CN115582680A - 利用无人驾驶输送工具结合可精细定位的定位装置自动置换元件供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在自动装配机上置换元件供给装置的装置。所述装置具有：(a)无人驾驶输送工具，其具有行驶机构和负载接纳机构，其中，行驶机构配置为，将负载接纳机构以第一空间精度相对于自动装配机定位；(b)定位装置，其被安装在负载接纳机构上；以及(c)用于暂时接纳至少一个元件供给装置的接纳装置，其中，定位装置配置为，将接纳装置以第二空间精度相对于自动装配机定位，其中，第二空间精度大于第一空间精度。此外，本发明还涉及一种用于借助这种装置来置换自动装配机上的元件供给装置的方法。

Description

利用无人驾驶输送工具结合可精细定位的定位装置自动置换 元件供给装置

技术领域

本发明一般涉及电子组件生产技术领域，其中元件载体装配有电子元件。本发明尤其涉及为自动装配机提供电子元件，该自动装配机在连续运行中必须对多个电子元件进行处理。本发明尤其涉及用于直接在自动装配机上用第二元件供给装置自动置换第一元件供给装置的装置和方法。

背景技术

通常利用自动装配机根据所谓的“拾取-与-放置”原则为印刷电路板装配电子元件，尤其是表面安装设备(SMD)元件。在此，利用元件供给装置提供的元件由自动装配机的装配头拾取，输送至如下装配区域，待装配的元件载体、例如印刷电路板位于该装配区域中，并且随后被放置在元件载体上的预先确定的元件安装位置上。

为了保证高的装配效率，也就是说在预先给定的时间段内被处理的大量元件的数量，元件优选地被批量生产成带，例如带有所谓的塑料泡罩(Kunststoff-Blistern)，或者也可以被批量生产成带有凹槽的稳定的纸板带，并且借助合适的元件供给装置向装配过程供给。利用这种带可以使自动装配机在长时间段上无停止地运行。

为了保证自动装配机的尽可能不间断的运行，已知(在“用尽”元件带之前不久)在该带的端部上借助所谓的接合连接附接新的元件带。然而，这种通常由操作人员在相关的自动装配机上执行的接合是耗费劳力的且也是容易出错的。

此外已知的是，代替将新的元件带接合到(旧的)元件带上，将整个元件供给装置必要时与第一元件带的其余部分一起置换成预先配置的第二元件供给装置，其中预先配置在于，第二元件带已经插入到该第二元件供给装置中。然而，元件供给装置连同插入的元件带的这种置换还总是需要相当大的操作量，这必须由操作人员手动地执行。

为了减少这种操作耗费，还已知的是，在生产线的自动装配机上安装轨道，机器人可以沿着该轨道移动，以便将预先配置的第二元件供给装置从生产线的一个端部输送至自动装配机，在那里自动地将第一元件供给装置置换为预先配置的第二元件供给装置，并且将被置换的第一元件供给装置输送回生产线的端部。然而，这种方案的缺点在于，生产线侧上的机器人需要相对大的位置空间，以便在使用中能够在没有例如与操作人员碰撞的危险的情况下使用。由此提高了生产线的位置空间需求，从而在工厂的预先给定的面积之内安置较少的自动装配机或生产线。这尤其适用于(a)具有较大的自动装配机的生产线，其中元件从两侧，也就是说从生产线的左侧和右侧进行供给，以及(b)适用于在另一生产线旁边平行安置的、因此要求与相应相邻的生产线之间的增大间隙的生产线。显然，由于增加的位置空间需求或者面积需求，降低了在工厂内可提供的装配效率。

本发明的任务在于，在预先给定的“面积供应”内实现高的装配效率。

发明内容

该任务通过独立权利要求的主题来解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中描述。

根据本发明的第一方面，描述了一种用于在自动装配机上置换元件供给装置的装置。所描述的装置具有(a)无人驾驶输送工具，其具有行驶机构和负载接纳机构，其中，所述行驶机构配置为，将所述负载接纳机构以第一空间精度相对于所述自动装配机定位在地面上的工作区域内；(b)定位装置，其被安装在所述负载接纳机构上；以及(c)用于暂时接纳至少一个元件供给装置的接纳装置，其中，所述定位装置配置为，使所述接纳装置以第二空间精度相对于所述自动装配机定位，其中，所述第二空间精度大于所述第一空间精度。

