DE69208190T2

DE69208190T2 - Betätigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69208190T2
Application number: DE69208190T
Authority: DE
Inventors: Eric V Kanto; Edward A Neff
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2012-09-26
Also published as: DE69208190D1; EP0534786B1; US5175456A; EP0534786A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Maschinen, die für den automatisierten Zusammenbau von Produkten nützlich sind. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Geräte und Vorrichtungen, die zum Warten, Zusammenbauen und Positionieren von Komponententeilen in einem Produktzusammenbauprozeß vorteilhaft sind. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, als eine Betätigungsvorrichtung für die rasche Bewegung und das genaue Positionieren von relativ zerbrechlichen Komponententeilen während einer automatisierten Zusammenbauprozedur nützlich, wobei extrem schwache Kräfte auf den Komponententeilen erzeugt werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Zahlreiche Vorrichtungen, die für den automatisierten Zusammenbau von Produkten nützlich sind, werden erfolgreich seit vielen Jahren verwendet. In jedem Fall wurden automatisierte Zusammenbauvorrichtungen verwendet mit einem Blick hinsichtlich einer Steigerung der Wirksamkeit und der Genauigkeit der Verfahren, Prozeduren und Prozesse, die während der Herstellung und des Zusammenbauens eines abgeschlossenen Produktes folgen.
Tatsächlich wird die weite Mehrzahl der Verbraucherprodukte nunmehr auf Zusammenbaulinien hergestellt, die automatisierte Zusammenbauvorrichtungen enthalten.
Es ist einfach zu betonen, daß mit zunehmender Komplexität eines hergestellten Produktes eine entsprechende Steigerung in der Komplexität der Maschinen einhergeht, die zur Herstellung des Produktes erforderlich sind. Dies ist insbesondere so, wenn die Komponententeile kompliziert oder zerbrechlich sind und Genauigkeit eine große Rolle spielt. Beispielsweise erfordern zahlreiche Produkte das genaue Positionieren und den Zusammenbau von extrem kleinen und leichtgewichtigen Komponenten bei deren Herstellung. Insbesondere erfordern diese Operationen Genauigkeit bei der Bewegung der Komponente in die Position und bei der Kraft,mit der die Komponente bewegt und mit anderen Komponenten zusammengebaut wird. Weiterhin ist es für Qualitätskontrollzwecke oft notwendig, daß irgendeine Möglichkeit zur Gewinnung einer Echtzeitprüfung der Genauigkeit besteht, mit der die Komponente während des Zusammenbaues des Produktes positioniert wurde. Wenn sehr kleine, zerbrechliche oder leichtgewichtige Komponenten in dem Herstellungsprozeß verwendet werden, und wenn sehr schwache Kräfte für den Zusammenbau dieser Komponenten erforderlich sind, werden solche Überlegungen sehr wichtig.
Von den bekannten Vorrichtungen, die typischerweise für den automatisierten Zusammenbau verwendet werden, sind pneumatische Vorrichtungen notorisch ungenau. Dies ist so primär aufgrund der schwachen Dämpfung, die durch pneumatische Systeme erzielt ist. Andererseits können Systeme, die Solenoide enthalten, sehr genau sein. Darüber hinaus können die Kräfte, die Solenoide an Komponenten während der Handhabung der Komponente legen, für die Komponente zerstörend oder sonst inakzeptabel sein. Eine andere allgemeine Vorrichtung, nämlich der wohlbekannte Schrittmotor, verdient ebenfalls Erwähnung. Ganz allgemein können Schrittmotorsysteme räumlich genau in ihrem Betrieb sein, und die Kräfte, die sie erzeugen, können wirksam gesteuert werden. Schrittmotoren sind jedoch sperrige Größen und haben keine guten Eigenschaften hinsichtlich der Erzeugung schwacher Kräfte. Bei einigen Herstellungsprozeduren können diese Faktoren bedeutende Nachteile sein. Folglich wurde bei der vorliegenden Erfindung erkannt, daß ein elektronisch betriebenes System wirksam für die genaue Plazierung einer Produktkomponente während des Zusammenbaues sein kann, ohne den Kraft- und Raumproblemen zu begegnen, denen die oben diskutierten Typen von Systemen konfrontiert sind. Insbesondere wird bei der vorliegenden Erfindung erkannt, daß ein Schwingspulen-Linearmotor für diese Zwecke angewandt werden kann. Während die US-A- 4 498 023, herausgegeben für Stout für eine Erfindung, die "Schwingspulen-Linearmotor mit integriertem Kondensator" genannt ist, sich einigen der Gesichtspunkte, die die vorliegende Erfindung betreffen, widmet, wendet sie sich nicht allen wichtigen Gesichtspunkten zu. Beispielsweise beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit dem Aufrechterhalten einer genauen Konzentrizität zwischen den Teilen der Betätigungsvorrichtung, wenn sie sich relativ zueinander bewegen. Stout beschäftigt sich gerade nicht mit diesem Problem. Weiterhin beabsichtigt die vorliegende Erfindung eine kompakte Konfiguration für die Betätigungsvorrichtung, die mit der zylindrischen Spule nicht erzielbar ist, die für die Stout-Vorrichtung offenbart ist. Zusätzlich läßt aufgrund der vorgeschlagenen Magnetstärken eine Vorrichtung, wie diese in der US-A-4 498 023 offenbart ist, Wärmeerzeugungsprobleme erwarten, die drastisch auf die vorgeschlagene Sensorgenauigkeit einwirken, um dadurch die Vorrichtung ineffektiv zu machen.
Zusätzlich zu den oben angegebenen Vorteilen hat ein elektronisches System andere Eigenschaften, die vorteilhaft für eine Vorrichtung sein können, die in dem automatisierten Zusammenbau eines Endproduktes nützlich sind. Beispielsweise kann ein bestimmtes elektronisches System leicht selbst für kompakte Konfigurationen geeignet sein. Weiterhin spricht ein elektronisches System auf Signale an und kann gestaltet sein, um Signale zu liefern, die zum Überwachen und Steuern des Betriebes des Systemes verwendbar sind.
Im Hinblick auf das Obige ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bewegen, Überwachen und Positionieren einer Komponente in einer automatisierten Zusammenbauoperation zu schaffen, die fähig ist, zerbrechliche und leichtgewichtige Komponenten aufzugreifen, zu transportieren und abzulegen. Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren einer Komponente in einer automatisierten Zusammenbauoperation vorzusehen, welche eine wirksame Steuerung von extrem kleinen Kräften hat und die derartige Kräfte innerhalb einer relativ schnellen Ansprechzeit steuern kann. Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzusehen, die Zusammenbaukomponenten mit minimalem Springen (d.h. falls überhaupt kleinen Anderungen in der Linearrichtung) an dem Ende einer Komponentenplazierungsoperation transportieren kann. Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Bewegen, Überwachen und Positionieren einer Komponente in einer automatisierten Zusammenbauoperation vorzusehen, die für eine Echtzeitverifizierung der Betriebsgenauigkeit wirksam überwacht werden kann. Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine automatisierte Zusammenbauvorrichtung vorzusehen, die relativ einfach zu verwenden ist, die relativ einfach herzustellen ist, und die vergleichsweise kostennützlich ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren einer Zusammenbaukomponente in einer automatisierten Zusammenbauoperation, die umfaßt: eine Einrichtung zum Hervorrufen eines Magnetfeldes, eine elektrische Spule zum Führen eines Stromes, wobei die Spule für eine Bewegung innerhalb des Magnetfeldes abhängig von einem durch die Spule fließenden Strom angeordnet ist, einen Greifer, der mit der Spule verbunden ist und an der Komponenten angreifbar ist, eine elektrisch mit der Spule verbundene Einrichtung zum Liefern des elektrischen Stromes, um Kräfte an der Komponenten während eines Positionierens der Komponenten zu erzeugen, und eine Einrichtung zum Bestimmen der Differenz zwischen einer tatsächlichen Position des Greifers und einer gewünschten Stopposition, um ein Fehlersignal zu erzeugen und um einen elektrischen Strom durch die Spule fließen zu lassen, wenn das Fehlersignal einen Absolutwert größer als Null hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem aufweist: eine Einrichtung zum Überwachen des Fehlersignales, um die Zusammenbaukomponente zurückzuweisen, wenn das Fehlersignal einen vorbestimmten Wert erreicht.