DE10032718B4

DE10032718B4 - Vorrichtungssystem zum definierten Zuführen von zu verarbeitenden Leiterplatten

Info

Publication number: DE10032718B4
Application number: DE10032718A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Kuttler
Original assignee: Kuttler, Hans-Jürgen
Current assignee: KSL-KUTTLER AUTOMATION SYSTEMS GMBH, 78083 DAU, DE
Priority date: 1999-08-28
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: DE10032718A1; DE29915108U1

Abstract

Vorrichtungssystem zum definierten Zuführen von zu verarbeitenden Leiterplatten (8) zu mindestens einer Bearbeitungsstation bestehend aus
– einem Speicher mit mehreren übereinander angeordneten Transportbehältern (7) für Leiterplatten (8),
– einer dieser zugeordneten Entnahmeeinrichtung (14) und
– einer Greif-/Ablagevorrichtung zum Ablegen der Leiterplatten (8) auf eine Transportvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass
– der Speicher in Form eines Regallagers (6) mit einer vertikal und horizontal verfahrbaren Entnahmeeinrichtung (14) ausgebildet ist,
– der Entnahmeeinrichtung (14) mindestens eine Ablage (23.1/23.2) für die Transportbehälter (7) zugeordnet ist und
– die Ablage (23.1/23.2) mit einer Vorrichtung (25) zur einzelnen Entnahme von Leiterplatten (8) aus dem Transportbehälter (7) und einer zugeordneten Transportvorrichtung für den Weitertransport der Leiterplatten (8) korrespondiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtungssystem zum definierten Zuführen von zu verarbeitenden Leiterplatten zu mindestens einer Bearbeitungsstation bestehend aus

– einem Speicher mit mehreren übereinander angeordneten Transportbehältern für Leiterplatten,
– einer dieser zugeordneten Entnahmeeinrichtung und
– einer Greif-/Ablagevorrichtung zum Ablegen der Leiterplatten auf eine Transportvorrichtung.

Leiterplatten werden heute in der unterschiedlichsten Ausgestaltung und Konfiguration gebraucht. Bspw. werden eine Mehrzahl von Leiterplatten aufeinandergeschichtet und unter Zwischenlage von Prepregs miteinander verbunden. Ferner werden Leiterplatten mit einem vorgegebenen Schaltschema belichtet und dann in weiteren Bearbeitungsstationen behandelt. Hierfür gibt es eine Vielzahl von bereits im Stand der Technik bekannten Arbeitsschritte und Arbeitsvorgänge.
Noch heute werden den entsprechenden Transportsystemen zu den Bearbeitungsstationen die Leiterplatten manuell oder halbautomatisch zugeführt. Manuell bedeutet, dass die Leiterplatten je nach gewünschter Konfiguration durch Bedienpersonal auf die Transporteinrichtungen aufgelegt werden. Bei der halbautomatischen Verfahrensweise geschieht die Entnahme aus einem vom Bedienpersonal geführten Lager mittels entsprechender Roboter.

Aus der US 5 603 777 ist eine Oberflächenbehandlungsstation bekannt, bei der sich das zu behandelnde Substrat in einer Transportkassette befindet. Diese Transportkassette wird durch Transportroboter vertikal und horizontal weiterbefördert.

Aus der DE 42 17 148 A1 ist eine Beschickungsvorrichtung für eine Lasersschneidanlage zum Vereinzeln von Blechen mittels eines Saughebers bekannt. Die Beschickungsvorrichtung besteht aus einem vertikal wie horizontal fahrbaren Greifer mit zwei in die Fächer eines Stapelregals einfahrbaren Greifarmen.

Aus der DE 40 16 810 C1 ist ein Regallager für in selbstragenden Kassetten aufgenommenes Material bekannt. Die Kassetten werden mit Hilfe eines unter den Regalen fahrbaren Transportwagens bewegt, dessen Kassettenplatz eine Hubvorrichtung aufweist. Das Lagern der Kassetten geschieht in Hochregallagern.

