CN108290300A - 抽吸框架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运输扁平工件（例如电路板）的抽吸框架（1）以及用于装配抽吸框架的操作器（2）以及用于处理扁平工件（例如电路板）的系统。此外还要求保护一种用于匹配抽吸框架（1）的方法。总体而言，本发明允许抽吸框架的全自动的可自由编程的抽吸式装配，用于在生产线内生产不同的构件。

Description

抽吸框架

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的抽吸框架、一种用于抽吸单元的传送站以及一种用于处理电路板的方法。

背景技术

从现有技术已知抽吸框架，其中抽吸器，特别是抽吸杵（Saugerstocher）被容纳在适配器板处，该适配器板又能够紧固在工业机器人处。抽吸器在此处被手动地安装在栅格处的经预设位置中，并且分别通过软管与泵或其他类型的抽吸装置连接。在此不利的是，总是会有复杂且易受干扰的线路系统被引导在抽吸器（尤其是抽吸波纹管）的区域中，因此阻止了抽吸器的配置或位置的临时变化。

此外，已知这样的设备：在该设备中，完整的抽吸框架（抽吸框架对于在有待容纳的部件（例如电路板）处的配置不可改变地被准备）被维持在存储器（所谓的“抽吸器车站”）中，并且分别按照有待操作的部件被安装在机器人处或由该机器人容纳。当要检测多个配置时，这些实施方案的缺点是缺乏灵活性和高位置需求。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种抽吸框架，该抽吸框架可以简单地，特别是完全自动地匹配于构件，例如待处理的电路板。

本发明因此涉及一种用于运输扁平工件（例如电路板）的抽吸框架，抽吸框架包括适配器和多个抽吸单元，

-其中，适配器包括流体接头和线路网络，并且

-其中，适配器包括多个与流体接头通过线路网络连接的耦合容纳部，并且

-其中，每个抽吸单元包括耦合头，

-其中，耦合容纳部和耦合头如此彼此协调，使得每个抽吸单元与适配器能够卡锁地耦合并且与适配器能够松开卡锁地解耦，并且

-其中，每个抽吸单元的至少一个抽吸器在经耦合状态中穿过耦合头与适配器的线路网络连接。

通过耦合头将抽吸单元连接到线路网络，省去了复杂和繁琐的线路引导，并且实现了抽吸框架的全自动的可自由编程的抽吸式装配，以用于在生产线内生产不同的构件。

在一个优选的改型方案中规定，每个抽吸单元利用所述抽吸单元的耦合头与所述适配器的耦合容纳部中的一个耦合容纳部要么通过插入运动要么通过插入转动运动能够耦合，或者每个抽吸单元利用所述抽吸单元的耦合头从所述适配器的耦合容纳部中的一个耦合容纳部中要么通过拉出运动要么通过转动拉出运动能够解耦（插入运动和拉出运动是线性的）。这种运动可以使用能够自动化的操作器进行，并且关于这点允许使用抽吸框架的改进的全自动的可自由编程的抽吸式装配。

也优选的是，所述适配器具有多层结构，优选具有三明治结构，其中，所述多层结构尤其包括至少一个用于引导所述耦合头的下引导位置，例如下引导板，和/或所述多层结构包括至少一个上耦合层，例如耦合板，用于将所述耦合头与所述线路网络耦合，和/或在所述层之间存在至少一个型材载体，至少一个，优选所有层直接或间接地紧固在所述型材载体处。

所述下部的层在此引导耦合头并且承受横向力，该横向力在抽吸框架的运动中在机器人处出现。与上部的层共同地（该上部的层此外也承载通往用于联接至线路网络的真空耦合部的穿引部），因此抽吸单元优选地支撑在两个容纳部处，以承受在扁平工件在抽吸框架处随着机器人运动时的力。

关于这点，在本发明的构造方案中规定，所述适配器具有栅格，所述耦合容纳部周期性地在至少一个，优选两个空间方向上布置在所述栅格上。

由于真空耦合部的、特别是自闭合式的真空耦合部的栅格状布置，线路网络能够牢固设置在适配器处。分别按照所期望的待运输的构件的配置，可以给每个栅格点靠接抽吸单元，只有当抽吸单元存在时，抽吸单元才能打开真空耦合部并且必要时通过阀单独或组合被操控。

