DE1552628C3

DE1552628C3 - Werkstückhalter zur genauen Positionierung kleiner, rechteckiger, plattenförmiger Werkstücke, beispielsweise Halbleiterelemente

Info

Publication number: DE1552628C3
Application number: DE1552628A
Authority: DE
Inventors: Frank Louis Wappingers Falls De Turris; Jean Joseph Louis Poughkeepsie Godat
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1965-05-27
Filing date: 1966-05-14
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE1552628B2; GB1128385A; US3313395A; DE1552628A1

Description

dem geometrischen Zentrum des Werkstückhai- gane beim Drehen der Schwenkhebel in Halte- oder

ters zusammenfallen, Freigabestellung stets gleiche Wege zurück, und die

c) in seiner Freigabestellung darf der Werkstück- Anlageelemente üben beide gleiche Anpreßkräfte halter zum Zwecke einer automatischen Ferti- aus.

gung das Durchlaufen eines Fertigungsbandes 5 Zur Erzielung möglichst großer Genauigkeit und

nicht behindern, und möglichst kleinen Spiels sind die Lagerzapfen der

d) der Werkstückhalter soll selbst aus Teilen beste- Schwenkhebel und die Gelenkzapfen zwischen den hen, bei denen verhältnismäßig große Toleran- anderen Schwenkhebelarmen und dem Lenker vorzen ohne schädliche Auswirkungen auf die Aus- zugsweise jeweils konisch ausgebildete Zapfen und richtgenauigkeit zulässig sind. io wirken mit geringstem Spiel mit entsprechenden ko-

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein sol- rüschen Bohrungen zusammen.

eher Werkstückhalter gemäß der Erfindung dadurch Das Öffnen und Schließen der Halteelemente begekennzeichnet, daß zwei in einer zu der ebenen wirkt vorzugsweise eine geradlinig verschiebbare Fläche parallelen Ebene in Halte- und Freigabestel- Schubstange, welche über einen zweiarmigen, um lung schwenkbare Schwenkhebel vorgesehen sind 15 einen festen Drehpunkt drehbaren Stellhebel mit dem und daß die Schwenkhebel an ihren als Halteorgane Lenker verbunden ist, indem der eine Stellhebelarm ausgebildeten freien Enden je ein Paar zylinderförmi- mit der Schubstange und der andere Stellhebelarm ger Anlageelemente aus hartem Material aufweisen, mit dem Lenker gekuppelt ist.

welche die Werkstücke derart an zwei diagonal ge- Die Schubstange und der Lenker sind zweckmä-

genüberliegenden Eckbereichen erfassen, daß die 20 ßigerweise jeweils durch Kulissenführungen mit den

entsprechenden Werkstückecken zwischen je einem entsprechenden Stellhebelarmen gekuppelt.

Paar von Anlageelementen liegen. Vorzugsweise weist die, die Schubstange mit dem

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter wird allen entsprechenden Stellhebelarm verbindende Kulissengestellten Forderungen gerecht. Durch die zylin- führung einen starren Schenkel und einen federnden drische Ausbildung der Anlageelemente ist ein ge- 25 Schenkel auf. Der federnde Schenkel ermöglicht eine naues Erfassen der Werkstücke bei nur linienförmi- Angleichung der Hebelbewegungen an geringfügige ger Berührung, jedoch unter Vermeidung zu hoher Größenunterschiede der festzuspannenden Werk-Kantenpressung gewährleistet. stücke und bildet eine Sicherung gegen Überlastung

Aus der britischen Patentschrift 958 749 ist zwar beim Einspannvorgang.

ein Maschinenschraubstock bekannt, dessen Spann- 30 Die zylinderförmigen Anlageelemente bestehen

backen so ausgebildet sind, daß insbesondere runde vorzugsweise aus Wolframkarbid oder einem ähnli-

Werkstücke sicher erfaßbar sind. Ein Schraubstock chen Hartstoff, um Positionierungsungenauigkeiten

der dort beschriebenen Bauart kann jedoch auf infolge elastischer Verformung der Anlageelemente

