DE102013016707A1

DE102013016707A1 - Transportvorrichtung und Bestückvorrichtung damit

Info

Publication number: DE102013016707A1
Application number: DE201310016707
Authority: DE
Inventors: Christian Meißner
Original assignee: ASM Assembly Systems GmbH and Co KG
Current assignee: ASMPT GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: DE102013016707B4; CN104582460B; CN104582460A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung (10), insbesondere für Leiterplatten, wobei die Transportvorrichtung aufweist: – ein Gestell; – einen Transportriemen (40), der eine Auflage- und Transportfläche (F) für einen zu transportierenden Gegenstand (8), insbesondere Leiterplatte, bildet; – einen Rollenträger (26), an welchem Umlenkrollen zur Führung des Transportriemens (40) drehbar gelagert sind und der in einer Hubrichtung (Z), die winklig, insbesondere senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Auflage- und Transportfläche (F) verläuft, translatorisch beweglich gegenüber dem Gestell gelagert ist; – eine Antriebsrolle zum Antreiben des Transportriemens (40); und – eine Hubeinheit (54, 56) zum Anheben des Rollenträgers (26) um einen vorbestimmten Hub in der Hubrichtung (Z), wobei die Antriebsrolle gegenüber dem Gestell bezüglich der Hubrichtung (Z) ortsfest drehbar gelagert ist, und wobei ein Verlauf des Transportriemens (40) so ausgelegt ist, dass eine Längung des Transportriemens (40) vermieden wird oder im Wesentlichen vermieden wird, wenn der Rollenträger (26) von einer Rastlage aus um den vorbestimmten Hub angehoben wird. Die Erfindung betrifft auch eine Transportvorrichtung (1) mit jeweils einem Paar von Transportriemen (40), Rollenträgern (26) mit Umlenkrollen und Antriebsrollen in spiegelgleicher Anordnung und ansonsten entsprechender Ausbildung. Die Erfindung betrifft ferner eine Bestückvorrichtung (1) mit der Transportvorrichtung (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung und eine Bestückvorrichtung mit einer solchen Transportvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Transportvorrichtung und eine Bestückvorrichtung, vorzugsweise einen Bestückautomaten für Leiterplatten.
In Bestückautomaten werden Substrate oder Leiterplatten, die mit Halbleiterchips oder Bauelementen bestückt werden, längs einer in der Regel geradlinigen Transportstrecke transportiert. Während des Bestückens wird die Leiterplatte durch Festklemmen fixiert. Der Transport erfolgt mittels Transportriemen, die über geeignete Räder oder Rollen angetrieben werden. Das Substrat oder die Leiterplatte liegt nur mit einem schmalen seitlichen Streifen auf den Transportriemen auf. Zum Fixieren einer Leiterplatte im Bestückbereich wird ein vertikal beweglich an einem Seitenteil gelagertes Klemmblech verwendet, das die gesamte Rollenanordnung samt Riemenantrieb trägt und im Rahmen dieser Anmeldung auch als Rollenträger bezeichnet wird. Eines der Seitenteile ist an einem Maschinengestell fest montiert, das andere quer zur Transportrichtung durch einen Linearantrieb mit Linearführung verstellbar gelagert. Eine Mitnehmerwelle, die mit dem Riemenantrieb auf der feststehenden Seite gekoppelt ist und auf der gegenüberliegenden Seite an dem Maschinengestell gelagert ist, überträgt die Drehbewegung des Riemenantriebs auf die Antriebsrolle der verstellbaren Seite. Bei der Hubbewegung der Klemmbleche werden auch der Transportriemen und der Riemenantrieb mit der Mitnehmerwelle bewegt. Eine solche Vorrichtung zum Transport von Leiterplatten ist in der EP 1 266 550 B1 offenbart.
Eine solche Anordnung bietet in mehrerlei Hinsicht Spielraum für Verbesserungen. Beispielsweise müssen aufgrund des mit der Hubbewegung mitgeführten Antriebs elektrische Zuleitungen in einer Schlaufe beweglich verlegt werden. Störkanten durch beengte Platzverhältnisse und eine hohe Anzahl von Bewegungsspielen über eine geforderte Lebensdauer können problematisch sein. Des Weiteren werden aufgrund eines außen liegenden Schwerpunkts des Riemenantriebs (Getriebemotor) Führungen des Klemmblechs zusätzlich belastet. Da das Klemmblech im Hinblick auf Bauraum und Gewicht vorzugsweise vergleichsweise dünn ausgeführt ist, kann es im Bereich des Bandantriebs zu vergleichsweise starken Verformungen sowie als Folge der trägen Masse zu Endlagenschwingungen am Beginn und am Ende der Hub- und Absenkbewegungen kommen. Ferner muss die Mitnehmerwelle zur Kopplung der beiden Seitenteile einer Transportspur die Hubbewegung mitmachen. Die Lagerung der Mitnehmerwelle am Maschinengestell muss diese Bewegung ermöglichen. Hierzu ist ein Wellenende der Mitnehmerwelle oft in einem Langloch geführt und durch Scheiben und/oder Sicherungselemente axial fixiert. Da im Zuge der Weiterentwicklung der Bestückmaschinentechnik Anforderungen an Leiterplattenbreiten kontinuierlich gestiegen sind, sind auch die erforderlichen Längen der Mitnehmerwellen gewachsen. Dies macht es schwierig, eine zuverlässige Lagerung der Mitnehmerwelle sicherzustellen. Wenn eine freie Länge der Mitnehmerwelle groß ist, kann dies zu Problemen in der Lagerung führen, wie etwa Verkanten, Durchhängen oder Durchschwingen. Andererseits sind auch die geforderten minimalen Leiterplattenbreiten verkleinert worden. Durch die Bautiefe des Riemenantriebs, der auf den Klemmblechen sitzt, ist einer Verkleinerung des Abstands der Klemmbleche eine Grenze gesetzt.
Aus der EP 1 215 952 A1 ist ferner ein Fixiertisch mit Riementransport bekannt, bei welchem ein aus Antriebsrolle und Umlenkrollen bestehender Rollensatz mit dem Transportriemen vollständig auf einem durch eine Hubeinheit anhebbaren Rollenträger sitzt, wobei die Antriebsrolle ein Ritzel trägt, das mit einem Zahnrad eines außerhalb des Rollenträgers ortsfest montierten Antriebsmotors in Eingriff steht. Wird der Rollenträger angehoben, hebt sich das Ritzel von dem Zahnrad ab. Dem Problem eines punktgenauen Wiedereingriffs wird durch eine zykloide oder dreieckige Querschnittsform der Zähne begegnet. Allerdings sind Stöße und Verhakungen beim Wiedereingriff von Ritzel und Zahnrad und andere Störungen im Betriebsablauf nicht vollständig auszuschließen, abgesehen vom konstruktiven Aufwand und Verschleißproblemen an den Zahnflanken.