所描述的用于置换元件供给装置的装置(下面也简称为置换装置)基于以下认识，即通过两个定位系统的组合，即可粗略定位的无人驾驶输送工具(FTF)和可精细或精确定位的定位装置，可以精确地在自动装配机的一个位置上用第二元件供给装置自动置换第一元件供给装置，在该位置上需要将相应的元件向装配过程供给，该装配过程利用所述自动装配机来执行。

在这样的置换时，第一元件供给装置可以从自动装配机的接纳筒中取出并且转送到接纳装置中。此外，第二元件供给装置可以从接纳装置转送到自动装配机的接纳筒中。

由于所述定位装置的相对较高的定位精度，可以使用传统的和商业上可获得的无人驾驶输送工具，其例如具有仅±10mm的定位精度。结果，通过定位装置的相对高的定位精度实现了对于置换元件供给装置来说足够的空间精度，该定位精度例如可以为±0.5mm、±0.25mm、±0.10mm或甚至更小。

对于所描述的定位装置也可以使用传统的定位系统。这种定位系统能够具有任意适合的驱动部件、像比如螺杆驱动装置。

该接纳装置可以包括操纵系统，该操纵系统“就地”(Vorort)实施所有需要的操作，也就是说在自动装配机上进行执行，以便实现用第二元件供给装置来置换第一元件供给装置。为此，尤其可以包括如下方面：(a)将不久前处于运行中的第一元件供给装置从自动装配机上的相关的接纳筒中移除，(b)临时拾取第一元件供给装置(除了第二元件供给装置之外)，以及(c)将第二元件供给装置位置精确地引入到相关的接纳筒中，该第二元件供给装置应该在短时间内开始其运行。

第一和/或第二元件供给装置可以预先配置为，它包含对于各自的装配过程所需要的元件。元件尤其可以以公知的方式被封装在所谓的元件带中。将元件带导入到相关的元件供给装置中已经可以在元件供给装置的实际置换的准备阶段中手动地进行。由此不再需要(费力地)手动地“就地”穿入这种元件带，并且可以减少对于置换所需的时间间隔。

通常，第一元件供给装置包含多个第一元件，并且第二元件供给装置包括多个第二元件。根据相应的装配任务或者待制造的电子组件的类型，第一元件和第二元件可以是相同的或者不同的类型。

通过使用无人驾驶输送工具，所述置换装置可以相对快速地经过较远的路程。这种路程例如可以从如下工作站延伸至待置换的元件供给装置的位置或接纳筒，在所述工作站上操作人员以上述方式预先配置元件供给装置。在此，该位置可以是在工厂大厅内位于用于电子组件的必要时不同生产线的不同自动装配机上的多个位置之一。通过使用所述定位装置，在无人驾驶输送工具(以其相对低的定位精度)运动到自动装配机的相关位置之后，可以快速地实现接纳装置的合适的精细定位。由此可以实现元件供给装置的快速置换或替换，从而这种替换不会导致或仅导致对装配效率的轻微负面影响。

负载接纳机构可以是被配置为定位装置的第一部件可附接在其上的任意的机械结构。机械结构可以是例如安装或构造在FTF的(壳体的)(上)表面上的平台。

根据本发明的装置具有一种体系结构，该体系结构使得由本身已知的且可商业获得的部件构成的装置的构造成为可能。由此，所述装置可以以简单、有效且成本也相对低廉的方式实现。此外，所描述的用于置换元件供给装置的装置由于FTF在如下工厂地面上的高运动自由度而可以在相关的自动装配机的所有相关侧上置换元件供给装置，相关的自动装配机典型地与多个其他自动装配机一起安置在所述工厂地面上。

根据本发明的一种实施例，该装置还具有位置传感器，其用于检测接纳装置相对于自动装配机上的目标位置的当前位置。在此，目标位置尤其是自动装配机上的这样的位置，在该位置上存在(待置换的)第一元件供给装置。该目标位置可以通过合适的(单独的)标记来表示或定义，并且当然在空间上与相关的接纳筒相关联。对于多个接纳筒也可以设置一个共同的标记。

所描述的位置传感器只能在无人驾驶输送工具已经运动到自动装配机上的相关最终位置时使用。于是，定位装置可以在考虑位置传感器的位置信号的情况下调节并且高精度地如此操控定位装置，使得接纳装置精确地位于如下一个位置中，在该位置中可以保证元件供给装置的无故障的置换。

