用于自动装配机的带式输送器以及自动装配机 |
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| 申请号 | CN201510221702.7 | 申请日 | 2015-05-05 | 公开(公告)号 | CN105127706A | 公开(公告)日 | 2015-12-09 |
| 申请人 | 先进装配系统有限责任两合公司; | 发明人 | 拉尔夫·科恩爱伯弗; 阿诺·斯坦恩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于自动装配机 （50）的带式输送器（10），其至少具有：可旋转支承的针轮（12），其用来输送皮带（11）； 驱动器 （14），其具有至少一个用来驱动针轮（12）的 齿轮 （16）； 位置 确定装置（20），其用来确定针轮（12）的旋转位置，其中该位置确定装置（20）具有第一传感装置（30），该第一传感装置具有至少一个磁阻传感结构（31）。此外，本发明还涉及一种具有至少一个带式输送器（10）的自动装配机（50）。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于自动装配机 （50）的带式输送器（10），其至少具有：可旋转支承的针轮（12），其用来输送皮带（11）； 驱动器（14），其具有至少一个用来驱动针轮（12）的齿轮（16）； 位置确定装置（20），其用来确定针轮 （12）的旋转位置，其中该位置确定装置（20）具有第一传感装置（30），该第一传感装置具有至少一个磁阻传感结构（31），其特征在于，第一传感装置（30）从属于驱动器（14）的该至少一个齿轮（16），并且构造得用来测量该至少一个齿轮（16）的旋转运动。 |
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| 说明书全文 | 用于自动装配机的带式输送器以及自动装配机技术领域[0001] 本发明涉及一种用于自动装配机的带式输送器，其至少具有：可旋转支承的针轮，其用来输送皮带； 驱动器，其具有至少一个用来驱动针轮的齿轮； 位置确定装置，其用来确定针轮的旋转位置，其中该位置确定装置具有第一传感装置，该第一传感装置具有至少一个磁阻传感结构。此外，本发明还涉及一种具有至少一个带式输送器的自动装配机。 背景技术[0002] 在现代技术中经常应用设置在电路板上的电子元件。为了能够大批量地制造这种电路板，使用自动装配机是公知的。在这种自动装配机中，电子元件通过一个或多个装配头设置在电路板上。经常在所谓的元件皮带上提供为此所需的电子元件，该元件皮带通过带式输送器（它能够是自动装配机的一部分）通过装配头供应给原本的装配过程。在这种带式输送器中，插入的皮带通常通过所谓的针轮进行输送，该针轮的销钉能够嵌入皮带的孔眼中。为了确保自动装配机的可靠功能，尤其为了确保自动装配机的装配头能够可靠地接纳供应的电子元件，供应的皮带的定位必须具有很高的精度。在此可能必要的是，以±0.035°的精度确定带式输送器的针轮的绝对角度位置。 [0003] 已知的是，在带式输送器中应用位置确定装置，它具有磁阻传感结构。在这种磁阻传感结构中，例如能够充分利用AMR-效应（各向异性磁阻效应）来测量。在此已知的是，直接在针轮上粘贴着尤其构成为压铸零件的、磁化的磁极转子。在此，必须以高的精度来粘贴该磁化的磁极转子。通过位置确定装置的磁阻传感结构，能够测量磁化的磁极转子的不同磁极并因此确定针轮的位置，磁化的磁极转子粘贴在该针轮上。但为此还必须的是，磁阻传感结构和磁极转子之间的间距必须在传感结构的安装过程中非常精确地调节。这一点例如能够通过以下方式来实现，即磁阻传感结构在安装过程中在铸造材料中浇铸，并且在重复的方法中调节传感结构和磁化的磁极转子之间的所需的间距。那么，必须纵向确保该经调节的间距，直到铸造材料硬化。因此总的说来，尤其就安装而言，按本发明的用来测量针轮精确位置的方法以及传感结构的布局是一种非常昂贵的方式和方法。 