Ein Vorrichtungssystem der o. g. Art ist aus der DE 44 37 669 A1 bekannt. Dort sind zu bearbeitende Leiterplatten in Transportboxen in einem Speicher einer Handlingeinrichtung angeordnet. Eine Entnahmeeinrichtung entnimmt die Transportboxen dem Speicher und führt sie unter die Handlingeinrichtung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der o. g. Art so auszugestalten, dass eine beinahe vollautomatische Zuführung von Leiterplatten zu den Bearbeitungsstationen möglich ist, wobei Fehler, die durch Bedienpersonal entstehen können, vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass

– der Speicher in Form eines Regallagers mit einer vertikal und horizontal verfahrbaren Entnahmeeinrichtung ausgebildet ist,
– der Entnahmeeinrichtung mindestens eine Ablage für die Transportbehälter zugeordnet ist und
– die Ablage mit einer Vorrichtung zur einzelnen Entnahme von Leiterplatten aus dem Transportbehälter und einer zugeordneten Transportvorrichtung für den Weitertransport der Leiterplatten korrespondiert.

Bei Verwendung eines derartigen Logistiksystems entfällt die manuelle Tätigkeit weitestgehend, so dass auch keine Fehler auftreten, die nuneinmal einer manuellen Tätigkeit anhaften. Ferner erfolgt die Handhabung der Leiterplatten sorgfältiger und kostengünstiger. Die einzige Tätigkeit, die möglicherweise noch manuell durchgeführt werden muss, ist die Entnahme von leeren Transportbehältern aus dem Logistiksystem und der Ersatz der leeren Transportbehälter durch volle. Aber auch dies könnte vollautomatisiert durch entsprechende Zuführeinrichtung geschehen.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Lager aus einer Mehrzahl von Abteilen, in denen die Transportbehälter übereinander angeordnet sind. Werden bspw. in den Logistiksystemen sechs Abteile ausgebildet, in denen sich jeweils zehn Transportbehälter übereinander befinden, so beinhaltet das Lager die Möglichkeit zur Aufnahme von sechzig Transportbehältern mit den unterschiedlichsten Leiterplatten. Dabei ist vorgesehen, dass sich die Entnahmeeinrichtung für die Transportbehälter die Lage des jeweiligen Transportbehälters merkt, so dass dieser Transportbehälter immer wieder gesteuert angefahren werden kann. Der Einfachheit halber geschieht die Lagespeicherung durch ein Gerät zum Erkennen von bspw. einem Barcode auf dem Transportbehälter, wobei der Barcode alle Informationen über die sich in dem Transportbehälter befindlichen Leiterplatten beinhaltet.

In den jeweiligen Abteilen sind Fächer ausgebildet, in welche die Transportbehälter eingeschoben werden können. Bspw. sind in den Fächern Rollenbahnen aus einer Mehrzahl von Rollen vorgesehen, auf denen der Transportbehälter mit jeweils beidseitig abnagenden Randstreifen aufliegt. Hierdurch wird das Einschieben und Herausholen der Transportbehältern aus den Fächern wesentlich vereinfacht und erleichtert.

Dem Lager wiederum ist die o. g. Entnahmeeinrichtung für die Transportbehälter zugeordnet. Diese wird bevorzugt an einem Schlitten entlang einer Schiene geführt und weist in einem einfachen Ausführungsbeispiel einen in der Höhe verstellbaren Tisch auf, der mit endlos umlaufenden Transportbändern belegt ist. Dieser Tisch kann ferner in der waagrechten Lage verändert werden, so dass durch ihn bspw. ein zu entnehmender Transportbehälter untergriffen werden kann. Wird dann der Tisch angehoben, so hebt er den Transportbehälter etwas von den Rollenbahnen ab, so dass er ihn mittels der Transportbänder auf den Tisch ziehen kann. Zu diesem Zweck sind die Transportbänder mit einem Material belegt, welches haftend bzw. reibschlüssig ist, so dass der Transportbehälter auf den Tisch gezogen wird. Dabei ist daran gedacht, dass die Einrichtung zum Entnehmen direkt eine Leiterplatte aus dem sich noch auf dem Tisch befindlichen Transportbehälter holt, möglich ist aber auch, dass der Transportbehälter auf einer Ablage zwischengelagert wird, damit während der Entnahme der Leiterplatte aus diesem Transportbehälter die Entnahmevorrichtung für die Transportbehälter einer weiteren Tätigkeit nachgehen kann.

