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CN1191607C - 装配装置 - Google Patents

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CN1191607C CNB008016674A CN00801667A CN1191607C CN 1191607 C CN1191607 C CN 1191607C CN B008016674 A CNB008016674 A CN B008016674A CN 00801667 A CN00801667 A CN 00801667A CN 1191607 C CN1191607 C CN 1191607C
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Abstract

本发明涉及一种装配装置(10),特别是用于生产微系统技术产品及用于执行半导体工业中装配任务的全自动装配装置,具有一个装配台(12)、至少一个用于输送待装设零件的产品的材料输送系统(38)、至少一个在装配台(12)上安置的输送系统(16、18、54)及至少一个垂直于输送系统(16、18、54)安置的可以运动的带有至少一个装配头(36、46、66)的零件输送单元(34、44、64),其中,该或这些零件输送单元(34、44、64)被安置在一个或者多个可以借助输送系统(16、18、54)平行于产品的输送方向行驶的龙门架(20、40、60、64)上,所述产品可借助于该或这些材料输送系统(38)运动并且待被装设零件。

Description

装配装置
技术领域
本发明涉及一种装配装置,特别是一种用于生产微系统技术产品及半导体工业的装配工作的全自动装配装置,具有一个装配台,至少一个材料输送系统用于输送待装配零件的产品,至少一个安排在所述装配台上的输送系统及至少一个配备有至少一个装配头的、垂直于输送系统安置的、可运动的零件输送单元。
背景技术
这种装配装置是现行技术公知的。公知类型的装配装置可以分为三个主要种类:生产电子部件的装件器、半导体工业的自动装配机和装配微系统技术演示器模型的实验室装置。然而这些装配装置有各种各样的缺点,特别是对于生产微系统。
所谓的装件器的速度,也就是说,最高的单位时间装件量最佳化到了10,000件/小时。然而,它有缺点:提高速度带来装配精度的下降。这意味着,这样的装配装置只适于有限范围的零件、基片及装配工艺。不能够把装件器用于装配微系统,特别是出于精度和由于缺乏柔性的原因。
相反,半导体工业的自动装配机,即所谓的压焊机(Die-Bonder)在加工可靠性上最佳化,就是说特别是在相对高的装配精度上最佳化。其中公知大量的压焊机形式。但是它们却有缺点:应用的和现行公知的机架技术和要实现的的装配运动一起要么太占空间,就是说缩小在装配台上的可利用空间,要么恶化或者限制装置的可改装性或者可配置性和可接近性。此外为满足在相应的以高运动速度达到高的单位时间装件量的情况下,达到高的装配精度,公知的压焊机结构的足够的刚性问题乞今还没有满意地解决。
电子和半导体工业的公知装配装置满足不了在有高装配精度的同时有高的生产量的双重要求,也不能被这样柔性构造,来达到适应不同的加工要求和不同材料的可快速改装性。
发明内容
因此,本发明的任务是,提出这样一种装配装置,它一方面保证高的装配精度,另一方面保证高的单位时间装件量及容易的可改装性。
为了实现这个任务,本发明提出了一种装配装置,用于生产微系统技术产品及用于执行半导体工业中装配任务的全自动装配装置,具有一个装配台、至少一个用于输送待装设零件的产品的材料输送系统、至少一个在装配台上安置的输送系统及至少一个垂直于输送系统安置的可以运动的带有至少一个装配头的零件输送单元,其特征在于,该或这些零件输送单元被安置在一个或者多个可以借助输送系统平行于产品的输送方向行驶的龙门架上,所述产品可借助于该或这些材料输送系统运动并且待被装设零件。
在一个根据本发明的装配装置中,一个零件输送单元或者说一些零件输送单元被安置在一个或者多个龙门架上,所述龙门架可以借助一个输送系统平行于待装件产品的输送方向行驶,所述待装件产品可借助该或这些材料输送系统运动。
通过根据本发明的龙门架和材料输送系统的设置,可以达到主要地只运动装配头进行零件输送。在此,龙门架本身在一定的装配模式中只进行短的平衡运动,从而只有相对很小的质量要运动。从而装配头可以以更高的速度运动,这又导致了更大的单位时间装件量和更高的装配精度。另外还可以通过所述龙门架的行驶实施更大的输送运动,使得装配台的总可用表面可被行驶到,从而使得零件和基片的高变化性成为可能。另外,通过垂直于材料输送方向安排并且可以与材料输送方向平行地行驶的龙门架,能够对很宽的材料或者待装件的产品进行加工。另外,可以在所述装配装置中同时安排多个材料输送单元,从而可以明显地提高装件速度。此外,通过所述的龙门架结构本发明达到使输送系统或者说装配装置的所有可运动元件的重心相对地接近装配台的表面。由此达到几乎无振动的装配装置结构,从而保证非常高的装配精度。通过龙门式的结构,还保留了装配台上的可支配位置,有利于通达性、可改装性和随意配置性。
在本发明装配装置的一个优选实施例中,所述输送系统由一个导轨系统组成,它有相互平行安置的一个第一导轨和一个第二导轨。通过所述导轨系统可以保证该龙门架或这些龙门架有精确的可行驶性。
在本发明装配装置的一个优选实施中,所述输送系统含有一个在装配装置的机身中可以平行于可借助该材料输送系统或这些材料输送系统运动的待装件产品的输送方向安置的第三导轨,其中至少一个龙门支架垂直地接合在所述的导轨中,从而该龙门架或者这些龙门架可以行驶。由此可以把零件输送单元运动产生的反作用力最佳地导出。通过这种改善的能量流使产生的振动最小化。
在本发明的另一个优选实施例中,龙门架或者说龙门架梁在第三导轨对面的端部上具有一个支架,其中,所述支架放置在构造于机身中并且与第三导轨平行安置的支座上。由此进一步扩大了装配面上的可支配位置。此外提高了装配装置的可通达性和可自由配置性。
