DE102022111014A1 - Herstellungsvorrichtung - Google Patents

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Robin Glück
Julius Berghoff
Maximilian WEIß
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
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Abstract

Eine Herstellungsvorrichtung zur Herstellung und zur Bearbeitung eines Bauteiles, aufweisend: eine Grundplatte (3) zum Halten des Bauteiles; ein Bewegungsmittel (5) und eine Werkzeugaufnahme (9), wobei das Bewegungsmittel (5) angepasst ist die Werkzeugaufnahme (9) in einer X,Y-Arbeitsebene (7) zu führen, und die Grundplatte (3) in einer Z-Richtung vertikal zu der X,Y-Arbeitsebene (7) zu führen; und ein Steuermittel (11), angepasst zum Steuern des Bewegungsmittels (5) und ein in der Werkzeugaufnahme (9) angeordnetes Werkzeug (100), wobei die Werkzeugaufnahme (9) angepasst ist mit mindestens zwei unterschiedlichen Werkzeugen (100) für unterschiedliche Herstellungsverfahren verbindbar zu sein. Weiterhin schlägt die Erfindung ein Herstellungssystem vor.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Herstellungsvorrichtung zur Herstellung und zur Bearbeitung eines Bauteils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Herstellungssystem, aufweisend eine Herstellungsvorrichtung und ein Werkzeug.
  • Eine derartige Herstellungsvorrichtung umfasst eine Grundplatte zum Halten des Bauteils; ein Bewegungsmittel und eine Werkzeugaufnahme, wobei das Bewegungsmittel angepasst ist die Werkzeugaufnahme in einer X,Y-Arbeitsebene zu führen, und die Grundplatte in einer Z-Richtung vertikal zu der X,Y-Arbeitsebene zu führen; und ein Steuermittel, das angepasst ist zum Steuern des Bewegungsmittels und ein in der Werkzeugaufnahme angeordnetes Werkzeug.
  • Im Stand der Technik werden solche Herstellungsvorrichtungen oftmals zur additiven Fertigung verschiedener Bauteile genutzt. Im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungen, bei denen zur Bauteilherstellung ein Material von einem Rohling entfernt wird, bietet die additive Fertigung weitere Möglichkeiten hinsichtlich realisierbarer Bauteildesigns und Anwendungen. Eine Herstellungsvorrichtung zur additiven Fertigung mit auswechselbaren Druckköpfen ist beispielsweise in dem Dokument US 8,926,484 B1 gezeigt. Weiterhin zeigen die Dokumente US 6,722,872 B1 , US 10,328,635 B1 und CN 206749054 U beispielhaft weitere Vorrichtungen zur additiven Fertigung.
  • Zum Bearbeiten der mittels additiver Fertigung hergestellten Bauteile werden üblicherweise weitere Produktionsverfahren genutzt, die an weiteren dafür speziell ausgebildeten Maschinen durchgeführt werden. Dies hat allerdings den Nachteil, dass für verschiedene Maschinen verschieden lange Einarbeitungszeiten benötigt werden und die einzelnen Maschinen jeweils Platz benötigen und Kosten verursachen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Herstellungsvorrichtung bereitzustellen, welche das Ausführen verschiedener Produktionsverfahren in der Herstellungsvorrichtung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Herstellungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Demnach ist die Werkzeugaufnahme angepasst mit mindestens zwei unterschiedlichen Werkzeugen für unterschiedliche Herstellungsverfahren verbindbar zu sein.
  • Als Herstellungsvorrichtung kann hierin eine Vorrichtung verstanden werden, mit der ein Bauteil hergestellt werden kann, beispielsweise ein Kunststoffbauteil mittels eines additiven Verfahrens, und anschließend weiterbearbeitet werden kann, beispielsweise mittels eines Lasers, oder eines ähnlichen Werkzeugs.
  • Zum Halten des entstehenden Bauteils, beziehungsweise des erstellten Bauteils, weist die Herstellungsvorrichtung eine Grundplatte auf. Die Grundplatte kann auch als Druckbett bezeichnet werden und eine im Wesentlichen planare Fläche aufweisen.
