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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Vergießanlage zum Vergießen von Bauteilen bzw. Werkstücken, mit einer Transporteinrichtung zum Bewegen mindestens eines Bauteils und mindestens einer Vergießeinrichtung zum Vergießen des mindestens einen Bauteils.
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Unter einer Vergießanlage versteht man eine verfahrenstechnische Vorrichtung, um Bauteile, häufig aus der Elektro- und Elektronikindustrie, mit einer Vergießmasse, insbesondere Gießharz, Polyurethan oder Silikon, auszugießen oder abzudecken.
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Zugrundeliegende Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vergießanlage zu schaffen, die technologisch besonders einfach aufgebaut sowie zu betreiben ist und die zugleich eine sehr hohe Flexibilität bei den zu bewältigenden Vergießvorhaben aufweist.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Vergießanlage zum Vergießen von Bauteilen, insbesondere elektronischen Bauteilen bzw. Bauelementen gelöst, mit einer Transporteinrichtung zum Bewegen mindestens eines Bauteils und mindestens einer Vergießeinrichtung zum Vergießen des mindestens einen Bauteils, wobei die Transporteinrichtung mit mindestens einem Bauteiltransporter gestaltet ist, der mittels Statormotor bzw. Planarmotor in einer X-Richtung und in einer Y-Richtung zu positionieren ist, und wobei die mindestens eine Vergießeinrichtung mit mindestens einem Vergießkopf gestaltet ist, der sich zum Vergießen von Vergießmasse auf das mindestens eine Bauteil über dem derartig positionieren Bauteiltransporter befindet. Das Vergießen findet dabei vorzugsweise an Bauteilen statt, die sich auf einem Bauteilträger, insbesondere in Form einer elektrischen Leiterplatte befinden.
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Erfindungsgemäß ist zum Transport von Bauteilen innerhalb einer Vergießanlage ein Planarmotor- bzw. Statormotor-Positioniersystem vorgesehen. Bei einem solchen Positioniersystem ist ein Positionierschlitten als Bauteiletransporter unter Ausführung einer Positionierbewegung in einer durch ein kartesisches X-Y-Koordinatensystem definierten Positionierebene relativ zu einem Transportertisch bzw. Schlittenträger und einer dort ortsfest angeordneten Vergießeinrichtung variabel verfahrbar und positionierbar. Das mindestens eine zu vergießende Bauteil befindet sich dabei vorzugsweise auf einem Bauteilträger, insbesondere in Form einer elektrischen Leiterplatte.
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Das erfindungsgemäße Statormotor-Positioniersystem umfasst vorzugsweise eine am Schlittenträger angeordnete Statoranordnung, die einen X-Statorabschnitt bzw. eine X-Antriebsspule und einen Y-Statorabschnitt bzw. eine Y-Antriebsspule aufweist. Die Antriebsspulen bilden also einen Stator des Schlittenträgers. Der X-Statorabschnitt dient dazu, ein in der X-Richtung bewegbares, magnetisches Wanderfeld bereitzustellen, während der Y-Statorabschnitt dazu dient, ein in der Y-Richtung bewegbares, magnetisches Wanderfeld bereitzustellen.
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Der Positionierschlitten verfügt über eine Magnetanordnung, insbesondere in Form von Permanent- und/oder Elektromagneten, die während der Positionierbewegung gleichzeitig mit dem X-Wanderfeld und dem Y-Wanderfeld in magnetischer Wechselwirkung steht. Der Positionierschlitten ist durch Bewegung des X-Wanderfelds zu einer Positionierbewegung in der X-Richtung des X-Y-Koordinatensystems und durch Bewegung des Y-Wanderfelds zu einer Positionierbewegung in der Y-Richtung des X-Y-Koordinatensystems antreibbar.
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Der Stator bildet also insbesondere eine Förderstrecke in X- und in Y-Richtung aus, entlang der einzelne Bauteile insbesondere auf Bauteilträgern bewegt werden können. Dabei werden die Bauteiletransporter insbesondere an der Förderstrecke gehalten und geführt.
