CN1237085A - 装配装置 - Google Patents

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Abstract

用于在工作台上提供和装配零件的装配装置有工作台和设置在工作台之上的第一移动装置,其中第一移动装置包括导轨和移动体。该导轨沿平行于工作台表面的第一方向从工作台位于的区域伸出。移动体可移动到离开工作台所位于的区域的位置。装配装置还有第二移动装置,它设置在工作台上并沿垂直第一方向的第二方向移动,对象物装在第二移动装置上。

Description

装配装置
本发明涉及在对象物上提供和装配零件的装配装置。
已提出各种用于在对象物上装配零件的装配装置。例如，如图所示16和17所示，已提出一种装配装置，它用于由螺钉将电路板固定到底座。
已提出的装配装置有工作头1000，它可沿X轴方向移动以便给电路板1001和底座1002提供螺钉。
螺钉1003从装在工作台1004的螺钉供给装置1005提供到工作头1000。螺钉供给装置1005置于工作台上面1006上，并占据工作台1004的一部分。
螺钉供给装置1005位于工作台1004上面1006上，因为工作头沿X轴方向仅可在移动范围L内移动。因此，螺钉供给装置必需位于移动范围L内。
因此，由于螺钉供给装置的存在，图16所示实际用于工作台1004上面1006上的工作的面积1007被限制。为了能够将大的电路板1001或底座1002放置在工作台1004上，必需增加工作台1004的面积1007和工作头1000沿X轴方向的移动范围L。换句话说，装配装置必需增加整体的尺寸。
由于螺钉供给装置1005位于工作台1004的上面1006，限制了电路板1001和底座1002的尺寸，它们是可置于工作台1004上的工件。另一缺点是当电路板1001和底座1002被螺钉紧固在一起之后，螺钉供给装置成为用新电路板1001和底座1002替换它们的障碍。
本发明的目的是提供一种装配装置，它可解决上述问题，减小尺寸，并使对象物或工件被有效地替换。
根据本发明，提供在对象物上提供和装配零件的装配装置，它包括工作台和设置在上述工作台的第一移动装置，上述第一移动装置有导轨和移动体，上述导轨从上述工作台位于的区域沿平行于该工作台的表面的第一方向伸出，上述移动体可移动到离开工作台所位于的区域的位置。
第一移动装置还包括沿第一方向延伸的导轨，沿上述导轨移动的移动体，和可拆卸地将工作头固定在上述移动体的托架，上述导轨有凸出导轨，该凸出导轨沿上述第一方向从上述工作台所位于的区域凸出。
该装配装置还包括第二移动装置，第二移动装置设置在上述工作台上并沿垂直于上述第一方向的第二方向移动，上述对象物装在第二移动装置上。
该装配装置还包括设置在上述凸出导轨之下位置的零件供给装置。
该托架可用加工对象物的另一工作头替换装配零件的工作头。
第一移动装置的上述导轨支承在从上述工作台对置端垂直延伸的立柱上。
该托架有在上述导轨上沿第三方向移动该工作头的致动装置，第三方向分别垂直第一方向和第二方向。
结合示例表示本发明优选实施例的附图，从下面的说明中本发明的上述和其它的目的，特征和优点将更加清楚。
图1是根据本发明优选实施例的装配装置的透视图；
图2是表示图1所示装配装置的视图，其中对象物和工作头被拆除；
图3是表示图2所示装配装置的视图，图中还省略零件供给装置等；
图4是后视的图3装配装置的透视图；
图5是图1装配装置的前视图；
图6是图1装配装置的俯视图；
图7是图1装配装置的侧视图；
图8是表示工作方式的视图，其中图1的装配装置将螺钉提供到到对象物并装入对象物中；
图9是图1装配装置的控制器的框图；
图10是表示工作方式的视图，其中图1所示的第一移动装置被驱动；