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Transportieren und Positionieren eines Werkstückes, die aufweist: ein Gehäuse, eine an dem Gehäuse angebrachte Einrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes, eine gleitend an dem Gehäuse angebrachte Spule, einen Greifer zum Halten des Werkstückes, wobei der Greifer an der Spule für eine Bewegung hiermit angebracht ist, eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Stromes in dem Magnetfeld, wobei die Stromerzeugungseinrichtung mit der Spule verbunden ist, um die Spule abhängig von einem erzeugten elektrischen Strom zu bewegen, damit Kräfte auf das Werkstück während eines Positionierens des Werkstückes hervorgerufen werden, und eine Einrichtung zum Bestimmen der Differenz zwischen der tatsächlichen Position der Spule und einer gewünschten Stopposition, um ein Fehlersignal zu erzeugen und um einen elektrischen Strom durch die Spule fließen zu lassen, wenn das Fehlersignal einen Absolutwert größer als Null hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem eine Einrichtung zum Überwachen des Fehlersignales aufweist, um die Zusammenbaukomponente zurückzuweisen, wenn das Fehlersignal einen vorbestimmten Wert erreicht.
Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein Verfahren zum Überwachen und Positionieren einer Zusammenbaukomponente in einer automatisierten Zusammenbauoperation, das die folgenden Schritte aufweist: Vorsehen einer Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes, einer elektrischen Spule zum Führen eines Stromes, wobei die Spule für eine Bewegung zwischen einer Zurückziehposition und einer erstreckten Position innerhalb des Magnetfeldes abhängig von einem durch die Spule fließenden Strom angeordnet ist, einem Greifer, der mit der Spule verbunden ist und in die Komponente einzugreifen vermag, um Kräfte auf der Komponenten während eines Positionierens der Komponenten zu erzeugen, Bestimmen der Differenz zwischen einer tatsächlichen Position des Greifers und einer gewünschten Stopposition, um ein Fehlersignal zu erzeugen, und Veranlassen, einen elektrischen Strom durch die Spule fließen zu lassen, wenn das Fehlersignal einen Absolutwert größer als Null hat, und Erzeugen eines Stromflusses durch die Spule, um selektiv die Spule zwischen der Zurückziehposition und der erstreckten Position zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin den Schritt des Überwachens des Fehlersignales umfaßt, um die Zusammenbaukomponente zurückzuweisen, wenn das Fehlersignal einen vorbestimmten Wert erreicht.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüche definiert.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung eine Betätigungsvorrichtung, die ein Gehäuse umfaßt, wobei ein Magnet fest an dem Gehäuse befestigt ist, um ein Magnetfeld in dem Gehäuse aufzubauen. Der Magnet ist vorzugsweise ein Seltenerdemagnet und ist mit einem Vorsprung gebildet, der sich durch die zentrale Kammer des Gehäuses erstreckt. In vorteilhafter Weise ist ein Spulenkolben, der mit einem offenen Durchgang gebildet ist, gleitend auf dem Gehäuse befestigt und positioniert, um den Magneten zu umgeben, wobei sich der Vorsprung des Magneten durch den Durchgang erstreckt. Ein leitender Draht ist um den Spulenkolben gewickelt, um eine Spulenanordnung zu schaffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Betätigungsvorrichtung auch einen Greifer, der auf dem Spulenkolben befestigt ist, um das Werkstück oder eine Produktkomponente während seines bzw. ihres Überganges von einer Vorratsquelle in eine Position für einen Produktzusammenbau zu halten. Vorzugsweise ist der Greifer ein Hohlstab, der an dem Spulenkolben für eine Linearbewegung mit dem Spulenkolben und für eine Drehung auf dem Spulenkolben um die Längsachse des Stabes befestigt ist. Für ein Ausführungsbeispiel der Betatigungsvorrichtung kann der Greifer ein Endstück haben, das betätigbar ist, um das Werkstück oder eine zu bewegende Komponente zu greifen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel für die Betätigungsvorrichtung kann eine Vakuumquelle betriebsmäßig mit dem Stab verbunden sein, um ein Saugen durch den Hohlstab hervorzurufen, das das Werkstück oder die Produktkomponente gegen den Stab während eines Transportes hält.
Für den Betrieb der Betätigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Quelle eines elektrischen Stromes vorgesehen und direkt mit der Spule der Spulenanordnung verbunden. Elektrische Ströme von dieser Quelle werden bei Bedarf durch den Bediener geschickt. Da die Spule in dem Magnetfeld angeordnet ist, das durch den Magneten erzeugt ist, schafft ein Stromfluß durch die Spule eine Kraft auf den Spulenkolben. Diese Kraft bewegt dann den Spulenkolben und den Greifer relativ zu dem Gehäuse. Zusätzlich kann die Betatigungsvorrichtung selbst in irgendeiner bekannten Art bewegt werden, und die konzertierte Wirkung der Bewegung der Betätigungsvorrichtung und der Bewegung des Greifers relativ zu dem Rest der Betätigungsvorrichtung kann verwendet werden, um ein Werkstück oder eine Produktkomponente von einem Ort zu einem anderen zu transportieren.
Ein Positionssensor kann auf dem Gehäuse der Betätigungsvorrichtung befestigt sein, um den Ort des Spulenkolbens und damit des Greifers relativ zu dem Gehäuse zu erfassen. Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung kann der Sensor entweder ein relativ unkomplizierter kapazitiver Sensor oder vorzugsweise ein stärker entwickelter optischer Codierer sein. In jedem Fall kann der Positionssensor verwendet werden, um eine Bewegung des Greifers zu kalibrieren und um dessen Start- und Stoppunkte aufzubauen. Weiterhin können durch den Positionssensor erzeugte Signale verwendet werden, um den Betrieb und die Bewegung des Spulenkolbens zu steuern und um das Ergebnis der Operation der Betatigungsvorrichtung zu überwachen. Um dies zu tun, kann die Betätigungsvorrichtung abgewandelt werden, um einen Mikroprozessor einzuschließen, der die tatsächliche Position des Spulenkolbens (wie durch den Positionssensor angezeigt) bezüglich einer voreingestellten gewünschten Position des Spulenkolbens (gemäß einem programmierten Eingangssignal) vergleicht. Dieser Vergleich liefert ein Fehlersignal. Abhängig von der Größe dieses Fehlersignales kann die Steuerung des Spulenkolbens durch Bewegen des Spulenkolbens in einer Weise erzielt werden, die das Fehlersignal auf Null reduziert. Dies erfolgt tatsächlich, wenn die Steuerung das Objektiv ist. Wenn andererseits die Überwachungs- und Qualitätssteuerung die Objektive sind, kann das Fehlersignal beibehalten werden, und das zusammengebaute Produkt kann zurückgewiesen werden, wenn das Fehlersignal die erlaubte Toleranz überschreitet.
Die neuartigen Merkmale dieser Erfindung sowie die Erfindung selbst können hinsichtlich ihrer Struktur und ihres Betriebes am besten aus den begleitenden Zeichnungen im Zusammenhang mit der zugehörigen Beschreibung verstanden werden, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, und wobei:

