CN102131375A - 用于在电路板上装配元件的方法和自动装配机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过自动装配机在电路板(2)上装配电子的和/或机械的元件的方法以及一种用于在电路板(2)上装配电子的和/或机械的元件的自动装配机，该自动装配机具有用于传送电路板(2)的传送系统(1)和用于使电路板(2)停止在装配位置上的止动装置(4)。

Description

用于在电路板上装配元件的方法和自动装配机

技术领域

本发明涉及一种用于通过自动装配机在电路板上装配电子的和/或机械的元件的方法。此外本发明涉及一种用于在电路板上装配电子的和/或机械的元件的自动装配机，该自动装配机具有用于传送电路板的传送系统和用于使电路板停止在装配位置上的止动装置。

背景技术

通过自动装配机装配电路板已知为有多种形式。电路板通过传送系统、尤其是传送带传送到装配位置，在该位置上一个或多个装配头为电路板装配电子的和/或机械的元件。为了使电路板占据正确的装配位置，自动装配机或自动装配机的传送系统具有止动装置。止动装置使电路板停止从而进行装配并且在装配后释放电路板以便继续传送。这样的原理适用于直到一个规定的长度的电路板，通常直到450mm的长度。也就是说，为了确保通过该传送系统无摩擦地、快速地且稳定地输送电路板，止动装置布置在自动装配机中的或自动装配机的传送系统上的一个确定的预置位置上。为了给更长的电路板装配电子的和/或机械的元件，该更长的电路板也被称为长型板，即电路板具有超过450mm的长度、尤其是具有610mm或更长的长度，则需要第二止动装置，该第二止动装置使电路板停止在第二装配位置上。

能装配小电路板和大电路板的自动装配机因此在传送系统的传送方向上具有两个连续布置的止动装置。然而自动装配机中的第二个止动装置的不利之处表现为，产生额外的材料-和生产成本。在已知的自动装配机中只可能通过附加的第二止动装置进行所谓的长型板装配。长型电路板被引导直至附加的第二止动装置并且在该第二装配位置上装配整个电路板。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供用于在电路板上装配电子的和/或机械的元件的一种方法和一种自动装配机，它们能够实现简单且费用低廉地装配任意长度的电路板。自动装配机特别应该设计成结构简单并进而费用低廉的。

根据本发明，该目的通过一种具有根据独立权利要求1所述特征的、用于通过自动装配机在电路板上装配电子的和/或机械的元件的方法实现，以及通过一种具有根据权利要求7所述特征的、用于在电路板上装配电子的和/或机械的元件的自动装配机实现。本发明的其他的特征和细节由从属权利要求、说明书和附图中给出。与根据本发明的方法相结合所述的特征和细节当然也适用于与根据本发明的自动装配机相结合的情况，并且反之亦然，因此与各个发明方面相关的公开内容总是可以相互关联的。

