CN106134310B - 一种包含泵和电机的拾放头 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种分配头，包含一个电机、一个可操控地连接于所述电机并受其驱动的气泵和一个连接于所述气泵的第一轴杆。所述气泵经设置可在所述第一轴杆内产生气流。本文还公开了一种在一个分配头内产生气流的方法以及带有一个分配头的组装机系统。

Description

一种包含泵和电机的拾放头

1.相关的专利申请

本申请为非临时性专利申请，对2014年2月7日提交的、标题为《用于表面组装拾放头的真空和气压供应装置》的美国临时专利申请具有优先权，所述临时专利申请通过引用的方式，以不与本申请所公开内容相矛盾的程度纳入本申请。此外，本申请为美国专利《软性组装机及其系统与方法》(申请号：No.14/407,621，申请日：2014年12月12日)的延续案，所述申请也通过引用的方式，以不与本申请所公开内容相矛盾的程度纳入本申请。

本公开的技术背景

技术领域

本专利申请的主题涉及拾放头，更具体地说，本公开内容涉及在一台拾放机上产生真空和气吻(AIRKISS)过程，所述的拾放机用于在印刷电路板和其他类型基板上进行电子组装作业。

背景技术

在电子组装机现有最新技术条件下，产生真空和气吻过程有数种不同的方式。第一种方式是将一个中央真空泵放置在电子组装机的基座中，该中央真空泵经设置可产生真空，后者通过相应软管连接到多个组装头上。这些组装头既可以是静态可调模式，以适应下方运动中的印刷电路板或其他基板，也可以是动态模式；动态组装头经设置可沿静态印刷电路板的X轴和Y轴方向运动。连接到每个组装头之上的真空泵随后分别与多个轴杆组件相连接，这些轴杆组件能够沿Z轴移动，并环绕一条纵轴旋转，以便让轴杆组件头端的吸嘴自喂料器拾取并保持电子部件，直到该电子部件被组装于印刷电路板上。为了实现快速组装部件，吸嘴、轴杆组件和组装头同时通过一段软管与一个工业空压系统或一个位于电子组装机基座内的压缩机相连接。

上述系统的一种变体方式是仅仅通过软管将压缩空气连接至组装头，其所需真空是通过一个或多个文丘里管自压缩空气直接获取。在此情况下，仅有一根软管与组装头相连接。

在使用中央真空泵的情况下，当多个轴杆与大气相通时，真空泵必须要能够维持真空状态，哪怕在轴杆没有成功拾取元件、或者虽然成功拾取但只是部分堵塞吸嘴处气流的时候。因此，为了应对由于电子元件没有正确拾取而导致组装系统的一个或多个吸嘴发生漏气的情况，同时向多个组装头的多个轴杆供应真空的真空泵必须显著增加功率。

此外，利用文丘里管在组装头上产生真空的方法也有缺陷，即这种产生真空的方法需要消耗大量的空气。因此，该方法需要安装大型压缩机，进而抬高生成压缩空气的电力和维护成本。为了降低能耗和成本，当前电子组装厂面临的一个焦点问题便是如何将压缩空气的消耗量降到最小。

依托现有最新技术的电子组装系统的另一个缺陷是必须在快速运动的组装头上连接一根或多根软管。

因此，那种可实现个性定制、可逐步扩增，而且无需预先固定喂料器系统位置的组装机及其系统与方法将在本领域内受到欢迎。

发明内容

本公开内容的第一个方面涉及一个分配头，包含一个电机、一个可操控地连接于所述电机并受其驱动的气泵和一个与所述气泵相连接的第一轴杆；其特征是：所述气泵经设置可在第一轴杆内产生气流。

本公开内容的第二个方面涉及在分配头内产生气流的方法，包含：提供一个带有分配头的组装机，所述分配头带有一个第一轴杆；利用位于分配头内的气泵在所述第一轴杆内产生气流。

本公开内容的第三个方面涉及一个组装机系统，包含：一个连续性回路轨道和一个安装于所述连续性回路轨道内并环绕所述连续性回路轨道运行的分配头；所述分配头包含一个电机、一个第一轴杆和一个气泵；所述第一气泵可操控地连接于所述电机并受其驱动，用于在第一轴杆内产生气流。

附图说明

本发明部分实例将结合下列附图详细描述，各图中相同标号表示相同的部件，其中：

图1展示一个实施例中一个组装机的俯视图；

图2展示如图1所示实施例中组装机各部件和模块的分解图；

图3展示为一个实施例中另一组装机的俯视图；

图4展示一个实施例中另一组装机的俯视图；

图5展示一个实施例中另一组装机的俯视图；

图6展示一个实施例中另一组装机的俯视图；

图7展示一个实施例中另一组装机的俯视图；

图8展示一个分配头的侧面剖视图，所述配头安装于图1所示实施例中组装机的一个轨道上；

图9A展示一个实施例中一个分配头位置测量系统的正视图；

图9B展示一个实施例中如图9A所示分配头位置测量系统的侧视图；

图10为一个轨道上的压缩空气阀系统，用于向一个实施例中的一个分配头提供压缩空气；

图11展示一个实施例中的一个控制系统；

图12展示一个实施例中的一个分配头；

图13展示另一个实施例中的一个分配头；

图14A展示又一个实施例中的一个分配头；和

图14B展示如图14A所示实施例中的分配头内部气泵的侧视图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明所公开装置及方法做出详细说明，此处涉及的相应实施例仅仅出于举例说明的需要，而不是对本发明做出具体限定。

参看图1，展示的是一个实施例中公开的组装机10的俯视图。附图中所示的组装机10可以是一个用于组装电路板的拾放机。不过，公开内容也适用于其他各类组装机器，例如，用于玩具组装、工具组装、家用电器组装、焊接作业、胶黏剂涂布或类似作业的机器。组装机10可以用于需要将部分部件安装于预定位置的组装作业或者其他需要作修整处理的任何设备、装置或半成品。本文中所谓“半成品”可以是在进入组装机10或者下文中所提组装机100、200、300、400和500之任一款机器前尚未完工的产品。但是，应当指出，所谓“半成品”既可以指那些经过组装机10、100、200、300、400和500处理后便转为成品的产品；也可以指那些即便经过组装机10、100、200、300、400和500处理后依然没有完全转为成品的产品，因为经过这些处理后的产品可能依然需要额外的组装步骤(未予展示)。

组装机10包含两个组装模块12a和12b，四个喂料器模块14a、14b、14c和14d和七个分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g。分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以是拾放头，用于拾取部件并将之组装在电路板18a和18b上；分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g也可以具备其他功能，例如检验、分配胶黏剂或者焊接工具等；分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g还可经设置用于拾取工具、玩具、家电或类似产品上的任何部件。同样，喂料器模块4a、14b、14c和14d可以是用于喂送电路板部件的模块；每个喂料器模块4a、14b、14c和14d均可以包含多个彼此整齐毗连的喂料器；而且，喂料器模块可以涵盖其他多种造型，以适应向分配头喂送不同类型的部件；喂料器模块4a、14b、14c和14d还可以用来向分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g供应胶黏剂或焊料。组装模块12a和12b可容纳电路板18a和18b或任何其他有待组装的半成品。

组装机10包含一条由连续的圈形、环形、类圆形、圆形或类似形状构成的轨道22。轨道22可以呈连续回路造型，以便分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g沿单一方向环绕轨道22运行。例如，所有分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以沿顺时针方向环绕轨道22运行；或者，所有分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g也可以沿逆时针方向环绕轨道22运行。分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g经设置可在沿轨道22运转时，拾取存放于喂料器模块4a、14b、14c和14d中的部件；分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可进而将部件组装到位于第一组装模块12a或第二组装模块12b内的半成品或电路板18a和18b上。完成组装之后，分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以继续环绕所述轨道运行，拾取存放于喂料器模块4a、14b、14c和14d中的部件并将它们组装到位于组装模块12a和12b内的半成品或电路板18a和18b上。

在所展示的实施例中，分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g经设置可沿顺时针方向D环绕轨道22运行。喂料器模块14a和14b经设置可向分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g供应部件，以便将相应部件组装到位于组装模块12b中的半成品或电路板18b上。换句话说，所述喂料器模块可以存放组装模块所需的部件，后者随即由所述组装模块沿其运转方向进行处置；在此条件下，喂料器模块14c和14d经设置可向分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g供应部件，以便将相应部件组装到位于组装模块12a中的半成品或电路板18a上。换句话说，轨道上位于所述组装模块12a前方的所述喂料器模块14c和14d可存放组装半成品或电路板18a所需的全部或大多数常用部件；而那些不常用部件则可以根据需要存放于位于轨道另一侧的喂料器模块14a和14b中。这样的话，分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g便可自喂料器模块14a和14b中拾取部件后，跳过第一组装模块12b，将所拾取的部件组装到位于后一个组装模块12a内的半成品或电路板18a上。在一个实施例中，每个分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g经设置可在每个环轨道22运动周期内拾取1个部件；在另一个实施例中，每个分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g经设置可在每个环轨道22运动周期内拾取两个或更多部件。

