DE102006019998A1

DE102006019998A1 - Vorrichtung sowie Verfahren zum Auflöten von Lötkontakten

Info

Publication number: DE102006019998A1
Application number: DE102006019998A
Authority: DE
Inventors: Jakob Gilliam; André Jenrich
Original assignee: FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH and Co KG
Current assignee: FEW Fahrzeugelektrikwerk GmbH and Co KG
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2007-10-31

Abstract

Es ist eine Vorrichtung offenbart zum Auflöten von Lötkontakten auf den Silberaufdruck von Autoglasscheiben mit einem auf die Unterlage aufzustellenden Grundgestell, mit einem gegenüber diesem in einer XY-Ebene bewegbaren Koordinatentisch, der von einer ausgefahrenen Vorstation zum Einlegen und Entnehmen der Autoglasscheibe in eine eingefahrene Bearbeitungslage (Y-Richtung) bringbar ist, mit einer auf den Koordinatentisch festlegbaren, an die Masse und Wölbung einer individuellen Autoglasscheibe angepassten Scheibenauflage und mit einer über dieser sowie an einem Kopfstück des Grundgestells festlegbaren Wechselplatte mit an die Anzahl sowie Anordnung des Silberdrucks der individuellen Autoglasscheibe angepassten Lötköpfen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Auflöten von Lötkontakten auf den Silberaufdruck von vorzugsweise Autoglasscheiben. Hierbei wird unter Lötkontakten jegliche Lötanschlüsse sowie Folien verstanden.
Halbautomatische Lötvorrichtungen sowie -verfahren zur Verwendung bei gewölbten Scheiben wie Autoglascheiben haben sich bislang nicht bewährt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfache und robuste sowie preisgünstige Lötvorrichtung sowie ein Lötverfahren zur Verwendung bei Autoglascheiben vorzuschlagen, das auch von ungeübtem Personal ausgeübt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Lötvorrichtung durch den Gegenstand des Vorrichtungshauptanspruchs, also durch eine Vorrichtung zum Auflöten von Lötkontakten auf den Silberaufdruck von Autoglasscheiben mit einem auf die Unterlage aufzustellendem Grundgestell, mit einem gegenüber diesem in einer XY-Ebene bewegbaren Koordinatentisch, der von einer ausgefahrenen Vorstation zum Einlegen und Entnahmen der Autoglasscheibe in eine eingefahrene Bearbeitungslage (Y-Richtung) bringbar ist, mit einer auf den Koordinatentisch festlegbaren, an die Masse und Wölbung einer individuellen Autoglasscheibe angepassten Scheibenauflage, und mit einer über dieser sowie an einem Kopfstück des Grundgestells festlegbaren Wechselplatte mit an die Anzahl sowie Anordnung der Lötkontakte auf dem Silberdruck der individuellen Autoglasscheibe angepassten Lötköpfen, und bei einem Lötverfahren durch den Gegenstand des Verfahrenshauptanspruchs also durch ein Verfahren zum Auflöten von Lötkontakten auf den Silberaufdruck von Autoglasscheiben mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:

a) Einlegen der Autoglasscheibe in eine an deren Masse und Wölbung individuell angepasste Scheibenauflage in deren ausgefahrener Vorstation;
b) Ausrichtung der Autoglasscheibe an einem seitlichen Zentrieranschlag;
c) Spannen der Autoglasscheibe gegen einen in Ausfahrrichtung vorne befindlichen, vorderen Zentrieranschlag;
d) Einfahren der Scheibenauflage in eine eingefahrene Bearbeitungslage (Y-Richtung) bis zu einem Anschlag;
e) Feinpositionierung der Scheibenauflage mit der eingespannten Autoglasscheibe durch von einer optische Erkennung des Silberaufdrucks gesteuertes Verstellen des Koordinatentisches mittels des einen Schrittmotors in Y-Richtung;