根据本发明的第一个方面，该目的通过一种通过自动装配机在电路板上装配电子的和/或机械的元件的方法实现，其中该方法的特征在于下列方法步骤：

a)通过自动装配机的传送系统将电路板在第一传送方向上传送至自动装配机的止动装置，该止动装置使电路板的传送停止，

b)通过自动装配机的至少一个装配头为电路板的两个部分区域中的第一部分区域装配电子的和/或机械的元件，

c)止动装置释放电路板并且该电路板通过传送系统继续在第一传送方向上传送，直到自动装配机的传感器元件确定了电路板已经完全绕过止动装置传送过去，

d)在确定了电路板已经完全绕过止动装置传送过去之后，将电路板相反于第一传送方向返回传送直至止动装置，该止动装置再次使电路板的传送停止，和

e)通过自动装配机的至少一个装配头为电路板的第二部分区域装配电子的和/或机械的元件。

通过自动装配机的传送系统在第一传送方向上传送电路板，该传送系统优选地具有带有传送皮带或传送轮的传送带，在该传送带上引导电路板。自动装配机的止动装置使电路板的传送停止，并且电路板与传送系统共同保持在预定的装配位置上。在该装配位置上，通过自动装配机的一个或多个装配头给电路板的两个部分区域中的电路板的第一部分区域装配电子的和/或机械的元件。也就是说，自动装配机的这个或这些装配头装配电路板的朝向止动装置的部分区域。在装配完电路板的第一部分区域后止动装置释放电路板，从而使电路板通过传送系统继续在第一传送方向上传送，直到自动装配机的传感器元件确定了电路板已经完全绕过止动装置传送过去。当电路板通过传送系统已经完全绕过止动装置传送过去时，传感器元件进行识别。为了确定电路板的位置也可预置多个传感器元件。在确定了电路板已经完全绕过止动装置传送过去之后，自动装配机的传送系统的、特别是传送带的传送方向发生变化。也就是说，将电路板相反于第一传送方向返回传送。再次占据了其止动位置的止动装置使电路板的返回传送停止。电路板通过自动装配机的止动装置保持在第二装配位置上。在该第二装配位置上，电路板的第二部分区域通过自动装配机的至少一个装配头装配上电子的和/或机械的元件。

该方法实现了，通过自动装配机不仅可以装配小电路板，而且可以装配大电路板、即所谓的长型板，该自动装配机仅具有一个唯一的用于固定电路板的止动装置。与现有技术中的自动装配机相比，通过将需要装配的电路板返回传送而可以节省一个止动装置，以便可以装配小电路板和大电路板，因此可以减少用于自动装配机的材料-和生产成本。也就是说，在根据本发明的方法中应用了一个并且是同一个止动装置来用于装配小电路板和大电路板。就本发明而言，将尤其是长度直到450mm的电路板理解为小电路板。将长度从450mm开始起的电路板、尤其是具有610mm或更大的长度的电路板理解为大电路板。该方法能够实现，自动装配机设计得更加灵活以用于给电路板装配电子的和/或机械的元件。

这种方法，也就是说，为了装配电路板的第二部分区域，将电路板返回传送至止动装置，优选地在电路板的长度从450mm开始起实施该方法。然而视自动装配机的结构与尺寸而定，也可以在电路板的长度小于450mm时实施前述的方法。

在设计用来装配一个唯一的电路板的小型自动装配机中，在完全装配了电路板后，可以将该电路板相反于第一传送方向从自动装配机中传送出来。然而该方法优选地可应用在设计用于依次装配多个电路板的自动装配机中。因此可以根据本发明的一个优选的改进方案在该方法中提出，在装配完电路板的第二部分区域后再次在第一传送方向上传送电路板。这样能够实现当第一个已装配好的电路板从装配区域中移开时将另一个电路板随后引导至装配位置。

自动装配机的止动装置可设计成不同形式。按照自动装配机的第一优选实施变体，止动装置可设计成机械的止动装置。也就是说，为了进行装配可以通过机械的止动装置使电路板停止。该止动装置例如设计成棘轮止动装置(Klinkenstopper)。该机械的止动装置、特别是棘轮止动装置，优选地设计成可平移的和/或可偏转的或可旋转的。为了使在传送系统上传送的电路板停止，机械止动装置优选地占据垂直位置。在此，止动装置在停止位置上这样定位在传送系统上方、特别是传送带上方，即在传送系统上传送的电路板抵靠在止动装置上并且因此将电路板保持在预定的装配位置上。为了释放电路板，机械的止动装置可以线性平移。附加地或可替换地，机械的止动装置可偏转或旋转。优选地，机械的止动装置设计成可偏转的或可翻转的棘轮止动装置。这样设计的机械的止动装置的旋转轴优选地布置在传送系统的表面下方，从而止动装置在给定位置上能够实现继续传送已经部分装配好的电路板。机械的止动装置例如可以在电路板的传送方向上偏转。可替换地可以考虑的是，机械的止动装置可以在垂直于电路板的传送方向取向的平面内偏转。

根据自动装配机的另一个优选的实施变体，止动装置可以具有至少一个光传感器或至少一个超声波传感器，这些传感器在确定电路板的预定位置时向传送系统发送止动信号，传送系统通过该止动信号停止传送电路板。在该实施变体中，止动装置并不设计成机械的，而是至少一个光传感器或至少一个超声波传感器与传送系统共同作用实现使被传送的电路板停止。如果至少一个光传感器或至少一个超声波传感器确定了电路板已达到装配位置，则至少一个光传感器或至少一个超声波传感器向传送系统发送止动信号，该止动信号立即停止电路板的继续传送。