发明内容[0004] 因此本发明的目的是，至少部分地消除已知的带式输送器或已知的自动装配机的上述缺点。尤其本发明的目的是，提供一种带式输送器和一种自动装配机，它们精确地确定了带式输送器的针轮，其中尤其能够简单且成本低廉地安装对此所需的传感装置。 [0005] 上述目的通过具有权利要求1的特征的带式输送器以及具有权利要求10的特征的自动装配机得以实现。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图得出。在此适用于结合按本发明的带式输送器描述的特征和细节，当然也适用于结合按本发明的自动装配机描述的特征和细节，或者反过来，因此就公开内容而言总是能够相互地参照单个的发明视角。 [0006] 按本发明的第一角度，此目的通过一种用于自动装配机的带式输送器得以实现，其至少具有：可旋转支承的针轮，其用来输送皮带； 驱动器，其具有至少一个用来驱动针轮的齿轮； 位置确定装置，其用来确定针轮的旋转位置，其中该位置确定装置具有第一传感装置，该第一传感装置具有至少一个磁阻传感结构。按本发明的带式输送器的特征在于，第一传感装置从属于驱动器的该至少一个齿轮，并且构造得用来测量该至少一个齿轮的旋转运动。 [0007] 按权利要求1的前序部分的带式输送器能够作为自动装配机的一部分来应用。通过该至少一个可旋转支承的针轮，皮带能够通过带式输送器供应给自动装配机的装配头，其中针轮的销钉尤其能够嵌入皮带的孔眼中。在此，针轮通过带式输送器的驱动器来运动。为了确定针轮的旋转位置，在按本发明的带式输送器中设置有带传感装置的位置确定装置，该传感装置具有至少一个磁阻传感结构。按本发明且对本发明重要的是，该第一传感装置从属于驱动器的该至少一个齿轮。由于驱动器构造得用来驱动针轮并且齿轮是该驱动器的一部分，所以齿轮和针轮的运动直接或至少间接地相互连接。针轮的运动因此与齿轮的运动是映照的（abgebildet），并且是逆映照的。因此通过将第一传感装置配属给驱动器的至少一个齿轮，也能够直接或至少间接地获知针轮的运动。尤其还可能的是，例如通过启动该至少一个齿轮从定义的旋转位置的运动，并且通过一步一步地测量该至少一个齿轮的旋转运动，随时能够确定该至少一个齿轮的绝对的旋转位置。按本发明且对本发明重要的是，该第一传感装置从属于驱动器的该至少一个齿轮。在此，第一传感装置尤其能够这样从属于齿轮，即齿轮的齿部在第一传感装置的附近（尤其在第一传感装置的该至少一个磁阻传感结构的附近）的运动足以通过磁阻传感结构产生足够大的信号，该信号足以测量该至少一个齿轮的旋转运动。尤其通过将第一传感装置配属给该至少一个齿轮，磁化的磁极转子不必费力地直接粘贴在带式输送器的针轮上。从而已经简化了位置确定装置在带式输送器内的安装。实施所述测量所需的磁铁也能够比现有技术的带式输送器离针轮更远地定位，该磁铁优选作为第一传感装置的一部分也可直接设置在至少一个齿轮上。因此能够避免或至少明显地减少第一传感装置的这种磁铁的磁场对置于皮带上的电子元件的可能影响。因此能够确保皮带中的元件受到的影响较小，因此也能够应用磁场影响更大的元件。总的说来，通过按本发明的带式输送器，通过应用从属于至少一个齿轮的传感装置（其用来测量该至少一个齿轮的旋转运动）能够明显简化整个带式输送器的安装和制造，同时确保精确地测量带式输送器的针轮的位置。 [0008] 此外在按本发明的带式输送器中规定，驱动器的该至少一个齿轮与针轮固定相连，尤其材料锁合地相连，优选焊接在一起。如果齿轮在机械上远离针轮，则例如通过机械的转换损失可能会出现齿轮运动和针轮运动的轻微偏差。通过该至少一个齿轮和针轮之间的固定连接，能够避免这一点。通过材料锁合的连接，能够尤其简单地确保驱动器的该至少一个齿轮和针轮之间的这种固定连接。焊接在此尤其是尤其牢固的材料锁合的连接方式。因此通过测量齿轮的旋转位置，能够尤其有效且精确地确定针轮的旋转位置。 [0009] 按本发明的带式输送器也能够如下地构造，即第一传感装置相对于该至少一个齿轮这样设置，即它径向地从属于该至少一个齿轮。