DE69115091T2

DE69115091T2 - Verfahren und Vorrichtung für Bauelementenmontage.

Info

Publication number: DE69115091T2
Application number: DE69115091T
Authority: DE
Inventors: Kiyoe Imai; Yoshinobu Ishikawa; Takatomo Izume; Makoto Kasahara; Kenji Koshiba; Tadashi Munakata; Yutaka Okumoto; Akira Sawakata; Susumu Simada; Hisao Suzuki; Kazuhiro Tokitsu; Yasuharu Ujiie; Kaoru Watanabe; Koichi Yumita
Original assignee: Toshiba Corp; Japan Tobacco Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Japan Tobacco Inc
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2011-03-23
Also published as: US5234304A; EP0449134A3; DE69115091D1; KR910017921A; EP0449134A2; KR940003242B1; EP0449134B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrrichtung zum Montieren von Werkstücken, beispielsweise diejenigen von Elektronikkomponentenchips auf einer gedruckten Schaltungsplatine.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein Beispiel einer herkömmlichen Werkstückmontagevorrichtung zum Montieren von elektronischen Komponentenchips auf einer gedruckten Schaltungsplatine ist in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 62-114290 (1987) offenbart.
Diese Werkstückmontagevorrichtung besitzt eine Vielzahl von vertikal bewegbaren Ansaugköpfchen, die entlang eines Umfangs eines drehbaren Tisches angeordnet sind, um den eine Saugstation und eine Montagestation angeordnet sind, an der die elektronischen Kompontenchips wie folgt montiert werden.
Zunächst wird die Drehung des drehbaren Tisches so gestoppt, daß sich ein Ansaugkopf über der Saugstation befindet und dann wird der Ansaugkopf vertikal abgesenkt, um den auf der Saugstation plazierten elektronischen Komponentenchip zu halten. Dann wird der Ansaugkopf, der den Elektronikkomponentenchip hält, vertikal angehoben und der drehbare Tisch wird um einen vorgegebenen Winkel gedreht, so daß der den Elektronikkomponentenchip haltende Ansaugkopf sich über der Montagestation befindet und dann wird der Ansaugkopf abgesenkt, um den Elektronikkomponentenchip auf die gedruckte Schaltungsplatine, die an der Montagestation angeordnet ist, freizugeben. Dieser Montagebetrieb wird für die anderen Ansaugköpfe so oft wie erforderlich wiederholt.
In einer derartigen herkömmlichen Werkstückmontagevorrichtung muß der drehbare Tisch eine intermittierende Rotationsbewegung wiederholen, bei der die Drehung des drehbaren Tisches während des Haltens und Freigebens des Werkstücks gestoppt werden muß, so daß durch den Zeitverlust aufgrund des Stoppens der Drehung des drehbaren Tisches der Wirkungsgrad des Montagebetriebs begrenzt ist.

