一種包含泵和電機的拾放頭的制作方法

本申請為非臨時性專利申請，對2014年2月7日提交的、標題為《用于表面組裝拾放頭的真空和氣壓供應裝置》的美國臨時專利申請具有優先權，所述臨時專利申請通過引用的方式，以不與本申請所公開內容相矛盾的程度納入本申請。此外，本申請為美國專利《軟性組裝機及其系統與方法》(申請號：No.14/407,621，申請日：2014年12月12日)的延續案，所述申請也通過引用的方式，以不與本申請所公開內容相矛盾的程度納入本申請。

本公開的技術背景

技術領域

本專利申請的主題涉及拾放頭，更具體地說，本公開內容涉及在一臺拾放機上產生真空和氣吻(AIRKISS)過程，所述的拾放機用于在印刷電路板和其他類型基板上進行電子組裝作業。

背景技術：

在電子組裝機現有最新技術條件下，產生真空和氣吻過程有數種不同的方式。第一種方式是將一個中央真空泵放置在電子組裝機的基座中，該中央真空泵經設置可產生真空，后者通過相應軟管連接到多個組裝頭上。這些組裝頭既可以是靜態可調模式，以適應下方運動中的印刷電路板或其他基板，也可以是動態模式；動態組裝頭經設置可沿靜態印刷電路板的X軸和Y軸方向運動。連接到每個組裝頭之上的真空泵隨后分別與多個軸桿組件相連接，這些軸桿組件能夠沿Z軸移動，并環繞一條縱軸旋轉，以便讓軸桿組件頭端的吸嘴自喂料器拾取并保持電子部件，直到該電子部件被組裝于印刷電路板上。為了實現快速組裝部件，吸嘴、軸桿組件和組裝頭同時通過一段軟管與一個工業空壓系統或一個位于電子組裝機基座內的壓縮機相連接。

上述系統的一種變體方式是僅僅通過軟管將壓縮空氣連接至組裝頭，其所需真空是通過一個或多個文丘里管自壓縮空氣直接獲取。在此情況下，僅有一根軟管與組裝頭相連接。

在使用中央真空泵的情況下，當多個軸桿與大氣相通時，真空泵必須要能夠維持真空狀態，哪怕在軸桿沒有成功拾取元件、或者雖然成功拾取但只是部分堵塞吸嘴處氣流的時候。因此，為了應對由于電子元件沒有正確拾取而導致組裝系統的一個或多個吸嘴發生漏氣的情況，同時向多個組裝頭的多個軸桿供應真空的真空泵必須顯著增加功率。

此外，利用文丘里管在組裝頭上產生真空的方法也有缺陷，即這種產生真空的方法需要消耗大量的空氣。因此，該方法需要安裝大型壓縮機，進而抬高生成壓縮空氣的電力和維護成本。為了降低能耗和成本，當前電子組裝廠面臨的一個焦點問題便是如何將壓縮空氣的消耗量降到最小。

依托現有最新技術的電子組裝系統的另一個缺陷是必須在快速運動的組裝頭上連接一根或多根軟管。

因此，那種可實現個性定制、可逐步擴增，而且無需預先固定喂料器系統位置的組裝機及其系統與方法將在本領域內受到歡迎。

技術實現要素：

本公開內容的第一個方面涉及一個分配頭，包含一個電機、一個可操控地連接于所述電機并受其驅動的氣泵和一個與所述氣泵相連接的第一軸桿；其特征是：所述氣泵經設置可在第一軸桿內產生氣流。

本公開內容的第二個方面涉及在分配頭內產生氣流的方法，包含：提供一個帶有分配頭的組裝機，所述分配頭帶有一個第一軸桿；利用位于分配頭內的氣泵在所述第一軸桿內產生氣流。

本公開內容的第三個方面涉及一個組裝機系統，包含：一個連續性回路軌道和一個安裝于所述連續性回路軌道內并環繞所述連續性回路軌道運行的分配頭；所述分配頭包含一個電機、一個第一軸桿和一個氣泵；所述第一氣泵可操控地連接于所述電機并受其驅動，用于在第一軸桿內產生氣流。

附圖說明

本發明部分實例將結合下列附圖詳細描述，各圖中相同標號表示相同的部件，其中：

圖1展示一個實施例中一個組裝機的俯視圖；

圖2展示如圖1所示實施例中組裝機各部件和模塊的分解圖；

圖3展示為一個實施例中另一組裝機的俯視圖；

圖4展示一個實施例中另一組裝機的俯視圖；

圖5展示一個實施例中另一組裝機的俯視圖；

圖6展示一個實施例中另一組裝機的俯視圖；

圖7展示一個實施例中另一組裝機的俯視圖；

圖8展示一個分配頭的側面剖視圖，所述配頭安裝于圖1所示實施例中組裝機的一個軌道上；

圖9A展示一個實施例中一個分配頭位置測量系統的正視圖；

圖9B展示一個實施例中如圖9A所示分配頭位置測量系統的側視圖；

圖10為一個軌道上的壓縮空氣閥系統，用于向一個實施例中的一個分配頭提供壓縮空氣；

圖11展示一個實施例中的一個控制系統；

圖12展示一個實施例中的一個分配頭；

圖13展示另一個實施例中的一個分配頭；

圖14A展示又一個實施例中的一個分配頭；和

圖14B展示如圖14A所示實施例中的分配頭內部氣泵的側視圖。

具體實施方式

以下參照附圖對本發明所公開裝置及方法做出詳細說明，此處涉及的相應實施例僅僅出于舉例說明的需要，而不是對本發明做出具體限定。

參看圖1，展示的是一個實施例中公開的組裝機10的俯視圖。附圖中所示的組裝機10可以是一個用于組裝電路板的拾放機。不過，公開內容也適用于其他各類組裝機器，例如，用于玩具組裝、工具組裝、家用電器組裝、焊接作業、膠黏劑涂布或類似作業的機器。組裝機10可以用于需要將部分部件安裝于預定位置的組裝作業或者其他需要作修整處理的任何設備、裝置或半成品。本文中所謂“半成品”可以是在進入組裝機10或者下文中所提組裝機100、200、300、400和500之任一款機器前尚未完工的產品。但是，應當指出，所謂“半成品”既可以指那些經過組裝機10、100、200、300、400和500處理后便轉為成品的產品；也可以指那些即便經過組裝機10、100、200、300、400和500處理后依然沒有完全轉為成品的產品，因為經過這些處理后的產品可能依然需要額外的組裝步驟(未予展示)。

組裝機10包含兩個組裝模塊12a和12b，四個喂料器模塊14a、14b、14c和14d和七個分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g。分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以是拾放頭，用于拾取部件并將之組裝在電路板18a和18b上；分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g也可以具備其他功能，例如檢驗、分配膠黏劑或者焊接工具等；分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g還可經設置用于拾取工具、玩具、家電或類似產品上的任何部件。同樣，喂料器模塊4a、14b、14c和14d可以是用于喂送電路板部件的模塊；每個喂料器模塊4a、14b、14c和14d均可以包含多個彼此整齊毗連的喂料器；而且，喂料器模塊可以涵蓋其他多種造型，以適應向分配頭喂送不同類型的部件；喂料器模塊4a、14b、14c和14d還可以用來向分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g供應膠黏劑或焊料。組裝模塊12a和12b可容納電路板18a和18b或任何其他有待組裝的半成品。

組裝機10包含一條由連續的圈形、環形、類圓形、圓形或類似形狀構成的軌道22。軌道22可以呈連續回路造型，以便分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g沿單一方向環繞軌道22運行。例如，所有分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以沿順時針方向環繞軌道22運行；或者，所有分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g也可以沿逆時針方向環繞軌道22運行。分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g經設置可在沿軌道22運轉時，拾取存放于喂料器模塊4a、14b、14c和14d中的部件；分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可進而將部件組裝到位于第一組裝模塊12a或第二組裝模塊12b內的半成品或電路板18a和18b上。完成組裝之后，分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以繼續環繞所述軌道運行，拾取存放于喂料器模塊4a、14b、14c和14d中的部件并將它們組裝到位于組裝模塊12a和12b內的半成品或電路板18a和18b上。

在所展示的實施例中，分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g經設置可沿順時針方向D環繞軌道22運行。喂料器模塊14a和14b經設置可向分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g供應部件，以便將相應部件組裝到位于組裝模塊12b中的半成品或電路板18b上。換句話說，所述喂料器模塊可以存放組裝模塊所需的部件，后者隨即由所述組裝模塊沿其運轉方向進行處置；在此條件下，喂料器模塊14c和14d經設置可向分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g供應部件，以便將相應部件組裝到位于組裝模塊12a中的半成品或電路板18a上。換句話說，軌道上位于所述組裝模塊12a前方的所述喂料器模塊14c和14d可存放組裝半成品或電路板18a所需的全部或大多數常用部件；而那些不常用部件則可以根據需要存放于位于軌道另一側的喂料器模塊14a和14b中。這樣的話，分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g便可自喂料器模塊14a和14b中拾取部件后，跳過第一組裝模塊12b，將所拾取的部件組裝到位于后一個組裝模塊12a內的半成品或電路板18a上。在一個實施例中，每個分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g經設置可在每個環軌道22運動周期內拾取1個部件；在另一個實施例中，每個分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g經設置可在每個環軌道22運動周期內拾取兩個或更多部件。