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Durch gezieltes Ansteuern des derartigen Statormotor-Positioniersystems kann so ein Bauteiletransporter mit seinem mindestens einen darauf angebrachten Bauteil an einer Vergießeinrichtung in X-Richtung und in Y-Richtung derart platziert werden, dass mit der Vergießeinrichtung ein zugehöriges Bauteil mit einer Vergießmasse vergossen werden kann. Dabei muss die Vergießeinrichtung dann insbesondere nurmehr einen die Vergießmasse ausgießenden Vergießkopf kippen, eine Vergießdüse öffnen bzw. schließen und/oder den Vergießkopf in einer Z-Richtung bewegen bzw. verfahren.
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Damit können erfindungsgemäß die Bewegungsabläufe hinsichtlich des Anordnens von Bauteilen in X-Richtung und Y-Richtung besonders flexibel gestaltet und zugleich kann die Funktion des Vergießkopfes konstruktiv besonders einfach realisiert werden.
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So ist es erfindungsgemäß möglich, dass an ein örtlich positioniertes, dort insbesondere stillstehendes Bauteil durch Ausgießen an einem Punkt eine bestimmte Menge Gießharz eingefüllt wird. Während des Vergießens kann aber auch der Vergießkopf, also der Teil der Anlage, aus dem die Vergießmasse austritt, bewegt werden, oder vorzugsweise mittels des Statormotors das Bauteil bewegt werden. Durch entsprechende Steuerung sind viele Varianten des Vergießvorganges möglich. So können beispielsweise Vergießraupen oder Dämme unterschiedlicher Form gegossen werden. Gegossene Dämme können in einem zweiten Arbeitsschritt mit einem dünnflüssigen Gießharz ausgefüllt werden (dam & fill). Dabei kann das Werkstück mittels des Statormotors selbst komplexe Bewegungen vollführen, wodurch sich auch schwierige Vergießaufgaben lösen lassen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Bauteiltransporter vorgesehen, die jeweils zum Transportieren von einem Typ Bauteil angepasst sind. Somit lassen sich diverse, unterschiedliche Bauteile mit einer vergleichsweise einfach gestalteten Vergießanlage vergießen.
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An der mindestens einen Vergießeinrichtung ist ferner vorzugsweise eine Vakuumhaube zum Überdecken des Vergießkopfes samt eines dort platzierten Bauteiltransporters vorgesehen. Mittels der Vakuumhaube kann ein abgeschlossener Raum geschaffen werden, in dem für das jeweilige Vergießen ein umgebendes Vakuum erzeugt werden kann.
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Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Vergießanlage bevorzugt mindestens eine Einrichtung, insbesondere eine Montageeinrichtung, zum Durchführen mindestens eines weiteren Fertigungsschritts an dem Bauteil vorgesehen. Mittels einer derartigen Einrichtung kann das erfindungsgemäße Prinzip des Bewegens der Bauteile mittels Statormotor gewinnbringend auch für andere Fertigungsschritte, vorzugsweise Montagefunktionen, und insbesondere auch für eine umfassendere oder umfangreichere Mehr-Funktionalität der Vergießanlage genutzt werden. Besonders bevorzugt ist eine Aushärteeinrichtung vorgesehen, zum Aushärten der Vergießmasse bzw. des Vergießmaterials, insbesondere mittels UV-Licht oder IR-Strahlung, wobei vorteilhaft ein Strahler zum Aussenden von Licht bzw. Strahlung des jeweiligen Spektrums vorgesehen ist.
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Der mindestens eine Bauteiltransporter ist vorteilhaft mittels Statormotor zu kippen und/oder zu drehen. Dieses Kippen und/oder passiert vorteilhaft in der X-Y-Ebene also relativ zur Z-Richtung. Mit dem Kippen und/oder Drehen können zusätzliche, sehr vorteilhafte Bewegungen des Bauteils mit in die erfindungsgemäße Vergießanlage integriert werden.
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Alternativ oder zusätzlich ist der mindestens eine Bauteiltransporter vorzugsweise mittels Statormotor auf einer Unterlage abzulegen. Mit dem derartigen Ablegen kann eine besonders lagegenaue und auch stabile Positionierung des jeweils zu vergießenden Bauteils erreicht werden.
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Auch ist der mindestens eine Bauteiltransporter vorteilhaft mittels Statormotor zu vibrieren. Mit derartigem Vibrieren kann das Fließen von Vergießmasse am jeweiligen Bauteil verbessert werden.
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Schließlich ist der mindestens eine Bauteiltransporter auch vorzugsweise mittels Statormotor zu wiegen. Mittels einer solchen Wiegefunktion können zum einen Überwachungs- und Prüffunktionen realisiert oder auch das Auf- bzw. Eingießen der Vergussmasse gesteuert werden.
