專利名稱：為基板裝配元器件的自動裝配機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為基板裝配元器件的自動裝配機(jī)。
背景技術(shù)：
在為基板裝配元器件的自動裝配機(jī)中，元器件通過設(shè)置在自動 裝配機(jī)上的供給裝置提供到設(shè)定的拾取位置上。元器件在那里由自 動裝配機(jī)的裝配頭撿取并且傳送到裝配區(qū)中，在該裝配區(qū)中這些元 器件被定位到基板上。裝配頭可移動地設(shè)置在定位裝置上。為了實(shí) 現(xiàn)更高的裝配效率，裝配頭通過定位裝置劇烈地加速及減速。在此 出現(xiàn)了較大的加速度力，其會導(dǎo)致定位裝置的震動，這將不利地影 響到裝配準(zhǔn)確性。因此，對于定位裝置則要求較高的剛性。
由專利申i青文件EP 1600046 Bl已知一種裝配電子元器件的裝 置，其具有一種設(shè)計(jì)為空心體的支架，該支架由碳纖維加強(qiáng)的塑料 (CFK)制成，裝配頭可沿著該支架來移動。通過使用CFK可以實(shí) 現(xiàn)支架的較高的剛性。
另一可行性方案在于，支架由擠壓成形鋁合金板材制成或制成 為鑄造的鋁合金支架。使用鋁總體上起到降低結(jié)構(gòu)重量的效果。但 是這種鋁制支架具有比例如CFK要小的剛性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種可選的、為基板裝配元器件的自 動裝配才幾，其同時(shí)表現(xiàn)出較高的剛性。
該目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的自動裝配機(jī)來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán) 利要求的內(nèi)容是有利的設(shè)計(jì)方案。
根據(jù)權(quán)利要求1的為基板裝配元器件的自動裝配機(jī)具有用于安 置裝配頭的支架，其中該支架具有橫截面，該橫截面由至少兩個(gè)部 件形成。同時(shí)，各個(gè)部件通過硬焊互相連接。
在此，硬焊是一種對于金屬材料而言簡單而廉價(jià)的焊接方法。 相對于由擠壓加工的鋁合金板材或壓鑄鋁合金制成的支架，在幾乎 相同的剛性下提供了明顯緊湊的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，從而使自動裝配機(jī)在 保持相同的工作范圍時(shí)可以-波明顯緊湊地設(shè)計(jì)。在此，裝配頭不必 直接安裝在支架本身上。另外，代替裝配頭，其他組件，例如光學(xué) 檢查系統(tǒng)、粘合裝置或其他的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置也可以安置在支架上。
此外，所提供的優(yōu)點(diǎn)是，在將鋼制導(dǎo)向部件安置在支架上而在 相互固定連接的組件的不同的熱膨脹的溫度波動時(shí)，支架中的應(yīng)力 可以明顯地減少。在^f吏用不同的材沖牛時(shí)由于應(yīng)力而導(dǎo)致的變形(所 謂的雙金屬效應(yīng))不再出現(xiàn)或纟皮明顯地減少。
在此，焊接應(yīng)理解為用于材料的材料熔合地接合的熱方法，其 中，與焊接不同的是，不達(dá)到基礎(chǔ)材料的凝固溫度。在此，基礎(chǔ)材
料和焊料形成一種合金并形成固定的連沖妄(Verbildung )。在這一方 面，所謂的硬焊及高溫焊接也屬于這種情況，其中高溫焊接是硬焊 的一種下級形式(unterform)。 ^更焊連接相對于軟焊幾乎總是表現(xiàn) 出更高的堅(jiān)固性。為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的焊接，可以在真空中或保護(hù)氣 體中執(zhí)行焊接過程。此外，在真空高溫焊接中提出了優(yōu)點(diǎn)，即制成 的工件;故同時(shí)消除應(yīng)力地退火。因此，工件可以通過4先、打磨等等 來后期處理，而無需額外的才交對處理，以1更于4交正形成的翹曲。
