DE3736530A1 - Antriebseinheit zum schrittweisen laengstransport von magazinen oder gurten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit zum schrittweisen Längstransport von Magazinen oder Gurten mit integriertem An­ trieb, insbesondere bei Zuführmodulen für gegurtete SMD-Bau­ teile in Bestückautomaten.

Durch die mittlerweile weitverbreitete SMD-Technik (Surface Mounted Device), also die Bestückung von Leiterplatten mit Bau­ elementen, die nicht durch Einsteckmontage an der Leiterplatte befestigt werden, sondern plan auf der Oberfläche der Leiter­ platte fixiert und verlötet werden, ist die Bestückung der Lei­ terplatten durch Automaten noch mehr in den Vordergrund gerückt worden. Der Einsatz von Bestückautomaten innerhalb der SMD-Technik hat seinerseits einige wesentliche Vorteile mit sich gebracht. Neben einer Kostenminderung kann hier eine Ver­ einhheitlichung, Wartung und Bedienungsfreundlichkeit, Steige­ rung der Bestückungsleistung, hohe Bestückungssicherheit, Mög­ lichkeit der Mischbestückung und allgemeine Qualitätssteige­ rung genannt werden. Ein wichtiger Baustein innerhalb eines derartigen Bestückungsautomaten ist das Zuführmodul. Durch dieses Modul können beispielsweise Gurte, hier sind bekannt Pappgurte oder Blistergurte, die in Aussparungen oder Taschen die zu verarbeitenden Bauteile enthalten, als Zuführmedien eingesetzt werden. Ein derartiges Zuführmodul, beispielsweise kombiniert mit einem Blistergurt, der auch als Taschengurt be­ zeichnet werden kann, ist vom Prinzip her eine Antriebseinheit, die für den schrittweisen Längstransport des Gurtes bzw. der Taschen sorgt. Hierbei ist von wesentlicher Bedeutung, daß die jeweils vorderste Tasche, deren Inhalt vom Bestückungsautoma­ ten gerade entnommen wurde, durch eine Taschenlänge oder eine Hublänge weitertransportiert wird. Dadurch wird sie gleich­ zeitig durch die nächste Tasche ersetzt, die nun ihrerseits auf die für den Bestückungsautomaten maßgebende Entnahmeposition positioniert ist.

Bisher bekannte Zuführmodule hatten als wesentliches Merkmal einen äußeren mechanischen Antrieb, wobei deren Hublänge, bezogen auf den Gurt, festlag. Eine Weiterentwicklung dieser Zuführmodule hatte einen eingebauten elektrischen Antrieb und die Hublänge für den Gurt war in Grenzen variierbar. Diese Variation sah vor, daß verschiedene Hublängen z.B. durch Steckstifte ausgewählt werden konnten, die Hublänge während eines Bestückungsvorganges mit einem bestimmten Gurt jedoch konstant blieb. Bei dieser Ausführung des Zuführmodules war demnach auch wie bei der ersten Ausführung keine absolute Bestimmung der Endposition bzw. der Entnahmeposition möglich, sondern lediglich eine Zuführung einer Gurttasche mit einem Bauelement auf die Entnahmeposition über einen mechanisch vorgebenen Hub mit einer bestimmten Hublänge. Außerdem lag in der manuellen Festlegung einer bestimmten Hublänge, z.B. durch Steckstifte, eine wesentliche Fehlerquelle. Durch die Konstruktion eines Taschengurtes der ein oder beidseitig eine oder mehrere Reihen von hintereinanderliegenden Bohrungen mit einem bestimmten konstanten Abstand aufweist, wobei zum Transport des Gurtes eine Transportvorrichtung in diese Bohrungen greift, kann die nötige Hublänge ermittelt werden. Sie ist das Produkt aus dem Teilungsfaktor und der Längsrasterung. Der Teilungsfaktor gibt Auskunft über die Anzahl von Bohrungen, die auf der Länge einer Tasche des Taschengurtes auftreten und die Längsrasterung besagt, in welchem Abstand die Bohrungen hintereinander liegen. Diese Längsrasterung ist beispielsweise in der US-Norm EJA-481-A (Electronic Industries Association) vom 15. Juli 85 festgelegt.