Ferner wird in einer herkömmlichen

Werkstückmontagevorrichtung die Bewegung der Werkstücke zwischen vorgegebenen Positionen der Saugstation und der Montagestation durch Steuern der Ansaugköpfe und des drehbaren Tisches unter Verwendung von mechanischen Verbindungsstücken realisiert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Werkstückmontage vorzusehen, die einen Werkstückmontagebetrieb ohne Stoppen einer Drehbewegung eines drehbaren Tischelements ausführen können.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, die eine genauere Montage der Werkstücke durchführen können.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, die die Werkstücke genauer halten können.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Bewegung der Werkstücke genauer steuern können.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Werkstückmontagevorrichtung vorgesehen, umfassend: eine drehbare Trommeleinrichtung zum kontinuierlichen Drehen um eine feste Achse; eine Werkstücktransporteinrichtung, die entlang eines Umfangs der drehbaren Trommeleinrichtung vorgesehen ist, zum Transportieren eines Werkstücks von einer Werkstückzuführungsstation an eine Werkstückmontagestation, die sich um den Umfang um eine Kreiselachse, die nicht parallel zu der festen Achse ist, drehen kann, während sie das Werkstück trägt; und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Werkstücktransporteinrichtung, so daß die Werkstücktransporteinrichtung kreiselt, während sich die drehbare Trommeleinrichtung so dreht, daß sich die Werkstücktransporteinrichtung nach oben und nach unten entlang einer vorgegebenen Bahn, die eine konstante Orientierung aufrecht erhält, bewegt und daß das Werkstück durch die Werkstücktransporteinrichtung an einer vorgegebenen Aufnahmeposition auf der Werkstückzuführungsstation aufgenommen wird und an einer vorgegebenen Montageposition auf der Werkstückmontagestation freigegeben wird, wobei an beiden Positienen die Werkstücktransporteinrichtung in Bezug zu dem Grund eine relative Nettogeschwindigkeit aufweist, die im wesentlichen gleich Null ist..
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Werkstückmontage vorgesehen, welches die folgenden Schritte umfaßt: kontinuierliches Drehen einer drehbaren Trommeleinrichtung um eine feste Achse; Bereitstellen einer Werkstücktransporteinrichtung entlang eines Umfangs der drehbaren Trommeleinrichtung, zum Transportieren eines Werkstücks von einer Werkstückzuführungsstation an eine Werkstückmontagestation, die auf dem Umfang um eine Kreiselachse, die nicht parallel zu der ersten Achse ist, kreiseln kann, während sie das Werkstück trägt; Steuern der Werkstücktransporteinrichtung, so daß die Werkstücktransporteinrichtung kreiselt, während sich die drehbare Trommeleinrichtung so dreht, daß sich die Werkstücktransporteinrichtung nach oben und nach unten entlang einer vorgegebenen Bahn, die eine konstante Orientierung aufrecht erhält, bewegt und daß das Werkstück durch die Werkstücktransporteinrichtung an einer vorgegebenen Aufnahmeposition auf der Werkstückzuführungsposition aufgenommen wird und an einer vorgegebenen Montageposition auf der Werkstückmontagestation freigegeben wird, wobei an beiden Positionen die Werkstücktransporteinrichtung in Bezug zu dem Grund eine relative Nettogeschwindigkeit aufweist, die im wesentlichen gleich Null ist.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht der ersten Ausführungs einer Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Darstellung einer zykloidischen Bahn für ein Werkstückhalteelement in der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 1.
Fig. 4 eine ausführliche Querschnittsansicht eines drehbaren Kopfabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig 1;
Fig. 5 eine ausführliche Draufsicht eines drehbaren Kopfabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 1.
Fig. 6 eine ausführliche Darstellung einer Bewegung des drehbaren Kopfs der Werkstückmontagevorrichtung auf Figur 1;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer alternativen Konfiguration für einen Aufnahmebewegungs- Antriebsabschnitt der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts der zweiten Ausführungsform einer Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine ausführliche Querschnittsansicht eines drehbaren Kopfabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 8;
Fig. 10 eine ausführliche Draüfsicht eines drehbaren Kopfabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 8;
Fig. 11 eine ausführliche Darstellung einer Bewegung des drehbaren Kopfes der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 8;
Fig. 12 eine Querschnittansicht einer alternativen Konfiguration für einen Aufnahmebewegungs- Antriebsabschnitt der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 8;
Fig. 13 eine Darstellung der Bewegung eines drehbaren Kopfabschnitts der dritten Aussführungsform einer Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 eine Darstellung eines Teils einer Bahn eines drehbaren Kopfabschnitts der vierten Ausführungsform einer Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 eine schematische Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts der fünften Ausführungsform einer Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 eine ausführliche Querschnittsansicht eines drehbaren Kopfabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 15;
Fig. 17 eine Darstellung der Bewegung eines drehbaren Kopfabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 15;
Fig. 18 eine Darstellung eines Teils einer Bahn eines Ansaugdüsenabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 15;
Fig. 19 eine Darstellung eines Teils der Bewegung eines Ansaugdüsenabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 15;
Fig. 20 eine Darstellung eines Teils eines drehbaren Kopfabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 15;
Fig. 21 eine Darstellung eines Teils der Bewegung eines Ansaugdüsenabschnitts des drehbaren Kopfabschnitts aus Fig. 20 in der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 15;
Fig. 22 eine Darstellung eines Teils eines drehbaren Kopfabschnitts der Werkstückmontagevorrichtung aus Fig. 15, wobei ein Teil einer Bahn eines Ansaugdüsenabschnittes angezeigt ist;
Fig. 23 ein schematisches Blockschaltbild einer Motordrehungs-Steuereinheit der sechsten Ausführungsform einer Werkstückinontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 24 ein ausführliches Blockschaltbild eines Hauptabschnitts der Motordrehungs-Steuereinheit aus Fig. 23;
Fig. 25 ein Zeitablaufdiagramm für einen Satz von Signalen in der Motordrehungs-Steuereinheit aus Fig. 23;
Fig. 26 ein anderes Zeitablauafdiagramm für einen anderen Satz von Signalen in der Motordrehungs- Steuereinheit aus Figur 23;
Fig. 27 noch ein anderes Zeitablaufdiagramm für einen noch anderen Satz von Signalen in der Motordrehungs- Steuereinheit aus Figur 23; und
Fig. 28 ein Flußdiagramm für den durch einen Mikrocomputer in der Motordrehungs-Steuereinheit aus Fig. 23 ausgeführten Steuerbetrieb.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 7 wird nun die Ausführungsform einer Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In dieser ersten Ausführungsform umfaßt die Werkstückmontagevorrichtung: einen Hauptkörper 1; eine drehbare Trommelwelle 5, die in der Mitte des Hauptkörpers 1 vorgesehen ist; eine drehbare Trommel 7, die an der drehbaren Trommelwelle 5 angebracht ist, die eine Vielzahl von Werkstückhalteelementen 21 entlang ihres Umfangs aufweist; einen Zuführungstisch 9, der entlang eines Teils eines äußeren Umfangs der drehbaren Trommel 7 gebildet ist, der als Zuführungsstation zum Zuführen von Werkstücken P dient, die an den Werkstückhalteelementen 21 montiert werden sollen; und einen bewegbaren XY-Tisch 11, der sich auf einer gegenüberliegenden Seite der drehbaren Trommel 7 von dem Zuführungstisch 9 befindet und der als eine Montagestation zum Montieren der Werkstücke P auf der gedruckten Schaltungsplatine arbeitet.
Der Zuführungstisch 9 besitzt eine halbkreisförmige Gestalt entlang des Umfangs der drehbaren Trommel 7 und ist mit einer Vielzahl von Zuführern T ausgerüstet, die die Werkstücke P, wie beispielsweise Chips mit elektronischen Komponenten an die Ansaugstationen in radialer Richtung der drehbaren Trommel 7 zuführen.
Der XY-Tisch 11 ist in Richtungen eines Pfeils A (vorwärtsrückwärts) und eines Pfeils B (rechts-links) unter Verwendung von ersten Motoren M1a bzw. M1b bewegbar. Auf diesem XY-Tisch 11 ist ein Montagezubringer 13 vorgesehen, um gedruckte Schaltungsplatinen in einer Richtung eines Pfeils C unter Verwendung von zwei Motoren M2 zu transportieren. Die gedruckte Schaltungsplatine wird geliefert an den Montagezubringer 15 von einem Hereinsendezubringer 15 zum Senden der gedruckten Schaltungsplatine in einer Richtung des Pfeils D unter Verwendung von dritten Motoren M3, denen sich der Montagezubringer 13 nähert, wenn der XY-Tisch 11 sich nach rechts bewegt hat und dann wird die gedruckte Schaltungsplatine mit den montierten Elektronikkomponentenchips von dem Montagezubringer 13 an einen Heraussendezubringer 17 gesendet, zum Senden der gedruckten Schaltungsplatine in eine Richtung des Pfeils D unter Verwendung von vierten Motoren M4, in die sich der Montagezubringer 13 annähert, wenn der XY-Tisch 11 nach links bewegt wird.
Die drehbare Trommel 7 wird in eine Richtung eines Pfeils E kontinuierlich durch die Antriebsenergie gedreht, die von dem fünften Motor M5 über einen Übertragungsriemen 20 geliefert wird, der den fünften Motor M5 und die Welle 5 der drehbaren Trommel verbindet.
Jedes der Werkstückhalteelemente 21 umfaßt einen drehbaren Kopf 25 mit vier Ansaugdüsen 23 mit unterschiedlichen Größen, die auf vier Seiten des drehbaren Kopfes 25 in einem Abstand von 90º zu benachbarten angeordnet sind und einen Verbindungsmechanismus 27 und ein Planetengetriebe, welches nachstehend noch beschrieben wird, zum Drehen des drehbaren Kopfes 25 ohne Ändern seiner Orientierung.
Wie in Fig. 2 ausführlich gezeigt ist, sind die Ansaugdüsen 23 über ein Rohr 29 mit einer Vakuumpumpe 26 verbunden und das Halten und Freigeben durch die Ansaugdüsen 23 kann gesteuert werden, indem die Ansaugenergle aufgrund des Vakuumdrucks mit dem Öffnen und Schließen eines auf dem Rohr 29 vorgesehenen Ventils 31 gesteuert wird.
Das Rohr 29 und das Ventil 31 drehen sich zusammen mit der Drehung der drehbaren Trommel 7 und ein Ende des Rohres 29 ist mit der Vakuumpumpe 26 über eine Auslaßöffnung 37, die in der Nähe eines unteren Endes der Drehtrommelwelle 5 vorgesehen ist, und einem Verbindungspfad 41 verbunden, der in einer festen Welle 39 vorgesehen ist und eine ringförmige Öffnung aufweist, so daß die Vakuumpumpe 26 und das Rohr 29 selbst dann verbunden werden können, wenn die Auslaßöffnung 37 gedreht wird.
Der Verbindungsmechanismus 27 umfaßt ein erstes Verbindungsteil 27a, ein zweites Verbindungsteils 27b und ein drittes Verbindungsteil 27c. Das erste Verbindungsteil 27a ist an einer ersten Verbindungswelle 45 angebracht, die einen Teil eines ersten Übertragungsweges 43 bildet, so daß sie zusammen mit der ersten Verbindungswelle 45 gedreht werden kann. Das zweite Verbindungsteil 27b ist an einer zweiten Verbindungswelle 49 angebracht, die mit der ersten Verbindungswelle 45 über einen Übertragungsriemen 47 verbunden ist, so daß sie zusammen mit der zweiten Verbindungswelle 49 gedreht werden kann. Das dritte Verbindungsteil 27c weist ein Ende auf, welches mit dem ersten Verbindungsteil 27a über einen Stift 53 drehbar verbunden ist, während das andere Ende an einer dritten Verbindungswelle 51 angebracht ist, die sich um die zweite Verbindungswelle 49 dreht und drehbar durch das zweite Verbindungsteil 27b gehalten wird.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist dieses dritte Verbindungsteil 27c an dem drehbaren Kopf 25 angebracht, indem es gegen den drehbaren Kopf 25 mittels einer Feder 34 gedrückt wird und besitzt ein Verbindungsloch 33 zum Verbinden eines Endes des Rohres 29 mit einem hinler den Ansaugdüsen 23 vorgesehenen Pfad 35, selbst wenn der drehbare Kopf 25 gedreht wird, um selektiv eine der mit dem Pfad 35 verbundenen Ansaugdüsen 23 zu aktivieren.
Die dritte Verbindungswelle 51 umfaßt eine äußere Welle 55 und eine innere Welle 57. Die äußere Welle 55 ist mit drehbaren Kopf 25 an einem Ende und mit einem Antriebszahnrad 59 für den drehbaren Kopf an dem anderen Ende verbunden, so daß der drehbare Kopf 25 um 900 gedreht werden kann, wenn die Antriebsenergie an das Antriebszahnrad 59 für den drehbaren Kopf übertragen wird. Die innere Welle 57 ist an einem Ende mit einem Ansaugdüsen-Antriebszahnrad 61 und an dem anderen Ende mit einem Nebenzahnrad 63 verbunden, wobei das Nebenzahnrad 63 in Eingriff mit einem Ritzel 65 steht, welches an der Basis der Ansaugdüsen 23 angebracht ist. Somit wird die Antriebsenergie von dem Ansaugdüsen-Antriebszahnrad 61 über das Nebenzahnrad 63 und das Ritzel 65 übertragen, um die Ansaugdüsen 23 zu drehen, um einen Orientierungswinkel jeder Ansaugdüse 23 in Bezug auf eine Linie W einzustellen, zu der das Werkstück P ausgerichtet werden soll, wie in Fig. 5 gezeigt.