分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g经设置可环绕轨道22作高速运行。例如，在一个实施例中，分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以以5m/s的速度沿所述轨道运动；在另外一些实施例中，分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g的运动速度可以更快或更慢。此外，组装机10上可配置比图1中实施例所示16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g更多的分配头。在每个组装机10上配置的分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g越多，组装机10组装半成品或电路板18a和18b的速度就越快；配置更多数 量的分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以保障每个半成品或电路板18a和18b上方总有分配头存在，从而实现组装机10生产效率的最大化。应当指出，给系统增加额外的分配头会导致组装机10运行速度加快，直到过多的分配头可能导致生产过程在最缓慢的步骤处形成排队、积压、等候线或这类似情况的发生。在一些实施例中，所述的最缓慢步骤可能是但不限于组装过程，即分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g将部件组装到半成品或电路板18a和18b上的过程。可见，所述的最缓慢步骤决定了配置有最大数量分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g的组装机10的最高运转速度。在分配头数量达到最大值、运转中在最缓慢步骤处出现排队或瓶颈现象之前，每增加一个额外的分配头，系统的生产效率也会相应地等量提升。

应用本组装机10可以在不降低系统整体运转速度的条件下增加组装步骤，而在应用传统拾放机时，增加组装步骤将会显著降低系统的整体运转速度。例如，本系统可以在某个喂料器模块之后配置一个胶黏剂工位。在传统单头或双头组装机上，拾取步骤之后的胶黏剂步骤会显著降低机器运转速度。相比之下，本发明所公开的各种系统和机器能在不降低系统整体运转速度的前提下增加一个胶黏剂处理步骤。此外，当本发明公开的组装机系统所配置的分配头数量达到上限后，如果本组装机需要以超过系统容许范围之上的速度运行，本系统依然可以通过增加新的组装模块来实现这种需要进一步增加系统运转速度和每秒组装量的目的。因此，本发明所公开的组装机系统的运转速度仅受能够配置额外轨道部件的空间所限，此外不受限制。

通过半成品或电路板18a和18b的运动以及分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g的运动，可以实现组装机10在X轴和Y轴上的完整自由度。例如，半成品或电路板18a和18b经设置可按照Y轴方向(图示实施例中自左向右或自右向左)沿组装模块12a和12b的板材处理轨道20运动；分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g经设置可按照X轴方向(图示实施例中自上而下或自下而上)运动。这样可以保障所述分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g能够对处于组装区域内的半成品或电路板18a和18b的所有表面进行处理。在一个实施例中，所述半成品或电路板18a和18b在组装过程中仅需沿着一个方向(例如，自左向右)运动，无需原路返回；在另一个实施例中，所述半成品或电路板18a和18b经设置可在组装过程中做反向运动，以优化组装效果。

作为举例，半成品或电路板18a的组装过程可以始自将半成品或电路板18a放置或纳入到组装模块12a中。这一过程可以由自动化操作完成。例如，所述半成品或电路板18a可以来自位于本组装机10左侧的另一台机器，该机器用于在所述半成品或电路板上完成前一项组装过 程；所述半成品或电路板18a也可以由机器人取自供应点并放置到组装模块12a中；或者，所述半成品或电路板18a还可以经人工放置到组装模块12a中。组装机10的分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g经设置可自喂料器模块4a、14b、14c和14d中拾取部件，并将它们放置到半成品或电路板18a的主面(或图1中的右侧)。随着半成品或电路板18a的主面逐步填充完毕，它沿着产品轨道20向右移动；随着半成品或电路板18a向右移动，运动中的分配头16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g自下而上横跨所述半成品或电路板18a，从而可以覆盖到所述半成品或电路板18a的整个表面。在本实施例中，在组装模块12a进行电路板填充过程中，半成品或电路板18a可以仅仅向右方单方向移动；或者，为了优化操作过程，也可以在电路板填充过程中让半成品或电路板18a做先向右、再向左的双向移动。

第一和第二组装模块12a和12b可包含它们自身的产品轨道22，用于转运半成品或电路板18。在一个实施例中，在第一组装模块12a中完成的部件填充作业可以仅仅占整个电路板18a的一部分，或者说所述电路板并没有在此被完全填充。在组装模块12a和组装模块12b之间可以有一个板材处理系统86，该板材处理系统86可以包含其自身的产品轨道20。半成品或电路板18a可以沿着板材处理系统的产品轨道20移动至第二组装模块12b处，所剩下的另一半部件在此处完成组装。组装机10经设置可使半成品或电路板18a的运动过程完全实现自动化。和第一组装模块12a情况类似，半成品或电路板可以自左向右单方向或者左右双向横跨第二组装模块12b。

在另一些实施例中(例如，图3及下文描述所示)，可以由单一的组装模块，例如组装模块12a或者12b，独立完成每一块电路板或其他产品上的全部填充作业。在这类实施例中，半成品、电路板或者其他产品在组装过程中沿一个第一方向由所述组装模块喂送。例如，电路板或其他半成品可在所述组装模块内自左向右移动，同时分配头对所述电路板或其他半成品进行填充作业；随后，所述电路板或其他半成品沿相反方向(自右向左)自组装模块内释放。由此，所述电路板或其他半成品的释放点和喂送点可在完全相同的位置。这种情况下，组装模块12a或12b要同时包含一个上载系统和一个卸载系统，而不是在组装模块12a处设置一个上载系统、在组装模块12b处设置一个卸载系统。在本实施例中，所述板材处理系统86并非必须沿组装机10横向移动半成品或电路板或其他产品。

如本文描述所示，本发明所公开的各个系统在性质上具有完全的灵活性，可以进行个性化定制或扩展。图2展示的是一部如组装机10那样的组装机各部分的分解图。这些部件可以增添到一个系统中，也可自系统中拆解下来；或者根据具体产量的需要定制组装一个系统。图2所展示的内容包含：一个端轨模块52、一个中轨模块50、一个分配头16、一个电路板18、 一个喂料器模块14、一个工具或吸嘴更换器54、一个摄像头56、一个产品轨道20和一个组装模块12。所有这些部件与所述组装机10或者下面所述的组装机100、200、300和400的相应部件完全相同。端轨模块52和中轨模块50可均包含一段边框95。该边框95经设置可支撑轨道模块52和50，设计上毗邻轨道模块上的相邻边框可以彼此接合。

端轨模块52可包含一段边框和一段U形轨道；端轨模块52可包含一个设置于轨道直线部分的安装界面53，以便安装组装模块12或喂料器模块14。摄像头和其他固定式加工工位也可以安装在端轨模块52上。同样，中轨模块50可在模块的两侧设置固定轨道的直线连接点；模块50可包含两段独立的直轨，分别位于它的两侧。这两段直轨各自均包含一个安装界面53，以便安装组装模块12或喂料器模块14。和端轨模块52一样，中轨模块50上也可安装摄像头或其他固定式加工工位。

组装模块12上可设置一个安装界面，以便将其安装在端轨模块的直线部分或者中轨模块的任一侧。当所述机器设计用于向电路板上组装电子部件时，该组装模块可包含一个电路板传送带系统、一个电路板夹钳系统和一个电路板支撑系统。上述诸系统均可各自安装于一个高精度伺服轴上。电路板经设置可由另一电路板转运模块、或者由电路板板箱上板机或下板机转运至本模块中；电路板可由半成品或电路板传送带传送至夹钳固定位置；随后，夹紧所述半成品或电路板，将之固定于传送带的特定位置；接下来，启动电路板支撑系统，该系统含有诸如支撑柱那样的部件，可用以支撑所述的半成品或电路板。组装模块12还可以包含一个宽度调整装置。所述的整个转运系统，包含传送带、驱动、支撑系统和宽度调整装置，均可安装在一个直线支承和一个高精度直线驱动上。所述的直线驱动经设置可将半成品或电路板运送到一些特定位置，以便安装在分配头16上的摄像头对半成品或电路板上的基准点进行拍照，并结合轨道22确认半成品或电路板的准确位置。在完成组装模块12内的部件组装作业之后，所述半成品或电路板自半成品或电路板支撑系统上释放，夹钳松开，并由半成品或电路板传送带转运至另一传送带上或板箱上/下板机内。另外，所述半成品或电路板也可以手工插入。在组装模块12上可安装摄像头和其他固定式加工工位。

继续参看附图2，图中展示一个高精度组装模块84，该模块带有一个高精度电路板处理转运系统85。该转运系统85可包含产品轨道20、一个电路板夹钳系统和电路板支撑系统，该系统整体安装在一个高精度的Y轴驱动系统87上，后者在所有四个方向均具有高精度：钢轨在左、后、右、前四个方向上得到固定。这样可获得“穿过”模式、“单边进出”模式以及“内联—在线”模式等转运模式。为了进一步简化电路板半成品通过系统的不同转运模式，组装模块12和84可按标定尺寸分别固定于中轨模块50两边，而且使这两个组装模块12和84 能够在中轨模块50的中心处接合在一起，从而使半成品或电路板18可以在同一个中轨模块50上由一个组装模块直接转移到下一个组装模块上，如下图7所示。

