專利名稱：裝配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在對象物上提供和裝配零件的裝配裝置。
已提出各種用于在對象物上裝配零件的裝配裝置。例如，如圖所示16和17所示，已提出一種裝配裝置，它用于由螺釘將電路板固定到底座。
已提出的裝配裝置有工作頭1000，它可沿X軸方向移動以便給電路板1001和底座1002提供螺釘。
螺釘1003從裝在工作臺1004的螺釘供給裝置1005提供到工作頭1000。螺釘供給裝置1005置于工作臺上面1006上，并占據(jù)工作臺1004的一部分。
螺釘供給裝置1005位于工作臺1004上面1006上，因為工作頭沿X軸方向僅可在移動范圍L內(nèi)移動。因此，螺釘供給裝置必需位于移動范圍L內(nèi)。
因此，由于螺釘供給裝置的存在，

圖16所示實際用于工作臺1004上面1006上的工作的面積1007被限制。為了能夠?qū)⒋蟮碾娐钒?001或底座1002放置在工作臺1004上，必需增加工作臺1004的面積1007和工作頭1000沿X軸方向的移動范圍L。換句話說，裝配裝置必需增加整體的尺寸。
由于螺釘供給裝置1005位于工作臺1004的上面1006，限制了電路板1001和底座1002的尺寸，它們是可置于工作臺1004上的工件。另一缺點是當電路板1001和底座1002被螺釘緊固在一起之后，螺釘供給裝置成為用新電路板1001和底座1002替換它們的障礙。
本發(fā)明的目的是提供一種裝配裝置，它可解決上述問題，減小尺寸，并使對象物或工件被有效地替換。
根據(jù)本發(fā)明，提供在對象物上提供和裝配零件的裝配裝置，它包括工作臺和設(shè)置在上述工作臺的第一移動裝置，上述第一移動裝置有導(dǎo)軌和移動體，上述導(dǎo)軌從上述工作臺位于的區(qū)域沿平行于該工作臺的表面的第一方向伸出，上述移動體可移動到離開工作臺所位于的區(qū)域的位置。
第一移動裝置還包括沿第一方向延伸的導(dǎo)軌，沿上述導(dǎo)軌移動的移動體，和可拆卸地將工作頭固定在上述移動體的托架，上述導(dǎo)軌有凸出導(dǎo)軌，該凸出導(dǎo)軌沿上述第一方向從上述工作臺所位于的區(qū)域凸出。
該裝配裝置還包括第二移動裝置，第二移動裝置設(shè)置在上述工作臺上并沿垂直于上述第一方向的第二方向移動，上述對象物裝在第二移動裝置上。
該裝配裝置還包括設(shè)置在上述凸出導(dǎo)軌之下位置的零件供給裝置。
該托架可用加工對象物的另一工作頭替換裝配零件的工作頭。
第一移動裝置的上述導(dǎo)軌支承在從上述工作臺對置端垂直延伸的立柱上。
該托架有在上述導(dǎo)軌上沿第三方向移動該工作頭的致動裝置，第三方向分別垂直第一方向和第二方向。
結(jié)合示例表示本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖，從下面的說明中本發(fā)明的上述和其它的目的，特征和優(yōu)點將更加清楚。
圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的裝配裝置的透視圖；圖2是表示圖1所示裝配裝置的視圖，其中對象物和工作頭被拆除；圖3是表示圖2所示裝配裝置的視圖，圖中還省略零件供給裝置等；圖4是后視的圖3裝配裝置的透視圖；圖5是圖1裝配裝置的前視圖；圖6是圖1裝配裝置的俯視圖；圖7是圖1裝配裝置的側(cè)視圖；圖8是表示工作方式的視圖，其中圖1的裝配裝置將螺釘提供到到對象物并裝入對象物中；圖9是圖1裝配裝置的控制器的框圖；圖10是表示工作方式的視圖，其中圖1所示的第一移動裝置被驅(qū)動；圖11是表示工作方式的視圖，其中圖1所示的第二移動裝置被驅(qū)動；圖12是布置多個圖1所示裝配裝置的視圖13是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的裝配裝置的透視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的裝配裝置的俯視圖；圖15是圖14所示實施例的前視圖；圖16是有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)裝配裝置的俯視圖；圖17是圖16所示的有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)裝配裝置的前視圖。
