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Montagekopf für automatische Handhabungsgeräte
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Montagekopf fUr automatische
Handhabungsgeräte, insbesondere zum Bestücken von Leiterplatten oder dgl. mit elektronischen
Bauteilen, bei dem in der Außenwand eines eine zentrale Bohrung für eine längsverschiebbare
Saugpipette aufweisenden Blockes zwei parallel zur zentralen Bohrung verlaufende
Paare von Längsnuten ausgebildet sind, in denen in Richtung auf die Saugpipette
schwenkbare, unter Federwirkung stehende Arme angeordnet sind, deren vordere über
das Ende der Saugpipette hinausragende, zangenförmige Enden zum Halten und Justieren
des elektronischen Bauteils dienen und bei dem mit den Armen und der Saugpipette
zusaimnenwirkende. Antriebselemente zum Öffnen und Schließen der Arme bzw. zum Verschieben
der Saugpipette vorgesehen sind.
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Montageköpfe dieser Art werden vornehmlich dazu gebraucht, um elektronische
Bauteile von einer vorgegebenen Abnahmestelle aufzunehmen und auf eine vorbestimmte
Stelle einer Leiterplatte oder dgl. genau positioniert wiederum abzulegen. Meist
ist die für das elektronische Bauteil vorbestimmte Stelle auf der Leiterplatte oder
dgl. zuvor mit einer entsprechenden Klebstoffschicht versehen.
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Ein Montagekopf der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise
in der DE-OS 29 44 810 beschrieben. Bei diesem bekannten Montagekopf ist der die
zentrale Bohrung für die längsverschiebliche Saugdüse aufweisende Block quaderförmig
ausgebildet, in dessen Außenwandflächen die
Längsnuten für die drehbeweglich
gelagerten Arme vorgesehen sind. Die Programmierung eines solchen Montagekopfes
im teach-in-Verfahren ist sehr schwierig und erfordert große Erfahrung, da als Orientierungshilfe
lediglich die aus dem Montagekopf herausragende Saugpipette dient, so daß eine exakte
Programmierung einer zu bestückenden Leiterplatte erste nach dem Bestücken festgestellt
und im Bedarfsfalle korrigiert werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Montagekopf der eingangs
beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß das Überprüfen der Programmierung erleichtert
wird, d.h. auch ohne vorheriges Bestücken der Leiterplatte vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Montagekopf dadurch gelöst, daß zum
Programmieren oder zum überprüfen der Programmierung in die Saugpipette ein vorzugsweise
in Längsrichtung gefederter Taststift oder dgl. eingesetzt wird.
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Vorzugsweise ist der Stift so ausgebildet, daß die äeweilige Drehlage
des Montagekopfes erkenntlich ist.
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Der rfindungsgemäße Montagekopf eignet sich ganz besonders zur Teach-In-Programmierung,
da die Jeweilige Stellung und Lage des Montagekopfes unmittelbar festgestellt und
überprüft werden kann.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist auch geeignet für Montageköpfe, bei
denen in der Bohrung der Saugpipette ein längsverschiebbarer Auswerfer geführt ist,
der in Abhängigkeit von der Bewegung der Saugpipette gesteuert ist.
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Ein solcher Montagekopf ist in der älteren Anmeldung P 31 02 206.5
(VPA 81 P 7003) näher beschrieben. Bei diesem älteren Montagekopf ist der in der
Saugpipette längsverschiebbare Auswerfer rohrförmig ausgebildet, dessen oberes Ende
mit einer Unterdruckquelle in Ver-
bindung steht und dessen unteres
Ende mit dem Ende der Saugpipette als Schaltelement derart zusammenwirkt, daß bei
ausgefahrenem Auswerfer das Ende der Saugpipette geschlossen ist und bei zurückgezogenem
Auswerfer das Ende der Saugpipette mit der Unterdruckquelle in Verbindung steht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird zum Programmieren oder zum Überprüfen
der Programmierung der Auswerfer durch einen vorzugsweise in Längsrichtung gefederten
Taststift oder durch einen Lichtleiter ersetzt, welcher die Öffnung der Saugpipette
auf der zu bestückenden Leiterplatte oder dgl. abbildet, wenn am oberen Ende des
Lichtleiters eine Lichtquelle angelegt wird. Vorzugsweise ist zur Erkennung der
Drehlage des Montagekopfes die Öffnung der Saugpipette oval ausgebildet.