喂料器模块14可以采用与组装模块12一样的方式安装在端轨模块52或中轨模块50上。在喂料器模块14上，可安装所需的各类喂料器构件。喂料器界面模块可包含多个作用于电子部件喂料器的控件，以便这些电子部件可以被组装头16正确地拾取。

此外，喂料器模块14以及组装模块12和84边框上的安装界面可完全一样，便于在制造阶段安装到轨道模块50和52当中的任一模块上。采用完全相同的安装边框可以使累积公差降到最低，并可以实现所有系统中的喂料器模块14以及组装模块12和84自由互换。喂料器模块14以及组装模块12和84可以在制造阶段集成到轨道22的直段上，一并出售给客户。这类“喂料器模块/轨道直段组合”和“组装模块/轨道直段组合”可以出售给组装机客户，并可立即添加到现有轨道或机器中，或者立即根据个性化需要组建一个新轨道或新机器。另外，组装模块12和84还可以包含一个附带工具或吸嘴更换器54和摄像头56，或者完善组装流程所需的其他各种加工工位(例如，部件校直器、流量分配器、电气测试仪等)。

由此，所述组装机可以包含多个轨道模块50和52，每个轨道模块50和52均含有轨道22的一段。多个轨道模块50和52可以彼此接合起来，形成一个如轨道22那样的连续性回路轨道。所述连续性回路轨道22可安装一个分配头16，后者经设计环绕连续性回路轨道22运行，并至少完成半成品18的部分组装作业。喂料器模块14可固定到连续性回路轨道22的一个第一直段上，经设置可向所述分配头16喂送一个部件。所述的部件可以是电子部件、工具头、焊料、胶黏剂或者任何由喂料器模块14喂送至分配头16的物件。组装模块12和84可固定到连续性回路轨道22的一个第二直段上，可设计用于承纳一个如所述半成品或电路板18那样的半成品。所分配头经设置可向所述半成品上组装所述部件。因而，由多个模块50和52构成的轨道22设计上可以反复添加或者拆卸其中的一个或多个模块50和52。为了容纳或移除额外的组装模块12和84以及喂料器模块14，可以通过添加或移除一个或多个模块50和52完成对轨道22的重构。对连续性回路轨道22的重构无需机械加工或其他永久性变更过程，而仅需要普通手工工具，例如改锥、扳手、虎钳和类似工具即可完成。

另外，本公开内容涵盖一种组装方法，这种方法可包含：提供一个如轨道22那样的连续性回路轨道，并将之横向安装在多个如模块50和52那样的模块上；这种方法可包含：在所述连续性回路轨道上安装一个如分配头16那样的分配头；这种方法可包含：在轨道22的第一直段上安装一个如喂料器模块14那样的第一喂料器模块；这种方法可包含：在轨道22的第二直段上安装一个如组装模块12那样的第一组装模块；这种方法可包含：利用所述分配头至少完 成对一个半成品的部分组装作业，该半成品与半成品或电路板18类似；这种方法还可包含：按照以下任一模式重构所述的连续性回路轨道：A)添加所述轨道的一个或多个所述模块；B)移除所述轨道的一个或多个模块；这种方法还可包含：提供一个组装机，以及通过移除一个喂料器模块并换上一个组装模块、或者移除一个组装模块并换上一个喂料器模块的方式对所述的组装机进行重构；这种方法还可包含：通过添加一个或多个喂料器模块或者移除一个或多个喂料器模块的方式对所述组装机进行重构；这种方法还可包含：通过添加一个或多个组装模块或者移除一个或多个组装模块的方式对所述组装机进行重构。

本文所提及各种组装机及其系统的可塑性、个性化和可扩展特征在图3-6所示的实施例中均同样得到展示。首先参看图3，展示的是另一台机器：组装机100。组装机100展示的是利用本公开内容制造出的最简易机器中的一个实例。组装机100可包含两个轨道端轨52；一个喂料器模块114a集成到或者安装在一个所述的端轨52上；一个组装模块184集成到或者安装在对面的第二个所述端轨52上；所述组装模块184包含板材处理系统85；在该图中，可提供两个板材处理系统186；所述的板材处理系统186可安装在组装机系统100上，它们能够将半成品或电路板18转运到组装机100上，或者将它们从组装机100上转运走；图中所示的组装机系统包含两个分配头116a和116b；图中所示第一分配头116a正自喂料器模块114a上拾取一个部件，而第二分配头116b则正在将一个部件组装到所述半成品或电路板18上；因此，相比于拥有更多模块和分配头的更大机器而言，组装机100是一台低成本、产能有限的机器；但是，组装机100的构成部件112、114、116、52、22、156、154和构成具有更长轨道的较大型机器所用部件完全一样；

下面参看图4，展示的是另一台机器：组装机200。组装机200展示的是那种需要多个不同喂料器模块的系统中一个实例。具体地说，组装机200包含7个喂料器模块214a、214b、214c、214d、214e、214f、和214g，但只有一个组装模块212；组装机200包含两个端轨模块52和三个中轨模块50；此外，组装机200包含六个分配头216a、216b、216c、216d、216e和216f；在本实施例中，由于只有一个组装模块212，所以该组装模块212可设计成无需产品轨道20或转运系统即可完成上板和下板作业的模式；

应该指出，组装机200可以通过改造或扩展图3所示组装机的方式获得；例如，可以先行拆分组装机100的两个端轨模块52；随后将三个中轨模块50安装在两个端轨模块52的首尾端之间，所述的每个中轨模块50上均集成或安装有喂料器模块214；组装完轨道22之后，再将额外的四个分配头216加入到轨道中，总共构成6个分配头。

图5所示的是另一台机器：组装机300。组装机300可包含三个喂料器模块314a、314b和314c；组装机300可包含四个分配头316a、316b、316c和316d；组装机300可包含一个组装模块312；组装机300可以通过改造所述组装机200或所述组装机100的方式获得；例如，若通过改造所述组装机200获取组装机300，需将所述组装机200首尾端之间的中轨模块50移除掉两个，一同移除的还有它们相对应的喂料器模块214c、214d、214e和214f；此外，可以一同移除分配头216a和216b，留下如图所示组装机300的四个分配头；同理，组装机300还可以通过将带有喂料器模块314的中轨模块50添加到所述组装机100中、并同时添加两个额外分配头的方式获得。

下面参看图6，展示的是另一台机器：组装机400。组装机400包含五个喂料器模块414a、414b、414c、414d和414e,九个分配头416a、416b、416c、416d、416e、416f、416g、416h和416i，和三个组装模块412a、412b和412c；连同所述组装模块412a、412b和412c一道展示的是尺寸各异的半成品或电路板418a、418b和418c；例如，组装模块412a包含最小尺寸的电路板418a；组装模块412b包含最大尺寸的电路板418b；而组装模块412c包含中等尺寸的电路板418c；因此，应当指出，一台组装机可以同时完成组装不同类型电路板或其他产品的作业；为了自动或手工向所述组装模块412a、412b和412c提供更多半成品或电路板，所述组装模块412a、412b和412c可包含它们自身的上载和卸系统，以及它们自身半成品或电路板板箱的上板或下板系统；

本公开内容所展示的这类组装机拥有不同的尺寸和构件；但是，应当指出，本发明公开的原理可以用来制造各种不受尺寸限制的组装机；任何长度的轨道、任何数量的喂料器模块、组装模块和分配头均在考虑范围之类；此外，所述组装模块可以在同一位置完成上载和卸载电路板作业；或者，一个第一组装模块可上载电路板以完成第一步组装作业，随后经由产品轨道20将处理后的半成品或电路板移交至第二组装模块，由所述第二组装模块完成第二步组装作业；

图7所示的是另一台机器，组装机500。该组装机500可以被视为是一台“工厂级机器”，因为该组装机500拥有四条不同的组装线550、552、554和556；组装机500包含八个组装模块512a、512b、512c、512d、512e、512f、512g和512h；组装机500包含十八个喂料机模块514a、514b、514c、514d、514e、514f、514g、514h、514i、514j、514k、5141、514m、514n、514o、514p、514q和514r；组装机500包含十九个分配头516a、516b、516c、516d、516e、516f、516g、516h、516i、516j、516k、516l、516m、516n、516o、516p、516q、516r和516s。四条组装线550、552、554和556可设计用来组装不同类型的 电路板或其他半成品；这种情况下，所述电路板或其他半成品可以沿产品轨道20自上方组装模块512a、512c、512e和512g移动到下方组装模块512b、512d、512f和512h；板材处理系统586可以安装在每条组装线的终点，也可以安装在组装模块512a、512b、512c、512d、512e、512f、512g和512h上，以方便半成品或电路板的转运；本机器所展示的系统中，产品轨道20位于单个中轨模块两端之间，而不是横跨多个中轨模块；