在根據(jù)權(quán)利要求2的自動裝配機(jī)的設(shè)計(jì)方案中，支架是定位系 統(tǒng)的部〗牛，裝配頭可以通過該部4牛來運(yùn)動。
由于支架基于其結(jié)構(gòu)在相對較小的質(zhì)量時(shí)表現(xiàn)出良好的剛性， 所以該支架特別適合于作為定位系統(tǒng)的移動部件。
在根據(jù)權(quán)利要求3的自動裝配機(jī)的設(shè)計(jì)方案中，各個(gè)形成支架 的才黃截面的部件都i殳計(jì)為金屬4反。
在才艮據(jù)權(quán)利要求4的自動裝配機(jī)的另一i殳計(jì)方案中，兩個(gè)形成 支架的橫截面的部件設(shè)計(jì)為L型材。
根據(jù)權(quán)利要求3和4的任一項(xiàng)的支架橫截面的實(shí)施例提供了這 樣的優(yōu)點(diǎn)，即支架的每個(gè)組件可以由所謂的半成品、標(biāo)準(zhǔn)化的及預(yù) 制成的原材料例如板材或型材簡單和費(fèi)用低廉地生產(chǎn)。這種半成品 是便宜的并且為了后期處理僅需剪裁到所需的尺寸。L型材可以不 ^又作為半成品4吏用，本身也可以通過對玲反材進(jìn)4亍巻邊來簡單而成本 合理:t也生產(chǎn)。
在根據(jù)權(quán)利要求5的自動裝配機(jī)的設(shè)計(jì)方案中，支架具有對稱 的橫截面。
因?yàn)樵诤附舆^程中產(chǎn)生的能量在加熱階段和冷卻階段中通過 熱膨脹可以導(dǎo)致工件的變形，所以支架優(yōu)選對稱地設(shè)計(jì)。由此，在 焊4妄處理時(shí)由于加熱帶來的變形可以明顯地減少。
在根據(jù)權(quán)利要求6的自動裝配機(jī)的設(shè)計(jì)方案中，在支架的至少 一個(gè)外表面的區(qū)域中設(shè)置有用于容納負(fù)載的負(fù)載容納裝置。
通過負(fù)載容納裝置(例如螺紋軸^j"),可以例如固定電動才幾的 驅(qū)動部件和導(dǎo)向部件，該電動機(jī)用于移動裝配頭或其他的轉(zhuǎn)運(yùn)裝 置。如果這種負(fù)載容納裝置在組裝支架時(shí)已經(jīng)安裝了，則省去了在 支架上的后期固定。
在根據(jù)權(quán)利要求7的自動裝配機(jī)的設(shè)計(jì)方案中，支架設(shè)計(jì)為空 心體，并且在其內(nèi)部、優(yōu)選在負(fù)載容納裝置的區(qū)域中具有金屬^反的 形式的加固部件。
通過在負(fù)載容納裝置的區(qū)域內(nèi)的支架的內(nèi)部中安裝加固部件， 有針對性地在這些區(qū)域中對支架進(jìn)行加強(qiáng)，基于受力點(diǎn)而在這些區(qū) i^中作用了4交大的力。由此，支架可以一方面非常堅(jiān)固，另一方面 可以比例如使用不帶相應(yīng)的加固部件的空心型材的支架設(shè)計(jì)得更 為緊湊和簡單。
在根據(jù)權(quán)利要求8的自動裝配機(jī)的設(shè)計(jì)方案中，加固部件具有 留空部。
通過開口可以減少定位裝置的可移動質(zhì)量，該開口可以合理地 設(shè)置在出現(xiàn)相對較小的力的區(qū)域中，這有利地對振動特性進(jìn)而對裝 配精確度產(chǎn)生積4及的影響。
在根據(jù)權(quán)利要求9的自動裝配機(jī)的設(shè)計(jì)方案中，支架在其一端 部4壽造在底一反上，該底一反可移動地i史置在4黃梁上。
為了將支架連接到橫梁的驅(qū)動系統(tǒng)上，支架在其一側(cè)需要成型 體或連接部件，例如法蘭。這種法蘭的鑄造是精細(xì)的，因?yàn)橄啾壤?如螺紋連接的其他的連接技術(shù)是無間隙和成本低廉的。


接下來，根據(jù)實(shí)施例并參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。在此，示
出了
