DD280880A3

DD280880A3 - METHOD FOR EXACTLY POSITIONING AND FOR ASSEMBLING MULTIPLE FLAT COMPONENTS

Info

Publication number: DD280880A3
Application number: DD30730087A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Fricke; Wolfgang Musch; Wolfgang Horn
Original assignee: Weinert E Messgeraetewerk
Priority date: 1987-09-28
Filing date: 1987-09-28
Publication date: 1990-07-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur genauen Positionierung und zum Zusammenfuegen mehrerer flacher Bauteile auf einem gemeinsamen Grundkoerper durch Kleben in den drei Raumachsen. Im Verfahrensablauf erfolgt nacheinander das Messen der relativen Hoehe des Grundkoerpers 4 mit den aufgelegten Bauteilen 10 und 11 mittels Feinmessschrauben 1, das Auftragen der Klebstoffschicht 5, die Positionierung der Bauteile 10 und 11 in einer Ebene mittels Feinmessschrauben 1, die Positionierung der Bauteile 10 und 11 in der gemeinsamen Ebene zueinander und zum Grundkoerper 4 und die Aushaertung des Klebstoffes. Fuer die Positionierung der Bauteile 10 und 11 in der Ebene wird ein Mikroskop verwendet, wobei mehrere Bezugslinien verglichen werden und die Bauteile 10 und 11 mittels Justierschrauben verschoben werden. Durch in der Auflageplatte 7 gelagerten Federstiften 8 werden die Bauteile 10 und 11 in ihrer positionierten Lage fixiert, bis der Klebstoff ausgehaertet ist. Es sind Positioniergenauigkeiten von 0,02 mm in allen drei Raumachsen erreichbar. Fig. 2The invention relates to a method for the exact positioning and joining of several flat components on a common base body by gluing in the three spatial axes. In the process sequence, the relative height of the basic body 4 with the applied components 10 and 11 by means of fine micrometers 1, the application of the adhesive layer 5, the positioning of the components 10 and 11 in a plane by means of micrometers 1, the positioning of the components 10 and 11 are successively measured in the common plane to each other and to the basic body 4 and the hardening of the adhesive. For the positioning of the components 10 and 11 in the plane, a microscope is used, wherein several reference lines are compared and the components 10 and 11 are moved by means of adjusting screws. By mounted in the platen 7 spring pins 8, the components 10 and 11 are fixed in their position positioned until the adhesive is cured. Positioning accuracies of 0.02 mm can be achieved in all three spatial axes. Fig. 2

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung dient dem Zusammenfügen mehrerer flacher Bauteile auf einem Grundkörper durch Kleben bei einer hohen Positioniergenauigkeit der Bauteile zueinander und zum Grundkörper.The invention serves to join a plurality of flat components on a base body by gluing at a high positioning accuracy of the components to each other and to the main body.

Bevorzugtes Anwendungsgebiet sind Bauteile der Elektronik, Elektrotechnik, Feinmechanik und Optik.Preferred fields of application are electronic components, electrical engineering, precision mechanics and optics.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung zum Aneinanderreihen von Thermodruckzeilen zur Erzielung beliebiger Schreibbreiten geeignet.Particularly advantageous is the invention for juxtaposing thermal printing lines to achieve arbitrary writing widths suitable.

Characteristic of the known technical solutions

Zur Positionierung flacher Bauteile auf einem Grundkörper für höhere Positionieransprüche ist em Verfahren gemäß DD-PS 244389 bekannt. Dabei wird Klebstoff in einer definierten Menge aufgetragen und das Temperatur-Zeit-Viskositäts-Verhalten des Klebstoffes in bestimmten Temperatur-Zeit-Regimes ausgenutzt. Das heißt, unter einem bestimmten Preßdruck und unter Wärmeeinwirkung werden die Fließtähigkeit des Klebstoffes und dessen Aushärtezeit durch ein vorgegebenes Temperatur-Zeit-Regime gezielt beeinflußt.For positioning of flat components on a base body for higher positioning requirements, a method according to DD-PS 244389 is known. In this case, adhesive is applied in a defined amount and the temperature-time-viscosity behavior of the adhesive used in certain temperature-time regime. That is, under a certain pressing pressure and under heat, the flowability of the adhesive and its curing time are influenced by a predetermined temperature-time regime targeted.