  • Die Werkzeugaufnahme kann Kupplungselemente aufweisen, die es ermöglichen ein Werkzeug, wie beispielsweise einen Druckkopf für ein additives Druckverfahren, mechanisch zu halten. Über Steuer-/Signalleitungen kann das Werkzeug mit der Herstellungsvorrichtung verbunden werden und verschiedene Medien, wie beispielsweise ein zu verarbeitendes Material, können an das Werkzeug abgegeben werden. Im Falle der Verwendung eines Druckkopfs, kann ein Druckmedium an den Druckkopf abgegeben werden und der Druckkopf elektrisch/elektronisch mittels Steuer-/ Signalleitungen kontaktiert werden.
  • Das Bewegungsmittel kann als ein Aufbau verstanden werden, der es ermöglicht die Werkzeugaufnahme in einer X,Y-Arbeitsebene und die Grundplatte in einer Z-Richtung entlang einer Z-Achse vertikal zu der X,Y-Arbeitsebene zu führen. Unter dem Begriff „Führen“ kann hierin ein Verfahren oder Bewegen der Werkzeugaufnahme und der Grundplatte, beispielsweise unter Verwendung von Schritt- bzw. Servomotoren verstanden werden.
  • Als X,Y-Arbeitsebene kann eine Ebene verstanden werden, die durch zwei Achsen, nämlich der X und Y Achse im Koordinatensystem der Herstellungsvorrichtung definiert ist. Die Z-Achse weist senkrecht von der X,Y-Arbeitsebene weg, beziehungsweise verläuft vertikal zu der X,Y-Arbeitsebene. Weiterhin kann die X,Y-Arbeitsebene im Wesentlichen parallel zu einem Untergrund verlaufen, auf dem die Herstellungsvorrichtung angeordnet ist.
  • Die Werkzeugaufnahme kann beispielsweise innerhalb eines Rahmens mittels einem oder mehreren Servomotoren in der X,Y-Arbeitsebene geführt werden.
  • Das Bewegungsmittel ist weiterhin angepasst die Grundplatte in der Z-Richtung entlang der Z-Achse relativ zu der X,Y-Arbeitsebene zu führen. Hierfür kann das Bewegungsmittel an mindestens einem Punkt mit der Grundplatte verbunden sein und die Grundplatte entlang zumindest eines sich in Z-Richtung erstreckenden Säulenelements führen. Beispielsweise kann das Bewegungsmittel die Grundplatte in Z-Richtung relativ zu der X,Y-Arbeitsebene mittels einem oder mehreren Schrittmotoren führen.
  • Weiterhin weist die Herstellvorrichtung ein Steuermittel auf, das angepasst ist zum Steuern des Bewegungsmittels und eines in der Werkzeugaufnahme angeordneten Werkzeugs.
  • Das Steuermittel kann beispielsweise einen Prozessor aufweisen, der gemäß programmierten Befehlen oder Befehlen anderer Maschinen oder eines Benutzers, die Herstellungsvorrichtung steuert und dabei einen Algorithmus vorantreibt.
  • Erfindungsgemäß ist die Werkzeugaufnahme angepasst mit mindestens zwei unterschiedlichen Werkzeugen für unterschiedliche Herstellungsverfahren verbindbar zu sein.
  • Vorteilhaft kann hierdurch eine universelle Herstellungsvorrichtung geschaffen werden, die das Durchführen von Prozessschritten verschiedener Produktionsverfahren ermöglicht. Hierdurch können vorteilhaft Einarbeitungszeiten minimiert werden, sowie Anschaffungskosten und Platzbedarf reduziert werden.
  • In einem Beispiel ist die Herstellungsvorrichtung angepasst mit mindestens zwei, insbesondere mit allen, Werkzeugen verbindbar zu sein aus der Gruppe:
    • - 3D-Druckwerkzeug zum 3D-Druck von Kunststoffteilen, insbesondere 3D-Druckwerkzeug für das Fused Deposition Modeling, FDM, Verfahren,
    • - Lasergravur-Werkzeug zum Gravieren von Kunststoffteilen,
    • - Laserstrukturierungswerkzeug zur Leiterkartenherstellung,
    • - Bestückungswerkzeug zur Bestückung von Leiterkarten mit Elektronikbauteilen, insbesondere oberflächenmontierbare Bauteile, SMD Bauteile, und
    • - Vakuumwerkzeug zum Vakuumheben.
