CN109417851A - 用于装配机、系统和方法的滑轨架构 - Google Patents

Abstract

一种滑轨包含连续迂回轨道。所述连续迂回轨道包含分层印刷电路板。所述分层印刷电路板包含顶部轨道层，所述顶部轨道层被配置成将电力供应到具有跨所述顶部轨道层滑动的接触元件的装置，所述分层印刷电路板进一步具有连接到所述顶部轨道层的下部层，所述下部层被配置成将电力供应到所述顶部轨道层。所述分层印刷电路板为可挠性且围绕所述连续迂回轨道中的弯道弯曲。进一步公开一种使用所述滑轨装配的方法。

Description

用于装配机、系统和方法的滑轨架构

技术领域

本发明大体涉及一种滑轨架构。更确切地说，本发明涉及一种可用于装配机或系统和其使用方法的滑轨架构。

背景技术

在本滑轨系统中，单个移动刷单元在金属轨上滑动。金属轨可经由单元上含有且连接到移动刷单元的内部组件的刷子将电流传送到移动刷单元。这些系统中的金属轨常常镀有贵金属(诸如，硬银或金)，以提供最小电阻和抵抗腐蚀。现有系统的金属轨具有通常与移动刷单元能够从轨道汲取的最大电流有关的横截面表面积。因而，轨道的尺寸限制由轨道提供到移动刷单元的电流量。高电流要求可使目前滑轨系统在滑轨系统将另外合乎需要的某些情境中不可行。

因此，可应用于装配机的改善的滑轨架构、系统和其使用方法将在所属领域中是被良好接受的。

发明内容

根据一个方面，一种滑轨包括：连续迂回轨道，其包含分层印刷电路板，其中所述分层印刷电路板包含顶部轨道层，所述顶部轨道层被配置成将电力供应到具有跨所述顶部轨道层滑动的接触元件的装置，所述分层印刷电路板进一步具有连接到所述顶部轨道层的下部层，所述下部层被配置成将电力供应到所述顶部轨道层，其中所述分层印刷电路板为可挠性且围绕所述连续迂回轨道中的弯道弯曲。

根据另一方面，一种装配机包括：多个分配头，其被配置成至少部分装配未完工的产品，所述多个分配头各包含接触元件；和轨道，其被配置成当所述接触元件随着所述分配头沿着所述轨道移动而接触所述轨道时将电力供应到所述分配头，其中所述轨道包含分层印刷电路板，所述分层印刷电路板具有被配置成将电力供应到所述分配头的顶部轨道层和连接到所述顶部轨道层的下部层，所述下部层被配置成将电力供应到所述顶部轨道层，其中所述轨道迂回且包含弯道，且其中所述分层印刷电路板为可挠性且围绕轨道中的所述弯道弯曲。

根据另一方面，一种装配方法包括：印刷具有顶部轨道层和在所述顶部轨道层下的下部层的分层电路板；通过所述下部层将电力供应到所述顶部轨道层；给分配头提供接触元件；在所述接触元件接触所述顶部轨道层时沿着所述顶部轨道层移动所述分配头；通过所述顶部轨道层将电力供应到所述分配头；和使所述分层电路板弯曲以自所述分层电路板创造迂回轨道。