Die Positionierung der Bauteile mit einer höheren Positioniergenauic,Keit ergibt sich durch das vorgegebene Tempei atur-Zeit-Regime nur senkrecht zum Grundkörper. Zur Positionierung der Bauteile in den anderen beiden Raumachsen werden keine besonderen Maßnahmen vorgeschlagen. Denkbar ist der Einsatz geeigneter Anschlagmittel nach der Art einer Schablone, wobei jedoch keine höheren Positionieransprüche erfüllbar sind.The positioning of the components with a higher positioning accuracy, Keit results from the predetermined Tempei time-of-time regime only perpendicular to the body. No special measures are proposed for positioning the components in the other two spatial axes. It is conceivable to use suitable stop means in the manner of a template, but no higher positioning requirements can be met.

Mit diesem Verfahren ist die Positioniergenauigkeit auf 0,05mm senkrecht zum Grundkörper beschränkt. Für noch höhere Genauigkeitsansprüche der Positionierung im Bereich < 0,02mm, wie es beim Aneinanderreihen ζ. Β. von Thermodruckzeilen erforderlich ist, ist dieses Verfahren nicht geeignet.With this method, the positioning accuracy is limited to 0.05mm perpendicular to the main body. For even higher accuracy requirements of positioning in the range <0.02mm, as in the juxtaposition ζ. Β. is required by thermal printing lines, this method is not suitable.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem mehrere flache Bauteile mit hohe r Genauigkeit auf einem gemeinsamen Grundkörper positioniert und festgeklebt werden können. Insbesondere sollen me irere Thermodruckzeilen zu einer Zeile größerer Schreibbreite vereinigt werden, ohne daß Fehler oder Lücken bzw. Verschiebungen des Schriftbildes sichtbar sind.The aim of the invention is to provide a method with which a plurality of flat components with high r accuracy can be positioned and adhered to a common base body. In particular, all of my thermal printing lines are to be combined to form a line of greater writing width, without errors or gaps or displacements of the typeface being visible.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur genauen Positionierung und zum Zusammenfügen mehrerer flacher Bauteile auf einem gemeinsamen Grundkörper durch Kleben zu schaffen. Dabei soll die Positionierung der Bauteile sowohl zueinander als auch zum Grundkörper in den drei Raumachsen erfolgen und in der eingestellten Position eine feste Klebeverbindung der Bauteile mit dem Grundkörper hergestellt werden.The invention has for its object to provide a method for accurate positioning and joining together several flat components on a common body by gluing. The positioning of the components should be carried out both to each other and to the main body in the three spatial axes and in the set position a firm adhesive bond of the components are made with the body.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem ersten Verfahrensschritt die relative Höhe des Grundkörpers mit den aufgelegten Bauteilen zu einer Bezugsfläche in einor Vorrichtung an mehreren Punkten jedes einzelnen Bauteils mittels Feinmeßschrauben gemessen wird. In einem zweiten Verfahrensschritt wird die Auflagefläche der Bauteile außerhalb der Vorrichtung mit einer Klebstoffschicht versehen und anschließend die Bauteile auf dem Grundkörper entsprechend den im ersten Verfahrensschritt gemessenen Werte in eine gemeinsame Ebene positioniert. In einem dritten Verfahrensschritt erfolgt die Positionierung der Bauteile in der gemeinsamen Ebene zueinander und zum Grundkörper unter Verwendung eines Mikroskops, wobei das Mikroskop entlang einer Anschlagkante relativ bewegbar ist. Während der Positionierung in den drei Raumachsen und wänrend des Aushärtevorgangs des Klebstoffes werden die Bauteile auf den Grundkörper federnd gelagert. Das Aushärten des Klebstoffes erfolgt nach dem bekannten Aushärtungsregime entsprechend der Art des verwendeten Klebstoffes.According to the invention the object is achieved in that in a first step, the relative height of the body is measured with the applied components to a reference surface in a device at several points of each component by means of Feinmeßschrauben. In a second method step, the contact surface of the components outside the device is provided with an adhesive layer and then the components are positioned on the base body according to the values measured in the first method step in a common plane. In a third method step, the positioning of the components in the common plane to each other and to the base body using a microscope, wherein the microscope along a stop edge is relatively movable. During positioning in the three spatial axes and during the hardening process of the adhesive, the components are resiliently mounted on the base body. The curing of the adhesive takes place according to the known curing regime according to the type of adhesive used.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden. Dabei zeigen:The invention will be described below with reference to an embodiment in more detail. Showing:

Fig. 1: eine Vorrichtung mit Anordnung der Feinmeßschraube an einem Kipphebel Fig. 2: eine Vorrichtung mit Anordnung der Feinmeßschraube in einem Stativ Fig.3: eine Draufsicht auf eine Vorrichtung mit Anordnung der Feinmeßschrauben an Kipphebeln.Fig. 1: a device with arrangement of Feinmeßschraube on a rocker arm Fig. 2: a device with arrangement of Feinmeßschraube in a tripod Fig.3: a plan view of a device with arrangement of Feinmeßschrauben on rocker arms.

