DE9202523U1 - Arbeitstisch zur Bearbeitung und/oder Kontrolle von Gegenständen - Google Patents

Description

Martin Schwab
8173 Bad Heilbrunn

ARBEITSTISCH ZUR BEARBEITUNG UND/ODER KONTROLLE VON

GEGENSTÄNDEN

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Arbeitstisch zur Bearbeitung und/oder Kontrolle von Gegenständen, insbesondere von elektrischen und elektronischen Baugruppen wie etwa Leiterplatten.

Obwohl die Herstellung von Leiterplatten weitgehend automatisiert ist, werden doch immer noch einige Arbeitsgänge manuell ausgeführt. So erfolgt oft eine Prüfung und Sichtkontrolle der Leiterplatten, in deren Zusammenhang auch Ausbesserungsarbeiten durchgeführt werden, wie das Nachlöten fehlerhafter oder für Meßzwecke offengelassener Lötverbindungen; das Auftrennen von unerwünschten Lötbrücken und ähnliches. Insbesondere trifft dies für Leiterplatten zu, die bei einer vorausgegangenen automatischen Prüfung als fehlerhaft erkannt wurden. Bei der manuellen Nachprüfung liegen diese Leiterplatten dann in der Regel flach auf einem Tisch. Die die Prüfung vornehmende Person ist daher besonders bei großflächigen Leiterplatten gezwungen, sich weit über den Tisch zu beugen, um alle Prüf- und Bearbeitungspositionen zu erreichen, und muß dabei eventuell noch feine Arbeiten, möglicherweise sogar unter einem Mikroskop, mehr oder weniger freihändig ausführen.

Diese Vorgehensweise hat den Nachteil, daß die Arbeit unangenehm ist und sehr schnell zur Ermüdung führt. Die weitere Folge ist,

daß die auszuführenden Arbeiten dann nicht mehr mit der erforderlichen Sorgfalt erfolgen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Arbeitstisch zu schaffen, mit dem unabhängig von der Größe des zu kontrollierenden oder zu bearbeitenden Gegenstandes ein ermüdungsfreies Arbeiten in ergonomisch günstiger Körperhaltung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitsebene des Tisches schräggestellt wird, so daß sie mit der Waagerechten einen Winkel zwischen 45° und 85°, vorzugsweise etwa 75°, einschließt.

Zeichentische sind seit langem derart aufgebaut, bisher wurde dieses Prinzip jedoch nicht auf Arbeitstische übertragen. Der erfindungsgemäße Arbeitstisch hat demnach die gleichen Vorteile, wie sie auch die Zeichentische bieten: Auch bei großen Vorlagen bzw. zu bearbeitenden Gegenständen braucht man sich nicht über den Tisch zu beugen, sondern die gesamte Arbeitsebene ist praktisch gleichmäßig weit vom Bearbeiter entfernt, und man kann mit wechselnder Körperhaltung sowohl im Sitzen wie im Stehen arbeiten. Die Entfernung zum Arbeitsbereich ist dabei immer konstant.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zu bearbeitende bzw. zu kontrollierende Gegenstand eine Leiterplatte, die auf einem Koordinatentisch-System angeordnet ist; der Arbeitstisch weist eine am Grundrahmen verschiebbar befestigte Arbeitsbrücke und eine ebenfalls am Grundrahmen verschiebbar befestigte Mikroskopbrücke mit einem Mikroskop sowie diversen Bearbeitungsgeräten auf, wie einem Lötkopf und einem Fräskopf zum Löten oder Nachlöten bzw. dem Entfernen unerwünschten Lotes oder dem Auftrennen von Leiterbahnen. Nach der Einstellung auf die für den Benutzer optimale Arbeitshöhe werden sowohl die Arbeits-