附图说明

将参看下列图来详细描述本发明的一些实施例，其中相似标示表示相似部件，其中：

图1描绘根据一个实施例的装配机的透视图；

图2描绘根据一个实施例的滑轨架构的分解图；

图3A描绘根据一个实施例的在图1中的箭头3A–3A处截取的移动刷单元的仰视图；

图3B描绘根据一个实施例的在图1中的箭头3B–3B处截取的图3的移动刷单元的侧视图；

图4描绘根据一个实施例的图1的装配机的滑轨的剖面的俯视图；

图5描绘根据一个实施例的另一滑轨的剖面的俯视图；且

图6描绘根据一个实施例的装配方法的流程图。

具体实施方式

本文中通过参考图的例证且并非限制来提出公开的设备和方法的下文描述的实施例的详细描述。

参看图1，根据一个实施例，展示装配机10。装配机10可包含在PCT申请第PCT/US2013/048196号和第PCT/US15/14996号的装配机10、100、200、300、400、500中描述的一些或所有特征和功能性，所述申请的公开内容在此被以引用的方式在其并不与本公开不一致的程度上并入。展示装配机10包含由多个腿支撑的外壳。装配机10包含安置于外壳上的滑轨12。一或多个分配头14a、14b可被配置成沿着滑轨12移动，这可以图1中展示的方式创造完整电路。分配头14a、14b可例如被配置成在拾取位置(未展示)拾取电子组件，可被配置成分配例如粘合剂的物质，或可被配置成另外与未完工的产品相互作用(例如，通过将螺钉螺纹拧紧到未完工的产品内)。拾取位置可附接到装配机10或另外位于装配机10附近。分配头14a、14b可进一步被配置成将电子组件放置于放置位置(未展示)处，例如，在板处置系统提供垂直于滑轨12的轴线处。

分配头14a、14b可磁性或机械附接到滑轨12，使得分配头14a、14b可以独立方式沿着滑轨12移动。应注意，滑轨12和装配机10可被配置成收纳未展示的额外分配头14a、14b。此外，装配机10在设计上可以是模块化。在展示的实施例中，装配机10包含第一模块化段16和第二模块化段18。然而，其他实施例可以更大，且可具有额外中间段。装配机10可因此按模块化方式按由被以引用的方式并入的申请教导般所必要来扩大。

因此，滑轨12可包含多个连接的模块化轨道段。在一个实施例中，轨道段12可比装配机10的全部模块化段16、18小。举例来说，模块化段16、18中的每一个可包含轨道段12中的多个。轨道段12中的每一个(一个展示于图4中)可按标准长度创造，使得其可施加、附接、螺纹拧紧、安装或以其它方式连接到装配机10或非模块化装配机(未展示)的模块化段16、18。

现参看图2，在图1中展示的同一定向上展示滑轨12的一部分的分解图。滑轨12可为具有顶部轨道层20的分层印刷电路板。滑轨12可为连续迂回轨道(如在图1中展示)，其中分层印刷电路板沿着全部连续迂回轨道安置。连续迂回轨道可包含可实现系统的模块性的段或长度。轨道12的示范性段展示于图4中。顶部轨道层20包含第一轨道22a、第二轨道22b和第三轨道22c、第四轨道22d(在图1和4中展示)和第五轨道22e(在图1和4中展示)。为了示范性目的，展示五个轨道22a、22b、22c、22d、22e，且取决于实施例，可存在多于或少于五个轨道。五个轨道22a、22b、22c、22d、22e可各被配置成将电力或电流提供到跨相应轨道22a、22b、22c、22d、22e滑动的装置，例如，分配头14a、14b。除了将电力或电流提供到分配头14a、14b，轨道22a、22b、22c、22d、22e可被配置成将总线通信或信号提供到分配头14a、14b，如本文中以下进一步描述。

第一下部层24位于顶部轨道层20正下方。第二下部层26位于第一下部层24下，且第三下部层28在第二下部层26下。应理解，分层印刷电路板可包含任何数目个层。在一个实施例中，层的数目至少等于或大于并入到滑轨12内的轨道22a、22b、22c、22d、22e的数目。因此，虽然展示三个下部层24、26、28，但图1中展示的实施例可包含对应于所展示的五个轨道的至少五个下部层。

每一下部层24、26、28可以用连接件30可操作地连接到轨道22a、22b、22c、22d、22e中的一个。连接件30可为将轨道22a、22b、22c、22d、22e与下部层24、26、28中的一个或多个电连接的元件。展示连接件30附接到每一轨道22a、22b、22c、22d、22e的边缘，且延伸到以下层24、26、28中的一个或多个。连接件可按规则间隔沿着轨道22a、22b、22c、22d、22e精密地间隔，且可将电流从下部层24、26、28载送到上方的轨道22a、22b、22c、22d、22e。连接件30被配置成绕过层，且可使用印刷电路板的三维能力连接到个别层或轨道。

