CN1320360A - 电气组件的制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明力求以高的作业频率和高的定位精度来把电元件(2)装配到插件板(1)上。回转定位臂(7)的一端支承在一个固定的枢轴承(6)上,而在其另一端的范围内则设置了一个伺服传动装置(9,10),该传动装置驱动该回转臂(7)旋转并使之固定在相应的作业位置。这样定位臂(7)两端保持固定,从而在很大程度上避免了有害的弯曲振动。

Description

电气组件的制造装置

本发明涉及电气组件的一种制造装置，特别是把电气元件装到至少一块插件板上的装配装置，该装置至少具有一个可进行导向运动的长定位臂，该定位臂借助一个伺服传动装置可在该装配装置的作业区上方的一个平面内进行运动。

例如美国专利US5002448公开了这种装配装置。根据该专利，位于装配装置的作业区上方的定位臂借助于一根传动轴可在元件传送装置和待装配的印制电路板之间进行直线导向运动，该定位臂从布置在周围的元件传送装置取出元件并将它安装到插件板的规定位置。

为了避免倾斜，定位臂一般只在一端进行导向运动，而另一端则只支承在导轨上，例如美国专利US4836111公开了这种定位臂。特别是在无导向的一端的范围内，由于产生加速力和制动力引起了延误精确定位的振动。定位臂的实心结构导致了重量增加，重量增加又导致了惯性力增加，从而对传动系统提出更高的要求。

本发明旨在缩短定位周期和减少定位臂振动。

这个目的是通过本发明权利要求1来实现的。定位臂一端固定在枢轴承上。这样就以简单、精确和小巧的旋转导向代替了花钱多的直线导向。伺服传动装置在周围区域内例如作用到定位臂的外端。定位臂在达到要求的位置后，被伺服传动装置固定在该处，所以它在这个位置不可能再产生振动。

虽然就回转臂机器人而言，固定的旋转轴和回转传动也是人所熟知的，但以其小的精度和低的运动速度而不适合印刷电路板的加工。而且是在定位臂的内侧进行回转传动，这样就会象在直线运动的定位臂那样，产生类似的振动。

特别是在结构上适当考虑的前提下，可将传动装置直接安装在定位臂的外端。但也可将传动部分例如安装在臂中心和外端之间的范围内，从而达到接近质量重心。

根据本发明，一个固定在两个固定位置之间的定位臂由于产生惯性力而可明显减小所承受的弯曲荷载，从而明显改善它的振动性能。这样就缩短了特别是在定位臂制动时的余振时间，因而可提前开始紧接着的作业过程，并相应提高作业频率和装配效率。

一般例如在装配头上安装了一个例如CCT(闭路电视)摄像机形式的光扫描装置，在到达工作位置后，该扫描装置测定插件板。于是定位臂逐步移动，而且相应的测定过程可在振动衰减后才开始。根据本发明，用这种振动少的定位臂可显著加速插件板的耗时的测定。

定位臂可做得相当长和/或相当细长。它的整个长度保持横截面尺寸不变是特别有利的。也就是说，定位臂不必做成花钱多的铸件，而是用简单的挤压型材或轧制型材即可。它的横截面和它的质量的减少可使所需的传动力减小，由于给定的杠杆作用，还可进一步减少所需的传动力。所以传动系统可做得相当小巧。较大的臂长可达到较大的运动范围，从而可布置装有各种元件的较大的元件传送装置。元件传送装置例如可布置在定位臂的外部回转范围，这样就提供了相当长的取件段。

本发明的有利改进方案可以从权利要求2至11的特征部分得知。

根据权利要求2的改进方案，可在一个具有高精度的度盘上测定定位臂的角度位置。由于作业位置主要位于内部回转范围，所以可达到定位精度相当高的杠杆换算比。

根据权利要求3和4的改进方案，定位臂不但可在它的运动方向内精确固定，而且也可垂直于运动平面进行精确固定。

根据权利要求5的共同的导轨部分简化了装置的构造。

根据权利要求6的牵引工具，该工具例如按权利要求7做成循环式的齿状皮带，是一种简单的质量小的传动元件，在这种传动元件中，机械传动能可由一台固定的电动机产生。

按权利要求8的线性电动机可使定位臂以不变的传动条件在一个任意大的角度范围内运动。

根据权利要求9的改进方案，装置的构造达到了进一步的简化。

根据权利要求10和11的改进方案，装配装置周围的装置例如元件传送装置可布置在直线传送段的两侧，而不因此明显扩大定位臂的回转范围。

下面结合附图示意示出的一个实施例来详细说明本发明。

图1表示电气元件的插件板的装配装置的侧视图；

图2表示图1装置的俯视图；

图3表示沿图1剖面线Ⅲ-Ⅲ剖开的放大部分断面。

按图1和图2，电气元件2的插件板1的装配装置具有一个底架3，在该底架上装有一个作为印制电路板构成的插件板1的直线传送段4。此外，在支架3上固定了一根跨接传送段4的梁5，在该梁的上侧安装一个长定位臂7的固定枢轴承6。枢轴承6的旋转轴与传送段4的平面保持垂直，插件板1紧贴在该平面上。面向该插件板的定位臂7的下侧布置了一个装配头8，该装配头可按水平示出的箭头沿定位臂7运动。这里所示的插件板1用其下侧紧贴到例如该传送段的未示出的循环式传送带上，且其面积尺寸相当于一个形成元件装配区的作业区。