  • Vorteilhaft kann hierdurch die Herstellungsvorrichtung für das Drucken von Kunststoffteilen, wie auch für das anschließende Bearbeiten mittels Lasergravur, usw. verwendet werden. Auch können weiterhin Druckwerkzeuge zum Einsatz kommen, die ein farbiges Bedrucken der gedruckten Bauteile ermöglicht. Weiterhin vorteilhaft kann die Herstellungsvorrichtung auch zum Strukturieren von Leiterkarten und dem anschließenden Bestücken der strukturierten Leiterkarten verwendet werden. Somit können vorteilhaft aufeinanderfolgende Herstellungs-/Bearbeitungsschritte in der Herstellungsvorrichtung durchgeführt werden, ohne dass das Bauteil aus der Maschine entnommen werden muss.
  • In einem Beispiel weist die Herstellungsvorrichtung eine Druckkammer zum 3D-Druck von Kunststoffteilen und eine Heizkammer zum Wiederaufschmelzlöten auf.
  • Der Begriff „Druckkammer“ kann hierin als „Bedruckungskammer“ oder als „Kammer, in der die Bedruckung stattfindet“ verstanden werden. Die Grundplatte und die Werkzeugaufnahme können in der Druckkammer angeordnet sein. Die Heizkammer kann angrenzend zu der Druckkammer angeordnet sein, beispielsweise in Aufstellrichtung der Herstellungsvorrichtung unterhalb der Druckkammer. Die Heizkammer ist zum Wiederaufschmelzlöten geeignet. Das „Wiederaufschmelzlöten“ kann auch als „Reflow-Löten“ bezeichnet werden.
  • Vorteilhaft kann hierdurch die Herstellungsvorrichtung auch zum Wiederaufschmelzlöten genutzt werden. Weiterhin vorteilhaft kann die Wärme der Heizkammer zum Beheizen der Druckkammer genutzt werden. Eine separate Heizung zur Beheizung der Druckkammer kann hierdurch vorteilhaft entfallen.
  • In einem Beispiel weist die Werkzeugaufnahme eine Schnellkupplung auf, mit zumindest einem federgelagerten Kupplungselement, zum Verbinden mit einem korrespondierenden Kupplungselement an dem Werkzeug.
  • Vorteilhaft kann der Werkzeugwechsel hierdurch passiv erfolgen, in dem das Werkzeug mit der Werkzeugaufnahme in ein im Wirkbereich der Werkzeugaufnahme angeordnetes Werkzeugmagazin überführt wird und dort durch ein mechanisches Entkoppeln durch Krafteinwirkung entgegen der Federkraft abgelegt wird, um ein anderes Werkzeug für ein weiteres Herstellungsverfahren aufnehmen zu können.
  • Der Einsatz weiterer Motoren, beziehungsweise Vorrichtungen für den Werkzeugwechsel kann hierdurch entfallen und der Werkzeugwechsel kann effizient durchgeführt werden.
  • In einem Beispiel weist die die Grundplatte mindestens eine Kugelbefestigung auf und das Bewegungsmittel weist mindestens eine korrespondierende Laufbahn auf, zur Aufnahme eines Kugelelements der Kugelbefestigung.
  • Der Begriff „Kugelbefestigung“ kann hierin auch als „Kugelbolzen“ verstanden werden, der einen im Wesentlichen zylinderartig ausgeprägten Bolzen umfasst, an dessen ersten Endbereich ein Kugelelement angeordnet ist. Der zweite Endbereich des Bolzens, der dem ersten Endbereich gegenüberliegt, kann an einem Randbereich der Grundplatte mit der Grundplatte mechanisch verbunden sein. Die korrespondierende Laufbahn kann aus mindestens zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Stäben ausgebildet sein oder aus stabartigen Elementen ausgebildet sein. Das Kugelelement kann entlang der Laufbahn verschoben werden.
  • Die Laufbahn kann höhenverstellbar in Z-Richtung an einem in Z-Richtung verlaufenden Säulenelement des Bewegungsmittels angeordnet sein und beispielsweise mittels eines Schrittmotors des Bewegungsmittels hin oder weg zu der X,Y-Arbeitsebene geführt werden.
  • Vorteilhaft kann durch den Einsatz einer Kugelbefestigung einer möglicherweise auftretenden thermischen Ausdehnung der Grundplatte entgegengewirkt werden, da sich das Kugelelement in der Laufbahn bewegen, beispielsweise gleiten, kann.