參考附圖，下面詳細說明本發(fā)明優(yōu)選實施例。
下面描述的實施例是優(yōu)選的具體實施例，因此，有各種技術(shù)選擇的局限性。然而，本發(fā)明的范圍并不局限于優(yōu)選實施例，除其它具體說明外。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明裝配裝置10的優(yōu)選實施例。一般，裝配裝置10有工作臺12，第一移動裝置14和第二移動裝置16。
如圖1所示，在裝配裝置10中，可沿X軸方向(第一方向)，Y軸方向(第二方向)和Z軸方向(第三方向)實現(xiàn)不同的移動。
圖1表示整體的裝配裝置10。圖2表示其中拆除對象物18和工作頭20的裝配裝置10。圖3表示裝配裝置10，其中從圖2中省略零件供給裝置22和第二移動裝置16的支承板24。圖4表示圖3后視的裝配裝置10。
工作臺12是小型工作臺，它可放置在基座26，如操縱臺，如圖所示5所示。如圖6和7所示，工作臺12有前板28和后板30。圖1和5所示的前板28有狹槽34以便插入IC卡(具有集成電路的功能卡)和各種連接器36和38等。
圖4所示的后板30有主開關(guān)38，電源插座40，各種連接器42,44,46,48,50等。
如圖所示1至4所示，工作臺12有上平面52。在所示實施例中，從Z軸方向(垂直方向)看，工作臺12是長方形或矩形。第一移動裝置14有垂直的立柱12B,12B，它們固定到工作臺12的后端12A,12A。第一移動裝置14沿X軸方向(第一方向)安裝；X軸方向最好平行工作臺12的上平面52。X軸方向相同于上平面52的橫向。
在圖1至3中，第一移動裝置14有導(dǎo)軌60，它支承在遠離工作臺12的位置，即由立柱12B、12B懸掛。第一移動裝置14沿X軸方向可移動和定位工作頭20。第一移動裝置14有沿X軸方向的導(dǎo)軌60，可沿導(dǎo)軌60移動的移動體62(見圖2)和可拆卸地將工作頭20固定在移動體62的托架64。導(dǎo)軌60有凸出的導(dǎo)軌99，它用于移動工作頭20并將其定位在零件供給位置SP。特別是，如圖所示1、5和6所示，凸出的導(dǎo)軌99從工作臺12的上面52的范圍突出到一個位置并突出到在X軸方向的工作臺12的一側(cè)。
例如，導(dǎo)軌60可以是圖10所示的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)軌60有皮帶輪68、70，電機72和帶齒皮帶74(也稱為同步皮帶)；帶齒皮帶74圍繞皮帶輪68、70被拖動。圖2的移動體62固定到帶齒皮帶74并由導(dǎo)向桿69導(dǎo)向。電機72可包括，例如脈沖電機。當電機72通電時，移動體62由圍繞皮帶輪68、70被牽動的帶齒皮帶74移動，該移動體62可沿X軸方向定位。
托架64由螺釘?shù)瓤刹鹦豆潭ㄔ谝苿芋w62。在圖1中，工作頭20可拆卸地支承在托架64上。托架64有驅(qū)動缸70以便沿Z軸方向(第三方向)多級地升或降工作頭20。當驅(qū)動缸70被操縱時，托架64的滑座73沿Z軸方向垂直移動。工作頭20可拆卸地保持在滑座73上。
工作頭20是可脫開地吸住和夾持螺釘76并將螺釘76旋入對象物18的裝置。當抽吸裝置78開動時，螺釘76的頭部在真空作用下吸到工作頭20的頂端20A。工作頭20由電機或氣動壓力轉(zhuǎn)動真空吸住的螺釘76以便將螺釘76旋入對象物18的螺孔。
工作頭20由第一移動裝置124可在零件供給裝置22之上移動和定位。如圖1所示，零件供給裝置22保持一系列的螺釘76。
當工作頭20定位在零件供給裝置22上的螺釘76之上，即如在圖8中位置(A)處所示的零件供給位置SP，圖1所示的抽吸裝置78工作以便在真空作用下吸住和夾持螺釘76。
當工作頭20移動到圖8中所示的位置(B)或(C)，工作頭20可定位并將螺釘76旋入對象物18。
第二移動裝置16結(jié)合在工作臺12中，它有導(dǎo)軌80和滑座82，如圖所示2和11所示。導(dǎo)軌80有皮帶輪82、84，電機86和其上裝有滑座82的帶齒皮帶88?；?2由導(dǎo)向桿83導(dǎo)向。當電機86通電時，滑座82由帶齒皮帶88沿Y軸方向移動和定位。
X軸方向，Y軸方向和Z軸方向相互垂直。