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der vorliegenden Erfindung in ihrer Betriebsumgebung ist,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, wobei zur Klarheit Teile entfernt und Teile weggebrochen sind,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, wobei zur Klarheit Teile weggelassen und Teile weggebrochen sind,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung längs einer Linie V-V in Fig. 2 ist,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung längs der Linie V-V in Fig. 2 ist,
Fig. 7 ein schematisches Diagramm der elektrischen Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, und
Fig. 8 ein Graph ist, der die Beziehung der Position und Zeit für die Greiferoperationen der Betätigungsvorrichtung zeigt.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Zunächst auf Fig. 1 eingehend, ist die Betätigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Bewegen und Positionieren einer Zusammenbaukomponente in einer automatisierten Zusammenbauoperation in ihrer beabsichtigten Umgebung gezeigt und mit 10 bezeichnet. Wie dargestellt ist, ist die Vorrichtung 10 betriebsmäßig auf einer automatisierten Zusammenbaumaschine 12 für eine Bewegung zwischen einer Position, in der die Vorrichtung (mit 10 bezeichnet) eine Komponente 14 von einem Förderer 16 wiedergewinnt und die Komponente 14 zu einer Position transportiert, in welcher die Vorrichtung (mit 10' bezeichnet) die Komponente 14 in Eingriff mit einer anderen Endproduktkomponenten 18 bringt, befestigt. Nach deren Zusammenbau wird die Kombination der Komponenten 14 und 18 dann durch einen Förderer 20 zu einer nachfolgenden Arbeitsstation gebracht, wo sie gepackt oder mit anderen Komponenten (nicht gezeigt) weiter kombiniert wird. Was die Vorrichtung 10 und deren Betrieb anbelangt, so sei betont, daß die Maschine 12, die in Fig. 1 gezeigt ist, lediglich ein Beispiel darstellt. Tatsächlich kann die Vorrichtung 10 auf eine Vielzahl von Maschinen (nicht gezeigt) für eine Bewegung zwischen einer Vielzahl von vorgewählten Positionen befestigt werden.
In Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Betätigungsvorrichtung 10 ein Gehäuse 22 umfaßt, das relativ kompakt ist und das gestaltet und dimensioniert ist, um vergleichsweise flach zu sein. Es ist von Bedeutung, obwohl dies nicht in den Figuren gezeigt ist, daß es diese Konfiguration der Betätigungsvorrichtung 10 erlaubt, leicht mit anderen derartigen Vorrichtungen für eine verbesserte Wirksamkeit in einer automatisierten Zusammenbauoperation stapelbar zu sein. Fig. 2 zeigt ebenfalls, daß ein Greifer (oder Stab) 24 an dem Gehäuse 22 befestigt ist. Insbesondere ist für die vorliegende Erfindung der Stab 24 vorzugsweise ein verlängertes rohrähnliches Glied, das gleitbar an dem Gehäuse 22 angebracht ist und das sich im wesentlichen durch das Gehäuse 22 erstreckt, wie dies gezeigt ist. Es ist auch aus der Fig. 2 zu ersehen, daß das Gehäuse 22 mit einer Befestigung 26 und mit einem elektrischen Verbinder 28 und einem Sensorverbinder 30 ausgestattet ist. Was insbesondere den Stab 24 anbelangt, so ist der Stab 24 gleitend an dem Gehäuse 22 zwischen der Befestigung 26 und einem Lager 27 (vgl. Fig. 4) befestigt, das auf dem Gehäuse 22 gegenüber zu der Befestigung 26 gelegen ist. Weiterhin kann der in dieser Weise befestigte Stab 24 bei Bedarf um seine Longitudinalachse gedreht werden.
In der Fig. 3 ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel der erf indungsgemäßen Betätigungsvorrichtung gezeigt und allgemein mit 100 bezeichnet. Dieses Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung 100 umfaßt eine elektrische Spule 102, die hier in einer im allgemeinen abgeflachten Konfiguration gezeigt ist. Die tatsächliche Gestalt der Spule 102 ist jedoch von minimaler Bedeutung und wird größtenteils durch die Wünsche des Herstellers bestimmt. Tatsächlich könnte die Spule 102 auch zylindrisch gestaltet sein. In jedem Fall müssen die Windungen der Spule 102 in irgendeiner Weise so gestaltet sein, daß sie einen Hohlraum umgeben.
Fig. 3 zeigt die Spule 102, die um eine Ausdehnung 104 eines Spulenkolbens 106 gewickelt ist. Obwohl dieses Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung 100 eine besondere Struktur zeigt, um die die Spule 102 gewikkelt ist, erkennt der Fachmann, daß im Handel Spulen erhältlich sind, die keine derartige Struktur erfordern. Derartige Spulen können tatsächlich bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Unabhängig hiervon ist es von Bedeutung, daß die Spule 102 physikalisch an dem Spulenkolben 106 angebracht ist und sich mit dem Spulenkolben 106 bewegen kann. Weiterhin ist es für die vorliegende Erfindung wichtig, daß der Greifer 24 betriebsmäßig an dem Spulenkolben 106 angebracht ist und sich mit dem Spulenkolben 106 bewegen kann.