图11是表示工作方式的视图，其中图1所示的第二移动装置被驱动；
图12是布置多个图1所示装配装置的视图；
图13是根据本发明另一实施例的装配装置的透视图；
图14是根据本发明又一实施例的装配装置的俯视图；
图15是图14所示实施例的前视图；
图16是有关现有技术装配装置的俯视图；
图17是图16所示的有关现有技术装配装置的前视图。
参考附图，下面详细说明本发明优选实施例。
下面描述的实施例是优选的具体实施例，因此，有各种技术选择的局限性。然而，本发明的范围并不局限于优选实施例，除其它具体说明外。
图1表示根据本发明装配装置10的优选实施例。一般，装配装置10有工作台12，第一移动装置14和第二移动装置16。
如图1所示，在装配装置10中，可沿X轴方向(第一方向)，Y轴方向(第二方向)和Z轴方向(第三方向)实现不同的移动。
图1表示整体的装配装置10。图2表示其中拆除对象物18和工作头20的装配装置10。图3表示装配装置10，其中从图2中省略零件供给装置22和第二移动装置16的支承板24。图4表示图3后视的装配装置10。
工作台12是小型工作台，它可放置在基座26，如操纵台，如图所示5所示。如图6和7所示，工作台12有前板28和后板30。图1和5所示的前板28有狭槽34以便插入IC卡(具有集成电路的功能卡)和各种连接器36和38等。
图4所示的后板30有主开关38，电源插座40，各种连接器42,44,46,48,50等。
如图所示1至4所示，工作台12有上平面52。在所示实施例中，从Z轴方向(垂直方向)看，工作台12是长方形或矩形。第一移动装置14有垂直的立柱12B,12B，它们固定到工作台12的后端12A,12A。第一移动装置14沿X轴方向(第一方向)安装；X轴方向最好平行工作台12的上平面52。X轴方向相同于上平面52的横向。
在图1至3中，第一移动装置14有导轨60，它支承在远离工作台12的位置，即由立柱12B、12B悬挂。第一移动装置14沿X轴方向可移动和定位工作头20。第一移动装置14有沿X轴方向的导轨60，可沿导轨60移动的移动体62(见图2)和可拆卸地将工作头20固定在移动体62的托架64。导轨60有凸出的导轨99，它用于移动工作头20并将其定位在零件供给位置SP。特别是，如图所示1、5和6所示，凸出的导轨99从工作台12的上面52的范围突出到一个位置并突出到在X轴方向的工作台12的一侧。
例如，导轨60可以是图10所示的结构。导轨60有皮带轮68、70，电机72和带齿皮带74(也称为同步皮带)；带齿皮带74围绕皮带轮68、70被拖动。图2的移动体62固定到带齿皮带74并由导向杆69导向。电机72可包括，例如脉冲电机。当电机72通电时，移动体62由围绕皮带轮68、70被牵动的带齿皮带74移动，该移动体62可沿X轴方向定位。
托架64由螺钉等可拆卸固定在移动体62。在图1中，工作头20可拆卸地支承在托架64上。托架64有驱动缸70以便沿Z轴方向(第三方向)多级地升或降工作头20。当驱动缸70被操纵时，托架64的滑座73沿Z轴方向垂直移动。工作头20可拆卸地保持在滑座73上。
工作头20是可脱开地吸住和夹持螺钉76并将螺钉76旋入对象物18的装置。当抽吸装置78开动时，螺钉76的头部在真空作用下吸到工作头20的顶端20A。工作头20由电机或气动压力转动真空吸住的螺钉76以便将螺钉76旋入对象物18的螺孔。
工作头20由第一移动装置124可在零件供给装置22之上移动和定位。如图1所示，零件供给装置22保持一系列的螺钉76。
当工作头20定位在零件供给装置22上的螺钉76之上，即如在图8中位置(A)处所示的零件供给位置SP，图1所示的抽吸装置78工作以便在真空作用下吸住和夹持螺钉76。