因此，第一传感装置（尤其是第一传感装置的该至少一个磁阻传感结构）从属于该至少一个齿轮的广大侧面。因此在齿轮进行旋转运动时，齿轮的齿部被引导经过第一传感装置的该至少一个磁阻传感结构。因此通过齿轮的齿部以及通过位于它们中间的齿谷（Täler），产生了尤其大的间距变化，该间距变化以尤其大且明显的信号反映出来，该信号是通过该至少一个磁阻传感结构测量出来的。由此能够避免或至少限制这些信号的电气增大。由此能够在测量时达到明显更好的信号质量，因此也能在确定齿轮以及针轮的旋转位置时达到精度。 [0010] 在按本发明的带式输送器中尤其能够优选地规定，该至少一个磁阻传感结构构造得用来测量由GMR-效应产生的电阻变化。该GMR-效应（巨磁阻效应）是一种量子力学效应，其中材料的电阻很明显取决于磁力线穿透该材料的延伸方向。由于第一传感装置和尤其第一传感装置的该至少一个磁阻传感结构从属于驱动器的该至少一个齿轮，所以齿轮的齿部移动经过第一传感装置的旁边。磁铁的磁力线会受齿轮的从旁边经过的齿部的影响，该磁铁例如优选这样设置，即该至少一个磁阻传感结构位于齿轮和磁铁之间。通过GMR-效应的充分利用，该影响能够通过测量电阻来测得。通过应用这种磁阻传感结构，能够产生尤其良好且大型的信号，该信号描绘了齿轮及其齿部的运动，该传感结构构造得用来测量通过GMR-效应产生的电阻变化。尤其由此还能不必例如通过粘贴磁化的磁极转子而将磁铁放置在齿轮上。由此还能再次简化按本发明的带式输送器的安装，其中同时还能提高测量精度。 [0011] 在按本发明的带式输送器中可规定，第一传感装置具有两个相互扭转、尤其呈45°扭转的磁阻传感结构。因此尤其能够再次提高测量精度，该测量精度能够通过第一传感装置达到。其原因一方面是，齿轮的运动通过两个磁阻传感结构测得。通过该双重测量，尤其能够明显降低测量错误。另一方面，这两个磁阻传感结构相互扭转。由于这两个磁阻传感结构对称地提供相互偏置的测量结果，从而能够再次提高第一传感装置的组合的测量精度。这两个磁阻传感结构例如能够分别构成为惠斯通电桥，其中电桥的四个电阻器分别能够以45°的角度相互扭转。这两个电桥的测量信号在这种情况下基本呈正弦状或余弦状。通过在评估所述测量时对这两个测量进行比较，下面整体上尤其准确地获知了齿轮的位置以及针轮的旋转位置。 [0012] 在按本发明的带式输送器中尤其能够优选地规定，第一传感装置具有至少一个电路板，该电路板具有至少一个边缘，其中该至少一个磁阻传感结构以朝该至少一个边缘的定义的间距设置在电路板上，其中该定义的间距具有小于0.150mm、优选0.050mm的精度。该至少一个磁阻传感结构在此例如能够以朝该边缘的定义间距（0.050mm）进行定位，因而它们在小于0.050mm的优选精度时这样设置在电路板上，即它能够与边缘齐平地设置，但是离该边缘最多0.100mm。尤其通过将该至少一个磁阻传感结构设置在第一传感装置的电路板上，在传感装置相对于齿轮进行定位时，通过将磁阻传感结构精确地定位在电路板上，就已经能够达到所需精度的一部分。这种电路板的制造是标准方法，因而能够尤其简单地实现所需的精度。因此尤其使整个带式输送器的制造变得容易，在该带式输送器中在将该至少一个磁阻传感结构相对于齿轮进行定位时必须达到该精度。因此，能够在制造和安装整个带式输送器时降低成本。 [0013] 在按本发明的带式输送器的改进方案中中尤其能够优选地规定，该驱动器具有至少一个止动面，并且该第一传感装置这样设置，即电路板的该至少一个边缘接触该至少一个止动面，尤其电路板的该至少一个边缘压向该至少一个止动面。通过这种止动面，还能进一步简化第一传感装置在带式输送器内的安装，其中同时还能轻易地遵守对安装精度的要求。由于电路板的边缘接触该至少一个止动面，所以该至少一个磁阻传感结构在电路板上的定位精度也能够转换到第一传感装置在带式输送器内的定位。尤其在将传感装置安装在带式输送器中时通过将电路板的边缘压向该至少一个止动面，能够确保实现这一点。