Aus der EP 0 404 577 B1 ist ein Montagegerät mit Riementransport und Klemmfixierung bekannt, bei welchem auch die Antriebsrolle außerhalb des Rollenträgers montiert ist. Bei dieser Lösung verläuft der Transportriemen von der Antriebsrolle aus unterhalb der Rollenanordnung des Rollenträgers über die gesamte Länge des Rollenträgers hinweg zunächst zu einer Umlenkrolle, die ebenfalls außerhalb des Rollenträgers montiert ist. Auf der Oberseite verläuft der Transportriemen von der Antriebsrolle sowie von der fest montierten Umlenkrolle aus jeweils zu der Rollenanordnung auf dem Rollenträger. Wird der Rollenträger angehoben, erfährt der Transportriemen eine Längung, da er zwischen den jeweils äußersten der Rollen auf dem Rollenträger und der Antriebsrolle einerseits und der festen Umlenkrolle andererseits gedehnt wird. Eine solche Lösung kann nicht immer eingesetzt werden, da Transportriemen oft eine hohe Zugfestigkeit und geringe elastische Dehnungen aufweisen, die eine übermäßige Längung verhindert, bzw., wenn eine Längung erzwungen wird, den Riemen schädigt. Darüber hinaus sind hohe Lagerlasten zu erwarten, welche die Lebensdauer und Funktionstüchtigkeit der Komponenten und des Gesamtsystems herabsetzen können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Transportvorrichtung und eine Bestückvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art so weiterzubilden, dass die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise vermieden werden können. Insbesondere besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine mechanische Belastung elektrischer Zuleitungen zum Riemenantrieb zu verringern. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mechanische Belastungen eines Klemmblechs, des Transportriemens und von Rollenlagern zu verringern. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung der Mitnehmerwelle zu verbessern. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Bereich handhabbare Spannweite im Hinblick auf größere maximale Spannbreiten und/oder kleinere minimale Spannbreiten zu vergrößern.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird wenigstens in Teilaspekten gelöst durch eine erfindungsgemäße Transportvorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 12 und eine erfindungsgemäße Bestückvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Dabei gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit einer der erfindungsgemäßen Transportvorrichtungen beschrieben sind, auch im Zusammenhang mit der jeweils anderen der erfindungsgemäßen Transportvorrichtungen und der erfindungsgemäßen Bestückvorrichtung sowie jeweils umgekehrt und wechselweise, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird, beziehungsweise werden kann.
Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Transportvorrichtung, insbesondere für Leiterplatten vorgeschlagen, wobei die Transportvorrichtung aufweist:

– ein Gestell,
– einen Transportriemen, der eine Auflage- und Transportfläche für einen zu transportierenden Gegenstand, insbesondere Leiterplatte, bildet,
– einen Rollenträger, an welchem Umlenkrollen zur Führung des Transportriemens drehbar gelagert sind und der in einer Hubrichtung, die winklig, insbesondere senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Auflage- und Transportfläche verläuft, translatorisch beweglich gegenüber dem Gestell gelagert ist,
– eine Antriebsrolle zum Antreiben des Transportriemens, und
– eine Hubeinheit zum Anheben des Rollenträgers um einen vorbestimmten Hub in der Hubrichtung,

Unter einem Gestell wird im Sinne der Erfindung ein im Wesentlichen ortsfestes Bauteil verstanden, welches die strukturelle Basis der Vorrichtung und die Bezugs-, Montage- und Anlenkstruktur für weitere Elemente der Vorrichtung bildet. Unter einem Transportriemen wird im Sinne der Erfindung ein Riemen verstanden, der zum Tragen und Transportieren von Gegenständen, insbesondere Leiterplatten, in einer Transportrichtung geeignet bzw. ausgebildet ist. Unter einer Auflage- und Transportfläche wird im Sinne der Erfindung eine Fläche bzw. Ebene verstanden, an welcher der zu transportierende Gegenstand den Transportriemen berühren kann. Damit die Auflage- und Transportfläche möglichst weitgehend einer ebenen Fläche angenähert ist, kann eine Riemenauflage oder eine Vielzahl von Stützrollen vorgesehen sein. Die Auflage- und Transportfläche ist ohne Beschränkung der Allgemeinheit horizontal, kann aber auch einen Winkel zur Horizontalen aufweisen (der nicht zu groß sein darf, sofern nicht auf andere Mittel als die bloße Haftreibung des transportierten Gegenstands auf dem Transportriemen zurückgegriffen werden soll). Als ein Rollenträger wird im Sinne der Erfindung ein Bauteil verstanden, das Rollen trägt. Ein Rollenträger kann als sog. Klemmblech mit vergleichsweise geringer Eigensteifigkeit ausgebildet sein. Als eine Umlenkrolle wird im Sinne der Erfindung eine Rolle verstanden, die auf einem Umfangssegment der Mantelfläche den Transportriemen trägt bzw. und selbst nicht angetrieben ist. Als eine Antriebsrolle wird im Sinne der Erfindung eine Rolle verstanden, die auf einem Umfangssegment der Mantelfläche den Transportriemen trägt bzw. führt, die selbst angetrieben ist und den Transportriemen mitnimmt und dadurch antreibt, wenn sie sich dreht. Das Mitnehmen kann im Wesentlichen durch Reibschluss erfolgen, daher ist das Einhalten einer Riemenspannung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, damit einerseits die Reibwirkung ausreicht und andererseits die Lagerkräfte und Motormomente nicht zu groß werden, erforderlich. Die Hubrichtung verläuft winklig zu der Auflage- und Transportfläche, d. h., die Hubrichtung weist einen von Null verschiedenen Winkel zu der Auflage- und Transportfläche auf. Damit ist sichergestellt, dass der Gegenstand auf eine von einer Transportebene verschiedene Arbeitsebene gehoben werden kann. Insbesondere verläuft die Hubrichtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Auflage- und Transportfläche, so dass der Gegenstand gegen einen Anschlag oder dergleichen am Gestell oder dergleichen gefahren und damit verklemmt werden kann. Die Hubrichtung ist somit ohne Beschränkung der Allgemeinheit vorzugsweise vertikal, wenn die Auflage- und Transportfläche horizontal verläuft, vorzugsweise jedenfalls aber senkrecht zur (idealisiert ebenen) Auflage- und Transportfläche. Unter einer Hubeinheit wird im Sinne der Erfindung eine Einrichtung zum Anheben des Rollenträgers verstanden. Die Hubeinheit kann beispielsweise, aber nicht nur, mit Zylinder (hydraulisch, pneumatisch), Kniehebelgelenk, Exzenter oder dergleichen ausgebildet sein, die über einen Hubtisch oder direkt auf den Rollenträger wirken. Eine gegenüber dem Gestell in Hubrichtung ortsfest drehbare Lagerung der Antriebsrolle ist im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass die Antriebsrolle ggf. mit zugehörigem Riemenantrieb außerhalb des in Hubrichtung beweglichen Riementrägers fest montiert ist (”gegenüber” bedeutet hier so viel wie ”relativ zu” oder ”in Bezug auf”, dies umfasst sowohl eine direkte Lagerung am Gestell als auch eine Lagerung an Anbauteilen, die ihrerseits an dem Gestell angeordnet sind). Da die Antriebsrolle ggf. mit zugehörigem Riemenantrieb außerhalb des in Hubrichtung beweglichen Riementrägers somit die Hubbewegung nicht mitmacht, unterliegen elektrische Zuleitungen zum Riemenantrieb keiner Wechselbiegelast, keiner Reibung an Kanten und keinem dadurch hervorgerufenen Verschleiß. Der Rollenträger, der aus Gewichtsgründen vergleichsweise dünn ausgeführt sein kann, ist vom Gewicht des Antriebs befreit und kann daher leichter ausgeführt werden. Der Rollenträger und auch das Gesamtsystem erfahren weniger träge Wechsellasten und Erschütterungen. Die Verbindung zwischen Antrieb und Riemen bleibt ständig aufrecht; Trennungs- und Eingriffstöße wie etwa von Zahnrädern treten nicht auf. Ferner wird unter einer Rastlage im Sinne der Erfindung ein unteres Ende des translatorischen