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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidevorrichtung zum Kürzen von
Bauelementgurten für
einen Bestückautomat
sowie ein zugehöriges
Verfahren zum Kürzen
von Bauelementgurten mit der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung. Die
Schneidevorrichtung umfasst dabei eine ortsfeste Schneideleiste
mit einer Schneidekante und ein bewegliches Schneidemesser mit einer
auf die Schneidekante gerichteten Schneide, wobei das bewegliche
Schneidemesser derart gegen die feste Schneideleiste verschiebbar
ist, dass zwischen fester Schneideleiste und beweglichem Schneidemesser
befindliche Bauelementgurte durchtrennt werden können.
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Stand der Technik
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Bei
einem Bestückautomaten
zum Bestücken
von Substraten mit elektrischen Bauelementen werden die Bauelemente
durch am Bestückautomaten
angeordnete Zuführeinrichtungen
bereitgestellt. Die elektrischen Bauelemente sind in taschenartigen Vertiefungen
von so genannten Bauelementgurten gelagert. Der Bauelementgurt wird
mittels eines Transportmechanismus der Zuführeinrichtung transportiert,
wobei die Bauelemente an einer Abholposition von einem Bestückkopf des
Bestückautomaten aus
den Vertiefungen bzw. so genannten Taschen des Bauelementgurts entnommen
werden. Der leere Bauelementgurt verlässt dann die Zuführeinrichtung an
einer geeigneten Stelle. Häufig
besteht daher die Notwendigkeit, die leeren Bauelementgurte nach dem
Austritt aus der Zuführeinrichtung
in bestimmten Abständen
zu kürzen
bzw. abzuschneiden, um den Restmüll
in eine handhabbare Form zu bringen.
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Aus
der Patentschrift
DE
196 04 608 C1 ist eine Schneidevorrichtung für eine Bestückautomaten bekannt,
welche sich über
die gesamte Breite der am Bestückautomaten
angeordneten Zuführvorrichtungen
erstreckt und mittels eines einzigen langen und beweglichen Schneidemessers
die Bauelementgurte abschneidet. Das Schneiden der Bauelementgurte erfolgt
durch eine scherenartige Bewegung des beweglichen Schneidemessers
gegen eine entsprechend lang ausgebildete Schneidekante einer ortsfesten
Schneideleiste. Dabei wird das Schneidemesser mit Hilfe zweier Pneumatikzylinder
gegen die Schneidekante der ortfesten Schneideleiste verschoben.
Die Pneumatikzylinder werden dabei aufeinanderfolgend betätigt, so
dass das Schneidemesser während
eines Schneidevorgangs schräg
gestellt ist, wodurch auftretende Schnittkräfte allerdings nur teilweise
verringert werden können.
So entstehen beispielsweise insbesondere gegen Ende eines Schneidevorgangs
durch einen relativ flachen Winkel zwischen ortsfester Schneideleiste
und beweglichem Schneidemesser relativ hohe Schnittkräfte, welche zusätzlich zu
einer großen
Lärmbelastung
(z. B. Schlag am Ende des Schneidvorgangs) und Vibrationen beim
Bestückautomaten
führen
können.
Nachteilig an dieser konstruktiven Ausführung einer Schneidevorrichtung
ist allerdings auch, dass die Verwendung von Pneumatikzylindern
einen hohen Druckluftverbrauch bedingt und damit die Betriebskosten
eines Bestückautomaten
deutlich erhöht
sind.
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Aus
den Schriften
US
2002/0124397 A1 und
JP 2006-237316 A sind ebenfalls Schneidevorrichtungen
zum Kürzen
von Bauelementgurten bekannt. Die in der Schrift
US 2002/0124397 A1 offenbart
dabei eine Schneidevorrichtung, welche eine ortsfeste Schneideleiste
mit einer Schneidekante und ein bewegliches Schneidemesser mit einer
auf die Schneidekante der ortsfesten Schneideleiste gerichteten Schneidekante
aufweist. Das bewegliche Schneidemesser wird wie in Schrift
DE 196 04 608 C1 von
zwei getrennt steuerbaren Pneumatikzylindern angetrieben, von welchen
zum Abschneiden der Bauelementgurte ein Wiegeschnitt des beweglichen
Schneidemessers angesteuert wird.