为了说明性目的，连接件30在图2中展示为细长的，但应理解，轨道的全部组合层20、24、26、28可极其薄，使得轨道可弯曲或可挠。因此，连接件可仅延伸足以将轨道22a、22b、22c、22d、22e连接到下方适当层24、26、28的一段距离。滑轨12的可弯曲或可挠本质可允许滑轨12在角落32a、32b、32c、32d(图1中展示)周围弯曲以创造适当半径和电路。在其他实施例中，滑轨12可按跑道布置水平(而非如所展示般垂直)安置。此水平安置或平跑道可使用印刷电路板技术来制造。

下部层24、26、28可各包含多个通孔33，连接件30可延伸穿过所述通孔。这些通孔33可允许下部层24、26、28电连接到顶部轨道层20。应理解，这些通孔33可允许连接件30绕过下部层24、26、28中的一个或多个，且将个别轨道22a、22b、22c、22d、22e连接至具体个别下部层24、26、28。连接件30可在连接点35处连接到层24、26、28中的每一个。在这些连接点35，连接件30可实际上附接到相应层，且不延伸穿过它。

在一个实施例中，下部层24、26、28可各由紫铜或另一电流载送传导性材料制成。下部层24、26、28可各附接到单个轨道22a、22b、22c、22d、22e。在一个实施例中，一或多个层可由黄铜而非紫铜制成。举例来说，针对与黄铜相关联的机械性质，最下部层可由黄铜制成，且将所述层附接到装配机10。

第一下部轨道层24可附接到且将电流载送到第一轨道22a，第二下部轨道层26可附接到且将电流载送到第二轨道22b，且第三下部轨道22c可附接到且将电流载送到第三轨道22c。因此，下部层24、26、28可为在顶部轨道层20处将电流提供到轨道22a、22b、22c、22d、22e中的单个的专用层。类似地，轨道22a、22b、22c、22d、22e还可由紫铜制成。在图1中展示的实施例中，可存在五个轨道，各具有其自己的单独个别下部层。

将印刷电路板技术利用到滑轨12内可允许滑轨12集成例如电容器、电感器、连接器等的电组件。如在图4中所展示，轨道12的每一段可包含连接或集成到个别轨道22a、22b、22c、22d、22e和下部层24、26、28中的至少一个的一个或多个电感器、电容器或电子组件37。这些电感器、电容器或其它电子组件37可提供防止火花，且改善个别轨道22a、22b、22c、22d、22e与分配头14a、14b之间的信号，且另外减少顶部轨道20、分配头14a、14b与下部轨道层24、26、28之间的电噪音。所述电感器、电容器或其它电子组件37可集成、连接、插入或表面安装于轨道12的后部或前部上。

现参看图3A和3B，展示分配头14a、14b中的一个。虽然将分配头14a、14b描述为本文中的分配头，但应理解，本发明不限于分配头，并且任何类型的适当装置可被配置成围绕滑轨12行进。此行进可通过按围绕轨道的迂回旋转或绕转行进来实现。展示分配头14a、14b包括多个接触元件34。这些接触元件34可为金属刷，其可被配置成在轨道22a、22b、22c、22d、22e等上移动或滑动。在一个实施例中，所述刷子可由石墨材料组成。其它材料被预料到，且可取决于效率和成本而为适当的。其它实施例可以不是刷子，但可以是金属轮等。在任何情况下，接触元件可被配置成跨滑轨12(且更确切地说，个别轨道22a、22b、22c、22d、22e)移动，以便允许电能在轨道22a、22b、22c、22d、22e与分配头14a、14b之间的传送。