此外优选的是，至少一个抽吸单元被构造为抽吸杵，其中，用于接触扁平工件的抽吸波纹管或抽吸盘与耦合头通过优选能够伸缩的杵间隔。

抽吸杵提供的可能性是，埋入电路板堆叠或更复杂的几何形状中，而不必为完整的抽吸框架设置位置。这例如在将电路板从堆叠中取出时是必要的，该电路板在边缘区域中通过杆保持、定位和存储。

一个构造方案规定，至少一个抽吸单元包括至少区段式地关于该抽吸单元的范围位于内部的流体线路，优选地包括用于抽吸扁平工件的位于内部的真空通道，其中，所述流体线路特别是在内部构造在抽吸单元的纵向范围的超过50％，优选超过80％，尤其是100％。

流体线路、尤其是真空通道的位于内部的引导提供了针对干扰的更高的安全性，并且允许借助于装配机器人或传送站对抽吸单元进行简单和无差别地操作。

根据本发明的传送站被设置用于将抽吸单元以期望的配置自动布置在适配器处。为了实现抽吸框架的全自动的可自由编程的抽吸式装配以在生产线内生产不同的构件，装置必须能够布置和移除有关的抽吸单元。

用于将存储的抽吸单元传送到用于提供根据本发明的抽吸框架的适配器处或用于将抽吸单元从适配器去除的根据本发明的传送站的特征在于，所述传送站包括用于操纵抽吸单元处的耦合头的耦合机构的器件，优选是抓拿器件和/或按压器件和/或转动器件，其中，所述器件构造用于操纵，尤其用于打开和锁定在抽吸单元的耦合头处的卡锁连接。

优选地，所述传送站在平面中包括至少一个，优选两个线性运动轴，以便将抽吸单元在适配器处定位在期望位置处，和/或所述传送站包括至少一个运动轴，特别是升降单元，用于沿着其纵轴线来移动被容纳的抽吸单元。

要么传送站将x-y平面中的适配器驱动到相应的位置处以定位抽吸单元，要么承载适配器的机器人在适当的位置处提供该适配器。

优选地，传送站然后可以包括升降单元，该升降单元将抽吸单元插入到耦合容纳部中，在该处自身被锁定或通过传送站锁定在那里并且耦合到线路网络，优选地耦合到真空。

此外，所述传送站可以包括用于待容纳的抽吸单元的存储器，其中，所述存储器优选地构造为线性存储器或循环存储器。

抽吸单元的存储是必需的，因为抽吸框架的不同配置会导致抽吸单元的数量不同。

根据本发明，关于这点，设置了一种用于操作具有不同轮廓的扁平工件（例如电路板）的系统。该系统在此包括操作器、适配器、多个抽吸单元、传送站和储仓，

-其中，所述操作器与所述适配器连接，

-其中，所述适配器包括流体接头和线路网络，

-其中，所述适配器包括多个与所述流体接头通过所述线路网络连接的耦合容纳部，

-其中，耦合容纳部和耦合头如此彼此协调，使得每个抽吸单元分别与所述适配器能够卡锁地耦合并且与所述适配器能够松开卡锁地解耦，

-其中，每个抽吸单元的至少一个抽吸器在经耦合状态中穿过耦合头与适配器的线路网络连接。

这样的系统允许抽吸框架的全自动的可自由编程的抽吸式装配，用于在生产线内生产不同的构件。

优选的是，所述传送站如此提供抽吸单元，用于将所述抽吸单元中的一个抽吸单元输送至与所述操作器连接的适配器处，使得

-要么所述操作器通过线性移动运动将所述适配器与空闲的耦合容纳部在耦合方向上行进到耦合头，直到该耦合头卡锁在所述空闲的耦合容纳部中，

-要么所述传送站将所述抽吸单元通过线性的移动运动如此地向着相对于所述传送站定位的适配器的空闲的耦合容纳部的方向行进，使得抽吸单元的耦合头卡锁在所述耦合容纳部中。

以这种方式实现了抽吸框架在部分自动或全自动的生产线内的灵活的自动化的装配。

关于这点优选的是，所述传送站如此准备用于从与所述操作器连接的适配器移除所述抽吸单元中的一个抽吸单元，使得所述操作器和所述传送站通过所述操作器的移动和/或所述传送站的移动如此彼此定位以用于移除被保持在所述适配器中的抽吸单元，使得所述传送站的致动器件解锁所述抽吸单元的卡锁机构，并且然后通过在所述传送站与所述适配器之间的相对运动使得所述抽吸单元的耦合头和所述适配器的耦合容纳部彼此分离。