f) Feinpositionierung der Scheibenauflage mit der eingespannten Autoglasscheibe durch von einer optische Erkennung des Silberaufdrucks gesteuertes Verstellen des Koordinatentisches mittels des anderen Schrittmotors in X-Richtung;
g) Absenken der Lötköpfe in Richtung auf die Silberaufdrucke der Autoglasscheibe;
h) Einlegung eines Lötkontaktes in die Aufnahme des Lötkopfes, vorzugsweise durch den Bediener der LÖtvorrichtung;
i) Absenken des Induktors des Lötkopfes zum induktiven Anlöten bis auf den Lötkontakt und damit Fixierung desselben sowie dessen induktives Auflöten bei gemeinsamer Betätigung der elektrischen Betriebsspannung aller Lötköpfe;
j) Zurückfahren des Induktors in seine Ausgangsstellung bei allen Lötköpfen;
k) Ausführung der Schritte i) bis a) -also in umgekehrter Reihenfolge- in entgegengesetzter Richtung nach manuellem Betätigen des Startknopfes am Lötkopf.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann also in der Vorstation des Koordinatentisches die Autoglasscheibe an den zumindest einen seitlichen Zentrieranschlag der darauf festgelegten individuell an die betreffende Autoglasscheibe angepassten Scheibenauflage an- bzw. eingelegt werden, die dann darauf mittels des Spannzylinders gegen den vorderen Zentrieranschlag geschoben und damit gespannt wird. Ohne Verletzungsgefahr für die Bedienungsperson kann dann die Scheibenauflage von der Vorstation in die eingefahrene Bearbeitungslage zum Löten, also nach hinten von der Bedienungsperson weg in einer vorzugsweise horizontalen XY-Ebene von dem Stellmotor in Y-Richtung bis zu dem Anschlag unter die unmittelbar (kleiner 8mm) über der Autoglasscheibe befindlichen Lötköpfen bewegt werden. Dort wird eine Feinjustierung anhand von Lichtschranken im Bereich des Silberaufdrucks der Autoglasscheibe selbsttätig zunächst in Y-Richtung von dem einen Stellmotor, und dann in X-Richtung von dem anderen Stellmotor durchgeführt. Erst dann wird das Löten mittels der an einem Kopfstück des Grundgestells angebrachten Wechselplatte lösbar festgelegten Lötköpfe durch deren Absenken (kleiner 8mm) in Richtung auf die Silberaufdrucke der Autoglasscheibe vorbereitet. Hierzu wird manuell ein Lötkontakt in eine Aufnahme des Lötkopfes eingelegt. Danach wird der Induktors des Lötkopfes bis auf den Lötkontakt abgesenkt und damit fixiert und dieser bei Betätigung der elektrischen Betriebsspannung induktiv durch Erwärmen des Lötkontaktes auf dem Silberaufdruck der Autoglasscheibe aufgelötet. Nach dem Auflöten werden die Induktoren bei allen Lötköpfen in ihre Ausgangsstellungen zurückgefahren und die einzelnen Verfahrensschritte in umgekehrter Reihenfolge sowie in entgegengesetzter Richtung ausgeführt.
Diese erfindungsgemässe Vorrichtung ist einfach und preisgünstig herzustellen sowie robust und kann zudem auch von ungeübtem Personal bedient werden.
Durch Lagerhaltung von an verschiedene Autoglasscheiben angepassten Scheibenauflagen und deren Austausch auf dem Koordinatentisch kann die erfindungsgemässe Löteinrichtung mit Vorteil schnell und problemlos umgerüstet werden.
Dasselbe gilt für die an dem Kopfstück des Grundgestells austauschbar festgelegten Wechselplatte mit den an die Anzahl sowie Anordnung des Silberdrucks sowie der Wölbung der individuellen Autoglasscheibe angepassten Halterungen zum Anordnen und Ausrichten der Lötköpfe wie Flansche, Konsolen und Zwischenplatten. Die Lötköpfe werden dann an die andere Wechselplatte angebracht. Die Wechselplatte wird durch ein auf ihr angebrachtes Lochbild als Kodierung sowie darin eingreifende Justierstifte am Grundgestell identifiziert.
