KR102325457B1 - Position adaptive provision of components at a pickup position of a component supply device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 픽업 위치에 부품들을 제공하는 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605)에 관한 것이다. 상기 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605)는 (a) 섀시(110); (b) 제공 구조(186)로 부품들을 운반하는 메커니즘으로서, 상기 제공 구조 내에 또는 상기 제공 구조 상에 상기 픽업 위치가 놓이는, 상기 메커니즘; (c) 상기 섀시(110)와 커플링된 고정 컴포넌트 및 상기 제공 구조(180, 186)와 커플링된 가동 컴포넌트(540, 552)를 구비한 구동 장치(115, 520, 542, 544); 및 (d) 상기 제공 구조(180, 186)가 상기 섀시(110)에 대해 적어도 Z 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 구동 장치(115, 520, 542, 544)를 제어하는 제어 디바이스를 포함한다. 또한, 본 발명은 이러한 부품 공급 장치(l00, 500, 600, 605)를 구비한 조립 시스템(630) 및 이러한 부품 공급 장치(l00, 500, 600, 605)를 사용하여 부품들을 제공하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a component feeding device (100, 500, 600, 605) for providing components to a pick-up location. The component supply device (100, 500, 600, 605) includes (a) a chassis (110); (b) a mechanism for conveying parts to a provisioning structure (186), wherein the pick-up location is placed in or on the provisioning structure; (c) a drive device (115, 520, 542, 544) having a stationary component coupled with the chassis (110) and a movable component (540, 552) coupled with the providing structure (180, 186); and (d) a control device for controlling the driving device (115, 520, 542, 544) such that the providing structure (180, 186) is movable along at least the Z direction with respect to the chassis (110). The invention also relates to an assembly system 630 with such a component feeding device 100 , 500 , 600 , 605 and a method for supplying parts using such a component feeding device 100 , 500 , 600 , 605 . will be.

Description

부품 공급 장치의 픽업 위치에서 부품들의 위치 적응식 제공{POSITION ADAPTIVE PROVISION OF COMPONENTS AT A PICKUP POSITION OF A COMPONENT SUPPLY DEVICE}POSITION ADAPTIVE PROVISION OF COMPONENTS AT A PICKUP POSITION OF A COMPONENT SUPPLY DEVICE

본 발명은 포괄적으로는 (전자) 부품들과 부품 캐리어들의 조립의 기술 분야에 관한 것이고 더 상세하게는 조립 기계에 의해 실시되는 조립 프로세스로 부품들을 공급하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 픽업 위치에 부품들을 제공하는 부품 공급 장치에 관한 것이며, 상기 픽업 위치에서 부품들이 조립 헤드에 의해 픽업된 다음, 부품 캐리어 상에 배치될 수 있다. 또한, 본 발명은 조립 기계 및 적어도 하나의 상기 부품 공급 장치를 포함한 조립 시스템, 및 상기 부품 공급 장치를 사용해서 부품들을 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates generally to the technical field of assembly of (electronic) components and component carriers and more particularly to the supply of components to an assembly process carried out by an assembly machine. In particular, the present invention relates to a component feeding device for providing components to a pick-up position, in which the components can be picked up by an assembly head and then placed on a component carrier. The invention also relates to an assembly machine and an assembly system comprising at least one said component feeding device, and to a method for supplying parts using said component feeding device.

(전자) 부품들을 부품 캐리어들과 기계 조립할 때, 처리될 부품들은 조립 기계에서 일반적으로 실시되는 조립 프로세스에 공급된다. 부품들의 공급은 일반적으로 부품들이 지정된 부품 픽업 위치에 제공되어, 그 후 거기서부터 조립 기계의 조립 헤드에 의해 빠르고 확실하게 픽업되어 해당 부품 캐리어 상의 사전에 정해진 공간적 위치 및 배향에 안착될 수 있도록 이루어진다.When assembling the (electronic) parts with the part carriers, the parts to be treated are fed to an assembly process usually carried out in an assembly machine. The supply of parts is generally such that the parts are provided at a designated part pick-up location, from which they can be quickly and reliably picked up by the assembly head of the assembly machine and seated in a predetermined spatial position and orientation on the part carrier in question.

부품들의 확실한 공급 또는 제공을 보장하기 위해 부품들은 일반적으로 소위 부품 벨트로 패키징된다. 상기 벨트들은 특수 벨트 부품 공급 장치에 의해 단계적으로 조립 기계로 접근하므로, 부품 벨트 내에 놓인 부품들이 순차적으로 그리고 지정된 공간 위치에서 부품 픽업 위치 내로 운반된다. 그러나, 이러한 부품 벨트로 부품들을 패키징하는 것은 복잡하다. 또한, 벨트 재료는 부품들의 분리 후 폐기물로서 폐기되어야 한다.In order to ensure a reliable supply or delivery of the parts, the parts are usually packaged in so-called parts belts. The belts are approached to the assembly machine step by step by means of a special belt parts feeder, so that the parts placed in the part belt are transported sequentially and at a designated spatial location into the part pickup location. However, packaging the parts with such a part belt is complicated. In addition, the belt material must be disposed of as waste after separation of the parts.

복잡한 패키징 및 전술한 폐기물 문제를 피하기 위해, 처리될 부품들을 벌크 재료의 형태로 이송할 수 있는 소위 진동 컨베이어를 사용하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 부품들을 특정 부품 픽업 위치로 순차적으로 가져 오려면 상당한 특히 기계적 비용이 필요하다. 이를 달성하기 위해, 진동 컨베이어는 종종 "배플"이라고도 하는 기계적 안내 유닛들에 의해 부품들을 순차적으로 그리고 적합한 배향으로 제공되도록 설계된다.In order to avoid complex packaging and the aforementioned waste problems, it is known to use so-called vibratory conveyors, which can transport the parts to be treated in the form of bulk material. However, significant, particularly mechanical costs are required to sequentially bring the parts to a specific part pick-up location. To achieve this, vibrating conveyors are designed to provide the parts sequentially and in a suitable orientation by mechanical guiding units, often referred to as “baffles”.

부품들의 확실한 픽업 및 이로써 높은 공정 신뢰도를 보장하기 위해, 조립 헤드가 제공된 부품들에 정확히 "접근"할 수 있도록, 해당 조립 기계의 좌표계와 관련해서 픽업 위치를 정확히 아는 것이 중요하다. 조립 헤드에 대해 바람직하지 않은 위치에 부품들을 제공하면 각각의 부품에 대한 접근이 확실하지 않고 및/또는 조립 헤드가 각각의 부품을 잡기 위해 불필요한 이동 거리를 가야만 한다.In order to ensure reliable pickup of the parts and thus a high process reliability, it is important to know exactly the pickup position in relation to the coordinate system of the assembly machine in question, so that the assembly head can "approach" the supplied parts precisely. Providing the parts in undesirable positions relative to the assembly head does not ensure access to each part and/or the assembly head must go an unnecessary travel distance to grab each part.

발명의 과제는 부품들이 확실하고 효율적으로 조립 기계의 조립 헤드에 의해 픽업될 수 있도록 조립 프로세스를 위한 부품들의 제공을 개선하는 것이다. It is an object of the invention to improve the provision of parts for the assembly process so that the parts can be picked up reliably and efficiently by the assembly head of the assembly machine.

상기 과제는 독립 청구항들의 대상들에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 기술된다.Said object is solved by the subjects of the independent claims. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.

본 발명의 제 1 관점에 따르면, 픽업 위치에 부품들을 제공하는 부품 공급 장치가 기술된다. 기술된 부품 공급 장치는 (a) 섀시; (b) 제공 구조로 부품들을 운반하는 메커니즘으로서, 상기 제공 구조 내에 또는 상기 제공 구조 상에 픽업 위치가 놓이는, 상기 메커니즘; (c) 섀시와 (견고하게) 커플링된 고정 컴포넌트 및 제공 구조와 (견고하게) 커플링된 가동 컴포넌트를 구비한 구동 장치; 및 (d) 제공 구조가 적어도 Z 방향을 따라 섀시에 대해 이동 가능하도록 구동 장치를 제어하는 제어 디바이스를 포함한다.According to a first aspect of the invention, a parts supply device for providing parts to a pick-up location is described. The described component feeder comprises (a) a chassis; (b) a mechanism for conveying parts to a feed structure, wherein a pickup location is placed in or on the feed structure; (c) a drive device having a stationary component (rigidly) coupled to the chassis and a movable component (rigidly) coupled to the providing structure; and (d) a control device for controlling the driving apparatus such that the providing structure is movable relative to the chassis along at least the Z direction.

기술된 부품 공급 장치는 부품 픽업 위치가 공간적으로 변화됨으로써, 부품 공급 장치가 적합한 인터페이스에 의해 (분리 가능하게) 장착된 조립 기계의 조립 헤드가 제공된 부품에 접근하는 것이 조립 기계 및/또는 상기 조립 기계에 장착된 부품 공급 장치의 작동 동안에도 조립 헤드의 최대한 짧은 이동 경로의 관점에서 최적화될 수 있다는 인식에 기초한다. 부품 공급 장치의 작동 동안 일반적으로 (중력에 대해 평행한) 수직 방향인 Z 방향을 따르는 변화는 조립 헤드 상에 변위 가능하게 장착된 부품 홀딩 장치, 특히 흡입 그리퍼의, 수직 Z 방향을 따른 이동 경로가 단축될 수 있어서, 조립 프로세스가 가속화될 수 있도록 구현될 수 있다. 이로써 조립 성능이 개선되고, 여기에서 "조립 성능"이라는 표현은 미리 정해진 기간 내에 해당 조립 기계들에 의해 조립될 부품 캐리어 상으로 안착될 수 있는 부품의 개수를 의미한다.The described component feeding device is characterized in that the component pickup position is spatially varied, such that the component feeding device accesses the provided parts by means of a suitable interface (removably) the assembly head of the mounted assembly machine to the assembly machine and/or said assembly machine. It is based on the recognition that it can be optimized in terms of the shortest possible travel path of the assembly head, even during the operation of the component feeder mounted on the machine. Changes along the Z direction, which are generally perpendicular (parallel to gravity), during operation of the component feeder means that the movement path along the vertical Z direction of the component holding device displaceably mounted on the assembly head, in particular the suction gripper, is It can be shortened, so it can be implemented so that the assembly process can be accelerated. The assembly performance is thereby improved, and the expression "assembly performance" here means the number of parts that can be seated on the part carrier to be assembled by the assembly machines within a predetermined period of time.

본 명세서에서 "섀시"라는 표현은 부품 공급 장치의 개별 컴포넌트들을 지지하는 프레임 구조 또는 지지 구조를 의미할 수 있다. 특히, 부품 공급 장치를 조립 기계 상에 (분리 가능하게) 장착할 수 있는 적합한 인터페이스가 섀시 상에 장착되거나 형성된다. 이러한 인터페이스는 순수한 기계적 인터페이스를 포함할 뿐만 아니라 예를 들어 조립 기계로부터 부품 공급 장치로의 에너지 공급을 위한 전기 인터페이스 및/또는 조립 기계와 부품 공급 장치 사이의 통신을 위한 데이터 인터페이스도 부품 공급 장치에 제공될 수 있다.The expression "chassis" in this specification may mean a frame structure or a support structure that supports individual components of the component supply apparatus. In particular, a suitable interface is mounted or formed on the chassis to which the component feeder can be mounted (removably) on the assembly machine. These interfaces not only comprise purely mechanical interfaces, but also provide the parts feeder with an electrical interface, for example for energy supply from the assembly machine to the part feeder and/or a data interface for communication between the assembly machine and the part feeder. can be

본 명세서에서 "부품들을 운반하기 위한 메커니즘"이라는 표현은 부품들을 저장소로부터 픽업 위치로 운반할 수 있는 각각의 기능 유닛을 의미할 수 있다. 부품 공급 장치의 유형에 따라 상기 기능 유닛은 완전히 다르게 형성될 수 있다.As used herein, the expression “mechanism for transporting parts” may mean each functional unit capable of transporting parts from storage to a pickup location. Depending on the type of the component feeding device, the functional unit can be formed completely differently.