Das Ansaugdüsen-Antriebszahnrad 61 und das Antriebszahnrad 59 für den drehbaren Kopf stehen in Eingriff mit den letzten Zahnrädern 73 und 75 der zweiten und dritten Übertragungspfade 69 und 71 über ein Paar von Zwischenzahnrädern 67, die drehbar durch das zweite Verbindungsteil 27b gehaltert werden, um das Planetengetriebe umfassend die Zahnräder 58, 61, 67, 73 und 75 zu bilden, die sich um die zweite Verbindungswelle 49 drehen. Hierbei können die letzten Zahnräder 73 und 75, das Ansaugdüsen- Antriebszahnrad 61 und das Antriebszahnrad 59 für den drehbaren Kopf durch Scheiben oder Zahnräder ersetzt werden, die über Riemen oder Kelten verbunden sind.
Das Übersetzungsverhältnis des Antriebszahnrads 59 für den drehbaren Kopf und des Ansaugdüsen-Antriebszahnrads 61 in Bezug zu den letzten Zahnrädern 53 und 75 ist auf einen Wert gleich 1:1 eingestellt. Ferner ist ein Abstand zwischen der ersten Verbindungswelle 45 und dem Stift 53 und ein Abstand zwischen der zweiten Verbindungswelle 49 und der dritten Verbindungswelle 51 so eingestellt, daß sie im wesentlichen gleich zueinander sind.
Mittels der Drehbewegungen der ersten, zweiten und dritten Verbindungsteile 27a, 27b und 27c um die ersten und zweiten Verbindungswellen 45 und 49 und die Wirkung des Planetengetriebes hält der drehbare Kopf 25 eine konstante Orientierung aufrecht, in der die gewählte der Ansaugdüsen 23 nach oben weist und das Verbindungsloch 33 und der Pfad 35 in Verbindung stehen, während sie sich drehen.
Der erste Übertragungspfad 43 ist ein Übertragungssystem zur Bereitstellung der Antriebsenergie von einem sechsten Motor N6, der an dem Hauptkörper 1 durch einen Halter 77 angebracht ist und von der drehbaren Trommel 7 an die ersten und zweiten Verbindungswellen 45 und 49 durch einen Zahnkranz 79 und ein Eingangsnebenzahnrad 87.
Der Zahnkranz 79 ist mit einem äußeren Zahnrad 79a auf einer Außenseite und einem inneren Zahnrad 79b auf seiner Innenseite ausgerüstet und drehbar auf einem inneren Flanschabschnitt 78a eines festen Rahmens 78 angebracht. Das äußere Zahnrad 79a steht in Eingriff mit dem Motorzahnrad 85 des sechsten Motors M6 in einem Zustand, bei dem es in geeigneter Weise auf einer oberen Stirnfläche des inneren Flanschabschnitts 78a mittels eines Ringelements 83 positioniert wird, welches einen Kontakt mit der inneren Wandfläche 78b des festen Rahmens 78 herstellt, der auf der Seite der unteren Stirnfläche des Ringzahnrads 79 vorgesehen ist. Das innere Zahnrad 79b steht in Eingriff mit dem Eingangsnebenzahnrad 87 der durch die drehbare Trommel 7 gehalterten Getriebewelle 81 und das Ausgangsnebenzahnrad 89 der Getriebewelle 81 steht im Eingriff mit dem Übertragungszahnrad 91, welches an der ersten Verbindungswelle 45 angebracht ist.
Wenn der sechste Motor M6 ausgeschaltet ist und sich die drehbare Trommel 7 in die Richtung des Pfeils E dreht, dann dreht sich das Eingangsnebenzahnrad 87, während es sich selbst schnell in einem Zustand dreht, indem es mit dem Zahnkranz 79 in Eingriff steht. Die Drehungsantriebsenergie wird von dem eingangsseitigen Zahnrad 87 an die ersten und zweiten Verbindungswellen 45 und 49 durch das ausgangsseitige Zahnrad 89 und das Übertragungszahnrad 91 als die Drehungsantriebsenergie in einer Gegenuhrzeigerrichtung übertragen. Infolgedessen wiederholen die Ansaugdüsen 23 des drehbaren Kopfes 25 die Aufnahmebewegung einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung entlang einer Bahn einer zykloidischen Kurve N, die in Fig. 3 gezeigt ist.
Durch Drehen des Zahnkranzes 79 in die gleiche Richtung wie die drehbare Trommel 7 durch Steuern des Betriebs des sechsten Motors M6, während sich die drehbare Trommel 7 dreht, kann hierbei die Periode der Aufnahmebewegung der Ansaugdüsen 23 länger gemacht werden.
Insbesondere wird sich in dieser Ausführungsform die nach unten weisende Ansaugdüse 23 in der Gegenuhrzeigerrichtung ungefähr 5 Mal drehen, während sie sich von dem Zuführungstisch 9 an dem XY-Tisch 11 durch die 180º Drehung der drehbaren Trommel 7 bewegt, so daß die Aufnahmebewegung entlang der Bahn der zykloidischen Kurve, in der die Ansaugdüse 23 während eines Zykluses L wie in Fig. 3 gezeigt zweimal abgesenkt wird, durch Steuern des sechsten Motors M6 für vier Umdrehungen erhalten werden kann. Bei dieser Aufnahmebewegung wird die Rotationsrate auf einen derartigen Wert eingestellt, daß die Geschwindigkeit des oberen Endes der Ansaugdüse 23 aufgrund der Rotation der drehbaren Trommel 7 in die Richtung des Pfeils E und die Geschwindigkeit des oberen Endes der Ansaugdüse 23 aufgrund der Drehung des drehbaren Kopfes 25 in der Gegenuhrzeigerrichtung miteinander übereinstimmen werden, so daß die Ansaugdüse 23 eine relative Nettogeschwindigkeit in Bezug zu dem Grund aufweist, die ungefähr gleich null ist. Infolgedessen kann der stabile Ansaugbetrieb in dieser Ausführungsform erzielt werden und durch Steuern des Betriebs des sechsten Motors M6 unterschiedlich, beispielsweise für drei Umdrehungen oder 4,5 Umdrehungen, kann der eine Zyklus L der zykleidischen Kurve N verlängert oder verkürzt werden, so daß die Aufnahmebewegung der Ansaugdüse 23 in Hinsicht auf den gesamten Bereich des Zuführungstisches 9 ausgeführt werden kann.
Hierbei kann die Antriebsenergie für die Aufnahmebewegung der Ansaugdüsen 23 unterschiedlich bereitgestellt werden. Beispielsweise und wie mit einem durch eine gestrichelte Linie eingeschlossenen Abschnitt in Fig. 7 gezeigt kann die Konfiguration so verändert werden, daß das äußere Zahnrad 79a des Zahnkranzes 79 mit dem eingangsseitigen Zahnrad 87 in Eingriff steht und das innere Zahnrad 79b mit dem Motorzahnrad 85 des sechsten Motors M6 in Eingriff steht. Wie durch einen Abschnitt in Fig. 7 gezeigt, der durch eine mit zwei Punkten versehenen Kettenlinie eingeschlossen ist, kann das Übertragungssystem des mit gestrichelten Linien umschlossenen Abschnitts auch durch die Konfiguration ersetzt werden, bei der das eingangsseitige Zahnrad 87 direkt in Eingriff mit dem sich horizontal drehenden Zahnkranz 80 steht, um eine Verbindung mit ersten Übertragungspfad 43 zu bilden.
Der zweite Übertragungspfad 69 ist ein Übertragungssystem für den Orientierungswinkel der Ansaugdüsen 23, welches die Antriebsenergie von der drehbaren Trommel 7 abkoppelt, während sie die Antriebsenergie von einem siebten Motor M7, der an dem Hauptkörper durch einen Halter 77 angebracht ist, an dem letzten Zahnrad 73 durch ein Ausgleichsgetriebe 93, eine längliche Hohlwelle 95 und eine äußere Hohlwelle 97, die sich außerhalb der zweiten Verbindungswelle 49 befinden, bereitstellt.
Die Motorscheibe bzw. Motorrolle99 des siebten Motors M7 ist mit der Scheibe 101 des Ausgleichsgetriebes (Differentialgetriebes) 93 über einen Übertragungsriemen 103 verbunden und das erste Zahnrad 105 des Ausgleichsgetriebes 93 steht in Eingriff mit einem ringförmigen festen Zahnrad 109, welches integral an der durch die drehbare Trommel 7 gehaltenen festen Welle 107 befestigt ist, während das zweite Zahnrad 111 des Ausgleichsgetriebes 93 in Eingriff mit einem ringförmigen freien Zahnrad 113 steht, welches frei durch die feste Welle 107 gedrückt ist und das freie Zahnrad 113 ist in Eingriff mit dem Übertragungszahnrad 115, welches an einer oberen Kante der Hohlwelle 95 vorgesehen ist. In dieser Konfiguration werden die Anzahl von Zähnen für das Ausgleichsgetriebe 93 und die Zahnräder 109, 105, 111 und 113 gleich auf solche Werte eingestellt, daß das Verhältnis der Geschwindigkeit des festen Zahnrads 109 und des freien Zahnrads 113 1:1 wird.
Im Ergebnis kann die Antriebsenergie von dem festen Zahnrad 109, welches sich zusammen mit der drehbaren Trommel 7 dreht, an das freie Zahnrad 113 durch die ersten und zweiten Zahnräder 105 und 111 des Ausgleichsgetriebes 93 übertragen werden, aber gleichzeitig sind die Drehungen des festen Zahnrads 109 und des freien Zahnrads 113 so synchronisiert, daß die Antriebsenergieübertragung an die Hohlwelle 95 unterbrochen ist.
Andererseits steht das Kegelzahnrad 117, welches an der unteren Kante der Hohlwelle 95 vorgesehen ist, mit dem auf der äußeren Hohlwelle 97 vorgesehenen Kegelrad 119 in Eingriff. Wenn der siebte Motor M7 arbeitet, kann somit seine Drehungsantriebsenergie an das letzte Zahnrad 73 durch das zweite Zahnrad 111, das freie Zahnrad 113, die Hohlwelle 95 und die äußere Hohlwelle 97 übertragen werden.
Der dritte Übertragungspfad 71 ist ein Übertragungssystem zum Auswählen einer der Ansaugdüsen 23, die die Antriebsenergie von der drehbaren Trommel 7 unterbricht, während die Antriebsenergie von einem achten Motor M8, der an dem Hauptkörper 1 durch einen Halter 77 angebracht ist, an das letzte Zahnrad 75 durch ein Ausgleichsgetriebe 121, eine durch die Hohlwelle 95 durchgestoßene Übertragungswelle 123 und eine sich außerhalb der zweiten Verbindungswelle 49 befindliche innere Hohlwelle 125 bereitgestellt wird.
Die Motorscheibe 127 des achten Motors M8 ist mit der Riemenscheibe 129 des Ausgleichsgetriebes 121 über einen Übertragungsriemen 130 verbunden und das erste Zahnrad 131 des Ausgleichsgetriebes 121 steht in Eingriff mit einem ringförmigen festen Zahnrad 133, welches an der festen Welle 107 integral befestigt ist, während das zweite Zahnrad 135 des Ausgleichsgetriebes 121 mit einem ringförmigen freien Zahnrad 137 in Eingriff steht, welches frei durch die feste Welle 107 durchgestoßen ist, und das freie Zahnrad 137 steht mit dem Übetragungszahnrad 139 in Eingriff, welches auf einer oberen Kante der Übertragungswelle 123 vorgesehen ist. In dieser Konfiguration sind die Anzahlen von Zähnen des Ausgleichsgetriebes 121 und der Zahnräder 133, 131, 135 und 137 auf solche Werte eingestellt, daß das Verhältnis der Geschwindigkeit des festen Zahnrads 113 und des freien Zahnrads 137 1:1 sein wird.
Infolgedessen kann die Antriebsenergie von dem festen Zahnrad 133, welches sich zusammen mit der drehbaren Trommel 7 dreht, an das freie Zahnrad 137 durch die ersten und zweiten Zahnräder 131 und 135 des Ausgleichsgetriebes 121 übertragen werden, aber gleichzeitig sind die Drehungen des festen Zahnrades 133 und des freien Zahnrades 137 so synchronisiert sind, daß die Antriebsenergieübertragung an die Übertragungswelle 123 unterbrochen wird.
Andererseits steht das auf der unteren Kante der Übertragungswelle 123 vorgesehene Kegelzahnrad 141 in Eingriff mit dem auf der inneren Hohlwelle 125 vorgesehenen Kegelzahnrad 143. Wenn der achte Motor M8 arbeitet, kann somit seine Drehungsantriebsenergie an das letzte Zahnrad 75 durch das zweite Zahnrad 135, das freie Zahnrad 137, die Übertragungswelle 123 und die innere Hohlwelle 125 übertragen werden.
Zusätzlich und wie in Figur 2 gezeigt ist eine Steuereinheit SL vorgesehen, der von der verschiedenen Sensoren Information eingegeben wird, beispielsweise einem Werkstücküberwachungssensor zum Überprüfen eines Zustands, in dem Werkstück durch die Ansaugdüsen 23 gehalten wird, und einem Rotationswinkelsensor zum Erfassen eines Winkels einer Rotation der drehbaren Trommel 7 und die Steuersignale zum Steuern des Öffnens und Schließens des Ventils 31 und des Startens und
Stoppens der ersten bis achten Motoren M1 bis M8 in geeigneter Weise gemäß der eingegebenen Information ausgibt.
Als nächstes wird der Betrieb der Werkstückmontagevorrichtung der ersten Ausführungsform beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die drehbare Trommel 7, die sich kcntinuierlich in die Richtung des Pfeils E dreht, dreht sich die nach unten weisende Ansaugdüse 23 kontinuierlich in die Gegenuhrzeigerrichtung wie in Figur 6 gezeigt. Hierbei wiederholen die Ansaugdüsen 23 die Aufnahmebewegung entlang der in Figur 3 gezeigten zykloidischen Bahn N einer relativ langen Periode L entsprechend der Steuerung durch die Steuereinheit SL. Bei dieser Aufnahmebewegung wird die Relativgeschwindigkeit der Ansaugdüsen 23 in Bezug zu dem Grund im wesentlichen gleich Null an der abgesenkten Position, so daß die Aufnahme des Werkstücks P von dem Zuführungstisch 9 stabil erreicht werden kann. Dann werden die Ansaugdüsen 23, die die Werkstücke P halten, um den XY- Tisch 11 gedreht, während die Aufnahmebewegung entlang der zykloidischen Bahn wiederholt wird, und sie geben die Werkstücke P auf der gedruckten Schaltungsplatine 19 auf dem XY-Tisch 11 frei, um die Werkstücke P zu installieren bzw. zu montieren.
Durch Steuern des siebten Motors M7, so daß er die Antriebsenergie an das letzte Zahnrad 73 durch den zweiten Übertragungspfad 69 zum Einstellen des Orientierungswinkels der Ansaugdüsen 23 überträgt, kann hierbei die genaue Montage der Werkstücke P auf der gedruckten Schaltungsplatine 19 erreicht werden.
Durch Steuern des achten Motors M8, so daß er die Antriebsenergie an das letzte Zahnrad 75 durch den dritten Übertragungspfad 71 zum Drehen des drehbaren Kopfs 25 um 90º überträgt, kann auch die Auswahl der geeigneten der Ansaugdüsen 23 entsprechend der Größe des Werkstücks P erzielt werden.
