KR20200049663A - Providing components by means of two vibration actuator systems using two serially arranged bearing units - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공급된 개별화된 전자 부품들의 추가 처리 또는 취급을 위해 제공 영역 내로 개별화된 전자 부품들을 공급하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 특히 조립 기계에서 부품 캐리어들의 자동 조립을 위해 개별화된 부품들을 제공하는, 특히 개별화된 전자 부품들을 제공하는 부품 공급 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 조립 기계 및 적어도 하나의 상기 부품 공급 장치를 포함하는 조립 시스템 및 상기 부품 공급 유닛을 이용하여 개별화된 부품들을 제공하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to the supply of individualized electronic components into the provision area for further processing or handling of the supplied individualized electronic components. The present invention relates in particular to a component feeding device that provides individualized parts for automatic assembly of component carriers in an assembly machine, in particular individualized electronic components. The invention also relates to an assembly system comprising an assembly machine and at least one said component feeding device and a method for providing individualized components using said component feeding unit.
(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 mechanically assembling (electronic) parts with component carriers, the parts to be processed are fed into an assembly process that is generally carried out in an assembly machine. The supply of parts is generally made so that the parts are provided at a designated part pick-up position, and thereafter, picked up quickly and reliably by the assembly head of the assembly machine so that they can be seated in a predetermined spatial position and orientation on the part carrier.
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 위치로 운반된다. 그러나, 이러한 부품 벨트로 부품들을 패키징하는 것은 복잡하고 또한 비싸다. 또한, 벨트 재료는 부품들의 분리 후에 폐기물로서 폐기되어야 한다.The parts are usually packaged in so-called parts belts to ensure a reliable supply or delivery of parts. Since the belts are approached to the assembly machine step by step by means of a special belt component feeding device, the components placed in the component belt are transported sequentially and from a specified space location to the component pickup location. However, packaging parts with such a component belt is complicated and expensive. 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 제공하도록 설계된다.To avoid complicated packaging and the aforementioned waste problems, it is known to use so-called vibrating conveyors that can transport parts to be processed in the form of bulk material. However, the sequential bringing of the parts to a specific part pick-up location requires significant particularly mechanical costs. To achieve this, vibrating conveyors are designed to provide parts sequentially and in suitable orientation by means of mechanical guide units, sometimes referred to as “baffles”.
공개 공보 US 2011 284344 A1에는, 3 개의 다양한 공간 방향으로 진동의 중첩에 의해 (기계식 배플 없이) 부품들을 의도대로 이동시킬 수 있어서, 부품들이 확실히 개별화되고 사전에 정해진 제공 플레이트 상의 지정된 픽업 영역으로 이송되어, 상기 제공 플레이트로부터 조립 헤드에 의해 픽업이 달성되게 하는 진동 컨베이어가 개시되어 있다. 상기 진동 컨베이어는 부품을 제공 플레이트로 실질적으로 선형으로 운반하여, 상기 제공 플레이트로부터 부품들이 조립 헤드에 의해 픽업될 수 있게 하는 선형 진동 액추에이터를 포함한다. 제공 플레이트는 서로 수직으로 배향되고 각각 5 개의 또는 6 개의 자유도로 운동을 허용하는 2 개의 진동 액추에이터들과 기계적으로 커플링된다. 진동 액추에이터들은 각각의 진동 액추에이터의 고정 컴포넌트와 진동 컴포넌트를 서로 연결하는 금속 벨로우즈를 각각 포함한다. 금속 벨로우즈는 길이 방향 축을 중심으로 비틀림 강성을 가질 수 있으므로, 2 개의 진동 액추에이터들의 각각에 의해 5 개의 운동 자유도가 작동될 수 있다(3 개의 병진 자유도 및 2 개의 회전 자유도). 그러나 상기 진동 컨베이어는 실제로 2 개의 진동 액추에이터들이 기계적으로 서로 커플링되므로, 하나의 진동 액추에이터에 의한 개별 자유도의 작동이 다른 진동 액추에이터의 적어도 특정의 바람직하지 않는 횡 방향 영향 없이 실시될 수 없는 단점을 갖는다. 또한, 진동 컨베이어는 주변으로부터의 진동, 예를 들어 진동 컨베이어가 장착된 조립 기계의 섀시의 진동에 취약하다. 이 모든 것은 컨베이어 거동의 특정 "제어 불가"를 야기한다. In publication 2011 US 284344 A1, parts can be moved as intended (without a mechanical baffle) by superposition of vibrations in three different spatial directions, so that the parts are surely individualized and transported to a designated pick-up area on a predetermined serving plate. , A vibration conveyor is disclosed that allows pickup to be achieved by an assembly head from the provision plate. The vibrating conveyor includes a linear vibrating actuator that conveys the parts substantially linearly to the providing plate so that the parts can be picked up by the assembly head from the providing plate. The providing plate is oriented perpendicular to each other and mechanically coupled with two vibrating actuators allowing movement with 5 or 6 degrees of freedom, respectively. The vibration actuators each include a metal component and a bellows connecting the vibration component to each other. Since the metal bellows can have torsional stiffness around the longitudinal axis, five motion degrees of freedom can be operated by each of the two vibration actuators (three translational degrees of freedom and two rotational degrees of freedom). However, the vibrating conveyor has the disadvantage that, in practice, since two vibrating actuators are mechanically coupled to each other, the operation of individual degrees of freedom by one vibrating actuator cannot be carried out without at least some undesired lateral influence of the other vibrating actuator. . In addition, the vibration conveyor is susceptible to vibration from the surroundings, for example the vibration of the chassis of an assembly machine equipped with a vibration conveyor. All of this causes a certain "out of control" of conveyor behavior.
본 발명의 과제는 진동에 의한 부품들의 운반의 제어 가능성을 개선하는 것이다. An object of the present invention is to improve the controllability of transportation of parts by vibration.
상기 과제는 독립 청구항들의 대상들에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 기술된다.This problem is solved by the objects of the independent claims. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.
본 발명의 제 1 관점에 따르면, 조립 기계에 의한 부품 캐리어들의 자동 조립을 위해 개별화된 부품들을 제공하는, 특히 개별화된 전자 부품들을 제공하는 부품 공급 장치가 기술된다. 기술된 부품 공급 장치는 (a) 섀시; (b) 섀시와 (기계적으로) 커플링된 고정 컴포넌트 및 가동 컴포넌트를 구비한 제 1 베어링 유닛; (c) 가동 컴포넌트와 (기계적으로) 커플링된 중간 바디; (d) 중간 바디와 (기계적으로) 커플링되는 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트를 구비한 제 2 베어링 유닛; (e) 컨베이어 구조로서, 상기 컨베이어 구조는 제 2 컴포넌트와 (기계적으로) 커플링되고 상기 컨베이어 구조의 진동에 의해 개별화된 부품들이 (긴) 운반 영역을 따라 프레젠테이션 영역으로 운반될 수 있도록 형성된 컨베이어 구조; (f) 제 1 베어링 유닛에 할당 배치되고 적어도 2 개의 자유도로 가동 컴포넌트를 고정 컴포넌트에 대해 작동시키도록 설계된 제 1 액추에이터 시스템; 및 (g) 제 2 베어링 유닛에 할당 배치되고 적어도 하나의 다른 자유도로 제 2 컴포넌트를 제 1 컴포넌트에 대해 작동시키도록 설계된 제 2 액추에이터 시스템을 포함한다.According to a first aspect of the invention, a component supply device is provided which provides individualized parts, in particular individualized electronic parts, for automatic assembly of component carriers by an assembly machine. The described component supply device comprises: (a) a chassis; (b) a first bearing unit having a fixed component and a movable component (mechanically) coupled with the chassis; (c) an intermediate body (mechanically) coupled with the movable component; (d) a second bearing unit having a first component and a second component (mechanically) coupled with the intermediate body; (e) Conveyor structure, wherein the conveyor structure is formed to be (mechanically) coupled with a second component and to allow individualized components to be transported along the (long) transport area to the presentation area by vibration of the conveyor structure. ; (f) a first actuator system assigned to the first bearing unit and designed to operate the movable component relative to the stationary component with at least two degrees of freedom; And (g) a second actuator system assigned to the second bearing unit and designed to operate the second component relative to the first component with at least one other degree of freedom.
기술된 부품 공급 장치는 중간 바디를 통해 서로 연결된 2 개의 상이한 베어링 유닛들을 사용하여 높은 수준의 진동 디커플링이 달성될 수 있다는 인식에 기초한다. 이는 부품 공급 장치의 액추에이터들에 의한 (내부) 여기에 대해서만이 아니라 외부로부터 부품 공급 장치에 작용하는 외부 진동에 대해서도 적용된다. 이러한 외부 진동은 특히 XY 평면 내에서 (비교적 무거운) 조립 헤드의 높은 동적 이동을 일으키는 특히 조립 기계의 갠트리(gantry) 시스템에 의해 발생될 수 있다.The described component feeding device is based on the recognition that a high level of vibration decoupling can be achieved using two different bearing units connected to each other via an intermediate body. This applies not only to (internal) excitation by the actuators of the component feeding device, but also to external vibrations acting on the component feeding device from the outside. This external vibration can be caused by the gantry system of the assembly machine, in particular causing high dynamic movement of the assembly head (relatively heavy) in the XY plane.
바람직하게는, 베어링 유닛들이 (중력 방향에 대해 평행하게) 수직축에 대해 서로 중첩되게 배치된다. 따라서, 이들은 적어도 기능적으로 서로 직렬로 배치된 베어링 레벨이라고도 할 수 있다.Preferably, the bearing units are arranged to overlap each other about the vertical axis (parallel to the direction of gravity). Thus, they can be said to be bearing levels which are at least functionally arranged in series with each other.
부품 공급 장치의 다양한 요소들의 (기계적) 커플링은 해당 요소들이 일체형으로 형성됨으로써 구현될 수도 있다. 따라서, (i) 고정 컴포넌트는 섀시와 일체형으로 형성될 수 있고, (ii) 중간 바디는 가동 컴포넌트와 일체형으로 형성될 수 있고, (iii) 제 1 컴포넌트는 중간 바디와 일체형으로 형성될 수 있고 및/또는 (iv) 컨베이어 구조는 제 2 컴포넌트와 일체형으로 형성된다.The (mechanical) coupling of various elements of the component feeding device may be implemented by forming the elements integrally. Thus, (i) the fixed component can be integrally formed with the chassis, (ii) the intermediate body can be integrally formed with the movable component, (iii) the first component can be integrally formed with the intermediate body, and And / or (iv) the conveyor structure is integrally formed with the second component.
2 개의 베어링 유닛들을 위한 베어링 요소들을 적합하게 선택함으로써 특히 효과적인 진동 디커플링이 구현될 수 있다. 예를 들어 각각의 이동(병진 또는 회전) 방향으로 또는 각각의 이동 방향을 따라 최소 강성을 가진 베어링 및/또는 마찰이 적은 또는 마찰이 없는 베어링이 적합하다.Particularly effective vibration decoupling can be realized by appropriately selecting the bearing elements for the two bearing units. For example, bearings with minimal stiffness and / or low friction or frictionless bearings in each direction of movement (translation or rotation) or along each direction of movement are suitable.