根据本发明也提出了一种用于抽吸框架匹配到不同轮廓的扁平工件的方法，所述抽吸框架包括适配器和至少一个抽吸单元，包括以下步骤：

-从所述适配器移除被布置用于所述适配器处的第一工件的所有抽吸单元，

-相应于匹配到所述工件的样式，利用对于所述适配器处的第二工件必要的抽吸单元来装配所述适配器。

在新装配之前移除所有抽吸单元对于自动化实现了自由选择装配顺序，而不必注意可能现存的装配。这尤其对于传送站的定位和接近路径是重要的标准，该标准在装配和取出时改善了操作速度。

关于这点，根据本发明的是一种用于抽吸框架匹配到不同轮廓的扁平工件的方法，所述抽吸框架包括适配器和至少一个抽吸单元，包括以下步骤：

-从所述适配器移除对于抓拿接下来的工件不必要的所有抽吸单元，

-利用对于接下来的工件附加于现存的抽吸单元必要的抽吸单元来装配所述适配器。

本发明允许提供全自动抽吸框架并且其换装无需手动干预或复杂的线路导引。

在后续实施例中示例性描述了本发明的另外方面。然而，本发明不限于所示的实施方式。

附图说明

图1示出了具有传送站和线性存储器的机器人处的抽吸框架的示意图。

图2示出了没有被布置的抽吸单元的适配器的截取部分。

图3示出了抽吸杵处的耦合头。

图4以截取部分的方式示出了具有被插入的耦合头的适配器处的所安装的抽吸杵。

图5示出了在适配器的截取部分处的抽吸杵的截面。

图6示出了具有循环存储器的传送站。

图7示出了具有线性存储器的传送站。

具体实施方式

具体而言，图1示出了机器人臂2处的抽吸框架1（部分示出）。在抽吸框架1处示出了抽吸杵3，抽吸杵通过传送站20从线性存储器21中布置。在图8中更详细地描述所示的传送站。

抽吸框架1包括适配器4，该适配器以上板5的形式可见。在上板5上存在真空耦合部6，真空耦合部通过抽吸杵3的耦合头从下侧被接触。为清楚起见，在上侧未显示线路网络。

在板5的上侧示出了插入式栅格，插入式栅格必要时能够设有相应的真空耦合部，以允许尽可能灵活的装配。

抽吸框架1还包括托架7，托架实现了在装配时的附加的灵活性。

图2以截取部分的方式示出了根据本发明的适配器4的三明治结构。三明治结构包括上板5以及下板10。上板5承载真空耦合部11，通过流体接头12使得用于线路网络的线路13联接到真空耦合部。上板5通过旋拧连接部14旋拧到承载型材15处，并且具有用于连接到真空耦合部11处的耦合头的通过的开口16。下板10也通过旋拧连接部17连接到承载型材15并且包括用于耦合头的穿引的耦合容纳部18。通过开口16和耦合容纳部18中的两个容纳部，如此保持抽吸杵，使得在使用抽吸框架1时，该抽吸杵可以承受运动力。

图3示出了具有耦合头30的抽吸杵3的上部区段。耦合头30在不同的区段处包括不同的直径。在下部区段31中，容纳部被设置到耦合容纳部18中。相应于下板10中的通道来调整直径。

下方是用于传送站的操作区域32。在操作区域中设置有用于操纵锁定部34的器件33，锁定部在当前以锁爪为形式构造。器件33被传送站压入，由此卡爪34缩回并且允许抽吸杵3从适配器4取出或插入到适配器中。