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Als weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vergießanlage ist vorzugsweise eine Steuereinrichtung zum aufeinander abgestimmten Steuern von Verfahrwegen von mehreren Bauteiltransportern und mindestens einer Vergießeinrichtung insbesondere mittels künstlicher Intelligenz vorgesehen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vergießanlage und
- 2 die Vorderansicht der Vergießanlage gemäß 1.
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Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In den Fig. ist eine Vergießanlage 10 dargestellt, die ein Positioniersystem bzw. eine Transporteinrichtung 12 mit einem Schlittenträger bzw. Transportertisch 14 umfasst. Der Transportertisch 14 erstreckt sich mit einer ebenen Oberfläche in eine X-Richtung 16 sowie eine Y-Richtung 18. Unter der Oberfläche des Transportertisches 14 sind in geordneter, regelmäßiger Anordnung mehrere X-Antriebsspulen 20 sowie Y-Antriebsspulen 22 angeordnet, mittels denen mit Hilfe von elektrischem Strom elektromagnetische X-Wanderfelder und Y-Wanderfelder erzeugt werden können.
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Die Oberfläche des Transportertisches 14 dient dabei als Unterlage bzw. Schlittenträger für mindestens einen Positionierschlitten bzw. Bauteiltransporter 24, in dem sich zumindest ein X-Elektromagnet 28 und zumindest ein Y-Elektromagnet 30 befinden. Diese Elektromagnete wirken mit den oben genannten Wanderfeldern in der Funktionsweise eines Statormotors 32 zusammen, wodurch der Bauteiltransporter 24 auf dem Transportertisch 14 weitestgehend frei in X-Richtung 16 sowie in Y-Richtung 18 beweglich und insbesondere auch drehbar, kippbar sowie zu vibrieren ist.
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Auf dem Bauteiltransporter 24 ist eine elektrische Leiterplatte als Bauteilträger 34 abgelegt, gegebenenfalls geklemmt und auf diese Weise dort ortsfest gehalten. Auf dem Bauteilträger 34 können dann Bauteile 36 mittels einer ortsfest neben dem Transportertisch 14 angeordneten Vergießeinrichtung 38 mit einer Vergießmasse (nicht dargestellt) vergossen werden.
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Dazu weist die Vergießeinrichtung 38 mindestens einen Bauteilvergießer 40 auf, der allein in einer Z-Richtung 42 mittels einer Z-Achsschiene 44 verfahrbar ist. An dem Bauteilvergießer 40 befindet sich ein Vergießkopf 46 mittels dem je ein Bauteil 36 mit der Vergießmasse vergossen wird.
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Die dabei erfolgenden Bewegungen des mindestens einen Bauteilträgertransporters 24 in X-Richtung 16 sowie Y-Richtung 18 zum lagegenauen Anordnen von Bauteilträgern 34 unter dem mindestens einen Bauteilvergießer 40 sowie das Bewegen des jeweils zugehörigen Vergießkopfes 46 wird mittels einer Steuereinrichtung 48 gesteuert, deren Funktionalität mittels künstlicher Intelligenz kontinuierlich weiterentwickelt wird.
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Abschließend sei angemerkt, dass sämtlichen Merkmalen, die in den Anmeldungsunterlagen und insbesondere in den abhängigen Ansprüchen genannt sind, trotz des vorgenommenen formalen Rückbezugs auf einen oder mehrere bestimmte Ansprüche, auch einzeln oder in beliebiger Kombination eigenständiger Schutz zukommen soll.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vergießanlage
- 12
- Transporteinrichtung
- 14
- Transportertisch
- 16
- X-Richtung
- 18
- Y-Richtung
- 20
- X-Antriebsspule
- 22
- Y-Antriebsspule
- 24
- Bauteiltransporter
- 26
- Magnetanordnung
- 28
- X-Elektromagnet
- 30
- Y-Elektromagnet
- 32
- Statormotor
- 34
- Bauteilträger
- 36
- Bauteil
- 38
- Vergießeinrichtung
- 40
- Bauteilvergießer
- 42
- Z-Richtung
- 44
- Z-Verfahrschiene
- 46
- Vergießkopf
- 48
- Steuereinrichtung