모든 유형의 공간 이동에 대한 일반적 표현에 따르면, 자유도는 병진 자유도 또는 회전 자유도일 수 있다. 자유도는 3 개의 공간 방향 중 하나와 관련될 수 있다. 바람직하게는 제 1 베어링 유닛의 적어도 2 개의 자유도에 대한 제 2 베어링 유닛의 적어도 하나의 다른 자유도는 상이한 자유도이다. 즉, 바람직하게는 2 개의 베어링 유닛들에 의해 허용되거나 또는 2 개의 액추에이터 시스템들에 의해 작동되거나 작동될 수 있는 자유도는 없다.According to the general expression for all types of spatial movement, the degrees of freedom can be translational degrees of freedom or rotational degrees of freedom. Degrees of freedom can be related to one of three spatial directions. Preferably, at least one other degree of freedom of the second bearing unit relative to at least two degrees of freedom of the first bearing unit is a different degree of freedom. That is, there is no degree of freedom that is preferably permitted by two bearing units or operated or operated by two actuator systems.
부품 공급 장치의 섀시는 부품 공급 장치를 위한 고정 기준 프레임인 모든 유형의 프레임 구조일 수 있다. 부품 공급 장치의 일반적 작동에서, 기술된 부품 공급 장치의 섀시는 적합한 (기계적) 인터페이스에 의해 조립 기계의 섀시와 연결될 수 있다.The chassis of the component feeder can be any type of frame structure, which is a fixed reference frame for the component feeder. In the general operation of the component feeding device, the chassis of the described component feeding device can be connected to the chassis of the assembly machine by a suitable (mechanical) interface.
베어링 유닛들은 운동 자유도의 사전에 정해진 개수 및 방향에 따라 관련 컴포넌트들 사이의 하나 또는 다수의 상대 운동(병진 및/또는 회전)을 허용하는 다양한 유형의 베어링 구조들일 수 있다. 그러나 2 개의 베어링 유닛들은 또한 하나 또는 다수의 운동 자유도를 차단할 수도 있다.The bearing units can be various types of bearing structures that allow one or multiple relative motions (translation and / or rotation) between related components depending on a predetermined number and direction of freedom of motion. However, the two bearing units may also block one or multiple degrees of freedom of movement.
바람직하게는, 요구되는 총 자유도는 예상 외부 진동 여기가 가급적 2 개의 베어링 유닛들 중 하나 내로만 커플링될 수 있도록 2 개의 베어링 유닛으로 분배될 수 있다. 이는 2 개의 베어링 유닛 중 하나가 예상 외부 진동의 방향과 적어도 대략 일치하는 운동 자유도를 갖는 것을 의미한다.Preferably, the total degree of freedom required can be distributed to the two bearing units such that the expected external vibration excitation is preferably coupled only into one of the two bearing units. This means that one of the two bearing units has a degree of freedom of movement that at least approximately coincides with the direction of the expected external vibration.
컨베이어 구조는 운반될 부품들이 가급적 기계적 장벽 없이 프레젠테이션 영역으로 운반될 수 있도록 바람직하게 (코너 및 에지 없이) 형성된다. 거기서부터 부품들은 하나씩 조립 기계의 조립 헤드에 의해, 특히 진공 그리퍼에 의해 픽업되고 종래의 조립 프로세스의 범주에서 조립될 부품 캐리어 상에 안착될 수 있다. 그러나 바람직하게는 컨베이어 구조가 그 에지들 상에 측면 제한부들, 예를 들어 웨브를 포함하므로, 부품들의 의도하지 않은 떨어져 나옴 또는 떨어짐이 방지될 수 있다.The conveyor structure is preferably formed (without corners and edges) so that the parts to be transported can be transported to the presentation area, preferably without mechanical barriers. From there, the parts can be picked up one by one by the assembly head of the assembly machine, in particular by a vacuum gripper and mounted on a part carrier to be assembled in the scope of the conventional assembly process. However, since the conveyor structure preferably includes side restrictions on its edges, for example a web, unintentional dropping or dropping of parts can be prevented.
2 개의 액추에이터 시스템들은 바람직하게는 상응하는 베어링 유닛이 갖는 자유도(개수 및 유형)에 따라 관련 컴포넌트들 간의 적어도 하나의 소정의 상대 운동을 제공하는 적합한 개수 및 유형의 액추에이터를 포함한다. The two actuator systems preferably include a suitable number and type of actuators that provide at least one predetermined relative motion between related components depending on the degrees of freedom (number and type) of the corresponding bearing unit.
본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 베어링 유닛은 제 1 액추에이터 시스템이 작동할 수 있는 것과 동일한 운동 자유도를 허용한다. 대안으로 또는 조합하여, 제 2 베어링 유닛은 제 2 액추에이터 시스템이 작동할 수 있는 것과 동일한 운동 자유도를 허용한다.According to an embodiment of the invention, the first bearing unit allows the same degree of freedom of movement as the first actuator system can operate. Alternatively or in combination, the second bearing unit allows the same degree of freedom of movement as the second actuator system can operate.
구체적으로 표현하면, 이는 베어링 유닛이 관련 액추에이터 시스템에 의해 작동될 수 없는 운동 자유도를 차단한다는 것을 의미한다. 이로써 상이한 액추에이터 또는 상이한 운동 자유도의 개선된 진동 디커플링이 달성된다.Specifically, it means that the bearing unit blocks the freedom of movement that cannot be activated by the associated actuator system. This achieves improved vibration decoupling of different actuators or different degrees of freedom of movement.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각각의 자유도에 대해 정확히 하나의 액추에이터가 제공된다. 이는 부품 공급 장치의 전체 진동 시스템이 "저작동"도 "과작동"도 아닌 것을 의미한다. 이는 다양한 자유도 사이의 효과적인 진동 디커플링에도 기여한다.According to another embodiment of the invention, exactly one actuator is provided for each degree of freedom. This means that the entire vibrating system of the component feeder is neither "overworked" nor "overworked". This also contributes to effective vibration decoupling between various degrees of freedom.
바람직하게는, "적당한 작동"의 기술된 특성, 즉, 저작동도 과작동도 아닌 것은 2 개의 베어링 유닛들에 대해 서로 독립적으로 적용된다. 이는 더 개선된 진동 디커플링을 제공할 뿐 만 아니라 전체 진동 시스템의 (기계적) 설계를 용이하게 한다.Preferably, the described characteristics of "proper operation", i.e., neither low nor over-operation, are applied independently of each other for the two bearing units. This not only provides improved vibration decoupling but also facilitates the (mechanical) design of the entire vibration system.
구제적으로 표현하면, 기술된 부품 공급 장치의 경우, 다수의 (대부분) 디커플링된 자유도의 개별 제어 가능성이 주어진다. 이러한 특성도 2 개의 베어링 유닛들 및 상응하는 액추에이터 시스템에 대해 개별적으로 적용된다.Expressed, in the case of the described component feeding device, the possibility of individual control of multiple (mostly) decoupled degrees of freedom is given. This characteristic also applies separately for the two bearing units and the corresponding actuator system.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 액추에이터 시스템 및/또는 제 2 액추에이터 시스템은 선형 액추에이터만을 포함한다. 이는 관련 액추에이터 시스템이 간단하고 효과적으로 구현될 수 있다는 장점을 갖는다.According to another embodiment of the invention, the first actuator system and / or the second actuator system comprises only linear actuators. This has the advantage that the associated actuator system can be implemented simply and effectively.
동일 방향을 따라 적어도 부분적으로 평행하게 오프셋되게 "작동시키고" 베어링 유닛의 컴포넌트의 상이한 지점들에 작용하는, 서로 오프셋되게 또는 서로 이격되게 배치된 2 개의 선형 액추에이터들은 해당 컴포넌트의 병진 운동 및 회전 운동을 작동시킬 수 있다. 상기 선형 액추에이터들은 동위상 제어시에는 (공통) 작동 방향을 따르는 병진 운동을 하게 하고, 역위상 제어시에는 병진 운동 또는 작동 방향에 대해 수직인 축을 중심으로 하는 회전 운동을 하게 한다.Two linear actuators arranged offset or spaced apart from each other, which "operate" to offset at least partially parallel along the same direction and act at different points of the component of the bearing unit, are capable of translating and rotating motion of the component. It can work. The linear actuators perform a translational movement along the (common) operating direction during in-phase control, and perform a translational movement or a rotational movement around an axis perpendicular to the operating direction during in-phase control.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 두 베어링 유닛의 자유도의 개수의 합은 4 개 또는 5 개이다. 이는 대부분의 적용에서 (i) 이용 가능한 자유도의 수가 충분히 많고, 동시에 (ii) 절대적으로 필요하지 않은 적어도 하나의 자유도의 비용상으로도 비경제적인 작동이 방지되는 장점을 갖는다. 절대적으로 필요하지 않은 적어도 하나의 자유도를 포기함으로써, 전술된 진동 디커플링도 개선된다. According to another embodiment of the invention, the sum of the number of degrees of freedom of the two bearing units is four or five. This has the advantage that in most applications (i) the number of degrees of freedom available is sufficiently high, and at the same time (ii) the cost of at least one degree of freedom which is absolutely not required is prevented from being uneconomical. By giving up at least one degree of freedom that is not absolutely necessary, the vibration decoupling described above is also improved.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 2 개의 베어링 유닛들 중 적어도 하나는 병진 축을 따르는 병진 운동 및 상기 병진 축에 수직인 축을 중심으로 하는 회전 운동을 모두 허용한다. 적어도 하나의, 경우에 따라 다른 기존 자유도에 따라, 상응하는 액추에이터 시스템은 정확히 상기 병진 운동 및 상기 회전 운동 또는 경우에 따라 상응하는 다른 운동을 작동시킬 수 있다.According to another embodiment of the invention, at least one of the two bearing units allows both a translational movement along the translational axis and a rotational movement about an axis perpendicular to the translational axis. According to at least one, optionally other existing degrees of freedom, the corresponding actuator system is capable of activating exactly the translational motion and the rotational motion or, in some cases, other corresponding motions.
바람직한 실시예에서, 상기 병진 운동은 수직의 Z 방향으로 또는 중력에 대해 평행하게 이루어지고, 상기 회전 운동은 XZ 또는 YZ 평면 내에서 이 평면에 대해 수직인 Z 축을 중심으로 이루어진다.In a preferred embodiment, the translational motion is made in the vertical Z-direction or parallel to gravity, and the rotational motion is made about a Z-axis perpendicular to this plane in the XZ or YZ plane.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 베어링 유닛 및/또는 제 2 베어링 유닛은 솔리드 바디 조인트(solid body joint), 에어 베어링, 자기 베어링 및 정수압 베어링으로 이루어진 그룹으로부터의 적어도 하나의 베어링 요소를 포함한다.According to another embodiment of the invention, the first bearing unit and / or the second bearing unit comprises at least one bearing element from the group consisting of solid body joints, air bearings, magnetic bearings and hydrostatic bearings. do.
