本發(fā)明專利技術(shù)提供一種為一零部件載體（２７０）裝配零部件（２６０）的方法，其中，一裝配頭的抓持裝置（２１０）借助一由其施加在一零部件（２６０）上的抓持力揀取零部件（２６０）。被揀取的零部件（２６０）由所述裝配頭傳送至一位于一設(shè)置在零部件載體（２７０）上的零部件安裝位置上方的松開位置。到達(dá)所述松開位置時(shí)，所述抓持力被切斷，使得零部件（２６０）從抓持裝置（２１０）上脫落，并被傳送到零部件載體（２７０）上。可通過(guò)下述方法提高零部件傳送的過(guò)程穩(wěn)定性，即，零部件（２６０）在抓持裝置（２１０）盡可能急遽的制動(dòng)過(guò)程中脫落，從而使零部件傳送得到零部件（２１０）的機(jī)械慣性的支持。此外，零部件（２６０）從一用作抓持裝置的吸管（２１０）上脫落的過(guò)程也可得到一氣動(dòng)切換閥的支持，借助所述氣動(dòng)切換閥可從一負(fù)壓轉(zhuǎn)換至一過(guò)壓，借助所述負(fù)壓可實(shí)現(xiàn)吸管（２１０）對(duì)零部件（２６０）的抓持，所述過(guò)壓通過(guò)鼓風(fēng)來(lái)支持零部件（２６０）的松開。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及為一零部件載體裝配零部件的方法，其中，借助一裝配頭將待裝配的零部件從一零部件供給裝置傳送至一裝配區(qū)，并將其放置在所述零部件載體上規(guī)定的零部件安裝位置上。
技術(shù)介紹
進(jìn)行所謂的表面貼裝技術(shù)(Surface Mount Technology，SMT)范疇內(nèi)的零部件載體裝配時(shí)，借助一裝配頭從一零部件供給裝置的一取件位置上揀取SMT零部件，并將其放置在零部件載體上規(guī)定的零部件安裝位置上。下文中，“零部件載體”這一概念指的是任何一種可裝配的基板，尤指印制電路板。“零部件”指的是所有可裝配的元件，尤指雙極或多極SMT零部件或其他類型的高度集成的平面零部件，例如球柵陣列、裸晶和倒裝芯片。此外，“零部件”這一概念還包括用于所謂的發(fā)射應(yīng)答器的RFID芯片。鑒于電子零部件的日趨小型化及電子市場(chǎng)上的大幅降價(jià)現(xiàn)象，對(duì)現(xiàn)代自動(dòng)裝配機(jī)在裝配精確度和裝配速度方面均提出了高要求。特別在零部件尺寸較小的情況下，較高的裝配速度會(huì)使零部件被放置到零部件載體上時(shí)所承受的機(jī)械負(fù)荷大到損壞零部件的程度。零部件在快速裝配過(guò)程中所受到的機(jī)械負(fù)荷來(lái)源于，即使裝配頭的工作力度很輕，其在放置零部件時(shí)也會(huì)對(duì)零部件施加一至少為2牛頓的靜放置力。即便這么小的放置力在尺寸較小的零部件上也會(huì)產(chǎn)生很大的放置壓力，以致無(wú)法有效排除零部件受到機(jī)械損傷的可能，其中，“尺寸較小的零部件”指的是邊長(zhǎng)為0.5mm范圍內(nèi)的零部件。盡管通過(guò)降低放置速度可進(jìn)一步減小零部件的機(jī)械負(fù)荷，但這會(huì)對(duì)裝配速度產(chǎn)生不利影響，從而與上文所述的對(duì)現(xiàn)代自動(dòng)裝配機(jī)的裝配效率的要求之間產(chǎn)生矛盾。在此情況下，“裝配效率”指的是在一特定的時(shí)間單位內(nèi)所能裝配的最大零部件數(shù)。在用傳統(tǒng)方法特別對(duì)尺寸較小的零部件進(jìn)行裝配時(shí)所產(chǎn)生的另一個(gè)問(wèn)題是沉積物的非期望變形，所述沉積物通常安裝在零部件連接面上，用于將零部件固定在裝配位置上，并使其與裝配位置永久接觸。舉例而言，焊膏的變形會(huì)使不同連接面之間發(fā)生非期望的短路，還會(huì)導(dǎo)致零部件的連接部分和零部件載體之間的連接質(zhì)量不合格。由于沉積物的變形取決于以一定的放置力被壓入沉積物的零部件的放置速度和放置壓力，因此，這個(gè)問(wèn)題在零部件尺寸較小的情況下特別突出，在期待零部件進(jìn)一步小型化的未來(lái)將變得越來(lái)越重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種為一零部件載體裝配零部件的方法，借助所述方法可實(shí)現(xiàn)快速而又具保護(hù)性的裝配。這個(gè)目的通過(guò)一種具有獨(dú)立權(quán)利要求1所述特征的方法而達(dá)成。