소위 벨트 컨베이어의 경우, 상기 메커니즘은 특히 회전 구동 장치 및 이에 연결된 핀 휠을 포함하며, 상기 핀 휠은 해당 부품 벨트의 개구 내에 맞물리고 상기 부품 벨트를 회전 구동 장치의 활성화시 부품 픽업 위치로 이동시킨다. 벨트 컨베이어의 경우, 부품 벨트가 소위 벨트 포켓 내에 각각 저장된 부품들로 감긴 타래 또는 보빈이 부품 저장소로 간주될 수 있다.In the case of a so-called belt conveyor, the mechanism comprises in particular a rotary drive device and a pin wheel connected thereto, the pin wheel engaging in an opening of the corresponding component belt and moving the component belt to the component pickup position upon activation of the rotary drive device . In the case of a belt conveyor, a skein or bobbin in which the parts belt is wound with parts each stored in so-called belt pockets can be considered as parts storage.

진동 컨베이어의 경우, 경우에 따라 적합한 진동 액추에이터들과 함께 컨베이어 구조의 상부면 상에 형성된 운반 경로 또는 운반 영역을 구비한 진동 컨베이어 구조는 "부품들을 운반하기 위한 메커니즘"으로 간주될 수 있다. 저장소는 이 경우 부품들이 벌크 재료의 형태로 놓이는 컨테이너이다. 제공 구조는 부품들이 픽업을 위한 조립 헤드에 제시되는 단순한 (평면) 플레이트일 수 있다.In the case of a vibrating conveyor, a vibrating conveyor structure having a conveying path or conveying area formed on the upper surface of the conveyor structure with suitable vibration actuators as the case may be regarded as a "mechanism for conveying parts". The reservoir is in this case a container into which the parts are placed in the form of bulk material. The provision structure may be a simple (flat) plate in which the parts are presented to an assembly head for pickup.

진동 컨베이어의 경우, 해당 부품이 진동에 의해 운반되는 픽업 위치는 사전에 알려지거나 결정되지 않는다. 따라서, 픽업 전에, 각각의 개별 부품에 대해 측정이 여전히 요구되고, 예를 들어 각각의 부품에 대한 픽업 위치가 정확히 놓인 곳에서 예를 들어 카메라에 의한 광학 검출이 요구된다. 이러한 픽업 위치는 제공 구조 내의 또는 상의 특정의 공간적으로 확장된 프레젠테이션 영역 내에 놓이는 것만 미리 알려져 있다. 이러한 배경과 관련하여, 본 명세서의 맥락에서 "픽업 위치에 부품들을 제공하는" 이라는 표현은 해당 부품이 프레젠테이션 영역 내로 "어딘가로" 운반되는 것을 의미한다. (상기 부품에 대한) 진동 운반의 프로세스가 종료되고 거기서부터 부품이 픽업되는 각각의 개별 부품에 대한 (임의의) 위치가 픽업 위치이다.In the case of a vibrating conveyor, the pick-up location at which the part in question is transported by vibration is not known or determined in advance. Therefore, prior to pickup, a measurement is still required for each individual part, for example optical detection by means of a camera where the pickup position for each part is located exactly. These pickup locations are only known in advance to lie within a specific spatially extended presentation area within or on the presentation structure. With this background in mind, the expression “providing parts at a pickup location” in the context of this specification means that the part is transported “somewhere” into the presentation area. The (arbitrary) position for each individual part from which the process of vibration transport (for the part) ends and from which the part is picked up is the pickup position.

본 명세서에서, "제공 구조"라는 표현은 부품들이 픽업을 위해 조립 헤드에 제시될 수 있는 각각의 구조를 의미할 수 있다. 벨트 컨베이어의 경우, 제공 구조는 적어도 실제 부품이 제거되는 부품 벨트의 섹션이 가능한 정확히 지정된 공간 위치에 놓이게 하는 적합한 가이드들 및/또는 지지 면을 포함한다. 진동 컨베이어의 경우, 하나 또는 다수의 부품들이 픽업을 위해 조립 헤드에 제시되는 단순한 평평한 면으로 (경우에 따라 부품들의 바람직하지 않은 낙하를 방지하기 위한 경계를 갖는) 제공 구조가 구현될 수 있다.In this specification, the expression "providing structure" may mean each structure in which parts can be presented to the assembly head for pickup. In the case of a belt conveyor, the provision structure comprises at least suitable guides and/or support surfaces which allow the section of the part belt from which the actual part is to be removed to be placed in the specified spatial position as precisely as possible. In the case of a vibrating conveyor, a provision structure can be implemented with a simple flat face (in some cases with a border to prevent undesirable fall of the parts) from which one or more parts are presented to the assembly head for pickup.

본 명세서에서 "구동 장치"라는 표현은 섀시에 대해 제공 구조를 이동시키도록 구성된 모든 유형의 조작 유닛을 의미할 수 있다. 구동 장치는 (a) 기계적 구동 장치, 예를 들어 스핀들 또는 편심체, (b) 전기 구동 장치, 예를 들어 선형 모터 및/또는 (c) 공압 또는 유압 구동 장치, 예를 들어 리프팅 실린더일 수 있다. In this specification, the expression “driving device” may mean any type of operating unit configured to move the providing structure with respect to the chassis. The drive device may be (a) a mechanical drive device, for example a spindle or eccentric, (b) an electric drive device, for example a linear motor and/or (c) a pneumatic or hydraulic drive device, for example a lifting cylinder .

"제어 유닛"이라는 표현은 제공 구조가 바람직하게 이동되는 것을 보장하는 구동 장치 및/또는 데이터 처리 유닛을 위한 구동 회로를 의미할 수 있다. 제공 구조를 위한 최적의 Z 위치를 계산하는 소프트웨어가 데이터 처리 유닛에 적용될 수 있다. 이는 (예를 들어 카메라에 의해) 간섭 윤곽 및 픽업 위치 둘레의 영역이 측정되어 조립 헤드의 부품 홀딩 장치의 수직 이동 거리가 최소화되는 조립 헤드에 대한 최적 거리가 설정될 수 있는 예를 들어 교정(calibration) 절차에 의해 수행될 수 있다.The expression “control unit” may mean a drive circuit for a data processing unit and/or a drive device that ensures that the providing structure is preferably moved. Software that calculates the optimal Z position for the serving structure may be applied to the data processing unit. This means that the interference contour and the area around the pick-up location are measured (eg by means of a camera) so that an optimal distance to the assembly head can be established at which the vertical travel distance of the part holding device of the assembly head is minimized. ) procedure.

예를 들어, 기술된 부품 공급 장치에 의해 제공되는 부품의 유형의 교체가 실시되면 제공 구조의 Z 위치의 변화가 (동적으로) 이루어질 수 있다. 특히, 이전에 처리된 부품들에 비해 더 큰 높이를 갖는 부품들이 제공되면 제공 구조가 아래로 이동될 수 있다. 상응하게, 높은 부품으로부터 낮은 부품으로의 교체시 제공 구조가 위로 이동되므로, 부품의 픽업시 Z 방향을 따르는 최소 거리만이 부품 홀딩 장치 및/또는 조립 헤드에 의해 커버되면 된다. 모든 경우, Z 방향을 따르는 조절 가능성에 의해 높은 조립 성능에 대한 기여가 이루어질 수 있다.For example, a change in the Z position of the supply structure can be (dynamically) effected when a replacement of the type of part provided by the described part supply device is carried out. In particular, the providing structure can be moved downwards if parts are provided having a greater height compared to previously processed parts. Correspondingly, only a minimum distance along the Z direction at the time of pickup of the part need be covered by the part holding device and/or the assembly head, since the donor structure is moved upwards when changing from a high part to a low part. In all cases, a contribution to the high assembly performance can be made by the adjustability along the Z direction.

제공 구조의 Z 위치의 변화는 예를 들어 부품 공급 장치를 위한 및/또는 조립 기계 상의 부품 공급 장치의 개별적 기계적 장착을 위한 개별 공차 보상을 하기 위해 이루어질 수도 있다. 따라서, 각각의 개별 부품 공급 장치를 위한 부품 제공의 정확도는 개별적으로 증가될 수 있고 높은 조립 성능에 대한 "부품 공급 장치 개별 기여"가 이루어질 수 있다. A change in the Z position of the providing structure may be made, for example, to compensate for individual tolerances for the component feeding device and/or for individual mechanical mounting of the component feeding device on an assembly machine. Accordingly, the accuracy of the part supply for each individual part supply device can be individually increased and a "part supply device individual contribution" to the high assembly performance can be made.

구체적으로, 기술된 부품 공급 장치는 (수직) Z 방향을 따라 픽업 위치를 (동적으로) 변화시킬 수 있는 기능을 갖는다. 픽업 위치의 Z 위치는 픽업 위치가 조립 헤드에 가능한 가깝게 놓이도록 제어 디바이스에 의해 설정될 수 있다. 따라서, 조립 헤드 및/또는 해당 부품 홀딩 장치의 수직 이동 경로가 최소화될 수 있으므로, 높은 조립 성능에 대한 기여가 이루어질 수 있다. 또한, 공차가 보상될 수 있으므로, 상이한 부품 공급 장치들이 조립 헤드와 픽업 위치 사이의 거리에 관련해서 적어도 거의 동일하게 거동을 나타낸다.Specifically, the described component feeding device has a function of (dynamically) changing the pickup position along the (vertical) Z direction. The Z position of the pickup position can be set by the control device so that the pickup position lies as close as possible to the assembly head. Accordingly, the vertical movement path of the assembly head and/or the corresponding part holding device can be minimized, so that a contribution to a high assembly performance can be made. In addition, tolerances can be compensated for, so that the different component feeders behave at least about the same with respect to the distance between the assembly head and the pickup position.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부품 공급 장치는 제공 구조가 적어도 X 방향 및/또는 Y 방향을 따라 섀시에 대해 가변적이게 (제어 디바이스에 의해) 제어될 수 있는 적어도 하나의 다른 구동 장치를 더 포함하고, 여기에서 X 방향 및 Y 방향은 Z 방향에 대해 수직이다.According to another embodiment of the present invention, the component feeding apparatus further comprises at least one other driving device, the providing structure can be variably controlled (by the control device) with respect to the chassis at least along the X direction and/or the Y direction. , where the X and Y directions are perpendicular to the Z direction.

이 실시예에서, 픽업 위치는 적어도 다른 공간 방향을 따라 변할 수 있고 이로써 픽업 정확도 및/또는 픽업 효율이 더 개선될 수 있다. 전술된 공차 보상도 적어도 하나의 다른 방향에 대해 바람직하게 구현될 수 있다.In this embodiment, the pickup position can be varied along at least different spatial directions, whereby the pickup accuracy and/or pickup efficiency can be further improved. The above-mentioned tolerance compensation can also advantageously be implemented for at least one other direction.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부품 공급 장치는 가동 컴포넌트 상에 (직접 또는 간접적으로) 및/또는 제공 구조 상에 (직접 또는 간접적으로) 장착되거나 형성될 수 있는 인터페이스 구조를 더 포함하고, 인터페이스 구조는 제공 구조가 가동 컴포넌트 상에 (직접 또는 간접적으로) 분리 가능하게 장착될 수 있도록 구성된다. 이로써, 경우에 따라 상이한 (유형의) 부품들을 운반하기 위해 사용되는, 다양한 제공 구조들 중 하나가 각각 가동 컴포넌트 상에 분리 가능하게 또는 가역적으로 장착될 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 부품들의 교체 시, 특히 조립 기계의 소위 개장의 범위에서, 제공 구조는 다른 (상이한 치수의) 제공 구조로 교체될 수 있다.According to another embodiment of the invention, the component feeding device further comprises an interface structure which can be mounted or formed on the movable component (directly or indirectly) and/or on the providing structure (directly or indirectly), The structure is configured such that the providing structure can be removably mounted (directly or indirectly) on the movable component. Hereby, it is advantageous that one of the various provision structures, optionally used for transporting different (types) parts, can respectively be removably or reversibly mounted on the movable component. For example, in the case of replacement of parts, in particular in the scope of so-called retrofitting of assembly machines, the donor structure can be replaced with a different (different dimension) donor structure.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부품 공급 장치는 제공 구조 내에 또는 상에 제공된 적어도 하나의 부품의 유형, 개수 및/또는 위치를 검출하기 위한 광학 시스템을 더 포함한다.According to another embodiment of the invention, the component feeding device further comprises an optical system for detecting the type, number and/or position of at least one component provided in or on the providing structure.