(A) 솔리드 바디 조인트들은 예를 들어 모놀리식 부재에 의해 구현될 수 있다. 이로써 바람직하게는 히스테리시스 효과 및 이완의 감소 그리고 베어링 정확도의 증가가 달성된다. 모놀리식 솔리드 바디 조인트들은 예를 들어 와이어 컷 방전 가공, 워터 제트 절단 또는 "3-D 프린팅", 예를 들어 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 적층 제조 기술에 의해 제조될 수 있다. 대안으로서, 예를 들어 용접, 브레이징, 접착, 나사 결합 등에 의해 제조될 수 있는 다체형 솔리드 바디 조인트도 사용될 수 있다. (i) 금속 스프링 재료, 예를 들어 스프링 강, 냉간 가공 강, 티타늄, 스프링 브론즈, 초 가소성 합금(예: 니티놀) 또는 (ii) 플라스틱, 예를 들어 섬유 강화 플라스틱이 솔리드 바디 조인트용 재료로서 사용될 수 있다. 일체형 또는 다체형으로 구성될 수 있고 쉽게 치수 설계되는 솔리드 바디 조인트인, 판 스프링이 특히 바람직하다.(A) Solid body joints can be implemented, for example, by a monolithic member. This advantageously achieves a hysteresis effect and a reduction in relaxation and an increase in bearing accuracy. Monolithic solid body joints can be produced, for example, by wire cut electrical discharge machining, water jet cutting or additive manufacturing techniques such as "3-D printing", such as Direct Metal Laser Sintering (DMLS). As an alternative, multi-body solid body joints, which can be produced, for example, by welding, brazing, gluing, screwing, etc., can also be used. (i) Metal spring materials such as spring steel, cold worked steel, titanium, spring bronze, superplastic alloys (such as Nitinol) or (ii) plastics such as fiber reinforced plastics to be used as the material for solid body joints Can be. Particular preference is given to leaf springs, which are solid body joints, which can be integrally or multi-bodyed and are easily dimensioned.
(B) 에어 베어링은 예상 중량 하중 및 이용 가능한 공기 흐름에 따라 공압 예응력 또는 자기 예응력으로 설계될 수 있다. 공압 예응력은 예를 들어 저압 또는 진공이다. 자기 예응력은 통합된 자석 및 자화 가능한 카운터 플레이트로 구현될 수 있다. 또한, 소위 샌드위치 구조를 갖는 에어 베어링도 가능하고, 2 개의 대향 배치된 에어 베어링은 베어링 요소의 해당 컴포넌트들의 적합한 간격을 제공한다.(B) Air bearings can be designed with pneumatic prestress or magnetic prestress depending on the expected weight load and available air flow. The pneumatic prestress is, for example, low pressure or vacuum. The magnetic prestress can be realized with an integrated magnet and a magnetizable counter plate. In addition, air bearings with so-called sandwich structures are also possible, and two opposingly arranged air bearings provide suitable spacing of the corresponding components of the bearing element.
적어도 현재에는 소위 하이브리드 베어링, 특히 솔리드 바디 조인트와 에어 베어링의 조합이 특히 적합한 것으로 나타난다. 기술적/경제적 관점에서, 개별 에어 베어링은 소정의 기능을 달성하기 위해 솔리드 바디 조인트에 의해 지원될 수 있다. 예를 들어, 에어 베어링에 의한 "메인 베어링" 및 솔리드 바디 조인트에 의한 (필요하지 않은) 개별 자유도의 차단을 구현할 수 있다. 순수한 에어 베어링이 매우 많은 비용으로만 구현될 수 있다면 이는 특히 장점일 수 있다. 상이한 베어링 요소들의 기능에 따른 조합도 가능하다. 예를 들어, 베어링의 많은 부분 기능이 솔리드 바디 조인트에 의해 구현될 수 있고, 다른 부분 기능은 에어 베어링에 의해 구현될 수 있다. 특히 바람직하게는, 솔리드 바디 조인트에 의한 운반 이동 또는 운반 진동 및 에어 베어링에 의한 보상 운동이 허용될 수 있다.So-called hybrid bearings, at least nowadays, appear to be particularly suitable in combination with solid body joints and air bearings. From a technical / economical point of view, individual air bearings can be supported by solid body joints to achieve a desired function. For example, it is possible to implement "main bearing" by air bearings and blocking of individual degrees of freedom (not required) by solid body joints. This can be particularly advantageous if pure air bearings can only be implemented at very high cost. Combinations according to the function of different bearing elements are also possible. For example, many of the partial functions of the bearing can be implemented by solid body joints, and other partial functions can be implemented by air bearings. Particularly preferably, transport movement by a solid body joint or transport vibration and compensation movement by an air bearing can be permitted.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 액추에이터 시스템 및/또는 제 2 액추에이터 시스템은 다이렉트 드라이브, 로렌츠 액추에이터, 자기 저항 액추에이터, 공압 액추에이터, 압전 액추에이터, 언밸런스 액추에이터로 이루어진 그룹으로부터의 적어도 하나의 액추에이터를 포함한다.According to another embodiment of the invention, the first actuator system and / or the second actuator system includes at least one actuator from the group consisting of direct drives, Lorentz actuators, magnetoresistive actuators, pneumatic actuators, piezoelectric actuators, and unbalanced actuators. do.
(A) 다이렉트 드라이브는 기어 장치를 구비하지 않거나 또는 기어 장치의 접속 없이 사용되는 모든 유형의 구동 장치이다. 다이렉트 드라이브는 기어 휠들 또는 스핀들들의 기계적 유격 또는 마모와 같은 기어 장치의 바람직하지 않은 특성이 없다는 장점을 갖는다.(A) Direct drives are all types of drive devices with no gears or used without connection of gears. Direct drives have the advantage that they do not have the undesirable properties of gearing devices such as mechanical play or wear of gear wheels or spindles.
(B) 로렌츠 액추에이터는 로렌츠 힘에 기초하므로, 자기장에서 통전 도체가 전류 방향에 대해 수직이고 자기장 방향에 대해 수직인 힘을 받는 구동 장치이다. 로렌츠 액추에이터는 진동 시스템 내로 기계적 강성을 도입하지 않는 큰 장점을 갖는다. 공지된 그리고 기술된 부품 공급 장치에 적합한 로렌츠 액추에이터들은 단상 또는 다상 선형 모터이다. 특히 이동 거리가 작은 경우, 단상 모터를 사용할 수 있고 따라서 다상 모터에 필요한 복잡한 전기 정류가 생략된다. 이 경우, 바람직하지 않은 위치에 따른 힘이 감소될 수 있다. 적합한 로렌츠 액추에이터의 다른 예는 자기 회로가 일반적으로 통전 도체 영역에서 자기장이 집중되고 균일하게 분포되도록 설계된 소위 보이스 코일 액추에이터이다.(B) Since the Lorentz actuator is based on the Lorentz force, it is a driving device in which a conducting conductor in a magnetic field is subjected to a force perpendicular to the current direction and perpendicular to the magnetic field direction. Lorentz actuators have the great advantage of not introducing mechanical stiffness into the vibration system. Lorentz actuators suitable for known and described component feeding devices are single-phase or multi-phase linear motors. Particularly in the case of a small travel distance, a single-phase motor can be used and thus the complicated electric commutation required for a multi-phase motor is omitted. In this case, the force depending on the undesired position can be reduced. Another example of a suitable Lorentz actuator is a so-called voice coil actuator in which the magnetic circuit is generally designed such that the magnetic field is concentrated and uniformly distributed in the conductive conductor region.
(C) 자기 저항 액추에이터는 물리적 효과에 기초하여 자기 인력이 생성되므로 강자성 바디가 자기장에 저장된 에너지가 최소화되도록 자기장에 정렬되려는 경향이 있는 구동 장치이다. 자기장은 통전 도체에 의해 생성되므로 전류 흐름의 변화는 자기장의 변화도 일으킨다.(C) A magnetoresistive actuator is a driving device that tends to be aligned with a magnetic field such that the energy stored in the magnetic field is minimized since a magnetic attraction is generated based on the physical effect. Since the magnetic field is generated by a conducting conductor, a change in current flow also causes a change in the magnetic field.
(D) 공압 액추에이터는 예를 들어 소위 공압 실린더 내의 시변 가스 압력을 작동시키는 구동 장치이다.(D) The pneumatic actuator is, for example, a driving device that operates a time-varying gas pressure in a so-called pneumatic cylinder.
(E) 압전 액추에이터는 압전 효과를 기초로 전압 또는 전기장의 인가에 의한 편향이 압전 결정을 통해 이루어지는 구동 장치이다. "범위"를 증가시키기 위해 적층된 압전 결정도 사용될 수 있다.(E) A piezoelectric actuator is a driving device in which deflection by application of a voltage or electric field is made through piezoelectric crystals based on the piezoelectric effect. Stacked piezoelectric crystals can also be used to increase the “range”.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 2 컴포넌트 및/또는 컨베이어 구조는 컨베이어 구조가 제 2 컴포넌트 상에 분리 가능하게 장착될 수 있도록 형성된 인터페이스 구조를 갖는다. 이로써 경우에 따라 상이한 (유형의) 부품들로 채워진 다양한 컨베이어 구조들 중 각각 하나가 분리 가능하거나 또는 가역적으로 제 2 컴포넌트 상에 장착될 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 특히 소위 개장(retrofit)의 범주에서 부품을 교체할 때, 컨베이어 구조가 다른 컨베이어 구조로 교체될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the second component and / or conveyor structure has an interface structure formed so that the conveyor structure can be detachably mounted on the second component. This has the advantage that, in some cases, each of the various conveyor structures filled with different (type) parts can be detachable or reversibly mounted on the second component. For example, when replacing parts in the category of so-called retrofit, the conveyor structure can be replaced with another conveyor structure.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 컨베이어 구조는 다수의 개별화된 부품들을 수용하고 운반 영역으로 개별화된 부품들을 (계량) 배출하기 위한 저장소를 더 포함한다. 이 경우, 저장소 및 (나머지) 컨베이어 구조는 (긴) 카트리지로서 (일체형으로) 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the conveyor structure further includes a reservoir for receiving a plurality of individualized parts and discharging (weighing) the individualized parts into a transport area. In this case, the reservoir and (remaining) conveyor structure can be formed (in one piece) as a (long) cartridge.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부품 공급 장치는 운반 영역 및/또는 프레젠테이션 영역에 놓인 적어도 몇몇의 부품들의 개수 및/또는 위치를 검출하기 위한 광학 시스템을 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the component supply device further comprises an optical system for detecting the number and / or location of at least some components placed in the transport area and / or the presentation area.