位置传感器例如可以具有传统的、带有连接在下游的图像分析单元的相机，该相机与用于定位装置的控制单元通信地耦合。

根据本发明的另一种实施例，该装置还具有识别传感器，该识别传感器配置为，检测并分析识别特征，该识别特征配属于用于在自动装配机上的元件供给装置的预先给定的位置。在此，该预先给定的位置典型地是相关的元件供给装置的接纳筒。

通过使用所描述的识别传感器，可以在置换相关的元件供给装置之前确保，装置或者更确切地说接纳装置已经移动到正确的位置，从而可以可靠地防止置换一个错误的元件供给装置。以这种方式，可以有效地避免不期望的错误装配。

根据本发明的另一个实施例，无人驾驶输送工具与定位装置组合地配置为沿着三个平移自由度定位接纳装置。

三个平移自由度原则上可以分配到两个部件、即“无人驾驶输送工具”和“定位装置”上。然而必须确保，结果是可以以所需的精度定位接纳装置。尤其可能需要的是，更精确的定位装置具有沿着水平的x方向的平移自由度，该x方向平行于一列并排布置在自动装配机上的多个元件供给装置延伸。根据自动装配机的具体构造，该水平的x方向可以平行于输送方向延伸，沿着该输送方向，将待装配的元件载体移入自动装配机的装配区域中，并且在至少部分装配之后从该装配区域中再次移出。

优选地，定位装置还配置为以高精度沿垂直的z方向定位接纳装置。由此例如可以以高的精度补偿地面的不平度，无人驾驶输送工具在该地面上运动。

进一步优选地，定位装置还配置为，使接纳装置也沿着水平的y方向定位，从而也可以沿着该方向实现高的定位精度。这可以进一步提高(第一)元件供给装置的置换的错误鲁棒性。

关于无人驾驶输送工具的平移自由度，在大多数实施方式中，只要在由x方向和y方向定义的平面内运动就足够了。这典型地是地面的平面，无人驾驶输送工具本来就必须在该地面上运动，以便确保元件供给装置在(i)用于预先配置元件供给装置的工作站与(ii)在相关的自动装配机上的相关位置之间的输送。

根据本发明的另一个实施例，无人驾驶输送工具与定位装置组合地配置为，沿着至少一个旋转自由度定位接纳装置。

该旋转自由度(只要其涉及一个平行于垂直的z方向的旋转轴线)可以以简单的方式通过无人驾驶输送工具提供。即，该无人驾驶输送工具通常配置为在水平的X/Y平面内自由运动。

然而，定位装置优选地具有围绕z轴(平行于垂直的z方向)的旋转自由度。由此，也可以以特别高的精度实现关于垂直的z轴的旋转。

进一步优选地，定位装置还具有关于平行于x方向的x轴的旋转自由度和/或关于平行于y方向的y轴的旋转自由度。由此，以有利的方式，即使在相关的元件供给装置较长地插入到自动装配机的长形的接纳筒中或从该长形的接纳筒中较长地拉出时，也可以实现将第一元件供给装置柔和且无冲击地置换，并且由此实现将第一元件供给装置可靠地置换为第二元件供给装置。

定位装置的广泛的旋转自由度和/或平移自由度尤其在如下情况下是有利的，即，(第二)元件供给装置必须沿着或在型材轨道上被推入到其在自动装配机上的最终位置中。这种型材轨道例如(在垂直于推入方向的横截面中)可以是所谓的Ω形型材，该型材轨道以已知的方式保证了相关的元件供给装置的高的位置稳定性。这在较长时间持续的装配过程中也是适用的。在此，当然需要的是，优选在相关的元件供给装置的下侧上构造或存在与型材轨道的型廓横截面互补的结构。

根据本发明的另一种实施例，定位装置具有六腿并联机构(Hexapod)。其优势是，通过定位装置可以以简单的方式且利用本身已知的定位机构以高的精度实现所有六个空间自由度(三个平移的自由度以及三个旋转的自由度)。

“六腿并联机构”在上下文中理解为所谓的并联运动机器的特殊形式，其具有长度可变的六条腿，这些腿可以单独地、但相互协调地得到调整。六腿并联机构基于相对简单的结构并且具有高动态性，所述高动态性以有利的方式实现沿着所有六个空间自由度的快速定位。