光传感器、也称为光学接近开关，具有：光发射器、例如LED；和光接收器、例如光电二极管。光接收器评估由光发射器接收的光的强度。光传感器对由电路板反射的光作出反应。光传感器的有效距离取决于电路板的表面的反射特性。

超声波传感器利用超声波换能器工作以用于发射和接收。也就是说，在确定的周期内，发射特殊编码的超声波信号。在对要测量的目标物体、也就是电路板进行反射后，来自于发射器的反射的信号被接收和解码。对测定的信号传播时间在一定条件下进行温度补偿并转换成距离信息。当电路板到达所发出的超声波信号的区域中时，也就是到达预定的装配位置上时，超声波传感器以这样的形式和方式进行识别。

止动装置，也就是说，机械的止动装置或光传感器或超声波传感器，是自动装配机的一部分。优选地，止动装置是传送系统的一部分。

电路板优选地通过传送系统的传送皮带和/或传送轮来传送。此外电路板可以通过传送系统的传送侧部(Transportwangen)在侧面限定地引导。

根据本发明的第二个方面，该目的通过一种用于在电路板上装配电子的和/或机械的元件的自动装配机实现，该自动装配机具有用于传送电路板的传送系统和用于使电路板在装配位置上停止的止动装置，其中自动装配机具有用于实施根据本发明的第一个方面的方法的装置。

这样的自动装配机在结构上简单地设计并且能够实现装配小电路板以及大电路板，其中根据本发明，大电路板具有至少为450mm的长度。用于传送电路板的传送系统有利地这样设计，即该传送系统可以首先在第一传送方向上并且紧接着在与第一传送方向相反的第二传送方向上传送电路板。这能够实现，可以将一个和同一个止动装置用于定位小电路板和大电路板。小电路板被传送直至止动装置并完全装配。大电路板被传送直至止动装置，该电路板的第一部分区域被装配上元件，并且紧接着由止动装置释放电路板，从而使该电路板可以继续在第一传送方向上传送。在部分已装配的电路板完全绕过止动装置引导过去之后，传送系统的传送方向反转，以便于通过止动装置(然而这次利用另外一个侧面)再次使电路板停止。在第二装配位置上，对电路板或者说电路板的第二个还未装配的部分区域进行装配。传送系统、特别是传送带，可以通过反转传送方向而使电路板从两侧在止动装置上运动。所以大电路板、所谓的长型板，也可以通过仅仅一个止动装置保持在相应的装配位置上。

传送系统、特别是传送带，可以具有传送皮带和/或传送轮。此外传送系统可以具有负责在侧面引导电路板的传送侧部。传送侧部确保了电路板能线性地沿着传送系统的传送方向被引导并且不在侧面脱出。

止动装置可以设计成不同形式，其中止动装置这样地布置在自动装配机中，即止动装置可暂时阻止电路板的继续传送并且将电路板保持在装配位置上。根据本发明的一个优选的改进方案，对于装置可以提出，止动装置设计成可平移的和/或可偏转的或可旋转的。所以例如可以具有矩形轮廓的机械的止动装置可以垂直于电路板线性地被引导。在第一个所谓的止动位置上，止动装置使电路板的继续传送停止，在第二个位置上，止动装置允许电路板继续传送。可替换地或附加地，机械的止动装置可以设计成可偏转的或可旋转的。在此该止动装置可以在平行于电路板传送方向的平面内或在垂直于电路板传送方向的平面内偏转或旋转。优选地，机械的止动装置设计成棘轮止动装置，该棘轮止动装置在其自由端上具有止动钩(Rasthacken)。