Grund der hier vorliegenden Anforderungen an die oder Verschleißes derselben weitgehend auszuschal-

Ausrichtegenauigkeit und wegen der Empfindlichkeit 35 ten.

der hier einzuspannenden Werkstücke auf keinen Im Sinne eines vollautomatischen Arbeitsablaufes

Fall Anwendung finden. ist der erfindungsgemäße Werkstückhalter vorzugs-

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der weise über einem die Werkstücke intermittierend för-

Eriindung liegen jeweils die Mittelpunkte der AnIa- dernden Fließband angeordnet,

geelemente und der Drehpunkt des entsprechenden 40 Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Schwenkhebels auf einer Geraden, die in Haltestel- wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen

lung etwa senkrecht zu der durch die beiden einge- beispielsweise beschrieben. Es stellt dar

spannten Werkstückecken verlaufenden Werkstücks- F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Werkzeughalter

diagonalen verläuft, wodurch die größtmögliche Po- in der Draufsicht in Haltestellung,

sitionierungsgenauigkeit erzielt wird. 45 F i g. 2 den in F i g. 1 dargestellten Werkzeughalter

Damit sich ein ausreichend großes Richtmoment in Freigabestellung und

ergibt, sind die zylinderförmigen Anlageelemente F i g. 3 ein auf ein mit entsprechenden Durchbrüvorzugsweise derart an den Halteorganen angeord- chen versehenes Fließband aufgesetztes Schaltungsnet, daß ihre Angriffslinien am Werkstück weniger trägerplättchen.

als ein Drittel der halben Seitenlänge von den einge- 50 In den Zeichnungen ist ein erfindungsgemäßer spannten Werkstückecken entfernt liegen. Werkstückhalter dargestellt, wobei dieser Werkstück-Zweckmäßigerweise weisen die Halteelemente zum halter in F i g. 1 in Haltestellung und in F i g. 2 in Zwecke der Aufnahme der Werkstückecken zwischen Freigabestellung gezeichnet ist.
den Anlageelementen V-förmige rechtwinkelige Aus- Der Werkstückhalter weist im wesentlichen eine sparungen auf. 55 ebene Grundplatte 36 und zwei darauf angeordnete

In Weiterbildung der Erfindung weist der Werk- zweiarmige Schwenkhebel 24, 28 und 22, 26 auf, die stückhalter zweiarmige Schwenkhebel auf, an deren , parallel zur Grundplatte in Halte- und Freigabesteleinen Armen die Halteelemente angeordnet sind und lung schwenkbar sind. Die freien Enden der deren andere Arme durch einen Lenker miteinander Schwenkhebelanne 26 und 28 sind als Halteorgane verbunden sind. Die beiden Schwenkhebel lassen 60 ausgebildet und weisen jeweils eine V-förmige, rechtsich somit gleichzeitig und gleichsinnig drehen. winkelige Aussparung und ein Paar zylinderförmiger

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs- Anlageelemente 30 auf, welche beispielsweise ein

form der Erfindung sind die einander entsprechenden Schaltungsträgerplättchen S an zwei diagonal gegen-

Schwenkhebelarme jeweils gleich lang und die Mit- überliegenden Eckbereichen derart erfassen, daß die

telpunkte der beiden Gelenke zwischen dem Lenker 65 entsprechenden Ecken der Schaltungsträgerplättchen

und den anderen Schwenkhebelarmen sind gleich zwischen je einem Paar von Anlageelementen liegen,

weit voneinander entfernt wie die Drehpunkte der Die Anlageelemente 30 sind aus verschleißfestem,

beiden Schwenkhebel. Dadurch legen die Halteor- widerstandsfähigem Werkstoff, beispielsweise Wolf-

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ramkarbid, hergestellt. Die beiden anderen Durchmesser der Anschlußstifte ist. Gemäß F i g. 1