根据本发明的另一个实施例，所述装置还具有(i)用于控制无人驾驶输送工具的第一控制单元和(ii)用于控制定位装置的第二控制单元。

两个部件“无人驾驶输送工具”和“定位装置”的控制的所述分离具有的优点是，在本文中描述的置换装置不仅可以在所需的硬件方面而且可以在控制方面利用已知的无人驾驶输送工具来实现，而无需大幅改造硬件和控制软件。在此，这种已知的无人驾驶输送工具可以是具有整个车队的无人驾驶输送工具的输送系统的一部分。因此，不需要为无人驾驶输送工具在地面上所需的二维运动设计单独的控制装置。两个控制单元可以通过在硬件中单独的控制单元或者通过在共同的唯一的处理器中的虚拟化来实现，这两个控制单元可以为了两个部件的协调的运行与更高级别的控制单元通信地耦合。

借助所描述的通过硬件和/或通过虚拟化进行的输送工具和定位装置的控制的分离，可以以简单的方式如下实现在本文中所述的置换装置，即，在已知的无人驾驶输送工具中进行相对简单的机械和控制技术上的修改，所述修改为无人驾驶输送工具的二维运动的已知功能性通过定位装置添加了精细定位功能性。

第一控制单元和/或第二控制单元可以与上述传感器“位置传感器”和“识别传感器”中的至少一个耦合。由此，至少在自动装配机附近的区域中，可通过无人驾驶输送工具和/或通过定位装置实现受控的且因此高精度的定位，和/或进行相关的元件供给装置的正确置换的验证。

根据本发明的另一个实施例，所述装置还具有操纵装置，该操纵装置附接或构造在接纳装置上。该操纵装置配置为，(i)将第一元件供给装置从自动装配机的接纳筒转送到接纳装置，以及(ii)将第二元件供给装置从接纳装置转送到自动装配机的接纳筒中。

操纵装置可以是具有相对于接纳装置可运动的部件的任意机械结构，该部件可以这样运动，使得其可以实施对于元件供给装置的所描述的转送所需的操纵。

操纵装置的运动可以由第三控制单元控制。这可以与第二控制单元一起在共同的硬件中例如借助虚拟化软件来实现。

根据本发明的另一个实施例，操纵装置具有抓取单元。该抓取单元例如可以是可移动的机器人臂，该机器人臂可以执行所有对于元件供给装置的所描述的转送所需的操纵过程。

根据本发明的另一种实施例，该操纵装置包括滑移/牵引装置和耦合机构，该耦合机构被配置为将第一元件供给装置或第二元件供给装置可拆卸地附接至该滑移/牵引装置。由此可以以特别简单的方式实现前面所述的第一或第二元件供给装置在接纳装置和自动装配机的接纳筒之间的转送。尤其地，仅仅需要使滑移/牵引装置例如沿着上述水平的y方向进行一维运动。因此，不需要沿着其它方向的运动，因为在通过定位装置合适地精细定位接纳装置的情况下，可以通过平移和/或旋转例如将第二元件供给装置带到沿着水平的x方向和沿着垂直的z方向相对于自动装配机的接纳筒的最佳位置上。

耦合机构例如可以是如下机械结构，其具有在滑移/牵引装置上的第一部件和在相关的元件供给装置上的第二部件。可通过将耦合机构从如下第一运行状态转换到如下第二运行状态来实现将元件供给装置可拆卸地紧固在所述滑移/牵引装置上，在所述第一运行状态中两个部件不相互作用，在所述第二运行状态中两个部件彼此机械接合。替代地或组合地，耦联机构也可具有磁性部件，其中，优选地第一部件具有电磁体，其在合适地确定时磁性地吸引铁磁的第二部件。

在一种机械上特别容易实现的实施方式中，滑移/牵引装置实现为接纳装置的可运动的壁。

根据本发明的另一个实施例，所述装置还具有(电)能量存储器，其主要配属于无人驾驶输送工具，其中，能量存储器次要地也设置用于致动定位装置。

在该同样特别有利的实施方式中，直观地表达出，能量存储器(其本来就包含在每个已知的无人驾驶输送工具中)附加地用于通过定位装置实现的精细定位的功能和/或用于运行上述操纵装置。由此可以以有利的方式省去第二(电)能量存储器。

根据本发明的另一种实施例，所述装置还具有用于将定位装置(与接纳装置一起)可拆卸地附接在负载接纳机构上的接口。

通过所描述的可拆卸性的附接，可以借助模块化的结构来实现在本文中所描述的置换装置。这意味着，在无人驾驶输送工具上或处可以安装不同类型的定位装置和/或接纳装置。由此，在使用在空间上构造不同的、用于自动装配机和/或用于生产线的不同自动装配机的元件供给装置时，可以在同一类型的无人驾驶输送工具上附接不同的模块，这些模块分别具有至少一个定位装置和接纳装置，该接纳装置与各个待置换的元件供给装置相适配。在此，不同的元件供给装置例如可以通过其宽度来加以区分。