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Auch
die Schrift
JP 2006-237316
A offenbart eine Schneidevorrichtung zum Kürzen von
Bauelementen mittels einer ortsfesten Schneideleiste mit einer Schneidekante
und eines bewegliches Schneidemesser, welches von steuerbaren Pneumatikzylindern
angetrieben wird. Auch hier wird beim Schneidevorgang vom beweglichen
Schneidemesser – angesteuert
durch die Pneumatikzylinder – ein
Wiegeschnitt ausgeführt.
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Damit
weisen die in den beiden Schriften
US 2002/0124397 A1 und
JP 2006-237316 A offenbarten
Schneidevorrichtungen zum Kürzen
von Bauelementgurten ebenfalls den Nachteil auf, dass es durch den
Einsatz von Pneumatikzylindern zu einen relativ hohen Druckluftverbrauch
kommt. Damit sind auch die Betriebskosten für einen Bestückautomaten
mit einer derartigen Schneidevorrichtung relativ hoch. Auch kann
der relativ flachen Winkel zwischen ortsfester Schneideleiste und
dem beweglichem Schneidemesser zu relativ hohe Schnittkräfte und
damit zu einer großen
Lärmbelastung
und Vibrationen beim Bestückautomaten
führen.
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Aus
der Schrift
JP 5-218680
A ist ebenfalls eine Schneidevorrichtung zum Abschneiden
von Bauelementgurten bekannt, die aus einer ortsfesten Schneidekante
und einem beweglichen Schneidemesser besteht. Dabei wird zum Antrieb
des beweglichen Schneidemessers neben zwei Druckluftzylindern eine
Kurvenscheibe eingesetzt. Die Kurvenscheibe ist dabei durch einen
Steuerbolzen und mittels Anpressdrucks mit einem Antriebshebel verbunden
und über
den zweiten, zweistufig ausgeführten Druckluftzylinder
mit einem Hebelarm gekoppelt, an welchem das bewegliche Schneidemesser
angebracht ist. Damit wird der Schneidevorgang nur indirekt durch
die Kurvenscheibe gesteuert, da die Hauptsteuerung des beweglichen
Schneidemessers wieder von einem Druckluftzylinder übernommen wird,
wodurch auch bei dieser Schneidevorrichtung die Betriebskosten relativ
hoch sind. Außerdem
ist die in der Schrift
JP
5-218680 A offenbarte Schneidevorrichtung aufgrund ihrer
Konstruktion, insbesondere der Anbringung des Schneidemessers an
einem freien Ende eines Hebelarms nur zum Kürzen von einzelnen bzw. sehr
wenigen Bauelementgurten gleichzeitig geeignet.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schneidevorrichtung
sowie ein zugehöriges
Verfahren zum Kürzen
von Bauelementgurten anzugeben, welche sich durch günstige Betriebskosten
auszeichnen und bei welchen Geräuschentwicklung
und Vibrationen aufgrund hoher Schnittkräfte möglichst vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Gegenstände der
unabhängigen
Patentansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt damit durch eine Schneidevorrichtung der eingangs
angegebenen Art, wobei für
den Antrieb eines beweglichen Schneidemessers zwei Kurvenscheiben
vorgesehen sind. Diese Kurvenscheiben sind über einen ersten Riemen – wie beispielsweise
einen Zahnriemen – gekoppelt
und werden durch einen elektrischen Motor angetrieben. Für eine Verschiebung
bzw. Führung des
beweglichen Schneidemessers über
eine Verfahrweg und damit für
eine Ansteuerung des Schnittvorgangs sind auf den Kurvenscheiben
Bahnen vorgesehen, welche so ausgestaltet sind, dass während einer
Umdrehung der Kurvenscheiben ein so genannter Wiegeschnitt durchgeführt wird.