应当指出，在喂料器模块14、114、214、314、414和514的必要数量范围内，根据本公开内容制造的系统或组装机10、100、200、300、400和500的速度不受限制；换句话说，只要按照延长的轨道22为系统增加适当数量的分配头16、116、216、316、416和516，组装机10、100、200、300、400和500的产出就不会随着轨道22数量的增加而降低。此外，所述系统或组装机10、100、200、300、400和500的产出与每个喂料器或喂料器模块14、114、214、314、414和514所处位置无关；分配头16、116、216、316、416、516以同样的时间完成一个周期的组装作业，与分配头16、116、216、316、416、516需要在什么位置从喂料器中拾取电子部件无关；这也意味着在本组装机10、100、200、300、400和500中，喂料器模块14、114、214、314、414和514在生产切换过程中无需移动至另一个位置。对本文所述组装机10、100、200、300、400和500的最优化处理可以通过尽量减少半成品或电路板18、或者组装机构件上的其他产品的运动来实现；这一最优化过程包含在系统中的分配头16、116、216、316、416和516带有较高加速度和减速度、并在快速移动的过程中，让半成品或电路板18、118、218、318、418、518或者其他产品的运动保持轻柔。

另外，本发明所公布的各种系统或组装机10、100、200、300、400和500在速度上具有伸缩性。所有分配头16、116、216、316、416和516均可以在预定时间内完成整个拾放周期；这个预定时间可取决于轨道长度和分配头16、116、216、316、416和516的停顿或减速次数；在一个典型的拾放周期内，可以存在四个步骤：一次拾取停顿，一次视觉/摄像头停顿或降速，一次组装停顿和一次吸嘴更换停顿；轨道的长度可取决于每个拾放周期内喂料器模块14、114、214、314、414和514的数量和/或组装模块12、84、184、212、312、412和512的数量；通过增加组装模块12、84、184、212、312、412和512的数量，由每个分配头沿相同轨道长度运动所确定的组装机10、100、200、300、400和500整体速度可以增加。

下面参看图8，展示的是安装于轨道22上的分配头16的侧面剖视图。应当指出，分配头16可以为分配头16、116、216、316、416和516中的任一款。同时应当指出，在所展示的实施例中，分配头16可包含：一个基座24、一个直线电机线圈组26、一个支承系统28、一个轴杆30、一个吸嘴31、一个Z轴驱动32、一个编码器读头33、一个控制与电源系统34、一个接触轨35、一个工具或吸嘴更换器36和一个空气密封盖37。轨道22可包含：一个磁轨38、一个边框40、一个支承轨42和一个空气分配系统43。因此，轨道22是带磁性的，可包含一个永磁电机44，该永磁电机包含分配头16的直线电线线圈组26和轨道22上的磁轨38；磁轨38可包含许多块彼此毗邻放置的磁体，它可以和分配头16内的直线电机线圈组26一起，驱动分配头16在轨道22上运行；或者，轨道22可包含多组线圈，而分配头16则包含多块永磁体。

轨道22的边框40可起到支撑轨道22和分配头16的作用。边框40可以使用金属、铸铁、不锈钢、木材或任何能够支撑轨道22的材料制造；边框40可以沿其长径的不同点位进行弯曲处理，以适应回路轨道22；不过，轨道22和边框40上的曲折处所构成的转弯拐角应有足够大的半径，以便直线电机44能够正常为分配头16提供所需的加速度、减速度和速度。

磁轨38可以安装在环绕轨道22整周的边框40上。磁轨38可以是永磁性直线电机44的一部分，该磁轨38与直线电机线圈组26协同工作，可以驱动分配头16环绕轨道22运行。构成永磁性直线电机系统的26、38和44可经编程设置，实现对轨道22上多个分配头的逐一驱动。直线电机线圈组26可以是一个铁芯线圈组，而且，磁轨38与该直线电机线圈组26协同工作，所产生的吸合装置可以将拾放头16吸合在轨道22上。在另外一些实施例中，所述永磁直线电机44可被替换为其他驱动和吸合装置，例如，一个开关磁阻直线电机；还有一个实施例中，永磁直线电机44可被替换为一组从动轮；还有另外一个实施例中，分配头16可以包含一个移动性永磁体和轨道22，而不是如上所述，包含多个静止的铁芯线圈或直线电机线圈。在使用驱动轮而不是磁体的情况下，需要增加额外的钢轨让分配头16在轨道22上运行，并确保分配头16不会自所述轨道22上掉落下来。在使用永磁直线电机22的情况下，分配头16借助直线电机线圈组26所产生的磁吸力吸合在轨道22上；这本实施例中，向系统中添加一个分配头和让它在轨道22上吸合到位都非常简单，随后便可以通过组装机10或轨道22的控制系统启动这个分配头。

此外，本实施例还涵盖一种组装方法，包含：提供一种如分配头16那样的分配头；这种方法可包含：提供一种如轨道22那样的轨道；该组装方法可包含：提供一个如系统26、38和44那样的永磁直线电机系统，位于所述分配头和所述轨道之间；这种方法可包含：借助磁吸方法将所述分配头安装在所述轨道上，用磁力驱动所述分配头沿所述轨道运动，以及利用所述分配头至少部分地完成对一件半成品，例如，半成品或电路板18，的组装作业。分配头16可包含一个接触轨35，该接触轨35经设置可与轨道22的边框40的一部分相接触，由于轨 道22带有驱动、电源或其他电气信号，所以它可通过接触轨35为分配头16提供驱动；图8所示的接触轨35由两个结触位点构成，不过，应当指出，接触轨35也可包含两个以上的接触位点，例如，所述接触轨35可以包含2-10个接触位点；而且，这种设计可使通讯信号由轨道22或组装机10发送到分配头16；接触轨35可包含接触位点35a和35b，用于传送驱动电源和通讯信号。在另一些实施例中，来自轨道22或组装机10的通讯信号可以和分配头16通过Wi-Fi、紫蜂(Zigbee)或类似技术实现无线沟通。

组装机10因此可包含一个控制系统1000(本文图11中有更具体的展示)，可位于一个或多个所述组装模块内部，例如，位于组装模块12、84、184、212、312、412和512的内部。为此，组装机10可包含一个总线通讯系统，经设置可提供控制系统1000与每个分配头16之间的独立通讯；不过，并非所有的多个分配头16均需通过独立电线与所述控制系统连接在一起；相反，这些分配头可以和所述总线系统相连接，由所述总线系统向诸如分配头16这样的靶向分配头提供数据包。

另一个实施例涵盖一种方法，包含：提供一种如轨道22那样的连续性回路轨道。这种方法可包含：提供多个如分配头16那样的分配头；这种方法可包含：提供一个如控制系统100那样的控制系统；这种方法还包含：提供一个总线通讯系统；这种方法还包含：让所述多个分配头以彼此独立的方式环绕所述轨道运行，并利用所述分配头至少部分地完成对半成品，例如，半成品或电路板18，的组装作业；这种方法可包含：通过所述总线通讯系统实现所述控制系统与多个分配头的逐一独立通讯；而且，并非所有所述的多个分配头均要以独立电线与所述控制系统连接在一起。

分配头16还可以包含一个支承系统28，便于分配头16围绕轨道22运转。支承系统28可以是一个凸轮从动支承或者其他类型的支承系统。由于支承系统28可导致分配头16缺乏所需的位置精确性，在一种配置方案中，分配头16能够根据轨道22或边框40自行测定自己所在位置。图9A和9B中展示的就是这样的实施例。在这一实施例中，分配头16可包含一个用于感应拾放头16位置的位置传感系统59，或者一个感应拾放头16相对于轨道22所在位置的吸合装置，该吸合装置包含：一个第一传感器60、一个第二传感器61、一个第三传感器62和一个第四传感器63；这些传感器可为电感式、电容式、激光式或利用其他距离测定技术制造而成。在其他一些实施例中，位置传感系统59可以是一个动作感应系统。位置传感系统59经设置可感应轴杆30相对于所述轨道的所在位置和/或旋转；第一和第二传感器60和61经设置可测定一个第一层面的旋转，此处定义为旋转方式R1；第三和第四传感器62和63经设置可测定一个垂直于所述第一层面的第二层面的旋转，此处定义为旋转方式R2。其他的实施例中可包含 四个以上的传感器；在一个实施例中，可利用六个传感器连续感应分配头16或轴杆30相对于所述轨道的所在位置。位置传感系统59可以达到亚微米级传感精度，可以包含一个亚微米级直线编码头64，用于感应分配头16相对于轨道22的所在位置；总体而言，位置传感系统59可以探知分配头16上的吸嘴31相对于轨道22或边框40的所在位置并做出调校。