根据本发明的另一方面，描述了一种借助前述装置来置换自动装配机上的元件供给装置的方法。该方法包括：(a)在工作站上拾取第二元件供给装置(尤其是用于手动预先配置第二元件供给装置)；(b)将第二元件供给装置放置在接纳装置中；(c)无人驾驶输送工具从工作站到自动装配机以第一空间精度运动到一个空间区域中，第一元件供给装置位于该空间区域中；(d)以第二精度将接纳装置定位到空间区域内的预先确定的位置上；(e)将第一元件供给装置从自动装配机的接纳筒转送到接纳装置中；和(f)将第二元件供给装置从接纳装置转送到自动装配机的接纳筒中。

所述方法也基于以下认识，即，通过两个定位系统—可粗略定位的无人驾驶输送工具和可精细或精确定位的定位装置—的根据本发明的组合，第二元件供给装置可以以高的空间精度被精确地带到这样的位置上，在该位置上可以无问题地将第一元件供给装置置换为第二元件供给装置。在此，“无问题的置换”尤其可以理解为这样的置换，在该置换中，两个元件供给装置的转送高精度地并且因此以可忽略的或者至少非常小的机械阻力进行。这通常意味着没有“歪斜”和/或“抖动”的转送。

此外，根据本发明的一个实施例，该方法还包括：(g)无人驾驶输送工具从空间区域运动至工作站，以及(h)第一元件供给装置从接纳装置转送到工作站上。由此可以在不影响装配运行的情况下为将来在自动装配机或在其它自动装配机中的使用预先配置第一元件供给装置。如上所述，这种预先配置可以是将新的元件带导入到第一元件供给装置中。在此，新的元件带可以关于第一元件供给装置的旧的至少部分用完的元件带被填充相同的电子元件或其他的电子元件。

要指出的是，本发明的实施方式参照不同的发明主题进行了描述。尤其是描述了具有装置权利要求的本发明的一些实施方式和具有方法权利要求的本发明的其他实施方式。然而，本领域技术人员在阅读该文献时会立即明白，只要没有另外明确说明，除了属于一种类型的发明主题的特征的组合之外，属于不同类型的发明主题的特征的任意组合也是可行的。

本发明的其它优点和特征由目前优选的实施方式的以下示例性的描述得出。

附图说明

图1示出了根据本发明的第一实施例的置换装置。

图2示出了根据本发明的第二实施例的置换装置。

图3a至3h示意性地示出了在使用图1所示的置换装置的情况下用第二元件供给装置来置换第一元件供给装置。

附图标记说明：

100 置换装置

110 无人驾驶输送工具

112 行驶机构

114 负载接纳机构

116 第一控制单元

118 能量存储器

130 定位装置/六腿并联机构

140 接纳装置

142 位置传感器

144 识别传感器

146 第二控制单元

150 操纵装置

152 滑移/牵引装置

154 耦合机构

190 元件供给装置

194 元件带

200 置换装置

240 接纳装置

252 滑移/牵引装置

254 耦联机构

260 接口/框架结构

300 置换装置

310 无人驾驶输送工具

330 定位装置/六腿并联机构

340 接纳装置

342 位置传感器

348 机械的定向元件

352 滑移/牵引装置

380 自动装配机(机架)

382 用于元件载体/印刷电路板的输送系统

384 参考标记

386 用于元件供给装置的接纳区域

388 接纳筒

391 第一元件供给装置

392 第二元件供给装置

T 输送系统的输送方向。

具体实施方式

应当指出的是，在以下详细描述中，与另一个实施例的相应特征或部件是相同的或至少功能相同的不同实施方式的特征或部件具有相同的附图标记或设有在后两位数字中与相应相同或至少功能相同的特征或部件的附图标记相同的附图标记。为了避免不必要的重复，已经借助前面描述的实施方式解释的特征或部件在后面不再详细阐述。

此外要指出的是，下面描述的实施方式仅是本发明的可能的实施变型方案的受限的选择。尤其可行的是，以合适的方式将各个实施方式的特征彼此组合，从而对于本领域技术人员来说利用在此明确示出的实施变型方案可以将多个不同的实施方式视为明显公开。