Bewegungsspielraums des Rollenträgers in Hubrichtung verstanden. Dieser kann beispielsweise durch geeignete äußere Anschlagpunkte bzw. Aufsetzpunkte am Gestell oder durch eine Begrenzung des translatorischen Wegs in der Lagerung des Rollenträgers oder durch den Bewegungsumfang der Hubeinheit vorgegeben sein. Unter einem Verlauf des Transportriemens wird im Sinne der Erfindung ein Weg verstanden, den der Transportriemen über die Umlenkrollen und die Antriebsrolle nimmt. Der Verlauf wird im Wesentlichen durch die Positionen der Umlenkrollen und der Antriebsrolle, insbesondere der außerhalb des Rollenträgers angeordneten Antriebsrolle und den nächsten auf dem Rollenträger angeordneten Umlenkrollen, bestimmt. Unter einer Längung wird im Sinne der Erfindung eine positive Längenänderung, also eine Längenvergrößerung, verstanden. Da die Längung des Transportriemens wenigstens im Wesentlichen vermieden wird, ergibt sich eine geringere Belastung des Transportriemens, da eine Längung mit einer Zunahme der Riemenspannung verbunden wäre. Somit kann eine längere Lebensdauer des Transportriemens erwartet werden. Ferner treten geringere Kräfte auf Rollen, Lager und Rollenträger sowie eine geringere Lastannahme der Hubeinheit auf, da nicht gegen den Zug des Riemens gearbeitet werden muss. Das Ergebnis sind auch eine leichtgängigere Funktion und schnellere Arbeitszyklen. Wenn die Riemenspannung sich während des gesamten Hubs nicht wesentlich ändert, kann der Antrieb bereits beim Herablassen arbeiten, was die Taktzeiten weiter beschleunigen kann. Eine weitere Verbesserung der Positioniergenauigkeit wird erreicht da das Substrat nach der Positionierung in der unteren Klemmblechposition nicht mehr in Transportrichtung verschoben wird, wenn das Klemmblech zum Klemmen nach oben bewegt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass in der oberen Lage des Rollenträgers ein Nachlassen der Spannung des Riemens akzeptiert werden kann, da dort zum einen der Transportantrieb zur Durchführung von Bearbeitungsschritten stillsteht und der zu transportierende Gegenstand zum anderen üblicherweise in der oberen Lage durch andere Mittel fixiert (z. B. eingeklemmt) wird. Die Wirkungen der Erfindung können wenigstens teilweise auch noch erzielt werden, wenn eine Längung des Transportriemens nur im Wesentlichen vermieden wird, die Längung also so gering ist, dass sie durch die Nachgiebigkeit des Transportriemens problemlos, d. h., ohne Funktionseinbußen, hohe Lagerlasten an den Rollen oder Ermüdung (d. h., bleibende Längenänderung) kompensiert werden kann, und daher noch im Sinne der Erfindung als tolerierbar angesehen werden kann.
Die erfindungsgemäße Wirkung kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass eine erste Umlenkrolle und eine zweite Umlenkrolle der auf dem Rollenträger gelagerten Umlenkrollen zueinander und zu der Antriebsrolle, wenn sich der Rollenträger in der Rastlage befindet, so angeordnet sind, dass Änderungen in Trumlängen eines ersten Trums des Transportriemens, das sich zwischen der Antriebsrolle und der ersten Umlenkrolle erstreckt, und eines zweiten Trums des Transportriemens, das sich zwischen der Antriebsrolle und der zweiten Umlenkrolle erstreckt, die sich einstellen, wenn der Rollenträger um den vorbestimmten Hub angehoben wird, sich so addieren, dass die Längung des Transportriemens vermieden wird oder im Wesentlichen vermieden wird. Mit anderen Worten, wenn der Riemen von der Antriebsrolle zu zwei Umlenkrollen verläuft, die auf dem in Hubrichtung beweglichen Rollenträger gelagert sind, ergeben sich Längenänderungen in den Riementrümern im Wesentlichen aus der relativen Lage (Höhe und horizontaler Abstand) der der Antriebsrolle nächsten Umlenkrollen auf dem Rollenträger, da die Umlenkrollen bei Anheben des Rollenträgers ihre relative Lage in Bezug auf die Höhe bezüglich der Antriebsrolle ändern. Zwischen Umlenkrollen, die keine Verbindung mit der Antriebsrolle über ein Riementrum haben, ändert sich die Relativlage beim Anheben des Rollenträgers nicht, es tritt also auch keine Längenänderung ein. Somit kann über die Positionierung der ersten und zweiten Umlenkrolle und der Antriebsrolle der Längenausgleich wirksam bewerkstelligt werden. Sollte der Transportriemen von der Antriebsrolle aus auf der Leer- und/oder der Lastseite über eine gegenüber dem Gestell in Hubrichtung ortsfest drehbar gelagerte Umlenkrolle (also eine außerhalb des in Hubrichtung translatorisch beweglichen Rollenträgers) führen, wären (auch) die relativen Anordnungen zu dieser/diesen ortsfeste/-n Umlenkrolle/-n zu betrachten; eine solche ortsfeste Umlenkrolle wäre im Sinne der Lehre dieser Erfindung als ”verlängerter Arm” der Antriebsrolle zu sehen und eine entsprechende Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre gleichwertig.
Die erfindungsgemäße Wirkung kann vorteilhaft dadurch erzielt werden, wenn wenigstens eines des ersten und des zweiten Trums von der Antriebsrolle aus nach unten weist. Nach unten bedeutet im Sinne der Erfindung von der Auflage- und Transportfläche weg. Da die Antriebsrolle feststeht und das andere Ende des entsprechenden Trums sich nach oben bewegt, wird sich dieses Trum jedenfalls zunächst verkürzen, d. h., seine Spannung abnehmen (eine Längung ist mit einer Spannungserhöhung verbunden). Dabei ist es auch denkbar, dass dieses Trum im Verlauf der Hubphase über die Horizontale (die für die Zwecke der Erfindung durch die Auflage- und Transportfläche definiert ist) hinauswandert und sich somit wieder ein Stück längt. Das andere Trum kann dabei je nach sonstigen Randbedingungen in der Rastlage nach oben oder unten weisen. Weist das andere Trum nach unten, werden sich beide Trümer zu Beginn der Hubphase zunächst verkürzen. Weist das andere Trum nach oben, wird es sich über den gesamten Verlauf der Hubphase längen, wobei die Längung so bemessen ist, dass sie jedenfalls durch eine Verkürzung des einen Trums ausgeglichen wird. Wichtig ist nur, dass sich insgesamt durch die Längenänderungen der beiden Trümer keine oder keine wesentliche Gesamtlängung ergibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine gegenüber dem Gestell in Hubrichtung ortsfeste Klemmleiste vorgesehen, die sich in einem vorbestimmten Abstand oberhalb der Auflage- und Transportfläche wenigstens teilweise über diese hinweg erstreckt. Diese Klemmleiste kann auch einen Anschlag in Hubrichtung für den zu transportierenden Gegenstand (der freilich wenigstens in diesem Bereich dünner als der vorgesehene Abstand in Hubrichtung sein muss) bilden. Unter Berücksichtigung der Dicke des Gegenstands ergibt sich hieraus auch der vorbestimmte Hub. Bei dieser Ausführungsform erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Hubrichtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Auflage- und Transportfläche verläuft, da dann der Gegenstand senkrecht gegen die Klemmleiste gefahren werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rollenträger an einem Seitenteil gelagert, das an dem Gestell befestigt ist. Somit können auch verschiedene Seitenteile unterschiedlicher Geometrie am gleichen Gestell verwendet werden. Daher kann auch eine Erhöhung der Gestaltungsfreiheit einhergehen.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rollenträger an einem Seitenteil gelagert, das mittels einer Linearführung und eines Linearantriebs in einer Querrichtung, die senkrecht zu einer Transportrichtung der Transportvorrichtung und zu der Hubrichtung verläuft, translatorisch beweglich und antreibbar gelagert ist. Durch die Beweglichkeit des Seitenteils kann auch ein weiterer Freiheitsgrad der Transportvorrichtung erzielt werden. Wenn zusätzlich ein zweiter Rollenträger mit Rollen und Transportriemen spiegelbildlich vorgesehen ist, wie es im nächsten Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben ist, können daher durch Verstellen des Abstands zwischen den Rollenträgern Gegenstände (Leiterplatten) unterschiedlicher Breite leicht transportiert werden.