定位臂7借助于一台线性电动机平行于作业区围绕枢轴承6进行回转，该线性电动机由一个固定在定位臂7上的线圈部分9和固定磁铁部分10组成。该磁铁部分相对于枢轴承6沿着线圈部分9的运动行程同心地延伸并固定在一个环形的支承件11上，而该支承件则用两个支架12锚定在底架3上。线圈部分9在周围范围内固定在面离装配头8的定位臂7的上侧。磁铁部分10则以小的空气隙布置在线圈部分9的上方。磁铁部分延伸很大的角度范围，使定位臂7用装配头8可覆盖整个作业区。

线性电动机以高的角度精度沿弧形运动箭头运动。在达到选定的角度位置后，该线性电动机以电磁的方式固定在它的位置内。这样定位臂7就在两端的范围内保持固定，从而在很大程度上避免了有害的弯曲振动。

在图2左方的范围内用点划线示出了定位臂的另一种传动装置。这里涉及的是一种循环式的齿状皮带13，它可固定在定位臂7的自由端上并通过固定的两侧导向辊14进行导向运动。

按图3，支承件11具有一个环形导轨15以及一个相应的弧形角度规16。在线圈部分9上布置了一个对准角度规16的扫描装置17，用该扫描装置可确定该定位臂7的精确的角度位置。此外，在线圈部分上设置了支承辊18，该支承辊支承在导轨15上，而该导轨则平行于定位臂的回转平面延伸。就这样线圈部分9和磁铁部分10之间作用的磁力被阻断，定位臂7进行导向运动，防止了垂直于回转平面的倾斜。当支承辊以较大的切向距离相互安装时，可防止由于偏心的惯性力引起的定位臂7的扭转。

Claims (11)

1．一种电气组件的制造装置，特别是把电气元件(2)装到至少一块插件板(1)上的装配装置，其中该装配装置至少具有一个导向支承(例如6)的长定位臂(7)，该定位臂借助至少一个伺服传动装置(例如9和10,13和14)可在该装配装置的作业区上方的一个平面内进行运动，而且该装配装置的固定传动部分(例如10,14)与活动传动部分(例如9,13)共同作用，这些活动传动部分与定位臂(7)连接，其特征为：

在作业区上方进行回转运动的定位臂(7)的导向作为固定在该装配装置上的枢轴承(6)构成；

伺服传动装置(例如9,13)在周围区域内布置在定位臂(7)上；

在这个区域内的传动力作用到该定位臂上。

2．按权利要求1的装置，其特征为：

在定位臂(7)的周围区域内设置了一个用来确定角度位置的扫描装置(17)；

沿着扫描装置(17)的运动行程设置了一个固定的弧形角度规(16)。

3．按权利要求1或2的装置，其特征为，该装置在定位臂(7)的周围回转范围内具有一个平行于回转平面的向枢轴承(6)延伸的同心固定导轨(15)，定位臂(7)在该导轨内进行导向运动，而不从回转平面倾斜。

4．按权利要求3的装置，其特征为，定位臂(7)具有垂直于回转平面支承在导轨(15)上的支承辊(18)。

5．按权利要求2、3或4的装置，其特征为，角度规和导轨(15)布置在一个共同的导轨上。

6．按前述权利要求任一项的装置，其特征为，活动的传动部分做成牵引工具(例如13)，该牵引工具在周围的范围内作用在定位臂(7)上。

7．按权利要求1的装置，其特征为，该牵引工具做成由一台电动机传动的齿状皮带(13)，该齿状皮带在回转范围两侧设置的导向辊(14)的上方进行导向运动。

8．按权利要求1至5任一项的装置，其特征为，伺服传动装置作为线性电动机构成，它的活动传动部分作为线圈部分(9)构成，而它的固定传动部分则作为弧形的排成一排的磁铁部分(10)构成，这些磁铁部分吸持在该装置的一个固定的支承件(11)上。

9．按权利要求8的装置，其特征为：扫描装置(17)和支承辊(18)与线圈部分(9)连接；而导轨(15)和角度规(16)则与支承件(11)连接。

10．按权利要求8或9的装置，其特征为：插件板(1)的直线传送段(4)通过枢轴承(6)的轴线区；枢轴承(6)固定在一根梁(5)上，此梁象桥梁那样跨接该传送段(4)。

11．按权利要求10的装置，其特征为：传送段(4)与线圈部分(9)的移动范围交叉；该支承件跨接传送段(4)。

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