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Der
Hauptaspekt der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung
besteht darin, dass einerseits durch einen Einsatz des elektrischen
Antriebs – Kurvenscheiben
in Kombination mit dem elektrischen Motor – ein Druckluftverbrauch der
Schneidevorrichtung vermindert wird. Dadurch werden die Betriebskosten
für die
Schneidevorrichtung und letztendlich für einen Bestückautomaten,
in welchem diese eingesetzt wird erheblich gesenkt. Andererseits
wird durch die Führung
des beweglichen Schneidemessers mittels der Bahnen auf den Kurvenscheiben, durch
welche der Schnittvorgang auf mechanischer Basis gesteuert wird,
erreicht, dass das bewegliche Schneidemesser schlagfrei und mit
verringerter Schnittkraft geführt
und definiert in seine Ausgangsposition zurückgeführt wird. Damit werden auf
einfache und kostengünstige
Weise eine Geräuschentwicklung
sowie Erschütterungen
durch den Schnittvorgang reduziert.
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Bei
einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung sind die Kurvenscheiben
derart angeordnet, dass eine Bewegung von einer auf der jeweiligen Kurvenscheibe
angebrachten Bahn mit einem zugeordneten Ende des beweglichen Schneidemessers abgegriffen
wird. Damit kann auf einfache Weise das bewegliche Schneidemesser
auf jeder Seite derart von den Kurvenscheiben angesteuert werden,
dass beim Schnittvorgang einen relativ flacher Winkel zwischen ortsfester
Schneideleiste und beweglichem Schneidemesser und damit relativ
hohe Schnittkräfte vermieden
werden. Bei entsprechender Gestaltung der Bahnen, welche vorteilhafter
Weise auf die Kurvenscheiben eingefräst sind, können beispielsweise die auftretenden
Schnittkräfte
gegenüber
einem pneumatischen Antrieb annähernd
halbiert werden.
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Es
ist günstig,
wenn das bewegliche Schneidemesser als in einer Ebene verschiebbare
Leiste ausgestaltet ist. Dadurch können auf einfache Weise mehrere
Bauelementgurte von mehreren Zuführeinrichtungen
mit einem Schnittvorgang gekürzt
werden.
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Bei
einer Fortbildung der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung ist
der elektrische Motor zwischen den Kurvenscheiben – beispielsweise
unterhalb des Riemens zur Kopplung der Kurvenscheiben – angeordnet.
Durch diese Anordnung des Motors wird auf vorteilhafte Weise von
der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung
ein annähernd
gleicher Platzbedarf benötigt
wie z. B. von pneumatischen Schneidevorrichtungen. Damit können pneumatische Schneidevorrichtungen
an Bestückautomaten
auf einfache Weise durch die erfindungsgemäßen Schneidevorrichtungen mit
niedrigeren Betriebskosten ersetzt werden.
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Zusätzlich ist
der elektrische Motor über
einen zweiten Riemen (z. B. Zahnriemen) mit zumindest einer der
beiden Kurvenscheiben direkt verbunden. Dadurch wird auf einfache
Weise eine erste der beiden Kurvenscheiben vom Motor direkt angetrieben.
Eine zweite der beiden Kurvenscheiben wird durch die Kopplung mit
dem ersten Riemen an die erste Kurvenscheibe mitbewegt, wodurch
eine gleichmäßige Bewegung
der Kurvenscheiben und ein gleichmäßiger Kraftverlauf während des
Schnittvorgangs erzielt werden. Idealerweise ist der elektrische
Motor als Getriebemotor ausgestaltet, da dieser in vorteilhafter
Weise platzsparend untergebracht werden kann.
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Die
Lösung
der angeführten
Aufgabe erfolgt auch durch eine Verfahren zum Kürzen von Bauelementgurten in
einem Bestückautomaten,
welches von der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung durchgeführt wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren
wird zuerst ein erstes Ende des beweglichen Schneidemessers der
Schneidevorrichtung über
einen Verfahrweg bis zur ortfesten Schneideleiste geführt. Dann
wird ein zweites Ende des beweglichen Schneidemessers einen ersten
Teil des Verfahrweges in Richtung der ortfesten Schneideleiste ausgefahren.