In bevorzugten Ausführungsformen kann die Antriebsrolle an dem Seitenteil oder an dem Gestell montiert und ggf. in einer Antriebseinheit integriert sein, in welcher ein Antriebsmotor (Elektromotor) direkt oder über ein Getriebe mit der Antriebsrolle gekoppelt ist.
Insbesondere wenn ein verstellbares Seitenteil betrachtet wird, ist es vorteilhaft, wenn die Antriebsrolle auf einer Mitnehmerwelle fliegend gelagert ist. Dabei kann die Mitnehmerwelle an die Abtriebsseite einer gegenüber dem Gestell ortsfest montierten Antriebseinheit angeschlossen sein. Die Mitnehmerwelle kann bevorzugt als Sechskantwelle ausgeführt sein, es ist aber auch eine Ausgestaltung als Vierkantwelle, Dreikantwelle, Zahnwelle oder mit Passfeder-Verbindung neben vielen anderen denkbar. Auf der Seite des feststehenden Seitenteils kann die Antriebsrolle direkt mit dem Antrieb gekoppelt oder integriert sein und auf der Seite des verstellbaren Seitenteils kann die Antriebsrolle auf einer Mitnehmerwelle, die mit der Antriebsrolle auf der Seite des feststehenden Seitenteils gekoppelt ist, fliegend gelagert sein. Die Mitnehmerwelle verläuft dann durch die Antriebsrolle und das bewegliche Seitenteil hindurch und ist vorzugsweise auf der anderen Seite am Gestell gelagert. Da Antriebseinheit und die Antriebsrollen und somit auch die Mitnehmerwelle gegenüber dem Gestell in Hubrichtung ortsfest sind, ist die Lagerung der Mitnehmerwelle an dem Gestell einfacher und ”satter”, da eine in Hubrichtung fliegende Lagerung der Mitnehmerwelle vermieden werden kann. Es können daher auch größere Spannweiten realisiert werden, ohne dass die Lagerung der Mitnehmerwelle Probleme macht. Es kann aber auch auf der Seite des feststehenden Seitenteils vorteilhaft sein, wenn die Antriebsrolle fliegend auf der mit dem Antrieb gekoppelten Mitnehmerwelle gelagert ist. Beispielsweise kann dann der Antrieb auf die Außenseite des Gestells verlagert werden, sodass er nicht mehr nach innen hervorragt. Dadurch ist auch eine minimale Spannbreite der Transportvorrichtung nur noch durch die Breite der Umlenkwellen und der Antriebswelle begrenzt. Auch ist es möglich, dass ein einziger Antrieb für eine Mehrzahl von parallel verlaufenden und im Gleichtakt arbeitenden Transportspuren verwendet wird, die über eine gemeinsame Mitnehmerwelle gekoppelt sind.
Die Klemmleiste kann an dem Seitenteil montiert sein. Insbesondere im Fall des beweglichen Seitenteils wandert die Klemmleiste dann mit einer Breitenverstellung mit und stellt den Höhenanschlag und die Klemmwirkung in jeder Breiteneinstellung sicher. Die Klemmleiste kann hierzu beispielsweise an dem Seitenteil angeschraubt, -geschweißt, -genietet oder dergleichen sein. Auch eine einstückige Ausbildung mit dem Seitenteil ist möglich.
Die Erfindung umfasst in einem weiteren Gesichtspunkt auch eine Transportvorrichtung, insbesondere für Leiterplatten, wobei die Transportvorrichtung aufweist:

– ein Gestell;
– ein Paar von Transportriemen, die parallel zueinander in einem Abstand verlaufen und die eine Auflage- und Transportfläche für einen zu transportierenden Gegenstand, insbesondere Leiterplatte, bilden;
– ein Paar von Rollenträgern, an welchen jeweils Umlenkrollen zur Führung des Transportriemens drehbar gelagert sind und die in einer Hubrichtung, die winklig, insbesondere senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Auflage- und Transportfläche verläuft, translatorisch beweglich gegenüber dem Gestell gelagert sind;
– ein Paar von Antriebsrollen zum Antreiben des Transportriemens; und
– eine Hubeinheit zum Anheben der Rollenträger um einen vorbestimmten Hub in der Hubrichtung,

Dieser Gesichtspunkt betrifft somit eine zweiseitige Ausführung, bei welcher der Gegenstand seitlich auf zwei Transportriemen aufliegt. Die Antriebsrollen sind vorzugsweise miteinander gekoppelt. Es kann aber auch jede Antriebsrolle gesondert angetrieben werden; in diesem Fall ist eine gemeinsame Regelung vorteilhaft.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß dem vorliegenden Gesichtspunkt ist einer des Paars von Rollenträgern direkt an dem Rahmen oder an einem an dem Rahmen fest montierten Seitenteil gelagert und der Andere des Paars von Rollenträgern ist an einem verstellbaren Seitenteil gelagert, das mittels einer Linearführung und eines Linearantriebs in einer Querrichtung, die senkrecht zu einer Transportrichtung der Transportvorrichtung und zu der Hubrichtung verläuft, beweglich und antreibbar gelagert ist, wobei die dem anderen des Paars von Rollenträgern zugeordnete der Antriebsrollen an dem verstellbaren Seitenteil drehbar gelagert und auf einer Mitnehmerwelle, vorzugsweise Sechskantwelle, welche mit einer gegenüber dem Gestell ortsfest montierten Antriebseinheit gekoppelt ist, fliegend gelagert ist. Mit dieser Ausführungsform werden Vorteile wie oben beschrieben erzielt. Weitere Ausführungsformen und Varianten dieses Gesichtspunkts entsprechen den in Bezug auf den vorherigen Gesichtspunkt beschriebenen, sodass insbesondere auch die gleichen Vorteile erzielt werden können.
In einem weiteren Gesichtspunkt richtet sich die Erfindung auf eine Bestückvorrichtung, vorzugsweise Bestückautomat, insbesondere für Leiterplatten, aufweisend eine Transportvorrichtung, die gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist. Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung weist die erfindungsgemäße Bestückvorrichtung die gleichen Vorteile auf, wie sie in Bezug auf die Transportvorrichtung beschrieben worden sind.
Weitere Merkmale, Aufgaben und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigt bzw. zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Bestückvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Darstellung einer Transportvorrichtung in der Bestückvorrichtung von 1, geschnitten entlang einer strichpunktierten Linie und in Pfeilrichtung II in 1 gesehen, wobei Transportriemen zur Erleichterung der Anschauung ebenfalls geschnitten dargestellt sind;
3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts der Transportvorrichtung in der Bestückvorrichtung von 1, geschnitten entlang einer strichpunktierten Linie und in Pfeilrichtung III in 2 gesehen,
4 eine schematische Darstellung einer Einzelheit IV in 2 im Schnitt,
5 eine schematische Darstellung einer Einzelheit V in 3.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Dabei sind gleiche Bauteile in mehreren Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bauelemente und Merkmale, Zwecke und Wirkungen, die in Bezug auf ein Ausführungsbespiel beschrieben werden, sind, soweit nicht ausdrücklich oder ersichtlich ausgeschlossen, als in jedem anderen Ausführungsbeispiel anwendbar anzunehmen und sollen auch in Bezug auf das jeweils andere Ausführungsbeispiel als offenbart gelten, auch wenn sie dort nicht ausdrücklich gezeigt und/oder beschrieben werden. Es versteht sich ferner, dass die Zeichnungen als schematisch zu verstehen sind und ihnen keine Einschränkungen im Hinblick auf konkrete Abmessungen oder Größenverhältnisse entnommen werden sollen, es sei denn, dies wäre ausdrücklich so beschrieben.
