AT412330B - Handhabungsmodul für wenigstens ein bauteil zum be- und entstücken eines bauteilträgers - Google Patents

Handhabungsmodul für wenigstens ein bauteil zum be- und entstücken eines bauteilträgers Download PDF

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AT412330B
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Description


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   Die Erfindung betrifft ein Handhabungsmodul für wenigstens ein Bauteil zum Be- und Entstü- cken eines Bauteilträgers. 



   Aus der DE 44 19 982 C1 ist ein Bauteilträger bekannt geworden, der durch eine Magnethaft- kraft Bauteile fixiert. Diese Vorrichtung dient zum Oberflächenbehandeln oder Beschichten von Bauteilen, wie beispielsweise Magnetanker und Anschlussstutzen für Einspritzventile. Hierbei handelt es sich um sehr kleine und leichte Bauteile, welche hochpräzise auf Mass bearbeitet wer- den und deren Oberfläche sehr empfindlich ist. Deshalb werden die Bauteile an einem Ende über eine Magnethaftkraft zum Bauteilträger gehalten, welche in Beschichtungsbäder oder dergleichen eingetaucht wird. 



   Zur Entnahme der Bauteile von dem Bauteilträger sind entfernt von einer beschichteten Ober- fläche konstruktiv bedingte Greifnuten oder ein umlaufender Bund vorgesehen, damit die Bauteile mittels einer Vorrichtung abgezogen werden können. Dafür ist erforderlich, dass die maximal auf das Bauteil resultierende Magnethaftkraft überwunden wird. Dieser Entstückungsvorgang der Haltevorrichtung weist den Nachteil auf, dass aufgrund der geringen Aufnahmekapazität dieses Bauteilträgers auch die Entstückungsvorrichtung nur eine geringe Anzahl von Bauteilen nehmen kann und ein hoher Zeitaufwand für die manuelle Entstückung erforderlich ist. Derartige Bauteile werden im Dreischichtbetrieb beschichtet, und die benötigte Anzahl der Bauteile liegt bei über 200. 000 Stück pro Tag. 



   Des weiteren ist nachteilig, dass diese Bauteile konstruktiv aufwendiger ausgestaltet sind, um eine Nut oder einen Bund an der Umfangsfläche des Bauteils aufzuweisen, damit diese Bauteile von der Haltevorrichtung gezogen werden können. Dadurch sind auch erhöhte Herstellungskosten des Bauteils gegeben. Des weiteren kann das Entstücken des Bauteilträgers nicht in eine Prozess- automation eingebunden werden. Eine Überwachung und Überprüfung von fehlerhaften Bauteilen ist ebenso nicht möglich. 



   Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Handhabungsmodul zu schaffen, wel- ches eine einfache und kostengünstige Handhabung der Bauteile, eine Einbindung in einen prozessautomatisierten Betrieb und eine Prüfung oder Überwachung der Bauteile ermöglicht. 



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. 



   Das erfindungsgemässe Handhabungsmodul weist den Vorteil auf, dass an den zu handhaben- den Bauteilen ohne konstruktionsbedingte Abzugselemente eine zumindest einfache Entstückung der Bauteile aus dem Bauteilträger gegeben ist. Durch die Ausgestaltung einer Haltevorrichtung für das zu entstückende Bauteil, welches einen Haftmagneten aufweist, kann eine Handhabung erfol- gen, ohne eine beschichtete Oberfläche oder eine hochpräzise Oberfläche des Bauteils zu be- schädigen. Des weiteren weist das erfindungsgemässe Handhabungsmodul den Vorteil auf, dass durch eine computerunterstützte Steuerung der Entstückungsvorgang in einer prozessautomatisier- ten Fertigung eingebunden werden kann.

   Darüber hinaus kann durch das Handhabungsmodul ein Bauteilträger mit einer hohen Packungsdichte entstückt werden, wodurch geringe Taktzeiten, welche bei einem Massenprodukt von wesentlicher Bedeutung sind, erzielt werden. Beispielsweise können die hochpräzise hergestellten und teilweise oberflächenbeschichteten Anker für Einspritz- düsen durch das erfindungsgemässe Handhabungsmodul be- und entstückt werden. 



   Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 17 angegeben. 



   Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung einen im wesentlichen zylindrischen Körper aufweist, der in einem unteren Abschnitt einen Auf- nahmeabschnitt für ein Bauteil und ein Magnethaftsystem und in einem oberen Abschnitt eine Anschlussplatte für das Magnethaftsystem und einen Kontaktstift aufweist. Durch die zylindrische Anordnung der Haltevorrichtung kann erzielt werden, dass das Bauvolumen der Haltevorrichtung gering ist, wodurch eine hohe Packungsdichte für das Handhabungsmodul gegeben sein kann. 



  Des weiteren weist die Trennung der mechanischen und elektrischen Komponenten in eine obere und untere Ebene den Vorteil auf, dass in der unteren Ebene, welche zum Bauteil weist, keine Leitungen oder dergleichen angeordnet sind, welche zu Störungen führen könnten. 



   Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Halte- vorrichtung an einer Halteplatte vorgesehen ist, welche vorzugsweise federnd nachgiebig gelagerte Bohrungen aufweist. Dadurch kann eine einfache Ausgestaltung der Halteplatte zur Aufnahme mehrerer Haltevorrichtungen gegeben sein. Des weiteren weist die fedemd nachgiebige Anord- 

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 nung der Haltevorrichtung den Vorteil auf, dass die Haltevorrichtung während dem Positionieren zum Bauteil in eine Entnahmeposition bei einer gegebenenfalls auftretenden Störung ausweichen kann, dass eine Beschädigung des Bauteils und der Haltevorrichtung sowie der Aufnahme für die Haltevorrichtung vermieden werden kann. 



   Vorteilhafterweise ist die Haltevorrichtung zur Halteplatte geklebt, wodurch eine einfache Ver- bindung und schnelle Montage gegeben sein kann. Insbesondere bei sehr kleinen Haltevorrichtun- gen, wie dies gemäss dem Ausführungsbeispiel der Fall ist, kann eine einfache und schnelle Fixie- rung gegeben sein. Das Haftmittel ist vorzugsweise als leitender Kleber ausgebildet. 



   Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Ent- nahme von zylindrischen Bauteilen mit einer Bohrung an der Haltevorrichtung ein Aufnahmeab- schnitt vorgesehen ist, der vorzugsweise als Dorn ausgebildet ist, welcher zumindest teilweise in die Bohrung des Bauteils eintaucht. Dadurch kann ohne konstruktive Massnahmen am Bauteil selbst durch das Eintauchen des Dornes in die Bohrung eine Positionierung des Bauteils zur Haltevorrichtung und durch das Magnethaltesystem eine Fixierung gegeben sein. Vorteilhafterwei- se weist der Dorn an seinem freien Ende Einführschrägen auf, damit ein einfaches Eintauchen ermöglicht ist. Der Dorn weist vorteilhafterweise einen magnetischen Ring auf, der innerhalb der Bohrung des Bauteils in einer Halteposition zur Haltevorrichtung positioniert ist.

   Dadurch kann nach dem Bestromen einer Spule der Haltevorrichtung durch die Verringerung der Luftspalte ein hoher magnetischer Fluss bezüglich dem vorzugsweise aus ferromagnetischem Material ausgebil- deten Bauteil geschaffen werden, wodurch eine hohe Haltekraft auf das Bauteil wirken kann. 



   Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass oberhalb der Halteplatte zur Aufnahme der Haltevorrichtung eine Prüf- und Überwachungsvorrichtung vor- gesehen ist. Dadurch kann die Haltevorrichtung während dem Greifen des Bauteils bzw. Eintau- chen in die zylindrische Bohrung des Bauteils überwacht werden. Bei einer Störung kann ein Auslenken der Haltevorrichtung aus einer Nullage zur Halteplatte vorgesehen sein, wobei vor- zugsweise der Kontaktstift der Haltevorrichtung am oberen Abschnitt mit der Prüf- und Überwa- chungsvorrichtung in Kontakt kommt, wodurch ein die Störung kennzeichnendes Signal abgegeben wird. Vorteilhafterweise ist die Prüf- und Überwachungsvorrichtung als Leiterplatte mit Leiterbahn vorgesehen, um die Signale über einen Steckeranschluss an eine Prozessüberwachung weiterzulei- ten.

   Die Leiterplatte, welche einen Teil der Prüf- und Überwachungsvorrichtung darstellt, weist vorteilhafterweise eine federnd nachgiebige Zunge auf, die von einem Kontaktstift der Haltevorrich- tung bei Auslenkung dieser aus der Nullage tätigbar ist. Dadurch kann mittels der Prüf- und Über- wachungsvorrichtung ermittelt werden, an welcher Position eine Störung aufgetreten ist. 



   Vorteilhafterweise weist das Handhabungsmodul mehrere Haltevorrichtungen an einer Halte- platte auf, welche in Reihen und Spalten angeordnet sind, so dass in einem Arbeitsgang eine Vielzahl von Bauteilen be- und entstückt werden kann. 



   Des weiteren wird die erfindungsgemässe Aufgabe durch ein Verfahren gemäss Anspruch 18 gelöst. Durch das Positionieren der Haltevorrichtung zum Bauteilträger in eine Greifposition und einer anschliessenden Bestromung der Haltevorrichtung können hochempfindliche Bauteile ohne Beschädigen der Oberfläche oder einer beschichten Oberfläche aus einem Bauteilträger be- und entstückt werden. Des weiteren kann anschliessend ein einfaches Ablegen der Bauteile in einem weiteren Bauteilträger gegeben sein, indem die Haltevorrichtung stromlos geschalten wird. Dieses Verfahren kann prozessautomatisiert werden. 



   Ein besonders vorteilhafter Einsatz ist das Entstücken eines Bauteilträgers nach dem galvani- schen Oberflächenbeschichten, um die Bauteile von dem Bauteilträger in einen weiteren Bauteil- träger zur Weiterbearbeitung oder Verpackung umzusetzen. Gleichzeitig kann eine Überprüfung der Masshaltigkeit der Bauteile gegeben sein. 