Das erste Ende des beweglichen Schneidemessers wird dann in eine
Ausgangsposition zurückgeführt und
anschließend
das zweite Ende des beweglichen Schneidemessers über einen zweiten Teil des
Verfahrweges bis zur ortfesten Schneideleiste bewegt. Im Folgenden
wird das erste Ende des beweglichen Schneidemessers den ersten Teil
des Verfahrweges in Richtung der ortsfesten Schneideleiste nachgefahren
und letztendlich werden beide Ende des beweglichen Schneidemessers
in die Ausgangsposition zurückgeführt.
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Durch
diesen Bewegungsablauf des beweglichen Schneidemessers der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung
wird auf einfache Weise der so genannte Wiegeschnitt erzielt, mit
welchem Bauelementgurte durchtrennt werden. Durch das erfindungsgemäße Schneideverfahren
wird erreicht, dass einen relativ flacher Winkel zwischen ortsfester Schneideleiste
und beweglichem Schneidemesser und damit relativ hohe Schnittkräfte vermieden
werden. Das bewegliche Schneidemesser wird vorteilhafter Weise annähernd schlagfrei
geführt
und definiert in die Ausgangsposition zurückbewegt, wodurch Geräuschentwicklung
und Erschütterungen,
welche insbesondere beim Bestückvorgang
auf einem Bestückautomaten
zu Fehlern führen
können,
reduziert werden.
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In
vorteilhafter Weise wird eine Ansteuerung des ersten und des zweiten
Endes des beweglichen Schneidemessers der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung
durch eine Bewegung der jeweils zugeordneten Kurvenscheibe durchgeführt. Von
der Kurvenscheibe bzw. von der auf der Kurvenscheibe vorgesehenen
Bahn wird damit auf einfache Weise die Bewegung das jeweilige Ende
des beweglichen Messers vorgegeben. Die Bewegung kann beispielsweise
durch eine entsprechende Ausgestaltung der Bahn definiert werden,
wodurch auf einfache Weise ein so genannter Wiegeschnitt ohne relativ
hohe Schnittkräfte
erzielt werden kann. Durch den Einsatz der Kurvenscheiben in Kombination
mit einem elektrischen Motor zur Ansteuerung der Schneidevorrichtung
und zur Durchführung
des Schneideverfahrens werden zusätzlich Druckluftverbrauch und
damit Betriebskosten bei einem Bestückautomaten gesenkt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand von beigefügten Figuren
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung
zum Kürzen
von Bauelementgurten in einer Ausgangsposition
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2 einen
schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kürzen von
Bauelementgurten mit der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung
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Ausführung der Erfindung
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In 1 ist
beispielhaft und in schematischer Weise eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung
SV zum Kürzen
von Bauelementgurten BG in eine Ausgangsposition AP, wobei Trägerteile,
Elemente zum Befestigen der Schneidevorrichtung SV an z. B. Zuführeinrichtungen
oder Bestückautomaten
der Einfachheit halber nicht dargestellt sind.
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Die
erfindungsgemäße Schneidevorrichtung besteht
aus einer ortsfesten Schneideleiste SL, welche an einer Seite eine Schneidekante
SK1 aufweist, und einem beweglichen Schneidemesser M. Das Schneidemesser
M weist auf einer der ortfesten Schneideleiste SL zugewandten Seite
eine Schneide SK2 auf. Das bewegliche Schneidemesser M der Schneidevorrichtung
SV kann dabei derart in Richtung der ortsfesten Schneideleiste SL
verschoben werden, dass die zwischen ortsfester Schneideleiste SL
und beweglichem Schneidemesser M befindlichen Bauelementgurte BG,
welche in 1 schematisch dargestellt sind,
durchtrennt werden.