진동에 의해 운반되는 부품들을 광학적으로 검출함으로써, 부품 공급 장치의 진동 시스템의 운반 거동이 모니터링될 수 있고 필요에 따라 조정될 수 있다. 이러한 조정에 의해 특히 조립 헤드에 의한 확실한 픽업에 적합한 수의 부품들이 항상 프레젠테이션 영역에 제공된다. 경우에 따라 부품들이 역 운반되거나 역 진동될 수도 있다. 이러한 "역 운반"은 예를 들어 프레젠테이션 영역에 너무 많은 부품들이 있어서 다양한 부품들 간의 너무 작은 간격으로 인해 부품들의 확실한 픽업이 불가능한 경우 바람직할 수 있다.By optically detecting the parts conveyed by the vibration, the conveying behavior of the vibration system of the part feeding device can be monitored and adjusted as needed. With this adjustment, a number of parts are always provided in the presentation area, particularly suitable for reliable pickup by the assembly head. In some cases, the parts may be reverse transported or reverse oscillated. Such "reverse transport" may be desirable, for example, if there are too many parts in the presentation area, so that due to too small a gap between the various parts, reliable pickup of parts is not possible.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프레젠테이션 영역은 광학적으로 투명한 프레젠테이션 플레이트의 상부 측에 놓인다. 또한, 광학 시스템은 프레젠테이션 영역에 놓인 부품들이 아래로부터 광학적으로 투명한 프레젠테이션 플레이트를 통해 검출될 수 있도록 구성된 카메라 및 렌즈들을 포함한다. 이로써 광학 시스템이 공간 절약 방식으로 부품 공급 장치 내로 통합될 수 있는 장점이 있다. 따라서, 부품 공급 장치는 벨트로 패키징된 부품들을 운반하는 다른 부품 공급 시스템 대신에 또는 상기 다른 부품 공급 시스템에 추가해서 조립 기계 상에 장착될 수 있는 컴팩트한 모듈로서 구현될 수 있다. According to another embodiment of the invention, the presentation area lies on the upper side of the optically transparent presentation plate. In addition, the optical system includes cameras and lenses configured to allow components placed in the presentation area to be detected through an optically transparent presentation plate from below. This has the advantage that the optical system can be integrated into the component supply 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 for conveying components packaged in a belt.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부품 공급 장치는 제 2 컴포넌트 상에 장착되거나 또는 상기 제 2 컴포넌트와 기계적으로 견고하게 커플링된 적어도 하나의 모션 센서를 더 포함한다. 적어도 하나의 모션 센서의 적합한 위치 설정에 의해, 기술된 부품 공급 장치의 작동의 정확한 제어 또는 조절에 필요한 실제 진동 거동이 최상으로 검출되고 조절될 수 있다. 이는 특히 개별 부품들의 위치를 검출하기 위한 광학 시스템이 주어진 실시예에 적용되므로, 운반 거동이 제어될 뿐만 아니라 조절될 수 있다. 따라서, 여기에 기술된 부품 공급 장치는 정밀 위치 설정 디바이스 및 부품 컨베이어의 특성을 통합한다. 운반이 이루어진 후, 정밀 위치 설정에 의해 후속 디바이스, 특히 조립 헤드에 의한 부품들의 픽업이 개선될 수 있다. According to another embodiment of the invention, the component supply device further comprises at least one motion sensor mounted on the second component or mechanically rigidly coupled to the second component. By appropriate positioning of the at least one motion sensor, the actual vibration behavior required for precise control or adjustment of the operation of the described component feeding device can be best detected and adjusted. This is particularly true of the optical system for detecting the position of the individual parts, so that the conveying behavior can be controlled as well as adjusted. Thus, the component feeding device described herein incorporates the characteristics of a precision positioning device and component conveyor. After the transfer is made, the precise positioning can improve the pickup of parts by subsequent devices, especially the assembly head.
기술된 적어도 하나의 모션 센서는 위치 센서, 속도 센서, 가속 센서 또는 이러한 유형의 센서들의 임의의 조합일 수 있다.The at least one motion sensor described can 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 조립하기 위한 조립 시스템이 기술된다. 기술된 조립 시스템은 (a) 전술한 유형의 부품 공급 장치 및 (b) 조립 헤드를 구비한 조립 기계를 포함하고, 상기 조립 헤드는 제공된 개별화된 부품들을를 수용하기 위해, 수용된 부품들을 조립될 부품 캐리어 위로 이송하기 위해, 및 이송된 부품들을 부품 캐리어 상에 안착하는 하기 위해 제공된다.According to another aspect of the invention, an assembly system for automatically assembling parts with part carriers is described. The described assembly system comprises: (a) a component supply device of the type described above and (b) an assembly machine with an assembly head, the assembly head to receive the individualized parts provided, a component carrier to which the received parts are to be assembled. It is provided for conveying upwards and for seating the conveyed parts on a part carrier.
기술된 조립 시스템은, 직렬로 접속되어 있지만 그 외는 서로 독립적인 베어링 유닛들을 구비한 본 명세서에 기술된 부품 공급 장치에 의해, 액추에이터들 중 하나에 의해 내부에 생성되거나 또는 외부로부터 시스템 내로 도입되는 진동의 디커플링이 실현될 수 있다는 인식에 기초한다. 이러한 디커플링은 진동 운반을 개선하므로, 프레젠테이션 영역 내로 운반된 부품들이 조립 헤드에 의해 확실히 픽업될 수 있다.The described assembly system is a vibration that is generated internally by one of the actuators or introduced into the system from the outside by means of a component feeding device described herein with bearing units connected in series but otherwise independent of each other. Based on the perception that decoupling of can be realized. Since this decoupling improves the vibration transport, the parts carried into the presentation area can be surely picked up by the assembly head.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 전술된 부품 공급 장치를 이용하여, 조립 기계에서 부품 캐리어들을 자동으로 조립하기 위해 개별화된 부품들을 제공하는, 특히 개별화된 전자 부품들을 제공하는 방법이 기술된다. 기술된 방법은 (a) 제 1 액추에이터 시스템에 의해 적어도 2 개의 자유도로 제 1 베어링 유닛의 가동 컴포넌트를 진동시키는 단계; 및 (b) 제 2 액추에이터 시스템에 의해 적어도 하나의 다른 자유도로 제 2 베어링 유닛의 제 2 컴포넌트를 진동시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method for providing individualized parts, in particular for providing individualized electronic parts, for automatically assembling component carriers in an assembly machine using the above-described component feeding device is described. The described method comprises: (a) vibrating a movable component of a first bearing unit with at least two degrees of freedom by a first actuator system; And (b) vibrating the second component of the second bearing unit with at least one other degree of freedom by the second actuator system.
기술된 방법은 전술된 부품 공급 장치에 의해 부품들이 정확하게 지정된 진동 거동으로 프레젠테이션 영역 내로 운반될 수 있다는 인식에 기초한다. 이러한 진동 거동은 (i) 외부 진동에 의해 크게 방해받지 않고, (ii) 내부에서 여기된 자유도가 다른 자유도에 바람직하지 않은 횡방향 영향을 미치지 않거나 거의 미치지 않는다.The method described is based on the recognition that the parts can be conveyed into the presentation area with precisely specified vibration behavior by means of the above-mentioned parts feeding device. This vibration behavior is not significantly disturbed by (i) external vibrations, and (ii) the degree of freedom excited therein has little or no undesirable lateral effect on other degrees of freedom.
본 발명의 실시예들은 상이한 발명 대상들에 대해 기술되었다. 특히, 본 발명의 몇몇 실시예들은 장치 청구항들로 기술되고 본 발명의 다른 실시예들은 방법 청구항들로 기술된다. 그러나, 당업자가 본 명세서를 읽는다면, 달리 명시되지 않는 한, 하나의 유형의 발명 대상에 포함된 특징들의 조합에 추가해서, 상이한 유형의 발명 대상들에 포함된 특징들의 임의의 조합도 가능하다는 것을 명확히 알 수 있을 것이다.Embodiments of the present invention have been described for different invention objects. In particular, some embodiments of the invention are described in device claims and other embodiments of the invention are described in method claims. However, if one of ordinary skill in the art reads this specification, unless otherwise specified, in addition to the combination of features included in one type of invention object, any combination of features included in different types of invention objects is also possible. You will definitely see.
본 발명의 다른 장점 및 특징은 바람직한 실시예들의 아래 구체적인 설명에 제시된다.Other advantages and features of the invention are presented in the detailed description below of preferred embodiments.
도 1은 부품 공급 장치의 선택된 컴포넌트들의 기능적 직렬 연결의 개략도이고,
도 2는 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제 1 그룹의 실시예 1.1, 실시예 1.2 및 실시예 1.3의 다양한 운동 자유도의 분포를 도시하고,
도 3은 실시예 1.1에 따른 부품 공급 장치를 도시하고,
도 4는 실시예 1.2에 따른 부품 공급 장치를 도시하고,
도 5는 실시예 1.3에 따른 부품 공급 장치를 도시하고,
도 6은 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 본 발명의 제 2 그룹의 실시예 2.1, 실시예 2.2 및 실시예 2.3의 다양한 운동 자유도의 분포를 도시하고,
도 7은 실시예 2.1에 따른 부품 공급 장치를 도시하고,
도 8은 실시예 2.2에 따른 부품 공급 장치를 도시하고,
도 9는 실시예 2.3에 따른 부품 공급 장치를 도시하고,
도 10은 2 개의 조립 헤드들을 구비한 조립 기계 및 조립 기계의 양 측면 상에 장착된 다수의 부품 공급 모듈들을 포함한 조립 시스템의 개략도로서, 좌측에는 하나의 부품 공급 모듈이 그리고 우측에는 2 개의 부품 공급 모듈들이 본 발명에 따른 부품 공급 장치들로서 형성된, 상기 조립 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a functional series connection of selected components of a component feeding device,
FIG. 2 shows the distribution of various degrees of freedom of movement of Examples 1.1, 1.2 and 1.3 of the first group of the invention shown in FIGS. 3, 4 and 5,
3 shows a component supply device according to Example 1.1,
4 shows a component supply device according to Example 1.2,
5 shows a component feeding device according to Example 1.3,
FIG. 6 shows the distribution of various degrees of freedom of movement of Examples 2.1, 2.2 and 2.3 of the second group of the invention shown in FIGS. 7, 8 and 9,
7 shows a component feeding device according to Example 2.1,
8 shows a component feeding device according to Example 2.2,
9 shows a component feeding device according to Example 2.3,
10 is a schematic view of an assembly system having two assembly heads and a plurality of component supply modules mounted on both sides of the assembly machine, one component supply module on the left side and two component supply on the right side It is a schematic view of the assembly system, in which the modules are formed as component feeding devices according to the invention.
아래의 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 숫자들이 동일한 도면 번호가 주어진다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 전술한 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 another embodiment are given the same reference numbers, or corresponding identical or at least functional features In the figure, the same features or components are given the same figure number and 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 any further detail later.
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.The embodiments described below present only a limited selection of possible embodiment variations of the present invention. In particular, since the features of the individual embodiments can be properly combined with each other, it is considered that many various embodiments are clearly disclosed to those skilled in the art by the embodiment modifications explicitly shown herein.