   In den weiteren Ansprüchen 19 bis 27 sind vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens an- gegeben. 



   Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend in der Beschrei- bung anhand den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: 
Figur 1 eine schematische Darstellung einer prozessautomatisierten Einheit mit einem Hand- habungsmodul zum Prüfen und Entstücken von Bauteilen aus einem Bauteilträger, 
Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Handhabungsmoduls, 
Figur 3 eine Detaildarstellung einer Aufnahmebohrung einer Halteplatte einer Haltevorrich- 

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 tung, 
Figur 4 eine schematische Detaildarstellung einer Haltevorrichtung mit einem daran fixierten 
Bauteil, 
Figur 5 eine schematische Detaildarstellung eines Domes der Haltevorrichtung, 
Figur 6 eine schematische Teilansicht des Handhabungsmoduls vor dem Entstücken eines 
Bauteils,

   
Figur 7 eine schematische Teildarstellung eines Handhabungsmoduls in einer Greifposition zum Bauteil und 
Figur 8 eine schematische Detaildarstellung eines Störfalles während dem Positionieren der 
Haltevorrichtung zum Bauteil. 



   In Figur 1 ist eine Bearbeitungsstation 11 zum Entstücken von Bauteilen 12 perspektivisch dar- gestellt. Das vorliegende Anwendungsbeispiel ist zum Entstücken nach beispielsweise einem Galvanisierprozess von Ankern ausgelegt, welche in Einspritzpumpen von Verbrennungsmotoren eingesetzt werden. Diese Bauteile 12 sind hinsichtlich mechanischer Beschädigungen hochemp- findlich und hochpräzise bearbeitet. Deren Stirnfläche 13 (Figur 4) ist oberflächenbeschichtet, insbesondere hartverchromt, um den Belastungen während des Einsatzes standzuhalten. Für einen Beschichtungsvorgang wird ein Bauteilträger 14 mit Bauteilen 12 bestückt. Anschliessend wird der Bauteilträger 14 den Galvanisierbädem zugeführt.

   Nach Beendigung des Beschichtungs- vorganges wird der Bauteilträger 14 zu einem Handhabungsmodul 16 positioniert, um die Bauteile 12 zu entstücken, damit diese für die nachfolgenden Prozessschritte bereitgestellt werden können. 



  Der Bauteilträger 14 ist in einem Rahmen 17 eingesetzt. Das Handhabungsmodul 16 ist an einem Portal 18 vorgesehen, welches gemäss Pfeil 19 am Rahmen 17 hin- und herbewegbar ist. Das Handhabungsmodul 16 ist in dem Portal 18 gemäss Pfeil 21 auf- und abbewegbar.   Alternativ   kann vorgesehen sein, dass das Handhabungsmodul 16 fest positioniert ist und ein Bauteilträger 14 gemäss den Pfeilen 19 und 21 entsprechend zum Handhabungsmodul 16 für den Entstückungsvor- gang bewegbar ist. In dem Rahmen 17 sind ein oder mehrere Bauteilträger 14 angeordnet. Durch das Handhabungsmodul 16 können diese nacheinander abgearbeitet werden. 



   Das Handhabungsmodul 16 weist eine entsprechende Anzahl und Anordnung der Bauteile 12 auf, die dem Bauteilträger 14 entspricht, um alle Bauteile 12 gleichzeitig aus dem Bauteilträger 14 zu entnehmen. Diese Bauteilentnahme wird durch eine Prozesssteuerung überwacht, und mittels Datenverarbeitung 23 werden die einzelnen ermittelten Daten ausgewertet und über einen Bild- schirm 24 dargestellt. Diese Überwachung und Steuerung kann als Einzelstation arbeiten oder in einen automatisierten Verarbeitungsprozess eingebunden werden. 



   Nachfolgend wird im einzelnen das Handhabungsmodul 16 und die Haltevorrichtung 22 be- schrieben. 



   Das Handhabungsmodul 16 weist eine Halteplatte 26 zur Aufnahme der einzelnen Haltevor- richtungen 22 auf. Die Haltevorrichtungen 22 sind gleichmässig zueinander beabstandet in Reihen und Spalten angeordnet, wobei die Anzahl der Reihen und Spalten vorzugsweise durch einen Binär-Code bestimmt werden. Die Haltevorrichtung 22 weist einen unteren Abschnitt 27 und einen oberen Abschnitt 28 auf, wobei der untere Abschnitt 27 unterhalb der Halteplatte 26 angeordnet ist. 



  Der obere Abschnitt 28 durchdringt eine Bohrung 29 in der Halteplatte 26. Der obere Abschnitt 28 der Haltevorrichtung 22 ist zwischen der Halteplatte 26 und einer darüber angeordneten Leiterplat- te 31 vorgesehen, welche einen Teil der Prüf- und Überwachungseinrichtung darstellt. Die Halte- platte 26 und Leiterplatte 31 sind durch Seitenwände 32 zueinander in einem vorbestimmten Abstand angeordnet. Dieser Abstand ist in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Haltevorrichtung 22 einstellbar. Die Halteplatte 26, die Leiterplatte 31 sowie die Seitenwände 33 bilden ein Gehäuse des Handhabungsmoduls 16, welches vorzugsweise durch eine Abdeckung 33 geschlossen sein kann. An den Seitenwänden 32 sind Aufnahmen zur Befestigung des Handhabungsmoduls 16 zum Portal 18 vorgesehen. 



