DE3217672C2

DE3217672C2 - Montagekopf für Handhabungsgeräte

Info

Publication number: DE3217672C2
Application number: DE19823217672
Authority: DE
Inventors: Hans 8019 Aßling Pleyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-05-11
Filing date: 1982-05-11
Publication date: 1984-04-12
Also published as: ATA149483A; DE3217672A1; CH659756A5; AT384344B

Abstract

Montageköpfe werden vornehmlich gebraucht, um ein elektronisches Bauteil selbsttätig von einer Abnahmestelle aufzunehmen und auf einer vorbestimmten Stelle einer Leiterplatte od.dgl. wiederum abzulegen. Zu diesem Zwecke wird das elektronische Bauteil an das Vorderende (161) einer Saugpipette (16) angesaugt und durch mehrere längs der Umfangsfläche angeordnete Arme festgehalten und dabei selbsttätig orientiert. Um das Programmieren im Teach-In-Verfahren zu erleichtern bzw. oder zum Überprüfen der Programmierung wird in die Saugpipette (16) ein Taststift (34) oder ein Lichtleiter eingeführt, der vorzugsweise auch die Drehlage des Abtastkopfes angibt. Sofern der Montagekopf mit einem Auswerfer versehen ist, wird dieser zum Programmieren entfernt und durch den Taststift (34) oder den Lichtleiter ersetzt.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Montagekopf für Handhabungsgeräte zum programmgesteuerten automatischen Montieren von Einzelteilen auf einem Werkstück, insbesondere zum Bestücken von Leiterplatten 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 zusammenwirkende Antriebselemente zum öffnen und Schließen der Arme bzw. zum Verschieben der Saugpipette vorgesehen sind.

Montageköpfe dieser Art werden vornehmlich drzu gebraucht, um elektronische Bauteile von einer vorgegebenen Abnahmestelle aufzunehmen und auf eine vorbestimmte Stelle einer Leiterplatte genau positioniert wiederum abzulegen. Meist ist die für das elektronische Bauteil vorbestimmte Stelle auf der Leiterplatte zuvor mit einer entsprechenden Klebstoffschicht versehen.

Ein Montagekopf der e.ngangs beschriebenen Art ist beispielsweise in der DE-OS 29 44 810 beschrieben. Bei diesem bekannten MojUagekopf 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 Erfahrungen, da als Orientierungshilfe lediglich die aus dem Montagekopf herausragende Saugpipette dient, so daß eine exakte Programmierung der Bestückung einer Leiterplatte erst nach dem Bestücken festgestellt und im Bedarfsfall· korrigiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Moniagekopf 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 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Programmieren oder zum Überprüfen der Programmierung in die Saugpipette ein Markierorgan eingesetzt ist, das den Aufpunkt der Achse der Saugpipette auf dem Werkstück markiert. Das Markierorgan kann hierbei ein in Längsrichtung der Saugpipette federnd beweglicher Taststift sein.

Vorzugsweise ist der Taststift so ausgebildet, daß die jeweilige Drehlage des Montagekopfes erkenntlich ist. Der erfindungsgemäße Montagekopf eignet sich ganz besonders zur Teach-In-Programmierung, da die jeweilige Stellung und Lage des Montagekopfes unmittelbar festgestellt und überprüft werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ist auch geeignet für Montageköpfe, bei denen in der Bohrung der Saugpipette ein längsverschiebbarer Auswerfer geführt ist, der in Abhängigkeit vcn der Bewegung der Saugpipette gesteuert ist. Ein solcher Montagekopf ist in der älteren Anmeldung entsprechend der DE-OS 31 02 206 näher beschrieben. Bei diesem Montagekopf ist der in der Saugpipette längsverschiebbare Auswerfer rohrförmig ausgebildet, dessen oberes Ende mit einer Unterdruckquelle in Verbindung 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 Saugpip» tte mit der Unterdruckquelle in Verbindung steht. Dementsprechend ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß in der Bohrung der Saugpipette ein Auswerfer längsverschiebbar geführt ist und daß zum Programmieren oder zum Überprüfen der Programmierung der Auswerfer durch das Markierorgan ersetzbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Markierorgan ein Lichtleiter sein, der am oberen Ende derart mit einer Lichtquelle verbunden ist.

daß die öffnung der Saugpipette auf dem zu bestückenden Werkstück abgebildet wird. Vorzugsweise ist hierbei die Ansaugöffnung der Saugpipette zur Erkennung der Drehlage des Montagekopfes oval ausgebildet

