用于接收、输送和安放结构元件的装配头制造技术

用于接收、输送并安放结构元件的装配头具有：●一个基体（３１０），●一个直线电机，其具有一个定子（３２０）和一个动子（３３０），其中－定子（３２０）借助一个弹簧结构（３１５）被弹性地支承在基体（３１０）上和－动 子（３３０）可以相对定子（３２０）沿着一个Ｚ－轴线移动，以及●至少一个支持装置－其可相对基体（３１０）沿着Ｚ－轴线可移动地支承和－其可连接在动子（３３０）上，使得在动子（３３０）运动时支持装置也沿着Ｚ－轴线运动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种装配头，其用于接收一个结构元件输送装置中的结构元件，将所接收的结构元件输送到一个装配工位并将结构元件安放在一个结构元件载体上。一般说，对结构元件载体的装备是在所谓的自动装配机器上实现的。其中，结构元件被一个装配头从一个结构元件输送装置中接收，输送到这要被装备的结构元件载体上并在一个预先确定的装配工位上安放在结构元件载体上。为了实现一个高的装配效率，应用了装配头，它们具有多个支持装置，以便在提取过程中可以依次地将多个结构元件接收并可以将这些所接收的结构元件依次地安放到相应的预先规定的装配工位上。作为装配头其中已公知了所谓的矩阵装配头，其中沿着一个Z-方向上被定位的支持装置是相互平行地安置的，并且每个支持装置是可以与另外的支持装置无关地相对该装配头沿着该Z-方向移动的。每个支持装置之这种各自的可移动性可以如此实现，即，对于每个支持装置设置一个自己的Z-驱动装置。在一个矩阵装配头中，这些单个的支持装置诚然也可以借助一个共同的Z-驱动装置来驱动。这一点按照现有技术则如此实现，即这些单个的支持装置可以分别单独地连接到该Z-驱动装置上。附图说明图1以示意图示出了一个上述类型的将支持装置101在一个同步元件106上的连接方案，该同步元件106可借助一个未示出的Z-驱动装置沿着Z-方向移动。这个将支持装置101在具有一种铁磁材料的同步元件106上的连接通过电磁体105a、105b实现。该支持装置101具有一个连接杆102、一个转动装置103以及一个吸移管握持结构104。该连接杆102应用于固定该电磁铁105a或105b。设置转动装置103则为了，使由支持装置101接收的结构元件可以围绕该支持装置的纵轴线转动，所述结构元件借助一个未示出的在该吸移管握持结构104上设置的吸移管所支持。一个未示出的弹簧结构致力于，使在一个原始位置上的支持装置101被挤压到一个上边的位置上，如在图1之左边部分中所示。当该同步元件106同样处在一个上边的原始位置上(见图1左边)时，则该电磁铁105a或105b通过一个按目标要求的激活亦即通过一个相应的电流通过就可连接到同步元件106上。在该同步元件106之在图1的右侧所示的沿着Z-方向向下运动的情况下，这个其上被固定了已激活之电磁铁105b的支持装置101则因此也被向下地移动。这个使在同步元件106上连接的支持装置101的移动在图1的右侧通过箭头108示出。另外的支持装置由于其所属的电磁铁105a未被激活，则在同步元件106向下运动时停留在其原始位置上。以此方式可以使多个支持装置在一个按目标要求激活单个的与支持装置对应配置的电磁铁情况下借助一个共同的Z-驱动装置沿着Z-轴线移动。但是对于多个支持装置而应用一个共同的Z-驱动装置具有缺点是，这个铁磁的同步元件特别是当多个电磁铁可以连接到这个同步元件上时要具有一个大的表面并因此在一个确定的最小厚度情况下也具有一个大(高)的质量。这样在同步元件运动时，特别是它在实现一个高的装备效率以大的加速力驱动时会导致该装配头强烈的振动。本专利技术的目的是，提供一种用于接收、输送并安放结构元件的装配头，其中由于应用一个中央Z-驱动装置所产生的并传递到装配头上的振动得以减小。这一任务通过一种具有独立权利要求1所述特征的用于接收、输送并安放结构元件的装配头所解决。