分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g經設置可環繞軌道22作高速運行。例如，在一個實施例中，分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以以5m/s的速度沿所述軌道運動；在另外一些實施例中，分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g的運動速度可以更快或更慢。此外，組裝機10上可配置比圖1中實施例所示16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g更多的分配頭。在每個組裝機10上配置的分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g越多，組裝機10組裝半成品或電路板18a和18b的速度就越快；配置更多數 量的分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g可以保障每個半成品或電路板18a和18b上方總有分配頭存在，從而實現組裝機10生產效率的最大化。應當指出，給系統增加額外的分配頭會導致組裝機10運行速度加快，直到過多的分配頭可能導致生產過程在最緩慢的步驟處形成排隊、積壓、等候線或這類似情況的發生。在一些實施例中，所述的最緩慢步驟可能是但不限于組裝過程，即分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g將部件組裝到半成品或電路板18a和18b上的過程。可見，所述的最緩慢步驟決定了配置有最大數量分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g的組裝機10的最高運轉速度。在分配頭數量達到最大值、運轉中在最緩慢步驟處出現排隊或瓶頸現象之前，每增加一個額外的分配頭，系統的生產效率也會相應地等量提升。

應用本組裝機10可以在不降低系統整體運轉速度的條件下增加組裝步驟，而在應用傳統拾放機時，增加組裝步驟將會顯著降低系統的整體運轉速度。例如，本系統可以在某個喂料器模塊之后配置一個膠黏劑工位。在傳統單頭或雙頭組裝機上，拾取步驟之后的膠黏劑步驟會顯著降低機器運轉速度。相比之下，本發明所公開的各種系統和機器能在不降低系統整體運轉速度的前提下增加一個膠黏劑處理步驟。此外，當本發明公開的組裝機系統所配置的分配頭數量達到上限后，如果本組裝機需要以超過系統容許范圍之上的速度運行，本系統依然可以通過增加新的組裝模塊來實現這種需要進一步增加系統運轉速度和每秒組裝量的目的。因此，本發明所公開的組裝機系統的運轉速度僅受能夠配置額外軌道部件的空間所限，此外不受限制。

通過半成品或電路板18a和18b的運動以及分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g的運動，可以實現組裝機10在X軸和Y軸上的完整自由度。例如，半成品或電路板18a和18b經設置可按照Y軸方向(圖示實施例中自左向右或自右向左)沿組裝模塊12a和12b的板材處理軌道20運動；分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g經設置可按照X軸方向(圖示實施例中自上而下或自下而上)運動。這樣可以保障所述分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g能夠對處于組裝區域內的半成品或電路板18a和18b的所有表面進行處理。在一個實施例中，所述半成品或電路板18a和18b在組裝過程中僅需沿著一個方向(例如，自左向右)運動，無需原路返回；在另一個實施例中，所述半成品或電路板18a和18b經設置可在組裝過程中做反向運動，以優化組裝效果。

作為舉例，半成品或電路板18a的組裝過程可以始自將半成品或電路板18a放置或納入到組裝模塊12a中。這一過程可以由自動化操作完成。例如，所述半成品或電路板18a可以來自位于本組裝機10左側的另一臺機器，該機器用于在所述半成品或電路板上完成前一項組裝過 程；所述半成品或電路板18a也可以由機器人取自供應點并放置到組裝模塊12a中；或者，所述半成品或電路板18a還可以經人工放置到組裝模塊12a中。組裝機10的分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g經設置可自喂料器模塊4a、14b、14c和14d中拾取部件，并將它們放置到半成品或電路板18a的主面(或圖1中的右側)。隨著半成品或電路板18a的主面逐步填充完畢，它沿著產品軌道20向右移動；隨著半成品或電路板18a向右移動，運動中的分配頭16a、16b、16c、16d、16e、16f和16g自下而上橫跨所述半成品或電路板18a，從而可以覆蓋到所述半成品或電路板18a的整個表面。在本實施例中，在組裝模塊12a進行電路板填充過程中，半成品或電路板18a可以僅僅向右方單方向移動；或者，為了優化操作過程，也可以在電路板填充過程中讓半成品或電路板18a做先向右、再向左的雙向移動。

第一和第二組裝模塊12a和12b可包含它們自身的產品軌道22，用于轉運半成品或電路板18。在一個實施例中，在第一組裝模塊12a中完成的部件填充作業可以僅僅占整個電路板18a的一部分，或者說所述電路板并沒有在此被完全填充。在組裝模塊12a和組裝模塊12b之間可以有一個板材處理系統86，該板材處理系統86可以包含其自身的產品軌道20。半成品或電路板18a可以沿著板材處理系統的產品軌道20移動至第二組裝模塊12b處，所剩下的另一半部件在此處完成組裝。組裝機10經設置可使半成品或電路板18a的運動過程完全實現自動化。和第一組裝模塊12a情況類似，半成品或電路板可以自左向右單方向或者左右雙向橫跨第二組裝模塊12b。

在另一些實施例中(例如，圖3及下文描述所示)，可以由單一的組裝模塊，例如組裝模塊12a或者12b，獨立完成每一塊電路板或其他產品上的全部填充作業。在這類實施例中，半成品、電路板或者其他產品在組裝過程中沿一個第一方向由所述組裝模塊喂送。例如，電路板或其他半成品可在所述組裝模塊內自左向右移動，同時分配頭對所述電路板或其他半成品進行填充作業；隨后，所述電路板或其他半成品沿相反方向(自右向左)自組裝模塊內釋放。由此，所述電路板或其他半成品的釋放點和喂送點可在完全相同的位置。這種情況下，組裝模塊12a或12b要同時包含一個上載系統和一個卸載系統，而不是在組裝模塊12a處設置一個上載系統、在組裝模塊12b處設置一個卸載系統。在本實施例中，所述板材處理系統86并非必須沿組裝機10橫向移動半成品或電路板或其他產品。

如本文描述所示，本發明所公開的各個系統在性質上具有完全的靈活性，可以進行個性化定制或擴展。圖2展示的是一部如組裝機10那樣的組裝機各部分的分解圖。這些部件可以增添到一個系統中，也可自系統中拆解下來；或者根據具體產量的需要定制組裝一個系統。圖2所展示的內容包含：一個端軌模塊52、一個中軌模塊50、一個分配頭16、一個電路板18、 一個喂料器模塊14、一個工具或吸嘴更換器54、一個攝像頭56、一個產品軌道20和一個組裝模塊12。所有這些部件與所述組裝機10或者下面所述的組裝機100、200、300和400的相應部件完全相同。端軌模塊52和中軌模塊50可均包含一段邊框95。該邊框95經設置可支撐軌道模塊52和50，設計上毗鄰軌道模塊上的相鄰邊框可以彼此接合。

端軌模塊52可包含一段邊框和一段U形軌道；端軌模塊52可包含一個設置于軌道直線部分的安裝界面53，以便安裝組裝模塊12或喂料器模塊14。攝像頭和其他固定式加工工位也可以安裝在端軌模塊52上。同樣，中軌模塊50可在模塊的兩側設置固定軌道的直線連接點；模塊50可包含兩段獨立的直軌，分別位于它的兩側。這兩段直軌各自均包含一個安裝界面53，以便安裝組裝模塊12或喂料器模塊14。和端軌模塊52一樣，中軌模塊50上也可安裝攝像頭或其他固定式加工工位。

組裝模塊12上可設置一個安裝界面，以便將其安裝在端軌模塊的直線部分或者中軌模塊的任一側。當所述機器設計用于向電路板上組裝電子部件時，該組裝模塊可包含一個電路板傳送帶系統、一個電路板夾鉗系統和一個電路板支撐系統。上述諸系統均可各自安裝于一個高精度伺服軸上。電路板經設置可由另一電路板轉運模塊、或者由電路板板箱上板機或下板機轉運至本模塊中；電路板可由半成品或電路板傳送帶傳送至夾鉗固定位置；隨后，夾緊所述半成品或電路板，將之固定于傳送帶的特定位置；接下來，啟動電路板支撐系統，該系統含有諸如支撐柱那樣的部件，可用以支撐所述的半成品或電路板。組裝模塊12還可以包含一個寬度調整裝置。所述的整個轉運系統，包含傳送帶、驅動、支撐系統和寬度調整裝置，均可安裝在一個直線支承和一個高精度直線驅動上。所述的直線驅動經設置可將半成品或電路板運送到一些特定位置，以便安裝在分配頭16上的攝像頭對半成品或電路板上的基準點進行拍照，并結合軌道22確認半成品或電路板的準確位置。在完成組裝模塊12內的部件組裝作業之后，所述半成品或電路板自半成品或電路板支撐系統上釋放，夾鉗松開，并由半成品或電路板傳送帶轉運至另一傳送帶上或板箱上/下板機內。另外，所述半成品或電路板也可以手工插入。在組裝模塊12上可安裝攝像頭和其他固定式加工工位。