在本发明装配装置的另一个优选实施例中,所述输送系统含有至少一个龙门架驱动机构。尽管使用一个单独的龙门架驱动机构已经导致了在装配精度和装配速度方面突出的效果,但是,采用分别在龙门架一侧安置的二个龙门架驱动机构可以得到更高的装配精度和装配速度。理由在于,龙门架的重心一般地对于驱动系统是偏心的,或者说由于不断变化的负荷关系,龙门架重心的位置是可以随时间变化的。这种偏心性或者说时间上的变化性可以导致不平衡,伴随对装配精度或者说龙门架定位精度的负面影响。通过采用两个受控的龙门架驱动机构保证了龙门架重心总是位于驱动机构之间并因此不会出现偏心位置。通过采用两个受控的龙门架驱动机构可以附加地达到,依据龙门架的重心的实际位置适当地设计驱动调节机构,这样达到高的龙门架结构的动态刚性。这种根据本发明的实施形式因此可以使定位更精确。
在本发明装配装置的另一个优选实施例中,所述输送系统安置在装配台的台面上。由此保证所述装配装置整个结构的振动特别小、几乎无。
在本发明装配装置的另一个优选实施例中,所述输送系统被安置在装配台的台面上方。由此提高装配台表面上的自由空间,从而可以安置更大量的不同零件或者类似物。
在本发明装配装置的另一个优选实施例中,多个龙门架的运动是可以相互同步的。由此可以显著地提高生产速度。通过把多个龙门架在其各自的运动中最佳地动态同步,可以达到显著减少机器振动(动态平衡),由此可以进一步提高装配精度。
在本发明装配装置的另一个优选实施例中,装配头由一个竖直或者水平安置的转塔头组成。通过使用转塔头可以显著减少输送行程数,从而降低输送辅助时间,转而提高生产速度。
在本发明装配装置的另一个优选实施例中,还可以把多个龙门架重叠(uebereinander)安置。这种配置提高了装配面的数量,这又导致提高生产速度并且使本发明装配装置在应用范围方面柔性更大。
附图说明
本发明的其它细节、特征和优点由下面对多个附图表示的实施例的说明给出。
图1是根据本发明的带有一个龙门架的装配装置的示意图;
图2是图1所示的装配装置的示意图,图中示出龙门架驱动机构;
图3是具有一个竖直安排的转塔头的本发明装配装置的另一个实施形式;
图4是具有一个水平安置的转塔头的本发明装配装置的另一个实施形式;
图5是具有两个龙门架的本发明装配装置的另一个实施形式;
图6是具有一个龙门架的本发明装配装置的另一个实施形式;
图7是具有一个龙门架的本发明装配装置的另一个实施形式。
具体实施方式
图1表示装配装置10的第一实施例,特别用作生产微系统技术产品的全自动装配装置,及用于执行半导体工业的装配任务。装配装置10有一个装配台12,带有一个装配面或者说台面14。在台面14上安置有一个输送系统16、18。输送系统16、18由一个导轨系统组成,具有两个相互平行安置的导轨16、18。还可以看到,导轨16、18安置在装配台12的台面或者说装配台面14之上。但是也可以把输送系统16、18安置在台面内也就是在装配台上,或者说直接铰接在机器底架上,以达到最佳地将力导入到起支承作用的机器部件上。
借助于输送系统16、18使龙门架20运动。此处,龙门架20含有一个第一和一个第二龙门架支柱22、24,它们分别接合在导轨16、18上并且受它导向。两个龙门架支柱22,24通过一个龙门架梁26彼此连接。龙门架梁26沿其纵向有一个纵向的接合开口28,其中接合着一个零件输送单元34并且该零件输送单元可运动地受它导向。在零件输送单元34上可运动和可拆卸地固定一个装配头36。
可以看到,龙门架20可平行于材料输送方向沿X轴移动。在此靠一个材料输送系统38同样实现沿X轴方向的材料输送,此材料输送系统38也是安置在装配或者说台面14区域中。
可看出的是,输送系统16、18的定向和材料输送的方向构成装配装置10空间配置的X轴,与之垂直的龙门架20的龙门架梁26构成Y轴,与Y轴垂直的零件输送单元34或者说装配头36的运动方向构成Z轴。此处,或者是整个零件输送单元34或者仅仅是零件输送单元34上的装配头36可以沿Z轴方向运动。
图2表示根据图1的装配装置10。还可以看出第一和第二龙门架驱动机构30、32的配置,它们分别安置在输送系统的一个导轨16或者18上。
图3和图4分别表示装配装置10的进一步实施形式。此处装配头由一个竖直的或者水平安置的转塔头48、50代替。此处,转塔头48、50的竖直或者水平安置指的是转塔头48、50相对于装配面或者说台面14竖直或水平旋转。
图5示出装配装置10的另一个实施例,具有两个前后安置并且可以移行的龙门架20、40,它们有相应的龙门架梁26、42。龙门架24、40的运动在此可以相互同步。可以为两个龙门架20、40分别设置独立的龙门架驱动机构或者也可以设置一个共同的龙门架驱动机构。此外,龙门架20、40还可以高度不同,从而形成不同的装配面。不过,所示实施例示出的是具有两个相同结构的龙门架20,40的一个装配装置10。
图6表示装配装置10的另一个实施形式,有一个龙门架60和一个输送系统54、它用于使龙门架60平行于材料输送方向即平行于待装件产品的运动方向(X轴方向)运动。此处,输送系统54含有一个在装配装置10的机身52中平行于可借助该材料输送系统或这些材料输送系统38运动的待装件产品的输送方向(X轴)安置的第三导轨54。此处,龙门架60的一个龙门架梁68有另一个输送系统,用于使零件输送单元64运动,其上有一个装配头66并且该龙门架梁68(Y轴,参见图5)垂直地接合在导轨54上。龙门架60可以沿X轴方向行驶。龙门架60通过导轨54垂直地接合在机身52中,所以,零件输送系统64和装配头66沿Y轴运动产生的所有运动力可以通过机身52被导出,由此调整出对于产生的机械振动的有利的关系(Verhaeltnisse),特别是对于由于机身52的有利的刚性而减少的振动。此处,龙门架60或者说龙门架梁68的在导轨54对面的端部上具有一个支架56,它放置在构造于机身52中、平行于导轨54安置的支座58上。
在图7示出装配装置10的另一个实施例,有一个龙门架62和一个输送系统54、该输送系统用于使龙门架62平行于材料输送方向(X轴方向)运动。可以看到,龙门架62的一个设有用于零件输送单元64的输送系统的龙门架梁70垂直地接合于导轨54中,从而使龙门架60可以沿X轴行驶。与图6中所示装配装置10的实施形式相反,此实施例中去掉用于龙门架梁70的一个支座。