如圖所示1和8所示，支承板24可拆卸地裝在滑座82上。如圖所示1所示，例如，對象物18在吸力作用下可拆卸地固定到支承板24上。對象物18可包括，例如底座18A和電路板18B。通過將螺釘76旋入凸起18C，電路板18B牢固地固定到底座18A的凸起18C上。
因此，裝配裝置10用螺釘76可將電路板18B裝在底座18A。
圖9表示指令電機72、76和驅(qū)動缸70工作的控制器100。讀卡器90連接到控制器100。當IC卡32插入讀卡器90時，讀卡器90從IC卡讀取用螺釘在對象物18上裝配零件的裝配工藝軟件，并將所讀程序傳送給控制器100。
開關(guān)96連接到控制器100，它有啟動按鈕96A和關(guān)閉按鈕96B以便分別打開和關(guān)閉圖1所示的裝配裝置10。
下面說明用于將底座18A和電路板18B相互組裝固定的裝配裝置10的操作實例。
底座18A和電路板18B，即對象物18，以重疊的關(guān)系放置在圖8位置(B)和(C)所示的支承板24上。通過外部自動供給裝置(包括機械手等)可自動地供給對象物18，或通過工人手工地提供對象物18。
圖1所示的零件供給裝置22沿工作臺12的側(cè)邊設(shè)置在零件供給位置SP上。對應(yīng)于第一移動裝置的導(dǎo)軌60的凸出導(dǎo)軌99形成零件供給位置SP。
凸出導(dǎo)軌99沿X軸方向從接近其左側(cè)12S的工作臺12凸出。凸出導(dǎo)軌99的凸出狀態(tài)清楚地顯示在圖5和6中。
工作頭20預(yù)先裝在圖1所示的托架64的滑座73上。
圖9所示的控制器100給電機86指令以便在工作臺12的上面52上沿Y軸方向移動對象物18并將對象物定位在預(yù)定位置?？刂破?00還指令電機72將工作頭20在螺釘76之上定位在零件供給位置SP?？刂破?00啟動驅(qū)動缸70以降低工作頭20，在真空作用下吸住螺釘76，如圖8位置(A)處所示。爾后，控制器100再啟動驅(qū)動缸70以升起工作頭20。
帶有吸住螺釘76的工作頭20沿X軸方向移動(到圖8的右邊)，如圖8中位置(B)或(C)處所示，并且它被定位在電路板18B的孔之上。
驅(qū)動缸70再次啟動時，工作頭20將螺釘76旋入電路板18B的孔和凸起18C的孔。
如上所述，本發(fā)明的裝配裝置10有凸出導(dǎo)軌99，它作為第一移動裝置14的導(dǎo)軌60延伸部。如圖1、5和6所示，凸出的導(dǎo)軌99從工作臺12的左側(cè)12S凸出。零件供給裝置22可放置在凸出導(dǎo)軌99之下的位置。
零件供給裝置22獨立于工作臺12并且不需要放置在工作臺12的上面上。零件供給裝置22可與工作臺12間隔并裝在基座26上，如圖所示5所示。
因此，工作臺12上面的空間可被充分地用來在其上放置對象物18或工件，而零件供給裝置22不占據(jù)上面52的部分。上面52可充分地用于放置對象物18，因此，可放置具有較寬面積的對象物18。因為零件供給裝置22沒有裝在上面52上，對象物18可放置在上面52并可從上面52高效地拆除。
由于零件供給裝置22可定位在大體對正凸出導(dǎo)軌99的底部26上，零件供給裝置22可以更大的自由定位。此外，零件供給裝置22不會產(chǎn)生問題，即使它尺寸很大；因此，對于零件供給裝置22的尺寸可獲得較寬的選擇。
圖1所示的工作頭20可拆卸地裝在托架64的滑座73上。如果用于提供和旋入螺釘76的工作頭20由具有另一功能的工作頭替換，裝配裝置10可用作為執(zhí)行這樣另一功能的裝置。
例如，具有另一功能的工作頭可以是任一執(zhí)行各種功能的工作頭，如用于切割金屬對象物18的切割頭，用于給對象物提供粘結(jié)劑的噴嘴頭，用于將電路板分成預(yù)定尺寸加工頭，或者，用于在電路板上焊接零件的焊接頭。
圖12表示具有多個圖1所示的裝配裝置10的設(shè)計。零件供給裝置22定位在每一裝配裝置10的第一移動裝置14的凸出的導(dǎo)軌99之下。零件供給裝置22可位于在相鄰工作臺12之間形成的零件供給位置SP。多個裝配裝置10的設(shè)計占據(jù)最小寬度110。多個裝配裝置10可由計算機120以聯(lián)動的方式控制。