Im Ausführungsbeispiel wird die Aneinanderreihung zweier Thermodruckzeilen zur Vergrößerung der Schreibbreite und deren Ausrichtung auf einem Grundkörper beschrieben.In the exemplary embodiment, the juxtaposition of two thermal printing lines to increase the writing width and their orientation is described on a base body.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Auf'ageplatte 7, Feinmeßschrauben 1, einer Aufnahmeachse 9 für den Grundkörper 4, einer Lagerung 12 und einer Höhenverstellung 14 für den Grundkörper 4, Federstiften 8 und Justierschrauben. Die Feinmeßschrauben 1 sind gemäß Fig. 1 an einem Ende eines Kipphebels 2 befestigt, welcher in einer Halterung 3 gelagert ist, und gemäß Fig. 2 an einem Stativ.The device for carrying out the method consists of a Auf'ageplatte 7, Feinmeßschrauben 1, a receiving axis 9 for the base body 4, a bearing 12 and a height adjustment 14 for the main body 4, spring pins 8 and adjusting screws. The Feinmeßschrauben 1 are attached as shown in FIG. 1 at one end of a rocker arm 2, which is mounted in a holder 3, and shown in FIG. 2 on a tripod.

Der Grundkörper 4 wird mit der Aufnahmeachse 9, welche in die Lagerung 12 eingelegt und mittels Klemmschrauben 6 festgestellt wird, in der Vorrichtung fest fixiert. Mittels der Höhenverstellung 14 wird der Grundkörper 4 soweit senkrecht in seiner Lage verschoben, bis die zeitlich angeordneten Justierschrauben in Höhe der Seitenkanten der Bauteile 10 und 11 gelangen.The main body 4 is firmly fixed in the device with the receiving axis 9, which is inserted into the bearing 12 and fixed by means of clamping screws 6. By means of the height adjustment 14, the base body 4 is displaced vertically as far as its position until the time-aligned adjusting screws reach the height of the side edges of the components 10 and 11.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die relative Höhe des Grundkörpers 4 mit den aufgelegten Bauteilen 10 und 11 an insgesamt sechs Punkten mittels der Feinmeßschrauben 1 gemessen. Die Messung der relativen Höhe des Grundkörpers 4 gemäß Fig. 1 erfolgt mit hoher Genauigkeit durch die Ausnutzung der Länge des Kipphebels 2, dessen anderes Ende mit einer Auflagefläche einen Meßpunkt auf dem jeweiligen Bauteil 10 oder 11 darstellt. Gemäß Figur 2 bildet dagegen die Auflagefläche der Feinmeßschraube 1 den Meßpunkt. Gegenüber der Stoßkante der beiden Bauteile 10 und 11 sind gemäß Fig. 3 zwei Kipphebel 2 mit Feinmeßschrauben 1 dei art angeordnet, daß die Auflagefläche des Kipphebels 2 die Kanten beider Bauteile 10 und 11 gleichzeitig orfaßt.According to the method of the invention, the relative height of the base body 4 with the applied components 10 and 11 at a total of six points by means of Feinmeßschrauben 1 is measured. The measurement of the relative height of the base body 4 according to FIG. 1 takes place with high accuracy by utilizing the length of the rocker arm 2, whose other end with a bearing surface constitutes a measuring point on the respective component 10 or 11. In contrast, according to Figure 2, the bearing surface of the micrometer 1 forms the measuring point. Opposite the abutting edge of the two components 10 and 11, two rocker arms 2 are arranged with Feinmeßschrauben 1 dei art shown in FIG. 3 that the bearing surface of the rocker arm 2, the edges of both components 10 and 11 at the same orgest.