Ein grundlegendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der Darstellung in den 1 bis 5 im Einzelnen erläutert.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Seitenansicht einer Bestückvorrichtung 1, hier ein Leiterplatten-Bestückautomat, mit einem Bestückroboter 2 und einer Transportvorrichtung 10. Der Bestückroboter 2 weist einen Roboterarm 4 und einen Bestückkopf 6 auf, um einen Gegenstand 8, genauer gesagt eine Leiterplatte, die mittels der Transportvorrichtung 10 in eine Bestückzone transportiert, dort fixiert und aus der Bestückzone heraus transportiert wird, mit Bauteilen zu bestücken. Eine Transportrichtung ist in der Figur mit T bezeichnet. Die Transportvorrichtung 10 ist in ein Zuführungssegment 12 zum Zuführen des Gegenstands 8 zu der Bearbeitungszone, ein Bearbeitungssegment 14 in der Bearbeitungszone, das nachstehend noch genauer beschrieben wird, und ein Abtransportsegment 16 zum Abtransportieren des Gegenstands 8 aus der Bearbeitungszone gegliedert, wobei das Bearbeitungssegment 14 in 1 im Längsschnitt dargestellt ist. Das Zuführungssegment 12, das Bearbeitungssegment 14 und das Abtransportsegment 16, die eine Transportspur bilden, verfügen jeweils über ein Transportriemenpaar, das auf Rollen geführt ist und auf welchem der Gegenstand 8 randseitig aufliegt, mit jeweiligem Riemenantrieb auf. Wie in 1 dargestellt, bildet der Transportriemen 40 des Bearbeitungssegments 14 eine Auflage- und Transportfläche F, auf welcher der Gegenstand 8 aufliegt. In dem Bearbeitungssegment 14 sind Umlenkrollen (hier nicht näher bezeichnet) jeweils auf einem Rollenträger 26 gelagert, der durch eine Hubeinheit, aufweisend eine Hubtischplatte 54 und Heber (Zylinder) 56, anhebbar sind. Bei Anheben der Rollenträger 26 mit den Umlenkrollen und dem darauf geführten Transportriemen 40 wird auch der darauf liegende Gegenstand 8 angehoben und randseitig gegen eine Klemmleiste 24 gedrückt und so in der Fixiereinheit 14 fixiert.
Der grundsätzliche Aufbau und die grundsätzliche Funktionsweise des Bearbeitungssegments 14 sind in 2 und 3 noch deutlicher zu erkennen.
2 ist eine schematische stirnseitige Ansicht des Bearbeitungssegments 14; dies entspricht einem Schnitt der Transportvorrichtung 10 von 1 entlang einer Linie II in Blickrichtung des dort angegebenen Pfeils II. Zur Vereinfachung der Darstellung ist der Transportriemen 40 in 2 jeweils etwa in der Mitte der Erstreckung des Bearbeitungssegments 14 in Transportrichtung T (vgl. 1) geschnitten dargestellt. 3 ist eine detaillierte Längsschnittansicht des Bearbeitungssegments 14 mit daran angrenzenden Endabschnitten des Zuführungssegments 12 und des Abtransportsegments 16. In 2 und 3 ist die Hubeinheit (Hubtischplatte 54, Heber 56) aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung weggelassen.
Wie in 2 gezeigt, weist das Bearbeitungssegment 14, das ein Teil der Transportvorrichtung 10 ist, ein Gestell 18 und zwei Seitenteile, von denen eines ein feststehendes Seitenteil 20 ist und das andere ein verstellbares Seitenteil 21 ist, auf. Das feststehende Seitenteil 20 ist an dem Gestell 18 fest montiert. Das verstellbare Seitenteil 21 ist auf einer Linearführung 22, die an dem Gestell 18 befestigt ist, so gelagert, dass das verstellbare Seitenteil 21 quer zur Transportrichtung T (1) horizontal beweglich ist. Mittels einer Gewindestange 52, die durch einen nicht näher dargestellten Schrittmotor antreibbar ist, ist das verstellbare Seitenteil 21 in seiner Position auf der Linearführung 22 verstellbar. Hierdurch ist eine Auflagebreite W der Transportriemen 40 an eine Breite des zu transportierenden Gegenstands 8 anpassbar.
Jeder der Rollenträger 26 ist mittels einer Rollenträgerlagerung 28 an einem der Seitenteile 20, 21 gelagert. Wie in 3 gezeigt, ist die Rollenträgerlagerung 28 durch eine Vielzahl von Stiften und Pass-Schrauben, die in dem Seitenteil 20 (auf der Gegenseite entsprechend dem Seitenteil 21) sitzen und sich in Langlöcher auf dem jeweiligen Rollenträger 26 erstrecken, verwirklicht. Die Rollenträger 26 sind aus vergleichsweise dünnem Stahlblech hergestellt (im Fachgebiet wird der Rollenträger auch als ”Klemmblech” bezeichnet, da es zum Einklemmen des transportierten Gegenstands dient) und im Vergleich zum Seitenteil 20 bzw. 21 verwindungsweicher. Es ist daher eine Vielzahl von Lagerungsstellen als Rollenträgerlagerung 28 vorgesehen, um eine stabile Halterung und zuverlässige translatorische Beweglichkeit in Hubrichtung Z sicherzustellen.
In 3 ist eine Situation gezeigt, in welcher die Langlöcher der Rollenträgerlagerung 28 mit ihren jeweiligen Oberkanten auf den zugehörigen Gegenstücken (Stifte, Pass-Schrauben) aufliegen. Dies entspricht auch der Darstellung in 2. 2 und 3 zeigen somit eine untere Ruhelage des Rollenträgers 26, die auch als Rastlage bezeichnet wird. An der Unterseite des Rollenträgers 26 sind zwei nach unten hervorstehende Ambosse 58 angeordnet (3). Wenn der Hubtisch 54 (1) durch die Heber (Zylinder) 56 angehoben wird, stößt er von unten auf die Ambosse 58 und hebt die Rollenträger 26 an. Die Ambosse 58 sind so justiert, dass die Rollenträger 26 gleichzeitig angehoben werden. An jedem der Seitenteile 20, 21 ist eine Klemmleiste 24 befestigt, die horizontal nach innen ragt (vgl. 2) und so einen Anschlag nach oben für den auf den Transportriemen 40 liegenden Gegenstand 8 darstellt. Der Weg, den die Rollenträger 26 von ihrer Rastlage aus in Hubrichtung Z zurücklegen, bis der Gegenstand 8 zwischen den Transportriemen 40 und den Klemmleisten 24 eingeklemmt wird, wird als der Hub ΔH bezeichnet. Die eingeklemmte Lage (Endlage bzw. Bearbeitungsposition) des Gegenstands 8 ist in 1 dargestellt.
