NL2000493B1

NL2000493B1 - Linear sliding positioning arm

Info

Publication number: NL2000493B1
Application number: NL2000493A
Authority: NL
Inventors: Mehdianpour Mohammad; Roth Bernhard
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2022-03-04
Also published as: DE102006008746B3; NL2000493A1

Abstract

Een lineair verschuifbare langwerpige positioneerarm (1) strekt zich dwars ten opzichte van de verschuifrichting (y) uit en omvat in zijn eindgebieden lineaire lagers (bijvoorbeeld 2, 5) voor ingrijping in twee aan elkaar parallelle stationaire geleidings banen (4, bijvoorbeeld 6). De lineaire lagers zijn in één van de eindgebieden zijdelings spelingsvrij naar hun bijvoorbeeld als geleidingsrail (6) uitgevoerde geleidingsbaan geleid. De positioneerarm heeft schuin ten opzichte van het geleidingsvlak stijgende en loodrecht ten opzichte van de verschuifrichting (y) staande verschuifassen, waarin de bijvoorbeeld als steunrollen (5) uitgevoerde lagers axiaal verschuifbaar, dus zijdelings meegevend, zijn geleid. Daardoor kunnen de lagers zich spanningsvrij aan een lengte-afwijking van de positioneerarm aanpassen.A linearly slidable elongate positioning arm (1) extends transversely to the sliding direction (y) and comprises in its end regions linear bearings (e.g. 2, 5) for engagement in two parallel stationary guideways (4, e.g. 6). The linear bearings are guided in one of the end regions to their guide path, for example designed as a guide rail (6), free of play. The positioning arm has displacement axes rising obliquely to the guide plane and perpendicular to the displacement direction (y), in which the bearings, for example designed as support rollers (5), are guided in an axially displaceable manner, i.e. yielding laterally. This allows the bearings to adapt stress-free to a length deviation of the positioning arm.

Description

Lineair verschuifbare positioneerarm De uitvinding heeft betrekking op een lineair verschuifbare positioneerarm voor het hanteren van elektrische componenten, waarbij de langwerpige, zich dwars ten op- zichte van de verschuifrichting uitstrekkende positioneerarm in zijn eindgebieden be- vestigingspunten voor ten minste twee lineaire lagers voor ingrijping in twee aan elkaar parallelle, een geleidingsvlak vormende geleidingsbanen van een stator omvat.The invention relates to a linearly slidable positioning arm for handling electrical components, wherein the elongate positioning arm extending transversely to the sliding direction has in its end regions attachment points for at least two linear bearings for engagement in two comprises conductive paths of a stator which are parallel to each other and form a conductive surface.

Bij het uitrusten van substraten met elektrische componenten wordt de aan één zijde aangedreven positioneerarm voor het bereiken van een hoge kloksnelheid zeer sterk versneld en afgeremd. De werkende massakrachten leiden tot kantel- en/of bui- gingstrillingen, die het positioneren vertragen en de geleidingen belasten.When equipping substrates with electrical components, the positioning arm driven on one side is very strongly accelerated and decelerated to achieve a high clock speed. The acting mass forces lead to tilting and/or bending vibrations, which delay positioning and load the guides.

Door US5002448 A is een aan beide zijden geleide positioneerarm bekend, waar- bij een verbindingsas tussen de aan beide zijden aangebrachte geleidingslagers lood- recht ten opzichte van de geleidingsbaan verloopt. Reeds geringe, ook thermisch ver- oorzaakte afstandsafwijkingen tussen de geleidingsbanen bewerkstelligen tussen de star aan elkaar toegewezen geleidingslagers aanzienlijke slijtageverhogende spanningen. Het niet aangedreven einde van de zeer dynamisch aangedreven positioneerarm kan ongehinderd natrillen.US5002448 A discloses a positioning arm guided on both sides, in which a connecting axis between the guide bearings arranged on both sides runs perpendicular to the guideway. Even small, also thermally caused, distance deviations between the guideways cause considerable wear-increasing stresses between the guide bearings which are rigidly assigned to each other. The non-driven end of the highly dynamically driven positioning arm can vibrate unhindered.