因此能够尤其简单且可重复地实现第一传感装置在带式输送器中的安装的尤其高的精度。 [0014] 此外按本发明的带式输送器能够如下地构造，即位置确定装置具有第二传感装置，用来识别驱动器和/或针轮的该至少一个齿轮的完整旋转。因此能够以尤其简单的方式和方法识别到针轮的完整旋转。因此，能够尤其简单地确定针轮的绝对位置。尤其能够通过以下方式简化用来评估第一和第二传感装置的传感信号的电子。尤其还能够避免必须将按现有技术设置的磁铁安放在针轮上，该针轮对于通过霍尔传感器来测量整个旋转来说是必要的。因此能够进一步减少磁场对在皮带中输送的电子元件的影响。 [0015] 此外，按本发明的带式输送器的优选的改进方案中规定，第二传感装置包含光传感器、尤其是反射光栅。这种光传感器、尤其是反射光栅在此是一种尤其简单的、用来识别齿轮和/或针轮的整个旋转的方案。为此，能够例如应用粘贴在齿轮和/或针轮上的反射点，其通道能够在光传感器或反射光栅之前测量。尤其通过光传感器能够测量齿轮或针轮的整个循环的通道，而不会影响所需的电子元件。 [0016] 按本发明的第二角度，此目的通过具有至少一个带式输送器的自动装配机得以实现。按本发明的自动装配机的特征在于，构造按本发明的第一角度的带式输送器。相应地，按本发明的自动装配机还能带来与已参照按本发明的第一角度阐述的带式输送器一样的优点。 附图说明[0017] 本发明的其它优点、特征和细节从以下的说明书中得出，在这些说明书中参照附图详细地阐述了本发明的实施例。在此，在权利要求和说明书中提到的特征分别对于自身或任意的组合来说都是本发明的重要内容。具有相同功能和效果的部件在单个附图中分别设置相同的参考标记。其中示意性地示出了。 [0018] 图1 在局部视图中示出了按本发明的带式输送器的位置确定装置。 [0019] 图2 在局部视图中示出了按本发明的带式输送器；以及。 [0020] 图3 在局部视图中示出了按本发明的带式输送器的一部分。 [0021] 附图标记和符号的清单10 带式输送器 11 皮带 12 针轮 13 销钉 14 驱动器 15 蜗轮 16 齿轮 17 止动面 20 位置确定装置 21 评估电子 22 电连接 30 第一传感装置 31 磁阻传感结构 32 磁铁 33 电路板 34 边缘 35 定义的间距 40 第二传感装置 41 光传感器 42 反射光栅 50 自动装配机 上述清单是说明书的集成的组成部分。 具体实施方式[0022] 图1示出了按本发明的带式输送器10的一部分，它安装自动装配机50中。尤其示出了位置确定装置20的一部分。位置确定装置20在此尤其具有第一传感装置30，它基本上作为电路板33可见。在电路板33上设置有磁阻传感结构31，它们分别构成为惠斯通电桥。这两个磁阻传感结构31在此这样设置在电路板33上，使得它们朝电路板33的边缘34具有定义的间距35。在此规定上，以优选优于0.050mm的精度来确定该定义的间距35。 这两个磁阻传感结构31借助电连接器22与位置确定装置20的评估电子21相连。此外，这两个磁阻传感结构31这样设置在电路板33上，即它们位于同样置于电路板33上的磁铁 32和带式输送器10的驱动器14的齿轮16之间。通过改变磁力线使齿轮16运动，该磁力线从磁铁32延伸至齿轮16。由于第一传感装置30恰好具有两个磁阻传感结构31，所以磁力线中的变化能够改变装在磁阻传感结构31中的电阻器的电阻。这一点能够通过评估电子21来测量和评估，因此能够测量齿轮16的运动。在此尤其优选的是，齿轮16与带式输送器10（未示出）的针轮12固定相连，因此也能够自动地随时确定针轮12的旋转位置。 因此能够确保，在定义的且固定的位置提供元件，这些元件通过带式输送器10在皮带11中（未示出）供应给自动装配机50的装配头。此外，在按本发明的带式输送器10的所示构造形式中，驱动器14具有两个止动面17。第一传感装置30的电路板33在此这样定位在带式输送器10上，即电路板33的边缘34压在这两个止动面17上。因此能够确保，磁阻传感结构的准确定位也能够转换为整个第一传感装置30相对于驱动器14的齿轮16的准确定位。 