  • In einem Beispiel weist die Grundplatte mindestens drei Kugelbefestigungen auf und das Bewegungsmittel weist drei korrespondierende Laufbahnen auf, zur Aufnahme jeweils eines Kugelelements der Kugelbefestigungen. In einem weiteren Beispiel ist das Bewegungsmittel angepasst die drei korrespondierenden Laufbahnen jeweils unabhängig voneinander in Z-Richtung zu führen.
  • Vorteilhaft kann die Grundplatte hierdurch stabil gehalten werden und abhängig von der Anwendung verkippt werden. Weiterhin vorteilhaft kann die Grundplatte wegen dem Einsatz der Kugelbefestigungen einfach entnommen und wieder eingebracht werden, ohne dass etwaige Verbindungselemente gelöst und wieder geschlossen werden müssen.
  • In einem Beispiel ist die Kugelbefestigung magnetisch ausgebildet.
  • Hierdurch kann das Kugelelement/die Kugelelemente durch Magnetkraft in der Laufbahn/den jeweiligen Laufbahnen gehalten werden, um einen besseren Sitz der Grundplatte zu gewährleisten.
  • In einem Beispiel weist die Herstellungsvorrichtung eine Kamera auf und das Steuermittel ist angepasst nach einem Werkzeugwechsel die Position des in der Werkzeugaufnahme aufgenommenen Werkzeugs mit der Kamera zu erkennen.
  • Vorteilhaft kann die Kamera mit dem Steuermittel verbunden sein und angepasst sein mittels der aufgenommenen Bilder die Position des Werkzeugs für einen Kalibrierungsvorgang zu erkennen.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Herstellungssystem zur Herstellung und Bearbeitung eines Bauteils, aufweisend eine Herstellungsvorrichtung wie hierin beschrieben; und ein Werkzeug angepasst mit einer Werkzeugaufnahme der Herstellungsvorrichtung verbindbar zu sein.
  • In einem Beispiel ist das Werkzeug ein Werkzeug aus der Gruppe:
    • - 3D-Druckwerkzeug zum 3D-Druck von Kunststoffteilen, insbesondere 3D-Druckwerkzeug für das Fused Deposition Modeling, FDM, Verfahren,
    • - Lasergravur-Werkzeug zum Gravieren von Kunststoffteilen,
    • - Laserstrukturierungswerkzeug zur Leiterkartenherstellung,
    • - Bestückungswerkzeug zur Bestückung von Leiterkarten mit Elektronikbauteilen, insbesondere oberflächenmontierbare Bauteile, SMD Bauteile, und
    • - Vakuumwerkzeug zum Vakuumheben.
  • Vorteilhaft kann jedes Werkzeug aus der zuvor angeführten Gruppe mit der Werkzeugaufnahme verbunden werden.
  • In einem Beispiel weist das Herstellungssystem ein Werkzeugmagazin auf, wobei das Werkzeugmagazin in einem Wirkbereich der Werkzeugaufnahme angeordnet ist und angepasst ist Werkzeuge vorzuhalten.
  • Vorteilhaft kann der Werkzeugwechsel passiv erfolgen, in dem das Werkzeug mit der Werkzeugaufnahme in das im Wirkbereich der Werkzeugaufnahme angeordnete Werkzeugmagazin überführt wird und dort durch ein mechanisches Entkoppeln des Werkzeugs aus der Werkzeugaufnahme abgelegt werden kann, um durch ein anderes Werkzeug für ein weiteres Herstellungsverfahren ausgetauscht zu werden.
  • In einem Beispiel weist das Werkzeug zumindest ein Aufnahmeelement auf, das mit einem korrespondierenden Aufnahmeelement des Werkzeugmagazins verbindbar ist, um das Werkzeug in dem Werkzeugmagazin zu halten.
  • Vorteilhaft kann das Werkzeugs mittels des Aufnahmeelements, in dem Werkzeugmagazin abgelegt werden. Beispielsweise kann das Aufnahmeelement des Werkzeugs als Öffnung ausgestaltet sein und das korrespondierende Aufnahmeelement des Werkzeugmagazins kann als ein Stiftelement ausgestaltet sein, das in die Öffnung des Werkzeugs einbringbar ist.
  • Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher erläutert werden. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Herstellungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
    • 2 eine Detailansicht einer Kugelbefestigung an der Grundplatte und eine korrespondierende Laufbahn zur Aufnahme eines Kugelelements der Kugelbefestigung;
    • 3 eine schematische Ansicht von drei Kugelbefestigungen an der Grundplatte und korrespondierende Laufbahnen; und
    • 4 eine Detailansicht einer Werkzeugaufnahme und eines Werkzeugs.