图1示出了根据本发明的第一实施例的置换装置100。置换装置100具有可商业获得的无人驾驶输送工具110，其包括行驶机构112以及负载接纳机构114。在图1中示意性地示出了具有车轮112的行驶机构，所述车轮在地面上滚动，无人驾驶输送工具110在所述地面上运动。在这里使用的无人驾驶输送工具110中，负载接纳机构114简单地是壳体的上表面。该负载接纳机构具有足够的机械稳定性，以便承载置换装置100的下面描述的其它部件。

置换装置100还具有第一控制单元116，该第一控制单元(无线地)与中央控制装置(未示出)连接并且控制无人驾驶输送工具110运动到地面上的任意的预先确定的位置。此外，无人驾驶输送工具具有在图1中示意性示出的电能量存储器118。能量存储器118尤其是可重复充电的蓄电池。

在所述负载接纳机构114上安置有如下定位装置130，所述定位装置根据在此所示的实施例是所谓的六腿并联机构。六腿并联机构130包括与六条长度可调节的腿相连接的两个板。腿的长度可以单独地但彼此协调地如此变化，使得上板相对于下板运动。可以以高精度实施的该运动可以沿着所有六个自由度(三个平移自由度和三个旋转自由度)进行。

此外，所述置换装置100具有在图1中示意性地示出的接纳装置140，该接纳装置140固定地安装在所述六腿并联机构130的上板上。在可以借助六腿并联机构130以较高的精度来运动或者说定位的接纳装置140上附接有位置传感器142。位置传感器142可以(光学地)检测参考标记，该参考标记(i)安装在图1中未示出的自动装配机的壳体上并且该参考标记(ii)在空间上固定地配属于用于附接在自动装配机上的元件供给装置190的接纳格。通过利用后置的图像分析单位(未示出)进行适当的图像分析，可以测定接纳装置140关于参考标记的精确的相对位置。在接纳装置140和该参考标记之间的相应的空间相对位置可以与第二控制单元146通信，该第二控制单元如此操控六腿并联机构130，使得接纳装置140精确地运动到预先确定的空间位置和/或定向中。该预先确定的空间位置/定向的特征在于，如以下借助图3a至3h所描述的那样，能够可靠地并且无问题地置换可拆卸地附接在自动装配机上的元件供给装置。

在接纳装置140的上述精确的空间定位之后，借助操纵装置150进行第一元件供给装置与第二元件供给装置的这种替换。根据在此所示的实施例，操纵装置150具有滑移/牵引装置152以及耦合机构154。滑移/牵引装置152能够沿着接纳装置140的底板进行移动。由两个耦合部件组成的耦合机构154位于滑移/牵引装置152和相应的元件供给装置190之间。两个耦合部件中的一个配属于滑移/牵引装置152，并且两个耦联部件中的另一个配属于元件供给装置190。在耦合机构154的第一运行状态中，这两个耦合元件彼此连接。这例如可以借助激活的磁力和/或借助机械干预来进行。在第二运行状态中，两个耦合元件相互脱耦。

此外，在接纳装置140上安装有识别传感器144。该识别传感器用于检测在图1中未示出的识别特征，该识别特征直接在用于元件供给装置的接纳筒的紧邻附近附接在相关的自动装配机上并且逻辑上配属于该接纳筒。通过辨识该识别特征，可以在置换元件供给装置之前验证正确的元件供给装置实际上正在被置换。

应当指出的是，图1中示出的元件供给装置190被如此配置，使得它能够在其内部以盒的形式容纳元件带194。这意味着，在替换或置换元件供给装置190时，也自动地替换包含在元件带194中的电子元件，这些电子元件在自动装配机中向装配过程供给。元件供给装置190的其他在图1中可见的构件是这种元件供给装置的已知的标准构件并因此在此不进一步阐述。

图2示出了根据本发明的第二种实施例的置换装置200。在置换装置200中，无人驾驶输送工具110与置换装置100中的那些无人驾驶输送工具相同。然而，与替换装置100不同的是，在此同样构造为六腿并联机构的定位装置130不直接附接在负载接纳机构114上。相反，在再次是无人驾驶输送工具110的壳体的表面的负载接纳机构114上设置机械接口260，该机械接口借助简单的框架结构来实现。在图2中，该框架结构260被图示为U形结构，其中“U”的下腿可拆卸地安装在负载接纳机构114上。