根據(jù)本專利技術(shù)，一裝配頭的一抓持裝置借助一由其施加在一零部件上的抓持力揀取所述零部件，所述零部件隨后被所述裝配頭傳送至一位于一設(shè)置在零部件載體上的零部件安裝位置上方的松開位置。其中，所述松開位置與零部件載體表面之間存在一規(guī)定間距。為達(dá)到松開零部件的目的，切斷抓持力，使得零部件從抓持裝置上脫落，并傳遞到零部件載體上。其中，松開位置與零部件載體表面之間的規(guī)定間距的大小取決于多個(gè)過(guò)程參數(shù)，最遲在實(shí)施本專利技術(shù)方法的自動(dòng)裝配機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)適當(dāng)?shù)难b配試驗(yàn)對(duì)這些過(guò)程參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。所述間距特別取決于待裝配零部件的尺寸，這是因?yàn)楸仨毚_保即使在零部件并非平衡穩(wěn)定地脫離抓持裝置的情況下，也能避免零部件發(fā)生傾斜。通過(guò)這種方法可確保將零部件的底面平放在待裝配的零部件載體上。本專利技術(shù)基于這樣一種認(rèn)識(shí)通過(guò)這種以一定程度上不發(fā)生接觸的方式將零部件從抓持裝置傳送到零部件載體上的傳送方法既可實(shí)現(xiàn)快速裝配，又可實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件具有保護(hù)性的裝配，從而既可實(shí)現(xiàn)電子零部件的低成本制備，又可實(shí)現(xiàn)與受損零部件或裝配效果不理想的零部件相關(guān)的低故障率。其中，“非接觸式零部件傳送”這一概念指的是，在零部件的放置過(guò)程中并不與零部件載體自身發(fā)生機(jī)械接觸，零部件載體通常為一非常堅(jiān)硬的底板。這里包括多個(gè)可行的松開方案A)投下零部件在此情況下，松開位置處于相關(guān)零部件安裝位置的接觸面上方較遠(yuǎn)的地方，因而可借助介質(zhì)空氣將零部件放置到零部件載體上。這或多或少要求零部件平衡穩(wěn)定地脫離抓持裝置。投下零部件這一方案例如可通過(guò)重力和/或通過(guò)磁引力或靜電引力促成或支持。B)放下零部件松開位置處于相關(guān)零部件安裝位置的接觸面上方緊鄰的地方，因此，零部件在離開抓持裝置之前就已與一存在于零部件接觸面上的沉積物發(fā)生接觸。也就是說(shuō)，零部件輕緩地被壓入上述相比零部件載體而言非常柔軟的沉積物中。C)半投半放松開位置雖位于沉積物的上方，但零部件并非平衡穩(wěn)定地從抓持裝置上脫落。這會(huì)導(dǎo)致當(dāng)零部件的一側(cè)已與一用于接觸的第一沉積物接觸時(shí)，零部件的另一側(cè)還未脫離抓持裝置。在此之后，零部件的相對(duì)側(cè)才會(huì)脫離抓持裝置，并被傳送到相應(yīng)的沉積物上。根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法的實(shí)現(xiàn)方案為，零部件先以相對(duì)較高的速度朝零部件載體移動(dòng)，當(dāng)距零部件載體表面的距離到達(dá)規(guī)定間距時(shí)，盡可能突然地停止抓持裝置的移動(dòng)。在此情況下，零部件以一初始速度被傳送到零部件載體上，所述初始速度與抓持裝置在零部件脫落前的即時(shí)移動(dòng)相符。但在此過(guò)程中，必須確保抓持裝置制動(dòng)的急遽程度，從而使得零部件被松開后不會(huì)由于抓持裝置的后續(xù)振動(dòng)而失控地被大力壓入沉積物。根據(jù)權(quán)利要求3所述，將一吸管用作抓持裝置，所述吸管通過(guò)一負(fù)壓來(lái)產(chǎn)生抓持力。其中，通過(guò)急遽斷開負(fù)壓以及通過(guò)盡可能急遽地在吸管上連接一過(guò)壓來(lái)支持零部件的脫落。通過(guò)這種氣動(dòng)支持零部件傳送(將零部件傳送到零部件載體上)既可提高零部件傳送的速度，又可提高零部件傳送的精確度。零部件傳送的氣動(dòng)支持可通過(guò)簡(jiǎn)單的方式而實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴糠謧鹘y(tǒng)自動(dòng)裝配機(jī)的吸管已配有一可切換的氣動(dòng)裝置，借助所述氣動(dòng)裝置可實(shí)現(xiàn)從一負(fù)壓到一過(guò)壓的轉(zhuǎn)換。