In dieser Ausführungsform hält die drehbare Trommel 7 die kontinuierliche Drehung während des gesamten Betriebs der Vorrichtung aufrecht, so daß kein Zeitverlust aufgrund des Anhaltens der drehbaren Trommel 7 existiert.
Durch Steuern der Periode L der zykloidischen Bahn N der Aufnahmebewegung der Ansaugdüsen 23 können die Werkstücke P ferner über dem gesamten Bereich des Zuführungstisches 9 aufgenommen werden, und dann können die Werkstücke P auf der gedruckten Schaltungsplatine 19 auf dem XY-Tisch 11 ohne Stoppen der Drehung der drehbaren Trommel 7 montiert werden, so daß der Wirkungsgrad bei dem Prozeß einer Werkstückmontage verbessert werden kann.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 8 bis 12 wird nachstehend die zweite Ausführungsform einer Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung tragen diejenigen Elemente, die die entsprechenden Elemente in der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform aufweisen, die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen und deren Beschreibung wird allgemein weggelassen.
In dieser zweiten Ausführungsform umfaßt jedes Werkstückhalteelement 21 einen drehbaren Kopf 25 mit vier Ansaugdüsen 23 mit unterschiedlichen Größen, die auf vier Seiten des drehbaren Kopfes 25 mit einem Abstand von 90º zwischen benachbarten angeordnet sind und einen Kopforientierungs-Steuermechanismus 145 zum Drehen des drehbaren Kopfes 25 ohne Andern seiner Orientierung.
Wie ausführlich in Figur 8 gezeicht ist, sind die Ansaugdüsen 23 über ein Rohr 29 mit einer Vakuumpumpe 26 verbunden und das Halten und Freigeben durch die Ansaugdüsen 23 kann gesteuert werden, indem die Ansaugenergie aufgrund des Vakuumdrucks mit dem Öffnen und Schließen eines auf dem Rohr 29 vorgesehenen Ventils 31 gesteuert wird.
Das Rohr 29 und das Ventil 31 drehen sich gemeinsam mit der Drehung der drehbaren Trommel 7 und ein Ende des Rohrs 29 ist mit einem Verbindungsloch 149 auf einem kreisförmigen Element 147 verbunden, welches die Rückseite des drehbaren Kopfes 25 kontaktiert. Das kreisförmige Element 147 ist an dem drehbaren Kopf 25 angebracht, indem es gegen den drehbaren Kopf 25 mittels einer Feder 150 so gedrückt wird, daß das Verbindungsloch 149 mit dem Pfad 152 verbunden ist, welcher zwischen den Ansaugdüsen 23 vorgesehen ist, selbst wenn der drehbare Kopf 25 gedreht wird, um selektiv eine der Ansaugdüsen 23 zu aktivieren.
Das andere Ende des Rohres 29 ist verbunden mit der Vakuumpumpe 26 über eine Auslaßöffnung 37, die in der Nähe der Welle 5 der drehbaren Trommel vorgesehen ist und mit einem Verbindungspfad 151, der in einer Welle 5 der drehbaren Trommel vorgesehen ist. Das untere Ende des Verbindungspfads 151 besitzt eine ringförmige Auslaßöffnung 157, die mit dem Pfad 155 der mit der Vakuumpumpe 26 verbundenen festen Hülse 153 so in Verbindung steht, daß die Auslaßöffnung 157 und der Pfad 155 selbst dann verbunden werden können, wenn die Welle 5 der drehbaren Trommel gedreht wird.
Der Kopforientierungs-Steuermechanismus 145 umfaßt ein Verbindungsteil 169, welches an der Hohlwelle 193 angebracht ist, die erste Welle 159 und die zweite Welle 161 und die dritte Welle 163, die um die Hohlwelle 153 durch das Verbindungsteil 169 gedreht werden.
Die erste Welle 159 ist innerhalb der zweiten Welle 161 in einem frei drehbaren Zustand vorgesehen und besitzt ein Ende, welches an der Ansaugdüsen-Antriebsscheibe 165 angebracht ist und ein anderes Ende, das an dem Nebenzahnrad 63 angebracht ist, wobei das Nebenzahnrad 63 mit dem Ritzel 65 in Eingriff steht, welches an der Basis der Ansaugdüsen 23 vorgesehen ist. Somit wird die Antriebsenergie von der Ansaugdüsen- Antriebsscheibe 165 über das Nebenzahnrad 63 und das Ritzel 65 übertragen, um die Ansaugdüsen 23 zum Einstellen eines Orientierungswinkels jeder Ansaugdüse 63 in Bezug zu einer Linie W zu drehen, zu der das Werkstück P ausgerichtet werden soll, wie in Figur 10 gezeigt.
Die zweite Welle 161 ist innerhalb der dritten Welle 163 in einem frei drehbaren Zustand vorgesehen und ihr eines Ende ist an den drehbaren Kopf 25 angebracht und ihr anderes Ende ist an der Antriebsscheibe 167 des drehbaren Kopfes angebracht. Durch Anwenden der Antriebsenergie auf die Antriebsscheibe 167 des drehbaren Kopfes kann somit der drehbare Kopf 25 gedreht werden und die geeignete der Ansaugdüsen 23 kann gewählt werden.
Die dritte Welle 163 ist die äußerste Welle und ihr eines Ende ist an dem Verbindungsteil 169 befestigt und ihr anderes Ende ist in den Abschnitt einer verlängerten Öffnung des kreisförmigen Elements 147 in einem frei drehbaren Zustand eingefügt, wobei der Abschnitt der verlängerten Öffnung des kreisförmigen Elements 147 eine daran angebrachte Scheibe 171 aufweist. Diese Scheibe 171 ist mit der letzten Scheibe 173, die an der festen Welle 177 befestigt ist, über den Riemen 175 verbunden.
Ein Ende der festen Welle 177 wird durch die Hohlwelle 193 gehalten, die in das Verbindungsteil 169 eingefügt ist und das andere Ende ist an einem Halterahmen 7a befestigt, der an der drehbaren Trommel 7 angebracht ist.
Die Ansaugdüsen-Antriebsscheibe 165 und die Antriebsscheibe 167 des drehbaren Kopfes sind mit den letzten Scheiben 181 und 179 der zweiten und dritten Übertragungspfade 69 und 71 durch den Riemen 183 verbunden, so daß ein Planetengetriebe vorgesehen ist, bei dem sich der drehbare Kopf 25 dreht, während er selbst um sich kreist, da das Verbindungsteil 169 durch den ersten Übertragungspfad 43 in einem Zustand gedreht wird, bei dem die letzten Scheiben 181 und 179 stoppen.
Hierbei kann das Planetengetriebe, welches durch die Scheiben 173, 179, 181, 165, 167 und 171 gebildet wird, unter Verwendung der Zahnräder anstelle der Riemen realisiert werden, wie in Figur 12 gezeigt ist.
Das Scheibenverhältnis der Antriebsscheibe 167 des drehbaren Kopfes, der Antriebsscheibe 165 der Ansaugdüse und der Scheibe 171 des kreisförmigen Elements 147 in Bezug zu den letzten Scheiben 179, 181 und 173 ist auf einen Wert gleich 1:1 eingestellt.
Mittels dieser Planetengetriebekonfiguration hält der drehbare Kopf 25 eine konstante Orientierung aufrecht, in der die gewählte der Ansaugdüsen 23 nach unten weist, während sie sich um die feste Welle 177 dreht.
Der erste Übertragungspfad 43 ist ein Übertragungssystem zur Bereitstellung der Antriebsenergie von einem sechsten Motor M6, der an der drehbaren Trommel 7 durch einen Halter angebracht ist und von der drehbaren Trommel 7 gleichzeitig durch das Ausgleichsgetriebe 185.
Dieses Ausgleichsgetriebe 185 ist allgemein bekannt als ein harmonisches Getriebe, welches durch die drehbare Trommel 7 gehalten wird und zwei Übertragungssysteme aufweist, umfassend ein Motorübertragungssystem zum Übertragen der Antriebsenergie des sechsten Motors M6 an das Kegelrad 187 und das Übertragungssystem der drehbaren Trommel zum Übertragen der Antriebsenergie von der drehbaren Trommel 7 an das Kegelrad 187, wenn das Übertragsungszahnrad 191 um den Zahnkranz 189 gedreht wird, während es sich durch den Eingriff des an der festen Hülse 153 angebrachten Zahnkranzes 189 und des Übertragungszahnrades 191 um sich selbst dreht.
Das Ausgangskegelzahnrad 187 ist durch die feste Welle 177 durchgestochen und steht in Eingriff mit dem auf der Hülsenwelle 193 vorgesehenen Kegelzahnrad 193.
Wenn somit der sechste Motor M6 ausgeschaltet ist und sich die drehbare Trommel 7 in die Richtung des Pfeils E dreht, dann dreht sich das Übertragungszahnrad 191, während es sich um sich selbst in einern Zustand dreht, indem es mit dem Zahnkranz 189 in Eingriff steht, die Drehungsantriebsenergie wird von dem Übetragungszahnrad 191 an die Hohlwelle 193 durch die Kegelzahnräder 187 und 198 als die Drehungsantriebsenergie in eine Gegenuhrzeigerrichtung übetragen. Infolgedessen wiederholen die Ansaugdüsen 23 des drehbaren Kopfes 25 die Aufnahmebewegung einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung entlang einer Bahn einer zykloidischen Kurve N, die in Figur 3 gezeigt ist.
Durch Drehen des Zahnkranzes 189 in die gleiche Richtung wie die drehbare Trommel 7 durch Steuern des Betriebs des sechsten Motors M6, während sich die drehbare Trommel 7 dreht, kann somit die Periode der Aufnahmebewegung der Ansaugdüsen 23 länger gemacht werden.
Insbesondere wird sich die nach unten weisende Ansaugdüse 23 dieser Ausführungsform in die Gegenuhrzeigerrichtung ungefähr fünfmal drehen, während sie sich von dem Zuführungstisch 9 an den XY-Tisch 11 durch die 180º Drehung der drehbaren Trommel 7 bewegt, so daß die Aufnahmebewegung entlang der Bahn der zykloidischen Kurve, in der die Ansaugdüse 23 zweimal während efnes Zykluses L wie in Figur 3 gezeigt abgesenkt wird, durch Steuern des sechsten Motors M6 für vier Umdrehungen erhalten werden kann. Bei dieser Aufnahmebewegung wird die Umdrehungsrate auf einen derartigen Wert eingestellt, daß die Geschwindigkeit des oberen Endes der Ansaugdüse 23 aufgrund der Drehung der drehbaren Trommel 7 in die Richtung des Pfeils E und die Geschwindigkeit des oberen Endes der Ansaugdüse 23 aufgrund der Drehung des drehbaren Kopfes 25 in die Gegenuhrzeigerrichtung miteinander übereinstimmen, so daß die Ansaugdüse 23 in Bezug zu dem Grund eine Nettorelativgeschwindigkeit von annähernd null an der abgesenkten Position aufweist. Infolgedessen kann der stabile Ansaugbetrieb in dieser Ausführungsform erzielt werden und durch Steuern des Betriebs des sechsten Motors M6 in unterschiedlicher Weise, beispielsweise für 3 Umdrehungen oder 4,5 Umdrehungen, kann der eine Zyklus L der zykloidischen Kurve N verlängert oder verkürzt werden, so daß die Aufnahmebewegung der Ansaugdüse 23 in Bezug auf den gesamten Bereich des Zuführungstisches 9 ausgeführt werden kann.
Indem so gesteuert wird, daß in dem drehbaren Kopf 25 die Drehwinkel zehnmal größer als diejenigen der drehbaren Trommel 7 gegeben werden, kann der drehbare Kopf 25 ferner in die Drehbewegung gebracht werden, ohne sich um sich selbst zu drehen, so daß sich der drehbare Kopf 25 dreht, während die Ansaugdüsen 23 nur dann abgesenkt werden, wenn die Werkstücke aufgenommen und freigegeben werden sollen. Infolgedessen kann die mögliche gegenseitige Störung der Ansaugdüsen 23 mit den anderen Elementen vermieden werden.
Der zweite Übertragungspfad 69 ist ein Übertragungssystem zum Steuern der Orientierung des Werkstückes P, das die Antriebsenergie von einem an der drehbaren Trommel 7 angebrachten siebten Motor M7 an der Ansaugdüsen- Antriebsscheibe 165 durch die Eingangsscheibe 195 bereitstellt. Die Eingangsscheibe 195 ist an der Hohlwelle 196 der letzten Scheibe 181 befestigt und ist mit der Motorscheibe 197 des siebten Motors M7 über den Übertragungsriemen verbunden.
Der dritte Übertragungspfad 71 ist ein Übertragungssystem zum Wählen einer der Ansaugdüsen 23, das die Antriebsenergie von einem an der drehbaren Trommel 7 angebrachten achten Motor M8 an die Antriebsscheibe 167 des drehbaren Kopfes durch die Eingangsscheibe 201 bereitstellt. Die Eingangsscheibe 201 ist an der Hohlwelle 200 der letzten Scheibe 179 befestigt und ist mit der Motorscheibe 203 des achten Motors M5 über den Übertragungsriemen 205 verbunden.
Durch die Steuerung des achten Motors M8, abgesehen von der Auswahl der Ansaugdüsen 23 durch die 900 Drehung des drehbaren Kopfes 25, kann somit der drehbare Kopf 25 beispielsweise nach dem Abschluß der Werkstückmontage um 45º gedreht werden, um so die Ansaugdüsen 23 in eine nicht betriebsmäßige Orientierung zu bringen, die sich von der betriebsmäßigen Orientierung, in der sie nach unten weist, unterscheidet. Infolgedessen kann die mögliche gegenseitige Störung der Ansaugdüsen 23 mit den anderen Elementen vermieden werden.
Ferner ist die Konfiguration dieser Ausführungsform einfacher als die der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, nämlich darin, daß der gesamte Verbindungsmechanismus 27 und die erste Verbindungswelle 45 in der ersten Ausführungsform durch die Vierfachwellenkonfiguration ersetzt ist, die durch die feste Welle 177, die Hohlwelle 193, die Hohlwelle 200 und die Hohlwelle 196 gebildet ist.
Zusätzlich und wie in Figur 8 gezeigt ist eine Steuereinheit SL vorgesehen, der Information von verschiedenen Sensoren eingegeben wird, beispielsweise von einem Werkstücküberwachungssensor zum Überprüfen eines Zustandes, in dem das Werkstück durch die Ansaugdüsen 23 gehalten wird und von einem Drehwinkelsensor zun Erfassen eines Drehwinkels der drehbaren Trommel 7 und die Steuersignale ausgibt, um das Öffnen und Schließen des Ventils 31 und das Starten und Stoppen der ersten bis achten Motoren M1 bis M8 in geeigneter Weise gemäß der eingegebenen Information zu steuern.
Nachstehend wird der Betrieb dieser Werkstückmontagevorrichtung der zweiten Ausführungsform beschrieben.