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Für ein definiertes
Verschieben und einen Antrieb des beweglichen Schneidemessers M
umfasst die erfindungsgemäße Schneidevorrichtung
SV zwei Kurvenscheiben KS1, KS2, welche in 1 nur schematisch – in Form
von Hüllekurven – dargestellt sind.
Die Kurvenscheiben KS1, KS2 sind dabei auf Antriebswellen A1, A2
befestigt und jeweils an einem Ende des beweglichen Schneidemessers
M angeordnet, welches beispielsweise als in einer Ebene verschiebbare
Leiste ausgestaltet ist.
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Auf
den Kurvenscheiben KS1, KS2 sind jeweils Bahnen z. B. durch Fräsen aufgebracht.
Diese Bahnen sind derart gestaltet, dass während einer Umdrehung der Kurvenscheiben
KS1, KS2 ein so genannter Wiegeschnitt vom beweglichen Schneidemesser
M durchgeführt
wird, um die Bauelementgurte BG zu durchtrennen. Für den Wiegeschnitt
wird ein erstes Ende des beweglichen Schneidemessers M von einer
ersten Kurvenscheibe bzw. der zugehörigen Bahn angesteuert. Die
Bewegung eines zweiten Endes des beweglichen Schneidemessers M wird durch
eine zweite Kurvenscheibe KS2 bzw. durch die Bahn der zweiten Kurvenscheibe
KS2 definiert. Eine beispielhafte Darstellung des Wiegeschnitts
bzw. eines Bewegungsablaufes des jeweiligen Endes des beweglichen
Schneidemessers M ist in 2 dargestellt.
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Für eine gleichmäßige Bewegung
bzw. Umdrehung sind die Kurvenscheiben KS1, KS2 über einen ersten Riemen R1
(z. B. Zahnriemen) miteinander gekoppelt. Der erste Riemen R1 ist dabei
an den Antriebswellen A1, A2 der beiden Kurvenscheiben KS1, KS2
angebracht. Für
den Antrieb der Kurvenscheiben KS1, KS2 ist ein elektrischer Motor
GM wie z. B. ein Getriebemotor vorgesehen. Der Getriebemotor GM
ist über
einen zweiten Riemen R2 mit einer der beiden Kurvenscheiben KS1,
KS2 – beispielsweise
mit der zweiten Kurvenscheibe KS2 gekoppelt. Durch die Kopplung
mit dem elektrischen Motor GM über
den zweiten Riemen R2 wird die zweite Kurvenscheibe KS2 über eine
zweite Antriebswelle A2 gedreht. Aufgrund der Kopplung der ersten
Kurvenscheibe KS1 mit der zweiten Kurvenscheibe KS2 durch den ersten
Riemen R1 wird die erste Kurvenscheibe KS1 mitgedreht. Die Drehbewegung
der Kurvenscheiben KS1, KS2 wird dann in eine Bewegung des beweglichen
Schneidemessers M umgesetzt, wobei die Verschiebung in Richtung
der ortsfesten Schneideleiste SL des jeweiligen Endes des beweglichen
Schneidemessers M durch die Bahnen der Kurvenscheiben KS1, KS2 vorgegeben
werden. Von den auf den Kurvenscheiben KS1, KS2 aufgebrachten Bahnen
wird damit ein Verlauf der Bewegung des ersten wie des zweiten Endes
des beweglichen Schneidemessers M festgelegt.
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2 zeigt
schematisch und beispielhaft den zeitlichen Ablauf der Bewegung
des ersten bzw. des zweiten Ende des beweglichen Schneidemessers
M und damit den so genannten Wiegenschnitt. 2 umfasst
zwei Diagramme, wobei ein erstes Diagramm den Bewegungsverlauf des
ersten Endes des beweglichen Schneidemesser M darstellt, welche
von der ersten Kurvenscheibe KS1 angesteuert wird. Im zweiten Diagramm
wird der Bewegungsablauf des zweiten Endes des beweglichen Schneidemessers
M gezeigt, welches von der zweiten Kurvenscheibe KS2 verschoben
wird. Beide Diagramme weisen eine horizontale Achse t auf, welche
einen Zeitverlauf darstellt, und eine vertikale Achse, welcher die
Ausgangsposition AP des beweglichen Messers sowie der Verfahrweg
H aufgetragen sind. Der Verfahrweg H ist dabei in zwei Teile H1,
H2 unterteilt, welche eine ersten Teilhub H1 und eine zweiten Teilhub
H2 des beweglichen Schneidemessers während des Bewegungsablaufes
bzw. des Wiegeschnitts darstellen. Dabei ist der erste Teilhub H1
größer als der
zweite Teilhub H2, wobei ein Verhältnis von ersten Teilhub H1
zu zweiten Teilhub H2 beispielsweise einem Verhältnis von 3:2 entsprechen kann.
