动单元可以在所述定位系统(7)上彼此独立地移动两个所述装配头(6)。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

-将两个所述装配头(6)设置在所述定位系统(7)的不同的侧面上，和

-两个装配头(6)中的一个装配头带式地装配所述基板(2)，而两个装配头(6)中的另一个装配头从所述自动装配机(1)的供给装置(5)中拾取元件(3)。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

-将两个所述装配头(6)设置在所述定位系统(7)的不同的侧面上，和

-两个装配头(6)中的一个装配头带式地装配所述基板(2)，而两个装配头(6)中的另一个装配头从所述自动装配机(1)的所述供给装置(5)中拾取元件(3)。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述装配头(6)这样通过所述供给装置(5)来定位，即借助于所述装配头(6)的所述至少两个保持装置(8)同时拾取多个元件(3)。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述装配头(6)这样通过所述供给装置(5)来定位，即借助于所述装配头(6)的所述至少两个保持装置(8)同时拾取多个元件(3)。

11.根据权利要求1到3中的一项所述的方法，其特征在于，

-所述自动装配机(1)连接到传送系统(4)上，所述传送系统用于为所述自动装配机(1)供给待装配的基板(2)；和

-将已经完成装配的基板(2)转送到所述传送系统(4)上。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

-所述自动装配机(1)连接到传送系统(4)上，所述传送系统用于为所述自动装配机(1)供给待装配的基板(2)；和

-将已经完成装配的基板(2)转送到所述传送系统(4)上。

13.一种用于实施根据权利要求1到12中的一项所述的方法的自动装配机(1)，具有：

-机器基体(16)；

-用于支撑至少一个装配头(6)的定位系统(7)，所述定位系统设置在所述机器基体(16)上；

-用于操纵所述元件(3)的第一装配头(6)，所述第一装配头在x方向上可移动地设置在所述定位系统(7)上；

-至少两个保持装置(8)，所述保持装置为了保持所述元件(3)而设置在所述第一装配头(6)上与所述基板(2)的平面平行的平面内，

其特征在于：

-在所述定位系统(7)相对于所述机器基体(16)保持固定的情况下，可以至少带式地装配相对于所述机器基体(16)静止的基板(2)。

14.根据权利要求13所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述自动装配机(1)还具有用于控制所述装配头(6)的控制装置(17)。

15.根据权利要求13或14中的一项所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述定位系统(7)设计为与所述机器基体(16)固定连接的静止不动的门架。

16.根据权利要求13或14中任一项所述的自动装配机(1)，其特征在于，至少另一个装配头(6)在x方向上可移动地设置在所述定位系统(7)上。

17.根据权利要求15所述的自动装配机(1)，其特征在于，至少另一个装配头(6)在x方向上可移动地设置在所述定位系统(7)上。

18.根据权利要求16所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述至少两个装配头(6)可以设置在所述定位系统(7)的不同的导向件(9)上。

19.根据权利要求17所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述至少两个装配头(6)可以设置在所述定位系统(7)的不同的导向件(9)上。

20.根据权利要求16所述的自动装配机(1)，其特征在于，多个装配头(6)可以设置在所述定位系统(7)的同一侧面上并且通过共同的导向件(9)来移动。

21.根据权利要求19所述的自动装配机(1)，其特征在于，多个装配头(6)可以设置在所述定位系统(7)的同一侧面上并且通过共同的导向件(9)来移动。

22.根据权利要求16所述的自动装配机(1)，其特征在于，为所述装配头(6)中的每一个装配头分配有一个自己的驱动单元(10)，所述驱动单元使所述装配头(6)可以在所述定位系统(7)上彼此独立地运动。

23.根据权利要求21所述的自动装配机(1)，其特征在于，为所述装配头(6)中的每一个装配头分配有一个自己的驱动单元(10)，所述驱动单元使所述装配头(6)可以在所述定位系统(7)上彼此独立地运动。

24.根据权利要求13或14中的一项所述的自动装配机(1)，其特征在于，每个保持装置(8)具有一个自己的、可独立控制的z-驱动装置(15)，所述z-驱动装置使各个保持装置(8)可以在垂直于所述基板(2)的平面的z方向上移动。

25.根据权利要求23所述的自动装配机(1)，其特征在于，每个保持装置(8)具有一个自己的、可独立控制的z-驱动装置(15)，所述z-驱动装置使各个保持装置(8)可以在垂直于所述基板(2)的平面的z方向上移动。

26.根据权利要求13或14中的一项所述的自动装配机(1)，其特征在于，为所述保持装置(8)中的每一个保持装置分配有一个自己的、可独立控制的旋转驱动装置(14)，所述旋转驱动装置使各个所述保持装置(8)可以围绕垂直于所述基板(2)的所述平面的轴线进行旋转运动。

27.根据权利要求25所述的自动装配机(1)，其特征在于，为所述保持装置(8)中的每一个保持装置分配有一个自己的、可独立控制的旋转驱动装置(14)，所述旋转驱动装置使各个所述保持装置(8)可以围绕垂直于所述基板(2)的所述平面的轴线进行旋转运动。

28.根据权利要求13或14所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述装配头(6)中的至少一个装配头具有附加的旋转轴线(12)用于所述装配头(6)的旋转，其中所述旋转轴线(12)垂直于所述基板(2)的所述平面，从而可以借助于所述装配头(6)的所述至少两个保持装置(8)实现在与所述基板(2)的所述平面平行的平面内的运动。

29.根据权利要求27所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述装配头(6)中的至少一个装配头具有附加的旋转轴线(12)用于所述装配头(6)的旋转，其中所述旋转轴线(12)垂直于所述基板(2)的所述平面，从而可以借助于所述装配头(6)的所述至少两个保持装置(8)实现在与所述基板(2)的所述平面平行的平面内的运动。

30.根据权利要求28所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述装配头(6)具有可围绕所述旋转轴线(12)旋转的转子(11)，所述至少两个保持装置(8)设置在所述转子上。

31.根据权利要求29所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述装配头(6)具有可围绕所述旋转轴线(12)旋转的转子(11)，所述至少两个保持装置(8)设置在所述转子上。

32.根据权利要求28所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述旋转轴线(12)设计为偏心地设置在所述装配头(6)上的摆动轴线(24)，从而使所述装配头(6)可以围绕所述摆动轴线(24)摆动。

33.根据权利要求29所述的自动装配机(1)，其特征在于，所述旋转轴线(12)设计为偏心地设置在所述装配头(6)上的摆动轴线(24)，从而使所述装配头(6)可以围绕所述摆动轴线(24)摆动。

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