하나의 제공된 부품 또는 다수의 제공된 부품들의 (정확한) 광학적 검출은 제공 프로세스가 모니터링되어 높은 프로세스 신뢰도가 달성될 수 있다는 장점을 갖는다. 적어도 하나의 제공된 부품의 유형을 검출함으로써, 예를 들어, 해당 조립 헤드에 의해 잘못된 부품이 픽업되어 조립에 사용되는 것이 방지될 수 있다. 잘못된 것으로 또는 손상된 것으로 인식된 부품은 폐기물 저장소에 공급되는 방식으로 폐기될 수 있다. 적어도 하나의 부품의 정확한 위치를 검출함으로써 부품의 위치 변위시 부품을 픽업하는 조립 헤드가 적절하게 위치 설정되도록 픽업 프로세스가 개선될 수 있으므로, 적어도 하나의 부품의 제공시 위치 공차가 보상될 수 있다. The (accurate) optical detection of one provided part or a plurality of provided parts has the advantage that the provisioning process can be monitored so that a high process reliability can be achieved. By detecting the type of at least one provided part, it can be prevented, for example, that the wrong part is picked up by the corresponding assembly head and used for assembly. Parts recognized as faulty or damaged may be disposed of in such a way that they are fed to a waste repository. By detecting the exact position of the at least one part, the pickup process can be improved so that the assembly head that picks up the part is properly positioned upon displacement of the part, so that position tolerances can be compensated for in the provision of the at least one part.

진동 컨베이어에서, 진동에 의해 운반 경로 상에서 제공 구조로 운반되는 부품들의 광학적 검출에 의해, 부품 공급 장치의 진동 시스템의 운반 거동이 모니터링되고 필요시 조정될 수 있다. 특히 이러한 조정은 제공 구조의 영역에서 조립 헤드에 의한 확실한 픽업을 위해 항상 적합한 수의 부품들을 제공하는 것이다. 경우에 따라 부품들이 역이송되거나 또는 역진동될 수도 있다. 이러한 "역이송"은 예를 들어 프레제젠테이션 영역 내에 부품들이 너무 많아서 다양한 부품들 간의 간격이 너무 작기 때문에 부품들의 확실한 픽업이 가능하지 않는 경우 바람직하다.In the vibrating conveyor, the conveying behavior of the vibrating system of the component feeding device can be monitored and, if necessary, adjusted by optical detection of the components which are conveyed by vibration to the providing structure on the conveying path. In particular, this adjustment is to always provide a suitable number of parts for reliable pickup by the assembly head in the area of the delivery structure. In some cases, the parts may be reversed or vibrated. This "back-transfer" is desirable, for example, when there are too many parts in the presentation area and the spacing between the various parts is too small to ensure reliable pickup of parts.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어 디바이스 및 구동 장치는 제공 구조가 광학 시스템의 초점면 내로 이동될 수 있도록 구성된다. 이는 다양한 공간 구성에서도 적어도 하나의 부품의 확실한 광학적 검출이 항상 가능하다는 장점을 갖는다.According to another embodiment of the present invention, the control device and the drive arrangement are configured such that the providing structure can be moved into a focal plane of the optical system. This has the advantage that reliable optical detection of at least one component is always possible even in various spatial configurations.

제공 구조가 초점면 내로, 또는 해당 부품의 크기에 따라, 초점면 둘레의 영역 내로 이동 가능하기 때문에, 특히 상이한 높이를 가진 상이한 유형의 부품들이 기술된 부품 공급 장치에 의해 공급되는 경우에도 확실한 광학적 검출이 보장될 수 있다.Reliable optical detection, especially when different types of components with different heights are fed by the described component feeding device, since the providing structure is movable into the focal plane or, depending on the size of the component in question, into an area around the focal plane This can be guaranteed.

또한, 초점면에 대한 제공 구조의 기술된 이동 가능성은 공간적으로 상이한 치수의 제공 구조들이 기술된 부품 공급 장치에 사용되는 경우에도 바람직하게 적용될 수 있다. 이는 부품들이 교체 가능한 카트리지에서 운반되는 진동 컨베이어에 적용되고, 상기 카트리지는 제공 구조 외에 운반 경로를 가진 운반 영역도 포함하고, 다수의 개별화된 부품들을 수용하기 위한 그리고 개별화된 부품들을 운반 영역 상으로 (계량) 배출하기 위한 저장소를 포함한다. 저장소, 운반 영역 및 제공 구조는 (일체형으로) 긴 "카트리지"로서 형성될 수 있다. 적합한 (기계적) 인터페이스에 의해 구동 장치의 가동 컴포넌트 상에 직접 또는 간접적으로 커플링될 수 있는 상이한 치수의 카트리지들은 예를 들어 상이한 (크기의) 부품들에 바람직하게 사용될 수 있다. 이로써, 상이한 부품들의 취급과 관련해서 높은 공정 신뢰도를 유지하면서 기술된 부품 공급 장치의 유연성이 증가한다.Furthermore, the described movability of the providing structure with respect to the focal plane is advantageously applicable even in the case where providing structures of spatially different dimensions are used in the described component feeding device. This applies to a vibrating conveyor in which parts are transported in replaceable cartridges, which cartridge also comprises, in addition to the providing structure, a transport area with a conveying path, for accommodating a plurality of individualized parts and for placing the individualized parts onto the conveying area ( metering) including storage for discharge. The reservoir, transport area, and delivery structure may be formed (in one piece) as an elongated “cartridge”. Cartridges of different dimensions, which can be coupled directly or indirectly on the movable component of the drive device by means of a suitable (mechanical) interface, can advantageously be used, for example, with different (sized) parts. This increases the flexibility of the described component feeding device while maintaining high process reliability with respect to handling of different components.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제공 구조는 부품들이 제공되는 상부면을 갖는 광학적으로 투명한 프레젠테이션 플레이트를 포함한다. 또한, 광학 시스템은 픽업 위치에 놓인 부품들이 아래에서부터 광학적으로 투명한 프레젠테이션 플레이트를 통해 검출될 수 있도록 구성된 카메라 및 광학 장치를 포함한다. 이 실시예는 광학 시스템이 공간 절약 방식으로 부품 공급 장치 내로 통합될 수 있는 장점을 갖는다. 따라서, 부품 공급 장치는 벨트에 패키징된 부품들을 운반하는 다른 부품 공급 시스템들 대신에 또는 다른 부품 공급 시스템에 추가해서, 조립 기계 상에 장착될 수 있는 콤팩트한 모듈로서 구현될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the presentation structure comprises an optically transparent presentation plate having an upper surface on which components are provided. The optical system also includes a camera and optics configured such that components placed in the pickup position can be detected from below through the optically transparent presentation plate. This embodiment has the advantage that the optical system can be integrated into the component feeding device in a space-saving manner. Thus, the component feeding device can be embodied as a compact module that can be mounted on an assembly machine instead of or in addition to other component feeding systems carrying the parts packaged on the belt.

광학 장치는 렌즈 및/또는 거울을 포함할 수 있다. 거울은 (굽은) 이미징 거울 또는 간단한 (평면) 반사기 또는 편향 거울을 포함할 수 있다.Optical devices may include lenses and/or mirrors. The mirror may comprise a (curved) imaging mirror or a simple (planar) reflector or deflecting mirror.

부품들의 가능한 확실한 광학적 검출을 위해, 제공 구조는 광학 시스템을 향하고 따라서 카메라에 의해 검출되는 각각의 부품의 측면이 가능한 정확히 초점면 내에 놓인 위치로 이동되어야 한다. For as reliable optical detection of components as possible, the providing structure has to be moved to a position which faces the optical system and thus the side of each component detected by the camera lies within the focal plane as precisely as possible.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부품 공급 장치는 제공 구조를 진동시키기위한 액추에이터 시스템을 구비한 진동 컨베이어로서 형성되고, 구동 장치는 Z 방향을 따라 제공 구조를 이동시키기 위해 액추에이터 시스템의 적어도 하나의 액추에이터에 의해 구현된다.According to another embodiment of the present invention, the component feeding device is formed as a vibrating conveyor with an actuator system for vibrating the donor structure, and the drive device is at least one actuator of the actuator system for moving the donor structure along the Z direction. is implemented by

구체적으로, 부품 공급 장치의 작동 중에 제공 구조에 진동을 제공하는 액추에이터 시스템의 액추에이터는 자체의 별도의 액추에이터 대신 제공 구조를 Z 방향을 따라 변위시키는 기능도 수행한다. 이로써 바람직하게는 Z 방향을 따르는 제공 구조의 변위를 위한 별도의 액추에이터가 생략될 수 있다. 이는 부품 공급 장치의 제조 비용 뿐만 아니라 공간 설계에도 바람직한 영향을 미치고, 상기 부품 공급 장치는 적어도 하나의 액추에이터의 "다중 사용"에 의해 특히 컴팩트한 설치 공간 내에 구현될 수 있다.Specifically, the actuator of the actuator system that provides vibration to the donor structure during operation of the component supply device also performs a function of displacing the donor structure along the Z direction instead of its own separate actuator. In this way, a separate actuator for displacement of the providing structure, preferably along the Z direction, can be omitted. This has a favorable effect on the space design as well as the manufacturing cost of the component feeding device, which can be implemented in a particularly compact installation space by “multiple use” of at least one actuator.

액추에이터 시스템은 자체 제어 유닛에 의해 작동될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, Z 방향을 따르는 제공 구조의 변위를 제공하는 제어 디바이스가 액추에이터 시스템의 액추에이터들을 제어하기 위해 사용된다.The actuator system may be actuated by its own control unit. Preferably, however, a control device providing a displacement of the providing structure along the Z direction is used for controlling the actuators of the actuator system.

제공 구조의 변위는 구체적으로 부품 공급 장치의 공간적 재구성이기 때문에 이는 실제로 비교적 드물게 실시된다. 제공 구조의 변위의 이유는 특히 공급될 부품들의 유형의 교체 및/또는 부품 공급 장치의 (새로운) 교정일 수 있다. 따라서, 진동 주파수에 비해 Z 방향을 따르는 변위의 "주파수"는 상당히 낮다. 변위에도 사용되는 진동 액추에이터의 유형에 따라 Z 위치의 설정이 위치 오프셋으로 간주될 수 있다. 전기 및 특히 압전 효과에 기초한 액추에이터의 경우, 이러한 위치 오프셋은 직류 전압에 의해 생성될 수 있는 한편, 제공 구조의 진동은 적합한 교류 전압에 의해 생성될 수 있다.This is in practice relatively infrequent, since the displacement of the donor structure is specifically a spatial reconstruction of the component feeding device. The reason for the displacement of the provision structure may in particular be a replacement of the type of parts to be supplied and/or a (new) calibration of the part supply device. Thus, the “frequency” of the displacement along the Z direction compared to the oscillation frequency is significantly lower. Depending on the type of vibration actuator that is also used for displacement, the setting of the Z position can be considered a position offset. In the case of actuators based on electricity and in particular the piezoelectric effect, this position offset can be generated by a direct voltage, while the vibrations of the providing structure can be generated by a suitable alternating voltage.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제공 구조를 진동시키기 위한 액추에이터 시스템은 적어도 2 개의 Z 액추에이터들을 포함하고, 상기 액추에이터들은 Z 방향을 따라 제공 구조를 이동시키기 위한 구동 장치에 할당 배치된다. 이는 Z 방향을 따라 제공 구조를 이동시키기 위한 구동 장치가 제공 구조의 진동을 위해서도 제공되는 적어도 2 개의 Z 액추에이터들을 포함하는 것을 의미한다.According to another embodiment of the present invention, an actuator system for vibrating the donor structure comprises at least two Z actuators, the actuators being assigned to a drive device for moving the donor structure along the Z direction. This means that the drive device for moving the donor structure along the Z direction includes at least two Z actuators that are also provided for vibration of the donor structure.