可替换地，一种自动装配机是优选的，在该自动装配机中，止动装置具有至少一个光传感器或至少一个超声波传感器以用于确定电路板的位置，其中止动装置与发射装置连接以用于将止动信号传输给传送系统，并且传送系统具有用于接收止动信号的接收装置和用于使传送停止的控制单元。用于传输止动信号的发射装置可以集成在止动装置中或与止动装置连接。如果至少一个光传感器或至少一个超声波传感器确定了电路板已到达预定的装配位置，则发射装置发射止动信号给传送系统。传送系统的接收装置接收止动信号并且将该信号继续传输给传送系统的控制单元，传送系统立即阻止继续传送电路板并且将电路板保留在第一装配位置上。小电路板在第一装配位置上被完全装配。大电路板、所谓的长型板，首先只是部分地装配。在部分装配之后，传送系统继续传送部分已装配好的电路板，直到电路板完全通过止动装置。当通过传感器元件确定了电路板已完全通过止动装置时，传送系统的传送方向将反转，以便重新在止动装置的方向上运输电路板。一旦电路板重新到达止动装置，止动装置再次阻止继续传送电路板。电路板的还未装配的部分区域在该第二装配位置上被装配。

除了装配小电路板外，这样设计的自动装配机只利用一个唯一的止动装置也实现了所谓的长型板-装配。也就是说，代替另外通常附加的止动装置，使用一个唯一的止动装置来装配所有尺寸的电路板。在根据本发明的自动装配机中可节省附加的止动装置。

这种所谓的长型板-可能性能够处理长度直到610mm并且更大的电路板。

附图说明

本发明和其改进方案以及它们的优点将在下面借助于附图进一步说明。分别示意性示出：

图1示出了将长型电路板向着根据本发明的自动装配机的止动装置输送，

图2示出了通过根据本发明的自动装配机的止动装置将长型电路板固定在第一装配位置上，

图3示出了释放长型电路板或者继续传送长型电路板，

图4示出了在长型电路板已完全通过止动装置后，使该长型电路板的继续传送停止，

图5示出了以与第一传送方向相反的传送方向将长型电路板向着止动装置返回传送，

图6示出了通过根据本发明的自动装配机的止动装置将长型电路板固定在第二装配位置上，

图7示出了继续传送已装配好的长型电路板。

具有相同的功能和工作方式的元件在图1至7中分别使用同样的参考标号标出。

具体实施方式

图1至7显示了在自动装配机中在装配时和装配后长型电路板2的位置的流程图，其中电路板2通过传送系统1来输送，传送系统设计为带有传送轮1a的传送带的形式。在图1中，电路板2通过传送系统1沿第一传送方向3a、也就是在止动装置4的方向上输送。在图1中，传送轮1a的转动方向通过参考标号6a示出。在该实施例中，止动装置4设计成机械的翻转开关。一旦电路板2抵靠在止动装置4上，就停止继续传送电路板2，参见图2。在图2中所示的装配位置上，通过未示出的装配头装配电路板2的第一部分区域。在装配完电路板2的面向止动装置4的第一部分区域后，止动装置4围绕其旋转轴5偏转了90°或更多，以便能继续传送局部已装配的电路板2，如在图3中所示。在由未示出的传感器元件获知电路板2完全通过止动装置4后，再次停止继续传送电路板2，参见图4。紧接着止动装置4被带回其止动位置上并且电路板2相反于第一传送方向3a沿着第二传送方向3b被返回传送，参见图5。传送轮1a的反转的转动方向在图5中由参考标号6b示出。也就是说，再次在止动装置4的方向上输送电路板2。止动装置4再次阻止继续传送电路板2，这如在图6中所示。电路板2的第二端部抵靠在止动装置4上并且电路板2的自由的部分区域可由自动装配机的未示出的装配头装配。在装配完电路板2的第二部分区域后，也就是在完全装配完电路板2后，传送带1的传送方向再次反转并且电路板2沿着第一传送方向3a从自动装配机中输送出来。传送轮1a的变化的转动方向在图7中由参考标号6b示出。

为了装配电子的和/或机械的元件，电路板首先向着止动装置移动。在该处装配电路板的第一部分。紧接着电路板在传送方向上移动直到电路板完全绕过止动装置传送过去，即，在通过止动装置后，传送带用几毫秒的跟踪时间输送电路板。紧接着将电路板相反于传送方向向着止动装置返回传送。在这里，对电路板的第二部分进行装配。如果自动装配机也应该设计用于装配大电路板，则通过这样的方法或者通过这样的自动装配机可节省止动装置。通过这样的方法或者通过这样的自动装配机，电路板长度不再被限制到450mm或610mm。