图3A展示在D1方向上移动的在来自图1的箭头3A–3A处截取的分配头14a、14b的仰视图。图3A展示分配头14a、14b正在轨道12a、12b的两个段上移动。轨道12a、12b的这两个段可表示轨道12的两个长度的相交，如在图4中展示，或可进一步表示第一段16与第二段18中的每一个相汇之处。可存在在单个轨道上滑动的两个接触元件34，以便确保至少一个接触元件34始终与轨道充分接触。应理解，取决于实施例，每个分配头多于或少于两个接触元件34可专用于各个别轨道22a、22b、22c、22d、22e等。在一个实施例中，单个接触元件可跨分配头14a、14b平行于轨道22a、22b、22c、22d、22e延伸。图3B展示在图1的箭头3B、3B处截取的分配头14a、14b的侧视图。图3B展示来自图5的个别轨道22a、22b、22c、22d、22e中的每一个可包含至少一个专用接触元件34。

第一轨道22a、第二轨道22b和第三轨道22c等中的每一个可由其相应下部层24、26、28等供应电力。这些轨道22a、22b、22c、22d、22e中的每一个的电压可不同。因此，第一轨道22a可供应第一电压，第二轨道22b可供应第二电压，且第三轨道22c可供应第三电压，到相应的接触元件34和分配头14a、14b。这些单独的电压可被配置成操作分配头14a、14b的不同功能性。在一个实施例中，轨道可将控制信号供应到分配头14a、14b。

举例来说，一个轨道可载送380V DC用于对分配头14a、14b供电。一个轨道可提供48V DC，用于在380V轨道被断电的情况下保持某些功能性可操作。一个轨道可针对载送与分配头14a、14b和滑轨12相关联的安全信号的安全系统提供24V DC。更进一步，另一轨道可为5V数据或控制信号传输轨道，用于将总线通信信号发送到分配头14a、14b。应理解，预料到轨道与电压的各种其它组合。

位于第一轨道22a与第二轨道22b之间的是接地轨道36。这个接地轨道36可创造于、位于或安置于电力载送层之间，以改善不同轨道的电分离。举例来说，接地轨道36可位于最高电压轨道与邻近轨道之间。替代地，接地层可位于信号载送轨道与电力最高电压轨道之间以保留信号载送轨道中的信号完整性。更进一步，也可以在下部层24、26、28中的一个或多个和/或轨道22a、22b、22c、22d、22e之间提供一个或多个接地层38、39。在其它实施例中，一个或多个接地层可分开电流载送下部层24、26、28中的每一个中的一些或所有。应理解，包含的下部层24、26、28中的每一个可包含一个或多个绝缘层，所述一个或多个绝缘层包围传导性材料，或位于传导性材料上方和/或下方。

可藉由诸如压敏粘合剂的粘合剂将滑轨12应用到装配机10的结构。这可允许滑轨12直接应用于装配机10的机械结构。更进一步，如在图4中所展示，滑轨12可进一步使用位于沿着滑轨12的每一段的规则间隔处的螺钉或螺栓42来应用。

根据一个实施例，滑轨12的段40展示于图4中。滑轨12可因此创造为如所展示的印刷电路板轨道的直段40。滑轨12的段40中的每一个可按分段制造，以用于应用于装配机10上。滑轨12的段40中的每一个可在段40中的每一个的开头和末端包含其自己的电连接件44。可通过滑轨12的后部，通过装配机10供应电力。

图5中所展示是滑轨112的另一实施例。在这个实施例中展示的滑轨112包含第一滑轨120和第二滑轨122，各由与上文描述的轨道22a、22b、22c、22d、22e类似或相同的五个个别轨道组成。所述实施例展示，预料到任何数目个轨道。另外，所述系统可包含两个或更多个单独且独立的轨道120、122，分配头14a、14b可在所述轨道上在围绕模块化系统的连续迂回道路上行进。因此，一或多个分配头14a、14b可位于顶部轨道120上，同时分配头14a、14b中的一个或多个可位于底部轨道120上。分配头14a、14b可被定尺寸，使得在顶部轨道120上存在用于分配头14a、14b的间隙以在下部轨道122上无接触地传递分配头14a、14b，且反之亦然。替代地，在这个实施例中，可能需要分配头14a、14b连接到十个轨道中的每一个。