Die Einrichtung zum Entnehmen von Leiterplatten aus den Transportbehältern weist der Einfachheit halber entsprechende Sauggreifer auf, die von einem Schlitten oder Roboterarm bewegbar sind.

Mit der Transporteinrichtung, die ebenfalls eine Mehrzahl von umlaufenden endlosen Transportbändern aufweist, sollen die Leiterplatten weiter zur nächsten Bearbeitungsstation transportiert werden. Bevorzugt sind bei einem Logistiksystem zumindest zwei derartige Transporteinrichtungen vorgesehen, so dass auch zwei Linien beschickt werden können.

Insgesamt ist das erfindungsgemässe Logistiksystem einfach und unkompliziert aufgebaut, so dass es keine hohen Anforderungen an ein Bedienpersonal stellt. Die wesentlichen Abläufe des Logistiksystems sind in der eigenen Steuerung bereits integriert, so dass von aussen her nur die Abfolge eingegeben werden muss, in welcher bestimmte Leiterplatten auf der Transporteinrichtung abgelegt werden sollen. Damit werden aber Fehlerquellen weitestgehend vermieden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 eine Draufsicht auf ein geöffnetes, erfindungsgemässes Logistiksystem;
2 eine Frontansicht des Logistiksystems gemäss 1;
3 eine Seitenansicht des geöffneten Logistiksystems gemäss 1;
4 eine Rückansicht des geöffneten Logistiksystems gemäss 1.
Ein erfindungsgemässes Logistiksystem P weist gemäss 1 ein Gehäuse 1 auf, welches aus einer Frontwand 2, einer Rückwand 3 und zwei Seitenwänden 4 und 5 besteht. In zumindest einer der Seitenwände 4 soll eine Tür vorgesehen sein, durch die das Gehäuse 1 begehbar ist.
Im Gehäuse 1 befindet sich ein Lager 6 für Transportbehälter 7, in denen Leiterplatten 8 angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Lager 6 Abteile 9.1 bis 9.6 auf.
Insbesondere in 2 ist erkennbar, dass in den Abteilen 9.1 bis 9.6 durch Rollenbahnen 10 Fächer gebildet werden, in welche die Transportbehälter 7 eingeschoben sind. Dabei weist jeder Transportbehälter 7 zwei Randstreifen 11.1 und 11.2 auf, welche auf den Rollenbahnen 10 aufliegen.
Jede Rollenbahn 10 weist eine Mehrzahl von Rollen 12 auf, welche drehbar an Seitenelementen 13 des Lagers 6 angeordnet sind.
In dem Abteil 9.1 sind gemäss 2 vier Fächer 14.1 bis 14.4 vorgesehen, welche der Ablage von neuen, vollen Transportbehältern bzw. der Rückführung von leeren Transportbehältern dienen.
In Gebrauchslage sind die Abteile 9.1 bis 9.6 mit Ausnahme der Fächer 14.1 bis 14.4 frontseitig durch Türen verschlossen, welche ggf. durchsichtig ausgestaltet sein können.
In dem Gehäuse befindet sich ferner eine Entnahmeeinrichtung 14 für Transportbehälter. Diese Entnahmeeinrichtung 14 weist einen Pfosten 15 auf, der an einem Schlitten 16 festliegt, wobei der Schlitten 16 entlang einer Schiene 17 entlang dem Lager 6 verfahrbar angeordnet ist. Dabei wird der Pfosten 14 oben im Gehäuse 1 geführt.
An dem Pfosten 15 ist wiederum ein Tisch 18 in der Vertikalen verfahrbar angeordnet, wobei dieser Tisch 18, wie in 4 gezeigt, eine Mehrzahl von Transportbänder 19 aufweist. Diese Transportbänder 19 sind endlos ausgebildet und umlaufen entsprechende Umlenkrollen.
Des weiteren befindet sich in dem Gehäuse 1 jeweils links und rechts je eine Transporteinrichtung 20.1 und 20.1 zum Ausbringen von vereinzelten Leiterplatten aus dem Gehäuse 1. Zu diesem Zweck weist die Transporteinrichtung 20.1 bzw. 20.2 wiederum eine Mehrzahl von Transportbänder 21 auf, die nur strichpunktiert angedeuteten Rollen 22 umschlingen.