Claims (11)

1.一种装配装置,用于生产微系统技术产品及用于执行半导体工业中装配任务的全自动装配装置,具有一个装配台(12)、至少一个用于输送待装设零件的产品的材料输送系统(38)、至少一个在装配台(12)上安置的输送系统(16、18、54)及至少一个垂直于输送系统(16、18、54)安置的可以运动的带有至少一个装配头(36、46、66)的零件输送单元(34、44、64),其特征在于,该或这些零件输送单元(34、44、64)被安置在一个或者多个可以借助输送系统(16、18、54)平行于产品的输送方向行驶的龙门架(20、40、60、64)上,所述产品可借助于该或这些材料输送系统(38)运动并且待被装设零件。
2.根据权利要求1所述的装配装置,其特征在于,输送系统(16、18)由一个导轨系统组成,它具有相互平行安置的第一导轨(16)和第二导轨(18)。
3.根据权利要求1所述的装配装置,其特征在于,输送系统(54)含有一个在装配装置(10)的机身(52)中平行于可借助该材料输送系统或这些材料输送系统(38)运动的待装件产品的输送方向安置的第三导轨(54),其中,至少一个龙门架梁(68,70)垂直地接合在导轨(54)上,这样,该或这些龙门架(60,62)可行驶。
4.根据权利要求3所述的装配装置,其特征在于,龙门架(60)或龙门架梁(68)的在导轨(54)对面的端部上有一个支架(56),其中,该支架(56)放置在构造于机身(52)中、平行于导轨(54)安置的支座(58)上。
5.根据权利要求1所述的装配装置,其特征在于,输送系统(16、18、54)具有至少一个龙门架驱动机构(30、32)。
6.根据权利要求1所述的装配装置,其特征在于,输送系统(16、18、54)安置在装配台(12)的台面(14)上。
7.根据权利要求1至5之一所述的装配装置,其特征在于,输送系统(16、18)安置在装配台(12)的台面(14)上方。
8.根据权利要求1所述的装配装置,其特征在于,输送系统(16、18、54)的定向构成装配装置(10)空间配置的X轴,龙门架(20、40、60、62)的与之垂直的龙门架梁(26、42、68、70)构成Y轴,零件输送单元(34、44、64)或者说装配头(36、46、66)的与Y轴垂直的运动方向构成Z轴。
9.根据权利要求1所述的装配装置,其特征在于,多个龙门架(20、40、60、62)的运动是可以相互同步的。
10.根据权利要求1所述的装配装置,其特征在于,装配头(36、46、66)由一个竖直或者水平安置的转塔头(48、50)组成。
11.根据权利要求1所述的装配装置,其特征在于,多个龙门架重叠安置。
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