2 개의 Z 액추에이터들의 적합한 공간 간격이 주어지면, 제공 구조가 바람직하지 않게 더 크게 틸팅되지 않고서도 Z 방향을 따르는 안정적인 병진 운동이 실시될 수 있다. 또한 이는 부품들의 픽업시 개선된 공정 신뢰도에 기여한다.Given a suitable spatial spacing of the two Z actuators, a stable translational motion along the Z direction can be effected without tilting the donor structure to an undesirably greater extent. It also contributes to improved process reliability when picking up parts.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 2 개의 Z 액추에이터들은 동위상으로 또는 역위상으로 제어될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the two Z actuators may be controlled in-phase or out-of-phase.

이와 관련해서, 동위상 제어는 2 개의 Z 액추에이터들이 동일하게 이동되는 것을 의미한다. 포지티브 Z 방향을 따라 제공 구조를 이동시키는 2 개의 Z 액추에이터 중 제 1 액추에이터가 제어되면 2 개의 Z 액추에이터 중 다른 액추에이터의 동위상 제어시 마찬가지로 제공 구조가 포지티브 Z 방향을 따라 이동하게 된다. 상응하게, 역위상 제어는 2 개의 액추에이터 중 상기 다른 액추에이터가 네거티브 Z 방향을 따라 이동되면, 상기 하나의 액추에이터는 포지티브 Z 방향을 따라 이동되는 것을 의미한다.In this regard, in-phase control means that the two Z actuators are moved equally. When the first actuator among the two Z actuators for moving the donor structure along the positive Z direction is controlled, the donor structure moves along the positive Z direction when the other actuators among the two Z actuators are controlled in phase. Correspondingly, anti-phase control means that if the other of the two actuators is moved along the negative Z direction, then the one actuator is moved along the positive Z direction.

2 개의 Z 액추에이터들의 역위상 이동에 의해, 제공 구조의 회전 자유도가 부품들의 운반을 위해 진동에 의해 여기될 수 있다. 이러한 회전 진동을 위한 회전 축은 Z 방향에 대해 수직으로 배향된 축이다. 2 개의 Z 액추에이터들의 동위상 이동은 여기의 "주파수"에 따라 픽업 위치의 고도를 조정하기 위해 제공 구조를 Z 방향을 따라 병진 운동시키거나 또는 제공 구조를 Z 방향을 따라 진동시킨다.By the antiphase movement of the two Z actuators, the rotational freedom of the donor structure can be excited by vibration for the transport of parts. The axis of rotation for this rotational vibration is an axis oriented perpendicular to the Z direction. In-phase movement of the two Z actuators translates the donor structure along the Z-direction or oscillates the donor structure along the Z-direction to adjust the elevation of the pickup location depending on the "frequency" of the excitation.

전술했듯이, 액추에이터 시스템의 액추에이터들의 제어는 제어 디바이스 및/또는 제공 구조의 진동을 위해 제공되는 특수 제어 유닛에 의해 실시될 수 있다.As mentioned above, the control of the actuators of the actuator system can be effected by means of a control device and/or a special control unit provided for vibration of the providing structure.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부품 공급 장치는 제공 구조 상에 장착되거나 또는 상기 제공 구조와 기계적으로 견고하게 커플링된 적어도 하나의 모션 센서를 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the component feeding device further comprises at least one motion sensor mounted on or mechanically rigidly coupled to the feeding structure.

상기 모션 센서를 이용하면 바람직하게는 제공 구조의 실제 이동 거동이 검출될 수 있고 따라서 제공 구조의 이동이 제어 및 조절될 수 있다. 이는 픽업 위치의 (수직) 위치의 조정을 위한 제공 구조의 본 발명에 따른 이동 또는 위치 설정에 적용되고, 또한 대안으로 또는 조합으로 실제 진동 거동에도 적용된다. 실제 진동 거동의 모니터링은 개별 부품들의 위치를 검출하기 위한 (전술된) 광학 시스템이 주어진 실시예들에서 특히 바람직하고, 이로써 운반 거동이 제어 및 조절될 수 있다.With the motion sensor, the actual movement behavior of the donor structure can preferably be detected and thus the movement of the donor structure can be controlled and adjusted. This applies to the movement or positioning according to the invention of the provision structure for adjustment of the (vertical) position of the pickup position, and also to the actual vibrational behavior, alternatively or in combination. Monitoring of the actual vibration behavior is particularly advantageous in embodiments given an optical system (described above) for detecting the position of the individual parts, whereby the transport behavior can be controlled and adjusted.

기술된 적어도 하나의 모션 센서는 위치 센서, 속도 센서, 가속도 센서 또는 이들 유형의 센서의 임의의 조합일 수 있다.The at least one motion sensor described may be a position sensor, a speed sensor, an acceleration sensor, or any combination of these types of sensors.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 부품들을 부품 캐리어들과 자동 조립하는 조립 시스템이 기술된다. 기술된 조립 시스템은 (a) 픽업 위치에 부품들을 제공하는 전술된 유형의 부품 공급 장치; 및 (b) 조립 헤드를 구비한 조립 기계를 포함하고, 상기 조립 헤드는 (i) 제공된 부품들을 수용하기 위해, (ii) 수용된 부품들을 조립될 부품 캐리어 위로 이송하기 위해, 및 (iii) 이송된 부품들을 부품 캐리어 상으로 안착하기 위해 제공된다.According to another aspect of the present invention, an assembly system for automatically assembling parts with part carriers is described. The described assembly system comprises (a) a component feeding device of the type described above for providing components to a pickup location; and (b) an assembly machine having an assembly head, said assembly head (i) for receiving the provided parts, (ii) for transporting the received parts onto the part carrier to be assembled, and (iii) for transporting the transported parts. It is provided for seating parts onto a part carrier.

기술된 조립 시스템은 적어도 (수직) Z 방향을 따르는 픽업 위치의 적응식 조절 가능성을 가진 본 명세서에 기술된 부품 제공 장치에 의해, 조립 헤드 상에 변위 가능하게 장착된 부품 홀딩 장치, 흡입 그리퍼의 이동 경로가 (수직) Z 방향을 따라 단축될 수 있다는 인식에 기초로 하고, 이로써 조립 프로세스가 가속화되므로 조립 성능이 향상될 수 있다. The described assembly system comprises a part holding device displaceably mounted on an assembly head, movement of the suction gripper, by means of the part providing device described herein with the possibility of adaptive adjustment of the pickup position along at least the (vertical) Z direction. It is based on the recognition that the path can be shortened along the (vertical) Z direction, thereby accelerating the assembly process and thus the assembly performance can be improved.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 조립 기계에서 부품 캐리어들의 자동 조립을 위해 부품들을 제공하는, 특히 개별화된 전자 부품들을 제공하는 방법이 기술된다. 본 발명에 따른 방법에서, 전술된 부품 공급 장치가 사용된다. 기술된 방법은 구동 장치의 제어에 의해 섀시에 대한 Z 방향을 따른 픽업 위치의 공간적 위치를 조정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the invention, a method is described for providing parts, in particular individualized electronic parts, for automatic assembly of part carriers in an assembly machine. In the method according to the invention, the component feeding device described above is used. The described method comprises adjusting the spatial position of the pickup position along the Z direction relative to the chassis by control of the drive device.

기술된 방법은 전술된 부품 공급 장치에 의해 적어도 Z 방향에 대해 가변적인 픽업 위치에 부품들이 제공될 수 있다는 인식에 기초한다. 따라서, 바람직하게는 상이한 부품들 및/또는 상이한 제공 구조들에 대해 각각 하나의 픽업 위치가 설정될 수 있고, 상기 픽업 위치는 조립 헤드의 부품 홀딩 장치에 의한 부품의 픽업시 Z 방향을 따라 부품 홀딩 장치 또는 조립 헤드의 짧은 이동 경로를 제공한다.The described method is based on the recognition that parts can be provided at a pick-up position that is variable, at least with respect to the Z-direction, by means of the part feeding device described above. Accordingly, preferably, one pick-up position can be set each for different parts and/or different providing structures, wherein the pick-up position holds parts along the Z direction when picking up parts by the part holding device of the assembly head. Provides a short travel path for the device or assembly head.

본 발명의 실시예들은 상이한 발명 대상들에 대해 기술되었다. 특히, 본 발명의 몇몇 실시예들은 장치 청구항들로 기술되고 본 발명의 다른 실시예들은 방법 청구항들로 기술된다. 그러나, 달리 명시되지 않는 한, 하나의 유형의 발명 대상에 포함된 특징들의 조합에 추가해서, 상이한 유형들의 발명 대상들에 포함된 특징들의 임의의 조합도 가능하다는 것은 본 명세서를 읽는 당업자에게는 명백할 것이다.Embodiments of the present invention have been described with respect to different subject matter. In particular, some embodiments of the invention are described in apparatus claims and other embodiments of the invention are described in method claims. However, unless otherwise specified, it will be apparent to those skilled in the art after reading this specification that, in addition to combinations of features included in one type of subject matter, any combination of features contained in different types of subject matter is possible. will be.

본 발명의 다른 장점 및 특징은 바람직한 실시예들의 아래 구체적 설명에 제시된다. 본 명세서의 개별 도면들은 단지 개략적이며 축척에 맞지 않는다.Other advantages and features of the present invention are set forth in the detailed description below of preferred embodiments. The individual drawings herein are schematic only and are not to scale.

도 1은 진동 컨베이어로서 형성된 부품 공급 장치의 플레이트로서 형성된 제공 구조의 리프팅의 원리도이고,
도 2는 2 개의 상이한 크키의 부품들에 대한 다양한 고도를 도시하고,
도 3은 2 개의 상이한 크기의 부품 카트리지에 대한 픽업 위치의 고도의 설정을 도시하고,
도 4는 동일한 높이를 가진 2 개의 상이한 부품 카트리지들에 대해 플레이트로서 형성된 제공 구조의 상이한 고도들을 도시하고,
도 5는 중간 바디에 의해 서로 연결되고 제공 구조의 작동을 각각 상이한 자유도로 허용하는 2 개의 베어링 유닛들을 포함한 진동 컨베이어의 개략적 구조를 도시하고,
도 6은 조립 기계의 양 측면 상에 장착된 2 개의 조립 헤드들을 구비한 조립 기계 및 다수의 부품 공급 장치들을 포함한 조립 시스템의 개략도이다.
1 is a principle diagram of a lifting of a providing structure formed as a plate of a component feeding device formed as a vibrating conveyor;
2 shows various elevations for parts of two different sizes;
3 shows the elevation setting of the pickup position for two different sized parts cartridges;
4 shows different elevations of a provision structure formed as a plate for two different part cartridges with the same height;
5 shows a schematic structure of a vibrating conveyor comprising two bearing units connected to each other by an intermediate body and allowing the operation of the providing structure, respectively, with different degrees of freedom;
6 is a schematic diagram of an assembly system comprising a plurality of component feeders and an assembly machine with two assembly heads mounted on either side of the assembly machine;

아래 상세한 설명에서, 다른 실시예의 상응하는 특징들 또는 컴포넌트들과 동일하거나 또는 적어도 기능적으로 동일한, 다양한 실시예들의 특징들 또는 컴포넌트들에는 동일한 도면 번호가 주어지거나, 또는 상응하는 동일하거나 또는 적어도 기능적으로 동일한 특징들 또는 컴포넌트들의 도면 번호들과 마지막 2 개의 숫자가 동일한 도면 번호가 주어진다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 전술된 실시예에 기초하여 이미 설명된 특징들 또는 컴포넌트들은 추후 더 이상 상세히 설명되지 않는다.In the detailed description below, features or components of various embodiments that are identical or at least functionally identical to corresponding features or components of other embodiments are given the same reference numerals, or corresponding identical or at least functionally identical Reference numbers for identical features or components are given the same reference number as the last two digits. In order to avoid unnecessary repetition, features or components already described based on the above-described embodiment will not be described in detail later.