Neben der Transporteinrichtung 20.1 bzw. 20.2 ist eine Ablage 23.1 bzw. 23.2 vorgesehen, die aus zwei sich gegenüberliegenden Rollenbahnen 24.1 und 24.2 besteht.
Der Ablage 23 wiederum ist eine Einrichtung 25 zum Entnehmen von Leiterplatten aus einem Transportbehälter zugeordnet. Die Einrichtung 25 weist an einer Platte 26 angeordnete Sauggreifer 27 auf, wobei die Platte 26 über einen Schlitten 28 an einer Querschiene 29 angeordnet ist.
Zwischen den beiden Ablagen 23.1 und 23.2 ist im übrigen eine Steuerung für das gesamte Logistiksystem P vorgesehen und nur schematisch angedeutet.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Durch zumindest einige der Fächer 14.1 bis 14.4 werden Transportbehälter 7 mit einer Mehrzahl von Leiterplatten in das Gehäuse 1 eingeführt. Dabei handelt es sich um Leiterplatten, welche untereinander verschiedene Ausgestaltungen aufweisen, wie bspw. in ihrer Dimensionierung, Kupferbeschichtung usw.. Um was für Leiterplatten es sich handelt, wird auf dem Transportbehälter durch einen Barcode 31 dargestellt.
Die Entnahmeeinrichtung 14 für die Transportbehälter fährt laufend entlang der Schiene 17 und entnimmt Transportbehälter aus den Fächer 14.1 bis 14.4 und verbringt diese Transportbehälter auf die entsprechenden Rollenbahnen 10 in den einzelnen Abteilen 9.1 bis 9.6. Dabei weist die Entnahmeeinrichtung 14 ein Gerät zum Erkennen des Barcodes 31 auf, so dass in der Steuerung 30 abgespeichert werden kann, an welcher Position im Lager 6 sich ein Transportbehälter mit bestimmten Leiterplatten befindet.
Erhält nun die Steuerung 30 den Befehl, eine Anzahl von bestimmten Leiterplatten in einer bestimmten Reihenfolge der Transporteinrichtung 20.1 bzw. 20.2 zuzuführen, so fährt die Entnahmeeinrichtung 14 an die vorbestimmte Stelle im Lager 6, der Tisch 18 wird unter den Transportbehälter gefahren, angehoben, bis der Transportbehälter auf den Transportbändern 19 des Tisches 18 aufliegt und diese dann angetrieben. Da die Transportbänder 19 mit einem reibschlüssigen bzw. haftenden Werkstoff beschichtet sind, ziehen sie den Transportbehälter 7 aus dem Fach des entsprechenden Abteils 9.1 bis 9.6 und auf den Tisch 18. Entsprechende Endschalter sorgen für eine ausreichende Positionierung.
Nunmehr wird von der Entnahmeeinrichtung 14 die Ablage 23 angefahren und der Transportbehälter durch eine weitere Tätigkeit der Transportbänder auf die Rollenbahnen 24.1 und 24.2 geschoben. Zur Entnahme von einer Leiterplatte 8 werden die Sauggreifer 27 an der Einrichtung zum Entnehmen von Leiterplatten abgesenkt und eine Leiterplatte angesaugt. Danach wird der Schlitten 28 an der Querschiene 29 über die Transporteinrichtung 20.1 bzw. 20.2 verbracht und die Leiterplatte auf die Transportbänder 21 abgesenkt. Durch die Tätigkeit dieser Transportbänder 21 wird dann die Leiterplatte aus dem Gehäuse 1 herausgebracht und bspw. zu einer weiteren Bearbeitungsstation weiterbefördert.
Ist ein Transportbehälter leer, so weiss dies ebenfalls die Steuerung. Die Entnahmeeinrichtung 14 bringt dann den leeren Transportbehälter nicht wieder zurück in das Lager 6, sondern in eines der Fächer 14.1 bis 14.4, so dass bspw. Bedienpersonal beim Vorbeigehen diesen leeren Transportbehälter mitnehmen und durch einen vollen Transportbehälter ersetzen kann. Positionszahlenliste