   Die Leiterplatten 31 weisen Steckeranschlüsse 34 auf, durch welche die durch die Leiterplatte 31 ermittelten Informationen an die Datenverarbeitung 23 weitergeleitet werden können. Die Lei- terplatte 31 weist Leiterbahnen auf, welche von den Steckeranschlüssen 34 zu federnd nachgiebi- gen Zungen 36 verlaufen und im Störungsfall mit der Haltevorrichtung 22 zusammenwirken. Diese Zungen 36 sind deckungsgleich zu den Bohrungen 29 in der Halteplatte 26 angeordnet. Die Anzahl der Steckeranschlüsse 34 kann der Anzahl der Reihen auf der Leiterplatte 31 entsprechen. Ebenso 

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 können Aufteilungen in Felder vorgesehen sein, so dass die Reihen und Spalten zur Aufnahme der Haltevorrichtungen 22 abschnittsweise in mehrere Felder aufgeteilt ist, die einzeln überwacht werden. 



   Die Bohrungen 29 der Halteplatte 26 sind federnd nachgiebig zur Halteplatte 26 vorgesehen, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Durch die Anordnung und Ausgestaltung von Durchbrüchen 37 angrenzend an die Bohrung 29 kann diese aus einer Ebene der Halteplatte 26 in Abhängigkeit des Belastungsfalles ausweichen. Die Durchbrüche 37 sind vorteilhafterweise durch Ätzungen oder Laserstrahl- oder Wasserstrahlschneiden oder dergleichen hergestellt. 



   In Figur 4 ist ein schematischer Teilquerschnitt der Haltevorrichtung 22 mit einem in einer Hal- teposition angeordneten Bauteil 12 dargestellt. Die Haltevorrichtung 22 weist einen Grundkörper 41 auf, der sich durch die Bohrung 29 sowohl im unteren als auch oberen Abschnitt 27,28 erstreckt. 



  Die Haltevorrichtung 22 ist vorzugsweise durch ein Haftmittel zur Halteplatte 26 befestigt, welches im Bereich der Bohrung 29 aufgetragen ist, um den Grundkörper 41 zu halten. Hierbei ist vorteil- hafterweise ein leitender Kleber vorgesehen. Im unteren Abschnitt 27 der Haltevorrichtung 22 ist coaxial zum Grundkörper 41 eine Spule 42 angeordnet, welche von einem Gehäusemantel 43 umgeben ist. An einer unteren Stirnseite ist eine Ringscheibe 44 vorgesehen, welche zur Mit- telachse 46 gesehen an einer Schulter 47 des Grundkörpers anliegt, um die Spule 42 aufzuneh- men. Radial nach aussen weisend ist an der Ringscheibe 44 ein umlaufender Steg 48 vorgesehen, der den Gehäusemantel 43 hintergreift. Durch diese Ausgestaltung kann eine einfache Montage und Bestückung des Grundkörpers 41 mit der Spule 42 vorgesehen sein.

   Gegenüber dem Gehäu- semantel 43 hervorspringend, ist ein Dom 51 vorgesehen, welcher auf einem verjüngten Abschnitt 52 des Grundkörpers 41 eine magnetische Scheibe 53 und einen unmagnetischen, nach unten konisch sich verjüngenden zylindrischen Körper 54 aufweist. Die Scheibe 53 und der zylindrische Körper 54 können aufgepresst oder austauschbar an dem Grundkörper 41 angeordnet sein. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass der Dorn 51 eine Oberflächenbeschichtung aufweist. Diese kann auch an einem zum Bauteil 12 weisenden Aufnahmeabschnitt des unteren Abschnitts 27 vorgesehen sein. 



   Der Dorn 51 der Haltevorrichtung 22 ist derart ausgebildet, dass dieser innerhalb einer Durch- gangsbohrung 56 des Bauteils 12 eintauchen kann. Der Dorn 51 weist insbesondere bezüglich dem Aussendurchmesser der Scheibe 53 ein mit Toleranzen versehenes Mass auf, welches in Abhängigkeit der Durchgangsbohrung 56 vorgesehen ist. Die Haltevorrichtung 22 ist zum Entstü- cken der Bauteile 12 angepasst, wie in Figur 4 dargestellt ist. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Haltevorrichtung 22 ohne Dorn 51 auszugestalten, um das Entstücken durchzuführen, jedoch kann dieser vorteilhafterweise zu Prüfzwecken, wie nachfolgend näher erläutert wird, eingesetzt werden. 