도 1에는 본 발명의 실시예들에 따른 부품 공급 장치(100)의 선택된 컴포넌트들의 기능적 직렬 연결의 개략도가 도시된다. 부품 저장소를 포함하는 진동 컨베이어 구조(180)의 필요한 자유도는 본 명세서에서 베어링 레벨이라고도 하는 직렬로 연속하는 2 개의 베어링 유닛들 내에 분포된다. 진동에 의해 부품들을 운반하는 부품 공급 장치를 본 명세서에서는 간단히 진동 컨베이어라고도 한다.1 shows a schematic diagram of a functional series connection of selected components of a
부품 공급 장치(100)는 부품 공급 장치(100)의 베이스 바디인 섀시(110)를 포함한다. 섀시(110)는 부품 공급 장치(100)를 조립 기계의 프레임 구조에 연결하기 위한 도시되지 않은 인터페이스를 포함한다.The
바람직하게는 적어도 하나의 진동 자유도 및 적어도 하나의 회전 자유도를 허용하는 제 1 베어링 유닛들(120)이 섀시 상에 장착된다. 바람직하게는, 제 1 베어링 유닛(120)의 자유도는 부품들을 운반하는데 사용된다. 그러나, 선택적으로 이러한 자유도는 내부 진동 디커플링 및/또는 (예상) 외부 진동의 디커플링에도 사용될 수 있다.Preferably, the
부품 공급 장치(100)의 중간 바디(140)는 제 1 베어링 유닛(120) (가동 컴포넌트)과 제 2 베어링 유닛(150) (제 1 컴포넌트드) 사이의 기계적 연결부로서 사용된다.The
제 2 베어링 유닛(150)은 바람직하게는 내부 진동 디커플링 및/또는 (예상) 외부 진동의 디커플링에 사용되는 자유도를 허용한다. 그러나, 선택적으로 이러한 자유도는 부품들의 진동 운반을 위해서도 사용될 수 있다.The
본 명세서에서 액추에이터 브릿지라고도 하는 인터페이스 구조(170)가 제 2 베어링 유닛(150) (제 2 부품)과 연결되거나 또는 (견고하게) 커플링된다. 액추에이터 브릿지(170)는 진동되게 지지된다. 액추에이터 브릿지(170)의 행정은 도시되지 않은 기계적 단부 정지부에 의해 제한된다. 인터페이스 구조(170)에 의해 컨베이어 구조(180)는 (기계적으로) 커플링될 수 있다. 제 1 베어링 유닛(120) 또는 제 2 베어링 유닛(150)이 각각 할당 배치된 도시되지 않은 액추에이터의 적합한 제어에 의해, 컨베이어 구조(180)가 적절하게 진동될 수 있고, 이러한 진동은 (i) 병진 자유도를 따른 운동 및/또는 (ii) 회전 자유도의 운동을 포함할 수 있다. 따라서, 컨베이어 구조(180)는 제 1 베어링 유닛(120)의 자유도와 제 2 베어링 유닛(150)의 자유도를 합한 자유도를 갖는다An
도시되지 않은 부품 저장소는 인터페이스 구조(170) 및/또는 (잔여) 컨베이어 구조(180)와 통합되어 또는 분리 가능하게 연결될 수 있다.The parts reservoir, not shown, can be integrated with or detachably connected to the
아래에는 컨베이어 구조가 이용 가능한 (및 작동 가능한) 총 자유도가 2 개의 베어링 유닛들에 상이하게 분포되는 본 발명의 몇몇 바람직한 실시예들이 설명된다. 이 자유도 분포는 아래 표 1에 제시된다.Below are described some preferred embodiments of the present invention in which the total degree of freedom (and operable) in which the conveyor structure is available is differently distributed over the two bearing units. This degree of freedom distribution is presented in Table 1 below.
제 1 열에는 실시예들이 두 그룹으로 그룹화되어 번호가 매겨진다. 방향 #을 따르는 병진 자유도는 T#으로 표시된다(#는 X, Y 또는 Z를 나타냄). 회전 자유도는 R#으로 표시되며, 여기서 #은 α(알파), β(베타) 또는 γ(감마)를 나타낸다. α 또는 Rα는 각각 X 축을 중심으로 하는 회전을 나타내고, β 또는 Rβ는 Y 축을 중심으로 하는 회전을 나타내고, γ 또는 Rγ는 Z 축을 중심으로 하는 회전을 나타낸다. 제 1 베어링 유닛(120)에 의해 허용되는 자유도는 표 1의 해당 셀에서 L1으로 표시된다. 제 2 베어링 유닛(150)에 의해 허용되는 자유도는 표 1의 해당 셀에서 L2로 표시된다. Σ(시그마) 열은 해당 실시예의 자유도의 합을 나타낸다. "도면" 열은 본 명세서의 해당 도면을 나타낸다.In the first column, the embodiments are grouped into two groups and numbered. The degree of freedom of translation along direction # is denoted by T # (# denotes X, Y or Z). Rotation degrees of freedom are denoted by R #, where # denotes α (alpha), β (beta) or γ (gamma). α or Rα each represents a rotation about the X axis, β or Rβ represents a rotation around the Y axis, and γ or Rγ represents a rotation around the Z axis. The degrees of freedom allowed by the
도 2에는 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제 1 그룹의 실시예 1.1, 실시예 1.2 및 실시예 1.3의 다양한 운동 자유도의 분포가 도시된다. 이들 실시예들에서, 제 1 베어링 유닛(220)은 Y 축을 따르는 병진(Ty) 및 Z 축을 따르는 병진(Tz)을 허용한다. 또한, 제 1 베어링 유닛(220)은 X 축을 중심으로 하는 회전(Rα)을 허용한다. FIG. 2 shows the distribution of various degrees of freedom of movement of Examples 1.1, 1.2 and 1.3 of the first group of the invention shown in FIGS. 3, 4 and 5. In these embodiments, the
실시예 1.1에서, 제 2 베어링 유닛(250a)은 Z 축을 중심으로 하는 회전(Rγ)을 추가로 허용한다. 실시예 1.2에서, 제 2 베어링 유닛(250b)은 X 축을 따르는 병진(Tx)을 추가로 허용한다. 실시예 1.3에서, 제 2 베어링 유닛(250c)은 X 축을 따르는 병진(Tx) 및 Z 축을 중심으로 하는 회전(Rγ)을 추가로 허용한다.In Example 1.1, the
도 2에서 컨베이어 구조의 운반 영역은 도면 번호 282로 표시된다. 프레젠테이션 영역은 도면 번호 284로 표시된다.In Fig. 2, the transport area of the conveyor structure is indicated by
도 3에는 실시예 1.1에 따른 부품 공급 장치(300)가 도시된다. 아래에 도시 된 제 1 베어링 유닛(320)은 YZ 평면에서의 단면도로 개략적으로 도시되고, 위에 도시된 제 2 베어링 유닛(350)은 YX 평면에서의 평면도로 개략적으로 도시된다.3 shows a
제 1 베어링 유닛(320)은 섀시(110)를 제 1 베어링 유닛(320)의 가동 컴포넌트(328)와 (탄성으로) 각각 연결하는 2 개의 솔리드 바디 조인트들(322 및 324)을 포함한다. 여기에 도시된 실시예에 따르면, 2 개의 솔리드 바디 조인트들(322 및 324)은 종종 "접힌 판 스프링(folded leaf spring)"이라고도 하는, L형으로 굽은 또는 꺽어진 이중의 판 스프링으로서 각각 형성된다. 이와 관련해서, 단일의 "접힌 판 스프링"은 5 개의 자유도를 가지며 수직 방향으로의 병진을 차단한다(굽힘 가장자리의 길이 방향에 대해 평행하게, 여기서 X 방향). 따라서 총 4 개의 "접힌 판 스프링들"로 이루어진 도시된 조합은 바디를 하나의 평면(여기서는 YZ 평면)에서 3 개의 자유도(Ty, Tz, Rα)로 지지하기 위한 베어링 어셈블리이다.The
제 1 베어링 유닛(320)에는 각각 "힘 화살표"로 개략적으로 도시되고 가동 컴포넌트(328)의 돌출부에 각각 작용하는 총 3 개의 액추에이터들(342, 344 및 346)이 할당 배치된다. 2 개의 액추에이터들(342 및 344)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. 액추에이터(346)는 Y 축을 따르는 병진 운동(Ty)을 작동시킬 수 있다.A total of three
제 2 베어링 유닛(350)은 2 개의 솔리드 바디 조인트들(352 및 354)로 이루어진 어셈블리를 포함한다. 제 2 베어링 유닛(350)에는 X 축을 따르는 컨베이어 구조(180) 또는 제 2 베어링 유닛(350)의 가동 제 2 컴포넌트의 병진 운동(Tx)을 작동시킬 수 있는 액추에이터(362)가 할당 배치된다.The
여기에 도시된 실시예에 따르면, 제 2 베어링 유닛(350)은 컨베이어 구조(180)의 바디에 대해 2 개의 순간 회전 중심들(instaneous center of rotation)이 주어지도록 구성된다:According to the embodiment shown here, the
(a) 컨베이어 구조(180)의 제 1 순간 회전 중심은 액추에이터(362)에 의한 내부 여기 시에 발생한다. 제 1 순간 회전 중심의 공간 위치는 2 개의 솔리드 바디 조인트들(352 및 354)의 운동학으로부터 발생하고 이 경우 솔리드 바디 조인트(352)의 회전 중심에 놓인다.(a) The first instantaneous center of rotation of the
(b) 컨베이어 구조(180)의 제 2 (다른) 순간 회전 중심은 외부 여기 시에 발생한다. 제 2 베어링 유닛(350)의 구체적인 실시예에 따라, 특히 기하학적 구조, 질량, 무게 중심 등과 같은 컨베이어 구조(180)의 바디의 특성에 따라, 제 2 순간 회전 중심이 프레젠테이션 영역(도시되지 않음)에 놓일 수 있다. (b) The second (other) instantaneous center of rotation of the
여기에 도시된 실시예에 따르면, 솔리드 바디 조인트(352)는 회전 조인트이고, 솔리드 바디 조인트(354)는 선택적이고, 소위 4 링크이다. 솔리드 바디 조인트(352)는 회전 자유도(여기에서 Tγ)를 가지고 예를 들어 2 개의 교차 판 스프링에 의해 구현될 수 있다. 솔리드 바디 조인트(354)는 여기에 도시된 실시예에 따라 2 개의 사다리꼴로 배치된 판 스프링에 의해 구현된다. 2 개의 판 스프링의 교점은 상기 순간 회전 중심을 형성한다.According to the embodiment shown here, the solid body joint 352 is a rotating joint, and the solid body joint 354 is optional, a so-called four link. The solid body joint 352 has a rotational degree of freedom (here, Tγ) and can be implemented, for example, by two cross leaf springs. The solid body joint 354 is implemented by two trapezoidal leaf springs according to the embodiment shown here. The intersection of the two leaf springs forms the instantaneous center of rotation.