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Die Erfindung wird anhand eines Montagekopfes näher erläutert, wie
er in der älteren Anmeldung P 31 02 206.5 dargestellt und beschrieben ist. Es zeigen:
Figur 1 einen Montagekopf in schaubildlicher Darstellung, Figur 2 eine Schnitteinsicht
durch den zylinderförmigen Block des Montagekopfes gemäß Figur 1 in zwei um 900
versetzte Schnittansichten, Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des unteren Endes
der Saugpipette im Schnitt und Figur 4 eine Schnittansicht durch einen Taststift
gemäß der Erfindung, Figur 5 einen Lichtleiter als Taststift.
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Der Montagekopf weist einen zylinderförmigen Block 1 auf, dessen zentrale
Achse mit 2 bezeichnet ist. Der zylindrische Mantel des Blockes 1 weist vier gleichmäßig
am Umfang verteilte, in Achsrichtung verlaufende Längsnuten 3 und 4 auf, wobei die
einander gegenüberliegenden Längsnuten 3 bzw. 4 ein Paar bilden. In den Längsnuten
3 und 4 be-
finden sich Arme 5 und 6, die um Drehpunkte 7 schwenkbar
sind und unter der Wirkung von Federn 8 stehen, die in Sacklöchern 9 angeordnet
sind und sich am Grund der Nuten 3 und 4 abstützen, wobei sich die hinteren Enden
51 der Arme 5 gegen kurvenförmige Anformungen 101 eines in Längsrichtung der Achse
2 verschiebbaren Ringes 10 legen. Die gegenüberliegenden Arme 6 weisen eine kurvenförmige
Anformung 61 auf, welche mit entsprechenden Ausnehmungen 111 eines weiteren axial
verschiebbaren Ringes 11 ausgebildet sind. Der Ring 11 ist auf dem zylinderförmigen
Block 1 verschiebbar angeordnet, welcher mit einem Zahnkranz 12 versehen ist, der
beispielsweise über einen Zahnriemen 13 mit einem Motorritzel 14 eines Antriebsmotors
15 in Verbindung steht. Mit Hilfe dieses Motors kann der Block 1 um die Achse 2
gedreht werden. Aus diesem Grunde sind die Ringe 10 und 11 mit Je einer Ringnut
102 bzw. 112 versehen.
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Die vorderen unteren Enden 52 und 62 der Arme 5 und 6 umschließen
das vordere Ende 161 einer Saugpipette 16, welche in einer zentralen Bohrung 17
des Blockes 1 axial verschiebbar geführt ist. Auf der Saugpipette 16 ist der Ring
10 axial verschiebbar angeordnet. Innerhalb der Saugpipette 16 befindet sich ein
rohrförmiger Auswerfer 18, dessen Spitze 181 dem Ende 161 der Saugpipette so angepaßt
ist, daß sie diese total verschließen kann. Zu diesem Zweck weist die Spitze 181
des Auswerfers 18 einen hohlzylindrischen Teil 162 auf, welcher mit einer entsprechenden
zylindrischen Bohrung 162 der Saugpipette zusammenwirkt, wie Figur 3 zeigt. Der
hohlzylindrische Teil 182 des Auswerfers 18 besitzt Radialbohrungen 183, welche
in Bezug auf die zylindrische Bohrung 162 der Saugpipette 16 so angeordnet sind,
daß bei ausgefahrenem Auswerfer (linker Teil der Figur 3) diese Radialbohrungen
183 durch die Wandung der zylindrischen Bohrung der Saug-
pipette
16 verschlossen und bei zurückgezogenem Auswerfer 18 (siehe rechter Teil der Figur
3) diese Radialbohrung 183 freigegeben sind, so daß die Öffnung der Saugpipette
16 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Unterdruckquelle in Verbindung
steht, welche an dem oberen Ende des Auswerfers 18 angeschlossen ist.