  Die Haltevorrichtung 22 arbeitet nach dem Prinzip eines Topfmagnets. Durch Bestromung der Spule 42 wird das vorzugsweise ferromagnetisch ausgebildete Bauteil 12 mittels Magnetkraft zum unteren Abschnitt 27 der Haltevorrichtung 22 gehalten. In Abhängigkeit des Bauteilgewichts und der Abzugskraft von dem Bauteilträger 14 kann die Spule 42 sowie die Bestromung ausgewählt und eingestellt werden. 



   Der Grundkörper 41 weist im oberen Abschnitt 28 eine Ausnehmung zur Aufnahme der Leitun- gen 58 der Spule 42 auf, welche auf einer Scheibe 53 angelötet sind. Diese Scheibe 53 ist leitend mit der Halteplatte 26 verbunden. Am oberen Ende des Grundkörpers 51 ist des weiteren ein Konstaktstift 61 vorgesehen, der im Störfall an der Zunge 36 anliegt. 



   Nachfolgend wird ein Entstückungsvorgang unter Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 näher beschrieben : 
Der Bauteilträger 14 wird in den Rahmen 17 eingesetzt. Gleichzeitig kann ein in dem Bauteil- träger 14 angeordneter Schlitten durch Magnetkraft relativ zu den Bauteilen bewegt werden. Hier- für sind an dem Rahmen 17 Magnete vorgesehen, die mit Magneten des Schlittens zusammenwir- ken. Dadurch wird die maximal resultierende Haftkraft ausserhalb einer Halteposition des jeweiligen Bauteils positioniert. Die Bauteile 12 liegen in einer indifferenten Zone, was bedeutet, dass die Bauteile zwischen zwei Haltemagneten, die auf dem Schlitten angeordnet sind, positioniert sind, wodurch die Haftkraft zumindest verringert wird.

   Dadurch können die Bauteile 12 relativ einfach von dem Bauteilträger 14 abgehoben werden, ohne dass auf die Bauteile 12 zur Entnahme die vollen Haftkräfte einwirken. Das Handhabungsmodul 16 ist bezüglich dem Bauteilträger 14 in einer Entstückungsposition positioniert, welche vorzugsweise durch eine Indexierung reproduzierbar 

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 ausgebildet sein kann. Anschliessend wird das Handhabungsmodul 16 gemäss der Pfeilrichtung 21 abgesenkt, so dass die Haltevorrichtungen 22 auf die Bauteile 12 zubewegt werden. Der Dorn 51 der Haltevorrichtung 22 taucht in die zylindrische Bohrung 29 des Bauteils 12 ein. Die Abwärtsbe- wegung des Handhabungsmoduls 16 wird beispielsweise nach einem vorgegebenen Weg an- gehalten.

   Dieser kann derart sein, dass eine zur Stimfläche 13 des Bauteils 12 weisende Unterseite des unteren Abschnitts 27 mit einem noch geringen Luftspalt zur Stirnfläche 13 angeordnet ist. 



  Ebenso kann die Haltevorrichtung 22 zu dem Bauteil 12 abgesenkt werden, dass die Stirnfläche 13 berührt wird. Diese Position kann auch mittels Sensoren, Kontakte oder dergleichen auf der Halte- platte 26 erfasst werden, so dass dann ein steuerungsbedingtes Anhalten der Absenkbewegung für das Handhabungsmodul 16 erfolgt. 



   Nachdem die Haltevorrichtung 22 zum Bauteil 12 positioniert ist, wird die Spule 42 bestromt, wodurch das Bauteil 12 aufgrund einer Induktion der magnetischen Kraft zum unteren Abschnitt 27 der Haltevorrichtung 22 gehalten wird. Anschliessend erfolgt eine Aufwärtsbewegung des Handha- bungsmoduls 16 gemäss Pfeil 21, wodurch mittels einer Abhebebewegung sämtliche Bauteile 12 aus dem Bauteilträger 14 entnommen werden. Nachdem das Handhabungsmodul 16 eine obere Position erreicht hat, wird das Portal 18 in eine zweite Position übergeführt, um die Bauteile 12 in einem weiteren Bauteilträger abzulegen, damit beispielsweise eine weitere Prüfung der Oberflä- chenschichtdicke oder weitere Bearbeitungsvorgänge oder die Bereitstellung zum Verpacken erfolgen kann. 



   Es versteht sich, dass auch der Bauteilträger 14 zum Handhabungsmodul 16 auf und ab und gemäss Pfeil 19 hin- und herbewegt werden kann, um den Be- und Entstückungsvorgang durchzu- führen. 



   Um die Bauteile 12 in einem weiteren Bauteilträger 14 oder auf einer Palette oder dergleichen abzulegen, wird das Handhabungsmodul 16 wiederum in eine entsprechende Position übergeführt, so dass die Bauteile 12 in einer vorbestimmten Position abgesetzt werden können. Anschliessend wird die Spule 42 stromlos geschalten, wodurch die Magnethaltekraft der Haltevorrichtung 22 gelöst wird, so dass die Bauteile 12 auf einem Bauteilträger oder einer Palette, auf die ebenfalls eine Magnetkraft wirken kann, während des Abhebevorgangs der Haltevorrichtung 22 fixiert wer- den. 