brücke als auch die Mikroskopbrücke am Grundrahmen festgeschraubt und die Positionen der Arbeitsbrücke und des Mikroskops damit festgelegt. Was zum Erledigen der Arbeiten an den verschiedenen Stellen der Leiterplatte noch bewegt wird, ist allein die Leiterplatte. Das heißt, daß die Leiterplatte mittels des Koordinatentisch-Systems so unter dem Mikroskop hin- und hergeschoben wird, daß sich die jeweils interessierenden Stellen der Leiterplatte unter dem feststehenden Mikroskop bzw. unter dem Bearbeitungsgerät befinden. Der Benutzer braucht demnach nicht dauernd seinen Platz vor dem Arbeitstisch zu wechseln, um verschiedene Punkte auf der Leiterplatte zu kontrollieren oder zu bearbeiten. Der Benutzer hat außerdem die Möglichkeit, seine Ellenbogen auf der Arbeitsbrücke abzustützen, was ein Arbeiten ohne jegliche körperliche Anstrengung ermöglicht.

Die Steuerung des Koordinatentisch-Systems kann vorteilhaft über einen Rechner erfolgen, der es möglich macht, nacheinander bestimmte Punkte der Leiterplatte gezielt anzufahren.

Der erfindungsgemäße Arbeitstisch kann aber nicht nur bei der Leiterplattenproduktion, sondern in vielen anderen Bereichen verwendet werden, in denen vor allem größere flächige Gegenstände zu kontrollieren und zu bearbeiten sind.

Ein Ausführungsbeispiel des Arbeitstisches wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht eines Arbeitstisches von vorne; Fig. 2 eine Leiterplattenaufnahme für den Arbeitstisch der

Fig. 1; und
Fig. 3 eine Ansicht der Rückseite des Arbeitstisches der Fig.

Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Arbeitstisch von vorn, das heißt von der Bedienerseite. Der Arbeitstisch weist einen Grund-

-A-

rahmen 1 auf, der als tragender Rahmen dient. An der Vorderseite des Grundrahmens 1 befindet sich die Arbeitsebene 2, die mit der Waagrechten einen Winkel von 45° bis 85°, vorzugsweise 75°, einschließt. Die Arbeitsebene 2 stellt gewissermaßen die Tischplatte dar, die im Vergleich zu einem üblichen Tisch um den genannten Winkel schräggestellt ist. In der Arbeitsebene 2 liegt eine zu kontrollierende und zu bearbeitende Leiterplatte 3. Vor der Arbeitsebene 2 sind eine horizontal verlaufende Arbeitsbrücke 4 und eine ebenso horizontal verlaufende Mikroskopbrücke

5 angeordnet. An letzterer befindet sich ein Mikroskop 6. Die Arbeitsbrücke 4 und die Mikroskopbrücke 5 lassen sich zur Einstellung der geeigneten Arbeitshöhe in der Höhe verstellen, beispielsweise mittels entsprechender Klemmleisten am Grundrahmen 1 und Klemmschrauben an den Brücken. Die geeignete Arbeitshöhe hängt im wesentlichen von der Größe der Bedienperson und der Größe der Leiterplatte 3 ab. Zur Einstellung des Abstandes von der Leiterplatte 3 kann darüberhinaus das Mikroskop

6 an der Mikroskopbrücke vor und zurück verschoben werden.

Die Leiterplatte 3 ist auf einem (im einzelnen nicht dargestellten) Koordinatentisch-System (XY-Tisch) angeordnet, so daß die Leiterplatte 3 in der Arbeitsebene 2 innerhalb gewisser äußerer Grenzen beliebig hin und her bewegt werden kann. Das Koordinatentisch-System dient dazu, die Leiterplatte 3 unter dem Mikroskop 6 so zu verschieben, daß sich die jeweils gewünschte Stelle der Leiterplatte 3 unter dem Mikroskop 6 befindet. Ein beispielsweise vorgesehenes XY-System kann über einen sogenannten Joystick 7 angesteuert werden, der auf der Arbeitsbrücke 4 angebracht ist. Eine Auslenkung des Joystick-Hebels bewirkt dabei ein entsprechendes Verfahren der Leiterplatte, so daß auf einfache Weise jede beliebige Stelle der Leiterplatte unter das Mikroskop gebracht werden kann.