Schwenkhebelarme 22 und 24 sind durch einen Len- ragen die Anschlußstifte des Schaltungsträgerplätt-

ker 20 miteinander verbunden. chens durch die Durchbrüche des Fließbands 1 und

Damit eine genaue Zentrierung und winkelrichtige durch nach oben offene Schlitze 32 eines geschlitzten

Ausrichtung eines quadratischen Gegenstands mit 5 Abschnitts 34 der Grundplatte 36 hindurch. Der ge-

Fehlern unter ± 0,0003 mm erreicht wird, müssen schlitzte Abschnitt 34 der Grundplatte 36 besteht aus

die einander entsprechenden Schwenkhebelarme 22, einer unterhalb des Fließbands 1 angeordneten Me-

24 und 26, 28 gleich lang und die Mittelpunkte der tallplatte, so daß das Festspannen und Ausrichten

beiden Gelenke 23 und 25 zwischen dem Lenker 20 der Schaltungsträgerplättchen S ohne Beschädigung

und den Schwenkhebelarmen 22 und 24 gleich weit io des Fließbands erfolgen kann. Die drehfesten Lager-

voneinander entfernt sein wie die Drehpunkte 27 und zapfen 17, 27 und 29 des Stellhebels 16, 18 und der

29 der beiden Schwenkhebel. Außerdem sind die beiden Schwenkhebel 22, 26 und 26, 28 sind in die

Lagerzapfen 27 und 29 der Schwenkhebel 22, 26 und Grundplatte 36 eingelassen.

24, 28 und die Gelenkzapfen 23 und 25 zwischen In der in F i g. 2 dargestellten Freigabestellung des

den Schwenkhebelarmen 22 und 24 und dem Lenker 15 Werkzeughalters sind die beiden Schwenkhebelarme

20 jeweils konisch ausgebildete Zapfen und wirken 26 und 28 mit Bezug auf das Fließband 1 so weit

mit geringstem Spiel mit entsprechenden konischen nach außen geschwenkt, daß sich das Fließband 1

Bohrungen zusammen. mit dem fertig bearbeiteten Schaltungsträgerplätt-

Zum Schwenken der Schwenkhebel in Halte- oder chen ungehindert weiterbewegen kann.
Freigabestellung dient eine geradlinig verschiebbare 20 Damit die erforderliche hohe Ausrichtgenauigkeit Schubstange 10, die über einen zweiarmigen, um des Schaltungsträgerplättchens S auf dem Fließeinen feststehenden Drehzapfen 17 drehbaren Stell- band 1 (Fig. 3) erreicht wird, liegen die Mittelhebel 16, 18 mit dem Lenker verbunden ist. Dabei ist punkte der Lagerzapfen 27 und 29 der beiden der eine Stellhebelarm 16 mittels einer Kulissenfüh- Schwenkhebel und die Mittelpunkte der jeweils entrang 12 mit der Schubstange 10 und der andere Stell- 25 sprechenden Anlageelemente 30 auf einer Geraden, hebelarm 18 mittels einer weiteren Kulissenführung die in Haltestellung etwa senkrecht zu der durch die 19 mit dem Lenker 20 gekuppelt. Die an der Schub- beiden eingespannten Ecken des Schaltungsträgerstange 10 befestigte Kulissenführung 12 weist einen plättchens verlaufenden Werkstücksdiagonalen verstarren Schenkel und einen federnden Schenkel auf, läuft.

die beide aus Federstahl hergestellt sind. Eine Stell- 30 Um das Zentrum der Schaltungsträgerplättchen

schraube 13 und eine Mutter 14 dienen zur Einstel- immer gleichmäßig genau auf das geometrische Zen-

lung der Schlitzbreite der Kulissenführung 12. In die trum des Werkstückhalters ausrichten zu können,

Kulissenführung 12 greift ein auf dem Stellhebelarm sind die Anlageelemente 30 in der Nähe der Winkel-