   Während des Entstückungsvorganges wird gleichzeitig durch die integrierte Prüf- und Überwa- chungsvorrichtung ermittelt, ob fehlerhafte oder schadhafte Bauteile 12 sich auf dem Bauteilträger 14 befinden. Sofern beispielsweise bei einer nicht exakten Positionierung des Bauteils, wie in Figur 8 dargestellt, ein Eintauchen des Domes 51 in die Bauteilbohrung 56 erschwert oder sogar verhin- dert wird, findet eine Relativbewegung zwischen der federnden Bohrung 29 und der Halteplatte 26 statt. Die Haltevorrichtung 22 wird in der Abwärtsbewegung durch das Bauteil 12 blockiert, wohin- gegen das Handhabungsmodul 16 zunächst noch weiter abgesenkt wird. Nachdem das Handha- bungsmodul 16 um einen bestimmten Betrag eines Weges weiter abgesenkt wurde, kommt der Kontaktstift 61 mit der darüberliegenden Zunge 36 der Leiterplatte 31 in Kontakt.

   Dadurch wird ein Signal an die elektrische Steuerung weitergeleitet, welches unmittelbar die Absenkbewegung in eine Aufwärtsbewegung umschaltet. Gleichzeitig kann die elektrische Steuerung erkennen, an welcher Position das die Störung auslösende Bauteil 12 im Bauteilträger 14 angeordnet ist. Dafür ist vorgesehen, dass jede Zunge 36 mit einer zu einem Steckeranschluss 34 vorgesehenen Leiter- bahn verbunden ist, wodurch eine direkte Zuweisung der Störung zum Bauteil 12 gegeben ist. Der Kontaktstift 61 ist hierfür elektrisch leitend, so dass bei Berührung der Zunge 36 ein Stromkreis geschlossen wird, um das Signal auszulösen. 



   Des weiteren kann geprüft werden, ob die Bohrung 29 fehlerhaft ist oder einen Grat aufweist. 



  Der Aussendurchmesser der zylindrischen Kreisscheibe 53 kann toleriert und als sogenannter Prüfdom ausgebildet sein. Sofern eine fehlerhafte Bohrung 29 oder ein Grat vorliegt, wird die Abwärtsbewegung der Haltevorrichtung 22 blockiert, wodurch wiederum der Kontaktstift 61 an der federnden Zunge 36 anliegt und ein Signal auslöst. 



   Nachdem eine Störung erkannt wurde und das Handhabungsmodul 16 in eine Ausgangspositi- on zum Bauteilträger 14 zurückgefahren ist, kann das die Störung verursachende Bauteil 12 ma- nuell entnommen werden, wobei die Position auf dem Bildschirm 24 angezeigt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass an dem Handhabungsmodul 16 jeder Haltevorrichtung 22 zugeordnet opti- sche Anzeigevorrichtungen vorgesehen sind, die die Position des schadhaften Bauteils anzeigen. 

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   Das erfindungsgemässe Handhabungsmodul ermöglicht die Be- und Entstückung von Bautei- len, wobei diese Vorrichtung nicht nur für sehr hochempfindliche und hochpräzise bearbeitete 
Kleinbauteile einsetzbar ist, wie dies im besonderen Anwendungsfall beschrieben wurde. Diese 
Bauteile wiegen beispielsweise 1 g. Die Haltevorrichtung 22 ist deshalb entsprechend klein aus- gestaltet und empfindlich eingestellt. Dies gilt ebenso für die federnd zur Halteplatte angeordneten 
Bohrung 29 und der darüberliegenden federnden Zunge 36. Der Abstand des Kontaktstiftes 61 der 
Haltevorrichtung 22 zur Zunge 36 ist entsprechend den jeweiligen Anwendungsfällen einstellbar. 



   Eine obere Grenze des Abstandes bildet die maximale Auslenkung der Bohrung 29 zur Halteplatte 
26. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass der Betrag der Auslenkung der federnden Zunge 36 erfasst wird, wodurch eine weitere Abschätzung über den aufzutretenden Fehler gegeben sein kann. Alternativ kann diese Auslenkung auch vorgesehen sein, um zu ermitteln, wann eine Halte- vorrichtung an einem zu entstückenden Bauteil aufliegt. 



   Es kann ebenso vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäss Handhabungsmodul zum Bestü- cken eines Bauteilträgers vorgesehen werden kann. Beispielsweise kann die Haltevorrichtung 22 bei einer Anordnung des Handhabungsmoduls 16 in eine obere Position bestromt werden, wo- durch manuell die Bauteile zu einer Haltevorrichtung 22 positioniert werden. Diese Vorgehenswei- se kann dann von Vorteil sein, wenn es von der Handhabung her einfacher und zeitsparender ist, die Bauteile zum Handhabungsmodul zu positionieren als in einen Bauteilträger einzusetzen. 