Claims

Vorrichtungssystem zum definierten Zuführen von zu verarbeitenden Leiterplatten (8) zu mindestens einer Bearbeitungsstation bestehend aus – einem Speicher mit mehreren übereinander angeordneten Transportbehältern (7) für Leiterplatten (8), – einer dieser zugeordneten Entnahmeeinrichtung (14) und – einer Greif-/Ablagevorrichtung zum Ablegen der Leiterplatten (8) auf eine Transportvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass – der Speicher in Form eines Regallagers (6) mit einer vertikal und horizontal verfahrbaren Entnahmeeinrichtung (14) ausgebildet ist, – der Entnahmeeinrichtung (14) mindestens eine Ablage (23.1/23.2) für die Transportbehälter (7) zugeordnet ist und – die Ablage (23.1/23.2) mit einer Vorrichtung (25) zur einzelnen Entnahme von Leiterplatten (8) aus dem Transportbehälter (7) und einer zugeordneten Transportvorrichtung für den Weitertransport der Leiterplatten (8) korrespondiert.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (6) aus einer Mehrzahl von Abteilen (9.1 bis 9.6) besteht, in denen Transportbehälter (7) übereinander angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (6) Rollenbahnen (10) aufweist, auf denen die Transportbehälter (7) mit seitlich abragenden Randstreifen (11., 11.2) aufliegen.
Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Abteil (9.1) Fächer (14.1 bis 14.4) für entleerte Transportbehälter (7) vorgesehen sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmeeinrichtung (14) für die Transportbehälter (7) ein Gerät zum Erkennen der Art der Leiterplatten (8) zugeordnet ist, die sich in dem Transportbehälter (7) befinden.
Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportbehälter (7) einen Barcode (31) mit der Information über die in dem Transportbehälter (7) angeordneten Leiterplatten (8) aufweist.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeeinrichtung (14) für die Transportbehälter (7) entlang dem Lager (6) verfahrbar ist.
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pfosten (15) an einem Schlitten (16) entlang einer Schiene (17) verfahrbar ist, wobei sich an dem Pfosten (15) ein in der Vertikalen bewegbarer Tisch (18) zur Übernahme eines Transportbehälters (7) befindet.
Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Tisch (18) endlose Transportbänder (19) zur Übernahme eines Transportbehälters (7) laufen.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeeinrichtung (25) für die Leiterplatte (8) aus dem Transportbehälter (7) Sauggreifer (27) aufweist, welche an einer Schiene (29), einem Roboterarm od. dgl. angeordnet sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (10.1, 20.2) eine Mehrzahl von umlaufenden endlosen Transportbänder (21) aufweist.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Transportelemente (20.1, 20.2) pro Logistiksystem (P) vorgesehen sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablage (23.1/23.2) für den Transportbehälter (7) aus zwei sich gegenüberliegenden Rollenbahnen (24.1, 24.2) besteht.