装配头和自动装配机制造技术

本发明专利技术涉及一种装配头（６），包括：机械手（１１），设计用于捡取和保持住元件（３）；以及气动单元（１２），设计用于为机械手（１１）加载预定的第一压力（ρ１）。在此，气动单元具有：气动的第一管路（１３），其设置在装配头（６）上；以及气动的第二管路（１４），其至少部分地在机械手（１１）的内部引导并且可与第一气动的管路（１３）连接。气动的第一管路（１３）以及气动的第二管路（１４）在此分别设计为刚性的连接管。两个连接管为了进行连接而在连接位置（Ａ－Ｂ）处彼此插接，从而使第一和第二气动的管路（１３，１４）可以彼此相对推移和旋转，从而实现机械手（１１）相对于装配头（６）的轴向的和／或旋转的运动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于为基板装配元件的装配头以及一种具有这种类型的装配头的自动装配机。
技术介绍
在装配技术中，借助于自动装配机为基板、多数情况下为印刷电路板，来装配元 件。为此，通常应用装配头，其可借助于自动装配机的定位系统在与基板的平面平行的平面 中移动，并且设计用于捡取元件或者将元件定位在基板上。借助于这样设计的装配头，拾取 了来自所谓的供给装置的元件，并传送到自动装配机的装配区域中，在该装配区域中提供 了待装配的基板，并装配到在基板上的预定的装配位置处。 当今，为了对印刷电路板进行装配，多数情况下使用SMT方法(表面装配技术)。 同时，在真正的装配过程之前，首先要在印刷电路板的上侧的接触位置上涂覆焊膏形式的 焊接材料，这例如可以借助于模板印刷(Schablonedruck)来实现。接下来，元件被放置其 在印刷电路板上的各自的预定的装配位置上，其中，元件通过粘性焊膏保持在其在基板上 的各自位置上。最后，印刷电路板被传送到焊接炉中，在那里熔化焊膏，从而在元件和印刷 电路板之间产生传导的连接。 为了搬运元件，进一步借助于真空来实施抽吸。利用设置在装配头上的真空吸管， 通过抽吸从供给装置拾取元件，并且在传输至其各自的装配位置期间保持住该元件。通过 切断真空或者以压縮空气进行过吹，元件可以从真空吸管传递给基板。为了捡取和装配元 件，真空吸管被设计成可相对于装配头在待装配的印刷电路板的方向上移动。此外，为了对 保持住的元件进行角度定位，真空吸管可以围绕其纵向轴线旋转。在此，应用一旋转套管， 其平衡真空吸管相对于装配头的轴向运动和/或旋转运动，其中为了对旋转套管进行密封 而应用了接触性的密封件。为了可以尽可能精确地实现角度定位，吸管尖端的旋转运动在 进行时必须尽可能无反作用，也就是说没有扭矩传递到吸管尖端。然而，在真空吸管旋转运 动时通过接触性的密封件产生明显的扭矩，由此对定位精度产生明显的不利影响。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出一种装配头，其具有明显改善了的定位精度。 该目的通过根据独立权利要求所述的装配头以及自动装配机来实现。有利的设计方案在从属权利要求中提出。 根据权利要求1所述的、根据本专利技术的装配头包括机械手，其设计用于捡取和保 持住元件；以及气动单元，其设计用于为机械手加载预定的第一压力。同时，气动单元具有 设置在装配头上的气动的第一管路；以及气动的第二管路，其至少部分地在机械手的内部 引导并且可与第一气动的管路连接。气动的第一管路和气动的第二管路在此分别设计为刚 性的连接管。两个连接管为了进行连接而在连接位置处彼此插接，从而使第一和第二气动 的管路可以彼此相对推移和旋转，从而实现机械手相对于装配头的轴向的和/或旋转的运3动。 机械手相对于装配头围绕自身的中轴线可旋转地以及沿着中轴线可推移地安置。 借助于两个彼此插接的管，以简单的方式和方法实现在两个气动管路之间的、在此是在装 配头的气动的第一管路以及机械手的、可相对于气动的第一管路旋转和轴向移动的气动的 第二管路之间的连接。在此，在两个连接管彼此相对运动时，取决于两个连接管之间的气隙 实现了非常小的扭矩以及非常小的轴向力以及与之相关的明显改善了的磨损特征。由于 在静止的和运动的管之间的较小的传递的扭矩，可实现机械手的明显提高了的旋转定位精 度。 为了实现两个连接管的连接，气动的第一管路的连接管是否插接到第二管路中或 者进行相反操作都是不重要的。在两个彼此插接的连接管之间的气隙可以一直达到50 i！ m ; 该气隙优选为30iim。 此外，气动的第二管路可以至少部分地设计为在机械手的圆柱形的基体内部的 孔。在这种情况下有利的是，圆柱形基体的外表面被这样地加工，即该外表面尽可能低摩擦 地在气动的第二管路的连接管中滑动。 