当工作头20移动到图8中所示的位置(B)或(C)，工作头20可定位并将螺钉76旋入对象物18。
第二移动装置16结合在工作台12中，它有导轨80和滑座82，如图所示2和11所示。导轨80有皮带轮82、84，电机86和其上装有滑座82的带齿皮带88。滑座82由导向杆83导向。当电机86通电时，滑座82由带齿皮带88沿Y轴方向移动和定位。
X轴方向，Y轴方向和Z轴方向相互垂直。
如图所示1和8所示，支承板24可拆卸地装在滑座82上。如图所示1所示，例如，对象物18在吸力作用下可拆卸地固定到支承板24上。对象物18可包括，例如底座18A和电路板18B。通过将螺钉76旋入凸起18C，电路板18B牢固地固定到底座18A的凸起18C上。
因此，装配装置10用螺钉76可将电路板18B装在底座18A。
图9表示指令电机72、76和驱动缸70工作的控制器100。读卡器90连接到控制器100。当IC卡32插入读卡器90时，读卡器90从IC卡读取用螺钉在对象物18上装配零件的装配工艺软件，并将所读程序传送给控制器100。
开关96连接到控制器100，它有启动按钮96A和关闭按钮96B以便分别打开和关闭图1所示的装配装置10。
下面说明用于将底座18A和电路板18B相互组装固定的装配装置10的操作实例。
底座18A和电路板18B，即对象物18，以重叠的关系放置在图8位置(B)和(C)所示的支承板24上。通过外部自动供给装置(包括机械手等)可自动地供给对象物18，或通过工人手工地提供对象物18。
图1所示的零件供给装置22沿工作台12的侧边设置在零件供给位置SP上。对应于第一移动装置的导轨60的凸出导轨99形成零件供给位置SP。
凸出导轨99沿X轴方向从接近其左侧12S的工作台12凸出。凸出导轨99的凸出状态清楚地显示在图5和6中。
工作头20预先装在图1所示的托架64的滑座73上。
图9所示的控制器100给电机86指令以便在工作台12的上面52上沿Y轴方向移动对象物18并将对象物定位在预定位置。控制器100还指令电机72将工作头20在螺钉76之上定位在零件供给位置SP。控制器100启动驱动缸70以降低工作头20，在真空作用下吸住螺钉76，如图8位置(A)处所示。尔后，控制器100再启动驱动缸70以升起工作头20。
带有吸住螺钉76的工作头20沿X轴方向移动(到图8的右边)，如图8中位置(B)或(C)处所示，并且它被定位在电路板18B的孔之上。
驱动缸70再次启动时，工作头20将螺钉76旋入电路板18B的孔和凸起18C的孔。
如上所述，本发明的装配装置10有凸出导轨99，它作为第一移动装置14的导轨60延伸部。如图1、5和6所示，凸出的导轨99从工作台12的左侧12S凸出。零件供给装置22可放置在凸出导轨99之下的位置。
零件供给装置22独立于工作台12并且不需要放置在工作台12的上面上。零件供给装置22可与工作台12间隔并装在基座26上，如图所示5所示。
因此，工作台12上面的空间可被充分地用来在其上放置对象物18或工件，而零件供给装置22不占据上面52的部分。上面52可充分地用于放置对象物18，因此，可放置具有较宽面积的对象物18。因为零件供给装置22没有装在上面52上，对象物18可放置在上面52并可从上面52高效地拆除。
由于零件供给装置22可定位在大体对正凸出导轨99的底部26上，零件供给装置22可以更大的自由定位。此外，零件供给装置22不会产生问题，即使它尺寸很大；因此，对于零件供给装置22的尺寸可获得较宽的选择。
图1所示的工作头20可拆卸地装在托架64的滑座73上。如果用于提供和旋入螺钉76的工作头20由具有另一功能的工作头替换，装配装置10可用作为执行这样另一功能的装置。