繼續參看附圖2，圖中展示一個高精度組裝模塊84，該模塊帶有一個高精度電路板處理轉運系統85。該轉運系統85可包含產品軌道20、一個電路板夾鉗系統和電路板支撐系統，該系統整體安裝在一個高精度的Y軸驅動系統87上，后者在所有四個方向均具有高精度：鋼軌在左、后、右、前四個方向上得到固定。這樣可獲得“穿過”模式、“單邊進出”模式以及“內聯—在線”模式等轉運模式。為了進一步簡化電路板半成品通過系統的不同轉運模式，組裝模塊12和84可按標定尺寸分別固定于中軌模塊50兩邊，而且使這兩個組裝模塊12和84 能夠在中軌模塊50的中心處接合在一起，從而使半成品或電路板18可以在同一個中軌模塊50上由一個組裝模塊直接轉移到下一個組裝模塊上，如下圖7所示。

喂料器模塊14可以采用與組裝模塊12一樣的方式安裝在端軌模塊52或中軌模塊50上。在喂料器模塊14上，可安裝所需的各類喂料器構件。喂料器界面模塊可包含多個作用于電子部件喂料器的控件，以便這些電子部件可以被組裝頭16正確地拾取。

此外，喂料器模塊14以及組裝模塊12和84邊框上的安裝界面可完全一樣，便于在制造階段安裝到軌道模塊50和52當中的任一模塊上。采用完全相同的安裝邊框可以使累積公差降到最低，并可以實現所有系統中的喂料器模塊14以及組裝模塊12和84自由互換。喂料器模塊14以及組裝模塊12和84可以在制造階段集成到軌道22的直段上，一并出售給客戶。這類“喂料器模塊/軌道直段組合”和“組裝模塊/軌道直段組合”可以出售給組裝機客戶，并可立即添加到現有軌道或機器中，或者立即根據個性化需要組建一個新軌道或新機器。另外，組裝模塊12和84還可以包含一個附帶工具或吸嘴更換器54和攝像頭56，或者完善組裝流程所需的其他各種加工工位(例如，部件校直器、流量分配器、電氣測試儀等)。

由此，所述組裝機可以包含多個軌道模塊50和52，每個軌道模塊50和52均含有軌道22的一段。多個軌道模塊50和52可以彼此接合起來，形成一個如軌道22那樣的連續性回路軌道。所述連續性回路軌道22可安裝一個分配頭16，后者經設計環繞連續性回路軌道22運行，并至少完成半成品18的部分組裝作業。喂料器模塊14可固定到連續性回路軌道22的一個第一直段上，經設置可向所述分配頭16喂送一個部件。所述的部件可以是電子部件、工具頭、焊料、膠黏劑或者任何由喂料器模塊14喂送至分配頭16的物件。組裝模塊12和84可固定到連續性回路軌道22的一個第二直段上，可設計用于承納一個如所述半成品或電路板18那樣的半成品。所分配頭經設置可向所述半成品上組裝所述部件。因而，由多個模塊50和52構成的軌道22設計上可以反復添加或者拆卸其中的一個或多個模塊50和52。為了容納或移除額外的組裝模塊12和84以及喂料器模塊14，可以通過添加或移除一個或多個模塊50和52完成對軌道22的重構。對連續性回路軌道22的重構無需機械加工或其他永久性變更過程，而僅需要普通手工工具，例如改錐、扳手、虎鉗和類似工具即可完成。

另外，本公開內容涵蓋一種組裝方法，這種方法可包含：提供一個如軌道22那樣的連續性回路軌道，并將之橫向安裝在多個如模塊50和52那樣的模塊上；這種方法可包含：在所述連續性回路軌道上安裝一個如分配頭16那樣的分配頭；這種方法可包含：在軌道22的第一直段上安裝一個如喂料器模塊14那樣的第一喂料器模塊；這種方法可包含：在軌道22的第二直段上安裝一個如組裝模塊12那樣的第一組裝模塊；這種方法可包含：利用所述分配頭至少完 成對一個半成品的部分組裝作業，該半成品與半成品或電路板18類似；這種方法還可包含：按照以下任一模式重構所述的連續性回路軌道：A)添加所述軌道的一個或多個所述模塊；B)移除所述軌道的一個或多個模塊；這種方法還可包含：提供一個組裝機，以及通過移除一個喂料器模塊并換上一個組裝模塊、或者移除一個組裝模塊并換上一個喂料器模塊的方式對所述的組裝機進行重構；這種方法還可包含：通過添加一個或多個喂料器模塊或者移除一個或多個喂料器模塊的方式對所述組裝機進行重構；這種方法還可包含：通過添加一個或多個組裝模塊或者移除一個或多個組裝模塊的方式對所述組裝機進行重構。

本文所提及各種組裝機及其系統的可塑性、個性化和可擴展特征在圖3-6所示的實施例中均同樣得到展示。首先參看圖3，展示的是另一臺機器：組裝機100。組裝機100展示的是利用本公開內容制造出的最簡易機器中的一個實例。組裝機100可包含兩個軌道端軌52；一個喂料器模塊114a集成到或者安裝在一個所述的端軌52上；一個組裝模塊184集成到或者安裝在對面的第二個所述端軌52上；所述組裝模塊184包含板材處理系統85；在該圖中，可提供兩個板材處理系統186；所述的板材處理系統186可安裝在組裝機系統100上，它們能夠將半成品或電路板18轉運到組裝機100上，或者將它們從組裝機100上轉運走；圖中所示的組裝機系統包含兩個分配頭116a和116b；圖中所示第一分配頭116a正自喂料器模塊114a上拾取一個部件，而第二分配頭116b則正在將一個部件組裝到所述半成品或電路板18上；因此，相比于擁有更多模塊和分配頭的更大機器而言，組裝機100是一臺低成本、產能有限的機器；但是，組裝機100的構成部件112、114、116、52、22、156、154和構成具有更長軌道的較大型機器所用部件完全一樣；

下面參看圖4，展示的是另一臺機器：組裝機200。組裝機200展示的是那種需要多個不同喂料器模塊的系統中一個實例。具體地說，組裝機200包含7個喂料器模塊214a、214b、214c、214d、214e、214f、和214g，但只有一個組裝模塊212；組裝機200包含兩個端軌模塊52和三個中軌模塊50；此外，組裝機200包含六個分配頭216a、216b、216c、216d、216e和216f；在本實施例中，由于只有一個組裝模塊212，所以該組裝模塊212可設計成無需產品軌道20或轉運系統即可完成上板和下板作業的模式；

應該指出，組裝機200可以通過改造或擴展圖3所示組裝機的方式獲得；例如，可以先行拆分組裝機100的兩個端軌模塊52；隨后將三個中軌模塊50安裝在兩個端軌模塊52的首尾端之間，所述的每個中軌模塊50上均集成或安裝有喂料器模塊214；組裝完軌道22之后，再將額外的四個分配頭216加入到軌道中，總共構成6個分配頭。

圖5所示的是另一臺機器：組裝機300。組裝機300可包含三個喂料器模塊314a、314b和314c；組裝機300可包含四個分配頭316a、316b、316c和316d；組裝機300可包含一個組裝模塊312；組裝機300可以通過改造所述組裝機200或所述組裝機100的方式獲得；例如，若通過改造所述組裝機200獲取組裝機300，需將所述組裝機200首尾端之間的中軌模塊50移除掉兩個，一同移除的還有它們相對應的喂料器模塊214c、214d、214e和214f；此外，可以一同移除分配頭216a和216b，留下如圖所示組裝機300的四個分配頭；同理，組裝機300還可以通過將帶有喂料器模塊314的中軌模塊50添加到所述組裝機100中、并同時添加兩個額外分配頭的方式獲得。

下面參看圖6，展示的是另一臺機器：組裝機400。組裝機400包含五個喂料器模塊414a、414b、414c、414d和414e,九個分配頭416a、416b、416c、416d、416e、416f、416g、416h和416i，和三個組裝模塊412a、412b和412c；連同所述組裝模塊412a、412b和412c一道展示的是尺寸各異的半成品或電路板418a、418b和418c；例如，組裝模塊412a包含最小尺寸的電路板418a；組裝模塊412b包含最大尺寸的電路板418b；而組裝模塊412c包含中等尺寸的電路板418c；因此，應當指出，一臺組裝機可以同時完成組裝不同類型電路板或其他產品的作業；為了自動或手工向所述組裝模塊412a、412b和412c提供更多半成品或電路板，所述組裝模塊412a、412b和412c可包含它們自身的上載和卸系統，以及它們自身半成品或電路板板箱的上板或下板系統；