또한, 아래에 기술된 실시예들은 본 발명의 가능한 실시예 변형들의 제한된 선택만을 제시한다. 특히, 개별 실시예들의 특징들을 서로 적절히 조합할 수 있으므로, 여기에 명시적으로 도시된 실시예 변형들에 의해 다수의 다양한 실시예들이 당업자에게 명백하게 개시된 것으로 간주된다.Further, the embodiments described below only present a limited selection of possible embodiment variations of the present invention. In particular, since the features of the individual embodiments can be suitably combined with each other, numerous various embodiments are considered to be clearly disclosed to those skilled in the art with the embodiment variations explicitly shown herein.

도 1에는 진동 컨베이어로서 형성된 부품 공급 장치(100)의 개략도가 도시된다. 부품 공급 장치(100)는 부품 공급 장치(100)의 (도시되지 않은) 다른 컴포넌트들을 위한 베이스 바디 또는 프레임 구조로서 사용되는 섀시(110)를 포함한다. 부품 공급 장치(100)의 진동 운반은 우선 저장소(182)에 포함되어 있는 벌크 재료로서 주어진 부품들이 운반 영역 또는 운반 경로(184)를 통해 제공 구조(186)로 이송되는 것이다. 진동 생성에 사용되는 액추에이터 시스템은 도 1의 개략도에 도시되지 않는다.1 shows a schematic diagram of a component feeding device 100 configured as a vibrating conveyor. The component feeding device 100 includes a chassis 110 that is used as a base body or frame structure for other components (not shown) of the component feeding device 100 . Vibratory conveying of the component feeding device 100 is first in which parts given as bulk material contained in a reservoir 182 are conveyed to the dispensing structure 186 via a conveying area or conveying path 184 . The actuator system used to generate the vibration is not shown in the schematic diagram of FIG. 1 .

여기에 도시된 실시예에 따르면, 저장소(182), 운반 영역(184) 및 제공 구조(186)는 (일체형) 카트리지(180)의 컴포넌트들이다. 제공 구조(186)는 부품들(도시되지 않음)이 진동에 의해 이송되는 간단한 플레이트이다. 여기에 도시된 실시예에 따르면, 상기 플레이트(186)는 아래로부터, 즉 투명 유리 플레이트(186)를 통해, 광학 시스템(역시 도시되지 않음)에 의해 부품들을 검출하는 것을 허용하는 투명 유리 플레이트로서 형성된다. 적합한 광학적 검출 및 후속하는 이미지 평가에 의해, 유리 플레이트(186) 상에 놓인 개별 부품들 각각의 정확한 위치가 결정될 수 있다. 픽업될 부품의 위치에 대한 정확한 정보에 기초하여, 도시되지 않은 조립 헤드는 상기 조립 헤드의 부품 홀딩 장치가 해당 부품을 픽업할 수 있도록 위치 설정될 수 있다. 부품의 픽업 이동이 도 1에 화살표(186a)로 개략적으로 도시된다.According to the embodiment shown herein, the reservoir 182 , the transport area 184 and the provision structure 186 are components of the (integral) cartridge 180 . The providing structure 186 is a simple plate on which parts (not shown) are transported by vibration. According to the embodiment shown here, the plate 186 is formed as a clear glass plate allowing detection of parts by an optical system (also not shown) from below, ie through the clear glass plate 186 . do. By suitable optical detection and subsequent image evaluation, the exact position of each of the individual parts placed on the glass plate 186 can be determined. Based on the precise information on the position of the part to be picked up, the assembly head, not shown, can be positioned so that the part holding device of the assembly head can pick up the part. The pickup movement of the part is schematically shown in FIG. 1 by arrow 186a.

부품 공급 장치(100)는 (수직의) Z 방향을 따라 섀시(110)에 대해 카트리지(180)를 이동시킬 수 있는 구동 장치(115)를 더 포함한다. 카트리지(180)의 고도가 증가함에 따라, 부품을 픽업하는데 필요한 Z 방향을 따르는 부품 홀딩 장치의 (수직) 이동 거리가 더 짧아진다. 부품 홀딩 장치의 짧은 이동 거리는 개별 부품 각각의 조립 프로세스를 위한 시간을 단축한다. 따라서, 카트리지(180)의 가능한 높은 고도는 조립 기계의 높은 조립 성능에 상당히 기여한다.The component feeding device 100 further includes a drive device 115 capable of moving the cartridge 180 relative to the chassis 110 along the (vertical) Z direction. As the elevation of the cartridge 180 increases, the (vertical) travel distance of the part holding device along the Z direction required to pick up the part becomes shorter. The short travel distance of the part holding device shortens the time for the assembly process of each individual part. Thus, the high possible elevation of the cartridge 180 contributes significantly to the high assembly performance of the assembly machine.

카트리지(180)의 고도에 대한 상한은 도 1에 파선으로 도시된 수평선으로 주어진다. 이 선은 Z 방향에 대해 수직인 평면에서의 조립 헤드의 이동을 위해 조립 헤드에 의해 요구되는 충돌 영역의 하한(190a)을 나타낸다. 카트리지(180)가 파선 위로 더 높게 상승하면, 조립 헤드는 카트리지(180)와 충돌할 수 있다.The upper limit on the elevation of the cartridge 180 is given by the horizontal line shown in FIG. 1 as a dashed line. This line represents the lower limit 190a of the impact area required by the building head for movement of the building head in a plane perpendicular to the Z direction. If the cartridge 180 rises higher above the dashed line, the assembly head may collide with the cartridge 180 .

도 2에는 2 개의 상이한 크기의 부품들(296-1 및 296-2)에 대해 다양한 고도가 도시된다. 도 2의 도시에서, 제 1 부품들(296-1)은 제 1 카트리지(280-1) 내에 놓이고, 제 2 부품들(296-2)은 제 2 카트리지(280-2) 내에 놓인다. 여기에 도시된 실시예에 따르면, 상기 2 개의 카트리지들(280-1 및 280-2)은 동일한 크기이다. 그러나, 부품들(296-1 및 296-2)의 상이한 크기를 감안하기 위해, 제 1 카트리지(280-1) 내의 투명 유리 플레이트로서 형성된 제공 구조(186)가 (제 1 카트리지 (280-1)의 바닥면에 대해) 비교적 낮은 고도로 놓인다. 상응하게, 제 2 카트리지(280-2) 내의 제공 구조(186)는 (제 2 카트리지(280-2)의 바닥면에 대해) 비교적 높은 고도로 놓인다.2 different elevations are shown for two different sized parts 296 - 1 and 296 - 2 . In the illustration of FIG. 2 , first parts 296 - 1 are placed in a first cartridge 280-1 and second parts 296 - 2 are placed in a second cartridge 280 - 2 . According to the embodiment shown here, the two cartridges 280-1 and 280-2 are the same size. However, in order to take into account the different sizes of the parts 296-1 and 296-2, the providing structure 186 formed as a transparent glass plate in the first cartridge 280-1 is (first cartridge 280-1) at a relatively low elevation). Correspondingly, the providing structure 186 in the second cartridge 280-2 lies at a relatively high elevation (relative to the bottom surface of the second cartridge 280-2).

2 개의 카트리지들(280-1 및 280-2)은 도시되지 않은 구동 장치에 의해 각각 Z 방향을 따라 이동 가능하다. 도시되지 않은 카메라의 초점면(270a)이 Z 방향을 따르는 상기 이동에 대한 기준으로서 도 2에 도시된다. 도 2에서 초점면(270a)을 나타내는 선의 두께는 도시되지 않은 카메라의 이미지 평면에 선명한 이미지를 생성하기 위해 물체가 놓여야 하는 초점 영역 또는 초점 심도 영역에 대한 척도이다. Z 방향을 따르는 유리 플레이트(186)의 고도에 대한 가능한 공차는 도 2a에서 제 1 카트리지(280-1)에 대해 도시되고 이중 화살표 (286a)로 표시된다.The two cartridges 280-1 and 280-2 are each movable along the Z direction by a driving device, not shown. The focal plane 270a of the camera, not shown, is shown in FIG. 2 as a reference for the movement along the Z direction. The thickness of the line representing focal plane 270a in FIG. 2 is a measure of the area of focus or depth of focus area in which an object must lie in order to produce a sharp image in the image plane of a camera, not shown. A possible tolerance for the elevation of the glass plate 186 along the Z direction is shown for the first cartridge 280-1 in FIG. 2A and indicated by the double arrow 286a.

아래에서 도 2a라고 하는 도 2의 좌측 부분에서, 구동 장치는 중립 위치에 있다. 이는 상기 구동 장치에 (전기) 신호 또는 제로 강도의 신호가 인가되지 않는 것을 의미한다. 제로가 아닌 신호는 구동 장치의 고정 컴포넌트에 대해 구동 장치의 가동 컴포넌트를 편향시킬 것이다. 이러한 상태에서, 2 개의 카트리지들(280-1 및 280-1)에 대해 상부 파선으로서 도시된, 조립 헤드(도시되지 않음)의 충돌 영역의 하한(190a)으로의 자유 공간(280a)이 얻어진다. (전체) 도 2에서 하부 파선은 구동 장치를 위한 충돌 영역의 상한(290b)을 표시한다. In the left part of figure 2, referred to below as figure 2a, the drive device is in a neutral position. This means that no (electrical) signal or a signal of zero strength is applied to the driving device. A non-zero signal will bias the movable component of the drive device relative to the stationary component of the drive device. In this state, a free space 280a to the lower limit 190a of the impact area of the assembly head (not shown), shown as the upper dashed line for the two cartridges 280-1 and 280-1, is obtained. . (Overall) The lower dashed line in FIG. 2 indicates the upper limit 290b of the impact area for the drive device.

본 명세서에서 도 2b라고 하는 도 2의 중간 부분에서, 2 개의 카트리지들(280-1, 280-2)이 구동 장치에 의해 아래로 당겨지므로, 부품(296-1 또는 296-2)의 하부면이 각각 초점면(270a)에 놓인다. 이를 위해 필요한 상응하는 힘은 화살표 Fact로 표시된다.In the middle part of Fig. 2, referred to herein as Fig. 2b, the two cartridges 280-1, 280-2 are pulled down by the drive device, so that the lower surface of the part 296-1 or 296-2 Each of these lies in the focal plane 270a. The corresponding force required for this is indicated by the arrow Fact.

본 명세서에서 도 2c라고 하는 도 2의 우측 부분에서, 2 개의 카트리지들(280-1 및 280-2)이 구동 장치에 의해 각각 최대로 위로 밀려서, 부품(296-1 및296-2)의 픽업을 위해 필요한 부품 홀딩 장치(294)의 이동 경로가 최소화된다. Z 방향을 따르는 최소화된 이동 경로는 도면 번호 294a로 표시된 화살표로 도시된다. 두 카트리지들(280-1 및 280-2)의 "위로 밀기"에 필요한 힘은 도 2c에 화살표 Fact로 각각 도시된다.In the right-hand portion of Fig. 2, referred to herein as Fig. 2c, two cartridges 280-1 and 280-2 are respectively pushed up by a drive mechanism to the maximum, thereby picking up the parts 296-1 and 296-2. The movement path of the component holding device 294 necessary for this is minimized. The minimized travel path along the Z direction is shown by the arrow indicated by reference numeral 294a. The force required to "push up" of both cartridges 280-1 and 280-2 is shown by arrow Fact, respectively, in Fig. 2c.

구체적으로, 조립 프로세스 동안, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 픽업 높이의 몇몇 위치들이 주어진다.Specifically, during the assembly process, several positions of the pickup height shown in FIGS. 2A, 2B and 2C are given.

- 도 2a에는 구동 장치의 비통전 상태에서 설정된 중립 Z 위치가 도시된다.- Figure 2a shows the neutral Z position set in the de-energized state of the drive device.