  • Die in 1 gezeigte Herstellungsvorrichtung 1 zur Herstellung und zur Bearbeitung eines Bauteiles, weist eine Grundplatte 3 zum Halten des Bauteiles auf. In der gezeigten Ausführungsform weist die Grundplatte 3 eine im Wesentlichen planare Fläche auf. Die Grundplatte 3 kann von einem Bewegungsmittel 5 in eine Z-Richtung vertikal zu einer X,Y-Arbeitsebene 7 geführt werden, beziehungsweise bewegt werden. Hierfür weist das Bewegungsmittel 5 drei Säulenelemente 51A-51C auf, die sich entlang der Z-Richtung erstrecken, wobei die Grundplatte 3 an den Säulenelementen 51A-51C entlang der Z-Richtung bewegt wird. An der Grundplatte 3 sind drei Kugelbefestigungen angeordnet und das Bewegungsmittel weist drei korrespondierende Laufbahnen auf, zur Aufnahme jeweils eines Kugelelements der Kugelbefestigungen, wie es in den nachfolgenden 2 und 3 detailliert gezeigt ist.
  • Weiterhin ist in 1 die X,Y-Arbeitsebene 7 gezeigt, die durch die X und Y Achse im Koordinatensystem der Herstellungsvorrichtung 1 definiert ist. Die gezeigte Werkzeugaufnahme 9 wird innerhalb eines Rahmens 53 in der X,Y-Arbeitsebene 7 geführt. Die Werkzeugaufnahme 9 ist in der nachfolgenden 4 detailliert gezeigt.
  • Auch ist in der 1 ein Steuermittel 11 gezeigt, das gemäß programmierten Befehlen oder Befehlen anderer Maschinen oder eines Benutzers, die Herstellungsvorrichtung 1 steuert. Hierfür steht das Steuermittel 11 mit dem Bewegungsmittel 5 in Verbindung und steuert die Bewegungen der Werkzeugaufnahme 9 in der X,Y-Arbeitsebene 7 und die Bewegungen der Grundplatte 3 entlang der Z-Richtung. Auch ist das Steuermittel 11 angepasst ein in der Werkzeugaufnahme 9 aufgenommenes Werkzeug zu steuern.
  • In der 1 ist weiterhin eine Druckkammer 13 zum 3D-Druck von Bauteilen gezeigt und eine Heizkammer 15 zum Wiederaufschmelzlöten. Die Grundplatte 3 und die Werkzeugaufnahme 9 sind, wie gezeigt, in der Druckkammer 13 angeordnet. Die Heizkammer 15 ist in Aufstellrichtung der Herstellungsvorrichtung 1, beziehungsweise in Z-Richtung, unterhalb der Druckkammer 13 angeordnet.
  • Die gezeigte Kamera 17 steht mit dem Steuermittel 11 in Verbindung, um nach einem Werkzeugwechsel die Position des in der Werkzeugaufnahme 9 aufgenommenen Werkzeugs zu erkennen.
  • Die 2 zeigt eine Detailansicht einer Kugelbefestigung 31A an der Grundplatte 7 und eine korrespondierende Laufbahn 35A zur Aufnahme eines Kugelelements 310A der Kugelbefestigung 31A. Die gezeigte Kugelbefestigung 31A umfasst einen im Wesentlichen zylinderartig ausgeprägten Bolzen, an dessen ersten Endbereich das Kugelelement 310A angeordnet ist. Der zweite Endbereich des Bolzens, der dem ersten Endbereich gegenüberliegt, ist an einer Ecke der Grundplatte 3 mit der Grundplatte 3 über eine Schraubverbindung mechanisch verbunden. Die korrespondierende Laufbahn 35A ist, wie gezeigt, aus zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Stäben ausgebildet, um das Kugelelement 310A entlang der Laufbahn 35A verschieben zu können.
  • Auch ist in der 2 gezeigt, dass die Laufbahn 35A höhenverstellbar in Z-Richtung an dem in Z-Richtung verlaufenden Säulenelement 51A angeordnet ist. In der gezeigten Ausführungsform wird die Laufbahn 35A mittels eines Schrittmotors in Z-Richtung bewegt.