本公開內容所展示的這類組裝機擁有不同的尺寸和構件；但是，應當指出，本發明公開的原理可以用來制造各種不受尺寸限制的組裝機；任何長度的軌道、任何數量的喂料器模塊、組裝模塊和分配頭均在考慮范圍之類；此外，所述組裝模塊可以在同一位置完成上載和卸載電路板作業；或者，一個第一組裝模塊可上載電路板以完成第一步組裝作業，隨后經由產品軌道20將處理后的半成品或電路板移交至第二組裝模塊，由所述第二組裝模塊完成第二步組裝作業；

圖7所示的是另一臺機器，組裝機500。該組裝機500可以被視為是一臺“工廠級機器”，因為該組裝機500擁有四條不同的組裝線550、552、554和556；組裝機500包含八個組裝模塊512a、512b、512c、512d、512e、512f、512g和512h；組裝機500包含十八個喂料機模塊514a、514b、514c、514d、514e、514f、514g、514h、514i、514j、514k、5141、514m、514n、514o、514p、514q和514r；組裝機500包含十九個分配頭516a、516b、516c、516d、516e、516f、516g、516h、516i、516j、516k、516l、516m、516n、516o、516p、516q、516r和516s。四條組裝線550、552、554和556可設計用來組裝不同類型的 電路板或其他半成品；這種情況下，所述電路板或其他半成品可以沿產品軌道20自上方組裝模塊512a、512c、512e和512g移動到下方組裝模塊512b、512d、512f和512h；板材處理系統586可以安裝在每條組裝線的終點，也可以安裝在組裝模塊512a、512b、512c、512d、512e、512f、512g和512h上，以方便半成品或電路板的轉運；本機器所展示的系統中，產品軌道20位于單個中軌模塊兩端之間，而不是橫跨多個中軌模塊；

應當指出，在喂料器模塊14、114、214、314、414和514的必要數量范圍內，根據本公開內容制造的系統或組裝機10、100、200、300、400和500的速度不受限制；換句話說，只要按照延長的軌道22為系統增加適當數量的分配頭16、116、216、316、416和516，組裝機10、100、200、300、400和500的產出就不會隨著軌道22數量的增加而降低。此外，所述系統或組裝機10、100、200、300、400和500的產出與每個喂料器或喂料器模塊14、114、214、314、414和514所處位置無關；分配頭16、116、216、316、416、516以同樣的時間完成一個周期的組裝作業，與分配頭16、116、216、316、416、516需要在什么位置從喂料器中拾取電子部件無關；這也意味著在本組裝機10、100、200、300、400和500中，喂料器模塊14、114、214、314、414和514在生產切換過程中無需移動至另一個位置。對本文所述組裝機10、100、200、300、400和500的最優化處理可以通過盡量減少半成品或電路板18、或者組裝機構件上的其他產品的運動來實現；這一最優化過程包含在系統中的分配頭16、116、216、316、416和516帶有較高加速度和減速度、并在快速移動的過程中，讓半成品或電路板18、118、218、318、418、518或者其他產品的運動保持輕柔。

另外，本發明所公布的各種系統或組裝機10、100、200、300、400和500在速度上具有伸縮性。所有分配頭16、116、216、316、416和516均可以在預定時間內完成整個拾放周期；這個預定時間可取決于軌道長度和分配頭16、116、216、316、416和516的停頓或減速次數；在一個典型的拾放周期內，可以存在四個步驟：一次拾取停頓，一次視覺/攝像頭停頓或降速，一次組裝停頓和一次吸嘴更換停頓；軌道的長度可取決于每個拾放周期內喂料器模塊14、114、214、314、414和514的數量和/或組裝模塊12、84、184、212、312、412和512的數量；通過增加組裝模塊12、84、184、212、312、412和512的數量，由每個分配頭沿相同軌道長度運動所確定的組裝機10、100、200、300、400和500整體速度可以增加。

下面參看圖8，展示的是安裝于軌道22上的分配頭16的側面剖視圖。應當指出，分配頭16可以為分配頭16、116、216、316、416和516中的任一款。同時應當指出，在所展示的 實施例中，分配頭16可包含：一個基座24、一個直線電機線圈組26、一個支承系統28、一個軸桿30、一個吸嘴31、一個Z軸驅動32、一個編碼器讀頭33、一個控制與電源系統34、一個接觸軌35、一個工具或吸嘴更換器36和一個空氣密封蓋37。軌道22可包含：一個磁軌38、一個邊框40、一個支承軌42和一個空氣分配系統43。因此，軌道22是帶磁性的，可包含一個永磁電機44，該永磁電機包含分配頭16的直線電線線圈組26和軌道22上的磁軌38；磁軌38可包含許多塊彼此毗鄰放置的磁體，它可以和分配頭16內的直線電機線圈組26一起，驅動分配頭16在軌道22上運行；或者，軌道22可包含多組線圈，而分配頭16則包含多塊永磁體。

軌道22的邊框40可起到支撐軌道22和分配頭16的作用。邊框40可以使用金屬、鑄鐵、不銹鋼、木材或任何能夠支撐軌道22的材料制造；邊框40可以沿其長徑的不同點位進行彎曲處理，以適應回路軌道22；不過，軌道22和邊框40上的曲折處所構成的轉彎拐角應有足夠大的半徑，以便直線電機44能夠正常為分配頭16提供所需的加速度、減速度和速度。

磁軌38可以安裝在環繞軌道22整周的邊框40上。磁軌38可以是永磁性直線電機44的一部分，該磁軌38與直線電機線圈組26協同工作，可以驅動分配頭16環繞軌道22運行。構成永磁性直線電機系統的26、38和44可經編程設置，實現對軌道22上多個分配頭的逐一驅動。直線電機線圈組26可以是一個鐵芯線圈組，而且，磁軌38與該直線電機線圈組26協同工作，所產生的吸合裝置可以將拾放頭16吸合在軌道22上。在另外一些實施例中，所述永磁直線電機44可被替換為其他驅動和吸合裝置，例如，一個開關磁阻直線電機；還有一個實施例中，永磁直線電機44可被替換為一組從動輪；還有另外一個實施例中，分配頭16可以包含一個移動性永磁體和軌道22，而不是如上所述，包含多個靜止的鐵芯線圈或直線電機線圈。在使用驅動輪而不是磁體的情況下，需要增加額外的鋼軌讓分配頭16在軌道22上運行，并確保分配頭16不會自所述軌道22上掉落下來。在使用永磁直線電機22的情況下，分配頭16借助直線電機線圈組26所產生的磁吸力吸合在軌道22上；這本實施例中，向系統中添加一個分配頭和讓它在軌道22上吸合到位都非常簡單，隨后便可以通過組裝機10或軌道22的控制系統啟動這個分配頭。

此外，本實施例還涵蓋一種組裝方法，包含：提供一種如分配頭16那樣的分配頭；這種方法可包含：提供一種如軌道22那樣的軌道；該組裝方法可包含：提供一個如系統26、38和44那樣的永磁直線電機系統，位于所述分配頭和所述軌道之間；這種方法可包含：借助磁吸方法將所述分配頭安裝在所述軌道上，用磁力驅動所述分配頭沿所述軌道運動，以及利用所述分配頭至少部分地完成對一件半成品，例如，半成品或電路板18，的組裝作業。分配頭16可包含一個接觸軌35，該接觸軌35經設置可與軌道22的邊框40的一部分相接觸，由于軌 道22帶有驅動、電源或其他電氣信號，所以它可通過接觸軌35為分配頭16提供驅動；圖8所示的接觸軌35由兩個結觸位點構成，不過，應當指出，接觸軌35也可包含兩個以上的接觸位點，例如，所述接觸軌35可以包含2-10個接觸位點；而且，這種設計可使通訊信號由軌道22或組裝機10發送到分配頭16；接觸軌35可包含接觸位點35a和35b，用于傳送驅動電源和通訊信號。在另一些實施例中，來自軌道22或組裝機10的通訊信號可以和分配頭16通過Wi-Fi、紫蜂(Zigbee)或類似技術實現無線溝通。

組裝機10因此可包含一個控制系統1000(本文圖11中有更具體的展示)，可位于一個或多個所述組裝模塊內部，例如，位于組裝模塊12、84、184、212、312、412和512的內部。為此，組裝機10可包含一個總線通訊系統，經設置可提供控制系統1000與每個分配頭16之間的獨立通訊；不過，并非所有的多個分配頭16均需通過獨立電線與所述控制系統連接在一起；相反，這些分配頭可以和所述總線系統相連接，由所述總線系統向諸如分配頭16這樣的靶向分配頭提供數據包。