此外，本公开还涵盖一种方法，包含：提供一种如拾放头16那样的拾放头。这种方法可包含：将所述拾放头安装于如轨道22那样的轨道上，使得所述拾放头可以沿所述轨道运行；这种方法可包含：借由所述拾放头感应它相对于所述轨道的所在位置；这种方法可包含：通过安装于轨道上的所述拾放头拾取一个电子部件，并同样由该拾放头将这一电子部件组装在如半成品或电路板18那样的半成品上。

参看前图8，分配头16可包含一个空气密封盖37，而轨道22可包含一个空气分配系统43。图10展示的便是轨道22上的空气分配系统43。为了向移动中的分配头16提供压缩空气，所述分配头要么自身配备压缩空气供应源，要么由轨道22或组装机10提供；在此处的实施例中，所述轨道包含一个全程包裹于轨道22之外的空气分配系统43。该空气分配系统43可以是位于轨道22上的一条管道，带有多个如图9所示的空气阀70；如图10所示，空气阀70沿轨道22分布，可以按照激活分配头16的要求呈规则或不规则位置分布。轨道22还可以包含多个空气传输孔72，当某个空气阀70开放时，这些空气传输孔可以将空气传输至相应的分配头16。分配头16可包含一个滑履部件74，可接收空气并通过一个开孔76将通向其他分配头的空气排放出来。空气阀70经设置后，可仅在分配头16所属的滑履部件74与该空气阀相对齐时才开放；例如，空气阀70可以通过空气分配系统43向分配头16提供空气，以启动吸嘴31工作。空气阀70可以经由传感器来启动，该传感器由移动状态下的分配头16触发；空气阀70更常见的启动方法是由位于它上方的、分配头16所属的滑履部件74来启动。滑履部件74的长度可大于两个空气阀70之间距离的两倍，以保证系统具有足够余量。应当指出，空气分配系统43可以指滑履部件74、空气阀70、空气传输孔72、吸嘴31或轨道22(图中未展示)内部管道中任何可在所述轨道内分配空气的构件；空气分配系统43经设置可向处于所述连续性回路轨道上任何位置的分配头16分配空气，不管该分配头正在运动还是处于静止状态；空气分配系统43也可经设置向处于轨道22上多个位置、但不是所有位置上的所述分配头提供空气。

此外，本实施例还涵盖一种方法，包含：提供一种如轨道22那样的连续性回路轨道；这种方法可包含：提供一个如分配头16那样的分配头，安装在所述连续性回路轨道上；这种方法可包含：使所述分配头环绕所述轨道运行，并经所述轨道向所述分配头分配空气；这种方 法可包含：向所述分配头提供压缩空气，并利用所述分配头至少部分地完成对一件半成品，例如，半成品或电路板18，的组装作业。

分配头16可包含一个吸嘴31。吸嘴31可以是一个真空嘴或者夹持嘴；吸嘴31可通过分配头16上的工具/吸嘴更换器36进行更换，或者进入如工具更换器54那样的固定式工具更换工位进行更换，两种方法均为本领域所熟知。

在一个实施例中，分配头16经设置可在组装作业前从安装于组装模块12、84、184、212、312、412和512上的摄像头56上方通过；这样可以启动视觉检测和对电子部件的对中处理；摄像头56经设置可在电子部件移动至摄像头上方时使用可冻结运动图像的光学特征对所述电子部件进行拍照；拍照完成后，摄像头获得电子部件相关特征的图片，该图片需要和半成品或电路板18的相应特征进行对位；为了将电子部件相关特征与半成品或电路板18成功对位，必须获得摄像头56在开启闪关灯获取图像时刻组装头所在的准确位置；鉴于采用总线方式连接分配头时会产生延时现象，本发明涵盖一种在图像获取时精确捕捉所述分配头位置的新方法。为此，要在分配头16上配备一个光线捕捉传感器46，经设置可在摄像头56上闪光灯照亮分配头16所携带电子部件或分配头自身某个零件时，对该闪光灯灯光进行探测；该光线传感器46连接到分配头16上的局部控制系统，后者通过同样安装在分配头16上的编码器读头33，可以在光线闪动时立即读出分配头16上准确的编码器位置；随后，图像获取时分配头16所处准确位置便可以通过总线传输至所述组装模块。这样，组装头直线电机驱动系统26和38便可以根据半成品或电路板18对组装模块12、84、184、212、312、412和512进行X轴校正，而产品轨道20或者高精度转运系统85则可以进行相应的Y轴校正。

另外还有一种方法，也包含：提供一种如分配头16那样的分配头。这种方法可包含：提供一个位于所述分配头之内的控制系统；这种方法可包含：提供一个位于所述分配头之内的、如传感器46那样的光线捕捉传感器；这种方法可包含：提供一个如摄像头56那样的静态摄像头；这种方法可包含：由静态摄像头向所述分配头上的电子部件或所述分配头的某个零件发射一束光线；这种方法可包含：利用所述控制系统确定光线闪动时刻准确的编码器位置；这种方法可包含：利用所述分配头至少部分完成对一个半成品，例如，半成品或电路板18，的组装作业。

本公开内容中的分配头16能够在不影响或不降低系统整体速度的状态下拾取和组装多种类型的部件；每个分配头均可组装尺寸、形状各异的部件。每个分配头上的轴杆数量也可减少，因为与利用现有最新技术的系统不同，本实施例中的分配头至电路板的行程时间不会由于单一分配头的多次组装作业而延宕。制造带有多达12—30个轴杆的分配头会导致能够被 某个特定分配头拾取的电子部件在尺寸上大打折扣，导致在使用现有最新技术的系统中，需要有多种不同的分配头来组装不同规格的电子部件。相反，由于本实施例中的所述分配头无需返回，使它相较于其他典型系统中的分配头而言，具有轴杆数量较少、但拾取电子部件能力更强的特点，而且每个所述分配头也因此在组装电子部件时具有更大的力度范围。这种方法可以制造出只需安装一种分配头16便能高速完成所有组装作业的机器。

应当指出，本实施例也可使用不同于本文所公开的分配头16的其他类型分配头，例如，分配头16可以用于焊接、拧螺丝、捶打或类似作业。此外，所述轨道可涵盖其他形状的端轨模块52和中轨模块50；任何形状的轨道，只要分配头能环绕其运行便适用于本文所公开的系统和组装机。

在另一个实施例中，所述系统或组装机可能并不包含一个完整的连续性轨道，而是一条在其两端各有一个掉头装置的长形直轨。这种设计在仅仅使用单一分配头的系统中格外有利。在一个实施例中，设置有一个旋转装置，它可提升一个分配头，并沿纵轴转动所述分配头90或180度后再将所述分配头放落到所述轨道之上。这种方法可以使分配头的工作周期更加紧凑，并将所述系统所占空间降至最低。

在另一个实施例中，所述系统的一个分配头可携带多个轴杆，每个轴杆上由多个吸嘴。多轴杆设计可使得分配头在每个工作周期内拾取多个电子部件进行组装作业，例如，一个带有三个轴杆组件的分配头可以自三个不同的喂料器模块上拾取三个电子部件，并将它们运送到所述组装模块。这种方法可以在不改变动作参数和分配头数量的条件下提高所述系统或组装机的生产潜能。

在另一个实施例中，组装模块12、84、184、212、312、412和512可有各自的控制系统，能对整台组装机10、100、200、300、400和500进行控制。在具有多个工位的情况下(作为举例，参见图1的12a和12b)，一个工位为主工位，可控制所述分配头将任务对象转运至其他组装工位；例如，在图1所示的实施例中，组装模块12a可内含控制系统，实现对整台机器的控制，而组装模块12b属隶属组装模块，它所携带的控制系统仅负责对组装模块12b的控制。

在另一个实施例中，组装模块12、84、184、212、312、412和512可包含两个或更多的、各自独立运动的电路板或其他材料的表面组装台。这种双道或三道(或更多道)设计可能需要两条、三条(或更多条)产品轨道20来实现。这种双道或多道设计可以优化切换电路板或者其他产品所需时间，例如，当第一块电路板正在组装的同时，下一块电路板便可 摆放到位。这种设计对组装那种待组装部件较少、因而单件产品组装时间较短的半成品或电路板尤其重要。

下面参看图11，展示的是一个可用于实施本发明任一方法的计算机系统和计算机程序代码结构，所代表的是控制系统1000或者位于分配头16内的任何控制系统或计算机系统。

本发明的多个方面都是围绕一个单纯的硬件实施例而言，单纯的软件实施例(包含固件、常驻软件、微代码程序等)或者融合软、硬件诸方面的实施例在本文中一概以“电路”、“模块”或者“系统”相称。此外，在一个实施例中，本发明可以以一种计算机程序产品的形式出现，该计算机程序产品由一个或多个物理可见(例如，硬件)的计算机可读性介质或者内储计算机可读性程序代码的设备构成。所述程序代码经设置由一个计算机处理器或控制系统执行，用于实施本发明所公开的各种方法。在一个实施例中，所述各种物理可见的计算机可读性介质和/或存储有所述程序代码的设备(例如，各种硬件介质和/或设备)，以及所述用于实施本发明各种方法的程序代码，均不包含一般意义上的单一信号，特别是一过性的信号。