Bei bisherigen Ausführungen von Zuführmodulen war nicht nur der mechanische Aufwand für Kurvengetriebe, Kipphebel und Schwenk­ arme sehr groß, sondern die Toleranzen an den einzelnen Bauele­ menten haben sich addiert und bei Übersetzungsverhältnissen sogar mit dem Übersetzungsverhältnis multipliziert. Durch diese Abhängigkeiten führt beispielsweise die Forderung einer bestimmten Gesamttoleranz zu enorm engen Toleranzen bei den einzelnen Bauteilen eines solchen Zuführmodules.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zuführmodul zu liefern, bei dem es nicht mehr notwendig ist, bei der Verarbei­ tung von verschiedenen Gurten mit verschiedenen Teilungsfakto­ ren diesen Teilungsfaktor zu ermitteln und gegebenenfalls über mechanische Rasterung einen bestimmten Teilungsfaktor für einen bestimmten Gurt festzulegen. Die Umstellung auf Gurte mit anderer Teilung soll demnach ohne Umrüsten des Zuführmodules möglich sein. Die Mechanik des Zuführmodules soll wesentlich vereinfacht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 verfaßten Merkmale wiedergegeben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Positionierung einer bestimmten Tasche eines Taschengurtes mit einem Bauelement auf der für den Bestückungsautomaten maßgeb­ lichen Entnahmeposition sehr präzise und ohne großen mechani­ schen Aufwand vorgenommen werden kann. Dies wird durch die Aus­ legung der Antriebseinheit mit einem Getriebemotor und einer doppelten Signalgeberanordnung erreicht. Bei dieser Ausführung spielen vorhandene Toleranzen einzelner Bauteile eine unter­ geordnete Rolle. Die Antriebseinheit enthält drehende Teile und die zwei Signalgeber sind so angeordnet, daß durch den ersten Signalgeber beim Erreichen der Lücke zwischen zwei Gurttaschen am Ort des ersten Signalgebers durch diesen die grobe Hublänge festgestellt wird und zugleich der zweite Signalgeber aktiviert wird. Der zweite Signalgeber reagiert auf eine an ihm vorbeilaufende Marke, die sich als umlaufende Marke auf der Antriebswelle befindet. Nach der Aktivierung des zweiten Signalgebers durch das Vorbeilaufen der besagten Marke wird durch Abschalten des Getriebemotors die jeweils erfaßte Gurttasche in einer reproduzierbaren Position angehalten. Das hierbei nur noch geringe Toleranzen eingehalten werden müssen wurde nicht nur durch den Einsatz von drehenden Teilen ansich erreicht, sondern auch durch den Ort des Einbaues des zweiten Signalgebers. Das zwischen Motor und Antriebsrad des Gurtes bestehende hohe Übersetzungsverhältnis sorgt dafür, daß ein Nachlaufen des Antriebmotors sich nur in einer vernachlässigbar kleinen Drehung des Antriebsrades auswirkt. Da die Marke auf der Antriebswelle spätestens nach einer Umdrehung dieser Welle erneut am zweiten Signalgeber vorbeigelaufen ist, erfolgt die Abschaltung des Motors also innerhalb einer Umdrehung der Welle des Getriebemotors nach dem der erste Signalgeber signalisiert hat, daß die Hublänge grob erreicht ist.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der erste Signalgeber eine Lichtschranke ist, die quer zur Bewe­ gungsrichtung des Taschengurtes die Bewegungen der einzelnen Taschen registriert.

Der zweite Signalgeber ist bevorzugt als ein berührungslos wirkender Näherungsschalter ausgebildet, der auf eine um­ laufende auf der Antriebswelle sitzende Marke ausgerichtet ist.

In der durch die Erfindung weitgehend elektronisch gesteuerten Antriebseinheit wird das Signal für den Beginn einer erneuten Hubbewegung vorzugsweise durch einen elektrischen Impuls dargestellt.

Im folgenden wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausfüh­ rungsbeispiel beschrieben.

Hierbei zeigt

Fig. 1 einen Taschengurt 1 mit Antriebseinheit, wobei deren wesentliche Bauteile in der Seitenansicht skizziert sind,

Fig. 2 zeigt die wesentlichen Bauteile der Antriebseinheit in der Draufsicht,

Fig. 3 zeigt einen Taschengurt 1 in der Draufsicht, der ein Bauelement 3 enthält und an dem die Längsrasterung 21, sowie die Hublänge 20 skizziert sind.

In der Fig. 1 ist ein Taschengurt 1 mit den zugehörigen Taschen 2 und mit seiner Bewegungsrichtung 23 dargestellt. Des weiteren sind schematisch die Positionen von Getriebemotor 8, zugehöriger Welle 14, Kegelrad 10, umlaufendem Ring 6, Marke 7, sowie der Zahnräder 11, 12, 13 wiedergegeben.