在上部区段35中设置有通过开口16的穿引部，该穿引部然后与真空耦合部11接触。

图4示出了来自适配器4的截取部分中的抽吸杵3的经安装状态。

在图5中在截面中示出了来自适配器的截取部分中的在经装配的状态中的抽吸杵。

抽吸杵3包括抽吸波纹管50，用于通过抽吸来容纳扁平工件51。抽吸波纹管50通过位于内部的真空线路52与适配器4处的真空耦合部11连接。抽吸杵3的下部区段53可以伸缩式构造。

抽吸杵3包括能够通过轴线54摆转的卡爪装置33，以用于在适配器4中紧固。卡爪33卡锁到耦合容纳部18中并且同时在下部区域55中支撑在下板10处。上部区段35支撑在上板5中，并且因此为经装配的抽吸杵3提供了针对横向力的足够的保持。

图6示出了传送站60。传送站包括布置于在Z方向62上的线性轴处和在X方向63上的线性轴处的抽吸夹具61。在循环存储器70中，在链传动装置64处环绕地设置有具有用于抽吸杵3的容纳部66的链条65。容纳部66还使用具有锁爪34的卡爪33，以便容纳和保持抽吸杵3。

抽吸夹具包围区域32，并且在此将器件33压入，以便使得锁爪径向向内移动并且释放该锁爪。然后，能够在Z轴方向上经过Z轴62，沿着抽吸杵的纵轴线58，将该抽吸杵从存储器70中取出，经过X轴63提供给适配器（这里未示出）并且在那里使用。循环存储器70通过在输送方向71上传送链条65而使下一个抽吸杵3进一步运动并且将该抽吸杵或者空闲位置准备好用于取出或容纳。

在图7中示出了具有线性存储器的对应布置。

传送站20包括布置在Z方向22上的线性轴处和在X方向23上的线性轴处的抽吸夹具24。在线性存储器21中纵向地设置有用于抽吸杵3的容纳部25。容纳部25还使用具有锁爪34的卡爪33，以便容纳和保持抽吸杵3。

抽吸夹具24包围区域32，并且在此将器件33压入，以便使得锁爪径向向内移动并且释放该锁爪。然后，能够在Z轴方向上经过Z轴22，沿着抽吸杵的纵轴线58，将该抽吸杵从存储器21中取出，经过X轴23提供给适配器（这里未示出）并且在那里使用。线性存储器21相应地通过X轴23接近所存储的抽吸杵3或空闲位置用于取出或容纳。

Claims (14)

1. 一种用于运输扁平工件、例如电路板的抽吸框架，所述抽吸框架包括适配器和多个抽吸单元，

-其中，所述适配器包括流体接头和线路网络，并且

-其中，所述适配器包括多个与所述流体接头通过所述线路网络连接的耦合容纳部，并且

-其中，每个抽吸单元包括耦合头，

-其中，所述耦合容纳部和所述耦合头如此彼此协调，使得每个抽吸单元与所述适配器能够卡锁地耦合并且与所述适配器能够松开卡锁地解耦，并且

-其中，每个抽吸单元的至少一个抽吸器在经耦合状态中穿过所述耦合头与所述适配器的线路网络连接。

2.根据权利要求1所述的抽吸框架，其特征在于，每个抽吸单元利用其耦合头与所述适配器的耦合容纳部中的一个耦合容纳部要么通过插入运动能够耦合要么通过插入转动运动能够耦合，或者每个抽吸单元利用其耦合头从所述适配器的耦合容纳部中的一个耦合容纳部中要么通过拉出运动能够解耦要么通过转动拉出运动能够解耦，插入运动和拉出运动是线性的。

3.根据权利要求1或2所述的抽吸框架，其特征在于，所述适配器具有多层结构、优选三明治结构，其中，所述多层结构尤其包括至少一个用于引导所述耦合头的下引导位置，例如下引导板，和/或所述多层结构包括至少一个上耦合层，例如耦合板，用于将所述耦合头与所述线路网络耦合，和/或在所述层之间存在至少一个型材载体，至少一个层，优选所有层直接或间接地紧固在所述型材载体处。