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Das
Verfahren zum Kürzen
von Bauelementgurten BG bzw. der Wiegeschnitt beginnt mit einem ersten
Verfahrensschritt 1, in dem das zweite Ende des beweglichen
Schneidemesser M durch die Bahn der zweiten Kurvenscheibe KS2 über den
gesamten Verfahrweg H bis zur ortsfesten Schneideleiste SL ausgefahren
wird. In einem zweiten Verfahrensschritt 2 wird dann das
erste Ende des beweglichen Scheidemessers M, welches von der ersten
Kurvenscheibe KS1 bzw. von der darauf angebrachten Bahn angesteuert
wird, über
den ersten Teil bzw. ersten Teilhub H1 des Verfahrweges H in Richtung
der ortsfesten Schneideleiste SL ausgefahren. Bei einem dritten Verfahrensschritt 3 wird
dann das zweite Ende des beweglichen Schneidemessers M durch Ansteuerung
der zweiten Kurvenscheibe KS2 in die Ausgangsposition AP zurückgefahren.
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In
einem vierten Verfahrensschritt 4 wird dann das von der
ersten Kurvenscheibe KS1 angetriebene erste Ende des beweglichen
Schneidemessers M über
den zweiten Teilhub H2 bis zur ortfesten Schneideleiste SL ausgefahren.
Bei einem fünften Verfahrensschritt 5 wird
dann das zweite Ende des beweglichen Schneidemessers M – angetrieben durch
die zweite Kurvenscheibe K2 – den
ersten Teilhub H1 in Richtung der ortsfesten Schneideleiste SL nachgefahren.
In einem sechsten Verfahrensschritt 6 werden sowohl das
erste Ende wie auch das zweite Ende des beweglichen Schneidemessers
M in die Ausgangsposition AP zurückgefahren.
Mit dem sechsten Verfahrensschritt 6 und einem Erreichen der
Ausgangsposition AP wird üblicherweise
von beiden Kurvenscheiben KS1, KS2 eine volle Umdrehung abgeschlossen.
Mit einer nächsten
Umdrehung der Kurvenscheiben KS1, KS2 werden die Verfahrensschritte 1 bis 6 des
Verfahrens zum Kürzen
von Bauelementgurten BG erneut durchlaufen und der nächste Wiegeschnitt
ausgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- SV
- Schneidevorrichtung
- SL
- ortsfeste
Schneideleiste
- SK1
- erste
Schneidekante
- SK2
- zweite
Schneidekante
- M
- bewegliches
Schneidemesser
- BG
- Bauelementgurte
- KS1
- erste
Kurvenscheibe (linksseitig)
- A1
- erste
Antriebswelle der ersten Kurvenscheibe
- KS2
- zweite
Kurvenscheibe (rechtsseitig)
- A2
- zweite
Antriebswelle der zweiten Kurvenscheibe
- R1
- erster
Antriebsriemen
- R2
- zweiter
Antriebsriemen
- GM
- Getriebemotor
- AP
- Ausgangsposition
- H
- Verfahrweg
des beweglichen Schneidemessers
- H1
- erster
Teil des Verfahrwegs (erster Teilhub)
- H2
- zweiter
Teil des Verfahrwegs (zweiter Teilhub)
- 1
bis 6
- erster
bis sechster Verfahrensschritt