另一個實施例涵蓋一種方法，包含：提供一種如軌道22那樣的連續性回路軌道。這種方法可包含：提供多個如分配頭16那樣的分配頭；這種方法可包含：提供一個如控制系統100那樣的控制系統；這種方法還包含：提供一個總線通訊系統；這種方法還包含：讓所述多個分配頭以彼此獨立的方式環繞所述軌道運行，并利用所述分配頭至少部分地完成對半成品，例如，半成品或電路板18，的組裝作業；這種方法可包含：通過所述總線通訊系統實現所述控制系統與多個分配頭的逐一獨立通訊；而且，并非所有所述的多個分配頭均要以獨立電線與所述控制系統連接在一起。

分配頭16還可以包含一個支承系統28，便于分配頭16圍繞軌道22運轉。支承系統28可以是一個凸輪從動支承或者其他類型的支承系統。由于支承系統28可導致分配頭16缺乏所需的位置精確性，在一種配置方案中，分配頭16能夠根據軌道22或邊框40自行測定自己所在位置。圖9A和9B中展示的就是這樣的實施例。在這一實施例中，分配頭16可包含一個用于感應拾放頭16位置的位置傳感系統59，或者一個感應拾放頭16相對于軌道22所在位置的吸合裝置，該吸合裝置包含：一個第一傳感器60、一個第二傳感器61、一個第三傳感器62和一個第四傳感器63；這些傳感器可為電感式、電容式、激光式或利用其他距離測定技術制造而成。在其他一些實施例中，位置傳感系統59可以是一個動作感應系統。位置傳感系統59經設置可感應軸桿30相對于所述軌道的所在位置和/或旋轉；第一和第二傳感器60和61經設置可測定一個第一層面的旋轉，此處定義為旋轉方式R1；第三和第四傳感器62和63經設置可測定一個垂直于所述第一層面的第二層面的旋轉，此處定義為旋轉方式R2。其他的實施例中可包含 四個以上的傳感器；在一個實施例中，可利用六個傳感器連續感應分配頭16或軸桿30相對于所述軌道的所在位置。位置傳感系統59可以達到亞微米級傳感精度，可以包含一個亞微米級直線編碼頭64，用于感應分配頭16相對于軌道22的所在位置；總體而言，位置傳感系統59可以探知分配頭16上的吸嘴31相對于軌道22或邊框40的所在位置并做出調校。

此外，本公開還涵蓋一種方法，包含：提供一種如拾放頭16那樣的拾放頭。這種方法可包含：將所述拾放頭安裝于如軌道22那樣的軌道上，使得所述拾放頭可以沿所述軌道運行；這種方法可包含：借由所述拾放頭感應它相對于所述軌道的所在位置；這種方法可包含：通過安裝于軌道上的所述拾放頭拾取一個電子部件，并同樣由該拾放頭將這一電子部件組裝在如半成品或電路板18那樣的半成品上。

參看前圖8，分配頭16可包含一個空氣密封蓋37，而軌道22可包含一個空氣分配系統43。圖10展示的便是軌道22上的空氣分配系統43。為了向移動中的分配頭16提供壓縮空氣，所述分配頭要么自身配備壓縮空氣供應源，要么由軌道22或組裝機10提供；在此處的實施例中，所述軌道包含一個全程包裹于軌道22之外的空氣分配系統43。該空氣分配系統43可以是位于軌道22上的一條管道，帶有多個如圖9所示的空氣閥70；如圖10所示，空氣閥70沿軌道22分布，可以按照激活分配頭16的要求呈規則或不規則位置分布。軌道22還可以包含多個空氣傳輸孔72，當某個空氣閥70開放時，這些空氣傳輸孔可以將空氣傳輸至相應的分配頭16。分配頭16可包含一個滑履部件74，可接收空氣并通過一個開孔76將通向其他分配頭的空氣排放出來。空氣閥70經設置后，可僅在分配頭16所屬的滑履部件74與該空氣閥相對齊時才開放；例如，空氣閥70可以通過空氣分配系統43向分配頭16提供空氣，以啟動吸嘴31工作。空氣閥70可以經由傳感器來啟動，該傳感器由移動狀態下的分配頭16觸發；空氣閥70更常見的啟動方法是由位于它上方的、分配頭16所屬的滑履部件74來啟動。滑履部件74的長度可大于兩個空氣閥70之間距離的兩倍，以保證系統具有足夠余量。應當指出，空氣分配系統43可以指滑履部件74、空氣閥70、空氣傳輸孔72、吸嘴31或軌道22(圖中未展示)內部管道中任何可在所述軌道內分配空氣的構件；空氣分配系統43經設置可向處于所述連續性回路軌道上任何位置的分配頭16分配空氣，不管該分配頭正在運動還是處于靜止狀態；空氣分配系統43也可經設置向處于軌道22上多個位置、但不是所有位置上的所述分配頭提供空氣。

此外，本實施例還涵蓋一種方法，包含：提供一種如軌道22那樣的連續性回路軌道；這種方法可包含：提供一個如分配頭16那樣的分配頭，安裝在所述連續性回路軌道上；這種方法可包含：使所述分配頭環繞所述軌道運行，并經所述軌道向所述分配頭分配空氣；這種方 法可包含：向所述分配頭提供壓縮空氣，并利用所述分配頭至少部分地完成對一件半成品，例如，半成品或電路板18，的組裝作業。

分配頭16可包含一個吸嘴31。吸嘴31可以是一個真空嘴或者夾持嘴；吸嘴31可通過分配頭16上的工具/吸嘴更換器36進行更換，或者進入如工具更換器54那樣的固定式工具更換工位進行更換，兩種方法均為本領域所熟知。

在一個實施例中，分配頭16經設置可在組裝作業前從安裝于組裝模塊12、84、184、212、312、412和512上的攝像頭56上方通過；這樣可以啟動視覺檢測和對電子部件的對中處理；攝像頭56經設置可在電子部件移動至攝像頭上方時使用可凍結運動圖像的光學特征對所述電子部件進行拍照；拍照完成后，攝像頭獲得電子部件相關特征的圖片，該圖片需要和半成品或電路板18的相應特征進行對位；為了將電子部件相關特征與半成品或電路板18成功對位，必須獲得攝像頭56在開啟閃關燈獲取圖像時刻組裝頭所在的準確位置；鑒于采用總線方式連接分配頭時會產生延時現象，本發明涵蓋一種在圖像獲取時精確捕捉所述分配頭位置的新方法。為此，要在分配頭16上配備一個光線捕捉傳感器46，經設置可在攝像頭56上閃光燈照亮分配頭16所攜帶電子部件或分配頭自身某個零件時，對該閃光燈燈光進行探測；該光線傳感器46連接到分配頭16上的局部控制系統，后者通過同樣安裝在分配頭16上的編碼器讀頭33，可以在光線閃動時立即讀出分配頭16上準確的編碼器位置；隨后，圖像獲取時分配頭16所處準確位置便可以通過總線傳輸至所述組裝模塊。這樣，組裝頭直線電機驅動系統26和38便可以根據半成品或電路板18對組裝模塊12、84、184、212、312、412和512進行X軸校正，而產品軌道20或者高精度轉運系統85則可以進行相應的Y軸校正。

另外還有一種方法，也包含：提供一種如分配頭16那樣的分配頭。這種方法可包含：提供一個位于所述分配頭之內的控制系統；這種方法可包含：提供一個位于所述分配頭之內的、如傳感器46那樣的光線捕捉傳感器；這種方法可包含：提供一個如攝像頭56那樣的靜態攝像頭；這種方法可包含：由靜態攝像頭向所述分配頭上的電子部件或所述分配頭的某個零件發射一束光線；這種方法可包含：利用所述控制系統確定光線閃動時刻準確的編碼器位置；這種方法可包含：利用所述分配頭至少部分完成對一個半成品，例如，半成品或電路板18，的組裝作業。

本公開內容中的分配頭16能夠在不影響或不降低系統整體速度的狀態下拾取和組裝多種類型的部件；每個分配頭均可組裝尺寸、形狀各異的部件。每個分配頭上的軸桿數量也可減少，因為與利用現有最新技術的系統不同，本實施例中的分配頭至電路板的行程時間不會由于單一分配頭的多次組裝作業而延宕。制造帶有多達12—30個軸桿的分配頭會導致能夠被 某個特定分配頭拾取的電子部件在尺寸上大打折扣，導致在使用現有最新技術的系統中，需要有多種不同的分配頭來組裝不同規格的電子部件。相反，由于本實施例中的所述分配頭無需返回，使它相較于其他典型系統中的分配頭而言，具有軸桿數量較少、但拾取電子部件能力更強的特點，而且每個所述分配頭也因此在組裝電子部件時具有更大的力度范圍。這種方法可以制造出只需安裝一種分配頭16便能高速完成所有組裝作業的機器。

應當指出，本實施例也可使用不同于本文所公開的分配頭16的其他類型分配頭，例如，分配頭16可以用于焊接、擰螺絲、捶打或類似作業。此外，所述軌道可涵蓋其他形狀的端軌模塊52和中軌模塊50；任何形狀的軌道，只要分配頭能環繞其運行便適用于本文所公開的系統和組裝機。