在图2中在上面示出的“U”的腿上固定六腿并联机构130的固定的板。六腿并联机构130的可运动的板与接纳装置240连接，该接纳装置在图2的横截面视图中示出，其具有上部的长形部件和下部的长形部件，所述上部的长形部件和下部的长形部件以未示出的方式机械地刚性地彼此连接。在两个长形部件之间构成接纳装置240的实际的接纳空间。

在置换装置200中也设置有滑移/牵引装置252和耦合机构254。在图2中，滑移/牵引装置252位于其左边的终端位置上，并且在通过未示出的驱动装置(与元件供给装置190一起)相应地激活时可以向右推入到自动装配机的未示出的接纳筒中。

框架结构260与负载接纳机构114的上述可拆卸性有利地使得能够(i)将框架结构260与其上安装的其它部件一起替换为(ii)将其上安装的相应部件的另一框架结构。这意味着，同一个无人驾驶输送工具110可以配备有不同的部件“定位装置”、“接纳装置”和/或“操纵装置”。

图3a至图3h示意性地示出了在使用图1所示的替换装置100的情况下用第二元件供给装置来置换第一元件供给装置。

图3a示出了，现在标有附图标记300的置换装置如何仅仅在使用无人驾驶输送工具310的情况下靠近在自动装配机旁边的应当进行元件供给装置的置换的位置。自动装配机或更准确地说自动装配机的下部框架结构标有附图标记380。

在下部框架结构380的上方，在图3a至3h中示出了用于元件载体的输送系统382，这些元件载体被引入到自动装配机的装配区域中并且在那里装配有电子元件。在图3a中，元件供给装置标有附图标记391，利用该元件供给装置将元件(未示出)呈现给、用于在拾取位置上进行拾取的装配头(同样未示出)。以下，将元件供给装置391称作第一元件供给装置。待装配的元件载体在图3a至3h中未示出。

如在所述置换装置100的上述详细描述中已经解释的一样，另一个元件供给装置处于所述接纳装置340上或者处，所述接纳装置340被附接至构造为六腿并联机构的定位装置330的能够移动的部件上。六腿并联机构330的固定部件附接至无人驾驶输送工具310的没有标注附图标记的负载接纳机构上。

如上所述，在通过无人驾驶输送工具310粗略定位之后，定位装置330被如此操控，使得接纳装置340被精确地带到如下一个位置中，在该位置中能够实现第一元件供给装置391与第二元件供给装置392的顺利置换。为了能够以合适的方式操控定位装置330或其驱动装置(未示出)，在接纳装置340上附接有位置传感器342，该位置传感器检测设置在自动装配机380上的参考标记384。后置于位置传感器342的分析单元测定接纳装置340与参考标记384之间的精确的相对位置。该参考标记384在空间上精确地配属于接纳筒的位置，第一元件供给装置391位于该位置中。

在图3a至图3h中，已经在上面描述的滑移/牵引装置标有附图标记352。在图1中示出的耦合机构154在这些附图中出于简明的原因未示出。

根据在此所示的实施例，在接纳装置340的前侧上设置有机械的定向元件348。在接纳装置340相对于第一元件供给装置391所处的接纳筒正确定位时，机械的定向元件348接合到互补的定向元件(图3a中未示出)。如果没有这种接合，则接纳装置340就不会处于对于第一元件供给装置391与第二元件供给装置392的顺利置换所需的正确位置中。

图3b示出了通过定位装置330实现的精细定位之后的状态。接纳装置340位于对于第一元件供给装置391与第二元件供给装置392的顺利置换所需的位置中。接纳装置340的在此未标注有附图标记的机械的定向元件348与自动装配机380上的互补的定向元件处于正确的机械接合之中。

图3c示出滑移/牵引装置352已经向前移动以借助另一耦合机构(未示出)来夹持第一元件供给装置391的状态。

图3d示出了这样的状态，在该状态中，滑移/牵引装置352再次向后移动，并且在这个过程中，第一元件供给装置391从接纳筒中被拉出。现在，第一元件供给装置391位于第二元件供给装置392旁边。基于图3d的透视图，仅可看到两个元件供给装置391、392中的一个。

图3d'示出了自动装配机380的相应的俯视图。根据在此所示的实施例，自动装配机380具有两个接纳区域386，这些接纳区域用于分别多个彼此相邻布置的元件供给装置。在两个接纳区域386之间存在前面已经提到的用于元件载体的输送系统，该输送系统示意性地用标有附图标记T的箭头示出，该箭头应表明输送系统382的输送方向。正好从在图3d'中标有附图标记388的接纳筒中取出的第一元件供给装置391沿着输送方向T直接位于第二元件供给装置392旁边。