Ein Magnet 108 ist gezeigt, der an dem Gehäuse 22 der Betätigungsvorrichtung 100 angebracht ist, und eine Magnetrückführung 110 ist ebenfalls als an dem Gehäuse 22 angebracht und von dem Magnet 108 beabstandet gezeigt, so daß ein effektives Flußfeld als die Umgebung für die Spule 102 aufgebaut wird. Vorzugsweise ist der Magnet 108 ein Seltenerdmagnet mit einer permanenten magnetischen Fähigkeit von 35 MEG Oersted. Was die vorliegende Erfindung anbelangt, so umgibt die Spule 102 tatsächlich den Magneten 108. Dies baut eine Kooperationzwischen der Spule 102, dem Magneten 108 und der Magnetrückführung 110 auf, bei der ein Teil der Spule 102 fähig ist, sich zwischen dem Magneten 108 und der Magnetrückführung 110 zu bewegen.
Der Spulenkolben 106 ist fest an einem Linearlager 112 angebracht, und das Linearlager 112 ist gleitend auf einer Lagerschiene 114 befestigt. Die Lagerschiene 114 ist ihrerseits fest auf dem Gehäuse 22 befestigt. Diese Anordnung erlaubt es dem Linearlager 112 mit ihrem angebrachten Spulenkolben 106 und der Spule 102 sich gleitend innerhalb des Gehäuses 22 zu bewegen. Da folglich die Windungen der Spule 102 im wesentlichen senkrecht zu dem durch den Magneten 108 erzeugten Flußfeld orientiert sind, erzeugt das Anlegen eines elektrischen Stromes an die Spule 102 eine Kraft auf den Spulenkolben, der die Spulenanordnung (d.h. die Spule 102 und den Spulenkolben 106) sich innerhalb des Gehäuses 22 bewegen läßt. Diese Bewegung muß überwacht und gesteuert werden.
Die Steuerung über die Bewegung der Spule 102 und somit die Steuerung über den Greifer 24 wird erzielt durch Überwachen der Position des Spulenkolbens 106 relativ zu dem Gehäuse 22. Dies erfolgt mittels eines Codierers 122, wie beispielsweise eines Modelles SRL 4, eines durch die Firma Dynamics Research Corporation hergestellten Codierers, der fest an dem Gehäuse 22 angebracht ist. Insbesondere ist für die Betätigungsvorrichtung 100 eine Klammer 116 fest an dem Linearlager 112 angebracht, und ein Glascodierergleitstück 118 mit einer darauf geätzten oder gedruckten Skala 120 ist fest an der Klammer 116 angebracht. Demgemäß bewegt sich das Glascodierergleitstück 116 zusammen mit dem Linearlager 112 und dem Spulenkolben 106. In einer weiter unten in Einzelheiten zu erläuternden Weise nutzt die Betätigungsvorrichtung 100 Information von dem Codierer 122 bezüglich der Position des Glasgleitstückes 118, um so genau die Position des Spulenkolbens 106 und damit die Position des Greifers 24 bezüglich des Gehäuses 22 zu fixieren. Mittels dieser Anordnung wurden Genauigkeiten in der Größenordnung von fünf Hundertstel eines Millimeters (0,05 mm) zum Bestimmen der tatsächlichen Position des Stabes 24 erreicht. Zusätzlich kann der Stab 24 einen (nicht gezeigten) Magneten haben, der für eine Bewegung auf dem Stab 24 hiermit befestigt ist. Ein anderer Magnet 124, der als fest auf dem Gehäuse 22 gezeigt ist, wird elektrisch aktiviert, um magnetisch mit dem Magneten auf dem Stab 24 zusammenzuwirken, so daß der Stab 24 und dessen zugeordnete Spulenanordnung in einer arretierten oder zurückgezogenen Konfiguration während der Leerzeit für die Betätigungsvorrichtung 100 gehalten wird. Die Position von entweder dem Magneten auf dem Stab 24 oder dem Magneten 124 kann eingestellt werden, um einen genauen Eingriff des Stabes 24 mit dem Gehäuse 22 in der arretierten Position für den Stab 24 zu erlauben.
Die Einzelheiten für ein alternatives Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung 10 werden anhand der Fig. 4 näher erläutert, in welcher gezeigt ist, daß die Vorrichtung 10 einen Spulenkörper 32 (ähnlich zu dem Spulenkolben 106 für das bevorzugte Ausführungsbeispiel) umfaßt, die mit einem Hohlraum 34 gebildet ist. Tatsächlich ist das alternative Ausführungsbeispiel unter den meisten Gesichtspunkten ähnlich zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, und die Zwecke sind die gleichen. Der Spulenkörper 32 ist, wie gezeigt, relativ flach, wie das Gehäuse 22, und er ist allgemein kastenähnlich gestaltet. Weiterhin ist der Spulenkörper 32 gleitend an einem Gleitmechanismus 36 angebracht, der selbst fest an dem Gehäuse 22 vorgesehen ist. Vorzugsweise eröffnet dieser Mechanismus 36 einen sehr leichten Genauigkeitsweg, der während einer Bewegung des Spulenkörpers 32 minimale Reibungskräfte hervorruft. Der Mechanismus 36 kann auf verschiedene bekannte Weise aufgebaut und mit Laufstopstellen ausgestattet werden, die den Abstand begrenzen, über welchen der Spulenkörper 32 längs des Mechanismus 36 laufen kann. Vorzugsweise liegt das Ausmaß dieses Laufes im Bereich zwischen 5 - 10 cm (zwei bis vier Zoll (2 - 4 Inches)) Folglich kann der Spulenkörper 32 frei längs des Mechanismus 36 gleiten und innerhalb des Gehäuses 22 über diesen Abstand hin- und herfahren. Es ist auch wichtig zu erkennen, daß der Greifer 24 an dem Spulenkörper 32 für eine Linearbewegung mit dem Spulenkörper 32 angebracht ist.