例如，具有另一功能的工作头可以是任一执行各种功能的工作头，如用于切割金属对象物18的切割头，用于给对象物提供粘结剂的喷嘴头，用于将电路板分成预定尺寸加工头，或者，用于在电路板上焊接零件的焊接头。
图12表示具有多个图1所示的装配装置10的设计。零件供给装置22定位在每一装配装置10的第一移动装置14的凸出的导轨99之下。零件供给装置22可位于在相邻工作台12之间形成的零件供给位置SP。多个装配装置10的设计占据最小宽度110。多个装配装置10可由计算机120以联动的方式控制。
图13表示根据本发明另一实施例的装配装置10。图13所示的装配装置10与图1所示装配装置10不同点在于第一移动装置14的立柱12B、12B固定到工作台12的后板30。固定到后板30的立柱12B、12B可使工作台12的上面52提供较宽的使用面积。立柱12B、12B不阻碍对象物18的移动。图13的装配装置10的其它细节相同于图1所示的装配装置10。对于这些细节，应参考图1所示装配装置10的结构和操作的说明。
图14和15表示根据本发明又一实施例的装配装置10。图14和15所示的装配装置10相同于图1所示的装配装置10，其中它有工作台12和第二移动装置16。图14和15所示的装配装置有第一移动装置14，它有分别设置在其左侧和右侧位置的凸出导轨99、199。特别是，凸出导轨99伸入面向左侧12S的一侧，而凸出导轨199伸入对置侧，它面向工作台12的另一侧12P。
使用上述的设计，工作头20在X轴方向沿第一移动装置14的导轨60移动并可进一步移动到随凸出导轨99或凸出导轨199共同伸出的较宽的范围。如果零件供给装置22置于相应凸出导轨99、199之下，那么可增加装配装置的零件供给能力。
本发明并不局限于上述实施例。
在所示实施例中，对象物(工件)18被描述为底座和电路板。然而，对象物18并不限于这些元件，它可以是其它领域的元件。
例如，如果工作头20是焊接头，那么，对象物可是如电路板。如果工作头有切割对象物的功能，那么对象物可以是金属件或电路板。
用于垂直移动工作头20的致动装置不限于驱动缸；它可以是电机与进给螺杆。如上述，根据本发明，装配装置尺寸小并可使对象物或工件高效地更换。
虽然详细显示和说明了本发明的一些实施例，但是，应理解在不脱离所附权利要求的范围的情况下可以作出各种变化和改进。

Claims (7)

1、在对象物上提供和装配零件的装配装置包括：
工作台，和
设置在上述工作台的第一移动装置，上述第一移动装置有导轨和移动体；
上述导轨从上述工作台位于的区域沿平行于该工作台的表面的第一方向伸出；
上述移动体可移动到离开工作台所位于的区域的位置。
2、按权利要求1的装配装置，其特征在于上述第一移动装置还包括沿上述第一方向延伸的导轨，沿上述导轨移动的移动体，和可拆卸地将工作头固定在上述移动体的托架，上述导轨有凸出导轨，该凸出导轨沿上述第一方向从上述工作台所位于的区域凸出。
3、按权利要求1的装配装置，其特征在于还包括第二移动装置，第二移动装置设置在上述工作台上并沿垂直于上述第一方向的第二方向移动，上述对象物装在第二移动装置上。
4、按权利要求2的装配装置，其特征在于还包括设置在上述凸出导轨之下位置的零件供给装置。
5、按权利要求2的装配装置，其特征在于上述托架可用加工对象物的另一工作头替换装配零件的工作头。
6、按权利要求2的装配装置，其特征在于第一移动装置的上述导轨支承在从上述工作台对置端垂直延伸的立柱上。
7、按权利要求2的装配装置，其特征在于上述托架有在上述导轨上沿第三方向移动该工作头的致动装置，第三方向分别垂直第一方向和垂直第一方向的第二方向。
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