In Bezug auf die drehbare Trommel 7, die sich kontinuierlich in die Richtung des Pfeils E dreht, dreht sich die nach unten weisende Ansaugdüse 23 kontinuierlich in die Gegenuhrzeigerrichtung wie in Figur 11 gezeigt. Hierbei wiederholen die Ansaugdüsen 23 die Aufnahmebewegung entlang der in Figur 3 gezeigten zykloidischen Bahn N einer relativ langen Periode L entsprechend der Steuerung durch die Steuereinheit SL. Bei dieser Aufnahmebewegung wird die relative Geschwindigkeit der Ansaugdüsen 23 in Bezug zu dem Grund im wesentlichen gleich null an der abgesenkten Position, so daß die Aufnahme des Werkstücks P von dem Zuführungstisch 9 stabil erreicht werden kann. Dann werden die Ansaugdüsen 23, die die Werkstücke P halten, um den XY- Tisch 11 gedreht, während sie die Aufnahmebewegung entlang der zykloidischen Bahn wiederholen und siegeben die Werkstücke P auf der gedruckten Schaltungsplatine 19 auf dem XY-Tisch 11 frei, um die Werkstücke P zu montieren.
Durch Steuern des siebten Motors M7, um so die Antriebsenergie an die letzte Scheibe 181 durch den zweiten Übertragungspfad 69 zu übertragen, um den Orientierungswinkel der Ansaugdüsen 23 einzustellen, kann hierbei die genaue Montage der Werkstücke P auf der gedruckten Schaltungsplatine 19 erzielt werden.
Durch Steuern des achten Motors M8, so daß er die Antriebsenergie an die letzte Scheibe 179 durch den dritten Übertragungspfad 71 überträgt, um den drehbaren Kopf 25 um 90º zu drehen, kann ferner die Auswahl der geeigeneten der Ansaugdüsen 23 entsprechend der Größe des Werkstücks P erzielt werden.
In dieser Ausführungsform hält die drehbare Trommel 7 die kontinuierliche Drehung vollständig während des Betriebs der Vorrichtung aufrecht, so daß kein Zeitverlust aufgrund des Anhaltens der drehbaren Trommel 7 existiert.
Durch Steuern der Periode L der zykloidischen Bahn N der Aufnahmebewegung der Ansaugdüsen 23 können die Werkstücke P ferner über dem gesamten Bereich des Zuführungstisches 9 aufgenommen werden und die Werkstücke P können auf der gedruckten Schaltungsplatine 19 auf dem XY-Tisch 11 ohne Anhalten der Drehung des drehbaren Tisches 7 montiert werden, so daß der Wirkungsgrad bei dem Prozeß einer Werkstückmontage verbessert werden kann.
Unter Bezugnahme auf Figur 13 wird nachstehend die dritte Ausführungsform der Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In dieser dritten Ausführungsform ist die voranstehend beschriebene zweite Ausführungsform dahingehend modifiziert, daß das Scheibenverhältnis der Antriebsscheibe 167 des drehbaren Kopfes und die Scheibe 171 des kreisförmigen Elements 147 in Bezug auf die letzten Scheiben oder Rollen 173 und 179 auf einen Wert gleich 1:1 eingestellt ist, während das Scheibenverhältnis der Antriebsscheibe 165 der Ansaugdüse und der letzten Scheibe 181 auf einen Wert gleich 11:10 eingestellt ist. Das letztere Verhältnis von 11:10 wird wegen des folgenden Grundes gewählt. In dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung so konstruiert, daß sich der drehbare Kopf 25 einmal herumdreht, während er sich um sich selbst zehnmal dreht, so daß wie in Figur 13 gezeigt das Werkstück P von dem Zuführungstisch 9 an den XY-Tisch 11 in exakt der gleichen Orientierung, wie es an dem Zuführungstisch 9 aufgenommen wurde, transportiert werden kann, indem der drehbare Kopf 25 veranlaßt wird, sich um 36º zu drehen, während er sich um sich selbst einmal dreht und die genaue Montage des Werkstücks P in Bezug auf die Linie P kann sichergestellt werden.
In dieser Ausführungsform kann die gewählte der Ansaugdüsen 23 während der gesamten Drehung des drehbaren Kopfes 25 um die feste Welle 177 konstant nach unten weisend aufrechterhalten werden, im Zusammenhang mit dem voranstehend beschriebenen Planetengetriebe der Vorrichtung.
Durch Steuern des siebten Motors M7, so daß er die Antriebsenergie an die letzte Scheibe 181 durch den zweiten Übertragungspfad 69 überträgt, dreht sich dabei die Ansaugdüse 23 um sich selbst während ihrer Drehung, so daß das Werkstück P in der gleichen Orientierung gehalten werden kann, so daß die genaue Montage der Werkstücke P auf der gedruckten Schaltungsplatine 29 erzielt werden kann.
Unter Bezugnahme auf Figur 14 wird nachstehend die vierte Ausführungsform der Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In dieser vierten Ausführungsform ist die voranstehend beschriebene zweite Ausführungsform so modifiziert, daß die Vorrichtung so konstruiert ist, daß sich der drehbare Kopf 25 einmal herumdreht, während er sich um sich selbst zehnmal dreht, während der erste Übertragungspfad 43 als ein Übertragungssystem für eine quasi-zykloidische Bewegung konstruiert ist, der die Antriebsenergie von einem sechsten Motor M6, der an der drehbaren Trommel 7 durch einen Halter angebracht ist und von der drehbaren Trommel 7 gleichzeitig durch das Ausgleichsgetriebe 185 bereitstellt.
Im Gegensatz zu der voranstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform, bei der das Verhältnis des Kopfdrehungsradius r von der festen Welle 177 zu der ersten Welle 159 in Bezug auf den Trommeldrehungsradius R von der Welle 5 der drehbaren Trommel zu den Ansaugdüsen 23 auf das standardmäßige Zykloidverhältnis von 1:10 eingestellt ist, ist nämlich der Kopfdrehungsradius r geringfügig verlängert, so daß das Verhältnis des Kopfdrehungsradius von der festen Welle 177 zu der ersten Welle 159 in Bezug zu dem Trommeldrehungsradius R von der Welle 5 der drehbaren Trommel zu den Ansaugdüsen 23 auf einen Wert gleich dem Quasi- Zykloidverhältnis von beispielsweise 1,01:10 eingestellt ist. Alternativ kann der Trommeldrehungsradius R geringfügig verkürzt werden, um das Quasi-Zykloidverhältnis von beispielsweise 1:9,9 zu erhalten. Ferner kann die quasizykloidische Bahn auch erhalten werden, indem die Drehungswinkelgeschwindigkeit des drehbaren Kopfes 25 und die Drehungswinkelgeschwindigkeit der drehbaren Trommel 7 geeignet eingestellt werden.
Mit dieser Konfiguration verschiebt sich die zykloidische Bahn des oberen Endes der Ansaugdüse 23 in der Nähe der abgesenkten Position von derjenigen in der zweiten Ausführungsform, die in Figur 14 durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, an diejenige, die in Figur 14 durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist, wobei der vertikale Hub D größer als der vertikale Hub d in der zweiten Ausführungsform gemacht werden kann. Hierbei wird die Bahn der Ansaugdüse 23 innerhalb der Grenze des tolerierbaren Aufnahmepositionsfehlerbereichs a in der Trommelumfangsrichtung bestimmt.
Wenn somit die Antriebsenergie an das Antriebszahnrad 61 der Ansaugdüse übertragen wird, um die Ansaugdüsen 23 durch das Nebenzahnrad 63 und das Ritzel 65 zu drehen, wird somit der Orientierungswinkel der Ansaugdüsen 23 so eingestellt, daß die genaue Montage der Werkstücke P in Bezug auf die Linie W erzielt werden kann.
In dieser Ausführungsform bewegen sich die Ansaugdüsen 23 entlang der quasi-zykloidischen Bahn, die einen längeren vertikalen Hub D aufweist, so daß ein Fehler bei der Aufnahme des Werkstücks P an dem Zuführungstisch 9 durch die Ansaugdüsen 23 verhindert werden kann. Ferner kann auch die Montage des Werkstücks P an dem XY-Tisch 11 genau ausgeführt werden.
Somit kann gemäß dieser Ausführungsform die Verbesserung des Wirkungsgrades in dem Prozeß einer Werkstücksinstallation verbessert werden, indem die kontinuierliche Drehung der drehbaren Trommel 7 realisiert wird, während gleichzeitig die Genauigkeit bei dem Prozeß einer Werkstückmontage auch verbessert werden kann, indem die quasi-zykloidische Bahn für die Ansaugdüsen 23 realisiert wird.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 15 bis 22 wird nachstehend die fünfte Ausführungsform der Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In dieser fünften Ausführungsform ist die voranstehend beschriebene zweite Ausführungsform modifiziert wie in Figur 15 und 16 gezeigt, so daß der drehbare Kopf 25 ferner mit einer Verschiebeeinheit 22 für den drehbaren Kopf ausgerüstet ist, um den drehbaren Kopf 25 entlang der Richtung des Durchmessers der drehbaren Trommel 7 zu verschieben.
Diese Verschiebeeinheit 22 für den drehbaren Kopf umfaßt ein Nockenelement 113, welches an der Hohlwelle 193 angebracht ist und eine Nockenausnehmung 111 aufweist, die mit dem an dem Halterahmen 7a angebrachten Nockenvorsprung 115 in Eingriff steht. Somit kann die Hohlwelle 193 und deshalb der drehbare Kopf 25 durch Drehen des Nockenelements 113 entlang der Richtung des Durchmessers der drehbaren Trommel 7, der durch den Pfeil in Figur 16 angedeutet ist, verschoben werden. Die Nockenausnehmung 111 des Nockenelements 113 ist so, daß das obere Ende der Ansaugdüse 23 nicht von der Drehbahn β der drehbaren Trommel 7 vorsteht.
In der voranstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform dreht sich nämlich die Ansaugdüse 23 in einer nach unten weisenden Orientierung, so daß bei einem Prozeß einer Drehung des drehbaren Kopfes 25 um eine Achse α die Ansaugdüsen 23 unweigerlich von der drehbaren β der drehbaren Trommel 7 um eine Länge E wie in Figur 17 und 18 gezeigt vorstehen und deshalb die Bahn der Ansaugdüsen 23 in der Nähe der Aufnahme- und Freigabepositionen unregelmäßig erscheint, wie durch die gestrichelte Linie in Figur 19 gezeigt. Im Gegensatz dazu ist in dieser fünften Ausführungsform diese Unregelmäßigkeit der Bahn für die Ansaugdüsen 23 durch die Verschiebebewegung des drehbaren Kopfes 25, verursacht durch die Verschiebeeinheit 22 des drehbaren Kopfes, so absorbiert, daß sich die Ansaugdüse 23 entlang der Bahn bewegt, die durch die mit einem Punkt versehene Kettenlinie in Figur 19 angezeigt ist, die in der Nähe der Aufnahme- und Freigabepositionen regelmäßig ist.
Ferner ist die Bewegung des an der Hohlwelle 153 angebrachten Kegelzahnrads 198 in der Richtung des Durchmessers der drehbaren Trommel 7 durch die Stopperelemente 117 versperrt, während es verschiebbar durch den Schlüssel 119 gehaltert wird, so daß der Eingriff zwischen dem Ausgleichsgetriebe 185 und dem Kegelzahnrad 187 sichergestellt ist.
Somit gleiten in dieser Ausführungsform die Ansaugdüsen 23 in der Richtung des Durchmessers der drehbaren Trommel 7 in der Nähe der Aufnahme- und Freigabepositionen, so daß die regelmäßige Bewegung der Ansaugdüsen 23 entlang der Drehbahn β der drehbaren Trommel sichergestellt werden kann und die genaue Halterung des Werkstücks P an dem Zuführungstisch 9 und die genaue Montage des Werkstücks P an der bezeichneten Position auf dem XY-Tisch 11 möglich wird.
Zusätzlich und wie in Figur 20 gezeigt, kann der drehbare Kopf 25 in Bezug zu der Achse α um einen Winkel θ nach oben geneigt sein, so daß sich das obere Ende der Ansaugdüse 23 entlang der Bahn bewegt, welche innerhalb der Drehbahn β der drehbaren Trommel 7 verläuft und mit der Drehbahn β in der Nähe der Aufnahme- und Freigabepositionen überlappt, wie durch die gestrichelte Linie in Figur 21 gezeigt.
Die feste Welle 177 ist nämlich um den Winkel θ nach oben geneigt und die gewählte der Ansaugdüsen 23 ist senkrecht orientiert, so daß sich die oberen Enden der Aufnahmedüsen 23 entlang einer Elipse F an den Aufnahme- und Freigabepositionen bewegen, wie in Figur 21 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf die drehbare Trommel 7, die sich kontinuiertlich in die Richtung des Pfeils E dreht, dreht sich die nach unten weisende Ansaugdüse 23 kontinuierlich in die Gegenuhrzeigerrichtung. Hierbei wiederholen die Ansaugdüsen 23 die Aufnahmebewegung entlang der zykloidischen Bahn einer relativ langen Periode L entsprechend der Steuerung durch die Steuereinheit SL. Bei dieser Aufnahmebewegung wird die relative Geschwindigkeit der Ansaugdüsen 23 in Bezug zu dem Grund im wesentlichen gleich null an der abgesenkten Position, so daß die Aufnahme des Werkstücks P von dem Zuführungstisch 9 stabil durchgeführt werden kann. Dann werden die Ansaugdüsen 23, die die Werkstücke P halten, um den XY-Tisch 11 herumgedreht, während sie die Aufnahmebewegung entlang der zykloidischen Bahn wiederholen und die Werkstücke P auf der gedruckten Schaltungsplatine 19 auf dem XY-Tisch 11 freigeben, um die Werkstücke P zu montieren.
Somit kann in dieser Ausführungsform die regelmäßige Bewegung der Ansaugdüsen 23 entlang der Drehbahn β der drehbaren ffrommel 7 wie in Figur 22 gezeigt sichergestellt werden und die genaue Halterung des Werkstücks P an dem Zuführungstisch 9 und die genaue Montage des Werkstücks P an der bezeichneten Position auf dem XY-Tisch 11 wird möglich.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 23 bis 28 wird nachstehend die sechste Ausführungsform der Werkstückmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In dieser sechsten Ausführungsform ist die voranstehend beschriebene zweite Ausführungsform darin modifiziert, daß die Scheibe oder Rolle 173 an der festen Welle 177 befestigt ist und das Planetengetriebe so gebildet ist, daß sich der drehbare Kopf 25 dreht, während er sich um sich selbst dreht, da das Verbindungsteil 169 durch den ersten Übertragungspfad 43 mit den letzten Scheiben 179 und 181 angehalten gedreht wird.