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Zur Bestätigung des Auswerfers 18 ist am oberen Ende desselben ein
Ring 19 mit einer Ringnut 191 befestigt.
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In gleicher Weise ist zur Betätigung der Saugpipette 16 am oberen
Ende dieser ein weiterer Ring 20 mit einer Ringnut 201 befestigt, wie Figur 1 zeigt.
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Normalerweise werden die Arme 5 und 6 durch die Federn 8 in die Offenstellung
gedrängt. Sollen die zangenförmigen Enden der Arme-Paare 5 und 6 in Richtung auf
das Ende 161 der Saugpipette 16 bewegt werden, müssen die Ringe 10 und 11 in Achsrichtung
nach unten bewegt werden. Da das Öffnen und Schließen der Arme nach einem bestimmten
Bewegungsprogramm vorgenommen werden soll, sind zur Steuerung dieser Bewegungen
Kurvenscheiben 23 und 24 vorgesehen, die über Winkelhebel 21 und 22 mit den Ringen
10 und 11 in Verbindung stehen. Die Winkelhebel 21 und 22 sind um Drehpunkte 211
und 221 schwenkbar und stehen unter der Wirkung von in der Zeichnung nicht dargestellten
Federn, die die an den Enden angeordneten Rollen 212 und 222 an den Umfang der Kurvenscheiben
23 und 24 andrücken.
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Die anderen Enden der Winkelhebel 21 und 22 sind mit in der Zeichnung
nicht sichtbaren Gleitsteinen versehen, die in den Ringnuten 102 und 112 zu gleiten
vermögen.
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Die Axialbewegung der Ringe 19 und 20 für die Saugpipette 16 und den
Auswerfer 18 wird gemeinsam von einer Kurvenscheibe 25 über Hebel 27 und 28 gesteuert,
die über ein Verbindungsstück 29 miteinander in Verbindung stehen.
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Während der Drehpunkt 271 des Hebels 27 festliegt, bewegt sich der
Drehpunkt 281 entsprechend dem Verbindungs-
stück 29. Zudem steht
der Hebel 28 über eine Strebe 30 mit einem Hebel 31 in Verbindung, der um einen
Drehpunkt 311 schwenkbar ist und über eine Rolle 312 mit einer Kurvenscheibe 26
in Verbindung steht. Damit kann dem Ring 19 des Auswerfers eine zusätzliche Bewegung
überlagert werden. Auch die Hebel 27, 28 und 31 stehen unter der Wirkung von Federn,
die die Rollen 272 bzw. 312 gegen die Stirnseite der Kurvenscheiben 25 und 26 drücken.
Die Kurvenscheiben 23 und 25 werden von einem Antriebsmotor 32 und die Kurvenscheiben
24 und 26 von einem Antriebsmotor 33 angetrieben. Die Motoren 32 und 33 sind vorzugsweise
schnellaufende Gleichstrommotoren, deren Drehmoment über eine Spannungseinstellung
einstellbar ist.
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Durch entsprechende Formgebung der Kurvenscheiben 23 bis 26 sowie
durch wechselweise Einschi tung der beiden Motoren 32 und 33 kann ein bestimmter
Bewegungsablauf der Arme-Paare 5 und 6 sowie der Saugpipette 16 mit ihrem Auswerfer.
18.gesteuert werden, wie in der älteren Anmeldung beschrieben ist.