如果在自动装配机中装有大型的升降台板(Hubtischplatten)和长的夹紧板或者传送侧部，那么对于所谓的长型板-装配的可能性而言，并不需要机械地改装自动装配机。

参考标号表

1    传送系统

1a   传送系统的传送轮

2    电路板

3a   第一传送方向

3b   相反于第一传送方向的第二传送方向

4    止动装置

5    止动装置的旋转轴

6a   传送系统的传送轮的第一转动方向

6b   传送系统的传送轮的反转的转动方向

Claims (11)

1.一种用于通过自动装配机在电路板(2)上装配电子的和/或机械的元件的方法，其特征在于下列方法步骤：

a)通过所述自动装配机的传送系统(1)将所述电路板(2)在第一传送方向(3a)上传送至所述自动装配机的止动装置(4)，所述止动装置使所述电路板(2)的传送停止，

b)通过所述自动装配机的至少一个装配头为所述电路板(2)的两个部分区域中的第一部分区域装配所述电子的和/或机械的元件，

c)所述止动装置(4)释放所述电路板(2)并且所述电路板通过所述传送系统(1)继续在所述第一传送方向(3a)上传送，直到所述自动装配机的传感器元件确定了所述电路板(2)已经完全绕过所述止动装置(4)传送过去为止，

d)在确定了所述电路板(2)已经完全绕过所述止动装置(4)传送过去之后，将所述电路板(2)相反于所述第一传送方向(3a)返回传送直至所述止动装置(4)，所述止动装置再次使所述电路板(2)的传送停止，和

e)通过所述自动装配机的至少一个装配头为所述电路板(2)的第二部分区域装配所述电子的和/或机械的元件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在装配完所述电路板(2)的所述第二部分区域之后，在所述第一传送方向(3a)上传送所述电路板(2)。

3.根据权利要求1或2中至少一项所述的方法，其特征在于，通过机械的止动装置(4)使所述电路板(2)停止。

4.根据权利要求1或2中至少一项所述的方法，其特征在于，所述止动装置(4)具有至少一个光传感器或至少一个超声波传感器，这些传感器在确定所述电路板(2)的预定位置时向所述传送系统(1)发送止动信号，所述传送系统(1)通过所述止动信号停止传送所述电路板(2)。

5.根据权利要求1至4中至少一项所述的方法，其特征在于，所述传送系统(1)通过传送皮带和/或传送轮传送所述电路板(2)。

6.根据权利要求1至5中至少一项所述的方法，其特征在于，在所述电路板(2)的长度从450mm开始起实施所述方法。

7.一种用于在电路板(2)上装配电子的和/或机械的元件的自动装配机，具有：用于传送所述电路板(2)的传送系统(1)；用于使所述电路板(2)在装配位置上停止的止动装置(4)，其特征在于，所述自动装配机具有用于实施根据权利要求1至6中至少一项所述的方法的装置。

8.根据权利要求7所述的自动装配机，其特征在于，所述传送系统(1)设计用于在第一传送方向(3a)上并且在与所述第一传送方向(3a)相反的第二传送方向(3b)上传送所述电路板(2)。

9.根据权利要求7或8所述的自动装配机，其特征在于，所述止动装置(4)设计成可平移的和/或可偏转的或可旋转的。

10.根据权利要求7或8所述的自动装配机，其特征在于，所述止动装置(4)具有用于确定所述电路板(2)的位置的至少一个光传感器或至少一个超声波传感器，所述止动装置(4)与发射装置相连接以用于将止动信号传输给所述传送系统(1)并且所述传送系统(1)具有用于接收所述止动信号的接收装置和用于使传送停止的控制单元。

11.根据权利要求7至10中至少一项所述的自动装配机，其特征在于，所述自动装配机具有至少一个用于确定所述电路板(2)在所述传送系统(1)上的位置的传感器元件。

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