Fig. 4 zeigt auch, daß ein Magnet 38 innerhalb des Gehäuses 22 befestigt ist. Insbesondere ist der Magnet 38 mit einem Vorsprung 40 gestaltet und innerhalb des Gehäuses 22 positioniert, so daß sich der Vorsprung 40 des Magneten 38 in den Hohlraum 34 des Spulenkörpers 32 erstreckt. Vorzugsweise ist der Magnet 38 von einem im Handel erhältlichen Typ, der aus einem Seltenerdelement hergestellt ist. Beispielsweise ist ein Neodenium-35- Megagaussoersted-Magnet für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet. Weiterhin wird bevorzugt, daß der Magnet 34 ein Dauermagnet ist, der mit einer magnetischen Intensität in der Größenordnung von etwa 35 MEG-Oersted (35 MOe) betrieben werden kann. Wenn der Magnet 38 im Gehäuse 22 gelegen ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, so wird durch den Fachmann erkannt, daß die Pole des Magneten 38 auf dem Gehäuse 22 ausgerichtet werden können, um wirksam ein Magnetfeld mit Flußlinien aufzubauen, die im wesentlichen senkrecht zu den Richtungen ausgerichtet sind, entlang denen der Spulenkörper 32 in dem Gehäuse 22 hin- und herfährt.
Die Vorrichtung 10 umfaßt auch eine Spule 42, die aus einem elektrischen Draht 44 hergestellt ist, der um den Spulenkörper 32 gewickelt ist. Es ist von Bedeutung, daß die Wicklung der Spule 42 um den Spulenkörper 32 ausreichend dicht sein sollte, um wirksam die Spule 42 mit dem Spulenkörper 32 zu verbinden. Die Enden 44a und 44b des elektrischen Drahtes 44 sind elektrisch an dem Verbinder 28 so angebracht, daß eine externe Spannungsverwendet werden kann. Vom Fachmann wird erkannt, daß bei der in dem Magnetfeld, das durch den Magneten 38 erzeugt ist, liegenden Spule 42 dann, wenn ein Strom von einer Stromquelle 46 durch die Spule 42 geschickt wird, eine Kraft auf den Spulenkörper 32 aufgeprägt wird, die den Spulenkörper 32 innerhalb des Gehäuses 22 bewegt. Abhängig von der Größe, der Richtung und der Zeitdauer des Stromes, der durch die Spule 42 geschickt ist, kann die Kraft, die auf dem Spulenkörper 32 erzeugt ist, gesteuert werden. Vorzugsweise liegt die Größe der auf dem Spulenkörper 32 erzeugten Kräfte in einem Bereich von null bis zehntausend Gramm (0 - 10000 Gramm). Es wird für die vorliegende Erfindung beabsichtigt, daß die Betätigungsvorrichtung 10 (Fig. 2 und 4) sowie die Betätigungsvorrichtung 100 (Fig. 3) in gleicher Weise in einem Bereich arbeiten, in welchem ungefähr null bis zweitausend Gramm (0 - 2000 Gramm) einer veränderlichen Kraft selektiv mit einer Abweichung von lediglich plus oder minus einem Gramm (± 1 Gramm) anliegen. Weiterhin kann bekanntlich und wie oben aufgezeigt die Lage und die Richtung eines Laufes des Spulenkörpers 32 durch die Größe und Richtung des Stromflusses durch die Spule 42 gesteuert werden.
Für den Betrieb der Vorrichtung 10 ist es wichtig, fähig zu sein, die Lagebeziehung zwischen dem Spulenkörper 32 und dem Gehäuse 22 zu bestimmen. Hierzu können einige Sensoren angeregt werden. Indem gegenwärtig auf Fig. 7 Bezug genommen wird, ist zu ersehen, daß ein Sensor 48 in der Vorrichtung 10 eingebaut und betriebsmäßig über eine Leitung 50 mit dem Sensorverbinder 30 verbunden ist, der auf einem Gehäuse 22 der Vorrichtung 10 gelegen ist. Weiterhin schließt die Leitung 50 die Verbindung zwischen dem Sensorverbinder 30 und dem Mikroprozessor 70 ab. In einem Ausführungsbeispiel kann die Positionserfassungsfunktion mittels eines Kapazitäts-Induktivitäts-Linear-Spannungs-Differential-Wandler-(LVDT-)Sensors erreicht werden, der dem in Fig. 5 gezeigten Sensor ähnlich ist. Es ist zu ersehen, daß die Vorrichtung 10 eine mittlere Platte 52 umfassen kann, die fest auf dem Spulenkörper 32 für eine Bewegung mit dem Spulenkörper 32 in dem Gehäuse 22 befestigt ist. Diese mittlere Platte 52 ist dann zwischen einer Platte 54 und einer Platte 56 gelegen, die jeweils fest mit dem Gehäuse 22 der Vorrichtung 10 verbunden sind. Weiterhin sind die Platten 54 und 56 jeweils mit Leitungen 58 und 60 verbunden, die zusammen die Leitung 50 in diesem Ausführungsbeispiel bilden. Folglich ändert sich die elektrische Kapazität zwischen den Platten 54 und 56, wenn sich die mittlere Platte 52 mit dem Spulenkörper 32 bewegt. Diese Änderung in der Kapazität kann durch den Sensor 48 in üblicher Weise bestimmt werden, um die Position des Spulenkörpers 32 relativ zu dem Gehäuse 22 zu bestätigen. Die flachen Platten entfernen Konzentrizitätsprobleme und da sie weg von der Spule (einer Wärmequelle) gelegen sind, wird der Sensor genau.
In einem anderen Ausführungsbeispiel des Sensors 48 sind die kapazitiven Elemente mit den Platten 52, 54 und 56 entfernt, und statt dessen ist ein photoelektrisches System, das sehr dem zuvor im Zusammenhang mit der Betätigungsvorrichtung 100 diskutierten Codierer 122 gleicht, eingebaut. Insbesondere ist eine Skala 62 fest an dem Gehäuse 22 angebracht, und wie durch einen Kreuzverweis auf die Fig. 5 und 6 angezeigt ist, liegt die Skala 62 im allgemeinen in der gleichen Position wie die Platte 54 in dem zuvor für den Sensor 48 offenbarten Ausführungsbeispiel. Zusätzlich ist ein photoelektrischer Detektor 64 fest auf dem Spulenkörper 32 für eine Bewegung hiermit befestigt. Der Detektor 64 kann Photodiodenelemente 66 und 68 aufweisen, die entweder einzeln oder zusammen optisch mit der Skala 62 in einer üblichen Weise zusammenwirken, um Information über die Lage des Spulenkörpers 32 relativ zu dem Gehäuse 22 zu liefern.