Weitere zweckmässige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Auführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:
1 Eine Autoglasscheibe, in schematisher Draufsicht;
2 die Einzelheit II gemäss 1;
3 die erfindungsgemässe Vorrichtung, in schematischer, perspektivischer Darstellung;
4 die Vorrichtung gemäss 3, in schematischer Seitenansicht und mit ausgefahrerem Koordinatentisch;
5 die Vorrichtung gemäss 3, in schematischer Seitenansicht und mit eingefahrerem Koordinatentisch.
Die in 1 ist in Draufsicht eine individuell geformte sowie gewölbte Autoglasscheibe 8 gezeigt, die als Einzelheit II, mit einem z.B. im Siebdruck aufgebrachten Silberaufdruck 9 (2) versehen ist, an welchen Stellen die ansonsten durchsichtige Autoglasscheibe 8 undurchsichtig ist. Deshalb kann sinnvollerweise an dieser Stelle auch eine Lichtschranke Einsatz zum Positionieren finden, was noch beschrieben wird.
Die insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Auflöten von Lötkontakten auf den Silberaufdruck 9 von Autoglasscheiben 8 ist in den 3 bis 5 näher dargestellt. Anhand der schematischen, perspektivischen Darstellung in 3 seien nachfolgend die Bestandteile der Vorrichtung erläutert.
An einem auf die Unterlage, z.B. den Boden aufzustellendem Grundgestell 11 ist ein gegenüber diesem in einer XY-Ebene mittels Stellmotoren 13,14 bewegbarer, auf Lagern 29 (5) gelagerter Koordinatentisch 12 vorgesehen, der von einer ausgefahrenen Vorstation (4) zum Einlegen und Entnehmen der Autoglasscheibe 8 in Y-Richtung in eine eingefahrene Bearbeitungslage bis zu einem Anschlag zu der Arbeitsstation (5) mittels einer Teleskopführung 25 gebracht werden kann.
Auf der Oberseite des Koordinatentisches 12 ist eine an die Masse und Wölbung einer individuellen Autoglasscheibe 8 angepasste, austauschbare Scheibenauflage 15 angeordnet. Darüber ist eine an einem Kopfstück 16 des Grundgestells 11 festlegbare Wechselplatte 17 vorgesehen, die mit an die Anzahl sowie Anordnung der Lötkontakte auf dem Silberdruck 9 sowie der Wölbung der individuellen Autoglasscheibe 8 angepassten Lötköpfen 18 ausgestattet ist, wozu die Wechselplatte 17 Flansche 19 oder Winkelflansche, Konsolen 20 und Zwischenplatten 21 aufweist.
Die Scheibenauflage 15 weist zum Vorzentrieren zwei in Ausfahrrichtung (Y-Richtung) vorne befindliche, vordere Zentrieranschläge 22, die als zwei feste, zur Mitte der Autoglasscheibe 8 abgeschrägte Kunststoffanschläge ausgebildet sind, und einen seitlichen Zentrieranschlag 23 für die Autoglasscheibe 8 auf. Ferner ist jedem vorderen Zentrieranschlag 22 ein Spannzylinder 24 zum Spannen und Befestigen der Autoglasscheibe 8 in der Scheibenauflage 15 zugeordnet, die über zwei hochelastische Formstücke erfolgt. Ferner ist der Koordinatentisch 12 für die Steuerung der Feinjustierung der Autoglasscheibe 8 mit zumindest einer Lichtschranke 26 (5) z.B. in Form eines Lasertasters zur Erkennung des Silberaufdruck 9 der Autoglasscheibe 8 versehen.
Die Vorrichtung 10 wird nach folgendem Verfahren zum Auflöten von Lötkontakten auf den Silberaufdruck 9 von Autoglasscheiben 8 betrieben. Einlegen der Autoglasscheibe 8 in die an deren Masse und Wölbung individuell angepasste Scheibenauflage 12 in der ausgefahrenen Vorstation, wie es in 4 dargestellt ist. Danach erfolgt das grobe manuelle Ausrichten der Autoglasscheibe 8 an dem seitlichen Zentrieranschlag 23, wonach die Autoglasscheibe 8 infolge der Betätigung eines Drucktatsers 30 (5) gegen einen in Ausfahrrichtung (-Y-Richtung) vorne befindlichen, vorderen Zentrieranschlag 22 aufgrund der Spannzylinder 24 gespannt wird.