Om dergelijke spanningen te verminderen zijn bij een verdere positioneerarm volgens EP940229 A tussen de lagerelementen en de positioneerarm elastische com- pensatie-elementen voorzien, die afbreuk doen aan de positioneernauwkeurigheid en het trillingsgedrag verslechteren.In order to reduce such stresses, in a further positioning arm according to EP940229 A, elastic compensating elements are provided between the bearing elements and the positioning arm, which impair the positioning accuracy and impair the vibration behaviour.

Verder is door WO99/44407 A een positioneerarm bekend, die aan één einde door middel van lineaire geleidingslagers zijdelings spelingsvrij naar een chassis van een uitrustinrichting op de wijze van een vast lager is geleid. Het andere einde van de positioneerarm is aan het chassis door middel van als los lager dienende looprollen ge- lagerd, waarvan de draaiassen zich loodrecht ten opzichte van de geleidingsrichting en parallel aan het geleidingsvlak uitstrekken en die zijdelings ongeleid steunen op over- eenkomstig parallelle loopvlakken van een geleidingsbrug van het chassis. Een derge- lijke lagerinrichting maakt een spanningsarme geleiding van de positioneerarm moge- lijk. Bij afremmen van de positioneerarm worden als gevolg van de doorbuiging de looprollen in geringe mate zijdelings verplaatst. Na het stoppen verhindert de wrij- vingskracht van de looprollen ten opzichte van de geleidingsbrug de terugplaatsing van 2000493-Furthermore, WO99/44407 A discloses a positioning arm which is guided at one end by means of linear guide bearings, free of play, to a chassis of an equipping device in the manner of a fixed bearing. The other end of the locating arm is mounted on the chassis by means of rollers serving as loose bearings, the rotation axes of which extend perpendicular to the guiding direction and parallel to the guiding surface and which bear laterally unguided on corresponding parallel running surfaces of a guide bridge of the chassis. Such a bearing arrangement permits a low-stress guiding of the positioning arm. When the positioning arm is decelerated, the rollers are slightly displaced sideways as a result of the deflection. After stopping, the frictional force of the rollers against the guide bridge prevents the repositioning of 2000493-

de positioneerarm in de gestrekte positie, wat de positioneernauwkeurigheid vermin- dert.the positioning arm in the extended position, which reduces positioning accuracy.

Door DE 69502774 A is verder op soortgelijke wijze een lineaire sledegeleiding met twee geleidingsbanen, een vast lager en een door looprollen gevormd los lager be- kend.DE 69502774 A also similarly discloses a linear slide guide with two guide tracks, a fixed bearing and a loose bearing formed by rollers.

Aan de uitvinding ligt de doelstelling ten grondslag de positioneernauwkeurig- heid te verbeteren.The object of the invention is to improve the positioning accuracy.

Deze doelstelling wordt door de uitvinding volgens conclusie 1 bereikt.This object is achieved by the invention according to claim 1.

Door de zijdelingse lagerspeling kan de positioneerarm zich in zijn lengterichting zonder span- ning uitstrekken.The lateral bearing play allows the positioning arm to extend in its longitudinal direction without tension.

Door de schuine steuning op de verschuifassen ontstaan schuine steunkrachten met een in de richting van de positioneerarm wijzende component, die een schuine positie en uitbuiging van het positioneerarm-einde tegenwerkt en in het bijzonder buigingstrillingen in de positioneerarm bij het afremmen vermindert.The oblique support on the sliding axes creates oblique support forces with a component pointing in the direction of the positioning arm, which counteracts an oblique position and deflection of the positioning arm end and in particular reduces bending vibrations in the positioning arm during braking.

Aange- zien hier de zijdelingse lagerspeling binnen het gewoonlijk gesmeerde steunlager tus- sen de vaste draaias en de daarop gelagerde steunrol is gegeven, wordt de terugstel- wrijving op overeenkomstige wijze verminderd.Since the lateral bearing play is given here within the normally lubricated support bearing between the fixed pivot shaft and the support roller mounted thereon, the return friction is correspondingly reduced.

De steunrollen kunnen bijvoorbeeld zonder zijdelingse speling steunen op een de geleidingsbaan vormende geleidingsrail van de stator.The support rollers can, for example, bear without lateral play on a guide rail of the stator which forms the guide track.

Bij een lengteverandering van de positioneerarm ten opzichte van het chassis wordt het schuin gelagerde einde verhoogd of verlaagd.When the length of the positioning arm relative to the chassis changes, the obliquely bearing end is raised or lowered.