   Aufgrund der Ausgestaltung der magnetisch wirkenden Haltevorrichtungen 22 und der geringen 
Baugrösse kann ermöglicht sein, dass für jedes Bauteil eine Haltevorrichtung 22 vorgesehen sein kann. Dadurch kann zum einen mittels eines Handhabungsmoduls eine Vielzahl von Bauteilen gleichzeitig überprüft und darüber hinaus be- und entstückt werden. Durch die erfindungsgemässe 
Ausgestaltung der Haltevorrichtungen 22 kann des weiteren eine hohe Packungsdichte erzielt werden, wodurch eine geringe Taktzeit pro Bauteil erzielt werden kann, die sich insbesondere bei kleinen Massenteilen vorteilhaft erweist. 



   Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine Haltevorrichtung 22 für zwei oder mehrere 
Bauteile 12 ausgebildet ist. Beispielsweise kann ein Magnethaftsystem und mehrere Aufnahmeab- schnitte oder Dorne 51 am unteren Abschnitt 27 vorgesehen sein, wodurch ebenfalls bei einer hohen Packungsdichte der Bauteile ein Be- und Entstücken erfolgen kann. Gleichzeitig kann eine kostengünstige Ausgestaltung gegeben sein. 



   Des weiteren können alternative Bewegungsanordnungen und Bewegungsabläufe für das 
Handhabungsmodul 16 und den Bauteilträger 14 vorgesehen sein, wie z. B., dass das Handha- bungsmodul 16 und der Bauteilträger 14 zeitgleich oder zeitversetzt aufeinander zubewegt werden, um ein Be- und Entstücken der Bauteile an dem Bauteilträger 14 zu ermöglichen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass beispielsweise das Handhabungsmodul 16 über eine erste Wegstrecke als 
Schnelleinstellung und Vorpositionierung bewegt wird und im Anschluss daran der Bauteilträger 14 eine Feinpositionierung durchführt. Ebenso können sowohl das Handhabungsmodul 16 als auch der Bauteilträger 14 gleichzeitig in Bewegung gesetzt werden, um die Be- und Entstückungsopera- tionen durchzuführen.

   Die Wahl der Zeitpunkte für den Beginn der Bewegung von Handhabungs- modul 16 und Bauteilträger 14 sowie deren Beschleunigungen und Bremsbewegungen oder zwi- schenzeitlich vorgesehenen Pausen in den Bewegungsphasen ist von den jeweiligen Anwen- dungsfällen abhängig. Es können des weiteren auch die Bewegungen getrennt werden, so dass beispielsweise das Handhabungsmodul 16 lediglich die Bewegung gemäss Pfeil 21 und der Bauteil- träger 14 lediglich die Bewegung gemäss Pfeil 19 und umgekehrt durchführt. Sämtliche Alternativen für die Bewegung von Handhabungsmodul 16 und Bauteilträger 14 können eingesetzt werden, wobei innerhalb der Bewegungsalternativen auch die einzelnen Bewegungsparameter wie Be- schleunigung, Abbremsung, Bewegungsweg verändert und vertauscht sein können. 

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Claims (24)