Wie in 3 gezeigt, wird der Transportriemen 40 durch Umlenkrollen 30, 32, 34, 36, 38 und eine Antriebsrolle 44 geführt. Dabei führt der Transportriemen 40 mit seinem Lasttrum 40a von einer ersten Umlenkrolle 30 zu der Antriebsrolle 44, von dort mit seinem Leertrum 40b zu einer zweiten Umlenkrolle 32, vor dort weiter zu einer dritten Umlenkrolle 34, einer vierten Umlenkrolle 36, einer fünften Umlenkrolle 38 und zurück zur ersten Umlenkrolle 30. Die vierte Umlenkrolle 36 entspricht einer Übernahmestelle für den Gegenstand 8 von dem Zuführungssegment 12, und die fünfte Umlenkrolle 38 entspricht einer Übergabestelle für den Gegenstand 8 an das Abtransportsegment 16. Somit bildet ein zwischen der vierten Umlenkrolle 36 und der fünften Umlenkrolle 38 sich erstreckender Abschnitt des Transportriemens 40 eine ebene, hier horizontale Auflage- und Transportfläche F. Zur Unterstützung des Transportriemens 40 insbesondere beim Anpressen des Gegenstands 8 gegen die Klemmleiste 24 ist zwischen der vierten Umlenkrolle 36 und der fünften Umlenkrolle 38 eine Riemenauflage 60 vorgesehen, über welche der Transportriemen 40 verläuft.
Die Umlenkrollen 30, 32, 34, 36, 38 sind drehbar an dem Rollenträger 26 gelagert. Die Antriebsrolle 44 ist in einer Antriebseinheit 42 integriert, welche, wie in 2 dargestellt ist, einen Antriebsmotor M enthält. Der Antriebsmotor M treibt über ein nicht näher dargestelltes Getriebe die Antriebsrolle 44 (in 3 verdeckt) an. Die Antriebseinheit 42 ist in dem schematisch dargestellten, grundlegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 an dem feststehenden Seitenteil 20 befestigt. Somit ist die Antriebsrolle 44 ortsfest (insbesondere bezüglich der Hubrichtung Z) und drehbar gegenüber dem Gestell 18 gelagert. Die Antriebsrolle 44 auf der Seite des feststehenden Seitenteils 44 kann daher auch als feststehende Antriebsrolle 44 bezeichnet werden.
Da Transportriemen der hier verwendeten Art in fest abgestuften Längen hergestellt werden, ist eine Mehrzahl von Befestigungsstellen 61 für die Antriebseinheit 42 vorgesehen. Ebenso sind mehrere Befestigungsstellen 62 für die zweite Umlenkrolle 32 auf dem Rollenträger 26 vorgesehen. Dies vereinfacht den Einsatz der Transportvorrichtung 10 mit verschiedenen Bearbeitungssegmenten 14. Zudem ist die dritte Umlenkrolle 34 in ihrer Lage verstellbar, etwa über ein Langloch, eine Exzenterlagerung oder dergleichen (nicht näher dargestellt), sodass auch eine Riemenspannung exakt eingestellt werden kann.
Während 3 den Blick auf das feststehende Seitenteil 20 zeigt, ist die Anordnung von Transportriemen 40 und Umlenkrollen 30–38 an dem verstellbaren Seitenteil 21 gemäß der Darstellung in 1 und 2 im Wesentlichen spiegelgleich. Allerdings ist hier eine fliegende Antriebsrolle 48 vorgesehen, die sich in Lagerung und Antrieb von der feststehenden Antriebsrolle 44 auf der Seite des feststehenden Seitenteils 20 unterscheidet. Wie in 2 gezeigt, ist die Antriebsrolle 44, die gemäß vorstehender Beschreibung durch den Antriebsmotor M in der Antriebseinheit direkt angetrieben wird, mit einer Mitnehmerwelle 46 gekoppelt, die sich über die Breite des Gestells 18 hinweg erstreckt und mit einem Wellenende 46a in dem Gestell 18 gelagert ist. Auf der Mitnehmerwelle 46, die in diesem Ausführungsbeispiel als Sechskantwelle ausgeführt ist, ist die Antriebsrolle 48 fliegend gelagert und ist in einem Hohllager 50, das an dem verstellbaren Seitenteil 21 befestigt ist, drehbar gelagert. Mit anderen Worten, die (fliegende) Antriebsrolle 48 ist gegenüber dem verstellbaren Seitenteil 21 ortsfest und bewegt sich mit diesem mit, wenn es über die Gewindestange 52 in Breitenrichtung W verstellt wird. Da das verstellbare Seitenteil 21 aber nur in Breitenrichtung W beweglich ist, ist auch die (fliegende) Antriebsrolle gegenüber dem Gestell 18 bezüglich der Hubrichtung Z (tatsächlich auch in Transportrichtung T) ortsfest drehbar gelagert.
4 zeigt eine Einzelheit IV in 2 in vergrößerter Schnittdarstellung. Und zwar ist hier das Wellenende 46a der Mitnehmerwelle 46 und seine Lagerung an dem Gestell 18 gezeigt. Wie in 4 dargestellt, weist das Gestell 18 eine Lageraufnahme 18a auf, die als Durchbruch mit kreisförmigem Querschnitt und Innengewinde ausgeführt ist. In der Lageraufnahme 18a ist ein Wellenlager 64 aufgenommen, d. h., eingeschraubt. Das Wellenlager 64 weist eine Kugelpfanne auf, in welcher das Wellende 46a, das einen Kugelkopf aufweist, aufgenommen ist. Obschon nicht näher dargestellt, sind auch auf der in 4 gezeigten Seite mehrere Lageraufnahmen 18a an Positionen, die den Befestigungsstellen 61 in 3 entsprechen, vorgesehen.
Zurück zu 3 und unter Zuhilfenahme der Darstellung in 5 werden nun noch geometrische Verhältnisse der Riemenverbindung zwischen der Antriebsrolle 44, der ersten Umlenkrolle 30 und der zweiten Umlenkrolle 32 näher erläutert. 5 ist eine Ausschnittvergrößerung einer Einzelheit V in 3, in welcher der Bereich um die Antriebseinheit 42 mit Antriebsrolle 44, die erste Antriebsrolle 30 und die fünfte Antriebsrolle 38 noch deutlicher dargestellt sind.
Wie in 3 dargestellt, ist der Verlauf des Transportriemens 40 zwischen der zweiten Umlenkrolle 32 und der dritten Umlenkrolle 34, zwischen der dritten Umlenkrolle 34 und der vierten Umlenkrolle 36, zwischen der vierten Umlenkrolle 36 und der fünften Umlenkrolle 38 und zwischen der fünften Umlenkrolle 38 und der ersten Umlenkrolle 30 unveränderlich, auch wenn der Rollenträger 26 in Hubrichtung Z angehoben wird. Da die Antriebsrolle 44 jedoch an dem Seitenteil 20, welches die Hubbewegung in Hubrichtung Z nicht mitmacht, ortsfest gelagert ist, ändern sich die Lagen der ersten Umlenkrolle 30 und der zweiten Umlenkrolle 32 in Hubrichtung Z gegenüber der Antriebsrolle 44. Es seien eine Dicke des Transportriemens 40 mit D, ein Radius der Antriebsrolle 44 mit R0, ein Radius der ersten Umlenkrolle 30 mit R1, ein Abstand der ersten Umlenkrolle 30 zu der Antriebsrolle 44 mit S1, eine Höhe der ersten Umlenkrolle 30 bezüglich der Antriebsrolle 44 mit H1, ein Radius der zweiten Umlenkrolle 32 mit R2, ein Abstand der zweiten Umlenkrolle 32 zu der Antriebsrolle 44 mit S2 und eine Höhe der zweiten Umlenkrolle 32 bezüglich der Antriebsrolle 44 mit H2 bezeichnet. Dann lässt sich für das Lasttrum 40a und das Leertrum 40b die jeweilige Trumlänge L1 bzw. L2 und der jeweilige Trumwinkel A1 bzw. A2 zur Horizontalen durch Anlegen der Tangenten rechnerisches leicht ermitteln. Als Enden eines Trums sei dabei der jeweilige Schnittpunkt des auf der jeweiligen Rolle aufliegenden Transportriemens 40 mit der Horizontalen definiert, sodass Änderungen der Trumauflagepunkte auf den jeweiligen Rollen, die sich aufgrund von Auf- und Abwickeleffekten ergeben würden, die Berechnungen nicht verfälschen können. Mit anderen Worten, die Trumlänge L1 des Lasttrums 40a wird von einem Trumendpunkt P0 auf der Antriebsrolle 44 bis zu einem Trumendpunkt P1 auf der ersten Umlenkrolle 30 (vgl. jeweils 5) gemessen, und die Trumlänge L2 des Leertrums 40b wird von dem Trumendpunkt P0 auf der Antriebsrolle 44 (5) bis zu einem Trumendpunkt P2 auf der zweiten Umlenkrolle 32 (vgl. 3) gemessen. Es gilt: A1, L1 = f(R0, R1, H1, S1, D), A2, L2 = f(R0, R2, H2, S2, D), wobei für analytische Berechnungen vorteilhafterweise von einem kartesischen Koordinatensystem ausgegangen wird, das seinen Ursprung im Mittelpunkt der Antriebsrolle 44 hat, in welchem die Abstandskoordinate horizontal positiv in Richtung des Rollenträgers 26 und die Höhenkoordinate vertikal positiv in Hubrichtung Z angenommen wird.