16 befestigter zylindrischer Kulissenstein 15 ein. Die scheitel der V-förmigen Aussparungen der Schwenk-

zwischen dem. anderen Stellhebelarm 18 und dem 35 hebelarme 26 und 28 angeordnet. Die Angriffslinien

Lenker 20 gebildete Kulissenführung besteht aus der Anlageelemente 30 an den Schaltungsträgerplätt-

einem auf dem Lenker befestigten zylindrischen Ku- chen S liegen jeweils weniger als ein Drittel der hal-

lissenstein 21 und dem gabelförmigen Ende 19 des ben Seitenlänge der Schaltungsträgerplättchen von

Stellhebelarms 18. der betreffenden Einspannecke entfernt.

In F i g. 1 befinden sich die beiden Schwenkhebel 40 F i g. 3 zeigt den Spielraum zwischen den An-

in Haltestellung und richten ein Schaltungsträger- schlußstiften 38 eines Schaltungsträgerplättchens S

plättchen S auf einem Fließband 1 aus. Zweckmä- und den Durchbrüchen des Fließbands 1. Dadurch

ßigerweise liegen die Anschlußstifte 38 des Schal- kann sich das Plättchen S auf dem Fließband 1-frei

tungsträgerplättchens frei in Durchbrüchen des . verschieben, so daß das genaue Ausrichten des Plätt-

Fließbands 1, deren Durchmesser größer als der 45 chens nicht behindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 18) mit dem Lenker (20) verbunden ist, indem Patentansprüche: der eine Stellhebelarm (16) mit der Schubstange (10) und der andere Stellhebelarm (18) mit dem

1. Werkstückhalter zur genauen Positionierung Lenker gekuppelt ist.

kleiner, rechteckiger, plattenförmiger Werk- 5 9. Werkstückhalter nach Anspruch 8, dadurch stücke, beispielsweise Halbleiterelemente, die mit gekennzeichnet, daß die Schubstange (10) und ihrer flachen Seite auf einer ebenen Fläche ver- der Lenker (20) jeweils durch Kulissenführungen schiebbar aufliegen, dadurch gekenn- (12, 19) mit den entsprechenden Stellhebelarmen zeichnet, daß zwei in einer zu der ebenen (16 bzw. 18) gekuppelt sind. '
Fläche parallelen Ebene in Halte- und Freigabe- io 10. Werkstückhalter nach Anspruch 9, dadurch stellung schwenkbare Schwenkhebel (26, 28) vor- gekennzeichnet, daß die, die Schubstange (10) gesehen sind und daß die Schwenkhebel an ihren mit dem entsprechenden Stellhebelarm (16) verals Halteorgane ausgebildeten freien Enden je ein bindende Kulissenführung (12) einen starren Paar zylinderförmiger Anlageelemente (30) aus Schenkel und einen federnden Schenkel aufweist, hartem Material aufweisen, welche die Werk- 15 II. Werkstückhalter nach einem der Anstücke derart an zwei diagonal gegenüberliegen- sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Eckbereichen erfassen, daß die entsprechen- die zylinderförmigen Anlageelemente (30) aus den Werkstückecken zwischen je einem Paar von Wolframkarbid oder einem ähnlichen Hartstoff Anlageelementen liegen. bestehen.

2. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch 20 12. Werkstückhalter nach einem der Angekennzeichnet, daß jeweils die Mittelpunkte der sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Anlageelemente (30) und der Drehpunkt des ent- derselbe über einem die Werkstücke intermittiesprechenden Schwenkhebels (26 bzw. 28) auf rend fördernden Fließband angeordnet ist.

einer Geraden liegen, die in Haltestellung etwa
senkrecht zu der durch die beiden eingespannten 25
Werkstückecken verlaufenden Werkstücksdiagonalen verläuft. ..