圖l是自動裝配機(jī)的示意圖， 圖2a、 2b是支架的第一實(shí)施例的示意圖， 圖3a、 3b、 3c是支架的其他不同實(shí)施例的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性示出了為基板2裝配元器件3的自動裝配機(jī)1。自 動裝配才幾l由橫梁7構(gòu)成，其在y方向上延伸并且與才幾架(未示出) 固定連接。支架8安裝在橫梁7上，該支架在x方向上延伸并且在 y方向上可移動地固定在橫梁7上。橫梁7和支架8 —同形成定位 裝置，其中通過x軸和y軸形成了一個(gè)直角參考系。裝配頭6在x 方向上可移動地設(shè)置在支架8上。另外，用于傳送基板2的傳送路 線4設(shè)置在自動裝配機(jī)1的裝配區(qū)域中。在傳送路線4的一側(cè)，傳 輸裝置5設(shè)置在自動裝配機(jī)1的撿取區(qū)域中，通過該傳輸裝置來提 供元器件3。
為了裝配，基板2通過傳送路線4被傳送到自動裝配機(jī)1的裝 配區(qū)域中。通過傳輸裝置5提供到拾取位置10處的元器件3由裝 配頭6撿耳又并且傳送到自動裝配才幾1的裝配區(qū)i或中，在那里這些元 器件被定位到基板2上。
在圖2a和2b中示出了支架8的實(shí)施例。在此，支架8設(shè)計(jì)為 空心體，其中支架8的基礎(chǔ)體由四個(gè)金屬板21構(gòu)成，這些金屬板 通過石更焊而材料熔合地相互連接。優(yōu)選地，支架由一種合金鋼構(gòu)成， 例如采用銅來作為焊料。
圖2a以局部截面示出了支架8的側(cè)^L圖。在此，負(fù)載容納部 件23設(shè)計(jì)為螺紋軸襯23并且》文置在支架的其中一塊金屬板21上。 在負(fù)載容納部件23的區(qū)域中，支架8的結(jié)構(gòu)通過加固部件24加強(qiáng)， 該加固部件在此也"i殳計(jì)為在支架8的空月空內(nèi)的4反。在螺紋軸4十23 的區(qū)域中，加固部件24這樣被切割，即螺紋軸襯23在硬焊時(shí)不僅 與金屬板21-1連接也與各自對應(yīng)的加固部件24連接。由此，支架 8在相對來說較小的外部尺寸時(shí)被設(shè)計(jì)的相對堅(jiān)固。在螺紋軸襯23 上可以固定電動才幾(未示出)的導(dǎo)向部4牛或驅(qū)動部4牛，例如導(dǎo)4九或 線性驅(qū)動裝置的永磁鐵，用于移動裝配頭。
在支架的左端i殳置有法蘭29,支架8通過該法蘭可以連4妾到才黃 梁7 (見圖1)的驅(qū)動系統(tǒng)上。
圖2b示出了穿過在兩個(gè)負(fù)載容納部件23之間的支架8的截面 圖(A-A)。在此，可以良好地識別，即支架8的基體由四個(gè)金屬一反 21-1、 21-2、 21-3和21-4構(gòu)成，其通過石更焊連接部27連4妄在一起。 在金屬才反21-1上附加有作為固定部件的螺紋軸^H" 23。同才羊-沒計(jì)為 金屬板的加固部件24以螺紋軸襯23的高度位于支架8的縱向延伸 中并且在周邊通過硬焊連接部與四個(gè)金屬板21連接。為了減少支 架8的重量，加固部件24具有留空部25。該留空部"i殳置在支架8 中出現(xiàn)相當(dāng)小的力的區(qū)域中。因?yàn)橥ㄟ^裝配頭6 (見圖1)的運(yùn)動 產(chǎn)生的動力通過電動才幾(未示出)的導(dǎo)向部件或驅(qū)動部件并由此而 通過負(fù)載容納部件23傳導(dǎo)到支架8中，所以在圍繞螺紋軸襯23的 直接的區(qū)域中沒有在加固部件24中設(shè)置開口。
法蘭29也可以看作加固部件24，但此外也用于支架8在橫梁 7上的連接。這種連接可以例如通過利用設(shè)置在法蘭29的角區(qū)域中 的長孔28螺紋接合在4黃梁7的滑架中實(shí)現(xiàn)。然而，支架8連同法 蘭29也可以整體澆鑄在底板26 (見圖1 )上，該底板在4黃梁7上 可移動;也i殳置。
在圖2a和2b中僅示出了一系列的負(fù)載容納部件23。然而也可 以設(shè)計(jì)出 一系列相同或不同的金屬板21。
在圖3a、 3b和3c中示意性示出了支架8的其他可行的橫截面形狀。
圖3a示出了支架8的橫截面，其由兩個(gè)L型材共同構(gòu)成。在 此，該型材或者涉及到4齊壓成形的半成品或?qū)︿撴催M(jìn)4于巻邊制成。 兩個(gè)L型材僅僅在焊縫處由硬焊連接部27連接。
圖3b示出了一種支架橫截面，其具有三角形的形狀并且由三 個(gè)金屬板制成。這些才反又在對接縫處由石更焊連4妄部27連孑妄。