4.根据前述权利要求中任一项所述的抽吸框架，其特征在于，所述适配器具有栅格，所述耦合容纳部周期性地在至少一个空间方向上，优选在两个空间方向上布置在所述栅格上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的抽吸框架，其特征在于，至少一个抽吸单元被构造为抽吸杵，其中，用于接触扁平工件的抽吸波纹管或抽吸盘与所述耦合头通过优选能够伸缩的杵间隔。

6.根据前述权利要求中任一项所述的抽吸框架，其特征在于，至少一个抽吸单元包括至少区段式地关于所述抽吸单元的范围位于内部的流体线路，优选地包括用于抽吸扁平工件的位于内部的真空通道，其中，所述流体线路特别是在内部构造在所述抽吸单元的纵向范围的超过50％、优选超过80％、尤其是100％上。

7.一种传送站，用于将所存储的抽吸单元传送到适配器处或者用于从适配器取出抽吸单元，所述适配器用于提供根据权利要求1至6中任一项所述的抽吸框架，其特征在于，所述传送站包括用于操纵在抽吸单元处的耦合头的耦合机构的器件，优选是抓拿器件和/或按压器件和/或转动器件，其中，所述器件构造用于操纵，尤其用于打开和锁定在抽吸单元的耦合头处的卡锁连接。

8.根据权利要求7所述的传送站，其特征在于，所述传送站在平面中包括至少一个，优选两个线性运动轴，以便将抽吸单元在适配器处定位在期望位置处，和/或所述传送站包括至少一个运动轴，特别是升降单元，用于沿着其纵轴线来移动被容纳的抽吸单元。

9.根据权利要求7或8所述的传送站，其特征在于，所述传送站包括用于待容纳的抽吸单元的存储器，其中，所述存储器优选作为线性存储器或循环存储器。

10.一种用于处理具有不同轮廓的扁平工件的系统，所述扁平工件例如是电路板，所述系统包括操作器、适配器、多个抽吸单元、传送站和储仓，

-其中，所述操作器与所述适配器连接，

-其中，所述适配器包括流体接头和线路网络，

-其中，所述适配器包括多个与所述流体接头通过所述线路网络连接的耦合容纳部，

-其中，所述耦合容纳部和耦合头如此彼此协调，使得每个抽吸单元分别与所述适配器能够卡锁地耦合并且与所述适配器能够松开卡锁地解耦，

-其中，每个抽吸单元的至少一个抽吸器在经耦合状态中穿过所述耦合头与所述适配器的线路网络连接。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述传送站如此提供抽吸单元用于将所述抽吸单元中的一个抽吸单元输送至与所述操作器连接的适配器处，使得

-要么所述操作器通过线性移动运动将所述适配器与空闲的耦合容纳部在耦合方向上行进到耦合头，直到该耦合头卡锁在所述空闲的耦合容纳部中，

-要么所述传送站将所述抽吸单元通过线性的移动运动如此地向着相对于所述传送站定位的适配器的空闲的耦合容纳部的方向行进，使得所述抽吸单元的耦合头卡锁在所述耦合容纳部中。

12.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述传送站如此准备用于从与所述操作器连接的适配器移除所述抽吸单元中的一个抽吸单元，使得所述操作器和所述传送站通过所述操作器的移动和/或所述传送站的移动如此彼此定位以用于移除被保持在所述适配器中的抽吸单元，使得所述传送站的致动器件解锁所述抽吸单元的卡锁机构，并且然后通过在所述传送站与所述适配器之间的相对运动使得所述抽吸单元的耦合头和所述适配器的耦合容纳部彼此分离。

13.一种用于使抽吸框架匹配到不同轮廓的扁平工件的方法，所述抽吸框架包括适配器和至少一个抽吸单元，包括以下步骤：

-从所述适配器移除被布置用于在所述适配器处的第一工件的所有抽吸单元，

-相应于匹配到所述工件的样式，利用对于在所述适配器处的第二工件必要的抽吸单元来装配所述适配器。

14.一种用于使抽吸框架匹配到不同轮廓的扁平工件的方法，所述抽吸框架包括适配器和至少一个抽吸单元，包括以下步骤：

-从所述适配器移除对于抓拿接下来的工件不必要的所有抽吸单元，

-利用对于接下来的工件附加于现存的抽吸单元必要的抽吸单元来装配所述适配器。