  • Die 3 zeigt eine schematische Ansicht von drei Kugelbefestigungen 31A-31C an der Grundplatte 7 und mit den Kugelbefestigungen 31A-31C korrespondierende Laufbahnen 35A-35C. Die drei korrespondierenden Laufbahnen 35A-35C können jeweils unabhängig voneinander in Z-Richtung entlang ihrer korrespondierenden Säulenelemente 51A-51C geführt werden, um die Grundplatte 3 zu verkippen oder parallel zu der X,Y-Arbeitsebene zu führen.
  • Die 4 zeigt eine Detailansicht einer Werkzeugaufnahme 9 und eines Werkzeugs 100.
  • Die gezeigte Werkzeugaufnahme 9 ist die bereits in 1 schematisch dargestellte Werkzeugaufnahme 9, die innerhalb des in 1 gezeigten Rahmens von dem Bewegungsmittel in der X,Y-Arbeitsebene geführt wird.
  • Die Werkzeugaufnahme 9 weist eine Schnellkupplung auf, die zwei federnde Druckstifte 91A, 91B als Kupplungselemente umfasst, zum Verbinden mit korrespondierenden Kupplungselementen 101A, 101B an dem Werkzeug 100. Durch den Einsatz der federnden Druckstifte 91A, 91B kann ein Werkzeugwechsel passiv erfolgen, in dem das Werkzeug 100 mit der Werkzeugaufnahme 9 in ein im Wirkbereich der Werkzeugaufnahme 9 angeordnetes Werkzeugmagazin überführt wird und dort durch ein mechanisches Entkoppeln durch Krafteinwirkung entgegen der Federkraft abgelegt wird, um ein anderes Werkzeug für ein weiteres Herstellungsverfahren aufzunehmen.
  • Zur Anordnung des Werkzeugs 100 in dem Werkzeugmagazin weist das gezeigte Werkzeug 100 zwei Aufnahmeelemente 103A, 103B in Form von Öffnungen auf, in die korrespondierende Aufnahmeelemente des Werkzeugmagazins eingebracht werden können, um das Werkzeug 100 in dem Werkzeugmagazin zu halten.
  • Weiterhin sind in der 4 zwei Passstifte 93A, 93B an der Werkzeugaufnahme 9 gezeigt, auf die das Werkzeug 100 aufgesteckt werden kann. Das gezeigte Werkzeug 100 kann ein Werkzeug aus der folgenden Gruppe von Werkzeugen sein:
    • - 3D-Druckwerkzeug zum 3D-Druck von Kunststoffteilen, insbesondere 3D-Druckwerkzeug für das Fused Deposition Modeling, FDM, Verfahren,
    • - Lasergravur-Werkzeug zum Gravieren von Kunststoffteilen,
    • - Laserstrukturierungswerkzeug zur Leiterkartenherstellung,
    • - Bestückungswerkzeug zur Bestückung von Leiterkarten mit Elektronikbauteilen, insbesondere oberflächenmontierbare Bauteile, SMD Bauteile, und
    • - Vakuumwerkzeug zum Vakuumheben.
  • Die aufgeführten Werkzeuge haben alle gleichartig ausgestaltete Kupplungselemente 101A, 101 B und weisen gleichartig ausgestaltete Öffnungen auf für die Passstifte 93A, 93B der Werkzeugaufnahme 9.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Herstellungsvorrichtung
    3
    Grundplatte
    31A-31C
    Kugelbefestigung
    35A-35C
    Laufbahn
    310A-310C
    Kugelelement
    5
    Bewegungsmittel
    51A-51C
    Säulenelement
    53
    Rahmen
    7
    X,Y-Arbeitsebene
    9
    Werkzeugaufnahme
    91A, 91B
    Kupplungselement
    93A, 93B
    Passstift
    11
    Steuermittel
    13
    Druckkammer
    15
    Heizkammer
    17
    Kamera
    100
    Werkzeug
    101A, 101B
    Korrespondierendes Kupplungselement
    103A, 103B
    Aufnahmeelement
  • 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
    • US 8926484 B1 [0003]
    • US 6722872 B1 [0003]
    • US 10328635 B1 [0003]
    • CN 206749054 U [0003]

Claims (13)

  1. Herstellungsvorrichtung zur Herstellung und zur Bearbeitung eines Bauteiles, aufweisend: eine Grundplatte (3) zum Halten des Bauteiles; ein Bewegungsmittel (5) und eine Werkzeugaufnahme (9), wobei das Bewegungsmittel (5) angepasst ist die Werkzeugaufnahme (9) in einer X,Y-Arbeitsebene (7) zu führen, und die Grundplatte (3) in einer Z-Richtung vertikal zu der X,Y-Arbeitsebene (7) zu führen; und ein Steuermittel (11), angepasst zum Steuern des Bewegungsmittels (5) und ein in der Werkzeugaufnahme (9) angeordnetes Werkzeug (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (9) angepasst ist mit mindestens zwei unterschiedlichen Werkzeugen (100) für unterschiedliche Herstellungsverfahren verbindbar zu sein.