更进一步，如在图6中所示，可提供装配方法200。所述方法可包含印刷分层电路板(例如，滑轨12，其具有例如顶部轨道层20的顶部轨道层和在顶部轨道层下的例如下部层24、26、28中的一个的下部层)的第一步骤210。所述方法可包含使分层电路板弯曲以从分层电路板创造迂回轨道的第二步骤220。所述方法可包含通过下部层将电力供应到顶部轨道层的另一步骤230。这步骤可包含通过第一下部层(例如，下部层24)将电力供应到第一轨道(例如，轨道22a)，和通过第二下部层(例如，下部层26)将电力供应到第二轨道(例如，轨道22b)。所述方法可进一步包含给分配头(例如，分配头14a、14b)提供接触元件(例如，接触元件34)的步骤240。另一步骤可包含通过顶部轨道层(且更确切地说，通过第一轨道和第二轨道)将电力供应到分配头。所述方法可包含在接触元件接触顶部轨道层时沿着顶部轨道层移动分配头的步骤260。

所述方法可进一步提供第一轨道和第二轨道，以及第一下部层和第二下部层。所述方法可包含通过第一下部层将电力供应到第一轨道，通过第二下部层将电力供应到第二轨道，和通过第一轨道和第二轨道中的每一个将电力供应到分配头。所述方法可进一步包含按段印刷分层电路板中的多个，和附接所述段以创造迂回轨道。所述方法还可包含通过第一轨道和第二轨道中的至少一个将总线通信供应到分配头。

已用冠词“一(a或an)”来介绍实施例的元件。所述冠词希望意味着存在所述元件中的一个或多个。术语“包含”和“具有”和其衍生词希望为包含性的，使得可存在不同于列出的元件的额外元件。连词“或”当与至少两个项目的列表一起使用时，希望意味着任一项目或项目的组合。术语“第一”和“第二”用以区分元件，且不用来表示特定次序。

虽然已结合仅有限数目个实施例来详细描述本发明，但应易于理解，本发明不限于此类公开的实施例。相反地，可修改本发明以并有至此未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数目个变化、更改、取代或等效布置。另外，虽然已描述本发明的各种实施例，但应理解，本发明的方面可包含描述的实施例中的仅一些。因此，本发明不应被看作受到前述描述限制，而是仅受到随附申请专利范围的范围限制。

Claims (20)

1.一种滑轨，其包括：

连续迂回轨道，其包含分层印刷电路板，其中所述分层印刷电路板包含顶部轨道层，所述顶部轨道层被配置成将电力供应到具有跨所述顶部轨道层滑动的接触元件的装置，所述分层印刷电路板进一步具有连接到所述顶部轨道层的下部层，所述下部层被配置成将电力供应到所述顶部轨道层，其中所述分层印刷电路板为可挠性且围绕所述连续迂回轨道中的弯道弯曲。

2.根据权利要求1所述的滑轨，其中所述分层印刷电路板包含创造所述连续迂回轨道的多个段。

3.根据权利要求2所述的滑轨，其中所述连续迂回长度的轨道安装到多个连接的模块化段。

4.根据权利要求1所述的滑轨，其中所述连续迂回长度的轨道被配置成收纳多个装置，使得所述多个装置围绕所述连续迂回长度的轨道独立于彼此行进，所述多个装置中的每一个具有被配置成跨所述顶部轨道层滑动的接触元件。