- 도 2b에는 구체적으로 "카메라 Z 위치"라고 할 수 있는 위치가 도시된다. 이 위치에서, 각각의 부품(296-1 또는 296-2)의 이미지 촬영이 이루어진다. 초점 영역(270a)의 (수직) 범위에 따라, 중립 위치가 "카메라 Z 위치"와 일치할 수 있다. 그렇지 않은 경우 해당 카트리지(280-1 또는 280-2)는 선명한 이미지 촬영을 위해 아래로 "카메라 Z 위치"로 이동해야 한다. - Figure 2b shows a position that can be specifically referred to as "camera Z position". In this position, an image of each part 296-1 or 296-2 is taken. Depending on the (vertical) extent of the focus area 270a, the neutral position may coincide with the “camera Z position”. Otherwise, the cartridge (280-1 or 280-2) must be moved down to the "camera Z position" for sharp images.

- 도 2c에는 부품들이 픽업되는 위치가 도시된다. 이 위치는 구체적으로 "픽업 Z 위치"라고 할 수 있다. 조립 헤드에 의해 부품들을 픽업하기 위해, 해당 카트리지(280-1 또는 280-2)는 충돌 영역(190a)의 하한이 결정되는 교정 절차로부터 얻어질 수 있는 거리만큼 위로 이동된다.- Figure 2c shows where the parts are picked up. This position may be specifically referred to as a “pickup Z position”. To pick up the parts by the assembly head, the cartridge 280-1 or 280-2 in question is moved upward by a distance that can be obtained from the calibration procedure in which the lower limit of the impact area 190a is determined.

조립 헤드에 의한 부품의 픽업시 필요한 Z 행정은 이미 카트리지의 능동적 상승과 무관하게, 유리 플레이트가 카트리지 내의 이용 가능한 설치 공간 내에서 가능한 높게 배치됨으로써 최소화될 수 있다. 이동하는 조립 헤드의 하부 간섭 윤곽 영역은 기계적 충돌을 방지하기 위한 설치 공간 제한부를 의미한다.The Z stroke required for picking up the parts by the assembly head can be minimized by placing the glass plate as high as possible within the available installation space in the cartridge, irrespective of the active elevation of the cartridge already. The lower interfering contour area of the moving assembly head means an installation space limitation to prevent mechanical collisions.

카트리지의 적응식으로 또는 능동적으로 설정 가능한 Z 위치에 의해 기본적으로 카트리지의 높이 위치를 최적화하는 두 가지 방법이 주어지므로, 부품들의 크기와 상관없이, 동일하게 높은 조립 성능이 달성될 수 있다. 또한, 공지된 부품 공급 장치들에 비해 설정 가능한 Z 위치에 의해 조립 성능의 저하를 감수하지 않으면서, 부품 공급 장치에 의해 처리될 수 있는 상이한 크기의 부품들의 스펙트럼이 확장될 수 있다. 이러한 두 가지 가능성은 아래에서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된다. 도 3에 도시된 변형에서, 카트리지의 높이는 부품들의 크기에 따라 조정된다. (a) 제공 구조 또는 투명 유리 플레이트와 (b) 부품 공급 장치와 조립 기계 사이의 인터페이스 간의 거리는 일정하다. 도 4에 도시된 변형에서 (상이한 크기의 부품들에 대한) 카트리지의 높이는 일정하지만 (a) 제공 구조 또는 투명 유리 플레이트와 (b) 부품 공급 장치와 조립 기계 사이의 인터페이스 간의 거리는 부품이 큰 경우 부품이 작은 경우보다 더 작다.Since there are basically two ways to optimize the height position of the cartridge by the adaptively or actively settable Z position of the cartridge, the same high assembly performance can be achieved regardless of the size of the parts. In addition, the spectrum of parts of different sizes that can be processed by the component feeding device can be broadened without sacrificing a decrease in assembly performance due to the settable Z position compared to known component feeding devices. These two possibilities are described below with reference to FIGS. 3 and 4 . In the variant shown in Fig. 3, the height of the cartridge is adjusted according to the size of the parts. The distance between (a) the providing structure or the transparent glass plate and (b) the interface between the component feeding device and the assembly machine is constant. In the variant shown in Figure 4, the height of the cartridge (for parts of different sizes) is constant, but the distance between (a) the providing structure or clear glass plate and (b) the interface between the part feeding device and the assembly machine is the part when the part is large. smaller than this small case.

도 3에는 2 개의 상이한 크기의 부품 카트리지에 대해 픽업 위치의 고도의 설정이 도시된다. 비교적 큰 또는 높은 제 1 카트리지에는 도면 번호 380-1이 제공된다. 비교적 작은 또는 평평한 제 2 카트리지에는 도면 번호 380-2가 제공된다. 제 1 카트리지(380-1)는 비교적 큰 제 1 부품들(296-1)을 포함한다. 제 2 카트리지(380-2)는 비교적 작은 제 2 부품들(296-2)을 포함한다. Figure 3 shows the elevational setting of the pickup position for two different sized parts cartridges. The relatively large or tall first cartridge is provided with reference numeral 380-1. A relatively small or flat second cartridge is provided with reference numeral 380-2. The first cartridge 380-1 includes relatively large first parts 296-1. The second cartridge 380 - 2 includes relatively small second parts 296 - 2 .

각각의 부품 공급 장치는 부품 공급 장치가 조립 기계의 프레임 구조에 연결될 수 있게 하는 인터페이스를 포함한다. 상기 인터페이스는 도 3에서 도면 번호 388로 개략적으로 도시된다. Each part feeder comprises an interface that allows the part feeder to be connected to the frame structure of the assembly machine. This interface is shown schematically in FIG. 3 by reference numeral 388 .

제 1 카트리지(380-1) 내에 놓인 제 1 부품들(296-1)의 경우, 유리 플레이트(186)의 상부면과 카트리지(380-1)의 상부면 사이의 최소 거리는 이중 화살표 hc1로 표시된다. 제 2 카트리지(380-2) 내에 놓인 제 2 부품들(296-2)의 경우, 유리 플레이트(186)의 상부면과 카트리지(380-2)의 상부면 사이의 최소 거리는 이중 화살표 hc2로 표시된다. 조립 기계에 대한 유리 플레이트(186)와 부품 공급 장치의 인터페이스(388) 간의 수직 거리는 2 개의 카트리지(380-1 및 380-2)에 대해 동일하다. 다시 말해, 더 작은 부품들을 가진 낮은 카트리지들은 더 큰 부품들을 가진 높은 카트리지보다 더 높은 "Z 픽업 높이"로 상승되어야 한다. For the first parts 296 - 1 placed in the first cartridge 38 - 1 , the minimum distance between the upper surface of the glass plate 186 and the upper surface of the cartridge 38 - 1 is indicated by the double arrow hc1 . . For the second parts 296 - 2 placed in the second cartridge 380 - 2 , the minimum distance between the upper surface of the glass plate 186 and the upper surface of the cartridge 380 - 2 is indicated by the double arrow hc2 . The vertical distance between the glass plate 186 to the assembly machine and the interface 388 of the part feeder is the same for the two cartridges 380-1 and 380-2. In other words, lower cartridges with smaller parts must be raised to a higher "Z pickup height" than higher cartridges with larger parts.

2 개의 이중 화살표들(hc1 및 hc2)의 상이한 길이는 부품들의 크기에 관계 없이 부품들이 각각의 카트리지 내에서 충분한 "수직 자유 공간"을 갖는 것에 의해 설명된다. 이로써 의도된 진동에 의한 부품 이송의 높은 "공정 신뢰도"가 보장된다.The different lengths of the two double arrows hc1 and hc2 are accounted for by the fact that the parts, regardless of their size, have sufficient "vertical free space" within their respective cartridges. This ensures a high "process reliability" of the part transfer by means of the intended vibration.

도 4에는 높이가 동일한 2 개의 상이한 부품 카트리지들(480-1 및 480-2)에 대해, 여기에 투명 유리 플레이트로서 형성된 각각의 제공 구조(186)의 상이한 고도들이 도시된다. 비교적 큰 제 1 부품들(296-1)을 포함하는 제 1 카트리지(480-1) 내의 유리 플레이트(186)는 비교적 작은 제 2 부품들(296-2)을 포함한 제 2 카트리지(480-2) 내의 유리 플레이트(186)보다 (부품 공급 장치와 조립 기계 사이의) 인터페이스(388)에 대해 더 낮은 높이 또는 더 작은 수직 거리(hg1)에 놓인다. 제 2 카트리지(480-2)에 대해, 인터페이스(388)와 유리 플레이트(186) 사이의 (더 큰) 거리는 이중 화살표 hg2로 표시된다.4 shows different elevations of each providing structure 186 formed here as a transparent glass plate, for two different component cartridges 480-1 and 480-2 of the same height. The glass plate 186 in the first cartridge 480-1, which includes the first relatively large parts 296-1, is the second cartridge 480-2, which includes the second relatively small parts 296-2. It rests at a lower height or at a smaller vertical distance hgl with respect to the interface 388 (between the component feeder and the assembly machine) than the glass plate 186 in the For the second cartridge 480 - 2 , the (greater) distance between the interface 388 and the glass plate 186 is indicated by the double arrow hg2 .

구체적으로, 작은 부품들에 대해 상응하는 카트리지 내의 유리 플레이트가 위로 변위된다. 유리 플레이트가 높이 놓인 카트리지는 "카메라 Z 위치" 내로 아래로 당겨지거나 또는 밀려져야 한다.Specifically, for small parts the glass plate in the corresponding cartridge is displaced upward. The cartridge with the glass plate placed high must be pulled down or pushed into the "camera Z position".

카트리지를 정위치로부터 당기거나 미는 것은 일반적으로 특정 에너지 소비와 관련되기 때문에, 응용에 따라, 예를 들어 진동 운반을 허용하는 카트리지를 위한 베어링 시스템의 선택에 따라 부품 공급 장치의 작동을 위한 에너지 소비를 최소화하기 위해, 유리 플레이트의 중립 Z 위치를 픽업 높이에 더 가까이 또는 "카메라 Z 위치"에 더 가까이 놓는 것이 더 바람직한지의 여부가 개별적으로 결정되어야 한다. Since pulling or pushing a cartridge out of position is usually associated with a specific energy consumption, the energy consumption for the operation of the component feeder depends on the application, for example the selection of a bearing system for the cartridge allowing vibrational transport. To minimize, it must be determined individually whether it is more desirable to place the neutral Z position of the glass plate closer to the pickup height or closer to the "camera Z position".

도 5에는 진동 컨베이어로서 형성된 부품 공급 장치(500)의 개략적인 구조가 도시된다. 진동 컨베이어(500)는 YZ 평면에서의 측면도로 개략적으로 도시된다. X 방향은 표시된 Z 방향 및 표시된 Y 방향 모두에 대해 수직이다.5 shows a schematic structure of a component feeding device 500 formed as a vibrating conveyor. The vibrating conveyor 500 is schematically shown in a side view in the YZ plane. The X direction is perpendicular to both the marked Z direction and the marked Y direction.

진동 컨베이어(500)는 상이한 운동 자유도로 카트리지(180)의 진동을 허용하는 2 개의 베어링 유닛들을 포함한다. 본 명세서에서 베어링 유닛들은 베어링 레벨이라고도 한다. 각각의 베어링 유닛 또는 베어링 레벨에는 상응하는 자유도를 정확히 작동시킬 수 있는 액추에이터들이 할당 배치된다. 구체적으로, 각각의 자유도에 대해, 정확히 하나의 액추에이터가 제공되므로, 액추에이터의 수가 자유도의 수와 동일하다. 이는 부품 공급 장치(500)의 전체 진동 시스템이 "저작동" 또는 "과작동"되지 않는 것을 의미한다. 따라서, 두 베어링 유닛 모두에 대해 서로 독립적으로 "적절한 작동"이 주어진다. 즉, 저작동도 과작동도 주어지지 않는다. 이로써 바람직하게는 다양한 자유도 사이에서 양호한 진동 디커플링이 제공된다. 따라서 서로 (대체로) 디커플링된 다수의 자유도의 개별 제어 가능성이 주어진다. 이러한 특성은 2 개의 베어링 유닛들 및 상응하는 액추에이터 시스템에 대해 개별적으로 적용된다. The vibration conveyor 500 includes two bearing units that allow vibration of the cartridge 180 with different degrees of freedom of movement. Bearing units are also referred to herein as bearing levels. Each bearing unit or bearing level is assigned with actuators capable of precisely actuating the corresponding degree of freedom. Specifically, for each degree of freedom, exactly one actuator is provided, so the number of actuators equals the number of degrees of freedom. This means that the entire vibration system of the component feeding device 500 is not “under-actuated” or “over-actuated”. Thus, "proper operation" is given for both bearing units independently of each other. That is, neither underactivation nor overactivation is given. This advantageously provides good vibration decoupling between the various degrees of freedom. Thus, the possibility of individual control of a number of degrees of freedom decoupled from each other is given. This characteristic applies individually for the two bearing units and the corresponding actuator system.