作为本专利技术基础的原理构思是，通过在装配头基体和具有一个定子及一个动子的直线电机之间至少部分地机械断联，可以使传递到装配头的定位装置上的机械振动明显地减小。按照本专利技术，所述定子借助一个弹簧结构被弹性地支承在基体上。直线电机被如此设计，使得动子可以相对定子沿着Z-轴线运动。另外本专利技术装配头具有至少一个支持装置，它例如包括一个所谓的抽吸移管，其借助一个在该抽吸移管上施加的负压可以接收(吸住)一个结构元件。该支持装置是相对基体沿着Z-轴线可移动地支承的并且可以被连接在直线电机的动子上，以便在动子沿着Z-轴线运动时该支持装置也沿着Z-轴线运动。按照本专利技术，用于动子的加速所必需的作用力之反力被传入到定子中并且从这个定子没有被传递到定位装置上，因为该反力通过定子的偏移运动被吸收了。因为一般情况下定子的质量明显地大于动子的质量，直线电机的这两个构件的加速度变化特性是相互明显不同的。其中，所产生的加速度的比例是与两个构件的质量成反比的。两个构件移动的行程则成正比于构件相应的加速度。因此例如在定子质量为1500g和动子质量为300g情况下则在直线电机两个构件中产生一个5倍不同的加速度以及一个5倍不同的移动行程。在上述例子中，当动子沿着Z-轴线向下移动10mm时则产生定子沿着Z-轴线向上2mm的移动。定子在装配头基体上的这种弹性支承具有的优点是，通过动子的运动只有微小的力被传递到装配头的基体上。因此在定位装置中被引发的振动幅度明显地减小了，从而该装配头相对要被装备的结构元件载体可以被很精确地定位。本专利技术装配头的另外的优点在于，那种在公知装配头中对定位装置很高的刚性要求也可以减小了并且因此可以应用具有较微小质量的定位装置，从而装配速度也可以提高同时装配精度不会变坏。按照权利要求2，动子被支承在基体上。这个最好借助一个被固定在基体上的直线导引结构实现。按照权利要求3，支持装置可以机械方式和/或磁性地连接在一个同步元件上。一个机械的连接例如可以通过将支持装置配合到同步元件的一个具有收缩结构的空槽中来实现。该磁性的连接优选借助一个电磁铁实现，电磁铁被安置在同步元件上和/或支持装置上。按照权利要求4，借助一个气动式弹簧结构使定子在基体上的弹性支承具有优点是，在基础元件和直线电机之间实现一个特别好的机械振动的隔离。在按照权利要求5的装配头中，定子和动子重心的运动矢量位于一条共同的轴线上。以此方式即便在动子以大的加速度运动时也不产生合成的扭矩，因此没有或只有很微小的扭矩被传入到定位装置中。以此方式就可以进一步提高可实现的装配精度。按照权利要求6的装配头具有多个支持装置，它们可相互无关地连接在动子上并且它们被沿着一行安置或被安置在一个两维格阵的阵点上。其中，支持装置是相互平行地定向定位的并且垂直于Z-轴线被相互间隔安置。按照权利要求7，另外设置一个用于检测动子相对基体移动的行程传感器。其中作为行程传感器一个所谓的增量式传感器是特别适宜的。动子相对基体的移动行程的这个测量具有优点是，一个在动子上连接的支持装置的对于装配过程所相关的移动距离也被获知。另外，按照权利要求8的实施方案包括一个第二行程传感器用于检测该定子相对基体的移动。作为优选，该第二行程传感器是一个增量式传感器。按照权利要求9之优选的实施方案，该装配头另外具有一个伺服驱动装置和一个控制装置，其与第一行程传感器、第二行程传感器和伺服驱动装置相连接。借助控制装置，位于基体和定子之间的伺服驱动装置可以被如此致动，使得在定子由于动子的运动引起的移动之后定子保持在它的位置上。该直线电机的重心的位置以此方式维持不变，因此直线电机至少近似显示了一个符合如此直线电机之运动特性的运动特性，该直线电机不承受重力并因此没有或只有很微小的振动传递到定位装置上。另外该伺服驱动装置可以吸收这种力变化，这种力变化一般是小的并且不会减低装配精度，还可能进一步被传送到定位装置上。这种力变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：S·布格尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：