Wird der Riementräger 26 um den Hub ΔH angehoben, ändern sich nur die Höhenkoordinaten der ersten und der zweiten Umlenkrolle 30, 32 gegenüber der Antriebsrolle 44 um ebendiesen Hub ΔH. Für Trumwinkel A1x, A2x und Trumlängen L1x, L2x in der angehobenen Lage (in 3, 5 nicht dargestellt) gilt daher A1x, L1x = f(R0, R1, H1 + ΔH, S1, D), A2x, L2x = f(R0, R2, H2 + ΔH, S2, D).
Da die Länge der restlichen Trümer zwischen den Punkten P2 (3) und P1 (5) konstant bleibt, ergibt sich eine Längenänderung ΔL des Transportriemens 40 bei Anhebung des Rollenhalters 26 um ΔH aus der Beziehung ΔL = (L1x – L1) + (L2x – L2).
Wie in 5 gezeigt, weisen in der Rastlage des Rollenträgers 26 sowohl das Lasttrum 40a als auch das Leertrum 40b in diesem Ausführungsbeispiel von der Antriebsrolle 44 aus nach unten. Dabei ist der Trumwinkel A1 des Lasttrums 40a im Betrag größer als der Trumwinkel A2 des Leertrums 40b. Bei Anheben des Rollenträgers 26 werden sich beide Trümer 40a, 40b zunächst verkürzen, d. h., die Riemenspannung wird abnehmen. Eine maximale Verkürzung des jeweiligen Trums 40a, 40b wird sich theoretisch dann einstellen, wenn der Trumwinkel A1 bzw. A2 verschwindet, das Trum 40a bzw. 40b also horizontal verläuft. Wandert der Trumwinkel über die Horizontale hinaus, kann sich eine Längung im jeweiligen Trum einstellen. Ob und inwieweit dies eintritt, hängt von der anfänglichen Höhe H1 bzw. H2 und dem maximalen Hub ΔH ab, der seinerseits durch die Anschlaglänge der Rollenhalterlagerung begrenzt ist. Erfindungsgemäß sind die geometrischen Parameter D, R0, R1, R2, H1, H2, S1, S2, ΔH so aufeinander abgestimmt, dass die am Ende der Anhebung sich einstellende Längenänderung in der Summe vorzugsweise negativ bleibt, jedenfalls aber nicht positiv wird. Mit anderen Worten, der Verlauf des Transportriemens 40 ist so ausgelegt, dass eine Längung des Transportriemens 40 vermieden wird.
In einer Abwandlung der Erfindung kann eine Längung des Transportriemens 40, die von der Eigenelastizität des Transportriemens 40 ohne Persistenz der Längung und ohne Schädigung des Transportriemens 40, ohne übermäßige Lasten auf Rollenlager oder Strukturen und ohne Funktionseinbußen aufgefangen werden kann, akzeptiert werden. In dieser Abwandlung sind die geometrischen Parameter D, R0, R1, R2, H1, H2, S1, S2, ΔH so aufeinander abgestimmt, dass die sich am Ende der Anhebung einstellende Längenänderung in der Summe nicht übermäßig positiv wird. Mit anderen Worten, der Verlauf des Transportriemens 40 ist in dieser Abwandlung so ausgelegt, dass eine Längung des Transportriemens 40 im Wesentlichen vermieden wird.
Es ist darauf hinzuweisen, dass in der schematischen Darstellung von 1 die Segmente 12, 14, 16 strukturell getrennt gezeigt sind und in der schematischen Darstellung von 2 das Gestell 18 und die Seitenteile 20, 21 als dem Bearbeitungssegment 14 exklusiv zugeordnet gezeigt sind. In der detaillierten Ansicht von 3 ist erkennbar, dass das Seitenteil 20 (und somit das dort nicht dargestellte Gestell 18) durchgehend für alle Segmente 12, 14, 16 vorgesehen ist und entsprechende Rollenträger des Zuführungssegments 12 und des Abtransportsegments 16 fest an dem gleichen Seitenteil 20 montiert sind wie auch die Antriebseinheit 42. Der Fachmann kann die eine oder die andere Variation nach Bedarf verwirklichen.
In der vorstehenden Beschreibung wird die Transportrichtung als horizontal angenommen und die Hubrichtung als vertikal. Da in gewissen Grenzen die Auflage- und Transportebene auch einen Winkel zur Horizontalen aufweisen kann, sind die Bezeichnungen horizontal und vertikal nicht als einschränkend zu verstehen, sondern als relative Richtungsangaben in Bezug die Auflage- und Transportebene.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Roboterarm 4 mehrgelenkig ausgeführt, um jeden Punkt auf der Leiterplatte 8 zu erreichen. In einer Ausführungsvariante kann der Bestückroboter 2 eine translatorische xy-Verfahreinheit und einen starr daran befestigten Roboterarm, dessen Bestückkopf translatorisch in z-Richtung bewegbar ist, aufweisen.