솔리드 바디 조인트(354)는 바람직하게는 그 순간 회전 중심이 제로 위치에서 솔리드 바디 조인트(352)의 순간 회전 중심과 적어도 대략 일치하도록 설계되고 배치되어야 한다. 그러면, 컨베이어 구조(180)의 운동이 구속력이 적게 구현된다.The solid body joint 354 should preferably be designed and arranged such that its instantaneous center of rotation is at least approximately coincident with the instantaneous center of rotation of the solid body joint 352 in the zero position. Then, the movement of the
전술했듯이, 솔리드 바디 조인트(354)는 선택적이다. 솔리드 바디 조인트(354)는 특히 (X 축을 중심으로 하는) 회전(Rα)에 대한 컨베이어 구조(180)의 틸팅 강성을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.As mentioned above, the solid body joint 354 is optional. The solid body joint 354 can be used to increase the tilting stiffness of the
도 4에는 실시예 1.2에 따른 부품 공급 장치(400)의 측면도가 도시된다.4 shows a side view of a
제 1 베어링 유닛(420)은 총 3 개의 자유도(Ty, Tz, Rα)를 허용하는 하나 또는 다수의 평면 에어 베어링들(426)의 어셈블리 및 도 3에서와 같이 각각 (Z 축을 따르거나 또는 Y 축을 따르는) 병진 운동을 작동시킬 수 있는 3 개의 액추에이터들(342, 344 및 346)을 포함한다.The
제 2 베어링 유닛(450)은 (X 축을 따르는 병진 자유도를 가진) 2 개의 평면 에어 베어링들 (456 및 458) 및 하나의 "L" 에어 베어링(459)의 어셈블리를 포함한다. 제 2 베어링 유닛(450)에는 X 축을 따라 병진 운동을 작동시킬 수 있는 도시되지 않은 액추에이터가 할당 배치된다.The
도 5에는 실시예 1.3에 따른 부품 공급 장치(500)의 YZ 평면에서의 측면도가 도시된다. 부품 공급 장치(500)는 다수의 솔리드 바디 조인트들 및 에어 베어링들로 구성된 하이브리드 베어링을 포함한다. 5 shows a side view in the YZ plane of the
제 1 베어링 유닛(320)은 도 3에 도시된 제 1 베어링 유닛(320)과 동일하다.The
제 2 베어링 유닛(550)은 2 개의 평면 에어 베어링들(556, 558), 및 5 개의 자유도를 가지며 컨베이어 구조(180)의 병진(Ty)을 차단하도록 형성된 하나의 솔리드 바디 조인트(552)를 포함한다. (동위상 또는 역위상으로) X 축을 따르는 병진(Tx)을 각각 작동시킬 수 있는 2 개의 액추에이터들은 전술했듯이 X 축을 따르는 병진(Tx) 및/또는 Z 축을 중심으로 하는 회전(Rγ)을 함께 작동시킬 수 있다.The
도 6에는 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 본 발명의 제 2 그룹의 실시예 2.1, 실시예 2.2 및 실시예 2.3의 다양한 운동 자유도의 분포가 도시된다. 이 실시예들에서, 제 1 베어링 유닛(620)은 Z 축을 따르는 병진(Tz) 및 X 축을 중심으로 하는 회전(Rα)을 허용한다.FIG. 6 shows the distribution of various degrees of freedom of movement of Examples 2.1, 2.2 and 2.3 of the second group of the present invention shown in FIGS. 7, 8 and 9. In these embodiments, the
실시예 2.1에서, 제 2 베어링 유닛(650a)은 Y 축을 따르는 병진(Ty) 및 Z 축을 중심으로 하는 회전(Rγ)을 추가로 허용한다. 실시예 2.2에서, 제 2 베어링 유닛(650b)은 X 축을 따르는 병진(Tx) 및 Y 축을 따르는 병진(Ty)를 추가로 허용한다. 실시예 2.3에서, 제 2 베어링 유닛(650c)은 X 축을 따르는 병진(Tx), Y 축을 따르는 병진(Ty) 및 Z 축을 중심으로 하는 회전(Rγ)을 추가로 허용한다.In Example 2.1, the
또한 도 6에서, 컨베이어 구조의 운반 영역은 각각 도면 번호 282로 표시된다. 프레젠테이션 영역은 도면 번호 284로 표시된다.Also in FIG. 6, the conveying areas of the conveyor structure are indicated by
도 7에는 실시예 2.1에 따른 부품 공급 장치가 도시된다. 아래에 도시된 제 1 베어링 유닛(720) 및 위에 도시된 제 2 베어링 유닛(750)은 모두 YZ 평면에서의 단면도로 개략적으로 도시된다.7 shows a component supply device according to Example 2.1. The
제 1 베어링 유닛(720)은 2 개의 자유도, 즉 Z 축을 따르는 병진(Tz) 및 X 축을 중심으로 하는 회전(Rα)을 함께 허용하는 총 4 개의 솔리드 바디 조인트들(722, 723, 724 및 725)을 포함한다.The
도 7에 도시되듯이, 2 개의 솔리드 바디 조인트들(722 및 723)은 섀시(110)를 각각 가동 중간 요소(727)와 (탄성으로) 연결하는 평행하게 정렬된 2 개의 판 스프링을 각각 포함한다. 2 개의 솔리드 바디 조인트들(722 및 723)은 Z 축을 따르는 병진(Tz)을 허용한다. 2 개의 솔리드 바디 조인트들(724 및 725)은 4 링크인 사다리꼴로 배치된 2 개의 판 스프링들을 각각 포함한다. 솔리드 바디 조인트들(724 및 725)은 각각 가동 중간 요소(727)를 제 1 베어링 유닛(720)의 가동 컴포넌트(328)와 (탄성으로) 연결한다. 2 개의 솔리드 바디 조인트들(724 및 725)은 X 축을 중심으로 하는 회전(Rα)을 허용한다.As shown in FIG. 7, the two solid body joints 722 and 723 each include two parallelly aligned leaf springs (in elastic) connecting the
도 7에 또한 도시되듯이, 2 개의 솔리드 바디 조인트들(722 및 723)은 실질적으로 서로 평행하게 정렬된다. 2 개의 솔리드 조인트들(724 및 725)은 그 순간 회전 중심들이 공통의 순간 회전 중심(M)에서 실질적으로 일치하도록 정렬된다. 이로써 2 개의 솔리드 바디 조인트들(724 및 725)이 회전 자유도(Tα)의 합을 얻는다. 동시에, 다른 차단된 자유도로 높은 횡 방향 및 틸팅 강성이 보장된다.As also shown in Figure 7, the two solid body joints 722 and 723 are aligned substantially parallel to each other. The two
제 1 베어링 유닛(720)에는 각각 "힘 화살표"로 개략적으로 도시되고 가동 컴포넌트(328)의 돌출부에 작용하는 총 2 개의 액추에이터들(742 및 744)이 할당 배치된다. 2 개의 액추에이터들(742 및 744)은 Z 축을 따르는 병진 운동(Tz)을 각각 작동시킬 수 있다. 전술했듯이, (동일한 진폭을 가진) 동위상 작동은 Z 축을 따르는 병진 운동을 일으키는 반면, 역위상 작동은 (도면 평면에 대해 수직인 X 축을 중심으로 하는) 회전 운동(Tα)을 일으킨다.A total of two
제 2 베어링 유닛(750)은 2 개의 솔리드 바디 조인트들(752 및 754)로 구성된 어셈블리를 포함한다. 여기에 도시된 실시예에 따르면, 솔리드 바디 조인트(752)는 수직으로 정렬된 판 스프링에 의해 구현되고 솔리드 바디 조인트(754)는 특정 길이 방향 단면에서 그 횡단면의 의도된 감소에 의해 나타나는 스프링 특성을 갖는 수직으로 정렬된 로드에 의해 구현된다. 횡단면의 부분적 감소에 기초하는 탄성을 갖는 솔리드 바디 조인트에 대한 다양한 기하학적 구조가 당업자에게 공지되어 있다. 따라서, 도시된 솔리드 바디 조인트(754)는 다수의 다른 솔리드 바디 조인트에 대한 하나의 예시로서만 간주되어야 한다.The
제 2 베어링 유닛(350)에는 2 개의 액추에이터들(762, 764)이 할당 배치되고, 액추에이터(762)는 X 축을 따르는 병진 운동(Tx)을 작동시킬 수 있고 액추에이터(764)는 Y 축을 따르는 병진 운동(Ty)을 작동시킬 수 있다. 이들 2 개의 병진 운동(Tx 및 Ty)은 제 2 베어링 유닛(750)의 가동 제 2 컴포넌트 또는 컨베이어 구조(180)와 관련된다.Two
도 8에는 실시예 2.2에 따르는 부품 공급 장치(800)가 도시된다. 부품 공급 장치(800)는 솔리드 바디 조인트들 및 에어 베어링들로 구성된 하이브리드 베어링을 포함한다. 아래에 도시된 제 1 베어링 유닛(820)은 YZ 평면에서의 단면도로 개략적으로 도시되어 있고, 위에 도시된 제 2 베어링 유닛(850)은 XY 평면에서의 평면도로 개략적으로 도시된다.8 shows a
제 1 베어링 유닛(820)은 평면 에어 베어링(826) 및 에어 베어링 부싱(829)을 포함한다. 또한, 제 1 베어링 유닛(820)은 회전식 솔리드 바디 조인트(822)를 포함한다. 제 1 베어링 유닛(820)은 (도시되지 않은 섀시와 달리) 중간 바디(140)에 2 개의 자유도, 즉 Z 축을 따르는 병진(Tz) 및 X 축을 중심으로 하는 회전(Rα)를 허용한다.The
제 1 베어링 유닛(820)에는 Z 축을 따르는 병진(Tz)을 각각 작동시킬 수 있는 2 개의 액추에이터들(842 및 844)이 할당 배치된다. 이들은 함께 여러번 전술했듯이 적합한 제어에 의해 중간 바디(140)를 (a) Z 축을 따라 병진(Tz)하게 및/또는 (b) X 축을 중심으로 회전(Rα)하게 운동시킬 수 있다.In the
제 2 베어링 유닛(850)은 XY 평면에서 병진 운동만이 허용되도록 배치된 4 개의 판 스프링을 가진 솔리드 바디 조인트 시스템(855)을 포함한다. 솔리드 바디 조인트 시스템(855)은 컨베이어 구조(180)를 2 개의 커플링 요소들(857)과 (탄성으로) 연결하고, 상기 커플링 요소들은 도시되지 않은 방식으로 중간 바디(140)와 견고하게 연결된다. 물론, 2 개의 병진 자유도(Tx 및 Ty)(만)을 허용하는 다른 솔리드 바디 조인트 메커니즘도 사용될 수 있다.The
제 2 베어링 유닛(850)에는 2 개의 액추에이터들(862 및 864)이 할당 배치되고, 액추에이터(862)는 X 축을 따르는 병진(Tx)을 작동시킬 수 있고 액추에이터(864)는 Y 축을 따르는 병진을 작동시킬 수 있다. 이들은 함께 적합한 제어에 의해 중간 바디(140)에 대해 XY 평면 내에서 X 축 및/또는 Y 축을 따라 컨베이어 구조(180)를 병진하게 운동시킬 수 있다.Two
도 9에는 실시예 2.3에 따른 부품 공급 장치(900)가 도시된다. 아래에 도시 된 제 1 베어링 유닛(920) 및 위에 도시된 제 2 베어링 유닛(950)은 모두 YZ 평면에서의 측면도로 개략적으로 도시된다.9 shows a
제 1 베어링 유닛(920)은 2 개의 솔리드 바디 조인트들(922 및 924)의 어셈블리를 포함한다. 솔리드 바디 조인트(922)는 섀시(110)를 중간 바디(140)와 (탄성으로) 연결하는 수평으로 정렬된 단순한 판 스프링으로 구성된다. 솔리드 바디 조인트(924)는 종종 "접힌 판 스프링"이라고도 하고 실시예 1.1 (도 3 참조)과 관련하여 설명된 L형으로 굽은 또는 꺽인 이중의 판 스프링으로 구성된다. 솔리드 바디 조인트(924)도 섀시(110)를 중간 바디(140)와 (탄성적으로) 연결한다.The
제 1 베어링 유닛(920)은 실시예 1.1 (도 3 참조)의 베어링 유닛(320)의 변형으로서 간주될 수 있다. 베어링 유닛(320)과 달리, 여기에 사용된 제 1 베어링 유닛(920)은 2 개의 "접힌 판 스프링"(322 및 324) 중 하나가 판 스프링으로 대체되기 때문에 Y 축을 따르는 운동을 추가로 차단한다.The
제 1 베어링 유닛(920)에는 각각 "힘 화살표"로 개략적으로 도시되고 가동 컴포넌트(328)의 돌출부에 각각 작용하는 2 개의 액추에이터들(942 및 944)이 할당 배치된다. 2 개의 액추에이터들(942 및 944)은 Z 축을 따르는 병진 운동(Tz)을 각각 작동시킬 수 있다. 전술했듯이, (동일 진폭을 가진) 동위상 작동은 Z축을 따르는 병진 운동을 일으킨다. 역위상 작동은 (도면 평면에 수직인 X 축을 중심으로 하는) 회전 운동(Rα)을 일으킨다.The
제 2 베어링 유닛(950)은 중간 바디(140)에 대해 XY 평면 내에서 3 개의 자유도들, Tx(X 축을 따르는 병진), Ty(Y 축을 따르는 병진) 및 Rγ(Z 축을 중심으로 하는 회전)로 컨베이어 구조(180)의 운동을 허용하는 2 개의 평면 에어 베어링들(956 및 958)을 포함한다. 이를 위해, 제 2 베어링 유닛(950)에는 적합한 제어시 X 축을 따르는 병진(Tx), Z 축을 중심으로 하는 회전(Rγ) 및/또는 Y 축을 따르는 병진(Ty)을 작동시킬 수 있는 3 개의 액추에이터들, 즉 제 1 X 액추에이터(962), 제 2 X 액추에이터(963) 및 Y 액추에이터(964)가 할당 배치된다.The