一种或多种计算机可读性介质或设备的任意组合均可用于本实施例。所述计算机可读性介质可以是一种计算机可读的信号介质或者是一种计算机可读的存储介质；所述计算机可读的存储介质可以是但不限于：一种电子学、磁学、光学、电磁学、红外线或半导体系统、装置、设备或者上述介质的适当组合形式；所述计算机可读的存储介质或设备的更具体实例包含(非完成清单)：一个电气连接、一个便携式计算机磁盘、一个硬盘、一个随机存取内存(RAM)、一个只读内存(ROM)、一个可擦除可编程只读内存(EPROM或闪存)、一个射频识别标签、一个便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、一个光学存储设备、一个磁学存储装设备或者上述介质的适当组合形式；在本文语境下，一个计算机可读的存储介质可以是任何物理可见的介质或硬件设备，特征是该介质或设备内含有或存储有一种可供某个指令执行系统、装置或设备使用或与之相连接的程序。

计算机可读的信号介质可以是一条内置有计算机可读程序代码的传播数据信号，例如，一条无线电广播信号或者一条经以太网线传输的数字化数据。这样的传播信号可有多种实现形式，包含但不限于：电磁信号、光学脉冲、载波信号的调制以及上述形式的任意组合。

内置于计算机可读介质上的程序代码可以借助任何适当的介质传输，包含但不限于：无线通讯介质、光缆、电缆、射频或红外电磁传输等，以及上述传输介质的任何适当组合。

用于实施本发明各方面操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言和一种或多种脚本语言的组合方式编写。所述编程语言包含但不限于Java、Smalltalk和C++；所述的脚本语言包含但不限于JavaScript、Perl和PHP。所述程序代码可以以一个独立软件包形式完全或 部分地由用户计算机执行；或者部分由用户计算机、部分由远程计算机执行；或者完全有远程计算机或服务器执行。最后一种情况下，所述远程计算机可以通过任何形式的网络与用户计算机相连接；所述网络形式可以是一个局域网(LAN)、宽域网(WAN)、内联网、外联网或者由联合使用局域网、宽域网、内联网和外联网构成的企业网；另外，所述连接也可(例如，通过互联网服务供应商提供的互联网)连接至外部计算机。

以上或下文所提及的本公开内容的各个方面，均以本发明各实施例所涵盖的各种装置(系统)和计算机程序产品为参照。应当指出，控制系统100或分配头控制系统可经由计算机程序指令实现操作；这些计算机程序指令可以提供给一台通用计算机、专用计算机或用于机器生产的其他可程序化数据处理装置的处理器，以便这些指令借助所述计算机或其他可程序化数据处理装置的处理器，按照流程图和/或方框图中一个或多个方框所细化的各项功能/动作完成任务。

这些计算机程序指令可指示一台计算机、其他可程序化数据处理装置或其他设备以某种特定方式工作，以便存储于计算机可读介质中的指令能生产一件制品，包含实施流程图和/或方框图中一个或多个方框所细化的各项功能/动作的各种指令。

这些计算机程序指令还可载入到一台计算机、其他可程序化数据处理装置或者其他设备上，在计算机、其他可程序化数据处理装置或者其他设备上触发一系列操作步骤，进而产生一个由计算机实施的过程。借助该计算机实施的过程，依托于计算机或其他可程序化装置得以执行的所述指令能提供完成流程图和/或方框图中一个或多个方框所细化的各项功能/动作所需的一系列过程。

在图11中，控制系统1000或分配头控制系统可包含一个处理器1003，后者通过一个或多个I/O接口1009耦合到一个或多个硬件数据存储设备1011以及一个和多个I/O设备1013和1015上。

硬件数据存储设备1011可包含但不限于：磁带驱动器、固定或移动硬盘、光碟、配备存储功能的移动设备和固态存取或只读存储设备；I/O设备可包含但不限于：输入设备1013，例如键盘、扫描仪、手持通讯设备、触摸显示器、平板电脑、生物识别系统、操纵杆、轨迹球或计算机鼠标，和输出设备1015，例如打印机、绘图机、平板电脑、移动电话、显示仪、声音生成设备；数据存储设备1011、输入设备1013和输出设备1015可放置于组装机现场，也可放置于远程地点，再通过一个网络接口与I/O接口相连接。

处理器1003也可连接到一个或多个内存设备1005上，后者包含但不限于：动态随机存储器(DRAM)、静态随机存储器(SRAM)、可编程只读存储器(PROM)、现场可编程门阵列(FPGA)、SD卡、SIM卡或其他类型的内存设备。

至少有一种内存设备1005上存储有计算机程序代码1007，后者是一种由计算机可执行指令构成的计算机程序。所存储的计算机程序代码包含一种程序，它可以根据本发明相关实施例，执行一种可对可编程搜索的运行规则进行高效筛选的方法，该方法也可在本说明书中提及的其他实施例中执行。数据存储设备1011可以存储计算机程序代码1007；存储于存储设备1011中的计算机程序代码1007经设置可由处理器1003通过内存设备1005来执行；处理器1003执行处于存储状态下的计算机程序代码1007。

由此，本发明公开了一个支持计算机基础设施、并将计算机可读代码集成、托管、维护、部署到控制系统1000或分配头控制系统上的过程，其特征是：所述代码在控制系统1000或分配头控制系统的协同下，可以为可编程搜索的运行规则提供一种高效筛选方法。

本发明的所有部件、控制系统1000或者分配头控制系统均可由一家致力于为可编程搜索的运行规则提供高效筛选方法的服务供应商负责设计、集成、托管、维护、部署、管理、服务和支持等过程。由此，本发明公开了一个部署或集成计算机基础设施的过程，包含将计算机可读代码集成到控制系统1000或分配头控制系统上的过程，其特征是：所述代码在控制系统1000或分配头控制系统的协同下可以为可编程搜索的运行规则提供一套高效筛选方法。

一个或多个存储单元1011(或者一个或多个额外的内存设备，未在图11中展示)可用作计算机可读性硬件存储设备，其中存储有计算机可读程序和/或其他数据，其特征是：所述计算机可读程序包含计算机程序代码1007。一般情况下，控制系统1000或分配头控制系统所用的计算机程序产品(或者，也可以是一件制品)可包含所述的计算机可读硬件存储设备。

虽说为了执行特定方法、以实施对某项绑定事务的操作，可将程序代码1007载入到一个计算机可读存储介质(例如，计算机数据存储设备1011)上，再以这种方式将所述程序代码1007直接载入到客户端、服务器和代理计算机(未予展示)上，从而实现对程序代码1007的人工部署，但是，也可将程序代码1007发送至一台中央服务器(例如，控制系统给1000或分配头控制系统)或一组中央服务器上，实现程序代码1007在控制系统1000或分配头控制系统上的全自动或半自动化部署；此后，程序代码1007可以被下载至客户端计算机(未予展示)，由后者执行程序代码1007。

或者，程序代码1007可以经由电子邮件直接发送到客户端计算机；随后，程序代码1007既可被移送至客户端计算机的某个目录之下，也可通过电子邮件选项选定某一程序，由该程 序将程序代码1007移送至指定目录，最终将程序代码1007载入到客户端计算机的某个目录之下。

另一种做法是直接将程序代码1007发送到客户端计算机硬盘驱动器的某个目录之下；若使用代理服务器，本过程需先选定代理服务器代码、决定在哪些计算机上存放代理服务器代码、传送代理服务器代码、再将代理服务器代码安装到所述代理计算机上；程序代码1007随后被传送至并存储于所述代理服务器。

在一个实施例中，用于执行特定方法、完成对某项绑定事务操作的程序代码1007被集成到一个客户端、服务器和网络环境中，使用的方法是使程序代码1007与各种软件应用(未予展示)、操作系统(未予展示)和网络操作系统软件(未予展示)共存，并将程序代码1007安装在其工作环境下的所述客户端和服务器上。

上述关于对程序代码1007所包含代码的集成，其第一步是要在包括网络操作系统(未予展示)在内的客户端和服务器上，对部署程序代码1007时所需的所有软件、以及需要与程序代码1007协同工作的所有软件进行确认；这类需确认的软件包含网络操作系统，其特征是：所述网络操作系统包含通过增加联网功能以强化某个基本操作系统的软件；其次，所述软件应用和版本号需要与那些经过检验、能够与程序代码1007协同工作的软件应用及其正确版本号列表进行确认、比较；缺失的软件应用或者版本号与正确版本号不符的软件应用需升级到正确的版本。