Der zeitliche Ablauf, gesteuert durch den ersten Signalgeber 4 und den zweiten Signalgeber 5 sieht wie folgt aus:

Nachdem der Bestückungsautomat mit beispielsweise einer Saugpipette ein Bauteil aus der an der Entnahmeposition stehenden Gurttasche 2 und damit aus dem Zuführmodul entnom­ men hat, wird die Antriebseinheit durch einen elektrischen Impuls beispielsweise von der Zentralisierung erneut in Bewegung gesetzt. Erreicht der Beginn einer Lücke zwischen zwei Gurttaschen 2 den Arbeitsbereich der Lichtschranke 4, so wird durch diese das Erreichen der ungefähren Hublänge signalisiert. Das in diesem Moment laufende System zwischen Getriebemotor 8 und Taschengurt 1 wird durch den Näherungs­ schalter 5 in dem Moment gestoppt, in dem die Marke 7 den Näherungsschalter 5 passiert. Für den Fall daß auf dem Ring 6 eine einzige Marke 7 über den gesamten Umfang mon­ tiert ist, geschieht die Abschaltung also nach maximal einer Umdrehung der Welle 14.

Ein Nachlauf des Antriebsmotors ist insofern ohne Bedeutung, als dieser Nachlauf für die Bewegung eines Zahnes 9 des Zahnrades 13 durch die im System vorhandene Übersetzung nicht ins Gewicht fällt. Wichtig ist jedoch, daß bei Erreichen der ungefähren Hublänge durch das Zusammenspiel von Lichtschranke 4 und Näherungsschalter 5 für die einzelnen Taschen 2 des Taschengurtes 1 jeweils reproduzierbare Endstellungen bzw. Entnahmestellungen erreicht werden.

Es ist deutlich sichtbar, daß aufwendige mechanische Teile, wie Kurvengetriebe oder Kipphebel nicht erforderlich sind, sondern daß drehende Teile eingesetzt werden. Des weiteren sind keine derart engen Toleranzen notwendig, wie es bisher der Fall war. Als Alternative zur Lichtschranke 4 kann ebenso eine Reflex­ lichtschranke, ein mechanischer Sensor, etwa eine Kugel mit Federunterstützung, oder auch ein Näherungsschalter, der auf das Gurtmaterial anspricht, eingesetzt werden. Entsprechendes gilt für den Näherungsschalter 5. Die zuverlässigste Ausführung liegt jedoch bei der Verwendung einer Lichtschranke und eines Näherungsschalters vor.

Die Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung einer Antriebseinheit in der Draufsicht, wobei der räumliche Einbau der Lichtschranke 4 deutlicher sichtbar ist, als in der Fig. 1. Die Drehrichtungen der verschiedenen Bauelemente ist derart, daß das Antriebsrad 13 mit den Zähnen 9 die Drehrichtung 22 und damit auch die Bewegungsrichtung 23 des Taschengurtes 1 hervorruft.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Taschengurt 1 mit entsprechenden Taschen 2 und einem Bauelement 3. Es sind die Längsrasterung 21, d.h. der Abstand zwischen zwei Bohrungen in der zum Transport nötigen seitlichen Rasterung des Taschengurtes 1, sowie die Hublänge 20 angedeutet, die Hub­ länge 20 beträgt immer ein ganzzahliges Mehrfaches der Längs­ rasterung 21.

In diesem Ausführungsbeispiel entspricht eine Umdrehung der Welle 14 und somit auch der Marke 7 einer Weiterdrehung des Zahnrades 13 in Drehrichtung 22 um einen Zahn 9.

Claims (5)

1. Antriebseinheit zum schrittweisen Längstransport von Maga­ zinen oder Gurten, insbesondere bei Zuführmodulen für gegur­ tete SMD-Bauteile in Bestückautomaten, gekennzeichnet durch, eine automatische Erfassung und Steuerung der erforderlichen Hublänge (20) durch eine doppelte Signalgeberanordnung, wobei ein erster Signalgeber die Hublänge (20) feststellt, einen zweiten Signalgeber aktiviert und dieser zweite Signalgeber das Magazin oder den Gurt in einer reproduzierbaren Position anhält.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Signalgeber eine Lichtschranke (4) ist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (4) quer zur Hubbewegung eingebaut ist.

4. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Signalgeber ein berührungslos wirkender Nähe­ rungsschalter (5) ist.

5. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn einer Hubbewegung eines Magazines oder eines Gurtes innerhalb der Antriebseinheit durch einen elektrischen Impuls auslösbar ist.