상세하게는, 부품 공급 장치(500)는 고정 컴포넌트(도시되지 않음) 및 가동 컴포넌트(528)를 구비한 아래에 도시된 제 1 베어링 유닛(520)를 포함한다. 고정 컴포넌트는 섀시(110)와 (견고하게) 연결된다. 가동 컴포넌트(528)는 중간 바디(540)와 (견고하게) 연결된다. 따라서, 중간 바디(540)는 제 1 베어링 유닛(520)이 허용하는 자유도를 따라 진동될 수 있다.In particular, the component feeding device 500 comprises a first bearing unit 520 , shown below, with a stationary component (not shown) and a movable component 528 . The fixed component is (rigidly) connected to the chassis 110 . The movable component 528 is (rigidly) connected with the intermediate body 540 . Accordingly, the intermediate body 540 may vibrate according to the degree of freedom allowed by the first bearing unit 520 .

여기에 도시된 실시예에 따르면, 제 1 베어링 유닛(520)은 2 개의 솔리드 바디 조인트들(522 및 524)의 어셈블리를 포함한다. 솔리드 바디 조인트(522)는 섀시(110)를 중간 바디(540)와 (탄성으로) 연결하는 수평으로 배향된 단순한 판 스프링으로 구성된다. 솔리드 바디 조인트(524)는 종종 "접힌 판 스프링(folded leaf springs)"이라고도 하는 2 개의 L 형으로 굽은 또는 꺽인 이중 판 스프링들로 구성된다. 솔리드 바디 조인트(524)는 또한 섀시(110)를 중간 바디(540)와 (탄성적으로) 연결한다.According to the embodiment shown here, the first bearing unit 520 comprises an assembly of two solid body joints 522 and 524 . The solid body joint 522 consists of a simple horizontally oriented leaf spring that connects the chassis 110 with the intermediate body 540 (elastically). Solid body joint 524 consists of two L-bent or bent double leaf springs, often referred to as “folded leaf springs”. The solid body joint 524 also (elastically) connects the chassis 110 with the intermediate body 540 .

이와 관련해서, 단일의 "접힌 판 스프링"은 5 개의 자유도를 가지며 수직 방향으로의 병진을 차단한다(굽힘 가장자리의 길이 방향에 대해 평행하게). 따라서 총 4 개의 "접힌 판 스프링들"로 이루어진 도시된 조합은 바디를 하나의 평면(여기서는 YZ 평면)에서 2 개의 자유도(Tz, Rα)로 지지하기 위한 베어링 어셈블리이다. 여기에서 Tz은 Z 방향을 따르는 병진이고, Ra는 X 방향에 대해 평행한 X 축을 중심으로 하는 회전이다.In this regard, a single "folded leaf spring" has five degrees of freedom and blocks translation in the vertical direction (parallel to the longitudinal direction of the bending edge). Thus, the illustrated combination of a total of four “folded leaf springs” is a bearing assembly for supporting the body in two degrees of freedom (Tz, Rα) in one plane (here the YZ plane). where Tz is the translation along the Z direction and Ra is the rotation about the X axis parallel to the X direction.

제 1 베어링 유닛(520)에는 각각 "힘 화살표"로 개략적으로 도시되고 가동 컴포넌트(528)의 돌출부에 각각 작용하는 2 개의 액추에이터들(542 및 544)이 할당 배치된다. 2 개의 액추에이터들(542 및 544)은 각각 Z 축을 따르는 병진 운동(Tz)을 작동시킨다. 전술한 바와 같이, (동일한 진폭을 가진) 동위상 작동은 Z 축을 따르는 병진 운동(Tz)을 일으킨다. 역위상 작동은 (도면 평면에 대해 수직인 X 축을 중심으로) 회전 운동(Rα)을 일으킨다.The first bearing unit 520 is assigned with two actuators 542 and 544 , respectively schematically shown by “force arrows” and acting on the protrusion of the movable component 528 , respectively. Two actuators 542 and 544 respectively actuate a translational motion Tz along the Z axis. As mentioned above, in-phase operation (with equal amplitude) results in a translational motion (Tz) along the Z axis. Antiphase operation results in a rotational motion (Rα) (about the X axis perpendicular to the drawing plane).

부품 공급 장치(500)의 제 2 베어링 유닛(550)은 고정 컴포넌트로서의 중간 바디(540), 가동 컴포넌트(552) 및 2 개의 평면 에어 베어링들(556 및 558)을 포함하고, 상기 에어 베어링들은 중간 바디(540)에 대해 XY 평면 내에서 3 개의 자유도 Tx(X 축을 따르는 병진), Ty(Y 축을 따르는 병진) 및 Rγ(Z 축을 중심으로 하는 회전)로 카트리지(180)의 운동을 허용한다. 이를 위해, 제 2 베어링 유닛(550)에는 3 개의 액추에이터들, 제 1 X 액추에이터(562), 제 2 X 액추에이터(563) 및 Y 액추에이터(564)가 할당 배치되고, 상기 액추에이터들은 적합한 제어시 X 축을 따르는 병진(Tx), Z 축을 중심으로 하는 회전(Rγ) 및/또는 Y 축을 따르는 병진(Ty)을 작동시킬 수 있다.The second bearing unit 550 of the component feeding device 500 comprises an intermediate body 540 as a stationary component, a movable component 552 and two planar air bearings 556 and 558 , which air bearings are intermediate Allows movement of cartridge 180 in three degrees of freedom in the XY plane relative to body 540 , Tx (translation along the X axis), Ty (translation along the Y axis), and Rγ (rotation around the Z axis). To this end, the second bearing unit 550 is assigned with three actuators, a first X actuator 562, a second X actuator 563 and a Y actuator 564, which actuators are arranged to move the X axis under suitable control. It is possible to actuate a translation along the Z axis (Rγ) and/or a translation along the Y axis (Ty).

구체적으로, 부품 공급 장치(500)에서, 제 1 베어링 레벨(520)에는 자유도(Tz 및 Rα)가 할당 배치되고, Z 방향으로 작용하는 2 개의 선형 구동 장치들(542 및 544)에 의해 작동된다. 즉, 2 개의 선형 구동 장치들(542 및 544)의 적합한 제어에 의해 Z 축을 따르는 순수한 병진 운동(Tz), X 축을 중심으로 하는 순수한 회전 운동(Rα) 및 2 개의 운동들(Tz 및 Rα)의 임의의 조합이 달성될 수 있다. 사용된 병렬 운동학에 의해, 2 개의 선형 구동 장치들(542 및 544)은 항상 소정의 운동을 함께 구현하기 때문에 특히 작은 치수로 설계될 수 있다.Specifically, in the component feeding device 500 , the first bearing level 520 is assigned with degrees of freedom Tz and Rα and is operated by two linear drive devices 542 and 544 acting in the Z direction. do. That is, a pure translational motion along the Z axis (Tz), a pure rotational motion about the X axis (Rα) and the two motions (Tz and Rα) by suitable control of the two linear drives 542 and 544 are Any combination may be achieved. The parallel kinematics used allows the two linear drives 542 and 544 to be designed with particularly small dimensions since they always implement a certain motion together.

카트리지(180)에 대한 자유도는 제 1 베어링 유닛(520)의 자유도와 제 2 베어링 유닛(550)의 자유도의 "합"이다. 여기에 도시된 실시예에 따르면, 카트리지(180)는 5 개의 운동 자유도(Tx, Ty, Tz, Rα 및 Rγ)로 작동 가능하다. 유리 플레이트(186)의 고도를 조정하기 위해, 여기에 도시된 실시예에 따르면 진동 자유도(Tz 및 Rα)에 대해서도 "권한이 있는" 2 개의 Z 액추에이터들(542 및 544)이 사용된다.The degree of freedom for the cartridge 180 is the "sum" of the degree of freedom of the first bearing unit 520 and the degree of freedom of the second bearing unit 550 . According to the embodiment shown herein, cartridge 180 is operable with five degrees of freedom of motion (Tx, Ty, Tz, Ra and Rγ). To adjust the elevation of the glass plate 186, two Z actuators 542 and 544 are used that are also “authorized” for the vibrational degrees of freedom (Tz and Rα) according to the embodiment shown here.

도 5에 도시되듯이, 부품 공급 장치(500)는 카메라(572) 및 편향 거울(574)을 구비한 광학 시스템(570)을 추가로 포함한다. 카메라(572)는 카트리지(180) 아래에 배치되고 유리 플레이트(186) 상에 놓인 부품들(도시되지 않음)을 (편향 거울(574)을 통한 빔 경로에 의해) 아래에서부터 검출한다. 전술했듯이, 조립 헤드의 부품 홀딩 장치에 의해 픽업될 부품의 정확한 위치를 검출함으로써, 조립 헤드가 적절하게 (XY 평면 내에서) 위치 설정될 수 있으므로, 부품을 픽업하기 직전에 부품 홀딩 장치가 부품 위에 정확하게 놓인다. 따라서, 상기 부품의 픽업시 높은 공정 안정성이 달성될 수 있다.As shown in FIG. 5 , the component feeding device 500 further includes an optical system 570 having a camera 572 and a deflecting mirror 574 . A camera 572 detects parts (not shown) disposed below the cartridge 180 and placed on the glass plate 186 from below (by the beam path through the deflection mirror 574 ). As described above, by detecting the exact position of the part to be picked up by the part holding device of the assembling head, the assembling head can be properly positioned (in the XY plane), so that immediately before picking up the part, the part holding device is placed over the part. correctly placed. Accordingly, high process stability can be achieved at the time of picking up the part.

도 6에는 서로 독립적으로 이동 가능한 2 개의 조립 헤드들(634)을 구비한 조립 기계(632) 및 모듈로서 형성된 다수의 부품 공급 장치들(600, 605)을 포함한 조립 시스템(630)이 개략도로 도시된다. 부품 공급 장치들은 (a) 벌크 재료로부터 부품들을 공급하기 위한 부품 공급 장치(600)로서 또는 (b) 공지된 방식으로 부품 벨트 내에 놓인 부품들을 공급하기 위한 부품 공급 장치(605)로서 형성된다. 여기에 도시된 실시예에 따르면, 조립 기계(632)의 좌측에는 4 개의 부품 공급 장치들(605) 및 하나의 부품 공급 장치(600)가 장착된다. 조립 기계(632)의 우측에는 2 개의 부품 공급 장치들(600) 및 2 개의 부품 공급 장치들(605)이 장착된다.6 shows schematically an assembly machine 632 with two assembly heads 634 movable independently of one another and an assembly system 630 comprising a plurality of component feeders 600 , 605 formed as a module. do. The component feeding devices are formed either (a) as a component feeding device 600 for feeding parts from bulk material or (b) as a component feeding device 605 for feeding parts placed in a component belt in a known manner. According to the embodiment shown here, four component feeding devices 605 and one component feeding device 600 are mounted on the left side of the assembly machine 632 . Two component feeding devices 600 and two component feeding devices 605 are mounted on the right side of the assembly machine 632 .

도 6의 도시에서 부품 공급 장치들(600, 605)의 상이한 폭들은 임의로 선택되고 주로 다른 유형의 부품 공급 장치를 구별하기 위한 것이다. 2 개의 부품 공급 장치들은 실제 바람직하게는 동일한 폭을 갖는다. The different widths of the component feeding devices 600 , 605 in the illustration of FIG. 6 are arbitrarily chosen and are mainly for distinguishing different types of component feeding devices. The two component feeding devices actually preferably have the same width.