Die Erfindung wird anhand eines Montagekopfes näher erläutert, wie er in der älteren Anmeldung entsprechend der DE-OS 31 02 206 dargestellt und beschriebe ist Es zeigt

F i g. 1 einen Montagekopf in schaubildlicher Darstellung,

F i g. 2 eine Schnhteinsicht durch den zylinderförmigen Block des Montagekopfes gemäß F i g. 1 in zwei um 90° versetzte Schnittansichten,

Fig.3 eine vergrößerte Darstellung des unteren Endes der Saugpipette im Schnitt und

Fig.4 eine Schnitiansicht durch einen Taststift gemäß der Erfindung,

F i g. 5 einen Lichtleiter als Taststift

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 befinden 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 jo gegen kurvenförmige Anformungem 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 U 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.

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 182 auf, welcher mit einer entsprechenden zylindrischen Bohrung 162 der Saugpipette zusammenwirkt, wie F i g. 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 t>o Auswerfer (linker Teil der Fig. 3) diese Radialbohrungen 11S3 duich die Wandung der zylindrischen Bohrung der Saugpipeite 16 verschlossen und bei zurückgezogenem Auswerfer 18 (siehe rechter Teil der F i g. 3) diese Radialbohrung 183 freigegeben sind, so daß die öffnung b5 der Saugpipette 16 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Unterdruckquelle in Verbindung steht, welche an dem oberen Ende des Auswerfers 18 angeschlossen ist Zur Betätigung des Auswerfers 18 ist am oberen Ende desselben ein Ring 19 mit einer Ringnut 191 befestigt In gleicher Weise ist zur Betätigung der Saugpipette 16 am oberen Ende dieser ein weiterer Ring 20 mit einer Ringnut 201 befestigt, wie F i g. 1 zeigt

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 IC 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. 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.

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. Während der Drehpunkt 271 des Hebels 27 festliegt, bewegt sich der Drehpunkt 281 entsprechend dem Verbindungsstück 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 Stimse-te 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. Durch entsprechende Formgebung der Kurvenscheiben 23 bis 26 sowie durch wechselweise Einschaltung 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.

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 F i g. 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 F i g. 3 einem konischen Teil 35 ge^täß Fig. 4, während der Durchmesser des eigentlichen Stiftes 36 so bemessen ist, daß er durch die Ansaugöffnung am Ende 161 der Saugpipette 16 geht. 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. 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 F i g. 4 zeigt.

Anstelle des Taststiftes 34 kann auch ein Lichtleiter 43 Verwendung finden, wie F i g. 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.

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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Montagekopf für Handhabungsgeräte zum programmgesteuerten automatischen Montieren von Einzelteilen auf einem Werkstück, insbesondere zum Bestücken von Leiterplatten 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 Längsnu- '< > ten ausgebildet sind, in denen in Richtung auf die Saugpipette schwenkbare, unter Federwirkung stehende Arme angeordnet sind, deren vordere über das Ende der Saugpipette hinausragende, zangenförm:ge Enden zum Halten und Justieren des '5 elektronischen Bauteils dienen und bei dem mit den Armen und der Saugpipette zusammenwirkende Antriebselemente zum Offnen und Schließen der Arme bzw. zum Verschieben der Saugpipette vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Programmieren oder zum Überprüfen der Programmierung in die Saugpipette (16) ein Markierorgan (34, 43) eingesetzt ist, das den Aufpunkt der Achse (2) der Saugpipette (16) auf dem Werkstück (45) markiert. "

2. Montagekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Markierorgan ein in Längsrichtung der Saugpipette (16) federnd beweglicher Taststift (34) ist.

3. Montagekopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststift (34) so ausgebildet ist, daß die jeweilige Drehlage des Montagekopfes erkenntlich ist.

4. Montagekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung der Saugpipette (16) ein Auswerfer (18) längsverschiebbar geführt ist, der in Abhängigkeit von der Bewegung der Saugpipette (16) steuerbar ist, und daß zum Programmieren oder zum Überprüfen der Programmierung der Auswerfer (18) durch das Markierorgan (34,43) ersetzbar ist.

5. Montagekopf nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Markierorgan ein Lichtleiter (43) ist, der am oberen Ende derart mit einer Lichtquelle verbunden ist, daß die Öffnung der Saugpipette auf dem zu bestückenden Werkstück (45) abgebildet wird.

6. Montagekopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung der Saugpipette (16) zur Erkennung der Drehlage des Montagekopfes oval ausgebildet ist.