圖13表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的裝配裝置10。圖13所示的裝配裝置10與圖1所示裝配裝置10不同點在于第一移動裝置14的立柱12B、12B固定到工作臺12的后板30。固定到后板30的立柱12B、12B可使工作臺12的上面52提供較寬的使用面積。立柱12B、12B不阻礙對象物18的移動。圖13的裝配裝置10的其它細節(jié)相同于圖1所示的裝配裝置10。對于這些細節(jié)，應(yīng)參考圖1所示裝配裝置10的結(jié)構(gòu)和操作的說明。
圖14和15表示根據(jù)本發(fā)明又一實施例的裝配裝置10。圖14和15所示的裝配裝置10相同于圖1所示的裝配裝置10，其中它有工作臺12和第二移動裝置16。圖14和15所示的裝配裝置有第一移動裝置14，它有分別設(shè)置在其左側(cè)和右側(cè)位置的凸出導(dǎo)軌99、199。特別是，凸出導(dǎo)軌99伸入面向左側(cè)12S的一側(cè)，而凸出導(dǎo)軌199伸入對置側(cè)，它面向工作臺12的另一側(cè)12P。
使用上述的設(shè)計，工作頭20在X軸方向沿第一移動裝置14的導(dǎo)軌60移動并可進一步移動到隨凸出導(dǎo)軌99或凸出導(dǎo)軌199共同伸出的較寬的范圍。如果零件供給裝置22置于相應(yīng)凸出導(dǎo)軌99、199之下，那么可增加裝配裝置的零件供給能力。
本發(fā)明并不局限于上述實施例。
在所示實施例中，對象物(工件)18被描述為底座和電路板。然而，對象物18并不限于這些元件，它可以是其它領(lǐng)域的元件。
例如，如果工作頭20是焊接頭，那么，對象物可是如電路板。如果工作頭有切割對象物的功能，那么對象物可以是金屬件或電路板。
用于垂直移動工作頭20的致動裝置不限于驅(qū)動缸；它可以是電機與進給螺桿。如上述，根據(jù)本發(fā)明，裝配裝置尺寸小并可使對象物或工件高效地更換。
雖然詳細顯示和說明了本發(fā)明的一些實施例，但是，應(yīng)理解在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可以作出各種變化和改進。
權(quán)利要求
1.在對象物上提供和裝配零件的裝配裝置包括工作臺，和設(shè)置在上述工作臺的第一移動裝置，上述第一移動裝置有導(dǎo)軌和移動體；上述導(dǎo)軌從上述工作臺位于的區(qū)域沿平行于該工作臺的表面的第一方向伸出；上述移動體可移動到離開工作臺所位于的區(qū)域的位置。
2.按權(quán)利要求1的裝配裝置，其特征在于上述第一移動裝置還包括沿上述第一方向延伸的導(dǎo)軌，沿上述導(dǎo)軌移動的移動體，和可拆卸地將工作頭固定在上述移動體的托架，上述導(dǎo)軌有凸出導(dǎo)軌，該凸出導(dǎo)軌沿上述第一方向從上述工作臺所位于的區(qū)域凸出。
3.按權(quán)利要求1的裝配裝置，其特征在于還包括第二移動裝置，第二移動裝置設(shè)置在上述工作臺上并沿垂直于上述第一方向的第二方向移動，上述對象物裝在第二移動裝置上。
4.按權(quán)利要求2的裝配裝置，其特征在于還包括設(shè)置在上述凸出導(dǎo)軌之下位置的零件供給裝置。
5.按權(quán)利要求2的裝配裝置，其特征在于上述托架可用加工對象物的另一工作頭替換裝配零件的工作頭。
6.按權(quán)利要求2的裝配裝置，其特征在于第一移動裝置的上述導(dǎo)軌支承在從上述工作臺對置端垂直延伸的立柱上。
7.按權(quán)利要求2的裝配裝置，其特征在于上述托架有在上述導(dǎo)軌上沿第三方向移動該工作頭的致動裝置，第三方向分別垂直第一方向和垂直第一方向的第二方向。
全文摘要
用于在工作臺上提供和裝配零件的裝配裝置有工作臺和設(shè)置在工作臺之上的第一移動裝置,其中第一移動裝置包括導(dǎo)軌和移動體。該導(dǎo)軌沿平行于工作臺表面的第一方向從工作臺位于的區(qū)域伸出。移動體可移動到離開工作臺所位于的區(qū)域的位置。裝配裝置還有第二移動裝置,它設(shè)置在工作臺上并沿垂直第一方向的第二方向移動,對象物裝在第二移動裝置上。
文檔編號H05K13/04GK1237085SQ9910701
公開日1999年12月1日 申請日期1999年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月25日
發(fā)明者富永守雄, 加藤健一, 新井勝也, 井上健, 林祥一, 鈴木浩之, 髭分哲雄, 冨川英亮, 常田健, 大塚則文, 寺西洋 申請人:索尼公司