Es erfolgt dann nach der Entriegelung von Indexstiften 27 (4) die Freigabe des Koordinatentisches 12 sowie das Einfahren der Scheibenauflage 12 in eine eingefahrene Bearbeitungslage (Y-Richtung) in die Arbeitsstation bis zu einem Anschlag (5) und die Aktivierung eines Initiators 28 (4), durch den folgende Verfahrensschritte selbsttätig bis zum Einlegen des Lötkontaktes ausgelöst werden.
Zunächst wird der Koordinatentisches 12 in der Arbeitsstation indexiert und dort die Feinpositionierung der Scheibenauflage 12 mit der eingespannten Autoglasscheibe 8 durch von einer optische Erkennung, z.B. der Lichtschranke in Form des Lasertasters 26 des Silberaufdrucks 9 gesteuertes Verstellen des Koordinatentisches 12 mittels des einen Schrittmotors 14 in Y-Richtung sowie die weitere Feinpositionierung der Scheibenauflage 19 mit der eingespannten Autoglasscheibe 8 durch von einer optischen Erkennung des Silberaufdrucks 9 gesteuertes Verstellen des Koordinatentisches 12 mittels des anderen Schrittmotors 14 in X-Richtung durchgeführt. Sodann werden die Lötköpfe 18 in Richtung auf die Silberaufdrucke 9 der Autoglasscheibe 8 noch selbsttätig abgesenkt.
Danach wird in die Aufnahme des Lötkopfes 18 ein Lötkontakt manuell eingelegt. Bis zu diesem wird zu dessen Fixierung sowie zum induktiven Anlöten danach der Induktor durch Betätigung des Startknopfes am Lötkopf abgesenkt und bei gleichzeitiger Betätigung der elektrischen Betriebsspannung aller Lötköpfe 18 die Lötkontakte auf den Silberaufdruck 9 aufgelötet, wonach der Induktor jedes Lötkopfes 18 in die Ausgangsstellung zurückgefahren.
Um den Koordinatentisch 12 wieder in die in den 3 und 4 gezeigte Ausgangslage der Vorstation zu bringen, müssen die vorstehend geschilderten Verfahrensschritte -also in umgekehrter Reihenfolge- und in entgegengesetzter Richtung durchgeführt werden.
Alle Vorgänge sowie Zustände der Vorrichtung können durch optische Signale, z.B. Signallampen 30 in dem Kopfstück 16 angezeigt werden.
Unterhalb des Lötstellen der Autoglasscheibe können Thermosensoren zur Messung der Temperatur während und nach der Lötung angebracht sein. Die gemessene Temperatur kann zusätzlich angezeigt werden. Positionen der einzelnen Zylinder werden mit Initiatoren überwacht und Fehlpositionen im Display in Klartext angezeigt, die auch über eine vorzugsweise serielle Schnittstelle (RS232) an andere Systeme übergeben werden können. Es können die Sollparameter der Lötstellen in einem Programm für diese Autoglasscheibe hinterlegt werden. Das Programm wird über die automatische Identifizierung der Wechselplatte aufgerufen.