核对将相关参数由程序代码1007传送至某个软件应用的程序指令，确保该指令的参数列表与程序代码1007所规定参数列表相匹配；反过来，由该软件应用传送至程序代码1007的参数也需核对，以确保该参数与程序代码1007所规定参数相匹配。包括网络操作系统在内的所述客户端和服务器操作系统需要与那些经过检验、能够与程序代码1007协同工作的操作系统、版本号和网络软件程序列表进行确认、比较；与检验合格的操作系统、版本号列表不相匹配的操作系统、版本号或网络软件程序需要升级，以使得客户端计算机和服务器计算机上的操作系统、版本号或网络软件程序达到列表中所规定的水平。

在确保需部署程序代码1007的软件的版本号达到要求，能够与程序代码协同工作之后，再把程序代码1007安装在客户端和服务器上，便完成了集成过程。

下面参看图12-14B，展示的是分配头2000、2100和2200的三个实施例。应当指出，分配头2000、2100和2200的设计原则和技术均可运用于前文所述的各种组装机10、100、200、300、400和500；但是，同时应当指出，分配头2000、2100和2200的设计原则和技术也可运用到其他与前文所述各实施例中的回路轨道式组装机不一致的组装机。因此，分配头2000、 2100和2200均可用于现有技术条件下的表面组装机器之中，这类组装机以沿X轴和/或Y轴和/或Z轴移动的拾放头为典型配置。此外，分配头2000、2100和2200可经特定设置，用于拾取电子部件并将它们组装到一块电路板上；但是，在一些实施例中，分配头2000、2100和2200可用于不同于拾取和组装的其他类型组装作业，例如，涂布胶黏剂、焊接、拧螺丝或类似操作。

本文所述分配头2000、2100和2200结构上包含一个或多个安装在其表面或内部的微型泵。参看图12，展示的是分配头2000，所述分配头包含一个电机2010和一个气泵2050；气泵2050包含一个第一气缸2012a、一个第二气缸2012b、一个第三气缸2014a和一个第四气缸2014b。电机2010通过一个连杆可操控地连接于气泵2050，图中对该连杆做了示意性展示(不过应当指出，为了产生往复运动，所述电机2010的连杆可呈弯曲状，而不是示意图中的直线造型)；在图12-13的相关实施例中，气泵2050可包含一个活塞和一个隔膜，而其他不同类型的实施例则结合图14进行展示和描述。

第一气缸2012a和第二气缸2012b可操控地连接于一个第一轴杆2026上，第三气缸2014a和第四气缸2014b可操控地连接于一个第二轴杆2024上；第一和第二轴杆2026和2024经设置可相对于所述分配头主体部分或者安装有分配头2000的组装机主体部分做上下或左右运动，而且应当指出，第一和第二轴杆2026和2024经设置可环绕所述分配头主体部分运动或做其他形式的运动。气泵2050的第一气缸2012a和第二气缸2012b经设置可在第一轴杆2026内产生气流，而第三气缸2014a和第四气缸2014b可在第二轴杆2024内产生气流；作为举例，此处所谓“产生气流”可包含产生真空、产生气吻、操作气爪或操作含气气缸。此外应当指出，所述轴杆也涵盖以不同于这些实例的其他方式利用气流的轴杆类型。

分配头2000还可包含一个可操控地连接于第一气缸2012a和第一轴杆2026的第一真空阀2022；该第一真空阀2022经设置可在第一轴杆2026的一个第一吸嘴2032内产生真空。同理，图中所示的一个第二真空阀2018可操控地连接于第三气缸2014a和第二轴杆2024上；该第二真空阀2018经设置可在第二轴杆2024的第二吸嘴2030内产生真空。同理，图中所示的一个第一气吻阀2020可操控地连接于第二气缸2014b和第一轴杆2026上；该第一气吻阀2020经设置可在第一轴杆2026的第一吸嘴2032内产生气吻。第一吸嘴2032内的气吻经设置可吹出少量空气，能够将吸嘴2032业已拾取的任何部件自吸嘴2032上吹落下来；这种气吻经设置可巧妙地克服由于真空作用而在拾起的部件和吸嘴之间形成的各种粘附力或吸合力。同样，图中所示的一个第二气吻阀2016可操控地连接于第四气缸2014b和第二轴杆2024上；该第二气吻阀2016经设置可在第二轴杆2024的第二吸嘴2030内产生气吻。

应当指出，气吻阀2016和2020和真空阀2018和2020可为快速阀；这类快速阀在结构上类似或完全相同。所谓“真空”和“气吻”的字面意义仅仅是相对功能而言，结构上可以完全一样。真空阀2018和2022可简单与气泵2050的低压气缸2012a和2014b连接，而气吻阀2016和2020则与气泵2050的高压气缸2012b和2014b连接。阀门2016、2018、2020和2022可通过管道2028与气泵2050连接；这类管道可以是分布于分配头2000内部或表面的各种涵管、导管、槽道或圆管；由此，气泵2050、电机2010和各种阀门2016、2020、2018和2022所构成的整个系统可以分布于分配头2000内部或表面。

下面参看图13，展示的是另一个分配头2100。分配头2100包含的许多零件与前文图12展示的各种实施例中的相应零件完全相同。分配头2100因此包含：一个电机2110、一个带有第一吸嘴2126的第一轴杆2125、一个第一真空阀2118和一个第一气吻阀2120，还有一个带有第二吸嘴2128的第二轴杆2127、一个第二真空阀2122和一个第二气吻阀2124。与分配头2000相比，此处所展示的分配头2100的不同点在于：它包含三个独立的气泵：一个第一气泵2112、一个第二气泵2114和一个第三气泵2116。第一气泵2112包含一个第一气缸2113a和一个第二气缸2113b；第二气泵2114包含一个第三气缸2115a和一个第四气缸2115b；第三气泵2116包含一个第五气缸2117a和一个第六气缸2117b。

在本实施例中，所展示的第一气泵2112的两个气缸2113a和2113b可操控地连接于第一轴杆2015上的第一真空阀2118。气缸2113a和2113b这两个气缸串联在一起，换句话说，气流可以先流经第一气缸2113a，再流经第二气缸2113b(或与此相反)；这种串联连接模式可提供更强的真空。在另外一些实施例中，应当指出，气缸2113和2113b或者此处下文所描述的气缸之间可采用并联连接。在并联模式下，第一气缸2113a和第二气缸2113b可各自包含独立的管道，这些管道在临近所述阀门时合并为一条公用管道。诸如这样的并联模式可以提供更强的气流，但是气压则更弱，其真空相对于串联模式也较弱。但是，只要同一个阀门上具有一个以上的气缸，上述两种实施方法(并联和串联)便均涵盖于本实施例中，虽然图13、14A和4B所呈现的实施例均采用串联构型。

所示的第二气泵2114的两个气缸2115a和2115b可操控地连接于第二轴杆2127上的第二真空阀2122。最后，所示的第五气缸2117a可操控地连接于第一轴杆2125上的第一气吻阀2120；所示的第六气缸可操控地连接于第二轴杆2127上的第二气吻阀2124。由此，本实施例展示了一种可包含多个气泵2112、2114和2116的单一分配头2100，而且，本实施例展示了所有阀门均可以由不同数量的气缸来驱动。例如，一个真空阀，例如，真空阀2118和2122，可能比一个气吻阀，例如，气吻阀2120和2124，需要更高的功率。这些部件可通过适当的空气管道2130彼此连接起来。

参看图14A和14B，展示的是另一种不同的分配头2200。通过替代性使用一个多回转叶片泵2212，可减少震动或者将震动降到最低(相对于采用活塞/隔膜方式的图12和13而言)。所示的分配头2200包含一些与前文图12和13所示各实施例相似的特征，例如，分配头2200可包含：一个带有第一吸嘴2230的第一轴杆2229、一个第一真空阀2222和一个第一气吻阀2224，还有一个带有第二吸嘴2232的第二轴杆2231、一个第二真空阀2226和一个第二气吻阀2228。通过管道2234的作用，空气在气泵2212与轴杆2229和2231之间流动，从而可以在轴杆2229和2231之内产生气流。分配头2200还额外包含有一个电机2210，用于驱动气泵2212。

图14A显示气泵2212为一个回转叶片泵，它包含六个气缸2213a、2213b、2213c、2213d、2213e和2213f。如图14B的侧视图所示，回转泵2212可包含一个内气缸2214，围绕着外气缸2216转动；气泵设有多个叶片2218，所述叶片上设计有延展部分2220，可以随着内气缸围绕外气缸的转动做相应的伸缩运动。相对于前文所描述的活塞/隔膜泵，这种回转泵2212设计可以降低震动。

最前方两个气缸2213a和2213b通过一段管道2234彼此连接，从而可以向第一轴杆2229的第一真空阀2222提供两气缸当量的气压驱动功率。同样，最后方两个气缸2213e和2213f通过一段管道2234彼此连接，从而可以向第二轴杆2231的第二真空阀提供两气缸当量的气压驱动功率。同理，第三气缸2213c与气吻阀2224相连接，用以在第一轴杆2229的第一吸嘴2230内产生气吻；第四气缸2213d与气吻阀2228相连接，用以在第二轴杆2231的第二吸嘴2232内产生气吻。