图3e和图3e'分别示出了在沿着输送方向T重新定位或移动之后的接纳装置340。重新定位导致，现在第二元件供给装置392与接纳筒388对齐。

图3f示出滑移/牵引装置352再次向左运动的状态。在此过程中，它将第二元件供给装置392推入到接纳筒中。

图3g示出了滑移/牵引装置352再次向右运动的状态。在向右运动之前，滑移/牵引装置352和第二元件供给装置392之间的耦合已经被释放。由此，第二元件供给装置392保留在接纳筒中。

图3h示出了整个置换装置300从自动装配机380离开的运动。为此使用无人驾驶输送工具310，该无人驾驶输送工具将第一元件供给装置391带到工作站(未示出)。在该工作站上，可以由操作人员将新的元件带插入到第一元件供给装置391中，从而该元件供给装置直接在自动装配机380上预先配置，以便随后与位于另一接纳筒中的另一元件供给装置(或者必要时也与位于接纳筒388中的第一元件供给装置391)进行置换。

应当指出，术语“具有”不排除其他元件，并且数词“一个”不排除多个。此外，可以组合结合不同实施例描述的元件。还应当注意，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于置换在自动装配机上的元件供给装置的装置，该装置具有带有行驶机构和负载接纳机构的无人驾驶输送工具，其中，所述行驶机构被配置为以第一空间精度相对于所述自动装配机定位所述负载接纳机构；

定位装置，其被安装在所述负载接纳机构上；和

用于暂时接纳至少一个元件供给装置的接纳装置，其中所述定位装置配置为以第二空间精度相对于所述自动装配机定位所述接纳装置，其中所述第二空间精度大于所述第一空间精度。

2.根据权利要求1所述的装置，其还包括

位置传感器，用于检测接纳装置相对于自动装配机上的目标位置的当前位置。

3.根据权利要求1所述的装置，其还包括

识别传感器，其配置为，检测和分析识别特征，该识别特征配属于用于在自动装配机上的元件供给装置的预先给定的位置。

4.根据权利要求1所述的装置，其中

所述无人驾驶输送工具与所述定位装置组合地配置为沿着三个平移自由度定位所述接纳装置。

5.根据权利要求1所述的装置，其中

所述无人驾驶输送工具与所述定位装置组合地配置为沿着至少一个旋转自由度定位所述接纳装置。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其中

所述定位装置具有六腿并联机构。

7.根据权利要求1所述的装置，其还包括

用于控制所述无人驾驶输送工具的第一控制单元，和

用于控制定位装置的第二控制单元。

8.根据权利要求1所述的装置，其还包括

操纵装置，其安装或构造在接纳装置上并且被配置为，

(i)将第一元件供给装置从自动装配机的接纳筒转送到接纳装置，并且

(ii)将第二元件供给装置从所述接纳装置转送到所述自动装配机的接纳筒中。

9.根据权利要求8所述的装置，其中

所述操纵装置具有夹持单元。

10.根据权利要求8所述的装置，其中

所述操纵装置具有滑移/牵引装置和耦合机构，所述耦合机构被配置为将所述第一元件供给装置或所述第二元件供给装置可拆卸地与所述滑移/牵引装置连接。

11.根据权利要求1所述的装置，其还包括

能量存储器，其主要配属于所述无人驾驶输送工具，其中，所述能量存储器也次要地设置用于致动所述定位装置。

12.根据权利要求1所述的装置，其还具有

接口，其用于将所述定位装置可拆卸地附接至所述负载接纳机构。

13.一种借助根据权利要求1所述的装置来置换在自动装配机上的元件供给装置的方法，该方法包括

在工作站上拾取第二元件供给装置；

将第二元件供给装置放置在接纳装置中；

使得无人驾驶输送工具从工作站向自动装配机以第一空间精度移动到一个空间区域中，第一元件供给装置位于该空间区域中；

将接纳装置以第二精度定位到空间区域内的预先确定的位置上；

将第一元件供给装置从自动装配机的接纳筒转送到接纳装置中；和

将第二元件供给装置从接纳装置转送到自动装配机的接纳筒中。

14.根据权利要求13所述的方法，其还包括

使无人驾驶输送工具从空间区域移动到工作站，和

将第一元件供给装置从接纳装置转移到工作站上。

Images