Nach dem Aufbringen einer Klebstoffschicht 5 auf die Auflagefläche der Bauteile 10 und 11 werden diese auf die Federstifte 8 gelegt. Die Federstifte 8 bestehen aus einer Feder, die in der Auflageplatte 7 gelagert sind, und aus einem gesonderten Stift, der in Durchgangsbohrungen des Grundkörpers 4 eingesetzt wird und etwa 2,5mm herausragt. Die Federstifte 8 sind senkrecht unter der Auflagefläche der Kipphebel 2 angeordnet. Mittels der Feinmeßschrauben 1 wird die Auflagefläche der Kipphebel 2 soweit abgesenkt, bis die Bauteile 10 und 11 in eine gemeinsame Ebene gelangen. Dabei wird der höchste gemessene Wert als Bezugswert angenommen und unter Berücksichtigung einer Klebstoffschichtdicke von 0,1 mm die anderen Werte angeglichen, so daß einerseits beide Bauteile 10 und 11 in eine Ebene gebracht werden können und andererseits Unebenheiten der Oberfläche des Grundkörpers 4 durch den Klebstoff ausgefüllt werden. Die Positionierung der Bauteile 10 und 11 zueinander und zum Grundkörper4 mittels des Mikroskops erfolgt durch Vergleich der Bezugslinie in der Okularmeßplatte des Mikroskops mit ßezugslinien auf den Bauteilen 10 und 11, welche z.B. die äußeren Kanten oder die Thermodruckpunktreihe 13 sein können, und durch Verstellung der seitlich angeordneten Justierschrauben. Die Fixierung der eingestellten Position der Bauteile 10 und 11 auf dem Grundkörper 4 während des Aushärtens des Klebstoffes erfolgt über die Federstifte 8, die Auflagefächen der Kipphebel 2 und der Justierschrauben, wobei über die Federstifte 8 eine federnde Lagerung erreicht wird.After the application of an adhesive layer 5 on the bearing surface of the components 10 and 11, these are placed on the spring pins 8. The spring pins 8 consist of a spring, which are mounted in the support plate 7, and a separate pin which is inserted into through holes of the base body 4 and protrudes about 2.5 mm. The spring pins 8 are arranged vertically below the bearing surface of the rocker arm 2. By means of Feinmeßschrauben 1, the bearing surface of the rocker arm 2 is lowered so far, until the components 10 and 11 reach a common plane. In this case, the highest measured value is assumed as the reference value and, taking into account an adhesive layer thickness of 0.1 mm, the other values are adjusted so that both components 10 and 11 can be brought into one plane and, on the other hand, unevenness of the surface of the base body 4 filled by the adhesive become. The positioning of the components 10 and 11 relative to each other and to the base 4 by means of the microscope is accomplished by comparing the reference line in the ocular measuring plate of the microscope with reference lines on the components 10 and 11, e.g. the outer edges or the thermal printing dot row 13 may be, and by adjustment of the laterally arranged adjusting screws. The fixation of the set position of the components 10 and 11 on the base body 4 during the curing of the adhesive via the spring pins 8, the Auflagefächen the rocker arm 2 and the adjusting screws, via the spring pins 8 a resilient mounting is achieved.

Die erreichbare Positioniergenauigkeit der Bauteile 10 und 11 zueinander und zum Grundkörper beträgt 50,02mm.The achievable positioning accuracy of the components 10 and 11 to each other and to the body is 50.02 mm.

Die Positioniergsnauigkeit der Bauteile 10 und 11 in der gemeinsamen Ebene gemäß zweitem Verfahrensschritt beträgt < 0,008mm. Die gemäß dem Verfahren beschriebenen Genauigkeiten sin i mit einem handelsüblichen Mikroskop ab 125facher Vergrößerung erreichbar.The positioning accuracy of the components 10 and 11 in the common plane according to the second method step is <0.008 mm. The described method according to the accuracies sin i with a commercially available microscope from 125facher magnification achievable.

Der Aushärtevorgang des Klebstoffes erfolgt nach bekannten Anwendungsvorschriften des Klebstoffherstellers und erfordert kein besonderes Temperatur-Zeit-Regime.The curing of the adhesive takes place according to known application instructions of the adhesive manufacturer and does not require a special temperature-time regime.

Claims

Method for the precise positioning and joining of several flat components on a common body by gluing, wherein the positioning of the components takes place both to each other and to the main body in the three spatial axes and in the set position, a firm adhesive connection of the components is made with the main body, characterized in that the relative height of the base body with the applied components to a reference plane measured at several points of each component, the bearing surface of the components provided with the adhesive and then the components are positioned on the body in a common plane, the positioning using a microscope, and that the components are resiliently mounted during the curing of the adhesive.

For this 3 pages drawings