Obschon in 2 die feststehende Antriebsrolle 44 in der Antriebseinheit 42 integriert und über die Mitnehmerwelle 36 mit der fliegenden Antriebsrolle 48 gekoppelt ist, ist es in einer Abwandlung auch möglich, dass die Antriebsrolle 44 in gleicher Weise wie die fliegende Antriebsrolle 48 gelagert ist und auf der Mitnehmerwelle 46 sitzt. Die Mitnehmerwelle 46 durchdringt bei dieser Abwandlung beide Seitenteile 20, 21 und beide Antriebsrolle 44, 48 und wird von dem Antriebsmotor direkt angetrieben.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, -varianten, -alternativen und Abwandlungen beschrieben und in den Figuren veranschaulicht. Diese Beschreibungen und Darstellungen sind rein schematisch und schränken den Schutzumfang der Ansprüche nicht ein, sondern dienen nur deren beispielhafter Veranschaulichung. Es versteht sich, dass die Erfindung auf vielfältige Weise ausgeführt und abgewandelt werden kann, ohne den Schutzumfang der Patentansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Bestückvorrichtung (Leiterplatten-Bestückautomat)
2: Bestückroboter
4: Roboterarm
6: Bestückkopf
8: Gegenstand (Leiterplatte)
10: Transportvorrichtung
12: Zuführungssegment
14: Bearbeitungssegment
16: Abtransportsegment
18: Gestell
18a: Lageraufnahme
20: Seitenteil (fest)
21: Seitenteil (einstellbar)
22: Linearführung
24: Klemmleiste
26: Rollenträger (Klemmblech)
28: Rollenträgerlagerung
30–38: Umlenkrollen
40: Transportriemen
40a: Lasttrum
40b: Leertrum
42: Antriebseinheit
44: Antriebsrad (feststehend)
46: Mitnehmerwelle
46a: Lagerende
46b: Kugelkopf
48: Antriebsrad (fliegend)
50: Hohllager
52: Gewindestange
54: Hubtischplatte (Element einer Hubeinheit)
56: Heber (Element einer Hubeinheit)
58: Amboss
60: Riemenauflage
61: Befestigungsstelle
62: Bohrung
64: Wellenlager
A1, A2: Trumwinkel
F: Auflage- und Transportfläche
H1, H2: Rollenhöhen (Abstand vertikal, d. i. in Hubrichtung)
ΔH: Hub
L1, L2: Trumlängen
P0, P1, P2: Trumendpunkte
R0, R1, R2: Rollenradien
S1, S2: Rollenabstände (Abstand horizontal, d. i. in Transportrichtung)
T: Transportrichtung
W: Auflagebreite
Z: Hubrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1266550 B1 [0002]
EP 1215952 A1 [0004]
EP 0404577 B1 [0005]

Claims

Transportvorrichtung (10), insbesondere für Leiterplatten, wobei die Transportvorrichtung (10) aufweist: – ein Gestell (18); – einen Transportriemen (40), der eine Auflage- und Transportfläche (F) für einen zu transportierenden Gegenstand (8), insbesondere Leiterplatte, bildet; – einen Rollenträger (26), an welchem Umlenkrollen (30, 32, 34, 36, 38) zur Führung des Transportriemens (40) drehbar gelagert sind und der in einer Hubrichtung (Z), die winklig, insbesondere senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Auflage- und Transportfläche (F) verläuft, translatorisch beweglich gegenüber dem Gestell (18) gelagert ist; – eine Antriebsrolle (44, 48) zum Antreiben des Transportriemens (40); und – eine Hubeinheit (54, 56) zum Anheben des Rollenträgers (26) um einen vorbestimmten Hub (ΔH) in der Hubrichtung (Z), wobei die Antriebsrolle (44, 48) gegenüber dem Gestell (18) bezüglich der Hubrichtung (Z) ortsfest drehbar gelagert ist, und wobei ein Verlauf des Transportriemens (40) so ausgelegt ist, dass eine Längung des Transportriemens (40) vermieden wird oder im Wesentlichen vermieden wird, wenn der Rollenträger (26) von einer Rastlage aus um den vorbestimmten Hub (ΔH) angehoben wird.
Transportvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Umlenkrolle (30) und eine zweite Umlenkrolle (32) der auf dem Rollenträger (26) gelagerten Umlenkrollen (30, 32, 34, 36, 38) zueinander und zu der Antriebsrolle (44, 48), wenn sich der Rollenträger (26) in der Rastlage befindet, so angeordnet sind, dass Änderungen in Trumlängen (L1, L2) eines ersten Trums (40a) des Transportriemens (40), das sich zwischen der Antriebsrolle (44, 48) und der ersten Umlenkrolle (30) erstreckt, und eines zweiten Trums (40b) des Transportriemens (40), das sich zwischen der Antriebsrolle (44, 48) und der zweiten Umlenkrolle (32) erstreckt, die sich einstellen, wenn der Rollenträger (26) um den vorbestimmten Hub (ΔH) angehoben wird, sich so addieren, dass die Längung des Transportriemens (40) vermieden wird oder im Wesentlichen vermieden wird.
Transportvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines des ersten Trums (40a) und des zweiten Trums (40b) von der Antriebsrolle (44, 48) aus nach unten weist.
Transportvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegenüber dem Gestell (18) in Hubrichtung (Z) ortsfeste Klemmleiste (24) vorgesehen ist, die sich in einem vorbestimmten Abstand oberhalb der Auflage- und Transportfläche (F) wenigstens teilweise über diese hinweg erstreckt.
Transportvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (26) an einem Seitenteil (20) gelagert ist, das an dem Gestell (18) befestigt ist.
Transportvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (26) an einem Seitenteil (21) gelagert ist, das mittels einer Linearführung (22) und eines Linearantriebs in einer Querrichtung, die senkrecht zu einer Transportrichtung (T) der Transportvorrichtung (10) und zu der Hubrichtung (Z) verläuft, translatorisch beweglich und antreibbar gelagert ist.
Transportvorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrolle (44, 48) an dem Seitenteil (20 bzw. 21) gelagert ist.
Transportvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrolle (44, 48) an dem Gestell (18) montiert ist.
Transportvorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrolle (44, 48) in einer Antriebseinheit (42) integriert ist.
Transportvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrolle (44, 48) auf einer Mitnehmerwelle (46), insbesondere Sechskantwelle, fliegend gelagert ist, wobei die Mitnehmerwelle (46) vorzugsweise an die Abtriebsseite einer gegenüber dem Gestell (18) ortsfest montierten Antriebseinheit (42) angeschlossen ist.
Transportvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmleiste (24) an dem Seitenteil (20 bzw. 21) montiert ist.
Transportvorrichtung (10), insbesondere für Leiterplatten, wobei die Transportvorrichtung (10) aufweist: – ein Gestell (18); – einen Paar von Transportriemen (40), die parallel zueinander in einem Abstand verlaufen und die eine Auflage- und Transportfläche (F) für einen zu transportierenden Gegenstand (8), insbesondere Leiterplatte, bilden; – einen Paar von Rollenträgern (26), an welchen jeweils Umlenkrollen (30, 32, 34, 36, 38) zur Führung des Transportriemens (40) drehbar gelagert sind und die in einer Hubrichtung (Z), die winklig, insbesondere senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Auflage- und Transportfläche (F) verläuft, translatorisch beweglich gegenüber dem Gestell (18) gelagert sind; – eine Paar von Antriebsrollen (44, 48) zum Antreiben des Transportriemens (40); – eine Hubeinheit (54, 56) zum Anheben der Rollenträger (26) um einen vorbestimmten Hub (ΔH) in der Hubrichtung (Z), wobei die Transportriemen (40), Umlenkrollen (30, 32, 34, 36, 38) und Antriebsrollen (44, 48) spiegelbildlich auf einander zugewandten Seiten der Rollenträger (26) angeordnet sind, wobei die Antriebsrollen (44, 48) gegenüber dem Gestell (18) ortsfest drehbar gelagert und vorzugsweise miteinander gekoppelt sind, und wobei ein Verlauf der Transportriemens (40) so ausgelegt ist, dass eine Längung der Transportriemen (40) vermieden wird oder im Wesentlichen vermieden wird, wenn die Rollenträger (26) von einer Rastlage aus um den vorbestimmten Hub (ΔH) angehoben werden.
Transportvorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass einer des Paars von Rollenträgern (26) direkt an dem Rahmen (18) oder an einem an dem Rahmen (18) fest montierten Seitenteil (20) gelagert ist und der andere des Paars von Rollenträgern (26) an einem verstellbaren Seitenteil (21) gelagert ist, das mittels einer Linearführung (22) und eines Linearantriebs in einer Querrichtung, die senkrecht zu einer Transportrichtung (T) der Transportvorrichtung (10) und zu der Hubrichtung (Z) verläuft, translatorisch beweglich und antreibbar gelagert ist, wobei die dem anderen des Paars von Rollenträgern (26) zugeordnete der Antriebsrollen (44, 48) an dem verstellbaren Seitenteil (21) drehbar gelagert und auf einer Mitnehmerwelle (46), vorzugsweise Sechskantwelle, welche mit einer gegenüber dem Gestell (18) ortsfest montierten Antriebseinheit (42) gekoppelt ist, fliegend gelagert ist.
Bestückvorrichtung (1), vorzugsweise Bestückautomat, insbesondere für Leiterplatten, aufweisend eine Transportvorrichtung (10), die gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.