Das Mikroskop 6 kann eine Kamera beinhalten, die dazu dient, das Mikroskopbild auch auf einem seitlich am Grundrahmen 1 angebrachten Bildschirm 8 darzustellen. Im Mikroskop 6 und/oder auf dem Bildschirm 8 ist ein Fadenkreuz sichtbar, mit dessen Hilfe bestimmte Stellen wie Lötpunkte, Bohrungen usw. auf der Leiterplatte 3 genau unter dem Mikroskop 6 plaziert werden können.

An der Mikroskopbrücke kann auch eine Beleuchtungseinrichtung (nicht gezeigt) befestigt sein, die das Arbeitsfeld unter dem Mikroskop ausleuchtet.

Das XY-System ist vorteilhaft mit einem Rechner verbunden, der die Steuerung der Bewegungen des XY-Systems ausführt, so daß neben dem manuellen Anfahren eines Punktes der Leiterplatte mittels des Joysticks 7 auch das programmierte Anfahren einer Reihe von Punkten auf der Leiterplatte 3 nacheinander auf Knopfdruck möglich ist. Zur Auslösung dieser programmierten Fahrten sind auf der Arbeitsbrücke 4 und/oder der Mikroskopbrücke 5 entsprechende Druckknöpfe 9 vorgesehen. Mit Hilfe des Fadenkreuzes im Mikroskop 6 bzw. auf dem Bildschirm 8 kann dabei zu Arbeitsbeginn ein Referenzpunkt (Start- oder Nullpunkt) definiert werden. Werden weitere Punkte auf der Leiterplatte mittels des Fadenkreuzes angefahren bzw. wird die programmgesteuerte Anfahrt etwa der nächsten beiden Punkte anhand des Fadenkreuzes korrigiert, so läßt sich erreichen, daß der Rechner in der Folge auch die genaue Winkellage der Leiterplatte durch einen Winkeloffset berücksichtigt.

Manuelle Lot- oder Fräsarbeiten werden mit Hilfe von in der Hand gehaltenen Lötkolben bzw. Fräsern direkt unter dem Mikroskop ausgeführt. Die Bedienperson kann bei solchen Arbeiten die Ellenbogen auf der Arbeitsbrücke abstützen, so daß auch sehr feine Arbeiten verhältnismäßig leicht auszuführen sind. Daneben ist es auch möglich, an der Mikroskopbrücke 5 mit einer defi-

nierten Lage zum Mikroskop 6 Werkzeuge wie einen automatisch arbeitenden Lötkopf und/oder einen automatisch arbeitenden Fräskopf (nicht gezeigt) anzubringen. Das Verfahren der Leiterplatte um den dem Abstand des Werkzeuges vom Mikroskop entsprechenden Abstand zum Ausführen der Arbeiten übernimmt der Rechner, ebenso wie die Steuerung der Werkzeuge bzw. des Lot- und Fräskopfes. Die Auslösung der einzelnen Arbeiten (Start) kann wieder mittels der Drucktasten 9 erfolgen.

Der Bildschirm 8 kann dabei dazu dienen, dem Arbeitsablauf entsprechende Anweisungen an die Bedienperson auszugeben. Es können mit anderen Worten die auszuführenden Arbeiten rechnergesteuert in der Art einer Checkliste Schritt für Schritt auf dem Bildschirm erscheinen, so daß auch bei einer größeren Menge von Kontroll- und Arbeitsvorgängen an einer komplexen Leiterplatte nicht die Gefahr von Verwechslungen und des Übersehens einzelner Punkte besteht.