BETRIEB

Der allgemeine Betrieb der Betätigungsvorrichtung 10 oder 100 wird vielleicht am besten anhand der Fig. 7 und 8 verstanden. Aus Fig. 7 ist zu ersehen, daß ein Mikroprozessor 70 irgendeines üblichen Typs mit der Spannungsquelle 46 und dem Sensor 48 verbunden ist. Zusätzlich ist der Mikroprozessor 70 an eine Vakuumpumpe 72 angeschlossen, die ihrerseits betriebsmäßig mit dem Greifer 24 verbunden sein kann. Durch diese Verbindungen ist der Mikroprozessor 70 in Wechselwirkung mit der Spannungsquelle 46, dem Sensor 48 und der Pumpe 72 gemäß vorprogrammierten Befehlen. Obwohl Hinweise hier auf das Ausführungsbeispiel der in den Fig. 2 und 4 gezeigten Vorrichtung 10 gerichtet sein können, ist zu verstehen, daß entsprechende Komponenten der Betätigungsvorrichtung 100 in im wesentlichen der gleichen Weise arbeiten. Deren Betrieb wird als gleichwertig angesehen.
Zunächst kann die Vorrichtung 10 (die Betätigungsvorrichtung 100) in der automatisierten Zusammenbaumaschine 12 enthalten und kalibriert sein, um das Ende 74 des Greifers 24 in einer vorgewählten Entfernung von dem Förderer 16 zu lokalisieren. Dies stellt ein Bezugsdatum für den Zyklus auf, ab welchem eine Bewegung des Greifers gemessen werden kann. Tatsächlich ist es für den Fachmann offenbar, daß für diesen Zweck irgendein anderes geeignetes Bezugsmaß verwendet werden kann. Unabhängig davon, welches Bezugsmaß verwendet wird, kann der Sensor 48 für dieses Datum eingestellt werden, sobald das Bezugsdatum, ab welchem Messungen gemacht werden können, ausgewählt ist. Gemäß vorprogrammierten Befehlen aktiviert der Mikroprozessor 70 dann die Spannungsquelle 46, um einen elektrischen Strom durch die Spule 42 zu senden. Da die Spule 42 in dem Magnetfeld des Magneten 38 ist, veranlaßt der Strom, der durch die Spule 42 verläuft, den Spulenkörper 32 (oder den Spulenkolben 106 für die Betätigungsvorrichtung 100) sich um einen Abstand zu bewegen, der in geeigneter Weise bestimmt und durch die Größe, Zeitdauer und Richtung des Stromes gesteuert ist. Es ist bekannt, daß beispielsweise bei dieser offenbarten Anordnung der Greifer 24 linear über einen Abstand von ungefähr 5 cm (zwei Zoll (2 Inches)) in etwa siebzig Millisekunden (70 ms) mit effektiv keinem Springen an dem Ende des Hubes bewegt werden kann. Mit anderen Worten, Bewegungen dieser Natur können ohne merkliche Anderungen in der Richtung der Linearbewegung bei der Beendigung der Bewegung gemacht werden.
Der Mikroprozessor 70 kann auch verwendet werden, um den Betrieb einer Vakuumpumpe 72 zu steuern. Dies kann hilfreich für ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 sein, das die Schaffung eines Partialvakuums in dem (nicht gezeigten) Lumen des rohrförmigen Greifers 24 verwendet, um eine Komponente 14 gegen das Ende 74 des Greifers 24 zu halten. Es ist zu erkennen, daß andere Greiferanordnungen ebenfalls benutzt werden können. Das hier offenbarte Partialvakuumsystem ist lediglich ein Beispiel.
Wie für einen repräsentativen Zyklus in dem Betrieb der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist, ist die Vorrichtung 10 anfänglich positioniert, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wobei der Greifer 24 über einer Komponente 14 positioniert ist, die gerade für eine Wiedergewinnung durch den Förderer 16 in Position gebracht wird. Die Spannungsquelle 46 wird dann gemäß einer vorprogrammierten Sequenz vom Mikroprozessor 70 aktiviert, um das Ende 74 des Greifers 24 in eine für ein Ende 74' angezeigte Position abzusenken. Gemäß der vorangehenden Offenbarung wird diese Bewegung erzielt, indem ein vorbestimmter Strom durch die Spule 42 geschickt wird. Die Pumpe 72 wird sodann aktiviert, um ein Teilvakuum in dem Lumen des Greifers 24 zu erzeugen, um die Komponente 14 gegen das Ende 74 zu saugen und zu halten. Der Greifer 24 mit der daran angebrachten Komponenten 14 wird sodann durch die Aktivierung der Spule 42 in das Gehäuse 22 zurückgezogen, und die Vorrichtung 10' wird über dem Förderer 20 positioniert. Wiederum wird die Spule 42 durch die Spannungsquelle 46 aktiviert, um genau die Komponente 14 zu einem gewünschten Stoppunkt und in eine Position auf der Komponenten 18 abzusenken. Diese Plazierung kann mit großer Genauigkeit durchgeführt werden. Beispielsweise werden Toleranzen in der Größenordnung von einem Einhundertstel eines Millimeters (0,01 mm) mittels der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erhalten. Es ist von Bedeutung, daß der Sensor 48 verwendet werden kann, um diese Plazierung zu überwachen und dadurch eine Echtzeit-Verifizierung des richtigen Zusammenbaus zu liefern.
Sobald die Komponente 14 in geeigneter Weise auf der Komponenten 18 positioniert ist, kann der Mikroprozessor 70 verwendet werden, um die Pumpe 72 zu steuern, damit das in dem Greifer 24 hervorgerufene Vakuum entspannt wird, so daß die Komponente 14 von dem Greifer 24 freigegeben wird. Wiederum wird der Greifer 24 in das Gehäuse 22 zurückgezogen, und die Vorrichtung 10 wird erneut über dem Förderer 16 für einen anderen Zyklus des Betriebes positioniert.