圖3c示出了用于支架橫截面的另一可能的設(shè)計(jì)方案。在此， 支架由兩個(gè)半圓柱體構(gòu)成，其也在對接焊縫處由硬焊連接部27連 接。這種形狀在外部作用的負(fù)載時(shí)表現(xiàn)出在支架橫截面上均衡的應(yīng) 力分配。
如也已經(jīng)在圖2a和2b中示出的第一實(shí)施例中那沖羊，支架8的 剛性由此而提高，即在多部分的基礎(chǔ)型材的內(nèi)部安裝加固部件。這 以有利的方式在受力點(diǎn)的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)。
參考標(biāo)識列表
1 自動裝配扭^
2 基板
3元器件
4 傳送路線 5供給裝置
6 裝配頭 7橫梁
8 支架 10拾耳又位置
20 元件
21 金屬板
22 L型材
23負(fù)載容納裝置
24 力口固部件
25 留空部
26 底板
27 ^更焊連4妻部
28 長孑L
29 法蘭
權(quán)利要求
1.一種為基板(2)裝配元器件(3)的自動裝配機(jī)(1)，具有用于安置裝配頭(6)的支架(8)，其中，-所述支架(8)具有橫截面，該橫截面由至少兩個(gè)部件(20)形成，-各個(gè)部件(20)通過硬焊互相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動裝配機(jī)(1 )，其中，所述支架(8 ) 是定位裝置(7、 8)的構(gòu)件，裝配頭(6)可以通過該構(gòu)件來 運(yùn)動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的自動裝配機(jī)(1 )，其中， 各個(gè)形成所述支架(8)的橫截面的部件(20)都設(shè)計(jì)為金屬 板(21 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的自動裝配機(jī)(1 )，其中， 兩個(gè)形成所述支架(8)的橫截面的部件(20)設(shè)計(jì)為L型材(22 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的自動裝配機(jī)(1 )，其中， 所述支架(8)具有對稱的橫截面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的自動裝配才幾(1 ),其中， 在所述支架(8)的至少一個(gè)外表面的區(qū)域中設(shè)置有用于容納 負(fù)載的負(fù)載容納裝置(23)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的自動裝配機(jī)(1 )，其中， 所述支架(8) i殳計(jì)為空心體，并且在其內(nèi)部、優(yōu)選在所述負(fù) 載容納裝置(23)的區(qū)域中設(shè)置有加固部件(24)。
8. 才艮據(jù) f又利要求7所述的自動裝配才幾(1 )，其中，所述加固部件(24)具有留空部(25)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的自動裝配機(jī)(1 ),其中， 所述支架(8)在其一端部鑄造在底板(26)上，所述底板可 移動地設(shè)置在橫梁(7)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種為基板(2)裝配元器件(3)的自動裝配機(jī)(1)，該自動裝配機(jī)包括用于安置裝配頭(6)的支架(8)，其中，支架(8)具有橫截面，其由至少兩個(gè)部件(20)形成。在此，各個(gè)部件(20)通過硬焊相互連接。由此可以在質(zhì)量相對小且結(jié)構(gòu)相對緊湊的情況下實(shí)現(xiàn)高的剛性。
文檔編號H05K13/04GK101351114SQ200810132220
公開日2009年1月21日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者哈拉爾德·斯坦茨爾, 穆罕默德·邁赫迪安普, 羅伯特·康拉德, 魯?shù)婪颉て绽丶{ 申請人:西門子公司