在另一個實施例中，所述系統或組裝機可能并不包含一個完整的連續性軌道，而是一條在其兩端各有一個掉頭裝置的長形直軌。這種設計在僅僅使用單一分配頭的系統中格外有利。在一個實施例中，設置有一個旋轉裝置，它可提升一個分配頭，并沿縱軸轉動所述分配頭90或180度后再將所述分配頭放落到所述軌道之上。這種方法可以使分配頭的工作周期更加緊湊，并將所述系統所占空間降至最低。

在另一個實施例中，所述系統的一個分配頭可攜帶多個軸桿，每個軸桿上由多個吸嘴。多軸桿設計可使得分配頭在每個工作周期內拾取多個電子部件進行組裝作業，例如，一個帶有三個軸桿組件的分配頭可以自三個不同的喂料器模塊上拾取三個電子部件，并將它們運送到所述組裝模塊。這種方法可以在不改變動作參數和分配頭數量的條件下提高所述系統或組裝機的生產潛能。

在另一個實施例中，組裝模塊12、84、184、212、312、412和512可有各自的控制系統，能對整臺組裝機10、100、200、300、400和500進行控制。在具有多個工位的情況下(作為舉例，參見圖1的12a和12b)，一個工位為主工位，可控制所述分配頭將任務對象轉運至其他組裝工位；例如，在圖1所示的實施例中，組裝模塊12a可內含控制系統，實現對整臺機器的控制，而組裝模塊12b屬隸屬組裝模塊，它所攜帶的控制系統僅負責對組裝模塊12b的控制。

在另一個實施例中，組裝模塊12、84、184、212、312、412和512可包含兩個或更多的、各自獨立運動的電路板或其他材料的表面組裝臺。這種雙道或三道(或更多道)設計可能需要兩條、三條(或更多條)產品軌道20來實現。這種雙道或多道設計可以優化切換電路板或者其他產品所需時間，例如，當第一塊電路板正在組裝的同時，下一塊電路板便可 擺放到位。這種設計對組裝那種待組裝部件較少、因而單件產品組裝時間較短的半成品或電路板尤其重要。

下面參看圖11，展示的是一個可用于實施本發明任一方法的計算機系統和計算機程序代碼結構，所代表的是控制系統1000或者位于分配頭16內的任何控制系統或計算機系統。

本發明的多個方面都是圍繞一個單純的硬件實施例而言，單純的軟件實施例(包含固件、常駐軟件、微代碼程序等)或者融合軟、硬件諸方面的實施例在本文中一概以“電路”、“模塊”或者“系統”相稱。此外，在一個實施例中，本發明可以以一種計算機程序產品的形式出現，該計算機程序產品由一個或多個物理可見(例如，硬件)的計算機可讀性介質或者內儲計算機可讀性程序代碼的設備構成。所述程序代碼經設置由一個計算機處理器或控制系統執行，用于實施本發明所公開的各種方法。在一個實施例中，所述各種物理可見的計算機可讀性介質和/或存儲有所述程序代碼的設備(例如，各種硬件介質和/或設備)，以及所述用于實施本發明各種方法的程序代碼，均不包含一般意義上的單一信號，特別是一過性的信號。

一種或多種計算機可讀性介質或設備的任意組合均可用于本實施例。所述計算機可讀性介質可以是一種計算機可讀的信號介質或者是一種計算機可讀的存儲介質；所述計算機可讀的存儲介質可以是但不限于：一種電子學、磁學、光學、電磁學、紅外線或半導體系統、裝置、設備或者上述介質的適當組合形式；所述計算機可讀的存儲介質或設備的更具體實例包含(非完成清單)：一個電氣連接、一個便攜式計算機磁盤、一個硬盤、一個隨機存取內存(RAM)、一個只讀內存(ROM)、一個可擦除可編程只讀內存(EPROM或閃存)、一個射頻識別標簽、一個便攜式光盤只讀存儲器(CD-ROM)、一個光學存儲設備、一個磁學存儲裝設備或者上述介質的適當組合形式；在本文語境下，一個計算機可讀的存儲介質可以是任何物理可見的介質或硬件設備，特征是該介質或設備內含有或存儲有一種可供某個指令執行系統、裝置或設備使用或與之相連接的程序。

計算機可讀的信號介質可以是一條內置有計算機可讀程序代碼的傳播數據信號，例如，一條無線電廣播信號或者一條經以太網線傳輸的數字化數據。這樣的傳播信號可有多種實現形式，包含但不限于：電磁信號、光學脈沖、載波信號的調制以及上述形式的任意組合。

內置于計算機可讀介質上的程序代碼可以借助任何適當的介質傳輸，包含但不限于：無線通訊介質、光纜、電纜、射頻或紅外電磁傳輸等，以及上述傳輸介質的任何適當組合。

用于實施本發明各方面操作的計算機程序代碼可以用一種或多種編程語言和一種或多種腳本語言的組合方式編寫。所述編程語言包含但不限于Java、Smalltalk和C++；所述的腳本語言包含但不限于JavaScript、Perl和PHP。所述程序代碼可以以一個獨立軟件包形式完全或 部分地由用戶計算機執行；或者部分由用戶計算機、部分由遠程計算機執行；或者完全有遠程計算機或服務器執行。最后一種情況下，所述遠程計算機可以通過任何形式的網絡與用戶計算機相連接；所述網絡形式可以是一個局域網(LAN)、寬域網(WAN)、內聯網、外聯網或者由聯合使用局域網、寬域網、內聯網和外聯網構成的企業網；另外，所述連接也可(例如，通過互聯網服務供應商提供的互聯網)連接至外部計算機。

以上或下文所提及的本公開內容的各個方面，均以本發明各實施例所涵蓋的各種裝置(系統)和計算機程序產品為參照。應當指出，控制系統100或分配頭控制系統可經由計算機程序指令實現操作；這些計算機程序指令可以提供給一臺通用計算機、專用計算機或用于機器生產的其他可程序化數據處理裝置的處理器，以便這些指令借助所述計算機或其他可程序化數據處理裝置的處理器，按照流程圖和/或方框圖中一個或多個方框所細化的各項功能/動作完成任務。

這些計算機程序指令可指示一臺計算機、其他可程序化數據處理裝置或其他設備以某種特定方式工作，以便存儲于計算機可讀介質中的指令能生產一件制品，包含實施流程圖和/或方框圖中一個或多個方框所細化的各項功能/動作的各種指令。

這些計算機程序指令還可載入到一臺計算機、其他可程序化數據處理裝置或者其他設備上，在計算機、其他可程序化數據處理裝置或者其他設備上觸發一系列操作步驟，進而產生一個由計算機實施的過程。借助該計算機實施的過程，依托于計算機或其他可程序化裝置得以執行的所述指令能提供完成流程圖和/或方框圖中一個或多個方框所細化的各項功能/動作所需的一系列過程。

在圖11中，控制系統1000或分配頭控制系統可包含一個處理器1003，后者通過一個或多個I/O接口1009耦合到一個或多個硬件數據存儲設備1011以及一個和多個I/O設備1013和1015上。

硬件數據存儲設備1011可包含但不限于：磁帶驅動器、固定或移動硬盤、光碟、配備存儲功能的移動設備和固態存取或只讀存儲設備；I/O設備可包含但不限于：輸入設備1013，例如鍵盤、掃描儀、手持通訊設備、觸摸顯示器、平板電腦、生物識別系統、操縱桿、軌跡球或計算機鼠標，和輸出設備1015，例如打印機、繪圖機、平板電腦、移動電話、顯示儀、聲音生成設備；數據存儲設備1011、輸入設備1013和輸出設備1015可放置于組裝機現場，也可放置于遠程地點，再通過一個網絡接口與I/O接口相連接。

處理器1003也可連接到一個或多個內存設備1005上，后者包含但不限于：動態隨機存儲器(DRAM)、靜態隨機存儲器(SRAM)、可編程只讀存儲器(PROM)、現場可編程門陣列(FPGA)、SD卡、SIM卡或其他類型的內存設備。

至少有一種內存設備1005上存儲有計算機程序代碼1007，后者是一種由計算機可執行指令構成的計算機程序。所存儲的計算機程序代碼包含一種程序，它可以根據本發明相關實施例，執行一種可對可編程搜索的運行規則進行高效篩選的方法，該方法也可在本說明書中提及的其他實施例中執行。數據存儲設備1011可以存儲計算機程序代碼1007；存儲于存儲設備1011中的計算機程序代碼1007經設置可由處理器1003通過內存設備1005來執行；處理器1003執行處于存儲狀態下的計算機程序代碼1007。

由此，本發明公開了一個支持計算機基礎設施、并將計算機可讀代碼集成、托管、維護、部署到控制系統1000或分配頭控制系統上的過程，其特征是：所述代碼在控制系統1000或分配頭控制系統的協同下，可以為可編程搜索的運行規則提供一種高效篩選方法。