因此能够尤其简单地确保，尤其准确且可靠地测量齿轮16的旋转位置。因此能够避免电路板33与浇铸介质的粘贴过程或重铸，并且不必稳定电路板33直至浇铸介质的硬化。 [0023] 图2示出了按本发明的带式输送器10的另一视图，它安装自动装配机50中。在此附图中尤其还看到针轮12。为了更清楚易懂，局部地隐藏了针轮12的中间部段。针轮12的销钉13构造得用来嵌入皮带11的孔眼中，在这些销钉中只有唯一一个销钉13标有参考标记。因此皮带11在针轮12运动时继续移动，设置在皮带11上的电子元件能够连续地供应给自动装配机50（未示出）的装配头。带式输送器10的驱动器14在此设置得用来驱动针轮12。它例如具有蜗轮15，齿轮16通过该蜗轮驱动。齿轮16在此优选与针轮12固定相连，优选焊接在一起。因此针轮12在齿轮16运动时也自动地运动，其中这两项运动尤其直接相互连接并且相互映照。此外，驱动器14还具有两个止动面17，第一传感装置30的电路板33的边缘34能够按压在这些止动面上。此外，至少一个磁阻传感结构31设置在该电路板33上。磁阻传感结构31在此能够这样设置在电路板33上，即遵守朝向边缘34的定义的间距35（未标出）。因此，磁阻传感结构能够尤其精确地定位在电路板上。通过该边缘34在止动面17上的接触、尤其是接压，还能相对于齿轮16实现磁阻传感结构31的精确定位。因此，能够通过第一传感装置，尤其是通过第一传感装置的磁阻传感结构，尤其精确地测量齿轮16的旋转运动。此外还可看到，磁阻传感结构31设置在电路板33上的磁铁32和齿轮16之间。磁铁32的磁力线通过齿轮16的运动改变，其中该变化能够通过磁阻传感结构31来测量。因此，随时能够精确地确定齿轮16的旋转位置。例如通过评估齿轮16的已经移过的齿部，并且通过在齿轮16的定义的零点位置处的启动，尤其还能够获知齿轮16的绝对位置。当然还能够设置第二传感装置40（未示出），以便正好确定齿轮16或针轮12的定义的交零。 [0024] 在图2中，传感装置30具有两个以45°角度相互扭转的磁阻传感结构31。因此，能够再次提高测量精度，该测量精度能够通过第一传感装置30达到。也就是说，齿轮16的运动通过两个相互扭转的磁阻传感结构31测量。通过该双重测量，能够明显降低测量错误。由于这两个磁阻传感结构31相互尤其以45°的角度进行扭转，这两个磁阻传感结构31能够系统化地提供相互偏置的测量结果，从而能够再次提高第一传感装置30的组合的测量精度。这两个磁阻传感结构31优选分别构成为惠斯通电桥，其中电桥的四个电阻器分别能够以45°的角度相互扭转。这两个电桥的测量信号在这种情况下基本呈正弦状或余弦状。通过在评估所述测量时对这两个测量进行比较，下面整体上尤其准确地获知了齿轮16的位置以及针轮12的旋转位置。 [0025] 图3在剖面图中示出了按本发明的带式输送器10的另一构造形式。在此能够尤其明显地看到，齿轮16和针轮12相互固定连接。针轮12的销钉13位于针轮12的外边缘上。除了驱动器14以外，还示出了位置确定装置20。位置确定装置20在此尤其具有第一传感装置30，该传感装置具有磁阻传感结构31和磁铁32。第一传感装置30的这些元件在此设置在电路板33上，尤其以定义的间距35（未一同示出）朝电路板的边缘34设置。电路板的边缘34再次压向驱动器14的止动面17。因此，尤其磁阻传感结构31能够相对于齿轮16进行精确定位。此外，位置确定装置20除了评估电子21以外还具有第二传感装置40。 该第二传感装置40尤其具有构成为反射光栅42的光传感器41。该光传感器41构造得用来观察针轮12，其中能够将黑色标签作为反射目标粘贴在针轮12上。因此在反射点通过反射光栅42运动时，能够获知针轮12的整个旋转。因此，能够尤其简单地确定针轮12的整个循环以及针轮12的绝对位置，并且与齿轮16上的磁阻传感结构31的测量一起。 |
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