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Um beim Programmieren oder zum Überprüfen der Programmierung auch
die richtige Stellung des Montagekopfes in Bezug auf ein Bauelement 44 auf einer
Leiterplatte 45 oder dgl. feststellen zu können, wird gemäß der Erfindung der Auswerfer
18 aus der Saugpipette 16 herausgezogen und ein Taststift 34 gemäß Figur 4 eingesetzt,
der insbesondere am vorderen Ende so ausgebildet ist, daß er den Auswerfer ersetzt.
Hierbei entspricht dem Konus in der Spitze 181 der Saugpipette 16 gemäß Figur 3
einem konischen Teil 35 gemäß Figur 4, während der Durchmesser des eigentlichen
Stiftes 36 so bemessen ist, daß er durch die Ansaugöffnung am Ende 161 der Saugpipette
16 geht.
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Der Taststift 34 ist innerhalb eines zylindrischen Teiles 37 axial
beweglich, welcher dem Außendurchmesser des Auswerfers 18 angepaßt ist. Der zylindrische
Teil 37 steht
über eine Hülse 38 mit einem Ring 39 in Verbindung.
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Der Taststift 34 ist mit einer Ringnut 40 versehen, in der ein scheibenförmiger
Sprengring 41 eingelassen ist, gegen den sich eine Spiralfeder 42 abstützt, die
um den Taststift 34 gelegt ist, so daß der Taststift 34 entgegen der Kraft der Feder
42 nach unten bewegt werden kann, um auf die vorprogrammierte oder vorzuprogrammierende
Stelle auf einer Leiterplatte 45 oder dgl. aufgesetzt zu werden, wie die linke Seite
der Fig. 4 zeigt.
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Anstelle des Taststiftes 34 kann auch ein Lichtleiter 43 Verwendung
finden, wie Figur 5 zeigt, der dann am oberen Ende mit einer Lichtquelle versehen
wird. Das untere Ende ist bis nahe an die Ansaugöffnung der Düse 16 geführt, um
diese an der Leiterplatte abbilden zu können. Um die genaue Drehlage des Kopfes
feststellen zu können, kann das untere Ende der Saugpipette 16 oval ausgebildet
sein.
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Nach der Programmierung kann der mit einem Lichtleiter 43 versehene
Taststift parallel zur Achse des Montagekopfes an demselben montiert werden, um
Fehlerstellen oder markierte Stellen an der Leiterplatte oder dgl. feststellen zu
können, damit dort keine Bestückung mit elektronischen Bauteilen oder dgl. erfolgt.
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5 Patentansprüche 5 Figuren
Bezugszeichenliste 1
Block 20 Ring 2 Achse 201 Ringnut 3 Längsnuten 21 Winkelhebel 4 ,t 211 Drehpunkt
5 Arme 212 Rolle 51 Ende 22 Winkelhebel 52 Ende 221 Drehpunkt 6 Arme 222 Rolle 61
Anformung 23 Kurvenscheiben 62 Ende 24 " 7 Drehpunkt 25 8 Federn 26 9 Sacklöcher
27 Hebel 10 Ring 271 Drehpunkt 101 Anformung 28 Hebel 102 Ringnut 281 Drehpunkt
11 Ring 29 Verbindungsstück 111 Ausnehmung 30 Strebe 112 Ringnut 31 Hebel 12 Zahnkranz
311 Drehpunkt 13 Zahnriemen 312 Rolle 14 Motorritzel 32 Antriebsmotor 15 Antriebsmotor
33 II 16 Saugpipette 34 Taststift 161 Ende d. Saugpipette 35 konischer Teil 162
zylindr. Bohrung 36 Stift 17 Bohrung 37 zylindr. Teil 18 Auswerfer 38 Hülse 181
Spitze 39 Ring 182 hohlzylindr. Teil 40 Ringnut 183 Radialbohrung 41 Sprengring
19 Ring 42 Spiralfeder 191 Ringnut 43 Lichtleiter 45 Leiterplatte 44 Bauelement
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