구체적으로, 이 (바람직한) 실시예 2.3에서, 자유도(Tz 및 Rα)는 제 1 베어링 레벨(920)에 배치되고 Z 방향으로 작용하는 2 개의 선형 드라이브들(942 및 944)에 의해 작동된다. 즉, 상기 2 개의 선형 드라이브들(942 및 944)의 적합한 제어에 의해 Z 축을 따르는 순수한 병진 운동(Tz), X 축을 중심으로 하는 순수한 회전 운동(Rα) 및 이들 두 운동들(Tz및 Rα)의 임의의 조합이 달성될 수 있다. 사용된 병렬 운동학에 의해, 2 개의 선형 드라이브들(942 및 944)이 소정의 운동을 항상 함께 구현하기 때문에 바람직하게는 더 작은 치수로 설계될 수 있다.Specifically, in this (preferred) embodiment 2.3, the degrees of freedom Tz and Rα are operated by two
도 10에는 서로 독립적으로 이동 가능한 조립 헤드들(1062)을 구비한 조립 기계(1060) 및 다수의 부품 공급 모듈들을 포함한 조립 시스템(1050)이 개략적으로 도시된다. 부품 공급 모듈들은 (a) 본 명세서에서 다양한 실시예에 기술된, 벌크 재료로부터의 부품들을 공급하기 위한 부품 공급 장치(1000)로서, 또는 (b) 공지된 방식으로 부품 벨트 내에 놓인 부품들을 공급하기 위한 부품 공급 장치(1070)로서 형성된다. 여기에 도시된 실시예에 따르면, 조립 기계(1060)의 좌측에 4 개의 부품 공급 장치들(1070) 및 하나의 부품 공급 장치(1000)가 장착된다. 조립 기계(1060)의 우측에는 2 개의 부품 공급 장치들(1070) 및 2 개의 부품 공급 장치들(1000)이 장착된다.10 schematically shows an
"포함하는"이라는 표현은 다른 요소를 배제하지 않으며 부정관사"a(an)"은 복수를 배제하지 않는다. 또한, 상이한 실시예들과 관련하여 기술된 요소들은 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 revenge. Also, elements described in connection with different embodiments may be combined. Also, the drawing numbers in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.
100
부품 공급 장치
110
섀시 / 베이스 바디
120
제 1 베어링 유닛
140
중간 바디
150
제 2 베어링 유닛
170
인터페이스 구조 / 액추에이터 브릿지
180
컨베이어 구조 / 저장소
220
제 1 베어링 유닛 / 제 1 베어링 레벨
250a, b, c
제 2 베어링 유닛 / 제 2 베어링 레벨
282
운반 영역
284
프레젠테이션 영역
X
X 방향 / X 축
Y
Y 방향 / Y 축
Z
Z 방향 / Z 축
α(알파)
X 축을 중심으로 하는 회전
β(베타)
Y 축을 중심으로 하는 회전
γ(감마)
Z 축을 중심으로 하는 회전
300
부품 공급 장치
320
제 1 베어링 유닛 / 제 1 베어링 레벨
322
솔리드 바디 조인트
324
솔리드 바디 조인트
328
가동 컴포넌트
342
Z 액추에이터
344
Z 액추에이터
346
Y 액추에이터
350
제 2 베어링 유닛 / 제 2 베어링 레벨
352
솔리드 바디 조인트 / 회전 조인트
354
솔리드 바디 조인트 / 4 링크
362
X 액추에이터
400
부품 공급 장치
420
제 1 베어링 유닛 / 제 1 베어링 레벨
426
에어 베어링
450
제 2 베어링 유닛 / 제 2 베어링 레벨
456
에어 베어링 (평면)
458
에어 베어링 (평면)
459
에어 베어링 ("L"형)
500
부품 공급 장치
550
제 2 베어링 유닛 / 제 2 베어링 레벨
552
솔리드 바디 조인트
556
에어 베어링 (평면)
558
에어 베어링 (평면)
620
제 1 베어링 유닛 / 제 1 베어링 레벨
650a, b, c
제 2 베어링 유닛 / 제 2 베어링 레벨
700
부품 공급 장치
720
제 1 베어링 유닛 / 제 1 베어링 레벨
722, 723
솔리드 바디 조인트 (평행하게 정렬된 2 개의 판 스프링)
724, 725
솔리드 바디 조인트 (사다리꼴로 배치된 2 개의 판 스프링을
가진 4 링크)
727
중간 요소
742
Z 액추에이터
744
Z 액추에이터
750
제 2 베어링 유닛 / 제 2 베어링 레벨
752
솔리드 바디 조인트
754
솔리드 바디 조인트
762
X 액추에이터
764
Y 액추에이터
M
순간 회전 중심
800
부품 공급 장치
820
제 1 베어링 유닛 / 제 1 베어링 레벨
822
솔리드 바디 조인트 / 회전 조인트
826
에어 베어링 (평면)
829
에어 베어링 (에어 베어링 부싱)
842
Z 액추에이터
844
Z 액추에이터
850
제 2 베어링 유닛 / 제 2 베어링 레벨
855
솔리드 바디 조인트 시스템
857
커플링 요소
862
X 액추에이터
864
Y 액추에이터
900
부품 공급 장치
920
제 1 베어링 유닛 / 제 1 베어링 레벨
922
솔리드 바디 조인트 (판 스프링)
924
솔리드 바디 조인트 (평행하게 정렬된 2 개의 판 스프링)
942
Z 액추에이터
944
Z 액추에이터
950
제 2 베어링 유닛 / 제 2 베어링 레벨
956
에어 베어링 (평면)
958
에어 베어링 (평면)
962
X 액추에이터
963
X 액추에이터
964
Y 액추에이터
1000
벌크 재료로부터 개별화된 전자 부품들을 위한 부품 공급 장치
1050
조립 시스템
1060
조립 기계
1062
조립 헤드
1070
벨트에 놓인 전자 부품들을 위한 부품 공급 장치100 parts supply
110 chassis / base body
120 1st bearing unit
140 medium body
150 2nd bearing unit
170 Interface structure / actuator bridge
180 conveyor structure / storage
220 1st bearing unit / 1st bearing level
250a, b, c 2nd bearing unit / 2nd bearing level
282 transport area
284 Presentation Area
X X direction / X axis
Y Y direction / Y axis
Z Z direction / Z axis
Rotation around the α (alpha) X axis
Rotation around β (beta) Y axis
Rotation around the γ (gamma) Z axis
300 parts supply
320 1st bearing unit / 1st bearing level
322 solid body joint
324 solid body joint
328 movable components
342 Z actuator
344 Z actuator
346 Y actuator
350 2nd bearing unit / 2nd bearing level
352 solid body joint / rotating joint
354 solid body joint / 4 links
362 X actuator
400 parts feeder
420 1st bearing unit / 1st bearing level
426 air bearing
450 2nd bearing unit / 2nd bearing level
456 air bearing (flat)
458 Air Bearing (Plane)
459 Air bearing ("L" type)
500 parts feeder
550 2nd bearing unit / 2nd bearing level
552 solid body joint
556 air bearing (flat)
558 Air bearing (flat)
620 1st bearing unit / 1st bearing level
650a, b, c 2nd bearing unit / 2nd bearing level
700 parts feeder
720 1st bearing unit / 1st bearing level
722, 723 solid body joint (two leaf springs aligned in parallel)
724, 725 solid body joint (two leaf springs arranged in a trapezoid
4 links)
727 medium elements
742 Z actuator
744 Z actuator
750 2nd bearing unit / 2nd bearing level
752 solid body joint
754 solid body joint
762 X actuator
764 Y actuator
M instantaneous rotation center
800 parts feeder
820 1st bearing unit / 1st bearing level
822 solid body joint / rotating joint
826 air bearing (flat)
829 Air bearing (Air bearing bushing)
842 Z actuator
844 Z actuator
850 2nd bearing unit / 2nd bearing level
855 solid body joint system
857 coupling element
862 X actuator
864 Y actuator
900 parts feeder
920 1st bearing unit / 1st bearing level
922 solid body joint (plate spring)
924 solid body joint (two leaf springs aligned in parallel)
942 Z actuator
944 Z actuator
950 2nd bearing unit / 2nd bearing level
956 air bearing (flat)
958 Air bearing (flat)
962 X actuator
963 X actuator
964 Y actuator
Parts supply for individualized electronic components from 1000 bulk materials
1050 assembly system
1060 assembly machine
1062 assembly head
Parts supply for electronic components placed on the 1070 belt
Claims (15)
섀시(110);
상기 섀시(110)와 커플링된 고정 컴포넌트 및 가동 컴포넌트를 구비한 제 1 베어링 유닛(120-920);
상기 가동 컴포넌트와 커플링된 중간 바디(140);
상기 중간 바디(140)와 커플링된 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트를 구비한 제 2 베어링 유닛(150-950);
컨베이어 구조(180)로서, 상기 제 2 컴포넌트와 커플링되고 개별화된 부품들이 상기 컨베이어 구조(180)의 진동에 의해 운반 영역(282)을 따라 프레젠테이션 영역(284)으로 운반될 수 있도록 형성된, 상기 컨베이어 구조(180);
상기 제 1 베어링 유닛(120-920)에 할당 배치되고 상기 고정 컴포넌트에 대해 상기 가동 컴포넌트를 적어도 2 개의 자유도로 작동시키도록 설계된 제 1 액추에이터 시스템(342, 344, 346, 742, 744, 842, 844, 942, 944); 및
상기 제 2 베어링 유닛(150-950)에 할당 배치되고 상기 제 1 컴포넌트에 대해 상기 제 2 컴포넌트를 적어도 하나의 다른 자유도로 작동시키도록 설계된 제 2 액추에이터 시스템(362, 762, 764, 862, 864, 962, 963, 964)을 포함하는, 부품 공급 장치(100-900).A component supply device (100-900) for providing individualized parts, in particular for individualized electronic parts, for automatically assembling component carriers by an assembly machine (1060), the component supply device (100-900) being
Chassis 110;
A first bearing unit (120-920) having a fixed component and a movable component coupled with the chassis (110);
An intermediate body 140 coupled with the movable component;
A second bearing unit 150-950 having a first component and a second component coupled with the intermediate body 140;
As a conveyor structure 180, the conveyor coupled with the second component and formed so that individualized parts can be transported along the transport area 282 to the presentation area 284 by vibration of the conveyor structure 180. Structure 180;
A first actuator system (342, 344, 346, 742, 744, 842, 844) assigned to the first bearing unit (120-920) and designed to operate the movable component with at least two degrees of freedom relative to the stationary component , 942, 944); And
A second actuator system 362, 762, 764, 862, 864, assigned to the second bearing unit 150-950 and designed to operate the second component with at least one other degree of freedom relative to the first component; 962, 963, 964).