  2. Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (9) angepasst ist mit mindestens zwei, insbesondere mit allen, Werkzeugen (100) verbindbar zu sein aus der Gruppe: - 3D-Druckwerkzeug zum 3D-Druck von Kunststoffteilen, insbesondere 3D-Druckwerkzeug für das Fused Deposition Modeling, FDM, Verfahren, - Lasergravur-Werkzeug zum Gravieren von Kunststoffteilen, - Laserstrukturierungswerkzeug zur Leiterkartenherstellung, - Bestückungswerkzeug zur Bestückung von Leiterkarten mit Elektronikbauteilen, insbesondere oberflächenmontierbare Bauteile, SMD Bauteile, und - Vakuumwerkzeug zum Vakuumheben.
  3. Herstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungsvorrichtung eine Druckkammer (13) zum 3D-Druck von Kunststoffteilen und eine Heizkammer (15) zum Wiederaufschmelzlöten aufweist.
  4. Herstellungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (9) eine Schnellkupplung mit zumindest einem federgelagerten Kupplungselement (91A, 91B) aufweist, zum Verbinden mit einem korrespondierenden Kupplungselement (101A, 101 B) an dem Werkzeug (100).
  5. Herstellungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (3) mindestens eine Kugelbefestigung (31A) aufweist und das Bewegungsmittel (5) mindestens eine korrespondierende Laufbahn (35A) aufweist zur Aufnahme eines Kugelelements (310A) der Kugelbefestigung (31A).
  6. Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (3) mindestens drei Kugelbefestigungen (31A-31C) aufweist und das Bewegungsmittel (5) drei korrespondierende Laufbahnen (35A-35C) aufweist zur Aufnahme jeweils eines Kugelelements (310A-310C) der Kugelbefestigungen (31A-31C).
  7. Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmittel (5) angepasst ist die drei korrespondierenden Laufbahnen (35A-35C) jeweils unabhängig voneinander in Z-Richtung zu führen.
  8. Herstellungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelbefestigung (31A-31C) magnetisch ausgebildet ist.
  9. Herstellungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kamera (17) und wobei das Steuermittel (11) angepasst ist nach einem Werkzeugwechsel die Position des in der Werkzeugaufnahme (9) aufgenommenen Werkzeugs (100) mit der Kamera (17) zu erkennen.
  10. Herstellungssystem zur Herstellung und Bearbeitung eines Bauteils, aufweisend eine Herstellungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; und ein Werkzeug (100) angepasst mit einer Werkzeugaufnahme (9) der Herstellungsvorrichtung (1) verbindbar zu sein.
  11. Herstellungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (100) ein Werkzeug (100) ist aus der Gruppe: - 3D-Druckwerkzeug zum 3D-Druck von Kunststoffteilen, insbesondere 3D-Druckwerkzeug für das Fused Deposition Modeling, FDM, Verfahren, - Lasergravur-Werkzeug zum Gravieren von Kunststoffteilen, - Laserstrukturierungswerkzeug zur Leiterkartenherstellung, - Bestückungswerkzeug zur Bestückung von Leiterkarten mit Elektronikbauteilen, insbesondere oberflächenmontierbare Bauteile, SMD Bauteile, und - Vakuumwerkzeug zum Vakuumheben.
  12. Herstellungssystem nach einem der Ansprüche 10 oder 11, gekennzeichnet durch ein Werkzeugmagazin, wobei das Werkzeugmagazin in einem Wirkbereich der Werkzeugaufnahme (9) angeordnet ist und angepasst ist Werkzeuge (100) vorzuhalten.
  13. Herstellungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (100) zumindest ein Aufnahmeelement (103A, 103B) aufweist, das mit einem korrespondierenden Aufnahmeelement des Werkzeugmagazins verbindbar ist, um das Werkzeug (100) in dem Werkzeugmagazin zu halten.
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Citations (4)

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