Die Leiterplatte 3 ist vorzugsweise leicht auswechselbar am XY-System angebracht, zum Beispiel durch eine Leiterplattenaufnahme mit zwei fest mit dem XY-System verbundenen Rahmen, einem inneren, tieferliegenden und einem äußeren, größeren Rahmen. Wie in der Fig. 2 gezeigt, wird die Leiterplatte 3 dabei auf Paßstifte 10 aufgelegt, die entweder in vorhandene Bohrungen in der Leiterplatte eingreifen oder an der Rückseite der Leiterplatte anliegen. Die Paßstifte 10 sind jeweils einzeln verschiebbar an dem inneren, tieferliegenden Rahmen 11 angeordnet. Am äußeren Rahmen 12 sind ebenfalls einzeln verschiebbar bewegliche Andruckfedern 13 vorgesehen, die die Leiterplatte 3 gegen die Paßstifte 10 drücken.

Sowohl am inneren Rahmen 11 wie auch am äußeren Rahmen 12 können zusätzliche Kontaktstifte angebracht werden, die eine elektrische Kontaktierung jedes beliebigen Punktes der Leiterplatte

erlauben, um eine elektrische Prüfung der Leiterplatte durchzuführen .

Die Rahmen 11 und 12 bestehen vorteilhaft aus Profilstäben mit Längsnuten in den Seiten. In diesen Längsnuten lassen sich nicht nur die Paßstifte 10 und die Andruckfedern 13 verschiebbar anbringen, sondern es ist damit auch eine gewisse Verstellmöglichkeit für die Rahmen 11 und 12 durch das gegenseitige Verschieben der einzelnen Rahmenholme vorhanden.

Die Fig. 3 zeigt den Arbeitstisch von der Rückseite. Hinter der Arbeitsebene 2, das heißt praktisch unter der schräggestellten Tischplatte des Arbeitstisches, befindet sich ein geschlossener Kasten 14, in dem alle mechanischen und elektrischen Einheiten des Koordinatentisches, des Rechners usw. untergebracht sind. Der Kasten 14 kann durch Türen 15 verschlossen werden. Alle mechanischen und elektrischen Einheiten des Arbeitstisches sind damit geschützt und gleichzeitig leicht zugänglich untergebracht. Darüberhinaus ist dadurch ein ausreichender Berührungsschutz bezüglich der elektrischen Verdrahtung gegeben.

Claims (6)

Schut&zgr;anSprüche

1. Arbeitstisch zur Bearbeitung und/oder Kontrolle von Gegenständen, insbesondere von elektrischen und elektronischen Baugruppen, mit einer Arbeitsebene (2), in der sich der zu bearbeitende bzw. zu kontrollierende Gegenstand (3) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsebene (2) mit der Waagerechten einen Winkel von 45° bis 85° bildet.

2. Arbeitstisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen Arbeitsebene und Waagerechter 75° beträgt.

3. Arbeitstisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu bearbeitende bzw. zu kontrollierende Gegenstand (3) auf einem Koordinatentisch-System angeordnet ist, das ein Verfahren des Gegenstandes in einer oder mehreren Achsen erlaubt, derart, daß sich die jeweilige Bearbeitungs- bzw. Kontrollposition relativ zu einem Grundrahmen (1) des Arbeitstisches immer an der gleichen Stelle befindet.

4. Arbeitstisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zu bearbeitende bzw. zu kontrollierende Gegenstand eine Leiterplatte (3) ist, und daß der Arbeitstisch eine Arbeitsbrücke (4) und eine Mikroskopbrücke (5) mit einem Mikroskop (6) aufweist, wobei sich die Bearbeitungs- bzw. Kontrollposition unter dem Mikroskop befindet.

5. Arbeitstisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mikroskopbrücke (5) Geräte zum Bearbeiten der Leiterplatte (3) angebracht sind.

6. Arbeitstisch nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung des Koordinatentisch-Systems und/oder der Bearbeitungsgeräte ein Rechner vorgesehen ist.