"포함하는"이라는 표현은 다른 요소를 배제하지 않으며 부정관사"a(an)"은 복수를 배제하지 않는다. 또한, 상이한 실시예들과 관련하여 기술된 요소들이 조합될 수 있다. 또한 청구 범위의 도면 번호가 청구 범위의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.The expression "comprising" does not exclude other elements and the indefinite article "a(an)" does not exclude a plurality. Also, elements described in connection with different embodiments may be combined. Also, the reference numbers in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.

100 부품 공급 장치
110 섀시 / 베이스 바디
115 구동 장치
180 카트리지 / 컨베이어 구조
182 저장소
184 운반 영역 / 운반 경로
186 제공 구조 / 투명 유리 플레이트
186a 픽업 이동
190a 조립 헤드의 충돌 영역
270a 초점면 / 초점 영역
280-1 카트리지 1
280-2 카트리지 2
280a 자유 공간
286a 제공 구조 / 투명 유리 플레이트의 공차
290b 액추에이터들의 충돌 영역
294 부품 홀딩 장치 / 흡입 그리퍼
294a 부품 홀동 장치의 이동
296-1 부품 1
296-2 부품2
Fact 정위치로부터 카트리지를 편향시키기 위한 액추에이터 힘
380-1 카트리지 1
380-2 카트리지 2
388 부품 공급 장치 - 조립 기계의 인터페이스
hc1 / hc2 제공 구조 - 카트리지 상부면의 거리
480-1 카트리지 1
480-2 카트리지 2
hg1 / hg2 제공 구조 - 인터페이스(388)의 거리
500 부품 공급 장치 / 진동 컨베이어
520 제 1 베어링 유닛 / 제 1 베어링 레벨
522 솔리드 바디 조인트 (판 스프링)
524 솔리드 바디 조인트 (2 개의 평행하게 정렬된 판 스프링)
528 가동 컴포넌트
540 중간 바디
542 Z 액추에이터
544 Z 액추에이터
550 제 2 베어링 유닛 / 제 2 베어링 레벨
552 가동 컴포넌트
556 에어 베어링 (평면)
558 에어 베어링 (평면)
562 X 액추에이터
563 X 액추에이터
564 Y 액추에이터
570 광학 시스템
572 카메라
574 편향 거울
600 벌크 재료로부터 개별화된 전자 부품들을 위한 부품 공급 장치
605 벨트 내에 놓인 전자 부품들을 위한 부품 공급 장치
630 조립 시스템
632 조립 기계
634 조립 헤드
100 parts feeder
110 Chassis / Base Body
115 drive unit
180 Cartridge / Conveyor Structure
182 Repository
184 Conveying Area / Conveying Route
186 Offer Structure / Clear Glass Plate
186a Pickup Go
Impact area of 190a assembly head
270a Focal Plane/Focal Area
280-1 cartridge 1
280-2 Cartridge 2
280a free space
286a Offer Structure / Tolerance of Clear Glass Plate
Impact area of 290b actuators
294 Component Holding Device / Suction Gripper
294a Movement of the part holding device
296-1 Part 1
296-2 Part 2
Actuator force to deflect cartridge out of position
380-1 cartridge 1
380-2 cartridge 2
388 Parts Feeder - Interface of Assembly Machines
hc1/hc2 serving structure - distance from the top of the cartridge
480-1 cartridge 1
480-2 Cartridge 2
hg1/hg2 serving structure - distance of interface 388
500 parts feeder/vibration conveyor
520 1st bearing unit / 1st bearing level
522 solid body joint (leaf spring)
524 solid body joint (two parallel aligned leaf springs)
528 Movable Components
540 medium body
542 Z Actuator
544 Z Actuator
550 2nd bearing unit / 2nd bearing level
552 Movable Components
556 Air Bearing (Flat)
558 Air Bearing (Flat)
562 X Actuator
563 X Actuator
564 Y Actuator
570 optical system
572 camera
574 deflection mirror
Component feeder for individualized electronic components from 600 bulk materials
605 Component feeder for electronic components placed in a belt
630 assembly system
632 assembly machine
634 assembly head

Claims (12)

픽업 위치에 부품들을 제공하는 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605)로서,
상기 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605)는
섀시(110);
제공 구조(186)로 상기 부품들을 운반하는 메커니즘으로서, 상기 제공 구조 안에 또는 상기 제공 구조 상에 상기 픽업 위치가 위치되는, 상기 메커니즘;
상기 섀시(110)와 커플링된 고정 컴포넌트 및 상기 제공 구조(180, 186)와 커플링된 가동 컴포넌트(540, 552)를 구비한 구동 장치(115, 520, 542, 544); 및
상기 제공 구조(180, 186)가 상기 섀시(110)에 대해 적어도 Z 방향을 따라 이동 가능하도록 상기 구동 장치(115, 520, 542, 544)를 제어하는 제어 디바이스를 포함하고,
상기 부품 공급 장치는 상기 제공 구조(180, 186)를 진동시키기 위한 액추에이터 시스템(542, 544, 562, 563, 564)을 구비한 진동 컨베이어로서 형성되고, 상기 구동 장치는 Z 방향을 따라 상기 제공 구조(180, 186)를 이동시키기 위해 상기 액추에이터 시스템(542, 544, 562, 563, 564)의 적어도 하나의 액추에이터(542, 544)에 의해 구현되는, 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605).
A parts supply device (100, 500, 600, 605) for providing parts to a pickup location, comprising:
The component supply device (100, 500, 600, 605) is
chassis 110;
a mechanism for conveying the parts to a feed structure (186), wherein the pickup location is located in or on the feed structure;
a drive device (115, 520, 542, 544) having a stationary component coupled with the chassis (110) and a movable component (540, 552) coupled with the providing structure (180, 186); and
a control device for controlling the drive device (115, 520, 542, 544) such that the providing structure (180, 186) is movable along at least a Z direction with respect to the chassis (110);
The component feeding device is formed as a vibrating conveyor having an actuator system (542, 544, 562, 563, 564) for vibrating the feeding structure (180, 186), the drive device being the feeding structure (180, 186) along the Z direction a component feeding device ( 100 , 500 , 600 , 605 ), implemented by at least one actuator ( 542 , 544 ) of the actuator system ( 542 , 544 , 562 , 563 , 564 ) to move ( 180 , 186 ) .
제 1 항에 있어서,
상기 제공 구조(180, 186)가 상기 섀시(110)에 대해 Z 방향과 수직인 X 방향 및 Y 방향 중 적어도 한 방향을 따라 가변적이게 제어될 수 있는 적어도 하나의 다른 구동 장치(562, 563, 564)를 더 포함하는, 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605).
The method of claim 1,
At least one other driving device 562 , 563 , 564 in which the providing structure 180 , 186 can be variably controlled along at least one of an X direction and a Y direction perpendicular to the Z direction with respect to the chassis 110 . ), further comprising a component supply device (100, 500, 600, 605).
제 1 항에 있어서,
상기 가동 컴포넌트(552) 및 상기 제공 구조(180, 186) 중 적어도 하나 상에 장착되거나 또는 형성되고 상기 제공 구조(180, 186)가 상기 가동 컴포넌트(552) 상에 분리 가능하게 장착될 수 있도록 구성된 인터페이스 구조를 더 포함하는, 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605).
The method of claim 1,
Mounted or formed on at least one of the movable component 552 and the providing structure 180 , 186 and configured such that the providing structure 180 , 186 can be removably mounted on the movable component 552 . A component feeding device (100, 500, 600, 605), further comprising an interface structure.
제 1 항에 있어서,
상기 제공 구조(186) 내에 또는 상에 제공된 적어도 하나의 부품의 유형, 개수 및 위치 중 적어도 하나를 검출하기 위한 광학 시스템(570)을 더 포함하는, 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605).
The method of claim 1,
The component feeding device (100, 500, 600, 605) further comprising an optical system (570) for detecting at least one of the type, number and location of at least one component provided in or on the providing structure (186). .
제 4 항에 있어서,
상기 제어 디바이스 및 상기 구동 장치는 상기 제공 구조가 상기 광학 시스템(570)의 초점면(270a) 내로 이동 가능하도록 구성되는, 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605).
5. The method of claim 4,
and the control device and the drive device are configured such that the providing structure is movable into a focal plane (270a) of the optical system (570).
제 4 항에 있어서,
상기 제공 구조는 부품들이 제공되는 상부면을 가진 광학적으로 투명한 프레젠테이션 플레이트(186)를 포함하고,
상기 광학 시스템(570)은 상기 픽업 위치 상에 놓인 부품들이 아래로부터 상기 광학적으로 투명한 프레젠테이션 플레이트(186)를 통해 검출될 수 있도록 구성된 카메라(572) 및 광학 장치(574)를 포함하는, 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605).
5. The method of claim 4,
The presentation structure comprises an optically transparent presentation plate 186 having a top surface on which components are provided;
The optical system (570) comprises a camera (572) and an optics (574) configured such that parts placed on the pickup location can be detected from below through the optically transparent presentation plate (186). (100, 500, 600, 605).
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 액추에이터 시스템(542, 544, 562, 563, 564)은 상기 제공 구조를 진동시키기 위해 적어도 2개의 Z 액추에이터들(542, 544)을 포함하고, 상기 액추에이터들은 상기 제공 구조(180, 186)를 Z 방향을 따라 이동시키기 위해 상기 구동 장치에 할당 배치되는, 부품 공급 장치(100, 500, 600).
The method of claim 1,
The actuator system 542 , 544 , 562 , 563 , 564 includes at least two Z actuators 542 , 544 for vibrating the donor structure, the actuators Z actuators for the donor structure 180 , 186 . A component feeding device (100, 500, 600), which is assigned to said drive device for movement along a direction.
제 8 항에 있어서,
상기 2개의 Z 액추에이터들(542, 544)은 동위상으로 또는 역위상으로 제어될 수 있는, 부품 공급 장치(100, 500, 600).
9. The method of claim 8,
The two Z actuators (542, 544) can be controlled in-phase or out-of-phase.
제 1 항에 있어서,
상기 제공 구조(180, 186) 상에 장착되거나 또는 상기 제공 구조와 기계적으로 견고하게 커플링되는 적어도 하나의 모션 센서를 더 포함하는, 부품 공급 장치(100, 500, 600, 605).
The method of claim 1,
and at least one motion sensor mounted on or rigidly coupled mechanically with the donor structure (180, 186).
부품들을 부품 캐리어들과 자동 조립하는 조립 시스템(630)으로서,
상기 조립 시스템(630)은
픽업 위치에 부품들을 제공하는, 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 부품 공급 장치(600, 605); 및
(a) 제공된 상기 부품들을 수용하기 위한;
(b) 수용된 상기 부품들을 조립될 부품 캐리어 위로 이송하기 위한; 및
(c) 이송된 상기 부품들을 상기 부품 캐리어 상으로 안착하기 위한
조립 헤드(634)를 구비한 조립 기계(632)를 포함하는, 조립 시스템(630).
An assembly system (630) for automatically assembling parts with part carriers, comprising:
The assembly system 630 is
11. A component feeding device (600, 605) according to any one of claims 1 to 6 and 8 to 10, which provides the components to the pick-up location; and
(a) for receiving said parts provided;
(b) for transporting the received parts onto a part carrier to be assembled; and
(c) for seating the transferred parts on the part carrier.
an assembly system (630) comprising an assembly machine (632) having an assembly head (634).
제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 부품 공급 장치(600, 605)를 사용하여 조립 기계(632)에서 부품 캐리어들을 자동 조립하기 위해 개별화된 전자 부품들을 제공하는 방법으로서,
상기 방법은
상기 구동 장치(115, 520, 542, 544)의 제어에 의해 상기 섀시(110)에 대한 Z 방향을 따른 상기 픽업 위치의 공간 위치를 조정하는 단계를 포함하는 방법.
Individualized electronic components for automatic assembly of component carriers in an assembly machine ( 632 ) using a component feeding device ( 600 , 605 ) according to any of claims 1 to 6 and 8 to 10 . A method of providing
the method
adjusting the spatial position of the pickup position along the Z direction relative to the chassis (110) by control of the drive device (115, 520, 542, 544).
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