Eine tatsächliche Zeitablaufantwort für die Position des Stabes 24 während einer Reihe von Zyklen ist in Fig. 8 gezeigt und mit dem Bezugszeichen 130 versehen. Die Antwort 130 ist tatsächlich lediglich beispielhaft. Tatsächlich kann der Stab 24 über größere oder kleinere Abstände bewegt werden, und die Zeit für jeden Zyklus kann verändert werden. Dennoch wird die Antwort 130 als typisch für die Betätigungsvorrichtung 100 angesehen und hier für Diskussionszwecke verwendet. Für den spezifischen, in Fig. 8 gezeigten Fall ist die Antwort 130 über einer Zeitperiode von einer Sekunde gezeigt und deutet an, daß die Betätigungsvorrichtung 100 den Stab 24 durch vier vollständige Zyklen während dieses Intervalles von einer Sekunde bewegt hat. Weiterhin zeigt Fig. 8, daß der Stab 24 hin- und herbewegt wurde über einen Abstand von etwa 28 mm (ein und ein Zehntel Zoll (1,1 Zoll)) in jedem Zyklus. Wie oben angezeigt ist, kann die Position des Stabes 24 zu jeder Zeit während des Zyklus durch den Codierer 122 mit einer Genauigkeit innerhalb fünf Tausendstel eines Millimeters (0,005 mm) bestimmt werden. Folglich kann der Abschluß eines Zyklus innerhalb einer vorprogrammierten Abmessungsumhüllung verwendet werden, um anzuzeigen, ob die Arbeit erfolgreich abgeschlossen wurde. Zusätzlich sind bei dieser Steuerung und im Hinblick auf die extrem kleinen Massen, die während des Betriebes der Betätigungsvorrichtung 100 bewegt werden, die Kräfte, die auf einem Werkstück erzeugt sind, wenn dieses durch die Betätigungsvorrichtung 100 gehandhabt wird, sehr klein bzw. leicht. Versuche haben gezeigt, daß Kräfte, die so klein wie fünf Gramm (5 g) sind, mit der Betätigungsvorrichtung 100 erzeugt werden können, und daß Kräfte dieser kleinen Größe mit einer Genauigkeit von plus oder minus einem Gramm (± 1 g) erzeugt werden können.
Für eine vollständigere Würdigung der Betriebsaspekte der Betatigungsvorrichtung 100 soll die idealisierte Kurve 132 betrachtet werden, die dem ersten Zyklus der Antwort 130 überlagert wurde. Die Kurve 132 für diesen Zyklus beginnt zu einer Zeit Null, wobei der Stab 24 in seiner zurückgezogenen Position ist, und endet ungefähr eine Viertel Sekunde später (0,25 s), wenn der Stab 24 in seine zurückgezogene Position zurückgekehrt ist. Eine Diskussion dieses zyklischen Betriebs wird näherungsweise diskutiert, indem einzelne Zeitintervalle innerhalb eines besonderen Zyklus betrachtet werden.
Der Beginn des Zyklus ist in Fig. 8 durch den oberen Totmittenteil 134 der Kurve 132 angedeutet. In der Praxis entspricht der obere Totmittenteil 134 der in Fig. 7 gezeigten Position 74, und, wie gezeigt ist, steht der Stab 24 in dieser Position während ungefähr des 0,00-0,04 Sekundenintervalles des Zyklus. Ein Positionierhub 136 für die Kurve 132, der unmittelbar dem oberen Totmittenteil 134 folgt, zeigt an, daß der Stab 24 rasch über einen Abstand von ungefähr 25 mm (ein Zoll) während des Zyklusintervalles von 0,04-0,09 Sekunden bewegt wurde. Die rasche Bewegung des Stabes 24 ist möglich aufgrund der relativ kleinen Masse der Komponenten in der Betätigungsvorrichtung 100, die sich mit dem Stab 24 bewegen muß. Eine Abbremsperiode während des Intervalles von 0,09-0,17 Sekunden des Zyklus ist vorgesehen, um stetig den Stab 24 in eine geeignete Position mit Genauigkeit und minimalen Trägheitskräften zu bewegen.
Sobald ein Kontakt zwischen dem Werkstück, das durch den Stab 24 getragen ist, und dem Substrat, auf dem das Werkstück gelegen ist, hergestellt ist, gibt es ein Intervall zwischen ungefähr 0,17-0,21 Sekunden in dem Zyklus, worin Kraft einwirkt, um das Werkstück auf dem Substrat anzubringen oder zu positionieren. Dieses Intervall ist als die Krafteinwirkungsperiode 140 in Fig. 8 angedeutet. Während der Periode 140 kann der erfolgreiche Abschluß der Arbeit durch Uberwachungssignale vom Codierer 122 verifiziert werden. Insbesondere können durch Vergleichen von Signalen vom Codierer 122, die die tatsächliche Position des Stabes 24 an diesem Punkt in dem Arbeitszyklus anzeigen, mit einem Bezugsmaß für die programmierte Position für den Stab 24 zu diesem Punkt während eines erfolgreichen Arbeitszyklus Betriebsabweichungen bestimmt werden. Wenn dieser Vergleich lediglich kleinere Abweichungen in der Position des Stabes 24 anzeigt und diese Abweichungen innerhalb akzeptabler Toleranzen sind, so kann der Arbeitszyklus als erfolgreich angesehen werden.
Nach der Krafteinwirkungsperiode 140 wird der Stab 24 zurück zu der oberen Totmittenposition während eines Intervalles in dem Zyklus während ungefähr 0,21-0,25 Sekunden zurückgezogen. Dieser Zyklus wird dann bei Bedarf wiederholt, und die gleichen Intervalle werden verwendet. Wie oben angezeigt ist, ist der hier in bezug auf die idealisierte Kurve 132 diskutierte Zyklus lediglich beispielhaft. Die Parameter, die die Betriebsumhüllung für die Betätigungsvorrichtung 100 und die Vorrichtung 10 aufbauen, können gemäß den Wünschen des Bedieners verändert werden.
Während die besondere Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren einer Zusammenbaukomponenten in einem automatisierten Zusammenbaubetrieb, wie hier gezeigt und in Einzelheiten offenbart ist, vollständig die obigen Aufgaben zu lösen vermag und oben angegebene Vorteile hat, ist zu verstehen, daß sie lediglich die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht und daß keine Begrenzungen für Einzelheiten der Konstruktion oder des Aufbaues, wie hier gezeigt, anders als in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist, beabsichtigt sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Bewegen und Positionieren einer Zusammenbaukomponente (14) in einer automatisierten Zusammenbauoperation, die aufweist:

eine Einrichtung zum Hervorrufen eines Magnetfeldes,

eine elektrische Spule (102) zum Führen eines Stromes, wobei die Spule (102) für eine Bewegung innerhalb des elektrischen Feldes abhängig von einem Stromfluß durch die Spule (102) vorgesehen ist, einen Greifer (24), der mit der Spule (102) verbunden ist und an der Komponente (14) anzugreifen vermag,

eine Einrichtung, die elektrisch mit der Spule (102) verbunden ist, zum Erzeugen des elektrischen Stromes, um Kräfte auf die Komponente (14) während eines Positionierens der Komponente (14) zu erzeugen, und

eine Einrichtung zum Bestimmen der Differenz zwischen einer tatsächlichen Position des Greifers (24) und einer gewünschten Stopposition, um ein Fehlersignal zu erzeugen und um einen elektrischen Strom durch die Spule (102) fließen zu lassen, wenn das Fehlersignal einen Absolutwert größer als Null hat,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin aufweist:

eine Einrichtung zum Überwachen des Fehlersignales, um die Zusammenbaukomponente (14) zurückzuweisen, wenn das Fehlersignal einen vorbestimmten Wert erreicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Herrufen eines Magnetfeldes ein Gehäuse (22) und einen auf dem Gehäuse (22) montierten Magneten (108) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die während eines Positionierens der Komponenten (14) erzeugten Kräfte veränderlich und in dem Bereich von ungefähr null bis zweitausend Gramm (0 - 2000 Gramm) sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin mit einem Spulenkolben (106), um den die Spule (102) geschlungen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit einer Einrichtung zum Erfassen der Position des Greifers (24).

6. Vorrichtung zum Transportieren und Positionieren eines Werkstückes (14), die aufweist:

ein Gehäuse (22),

eine auf dem Gehäuse (22) montierte Einrichtung zum Hervorrufen eines Magnetfeldes,

einen Spulenkörper (32), der gleitend auf dem Gehäuse (22) montiert ist,

einen Greifer (24) zum Halten des Werkstückes, wobei der Greifer (24) an dem Spulenkörper (32) für eine Bewegung hiermit angebracht ist,

eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Stromes in dem Magnetfeld, wobei die Stromerzeugungseinrichtung mit dem Spulenkörper (32) verbunden ist, um den Spulenkörper (32) abhängig von einem erzeugten elektrischen Strom zu bewegen, damit Kräfte auf das Werkstück (14) während eines Positionierens des Werkstückes (14) erzeugt werden, und eine Einrichtung zum Bestimmen der Differenz zwischen der tatsächlichen Position des Spulenkörpers (32) und einer gewünschten Stopposition, um ein Fehlersignal zu erzeugen und um einen elektrischen Strom durch die Spule (42) fließen zu lassen, wenn das Fehlersignal einen Absolutwert größer als Null hat,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin aufweist:

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Stromerzeugungseinrichtung aufweist:

eine Spule (42), die um den Spulenkörper (32) geschlungen ist, und

eine Quelle eines elektrischen Stromes (46), wobei die Quelle (46) elektrisch mit der Spule (42) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Einrichtung zum Hervorrufen eines Magnetfeldes ein Seltenerdmagnet (38) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Magnet (38) mit einem Vorsprung (40) gebildet ist und bei der der Spulenkörper (32) gleitend um den Vorsprung (40) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Greifer (24) einen an dem Spulenkörper (32) angebrachten Stab und eine an dem Stab angebrachte Einrichtung zum Greifen des Werkstückes (14) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Greifer (24) zwischen einer ersten Position, in der der Greifer (24) in das Gehäuse (22) zurückgezogen ist, und einer zweiten Position, bei der der Greifer von dem Gehäuse (22) ausgedehnt ist, bewegt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin mit einer Einrichtung zum selektiven Halten des Spulenkörpers (32) in der zweiten Position.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Einrichtung zum selektiven Halten des Spulenkörpers (32) in der zweiten Position ein Magnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, weiterhin mit einer Einrichtung (48) zum Erfassen der Position des Spulenkörpers (32) relativ zu dem Gehäuse (22).

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Positionserfassungseinrichtung (48) ein auf dem Gehäuse (22) montierter Kondensator (52, 54, 56) ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Positionserfassungseinrichtung (48) ein optischer Codierer (122) ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Differenzbestimmungseinrichtung ein Mikroprozessor (70) ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der der Spulenkörper (32) aus Aluminium hergestellt ist, und bei der die erste Position ungefähr 10 cm (vier Zoll) von der zweiten Position weg ist.

19. Verfahren zum Überwachen und Positionieren einer Zusammenbaukomponente (14) in einer automatisierten Zusammenbauoperation, das die folgenden Schritte aufweist:

Vorsehen einer Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Hervorrufen eines Magnetfeldes, einer elektrischen Spule zum Führen eines Stromes, wobei die Spule für eine Bewegung zwischen einer zurückgezogenen Position und einer ausgedehnten Position innerhalb des Magnetfeldes abhangig von einem Stromfluß durch die Spule angeordnet ist, einem Greifer, der mit der Spule verbunden ist und an der Komponente anzugreifen vermag, um Kräfte auf die Komponente während eines Positionierens der Komponenten zu erzeugen,

Bestimmen der Differenz zwischen einer tatsächlichen Position des Greifers und einer gewünschten Stopposition, um ein Fehlersignal zu erzeugen und einen elektrischen Strom durch die Spule fließen zu lassen, wenn das Fehlersignal einen Absolutwert größer als Null hat, und

Erzeugen eines Stromflusses durch die Spule, um selektiv die Spule zwischen der zurückgefahrenen Position und der ausgedehnten Position zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin aufweist:

den Schritt des Überwachens des Fehlersignales, um die Zusammenbaukomponente zurückzuweisen, wenn das Fehlersignal einen vorbestimmten Wert erreicht.