  1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Handhabungsmodul für wenigstens ein Bauteil (12) zum Be- und Entstücken eines Bauteil- trägers (14) mit einer Haltevorrichtung (22), welche zumindest eine an das Bauteil (12) an- gepasste Aufnahme aufweist, mit einer Spule (42), die an einem dem Bauteil (12) zuge- wandten Ende der Haltevorrichtung (22) angeordnet ist, welche bei zumindest teilweisem <Desc/Clms Page number 7> Positionieren der Haltevorrichtung (22) zum zumindest einen Bauteil (12) bestromt wird und das zumindest eine Bauteil (12) mittels Magnethaftkraft zur Haltevorrichtung (22) posi- tioniert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halteplatte (26) zur Aufnahme der Haltevor- richtung (22) vorgesehen ist und dass oberhalb der Halteplatte (26) eine Prüf- und Über- wachungsvorrichtung vorgesehen ist, durch die eine Auslenkung der Haltevorrichtung (22)
    während dem zumindest teilweisen Positionieren der Haltervorrichtung (22) zum zumin- dest einen Bauteil (12) oder das Nicht-Vorhandensein eines Bauteils (12) von der Prüf- und Überwachungseinrichtung erfassbar ist.
  2. 2. Handhabungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrich- tung (22) einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper (41 ) aufweist, der einen unte- ren Abschnitt (27) mit einem Aufnahmeabschnitt und einem Magnethaftsystem aufweist und einen oberen Abschnitt (28) mit einer Anschlussplatte (53) für das Magnethaftsystem und einen Kontaktstift (61) aufweist.
  3. 3. Handhabungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- vorrichtung (22) an der Halteplatte (26) angeordnet ist, welche eine Bohrung (29) zur Auf- nahme der Haltevorrichtung (22) aufweist, wobei an die Bohrung (29) angrenzend vor- zugsweise eine Anordnung von Durchbrüchen (37) vorgesehen ist, die die Bohrung (29) federnd zur Halteplatte (26) anordnen.
  4. 4. Handhabungsmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Ab- schnitt (27) der Haltevorrichtung (22) unterhalb der Halteplatte (26) vorgesehen ist und die Haltevorrichtung (22) vorzugsweise durch ein leitendes Haftmittel zur Halteplatte (26) be- festigt ist.
  5. 5. Handhabungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass zur Entnahme von vorzugsweise zylindrischen Bauteilen mit vorzugsweise einer Bohrung (56) an einem Aufnahmeabschnitt ein Dorn (51 ) vorgesehen ist, der einen zylind- rischen Abschnitt (53) mit einem Aussendurchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als der Durchmesser der Bohrung (56) des Bauteils (12) ist und an seinem freien, in das Bau- teil (12) eintauchenden Ende Führungsschrägen aufweist.
  6. 6. Handhabungsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (51) aus- tauschbar auf einem Abschnitt (52) des Grundkörpers (41 ) der Haltevorrichtung (22) ange- ordnet ist.
  7. 7. Handhabungsmodul nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (51) im Bereich der Führungsschrägen nicht magnetisch und im Bereich des zylindrischen Abschnittes magnetisch ausgebildet ist.
  8. 8. Handhabungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass der untere Abschnitt (27) eine Ringscheibe (44) zum Grundkörper (41) aufweist, welche an einer Schulter (47) des Grundkörpers (41) anliegt und am Aussenumfang einen Gehäusemantel (43) hintergreift.
  9. 9. Handhabungsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (53) als Prüfdorn ausgebildet ist.
  10. 10. Handhabungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Halteplatte (26) zumindest zwei Reihen und Spalten an Bohrungen (29) zur Aufnahme der Haltevorrichtungen (22) aufweist.
  11. 11. Handhabungsmodul nach Ansprüche 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüf- und Überwachungsvorrichtung zumindest eine Leiterplatte (31) und Steckanschlüsse (34) auf- weist.
  12. 12. Handhabungsmodul nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Halteplatte (26) die Leiterplatte (31) angeordnet ist, welche zu den Boh- rungen (29) deckungsgleich federnd nachgiebige Zungen (36) aufweist.
  13. 13. Handhabungsmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiter- platte (31) Leiterbahnen von jeder Zunge (36) zu einem Steckeranschluss (34) vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die Leitbahnen von einer ersten Reihe der Zungen (36) zu einem ersten Steckeranschluss (34) und die weiteren Reihen zu einem weiteren Stecker- anschluss geführt sind.
  14. 14. Handhabungsmodul nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die <Desc/Clms Page number 8> Zunge (36) bei Auslenkung der Haltevorrichtung (22) aus einer Nulllage durch einen Kon- taktstift (61) betätigbar ist.
  15. 15. Handhabungsmodul nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse der Auslenkung der Zunge (36) als Messsignal von einer Datenverarbei- tung (23) erfassbar ist.
  16. 16. Handhabungsmodul nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse der Auslenkung von der Haltevorrichtung (22) in Abhängigkeit des Abstan- des des Kontaktstiftes (61) zur Zunge (36) der Leiterplatte (31) einstellbar ist.
  17. 17. Verfahren zur Handhabung von Bauteilen (12) mit einem Handhabungsmodul (16), insbe- sondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Handhabungsmodul (16) und der Bauteilträger (14) zueinander positi- oniert werden, dass das Handhabungsmodul (16) und der Bauteilträger (14) einzeln oder zumindest teilweise gemeinsam aufeinander zu bewegt werden, dass die Haltevorrichtung (22) nach dem zumindest teilweisen Positionieren zu dem zumindest einen Bauteil (12) bestromt wird und das zumindest eine Bauteil (12) durch eine magnetische Haftkraft zur Haltevorrichtung (22) fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abwärts- ¯bewegung des-Handhabungsmoduls-(-16)-auf-die-Bauteile (-12) das Vorhandensein eines Bauteils (12) und das Eintauchen eines Aufnahmeabschnittes (51) der Haltevorrichtung (22)
    in das Bauteil (12) überwacht wird.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (12) mit dem Handhabungsmodul (16) aus dem Bauteilträger (14) herausgenommen werden, und die Bauteile (12) zu einer weiteren Bearbeitungsstation weitergeleitet werden.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnethaftkraft der Haltevorrichtung (22) grösser als eine Abzugskraft der Bauteile (12) von dem Bauteil- träger (14) eingestellt wird.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Störung die Hal- tevorrichtung (22) durch das Bauteil (12) zumindest teilweise gegenüber einer Ausgangs- position zu einer Halteplatte (26) ausgelenkt wird und dass über einen Kontaktstift (61) der Haltevorrichtung (22) an einer Zunge (36) der Leiterplatte (31 ) ein Kontakt ausgelöst wird.
  21. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auslösung eines Kon- taktes die Abwärtsbewegung des Handhabungsmoduls (16) in eine Aufwärtsbewegung umgeschalten wird.
  22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass an das Handhabungsmodul (16) eine Datenverarbeitungseinrichtung (23,24) angeschlossen ist, durch welche die Position eines fehlerhaften Bauteils (12) angezeigt wird.
  23. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Bau- teilträger (14) zum Handhabungsmodul (16) oder umgekehrt bewegt wird.
  24. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Handhabungsmodul (16) und der Bauteilträger (14) zum Be- und Entstücken vorzugsweise senkrecht übereinanderliegend positioniert werden.
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