5.根据权利要求1所述的滑轨，其中所述顶部轨道层包含第一轨道和第二轨道，且其中所述下部层包含第一下部层和第二下部层，其中所述第一下部层将电力供应到所述第一轨道，且其中所述第二下部层将电力供应到所述第二轨道，且其中所述第一轨道被配置成将第一电压供应到所述装置，且其中所述第二轨道被配置成将第二电压提供到所述装置。

6.根据权利要求1所述的滑轨，其中所述分层印刷电路板进一步包含集成到所述顶部轨道层和所述下部层中的至少一个的电组件。

7.根据权利要求1所述的滑轨，其中所述第一轨道和所述第二轨道中的至少一个被配置成将电总线通信供应到所述装置。

8.根据权利要求5所述的滑轨，其中所述分层印刷电路板进一步包含位于所述第一轨道与所述第二轨道之间的至少一个接地轨道。

9.根据权利要求5所述的滑轨，其中所述分层印刷电路板进一步包含接近所述第一下部层和所述第二下部层中的至少一个的至少一个接地层。

10.一种装配机，其包括：

多个分配头，其被配置成至少部分装配未完工的产品，所述多个分配头各包含接触元件；以及

轨道，其被配置成当所述接触元件随着所述分配头沿着所述轨道移动而接触所述轨道时将电力供应到所述分配头，其中所述轨道包含分层印刷电路板，所述分层印刷电路板具有被配置成将电力供应到所述分配头的顶部轨道层和连接到所述顶部轨道层的下部层，所述下部层被配置成将电力供应到所述顶部轨道层，其中所述轨道迂回且包含弯道，且其中所述分层印刷电路板为可挠性且围绕轨道中的所述弯道弯曲。

11.根据权利要求10所述的装配机，其中所述装配机为用于装配电路板的拾放机，且其中所述多个分配头各为拾放头且包含拾放喷嘴。

12.根据权利要求10所述的装配机，其中所述顶部轨道层包含第一轨道和第二轨道，且其中所述下部层包含第一下部层和第二下部层，其中所述第一下部层将电力供应到所述第一轨道，且其中所述第二下部层将电力供应到所述第二轨道，且其中所述第一轨道被配置成将第一电压供应到所述多个分配头，且其中所述第二轨道被配置成将第二电压提供到所述多个分配头。

13.根据权利要求12所述的装配机，进一步包括多个连接的模块化段，且其中所述轨道安置于所述多个连接的模块化段上。

14.根据权利要求10所述的装配机，进一步包括外壳，且其中所述轨道包含各附接到所述外壳的多个轨道段。

15.根据权利要求13所述的装配机，其中所述第一轨道和所述第二轨道中的至少一个被配置成将电通信供应到所述分配头。

16.根据权利要求13所述的装配机，其中所述分层印刷电路板进一步包含接近所述第一下部层和所述第二下部层中的至少一个的至少一个接地层。

17.一种装配方法，其包括：

印刷具有顶部轨道层和在所述顶部轨道层下的下部层的分层电路板；

通过所述下部层将电力供应到所述顶部轨道层；

给分配头提供接触元件；

在所述接触元件接触所述顶部轨道层时沿着所述顶部轨道层移动所述分配头；

通过所述顶部轨道层将电力供应到所述分配头；以及

使所述分层电路板弯曲以从所述分层电路板创造迂回轨道。

18.根据权利要求17所述的装配方法，其中所述顶部轨道层包含第一轨道和第二轨道，且其中所述下部层包含第一下部层和第二下部层，所述方法进一步包括：

通过所述第一下部层将电力供应到所述第一轨道；以及

通过所述第二下部层将电力供应到所述第二轨道；以及

通过所述第一轨道和所述第二轨道中的每一个将电力供应到所述分配头。

19.根据权利要求17所述的装配方法，按段印刷所述分层电路板中的多个，和附接所述段以创造所述迂回轨道。

20.根据权利要求18所述的装配方法，进一步包括通过所述第一轨道和所述第二轨道中的至少一个将总线通信供应到所述分配头。