在装配头的一个有利的改进方案中，气动单元具有流量传感器，其设计用于确定 在气动的第一管路中的容积流量。 借助于这样的流量传感器例如可以确定元件是否被保持在机械手的尖端处在 此，空气流量通过机械手的抽吸管路来确定。如果元件抵靠在机械手的尖端处，那么空气流 量就相对较小；如果不存在元件，那么空气流量就相应地增大。通过这种方式，以较小的费 用实现利用传感器来监控被保持的元件的存在性。 此外，这种传感器具有以下优点其不必设置在保持元件的机械手尖端的区域中， 而是可以设计在气动的第一管路中。 一方面，这具有一个优点，即不需要机械手尖端的区域 中的结构空间。另一方面，在机械手相对于装配头移动时，传感器不一起移动，由此降低了 移动量。定位精度由此明显改善。 在装配头的另一个有利的改进方案中，连接位置设置在气动单元的第三管的内部，该气动单元设计用于调整围绕在连接位置的外部边缘区域周围的第二压力。 如果在借助于流量传感器确定气动的第一管路中的容积流量时要求高的精度，那么泄漏效应可能明显地影响测量结果。这样的泄漏位置显示为连接位置-取决于在两个彼此插接的连接管之间的气隙_ :如果气隙过小，那么在两个连接管相对运动时出现扭矩和轴向力，这影响机械手的旋转定位的精度；如果测量出的气隙过大，那么在为气动的第一管路加载负压时，从连接位置的外部吸入泄漏气体，这对流量传感器的测量精度产生了负面影响。现在为了对泄漏效应进行补偿，围绕连接位置的周围设置第三管。如果在气动单元的内部和外部都具有相同的压力，那么就不会出现泄漏。因此，第三管的内压可以调整到在气动单元内部占主导作用的第一压力的值。由此明显改善了流量传感器的精度。 在装配头的另一个有利的改进方案中，第三管设计用于在机械手进行旋转运动和/或轴向运动时对气动的第二管路的连接管进行引导。 第三管除了调节围绕在连接位置周围的第二压力这一本身的任务之外，第三管还 可以承担引导气动的第二管路的连接管的任务；由此，不仅可以在旋转运动时而且在轴向 运动时都改善了定位精度。 在装配头的另一个有利的改进方案中，气动的第一管路具有分支位置，第三管通 过该分支位置这样地与气动的第一管路气动连接，从而使第一压力与第二压力相等。 该分支位置显示出一种可简单地实现的可能性将在第三管内部的第二压力_也 就是说围绕在连接位置周围-调整到第一压力的值，该值与气动的第一管路的内部压力相 等。连接至气动的第一管路的泵的压力在分支位置上被分入到两条管路中一条与第一管 路的连接管连接，另一条与第三管连接。通过这种方式，在连接位置处，不论是在第一或者 第二管路的内部还是外部都处于同一压力水平。因此不再可能通过连接位置出现泄漏流。 在装配头的另一个有利的改进方案中，流量传感器设置在连接位置和分支位置之 间，从而实现流量传感器的尽可能高的测量精度。因为在连接位置处的泄漏效应借助于第 三管而被排除，那么借助于流量传感器所测得的容积流与在气动的第二管路中的、且进而 是在机械手的尖端处的空气容积相等。 在另一个有利的改进方案中，装配头具有多个机械手，其中每个机械手都对应有 一个自身的气动单元。 如果装配头具有多个机械手，那么为每个机械手分配一个自身的气动单元对于改 善定位精度是有利的。 根据本专利技术的、用于为基板装配元件的自动装配机具有装配头，该装配头根据权 利要求1至7中任一项来设计。 关于这种类型的自动装配机的优点，在此请参阅根据本专利技术的装配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为基板（２）装配元件（３）的装配头（６），具有：－机械手（１１），设计用于捡取和保持住元件（３），－气动单元（１２），设计用于为所述机械手（１１）加载预定的第一压力（ρ１），所述气动单元具有：气动的第一管路（１３），所述气动的第一管路设置在所述装配头（６）上，气动的第二管路（１４），所述气动的第二管路至少部分地在所述机械手（１１）的内部引导，并且可与所述第一气动管路（１３）连接，其特征在于，－所述气动的第一管路（１３）设计为刚性的连接管，－所述气动的第二管路（１４）设计为刚性的连接管，－所述两个连接管为了进行连接而在连接位置（Ａ－Ｂ）处彼此插接，从而使所述第一和第二气动的管路（１３，１４）可以彼此相对推移和旋转，从而实现所述机械手（１１）相对于所述装配头（６）的轴向的和／或旋转的运动。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡布格尔，
申请(专利权)人：西门子电子集成系统有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]