3. Werkstückhalter nach Anspruch 1 oder 2, .
dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmigen Anlageelemente (30) derart an den Halteor- 30 .
ganen angeordnet sind, daß ihre Angriffslinien Die Erfindung betrifft einen Werkstückhalter zur am Werkstück (S) weniger als ein Drittel der hai- genauen Positionierung kleiner, rechteckiger, plattenben Seitenlänge von den eingespannten Werk- förmiger Werkstücke, beispielsweise Halbleiterelestückecken entfernt liegen. mente, die mit ihrer flachen Seite auf einer ebenen

4. Werkstückhalter nach einem der An- 35 Fläche verschiebbar aufliegen.

sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bei der Fertigung mikroelektronischer Schaltungen

Halteelemente zum Zwecke der Aufnahme der auf Schaltungsträgerplättchen kommt es darauf an,

Werkstückecken zwischen den Anlageelementen daß die Trägerplättchen genau ausgerichtet sind, da-

(30) V-förmige rechtwinklige Aussparungen auf- mit ein genauer Aufbau von Schaltgruppen oder eine

weisen. 40 genaue Durchführung von Bearbeitungsgängen mög-

5. Werkstückhalter nach einem der An- Hch sind. Solche Bearbeitungsgänge sind beispielssprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zweiarmige weise Schablonenbearbeitung, Diffusionsvorgänge, Schwenkhebel (22, 26; 24, 28), an deren einen Druckvorgänge für Leiterstege oder andere Bearbei-Armen (26, 28) die Halteelemente angeordnet tungsgänge zur Herstellung aktiver oder passiver sind und deren andere Arme (22, 24) durch einen 45 elektrischer Schaltelemente auf den Trägerplättchen. Lenker (20) miteinander verbunden sind. Damit eine automatisierte Fertigungsstrecke, wo

6. Werkstückhalter nach Anspruch 5, dadurch Millionen elektrischer Schaltkreise einzeln auf entgekennzeichnet, daß die einander entsprechenden sprechenden Trägerplättchen aufgebracht werden, Schwenkhebelarme (22, 24; bzw. 26, 28) jeweils hochwertige Bauelemente liefert, müssen die Trägergleich lang sind und daß die Mittelpunkte der 50 plättchen jeweils vor Beginn eines Bearbeitungsganbeiden Gelenke (23, 25) zwischen dem Lenker ges notwendigerweise genau ausgerichtet werden. Da (20) und den anderen Schwenkhebelarmen (22, die jeweils auf einem einzelnen Trägerplättchen end-24) gleich weit voneinander entfernt sind wie die gültig fertiggestellte Schaltung so kleine Abmessun-Drehpunkte (27, 29) der beiden Schwenkhebel. gen hat, daß die Abstände zwischen den aktiven und

7. Werkstückhalter nach Anspruchs oder6, 55 passiven elektrischen Bauelementen in der Größendadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen Ordnung einiger weniger 0,025 mm oder darunter lie-(27, 29) der Schwenkhebel (22, 26; 24, 28) und gen, müssen die Plättchen mit einer Genauigkeit von die Gelenkzapfen (23, 25) zwischen den anderen + 0,00025 mm ausgerichtet werden, damit sich eine Schwenkhebelarmen (22, 24) und dem Lenker gleichbleibende schablonenmäßige Herstellung der (20) jeweils konisch ausgebildete Zapfen sind 60 Schaltkreise auf den Plättchen erreichen läßt.

und mit geringstem Spiel mit entsprechenden ko- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

nischen Bohrungen zusammenwirken. einen Werkstückhalter zur genauen Positionierung

8. Werkstückhalter nach einem der An- kleiner, rechteckiger, plattenförmiger Werkstücke zu sprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine das schaffen, die folgende Forderungen erfüllt:

öffnen und das Schließen der Halteelemente be- 65 a) Die Werkstücke müssen unabhängig von gerin-

wirkende, geradlinig verschiebbare Schubstange gen Größen- oder Formabweichungen genau

(10), welche über einen zweiarmigen, um einen ausrichtbar sein,

festen Drehpunkt (17) drehbaren Stellhebel (16, b) der jeweilige Werkstückmittelpunkt soll mit