Ferner ist die voranstehend beschriebene zweite Ausführungsform wie in der voranstehend beschriebenen dritten Ausführungsform ferner darin modifiziert, daß das Scheibenverhältnis der Antriebsscheibe 167 des drehbaren Kopfes und der Scheibe 171 des kreisförmigen Elements 177 in Bezug auf die letzten Scheiben 173 und 179 auf einen Wert gleich 1:1 eingestellt ist, während das Scheibenverhältnis der Antriebsscheibe 165 für die Ansaugdüse und der letzten Scheibe 181 auf einen Wert gleich 11:10 eingestellt ist, wobei dieses letztere Verhältnis von 11:10 deshalb gewählt ist, daß die Vorrichtung so konstruiert wird, daß sich der drehbare Kopf 25 einmal herumdreht, während er sich um sich selbst zehnmal dreht, so daß das Werkstück P von dem Zuführungstisch 9 an den XY-Tisch 11 in exakt der gleich Orientierung transportiert werden kann, so wie es an dem Zuführungstisch 9 aufgenommen wurde, indem der drehbare Kopf 25 veranlaßt wird, sich um 360 zu drehen, während er sich einmal um sich selbst dreht und die genaue Montage des Werkstücks P in Bezug auf die Linie W kann sichergestellt werden.
Somit kann in dieser Ausführungsform die gewählte der Ansaugdüsen 23 konstant nach unten weisend während der gesamten Drehung des drehbaren Kopfes 25 um die feste Welle 177 aufrechterhalten werden, im Zusammenhang mit dem voranstehend beschriebenen Planentengetriebe der Vorrichtung.
Hierbei wird der sechste Motor M6 so gesteuert, daß sich der drehbare Kopf 25 einmal herumdreht, während er sich zehnmal um sich selbst dreht, so daß das Werkstück P von dem Zuführungstisch 9 an den XY-Tisch 11 in exakt der gleichen Orientierung transportiert werden kann, so wie es an dem Zuführungstisch 9 aufgenommen wurde, indem der drehbare Kopf 25 veranlaßt wird, sich um 360 zu drehen, während er sich einmal um sich selbst dreht. Durch Steuern der Geschwindigkeit des sechsten Motors M6 kann auch die Geschwindigkeit der Aufnahmebewegung auch so gesteuert werden, daß die Aufnahmebewegung über dem gesamten Bereich des Zuführungstisches 9 ausgeführt werden kann.
Durch Steuern des siebten Motors M7, so daß er die Antriebsenergie an die letzte Scheibe 181 durch den zweiten Übertragungspfad 69 überträgt, drehen sich auch die Ansaugdüsen 23 während ihrer Drehung um sich selbst, so daß das Werkstück P in der gleichen Orientierung gehalten wird, so daß die genaue Montage der Werkstücke P auf der gedruckten Schaltungsplatine erzielt werden kann.
Zusätzlich zu der Funktion einer Aufnahme der Information von verschiedenen Sensoren, beispielsweise von einem Werkstücküberwachungssensor zum Überprüfen eines Zustands, in dem das Werkstück durch die Ansaugdüsen 23 gehalten wird und von einem Drehwinkelsensor zum Erfassen eines Winkels einer Drehung der drehbaren Trommel 7 und einer Ausgabe der Steuersignale zum Steuern des Öffnens und Schließens des Ventils 31 und des Startens und Stoppens der ersten bis achten Motoren M1 bis M5 in geeigneter Weise entsprechend der eingegebenen Information, ist die Steuereinheit SL in dieser Ausführungsform ferner so, daß sie eine Motorsteuereinheit zum Steuern des Betriebs des sechsten Motors M6 in Bezug zu dem Betrieb des fünften Motdrs M5 besitzt, um so die Bewegung der Ansaugdüsen wie voranstehend beschrieben zu steuern.
Diese Motorsteuereinheit der Steuereinheit SL wird nachstehend eingehend beschrieben. Diese Motorsteuereinheit steuert den sechsten Motor M6 zum Antreiben des Kegelzahnrads 187, welches den ersten Übertragungspfad 43 steuert, in Bezug zum dem fünften Motor M5 zum Antreiben der drehbaren Trommel 7 derart, daß die Ansaugdüsen 23 die geeignete Aufnahmebewegung entlang der zykloidischen Bahn N durchführen, bei das Werkstück P an dem Zuführungstisch 9 aufgenommen wird, an den XY-Tisch 11 herüber transportiert wird und an dem XY-Tisch 11 freigegeben wird, um die Werkstücke P zu montieren.
Wie in Figur 23 gezeigt, besitzt diese Motorsteuereinheit eine Konfiguration, bei der das Drehsignal des fünften Motors M5 zum Drehen der drehbaren Trommel 7 unter dem Antrieb durch den ersten Servotreiber 207 an die PLL (phasenstarre Schleife) Schaltung 203 durch den ersten Impulsgenerator 201 geliefert wird, während das Drehsignal des sechsten Motors M6 zum Drehen des Kegelzahnrads 187 unter dem Antrieb durch den zweiten Servotreiber 209 an die PLL-Schaltung 203 durch den zweiten Impulsgenerator 205 geliefert wird und die PLL- Schaltung 203 ermittelt die Differenz zwischen den Phasen der Drehung durch den fünften Motor M5 und der Drehung durch den sechsten Motor M6 als das Geschwindigkeitskorrektursignal, welches dem von der Geschwindigkeitsbefehlseinheit 213 erzeugten Geschwindigkeitsbefehlssignal für den sechsten Motor M6 an dem Addierer 211 hinzugefügt werden soll, um den zweiten Servotreiber 209 zu steuern, um die Phase des zweiten Impulsgenerators 205 in Bezug zu dem ersten Impulsgenerator 201 so zu verriegeln, urn die geeignete zykloidische Bewegung der Ansaugdüsen 23 wie voranstehend beschrieben zu realisieren.
Hierbei ist die Ausgaberate der ersten und zweiten Impulsgeneratoren 201 und 205 gleich eingestellt, so daß die Phasen genau verglichen werden können.
Damit die PLL-Schaltung 203 die zykloidische Bewegung realisiert, während die Phasen des fünften Motors M5 und des sechsten Motors M6 synchronisiert gehalten werden, muß das Verhältnis des Drehtrommelradius R in Bezug zu dem Kopfdrehungsradius r umgekehrt proportional zu dem Verhältnis der Verzögerungen G1 und G2 des fünften Motors M5 und des sechsten Motors M6 wie folgt sein.
R/r = 1G1/1G2
Beispielsweise ist R 1000 mm und r = 100 mm möglich, wenn G1 = 1/100 und G2 = 1/10 ist.
Die PLL-Schaltung 203 und der Addierer 211 können integral wie folgt gebildet werden. Nämlich und wie in Figur 24 ausführlich gezeigt, umfaßt die Schaltung: einen ersten Zweiphasen/Impulswandler 221 zum Umwandeln der zweiphasigen Impulssignale PG1-A und PG1-B, die durch (I) und (II) in Figur 25 gezeigt sind, von dem ersten Impulsgenerator 201 in das mit (III) in Figur 25 gezeigte Impulssignal CP-A, das die Kanten der zweiphasigen Impulssignale PG1-A und PG1-B anzeigt; einen zweiten Zweiphasen-/Impulswandler 223 zum Umwandeln der zweiphasigen Impulssignale PG2-A und PG2-B, die mit (IV) und (V) in Figur 25 gezeigt sind, von dem zweiten Impulsgenerator 205 in das mit (VI) in Figur 25 gezeigte Impulssignal CP-B, welches die Kanten der zweiphasigen Impulssignale PG2-A und PG2-B anzeigt; und den monostabilen Multivibrator 225 zum Empfangen entweder des zweiphasigen Impulssignals PG1-A, weiches mit (I) in Figur 26 gezeigt ist von dem ersten Impulsgenerator 201 oder des Taktimpulses, welches mit (IV) in Figur 26 gezeigt ist und zum Erzeugen des Datenverriegelungsimpulssignals S1 und des Zähler- Löschimpulssignals S2, welches mit (II) und (III) in Figur 26 gezeigt ist, unmittelbar nach dem Anstieg des zweiphasigen Impulssignals PG1-A.
Das Ausgangsimpulssignal CP-A des ersten Zweiphasen/Impulswandlers 221 wird an den Setzeingangsanschluß S des Flip-Flops 227 geführt, während das Ausgangsimpulssignal CP-B des zweiten Zweiphasen-/Pulswandlers 221 an den Rücksetzeingangsanschluß R des Flip-Flops 227 geliefert wird. Das Ausgangssignal von dem Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops 227 wird an den Gateanschluß G des ersten Aufwärtszählers 229 geliefert, der die Taktimpulse mit beispielsweise einer Frequenz von 10 MHz zählt, während das Ausgangssignal des Flip-Flops 227 an den Gateanschluß G gegeben wird. Das invertierte Ausgangssignal von dem invertierten Ausgangsanschluß Q' des Flip-Flops 227 wird an den Gateanschluß G des zweiten Aufwärtszählers 231 geführt, der die Taktimpulse zählt, während das invertierte Ausgangssignal des Flip-Flops 227 dem Gateanschluß G gegeben wird. Das Flip- Flop 227 wird durch das Impulssignal CP-A gesetzt und durch ds Impulssignal CP-B zurückgesetzt, so daß der erste Aufwärtszähler 229 die Taktimpulse für eine Periode zwischen den Impulssignalen CP-A und CP-B zählt, wie in Figur 27 gezeigt, während der zweite Aufwärtszähler 229 die Taktimpulse für eine Periode b zwischen den Impulssignalen CP-B und CP-A zählt, wie in Figur 27 gezeigt.
Nachdem die ersten und zweiten Aufwärtszähler 229 und 231 die Taktimpulse während den Perioden a und b gezählt haben, wird bei dem nächsten Anstieg des zweiphasigen Impulssignals PG1-A dann der Datenverriegelungsimpuls S1 von dem monostabilen Multivibrator 225 an die Taktanschlüsse CK des ersten Datenhaltespeichers 233 und des zweiten Datenhaltespeichers 235 geliefert, die durch die ersten und zweiten Aufwärtszähler 229 und 231 gezählten Taktimpulse werden durch die ersten und zweiten Datenhaltespeicher 233 und 235 gehalten oder verriegelt. In der Zwischenzeit werden die ersten und zweiten Aufwärtszähler 229 und 231 durch das Zähler-Löschimpulssignal 52 unmittelbar dem Datenhalteimpulssignal S1 folgend gelöscht und zählen die Taktimpulse wieder während der nächsten Perioden a und b.
Die Ausgangsimpulssignale CP-A und CP-B werden auch an den Aufwärtszählanschluß U und den Abwärtszählanschluß D des Aufwärts/Abwärtszahlers 237 geliefert, so daß der Aufwärts/Abwärtszähler 237 das Impulssignal CP-A heraufzählt und das Impulssignal CF-B herabzählt.
Normalerweise werden die Impulssignale CP-A und CP-B alternativ bei der gleichen Rate erzeugt, wie in Figur 27 gezeigt, so daß die Zählung des Aufwärts/Abwärtszählers 237 anzeigt. Wenn allerdings die Drehung des Übertragungsgetriebes 191 um mehr als eine Periode zu der Drehung der drehbaren Trommel 7 abweicht, zeigt die Zählung des Aufwärts/Abwärtszählers 237 andere Werte als 0 an, beispielsweise ± 1, ± 2 etc., so daß eine derartige Abweichung durch die Zählung des Aufwärts/Abwärtszählers 237 erfaßt werden kann.
Die durch die ersten und zweiten Datenhaltespeicher 233 und 235 gehaltenen Zählwerte sowie die durch den Aufwärts/Abwärtszähler 237 erfaßte Abweichung werden periodisch dem Mikrocomputer 239 zu der Zeitgabe des Impulssignals CP-A eingegeben, so daß der Mikrocomputer 239 die Differenz der Phasen der Umdrehungen der drehbaren Trommel 7 und des Kegelzahnrads 187 als das Geschwindigkeitskorrektursignal berechnen kann, welches zu dem Geschwindigkeitsbefehlssignal für den sechsten Motor M6 hinzugefügt werden soll, um die Steuergröße zu ermitteln, mit der der zum Antreiben des sechsten Motors M6 vorgesehene zweite Servotreiber 209 gesteuert werden soll, nämlich gemäß dem Flußdiagramm aus Figur 28, welches nachstehend beschrieben wird. Die durch den Mikrocomputer 239 ermittelte Steuergröße wird an den zweiten Servotreiber 209 durch den D/A-Wandler 241 geliefert, gemäß der der zweite Servotreiber 209 den sechsten Motor 146 so steuert, uni die Phase des zweiten Impulsgenerators 205 in Bezug zu dem ersten Impulsgenerator 201 zu verriegeln, um 50 die voranstehend beschriebene geeignete zykloidische Bewegung der Ansaugdüsen 23 zu realisieren.
Der Betrieb des Mikrocomputers 239 schreitet gemäß dem Flußdiagramm aus Figur 28 wie folgt fort.
Der Betrieb des Mikrocomputers 239 wird durch das Impulssignal CP-A initiiert. Zunächst liest der Mikrocomputer 239 im Schritt 310 die Zählwerte für die Perioden a und b, die durch die ersten und zweiten Datenhaltespeicher 233 und 235 gehalten werden, als Daten A und B. Dann liest der Mikrocomputer 239 im Schritt 320 die Daten von dem Aufwärts/Abwärtszähler 237 als einen Datenwert C. Als nächstes berechnet der Mikrocomputer 239 in dem Schritt 330 einen Wert x = 1024 x A/(A+B), welcher ein zu dem Umwandlungsbereich von 1024 (-512 bis +512) für den D/A- Wandler 241 normalisiertes Verhältnis ist. Wenn die Phasen der Drehungen des fünften und sechsten Motors M5 und M6 synchronisiert sind, so daß die Daten A und B gleich sind, ist dieser Wert x gleich 512.
Dann berechnet der Mikrocomputer 239 im Schritt 340 eine Phasenkorrekturgröße y entsprechend der Formel y = x - 512 + 1024 x C.
Dann berechnet der Mikrocomputer 239 im Schritt 350 die Steuergröße z als eine Summe der Phasenkorrekturgröße y und des Geschwindigkeitsbefehlswerts für das Kegelzahnrad 187, die dann im Schritt 360 an den zweiten Servotreiber 209 durch den D/A-Wandler 241 ausgegeben wird.
Somit kann diese Motorsteuereinheit den Betrieb des sechsten Motors M6 in Bezug zu dem Betrieb des fünften Motors M5 entsprechend der Phasendifferenz der Drehungen der drehbaren Trommel 7 und des Kegelzahnrads 187 so steuern, daß die Bewegung der Ansaugdüsen 23 entlang der gewünschten zykloidischen Bahn gesteuert werden kann, wie voranstehend beschrieben.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Ansaugdüsen 23 in den voranstehenden Ausführungsformen durch andere Halteeinrichtungen ersetzt werden können, beispielsweise diejenigen, die Elektromagnete verwenden.
Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Werkstückmontagevorrichtung der vorliegenden Erfindung auf einen anderen Werkstückmontageprozeß als derjenige für die Elektronikkomponentenchips und die gedruckte Schaltungsplatine anwendbar ist, wie voranstehend als ein Beispiel beschrieben wurde.
Abgesehen davon können vielerlei Modifikationen und Anderungen der voranstehenden Ausführungsformen durchgeführt werden, ohne von den neuen und vorteilhaften Merkmalen der vorliegenden Erfindung abzuweichen und in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Werkstückmontagevorrichtung, umfassend:

eine Drehtrommeleinrichtung (7) zum kontinuierlichen Drehen um eine feste Achse;

eine Werkstücktransporteinrichtung (21), die entlang eines Umfangs der Drehtrommeleinrichtung vorgesehen ist, zum Transportieren eines Werkstücks (P) von einer Werkstückzuführungsstation (9) an eine Werkstückmontagestation (11), die sich auf dem Umfang um eine Drehachse drehen kann, die nicht parallel zu der festen Achse ist, während sie das Werkstück transportiert; und

eine Steuereinrichtung (32) zum Steuern der Werkstücktransporteinrichtung derart, daß die Werkstücktransporteinrichtung sich dreht, während sich die Drehtrommeleinrichtung so dreht, daß sich die Werkstücktransporteinrichtung nach oben und unten entlang einer vorgegebenen Bahn (N), die eine konstante Orientierung aufrechterhält, bewegt und daß das Werkstück durch die Werkstücktransporteinrichtung an einer vorgegebenen Aufnahmeposition auf der Werkstückzuführungsstation aufgenommen und an einer vorgegebenen Montageposition auf der Werkstückmontagestation freigegeben wird; wobei an beiden Positionen die Werkstücktransporteinrichtung eine Nettorelativgeschwindigkeit in Bezug zu dem Grund aufweist, die im wesentlichen gleich Null ist.

2. Werkstückmontagevorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Einrichtung (22) zum Verschieben der Werkstücktransporteinrichtung entlang eines Durchmessers (α) der Drehtrommeleinrichtung, so daß sich die Werkstücktransporteinrichtung innerhalb einer Drehbahn (β) der Drehtrommeleinrichtung bewegt.

3. Werkstückmontagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücktransporteinrichtung auf dem Umfang so vorgesehen ist, daß die Drehachse der Werkstücktransporteinrichtung um einen vorgegebenen Winkel (θ) zu einem Durchmesser (α) der Drehtrommeleinrichtung geneigt ist, so daß sich die Werkstücktransporteinrichtung entlang einer Bahn bewegt, die sich innerhalb einer Drehbahn der Drehtrommeleinrichtung befindet und mit der Drehbahn in der Nähe der Aufnahmeposition und der Montageposition überlappt.

4. Werkstückmontagevorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Einrichtung zum Steuern einer Drehbewegung einer Halteeinrichtung (23) der sich um sich selbst drehenden Werkstücktransporteinrichtung, so daß eine Orientierung des durch die Werkstücktransporteinrichtung transportierten Werkstücks unverändert von einer Orientierung bleibt, in der das Werkstück durch die Werkstücktransporteinrichtung an der Werkstückzuführungsstation aufgenommen wird.

5. Werkstückmontagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder ein Drehradiusverhältnis eines Radius R einer Drehung der Drehtrommeleinrichtung in Bezug zu einem Radius (r) der sich drehenden Werkstücktransporteinrichtung oder ein Winkelgeschwindigkeitsverhältnis einer Drehwinkelgeschwindigkeit der Drehtrommeleinrichtung und einer Drehwinkelgeschwindigkeit der Werkstücktransporteinrichtung von einem Zustand abweicht, in dem das Drehradiusverhältnis und das Drehwinkelgeschwindigkeitsverhältnis gleich sind, so daß ein vertikaler Hub der Werkstücktransporteinrichtung an den Aufnahme- und Montagepositionen länger wird.

6. Werkstückmontagevcrrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend:

eine Drehphasen-Erfassungseinrichtung zum Erfasssen einer Drehphase der Drehtrommeleinrichtung;

eine Drehphasen-Detektionseinrichtung zum Erfassen einer Drehphase der Werkstücktransporteinrichtung; und

wobei die Steuereinrichtung die Werkstücktransporteinrichtung entsprechend einer Differenz zwischen der erfaßten Drehphase der Drehtrommeleinrichtung und der Drehphase der Werkstücktransporteinrichtung steuert.

7. Werkstückmontagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Bahn der Werkstücktransporteinrichtung eine zykloidische Bahn ist.

8. Werkstückmontagevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücktransporteinrichtung gesteuert wird, um das Werkstück an vertikalen Niveaus in der Nähe der niedrigsten Positionen in der zykloidischen Bahn aufzunehmen und freizugeben.

9. Werkstückmontagevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Bahn der Werkstücktransporteinrichtung eine quasi-zykloidische Bahn ist.

10. Werkstückmontagevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücktransporteinrichtung gesteuert wird, um das Werkstück an vertikalen Niveaus in der Nähe der niedrigsten Positionen in der quasi-zykloidischen Bahn aufzunehmen und freizugeben.

11. Verfahren zur Werkstückmontage, umfassen die folgenden Schritte:

kontinuierliches Drehen einer Drehtrommeleinrichtung um eine feste Achse;

Bereitstellen einer Werkstücktransporteinrichtung entlang eines Umfangs der Drehtrommeleinrichtung, zum Transportieren eines Werkstücks von einer Werkstückzuführungsstation an eine Werkstückmontagestation, die sich auf dem Umfang um eine Drehachse drehen kann, die zu der festen Achse nicht parallel ist, während sie das Werkstück trägt;

Steuern der Werkstücktransporteinrichtung so, daß sich die Werkstücktransporteinrichtung dreht, während sich die drehbare Trommeleinrichtung so dreht, daß die Werkstücktransporteinrichtung sich nach oben und nach unten entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt, die eine konstante Orientierung beibehält, und daß das Werkstück durch die Werkstücktransporteinrichtung an einer vorgegebenen Aufnahmeposition auf der Werkstückzuführungsstation aufgenommen und an einer vorgegebenen Montageposition auf der Werkstückmontagestation freigegeben wird, wobei die Werkstücktransporteinrichtung an beiden Positionen eine Nettorelativgeschwindigkeit in Bezug zu dem Grund aufweist, die im wesentlichen gleich Null ist.

12. Werkstückmontageverfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend den Schritt eines Verschiebens der Werkstücktransporteinrichtung entlang eines Durchmessers der Drehtrommeleinrichtung, so daß sich die Werkstücktransporteinrichtung innerhalb einer Drehbahn der Drehtrommeleinrichtung bewegt.

13. Werkstückmontageverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücktransporteinrichtung auf dem Umfang so vorgesehen ist, daß die Drehachse der Werkstücktransporteinrichtung um einen vorgegebenen Winkel zu einem Durchmesser der Drehtrommeleinrichtung geneigt ist, so daß sich die Werkstücktransporteinrichtung entlang einer Bahn bewegt, die sich innerhalb einer Drehbahn der Drehtrommeleinrichtung befindet und mit der Drehbahn in der Nähe der Aufnahmeposition und der Montageposition überlappt.

14. Werkstückmontageverfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend den Schritt einer Steuerung einer Drehungsbewegung einer Halteeinrichtung der sich um sich selbst drehenden Werkstücktransporteinrichtung, so daß eine Orientierung des durch die Werkstücktransporteinrichtung transportierten Werkstücks unverändert von einer Orientierung bleibt, in der das Werkstück durch die Werkstücktransporteinrichtung an der Werkstückzuführungsstation aufgenommen wird.

15. Werkstückmontageverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß entweder ein Drehradiusverhältnis eines Radius einer Drehung der Drehtrommeleinrichtung in Bezug zu einem Radius der sich drehenden Werkstücktransporteinrichtung oder ein Winkelgeschwindigkeitsverhältnis einer Drehwinkelgeschwindigkeit der Drehtrommeleinrichtung und einer Drehwinkelgeschwindigkeit der Werkstücktransporteinrichtung von einem Zustand abweicht, in dem das Drehradiusverhältnis und das Drehwinkelgeschwindigkeitsverhältnis gleich sind, so daß eine vertikaler Hub der Werkstücktransporteinrichtung an den Aufnahme- und Montagepositionen länger wird.

16. Werkstückmontageverfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend die folgenden Schritte:

Erfassen einer Drehphase der Drehtrommeleinrichtung; und

Erfassen einer Drehphase der Werkstücktransporteinrichtung; und

wobei in dem Steuerungsschritt die Werkstücktransporteinrichtung gemäß einer Differenz zwischen der erfaßten Drehphase der Drehtrommeleinrichtung und der Drehphase der Werkstücktransporteinrichtung gesteuert wird.

17. Werkstückmontageverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Bahn der Werkstücktransporteinrichtung eine zykleidische Bahn ist.

18. Werkstückmontageverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücktransporteinrichtung gesteuert wird, um das Werkstück an vertikalen Niveaus in der Nähe der untersten Positionen in der zykloidischen Bahn aufzunehmen und freizugeben.

19. Werkstückmontageverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Bahn der Werkstücktransporteinrichtung eine quasi-zykloidische Bahn ist.

20. Werkstückmontageverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücktransporteinrichtung gesteuert wird, um das Werkstück an vertikalen Niveaus in der Nähe der untersten Positionen in der quasi-zykloidischen Bahn aufzunehmen und freizugeben.