Claims

Vorrichtung zum Auflöten von Lötkontakten auf den Silberaufdruck von Autoglasscheiben mit einem auf die Unterlage aufzustellendem Grundgestell, mit einem gegenüber diesem in einer XY-Ebene bewegbaren Koordinatentisch, der von einer ausgefahrenen Vorstation zum Einlegen und Entnahmen der Autoglasscheibe in eine eingefahrene Bearbeitungslage (Y-Richtung) bringbar ist, mit einer auf den Koordinatentisch festlegbaren, an die Masse und Wölbung einer individuellen Autoglasscheibe angepassten Scheibenauflage, und mit einer über dieser sowie an einem Kopfstück des Grundgestells festlegbaren Wechselplatte mit an die Anzahl sowie Anordnung von Lötkontakten auf dem Silberdruck der individuellen Autoglasscheibe angepassten Lötköpfen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselplatte zum Anordnen und Ausrichten der Lötköpfe Flansche, Konsolen und Zwischenplatten sowie eine Kodierung in Form eines Lochbildes zur Idnetifizierung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenauflage zumindest einen Zentrieranschlag für die Autoglasscheibe aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenauflage einen seitlichen Zentrieranschlag sowie einen in Ausfahrrichtung vorne befindlichen, vorderen Zentrieranschlag aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Zentrieranschlag zwei feste, zur Mitte der Autoglasscheibe abgeschrägte Kunststoffanschläge aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenauflage einen Spannzylinder zum Befestigen der Autoglasscheibe aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinatentisch mittels Stellmotoren in der XY-Ebene bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinatentisch auf einer Teleskopführung gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinatentisch von der ausgefahrenen Start- und Entnahmelage für die Autoglasscheibe bis zu einem Anschlag in die eingefahrene Bearbeitungslage (Y-Richtung) bringbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinatentisch für die Steuerung der Feinjustierung der Autoglasscheibe zumindest eine Lichtschranke aufweist, in die der Silberaufdruck der Autoglasscheibe bewegbar ist.
Verfahren zum Auflöten von Lötkontakten auf den Silberaufdruck von Autoglasscheiben mit folgenden Verfahrensschritten: a) Einlegen der Autoglasscheibe in eine an deren Masse und Wölbung individuell angepasste Scheibenauflage in deren ausgefahrener Vorstation; b) Ausrichtung der Autoglasscheibe an einem seitlichen Zentrieranschlag; c) Spannen der Autoglasscheibe gegen einen in Ausfahrrichtung vorne befindlichen, vorderen Zentrieranschlag; d) Einfahren der Scheibenauflage in eine eingefahrene Bearbeitungslage (Y-Richtung) bis zu einem Anschlag; e) Feinpositionierung der Scheibenauflage mit der eingespannten Autoglasscheibe durch von einer optische Erkennung des Silberaufdrucks gesteuertes Verstellen des Koordinatentisches mittels des einen Schrittmotors in Y-Richtung; f) Feinpositionierung der Scheibenauflage mit der eingespannten Autoglasscheibe durch von einer optische Erkennung des Silberaufdrucks gesteuertes Verstellen des Koordinatentisches mittels des anderen Schrittmotors in X-Richtung; g) Absenken der Lötköpfe in Richtung auf die Silberaufdrucke der Autoglasscheibe; h) Einlegung eines Lötkontaktes in die Aufnahme des Lötkopfes; i) Absenken des Induktors des Lötkopfes zum induktiven Anlöten bis auf den Lötkontakt und damit Fixierung desselben nach manueller Betätigung eines Startknopfes sowie dessen induktives Auflöten bei gemeinsamer Betätigung der elektrischen Betriebsspannung aller Lötköpfe; j) Zurückfahren des Induktors in seine Ausgangsstellung bei allen Lötköpfen; k) Ausführung der Schritte i) bis a) -also in umgekehrter Reihenfolge- in entgegengesetzter Richtung.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt c) das Spannen der Autoglassscheibe gegen den vorderen Zentrieranschlag über zwei hochelastische Formstücke erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt e) das Feinpositionieren der Scheibenauflage mit der eingespannten Autoglasscheibe durch von einer optische Erkennung des Silberaufdrucks gesteuertes Verstellen des Koordinatentisches mittels des einen Schrittmotors in Y-Richtung dergestalt erfolgt, dass die Scheibe in Y-Richtung so lange bewegt wird, bis der Silberaufdruck die Lichtschranke in einem festgelegten Wert unterbrochen hat.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt f) das Feinpositionieren der Scheibenauflage mit der eingespannten Autoglasscheibe durch von einer optische Erkennung des Silberaufdrucks gesteuertes Verstellen des Koordinatentisches mittels des einen Schrittmotors in X-Richtung dergestalt erfolgt, dass die Scheibe in X-Richtung so lange bewegt wird, bis der Silberaufdruck die Lichtschranke in einem festgelegten Wert unterbrochen hat.