将气泵产生的震动降低到最小很重要，因为这样的震动可引发轴杆的震动。在一个实施例中，这些气泵没有产生能引发轴杆随之震动的震动。为了获得这种效果，对这些气泵采取特殊布局十分重要。例如，活塞泵可采用水平对置模式运行，这样可基本消除各种自由力和震动。

另有一种向组装头上每个轴杆提供独立真空和压缩空气的方案，即由单一气泵向多个轴杆提供压缩空气，因为气吻所需的空气量相当小。

另外，每个组装头可包含多个电机；每个电机可用于驱动与单个轴杆相对应的独立微气泵；在一个实施例中，本文所述单一电机或多个电机可完全置于所示分配头之内。

各种电机、气泵和轴杆之间的所有组合形式均在本发明涵盖范围之内。例如，在一个实施例中，运用了含有四个轴杆的单一分配头，同时运用了单一电机驱动八个气泵(每个轴杆 上两个气泵)。在另一个实施例中，所述四个轴杆可在单一电机和四个气泵(每个轴杆一个气泵)驱动下工作；或者，所述四个轴杆也可直接在单一电机和单一气泵驱动下工作。另外，所述四个轴杆还可在两个或四个电机、任何数量气泵驱动下工作。换句话说，只要是独立分配头内置气泵模式，而非多个分配头通过管道与位于组装机基座内的单一气泵相连接模式，轴杆、电机和气泵的任何组合形式均在本发明涵盖范围之内。

在分配头环绕一个回路轨道运行的各种实施例中，将气泵和电机直接装置在分配头内部格外有利。这种方法可以避免前文所述的、经所述轨道向分配头输送空气的步骤。而且，如前文所述，回路轨道构型不允许管道系统自位于基座内的气泵延伸到各个轴杆内；轴杆的旋转特性将缠绕气泵的管路，导致无法无限旋转下去。为此，有必要采用一种有别于现有组装机的方式向所述分配头供应空气。不过，应当指出，本文所述的实施例可涵盖各种电子组装机类型，而不限于带有旋转式分配头的回路组装机类型。

本文还公开了一种在分配头内产生气流的方法，作为举例，所述的分配头可以是分配头2000、2100和2200中的任一种。这种方法包含提供一种组装机，作为举例，该组装机可以是前文所述组装机10、100、200、300、400和500中的任一种，也可以是一种本领域内所熟知的表面组装机。所述分配头可包含一个第一轴杆，如轴杆2024、2026、2125、2127、2229和223所示。这种方法可包含利用一个气泵在所述第一轴杆内产生气流，所述气泵如前文所述气泵2050、2112、2114、2116和2212中的任一种，位于所述分配头之内。这种方法中气流产生过程可包含利用所述气泵在一个吸嘴内产生真空，所述吸嘴如所述第一轴杆上的吸嘴2030、2031、2126、2128、2230和2210中的任一种；这种方法中气流产生过程可包含利用所述气泵在所述第一轴杆上的一个吸嘴内产生气吻；这种方法中气流产生过程可包含激活所述第一轴杆上的一个气爪。这种方法可包含运行一个电机，所述电机可以是电机2010、2110和2210中的任一种，位于所述分配头之内，经设置可驱动气泵。这种方法还可包含环绕一个回路轨道运行的所述分配头。

以上在描述实施例中各种构件时均冠以“一个”或“某个”，这类词汇意在表明实施例可包含一个或多个这类构件；术语“包含”和“含有”以及它们的派生词汇意在表明包含性关系，亦即在所列举要素之外，还可能包含额外的构件；当连词“或”和“或者”用于至少两个术语以上的列举时，意指任一术语或者术语的组合；术语“第一”和“第二”用于区分构件，而不是意在强调特定的顺序。

虽然本发明仅结合有限数量的实施例进行了详细描述，但是应当指出，本发明并不限于在此公开的这些实施例；事实上，本发明可经修订涵盖此前描述虽未涉及、但与本发明的精 神和范围相称的各种变体、更改、替代或者等效布置。同时，虽然本发明的多种实施例在此得以详细描述，但是应当指出，本发明的各个方面可能仅包含所描述实施例中的一部分；因此，本发明并不受限于前文的描述，而仅仅受限于所附各项权利要求的范围。

Claims (20)

1.一个分配头，包含：

一个电机；

一个可操控地连接于所述电机并受其驱动的气泵，所述的气泵包括第一气缸和第二气缸；和

一个连接于所述气泵上的第一气缸以及第二气缸的第一轴杆，其特征是：所述气泵的第一气缸经设置可在所述第一轴杆内产生第一气流，所述气泵的第二气缸经设置可在所述第一轴杆内产生第二气流。

2.根据权利要求1所述的分配头，还包含一个可操控地连接于所述气泵上的第一气缸和所述第一轴杆的第一气阀，其特征是：所述的第一气阀经设置可在所述第一轴杆上的一个第一吸嘴内产生真空。

3.根据权利要求2所述的分配头，还包含一个可操控地连接于所述气泵上的第二气缸的第二气阀，其特征是：所述的第二气阀经设置可在所述第一轴杆上的第一吸嘴内产生气吻。

4.根据权利要求3所述的分配头，还包含：

一个连接于所述气泵的第二轴杆，其特征是：所述气泵经设置可在所述第二轴杆内产生气流。

5.根据权利要求4所述的分配头，还包含：

一个可操控地连接于所述气泵和所述第二轴杆的第三气阀，其特征是：所述的第三气阀设经设置可在所述第二轴杆上的一个第二吸嘴内产生真空；和

一个可操控地连接于所述气泵和所述第二轴杆的第四气阀，其特征是：所述的第四气阀经设置可在所述第二轴杆上的第二吸嘴内产生气吻。

6.根据权利要求1所述的分配头，其特征是：所述的气泵包含一个活塞和一个隔膜。

7.根据权利要求1所述的分配头，其特征是：所述的气泵是一个多回转叶片泵。

8.根据权利要求1所述的分配头，其特征是：所述的分配头可安装到一个回路轨道中，从而使所述分配头能够环绕所述回路轨道运行。

9.根据权利要求1所述的分配头，其特征是：所述的分配头是一个拾放头，经设置可拾取电子部件并将它们组装到一块电路板上。

10.根据权利要求1所述的分配头，其特征是：还包括一个气爪可操控地连接于第一轴杆，其中至少第一气缸和第二气缸其中的一个配置以驱动所述的气爪。

11.一种在分配头内产生气流的方法，包含以下步骤：

提供一个带有分配头的组装机，所述分配头含有一个电机；

一个可操控地连接于所述电机并受其驱动的气泵，所述的气泵包括第一气缸和第二气缸；

一个连接于所述气泵上的第一气缸以及第二气缸的第一轴杆，所述气泵的第一气缸经设置可在所述第一轴杆内产生第一气流，所述气泵的第二气缸经设置可在所述第一轴杆内产生第二气流；

利用内置于所述分配头的气泵的第一气缸在所述第一轴杆内产生第一气流；

利用内置于所述分配头的气泵的第二气缸在所述第一轴杆内产生第二气流。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征是：所述的气流产生过程包含利用所述气泵的第一气缸在所述第一轴杆的一个吸嘴内产生真空。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征是：所述的气流产生过程包含激活所述第一轴杆内的一个气爪。

14.根据权利要求11所述的方法，还包含运行一个位于所述分配头内部的电机，所述电机经设置用于驱动所述气泵。

15.根据权利要求11所述的方法，还包含使所述分配头环绕一个回路性轨道运行。

16.根据权利要求11所述的方法，还包含利用所述分配头拾取一个电子部件，并将所述电子部件组装到一块电路板上。

17.一个组装机系统，包含：

一个连续性回路轨道，和

一个安装于所述连续性回路轨道上的分配头，经设置环绕所述连续性回路轨道运行；所述分配头包含：

一个电机；

一个第一轴杆；和

一个第一气泵，包括第一气缸和第二气缸，所述第一气泵可操控地连接于所述电机并受其驱动，所述第一气泵的第一气缸经设置可在所述第一轴杆内产生第一气流，第一气泵的第二气缸经设置可在所述第一轴杆内产生第二气流。

18.根据权利要求17所述的组装机系统，其特征是：所述的分配头是一个拾放头，经设置可拾取电子部件并将它们组装到一块电路板上。

19.根据权利要求17所述的组装机系统，还包含一个第二轴杆，其特征是：位于所述分配头之内的一个第二气泵则用于在所述第二轴杆内产生气流。

20.根据权利要求17所述的组装机系统，其中所述的第一气流选自真空、气吻和/或激活的气爪，所述的第二气流选自真空、气吻和/或激活的气爪，并且第一气流和第二气流不同。