本發明的所有部件、控制系統1000或者分配頭控制系統均可由一家致力于為可編程搜索的運行規則提供高效篩選方法的服務供應商負責設計、集成、托管、維護、部署、管理、服務和支持等過程。由此，本發明公開了一個部署或集成計算機基礎設施的過程，包含將計算機可讀代碼集成到控制系統1000或分配頭控制系統上的過程，其特征是：所述代碼在控制系統1000或分配頭控制系統的協同下可以為可編程搜索的運行規則提供一套高效篩選方法。

一個或多個存儲單元1011(或者一個或多個額外的內存設備，未在圖11中展示)可用作計算機可讀性硬件存儲設備，其中存儲有計算機可讀程序和/或其他數據，其特征是：所述計算機可讀程序包含計算機程序代碼1007。一般情況下，控制系統1000或分配頭控制系統所用的計算機程序產品(或者，也可以是一件制品)可包含所述的計算機可讀硬件存儲設備。

雖說為了執行特定方法、以實施對某項綁定事務的操作，可將程序代碼1007載入到一個計算機可讀存儲介質(例如，計算機數據存儲設備1011)上，再以這種方式將所述程序代碼1007直接載入到客戶端、服務器和代理計算機(未予展示)上，從而實現對程序代碼1007的人工部署，但是，也可將程序代碼1007發送至一臺中央服務器(例如，控制系統給1000或分配頭控制系統)或一組中央服務器上，實現程序代碼1007在控制系統1000或分配頭控制系統上的全自動或半自動化部署；此后，程序代碼1007可以被下載至客戶端計算機(未予展示)，由后者執行程序代碼1007。

或者，程序代碼1007可以經由電子郵件直接發送到客戶端計算機；隨后，程序代碼1007既可被移送至客戶端計算機的某個目錄之下，也可通過電子郵件選項選定某一程序，由該程 序將程序代碼1007移送至指定目錄，最終將程序代碼1007載入到客戶端計算機的某個目錄之下。

另一種做法是直接將程序代碼1007發送到客戶端計算機硬盤驅動器的某個目錄之下；若使用代理服務器，本過程需先選定代理服務器代碼、決定在哪些計算機上存放代理服務器代碼、傳送代理服務器代碼、再將代理服務器代碼安裝到所述代理計算機上；程序代碼1007隨后被傳送至并存儲于所述代理服務器。

在一個實施例中，用于執行特定方法、完成對某項綁定事務操作的程序代碼1007被集成到一個客戶端、服務器和網絡環境中，使用的方法是使程序代碼1007與各種軟件應用(未予展示)、操作系統(未予展示)和網絡操作系統軟件(未予展示)共存，并將程序代碼1007安裝在其工作環境下的所述客戶端和服務器上。

上述關于對程序代碼1007所包含代碼的集成，其第一步是要在包括網絡操作系統(未予展示)在內的客戶端和服務器上，對部署程序代碼1007時所需的所有軟件、以及需要與程序代碼1007協同工作的所有軟件進行確認；這類需確認的軟件包含網絡操作系統，其特征是：所述網絡操作系統包含通過增加聯網功能以強化某個基本操作系統的軟件；其次，所述軟件應用和版本號需要與那些經過檢驗、能夠與程序代碼1007協同工作的軟件應用及其正確版本號列表進行確認、比較；缺失的軟件應用或者版本號與正確版本號不符的軟件應用需升級到正確的版本。

核對將相關參數由程序代碼1007傳送至某個軟件應用的程序指令，確保該指令的參數列表與程序代碼1007所規定參數列表相匹配；反過來，由該軟件應用傳送至程序代碼1007的參數也需核對，以確保該參數與程序代碼1007所規定參數相匹配。包括網絡操作系統在內的所述客戶端和服務器操作系統需要與那些經過檢驗、能夠與程序代碼1007協同工作的操作系統、版本號和網絡軟件程序列表進行確認、比較；與檢驗合格的操作系統、版本號列表不相匹配的操作系統、版本號或網絡軟件程序需要升級，以使得客戶端計算機和服務器計算機上的操作系統、版本號或網絡軟件程序達到列表中所規定的水平。

在確保需部署程序代碼1007的軟件的版本號達到要求，能夠與程序代碼協同工作之后，再把程序代碼1007安裝在客戶端和服務器上，便完成了集成過程。

下面參看圖12-14B，展示的是分配頭2000、2100和2200的三個實施例。應當指出，分配頭2000、2100和2200的設計原則和技術均可運用于前文所述的各種組裝機10、100、200、300、400和500；但是，同時應當指出，分配頭2000、2100和2200的設計原則和技術也可運用到其他與前文所述各實施例中的回路軌道式組裝機不一致的組裝機。因此，分配頭2000、 2100和2200均可用于現有技術條件下的表面組裝機器之中，這類組裝機以沿X軸和/或Y軸和/或Z軸移動的拾放頭為典型配置。此外，分配頭2000、2100和2200可經特定設置，用于拾取電子部件并將它們組裝到一塊電路板上；但是，在一些實施例中，分配頭2000、2100和2200可用于不同于拾取和組裝的其他類型組裝作業，例如，涂布膠黏劑、焊接、擰螺絲或類似操作。

本文所述分配頭2000、2100和2200結構上包含一個或多個安裝在其表面或內部的微型泵。參看圖12，展示的是分配頭2000，所述分配頭包含一個電機2010和一個氣泵2050；氣泵2050包含一個第一氣缸2012a、一個第二氣缸2012b、一個第三氣缸2014a和一個第四氣缸2014b。電機2010通過一個連桿可操控地連接于氣泵2050，圖中對該連桿做了示意性展示(不過應當指出，為了產生往復運動，所述電機2010的連桿可呈彎曲狀，而不是示意圖中的直線造型)；在圖12-13的相關實施例中，氣泵2050可包含一個活塞和一個隔膜，而其他不同類型的實施例則結合圖14進行展示和描述。

第一氣缸2012a和第二氣缸2012b可操控地連接于一個第一軸桿2026上，第三氣缸2014a和第四氣缸2014b可操控地連接于一個第二軸桿2024上；第一和第二軸桿2026和2024經設置可相對于所述分配頭主體部分或者安裝有分配頭2000的組裝機主體部分做上下或左右運動，而且應當指出，第一和第二軸桿2026和2024經設置可環繞所述分配頭主體部分運動或做其他形式的運動。氣泵2050的第一氣缸2012a和第二氣缸2012b經設置可在第一軸桿2026內產生氣流，而第三氣缸2014a和第四氣缸2014b可在第二軸桿2024內產生氣流；作為舉例，此處所謂“產生氣流”可包含產生真空、產生氣吻、操作氣爪或操作含氣氣缸。此外應當指出，所述軸桿也涵蓋以不同于這些實例的其他方式利用氣流的軸桿類型。

分配頭2000還可包含一個可操控地連接于第一氣缸2012a和第一軸桿2026的第一真空閥2022；該第一真空閥2022經設置可在第一軸桿2026的一個第一吸嘴2032內產生真空。同理，圖中所示的一個第二真空閥2018可操控地連接于第三氣缸2014a和第二軸桿2024上；該第二真空閥2018經設置可在第二軸桿2024的第二吸嘴2030內產生真空。同理，圖中所示的一個第一氣吻閥2020可操控地連接于第二氣缸2014b和第一軸桿2026上；該第一氣吻閥2020經設置可在第一軸桿2026的第一吸嘴2032內產生氣吻。第一吸嘴2032內的氣吻經設置可吹出少量空氣，能夠將吸嘴2032業已拾取的任何部件自吸嘴2032上吹落下來；這種氣吻經設置可巧妙地克服由于真空作用而在拾起的部件和吸嘴之間形成的各種粘附力或吸合力。同樣，圖中所示的一個第二氣吻閥2016可操控地連接于第四氣缸2014b和第二軸桿2024上；該第二氣吻閥2016經設置可在第二軸桿2024的第二吸嘴2030內產生氣吻。

應當指出，氣吻閥2016和2020和真空閥2018和2020可為快速閥；這類快速閥在結構上類似或完全相同。所謂“真空”和“氣吻”的字面意義僅僅是相對功能而言，結構上可以完全一樣。真空閥2018和2022可簡單與氣泵2050的低壓氣缸2012a和2014b連接，而氣吻閥2016和2020則與氣泵2050的高壓氣缸2012b和2014b連接。閥門2016、2018、2020和2022可通過管道2028與氣泵2050連接；這類管道可以是分布于分配頭2000內部或表面的各種涵管、導管、槽道或圓管；由此，氣泵2050、電機2010和各種閥門2016、2020、2018和2022所構成的整個系統可以分布于分配頭2000內部或表面。