在此需要指出的是，氣動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)程總會(huì)受到某一慣性的影響，因而可在到達(dá)松開位置之前就對(duì)一相應(yīng)的轉(zhuǎn)換閥進(jìn)行控制，所述轉(zhuǎn)換閥通常與吸管之間存在一定間距。根據(jù)權(quán)利要求4所述，在裝配的預(yù)備階段借助一測(cè)距傳感器對(duì)零部件載體的表面輪廓進(jìn)行精確測(cè)量。為此既可使用目前精度已達(dá)1μm數(shù)量級(jí)的機(jī)電測(cè)量探頭，也可優(yōu)選使用在測(cè)量速度方面明顯優(yōu)于機(jī)電測(cè)量探頭的光學(xué)測(cè)距傳感器。基于激光三角法測(cè)量原理的傳感器特別適合用作光學(xué)測(cè)距傳感器，這種傳感器通過(guò)對(duì)從不同入射方向射到待測(cè)量表面上的兩束激光的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行位置檢測(cè)來(lái)測(cè)定高度輪廓。通過(guò)對(duì)表面輪廓的測(cè)量可精確確定存在于零部件載體上的零部件安裝位置的高度變化，從而即使當(dāng)待裝配的零部件載體發(fā)生例如由機(jī)械應(yīng)變引起的翹曲時(shí)，也能始終保持傳送線路長(zhǎng)度不變，所述傳送線路指的是將零部件從抓持裝置傳送至零部件載體的線路。這一點(diǎn)特別有助于提高過(guò)程穩(wěn)定性。其中，可通過(guò)下述方法實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件載體的表面測(cè)量，即，一個(gè)帶有測(cè)距傳感器的高度測(cè)量系統(tǒng)在零部件載體上方移動(dòng)，借此對(duì)其表面輪廓進(jìn)行檢測(cè)；或者零部件載體定位在一固定式高度測(cè)量系統(tǒng)下方，并進(jìn)行移動(dòng)，從而至少在指定的零部件安裝位置上對(duì)零部件載體表面的高度進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法是通過(guò)在離散的表面輪廓測(cè)量值之間進(jìn)行插值來(lái)測(cè)定表面輪廓，其優(yōu)點(diǎn)在于可在保持高精確度的同時(shí)快速進(jìn)行表面測(cè)量。根據(jù)權(quán)利要求6所述，借助一建構(gòu)為距離控制開關(guān)的共焦測(cè)距傳感器檢測(cè)零部件處于松開位置的時(shí)間點(diǎn)。例如德國(guó)專利說(shuō)明書DE 101 45 167 C2中公開了一種適用的共焦距離控制開關(guān)這種距離控制開關(guān)包括一光波導(dǎo)，所述光波導(dǎo)的一個(gè)末端既與一用于發(fā)射光的發(fā)射單元耦合，又與一用于接收光的接收單元耦合。光本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
為零部件載體裝配零部件的方法，其中，一裝配頭（４００）的一抓持裝置（２１０，４１０）借助一由其施加在一待裝配零部件（２６０）上的抓持力揀取所述零部件（２６０），所述被揀取的零部件（２６０）被所述裝配頭（４００）傳送至一松開位置，該位置位于一零部件載體（２７０，４７０）上的零部件安裝位置的上方，其中，所述松開位置與所述零部件載體（２７０，４７０）的表面之間存在一規(guī)定間距，以及切斷所述抓持力，使得所述零部件（２６０）從所述抓持裝置（２１０，４１０）上脫落，并傳遞到所述零部件載體（２７０，４７０）上。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：岡特希貝爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：先進(jìn)裝配系統(tǒng)有限責(zé)任兩合公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：DE[德國(guó)]
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