상기 제 1 베어링 유닛(120-920)은 상기 제 1 액추에이터 시스템(342, 344, 346, 742, 744, 842, 844, 942, 944)이 작동시킬 수 있는 것과 동일한 운동 자유도를 허용하고 및/또는
상기 제 2 베어링 유닛(150-950)은 상기 제 2 액추에이터 시스템(362, 762, 764, 862, 864, 962, 963, 964)이 작동시킬 수 있는 것과 동일한 운동 자유도를 허용하는, 부품 공급 장치(100-900).According to claim 1,
The first bearing unit 120-920 allows the same degree of freedom of movement that the first actuator system 342, 344, 346, 742, 744, 842, 844, 942, 944 can operate and / or
The second bearing unit (150-950) allows for the same degree of freedom of motion that the second actuator system (362, 762, 764, 862, 864, 962, 963, 964) can operate. 100-900).
각각의 자유도에 대해 정확히 하나의 액추에이터가 제공되는, 부품 공급 장치(100-900).The method of claim 1 or 2,
Parts feeder 100-900, with exactly one actuator provided for each degree of freedom.
상기 제 1 액추에이터 시스템(342, 344, 346, 742, 744, 842, 844, 942, 944) 및/또는 상기 제 2 액추에이터 시스템(362, 762, 764, 862, 864, 962, 963, 964)이 선형 액추에이터들만을 포함하는, 부품 공급 장치(100-900).The method according to any one of claims 1 to 3,
The first actuator system 342, 344, 346, 742, 744, 842, 844, 942, 944 and / or the second actuator system 362, 762, 764, 862, 864, 962, 963, 964 Parts supply apparatus 100-900, comprising only linear actuators.
상기 2 개의 베어링 유닛들(120-920; 150-950)의 자유도의 개수의 합이 4 개 또는 5 개인, 부품 공급 장치(100-900).The method according to any one of claims 1 to 4,
The sum of the number of degrees of freedom of the two bearing units (120-920; 150-950) is 4 or 5, parts supply device (100-900).
상기 2 개의 베어링 유닛들(120-920; 150-950) 중 적어도 하나가 병진 축을 따르는 병진 운동 및 상기 병진 축에 대해 수직인 축을 중심으로 하는 회전 운동을 허용하는, 부품 공급 장치(100-900).The method according to any one of claims 1 to 5,
Parts supply device (100-900), at least one of the two bearing units (120-920; 150-950) permits translational motion along the translational axis and rotational motion about an axis perpendicular to the translational axis .
상기 제 1 베어링 유닛(120-920) 및/또는 상기 제 2 베어링 유닛(150-950)은 솔리드 바디 조인트, 에어 베어링, 자기 베어링 및 정수압 베어링으로 이루어진 그룹으로부터의 적어도 하나의 베어링 요소를 포함하는, 부품 공급 장치(100-900).The method according to any one of claims 1 to 6,
The first bearing unit (120-920) and / or the second bearing unit (150-950) comprises at least one bearing element from the group consisting of solid body joints, air bearings, magnetic bearings and hydrostatic bearings, Parts feeder (100-900).
상기 제 1 액추에이터 시스템(342, 344, 346, 742, 744, 842, 844, 942, 944) 및/또는 상기 제 2 액추에이터 시스템(362, 762, 764, 862, 864, 962, 963, 964)은 다이렉트 드라이브, 로렌츠 액추에이터, 자기 저항 액추에이터, 공압 액추에이터, 압전 액추에이터, 언밸런스 액추에이터로 이루어진 그룹으로부터의 적어도 하나의 액추에이터를 포함하는, 부품 공급 장치(100-900).The method according to any one of claims 1 to 7,
The first actuator system 342, 344, 346, 742, 744, 842, 844, 942, 944 and / or the second actuator system 362, 762, 764, 862, 864, 962, 963, 964 A component supply device (100-900) comprising at least one actuator from the group consisting of direct drives, Lorentz actuators, magnetoresistive actuators, pneumatic actuators, piezoelectric actuators, and unbalanced actuators.
상기 제 2 컴포넌트 및/또는 상기 컨베이어 구조(180)는 상기 컨베이어 구조(180)가 상기 제 2 컴포넌트 상에 분리 가능하게 장착될 수 있도록 형성된 인터페이스 구조(170)를 포함하는, 부품 공급 장치(100-900).The method according to any one of claims 1 to 8,
The second component and / or the conveyor structure 180 includes an interface structure 170 formed so that the conveyor structure 180 can be detachably mounted on the second component. 900).
상기 컨베이어 구조(180)는 다수의 개별화된 부품들을 수용하고 및 개별화된 부품들을 운반 섹션(282)으로 (계량) 배출하기 위한 저장소를 추가로 포함하는, 부품 공급 장치(100-900).The method according to any one of claims 1 to 9,
The conveyor structure 180 further comprises a reservoir for receiving a plurality of individualized parts and discharging (weighing) the individualized parts to a transport section 282, a component feeding device 100-900.
상기 운반 영역 및/또는 상기 프레젠테이션 영역(284)에 놓인 부품들 중 적어도 몇몇의 개수 및/또는 위치를 검출하기 위한 광학 시스템을 더 포함하는, 부품 공급 장치(100-900).The method according to any one of claims 1 to 10,
And an optical system for detecting the number and / or location of at least some of the parts placed in the transport area and / or the presentation area (284).
상기 프레젠테이션 영역은 광학적으로 투명한 프레젠테이션 플레이트(284)의 상부 측 상에 놓이고,
상기 광학 시스템은 상기 프레젠테이션 영역에 놓인 부품들이 아래에서부터 광학적으로 투명한 프레젠테이션 플레이트를 통해 검출될 수 있도록 구성된 카메라 및 렌즈들을 포함하는, 부품 공급 장치(100-900). The method of claim 11,
The presentation area lies on the upper side of the optically transparent presentation plate 284,
The optical system comprises a component supply device (100-900) comprising cameras and lenses configured to allow components placed in the presentation area to be detected through an optically transparent presentation plate from below.
상기 제 2 컴포넌트 상에 장착되거나 또는 상기 제 2 컴포넌트와 기계적으로 견고하게 커플링되는 적어도 하나의 모션 센서를 더 포함하는, 부품 공급 장치(100-900). The method according to any one of claims 1 to 12,
A component supply device (100-900) further comprising at least one motion sensor mounted on the second component or mechanically rigidly coupled to the second component.
개별화된 부품들을 제공하는 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 부품 공급 장치(100-900), 및
(a) 제공된 개별화된 부품들을 수용하기 위한,
(b) 조립될 부품 캐리어 위로 수용된 상기 부품들을 이송하기 위한, 및
(c) 이송된 상기 부품들을 상기 부품 캐리어 상으로 안착하기 위한
조립 헤드(1062)를 구비한 조립 기계(1060)를 포함하는, 조립 시스템(1050).An assembly system 1050 for automatically assembling parts with component carriers, the assembly system 1050
Parts supply apparatus (100-900) according to any one of claims 1 to 13 for providing individualized parts, and
(a) to accommodate the individualized parts provided,
(b) for transporting said parts received over a component carrier to be assembled, and
(c) for seating the transferred parts on the part carrier
An assembly system 1050 comprising an assembly machine 1060 with an assembly head 1062.
제 1 액추에이터 시스템(342, 344, 346, 742, 744, 842, 844, 942, 944)에 의해 적어도 2 개의 자유도로 제 1 베어링 유닛(120-920)의 가동 컴포넌트를 진동시키는 단계; 및
제 2 액추에이터 시스템(362, 762, 764, 862, 864, 962, 963, 964)에 의해 적어도 하나의 다른 자유도로 제 2 베어링 유닛(150-950)의 제 2 컴포넌트를 진동시키는 단계를 포함하는 방법.Particularly individualized electronics for providing individualized parts for automatically assembling component carriers in the assembly machine 1060 using the component supply apparatus 100-900 according to claim 1. A method of providing parts, the method comprising
Vibrating the movable component of the first bearing unit (120-920) with at least two degrees of freedom by the first actuator system (342, 344, 346, 742, 744, 842, 844, 942, 944); And
Vibrating the second component of the second bearing unit (150-950) with at least one other degree of freedom by a second actuator system (362, 762, 764, 862, 864, 962, 963, 964). .
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