下面參看圖13，展示的是另一個分配頭2100。分配頭2100包含的許多零件與前文圖12展示的各種實施例中的相應零件完全相同。分配頭2100因此包含：一個電機2110、一個帶有第一吸嘴2126的第一軸桿2125、一個第一真空閥2118和一個第一氣吻閥2120，還有一個帶有第二吸嘴2128的第二軸桿2127、一個第二真空閥2122和一個第二氣吻閥2124。與分配頭2000相比，此處所展示的分配頭2100的不同點在于：它包含三個獨立的氣泵：一個第一氣泵2112、一個第二氣泵2114和一個第三氣泵2116。第一氣泵2112包含一個第一氣缸2113a和一個第二氣缸2113b；第二氣泵2114包含一個第三氣缸2115a和一個第四氣缸2115b；第三氣泵2116包含一個第五氣缸2117a和一個第六氣缸2117b。

在本實施例中，所展示的第一氣泵2112的兩個氣缸2113a和2113b可操控地連接于第一軸桿2015上的第一真空閥2118。氣缸2113a和2113b這兩個氣缸串聯在一起，換句話說，氣流可以先流經第一氣缸2113a，再流經第二氣缸2113b(或與此相反)；這種串聯連接模式可提供更強的真空。在另外一些實施例中，應當指出，氣缸2113和2113b或者此處下文所描述的氣缸之間可采用并聯連接。在并聯模式下，第一氣缸2113a和第二氣缸2113b可各自包含獨立的管道，這些管道在臨近所述閥門時合并為一條公用管道。諸如這樣的并聯模式可以提供更強的氣流，但是氣壓則更弱，其真空相對于串聯模式也較弱。但是，只要同一個閥門上具有一個以上的氣缸，上述兩種實施方法(并聯和串聯)便均涵蓋于本實施例中，雖然圖13、14A和4B所呈現的實施例均采用串聯構型。

所示的第二氣泵2114的兩個氣缸2115a和2115b可操控地連接于第二軸桿2127上的第二真空閥2122。最后，所示的第五氣缸2117a可操控地連接于第一軸桿2125上的第一氣吻閥2120；所示的第六氣缸可操控地連接于第二軸桿2127上的第二氣吻閥2124。由此，本實施例展示了一種可包含多個氣泵2112、2114和2116的單一分配頭2100，而且，本實施例展示了所有閥門均可以由不同數量的氣缸來驅動。例如，一個真空閥，例如，真空閥2118和2122， 可能比一個氣吻閥，例如，氣吻閥2120和2124，需要更高的功率。這些部件可通過適當的空氣管道2130彼此連接起來。

參看圖14A和14B，展示的是另一種不同的分配頭2200。通過替代性使用一個多回轉葉片泵2212，可減少震動或者將震動降到最低(相對于采用活塞/隔膜方式的圖12和13而言)。所示的分配頭2200包含一些與前文圖12和13所示各實施例相似的特征，例如，分配頭2200可包含：一個帶有第一吸嘴2230的第一軸桿2229、一個第一真空閥2222和一個第一氣吻閥2224，還有一個帶有第二吸嘴2232的第二軸桿2231、一個第二真空閥2226和一個第二氣吻閥2228。通過管道2234的作用，空氣在氣泵2212與軸桿2229和2231之間流動，從而可以在軸桿2229和2231之內產生氣流。分配頭2200還額外包含有一個電機2210，用于驅動氣泵2212。

圖14A顯示氣泵2212為一個回轉葉片泵，它包含六個氣缸2213a、2213b、2213c、2213d、2213e和2213f。如圖14B的側視圖所示，回轉泵2212可包含一個內氣缸2214，圍繞著外氣缸2216轉動；氣泵設有多個葉片2218，所述葉片上設計有延展部分2220，可以隨著內氣缸圍繞外氣缸的轉動做相應的伸縮運動。相對于前文所描述的活塞/隔膜泵，這種回轉泵2212設計可以降低震動。

最前方兩個氣缸2213a和2213b通過一段管道2234彼此連接，從而可以向第一軸桿2229的第一真空閥2222提供兩氣缸當量的氣壓驅動功率。同樣，最后方兩個氣缸2213e和2213f通過一段管道2234彼此連接，從而可以向第二軸桿2231的第二真空閥提供兩氣缸當量的氣壓驅動功率。同理，第三氣缸2213c與氣吻閥2224相連接，用以在第一軸桿2229的第一吸嘴2230內產生氣吻；第四氣缸2213d與氣吻閥2228相連接，用以在第二軸桿2231的第二吸嘴2232內產生氣吻。

將氣泵產生的震動降低到最小很重要，因為這樣的震動可引發軸桿的震動。在一個實施例中，這些氣泵沒有產生能引發軸桿隨之震動的震動。為了獲得這種效果，對這些氣泵采取特殊布局十分重要。例如，活塞泵可采用水平對置模式運行，這樣可基本消除各種自由力和震動。

另有一種向組裝頭上每個軸桿提供獨立真空和壓縮空氣的方案，即由單一氣泵向多個軸桿提供壓縮空氣，因為氣吻所需的空氣量相當小。

另外，每個組裝頭可包含多個電機；每個電機可用于驅動與單個軸桿相對應的獨立微氣泵；在一個實施例中，本文所述單一電機或多個電機可完全置于所示分配頭之內。

各種電機、氣泵和軸桿之間的所有組合形式均在本發明涵蓋范圍之內。例如，在一個實施例中，運用了含有四個軸桿的單一分配頭，同時運用了單一電機驅動八個氣泵(每個軸桿 上兩個氣泵)。在另一個實施例中，所述四個軸桿可在單一電機和四個氣泵(每個軸桿一個氣泵)驅動下工作；或者，所述四個軸桿也可直接在單一電機和單一氣泵驅動下工作。另外，所述四個軸桿還可在兩個或四個電機、任何數量氣泵驅動下工作。換句話說，只要是獨立分配頭內置氣泵模式，而非多個分配頭通過管道與位于組裝機基座內的單一氣泵相連接模式，軸桿、電機和氣泵的任何組合形式均在本發明涵蓋范圍之內。

在分配頭環繞一個回路軌道運行的各種實施例中，將氣泵和電機直接裝置在分配頭內部格外有利。這種方法可以避免前文所述的、經所述軌道向分配頭輸送空氣的步驟。而且，如前文所述，回路軌道構型不允許管道系統自位于基座內的氣泵延伸到各個軸桿內；軸桿的旋轉特性將纏繞氣泵的管路，導致無法無限旋轉下去。為此，有必要采用一種有別于現有組裝機的方式向所述分配頭供應空氣。不過，應當指出，本文所述的實施例可涵蓋各種電子組裝機類型，而不限于帶有旋轉式分配頭的回路組裝機類型。

本文還公開了一種在分配頭內產生氣流的方法，作為舉例，所述的分配頭可以是分配頭2000、2100和2200中的任一種。這種方法包含提供一種組裝機，作為舉例，該組裝機可以是前文所述組裝機10、100、200、300、400和500中的任一種，也可以是一種本領域內所熟知的表面組裝機。所述分配頭可包含一個第一軸桿，如軸桿2024、2026、2125、2127、2229和223所示。這種方法可包含利用一個氣泵在所述第一軸桿內產生氣流，所述氣泵如前文所述氣泵2050、2112、2114、2116和2212中的任一種，位于所述分配頭之內。這種方法中氣流產生過程可包含利用所述氣泵在一個吸嘴內產生真空，所述吸嘴如所述第一軸桿上的吸嘴2030、2031、2126、2128、2230和2210中的任一種；這種方法中氣流產生過程可包含利用所述氣泵在所述第一軸桿上的一個吸嘴內產生氣吻；這種方法中氣流產生過程可包含激活所述第一軸桿上的一個氣爪。這種方法可包含運行一個電機，所述電機可以是電機2010、2110和2210中的任一種，位于所述分配頭之內，經設置可驅動氣泵。這種方法還可包含環繞一個回路軌道運行的所述分配頭。

以上在描述實施例中各種構件時均冠以“一個”或“某個”，這類詞匯意在表明實施例可包含一個或多個這類構件；術語“包含”和“含有”以及它們的派生詞匯意在表明包含性關系，亦即在所列舉要素之外，還可能包含額外的構件；當連詞“或”和“或者”用于至少兩個術語以上的列舉時，意指任一術語或者術語的組合；術語“第一”和“第二”用于區分構件，而不是意在強調特定的順序。

雖然本發明僅結合有限數量的實施例進行了詳細描述，但是應當指出，本發明并不限于在此公開的這些實施例；事實上，本發明可經修訂涵蓋此前描述雖未涉及、但與本發明的精 神和范圍相稱的各種變體、更改、替代或者等效布置。同時，雖然本發明的多種實施例在此得以詳細描述，但是應當指出，本發明的各個方面可能僅包含所描述實施例中的一部分；因此，本發明并不受限于前文的描述，而僅僅受限于所附各項權利要求的范圍。