Bij het uitrusten van gedrukte bedradingsplaten met elektrische componenten is deze geringe hoogteverandering ech- ter onschadelijk, aangezien deze binnen het tolerantiegebied ligt en de doorbuiging van de gedrukte bedradingsplaat aanzienlijk groter kan zijn.However, when equipping printed circuit boards with electrical components, this slight change in height is harmless, since it is within the tolerance range and the deflection of the printed circuit board can be considerably greater.

De positioneerarm kan derhal- ve ook grotere bijvoorbeeld thermisch veroorzaakte afstandsverschillen compenseren.The positioning arm can therefore also compensate for larger, for example thermally caused distance differences.

Een dergelijke warmtebelasting ontstaat bijvoorbeeld bij een op de positioneerarm aan- gebrachte lineaire motor voor de aandrijving van een dwars verschuifbare montagekop.Such a heat load arises, for example, with a linear motor arranged on the positioning arm for driving a transversely displaceable mounting head.

Volgens een voordelige verdere uitvoering van de uitvinding volgens conclusie 2 zijn tussen de aan de positioneerarm bevestigde draaias en de steunrol bijvoorbeeld cilindrische walslichamen aangebracht, die op de draaias zijdelings ongeleid zijn, zodat hier de zijdelingse uitwijkmogelijkheid van de positioneerarm bij geringe terugstelwrij- ving is gewaarborgd.According to an advantageous development of the invention according to claim 2, cylindrical roller bodies are arranged, for example, between the rotary shaft attached to the positioning arm and the support roller, which roller bodies are laterally unguided on the rotary shaft, so that here the lateral deflection possibility of the positioning arm is ensured with low return friction. .

De walslichamen kunnen echter ook als in een kogelbus vastge- houden kogels zijn uitgevoerd, die een wrijvingsvrije terugplaatsing in de asrichting mogelijk maken.However, the roller bodies can also be designed as balls held in a ball bush, which enable friction-free repositioning in the axial direction.

Door de verdere uitvoering volgens conclusie 3 wordt in de nabijheid van de la- gers een magnetische kracht gegenereerd, die de steunrol betrouwbaar tegen de gelei- dingsbaan drukt.The further development according to claim 3 generates a magnetic force in the vicinity of the bearings, which force presses the support roller reliably against the guideway.

Uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zijn in de tekening weergegeven en worden hieronder nader uiteengezet.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail below.

Figuur 1 toont een gedeeltelijk zijaanzicht van een inrichting voor het uitrusten van substraten met elektrische componenten, Figuur 2 toont een bovenaanzicht op de inrichting volgens figuur 1, Figuur 3 toont een zijaanzicht van de inrichting volgens figuur 2, Figuur 4 toont een gemodificeerd segment van de inrichting volgens figuur 2. Volgens de figuren 1, 2 en 3 kan een positioneerarm 1 van een inrichting voor het uitrusten van substraten met elektrische componenten 10 lineair in een verschuifrich- ting y worden bewogen.Figure 1 shows a partial side view of an apparatus for equipping substrates with electrical components, Figure 2 shows a top view of the apparatus of Figure 1, Figure 3 shows a side view of the apparatus of Figure 2, Figure 4 shows a modified segment of the device according to figure 2. According to figures 1, 2 and 3, a positioning arm 1 of a device for equipping substrates with electrical components 10 can be moved linearly in a displacement direction y.

Aan één einde van de langwerpige, zich dwars ten opzichte van de verschuifrichting y uitstrekkende positioneerarm 1 zijn twee in de verschuifrich- ting achter elkaar liggende lineaire geleidingslagers 2 bevestigd, die bijvoorbeeld in de vorm van lineaire kogelomlooplagers spelingsvrij in een railachtige lineaire geleidings- baan 4 van een stator grijpen, die hier als chassis 3 van de inrichting is uitgevoerd.Attached to one end of the elongate positioning arm 1 extending transversely to the displacement direction y are two linear guide bearings 2 located one behind the other in the displacement direction, which, for example, in the form of linear ball bearings, are arranged without play in a rail-like linear guide path 4 of a stator, which here is designed as chassis 3 of the device.

De positioneerarm 1 heeft in het gebied van zijn andere einde twee verdere lineaire gelei- dingslagers in de vorm van steunrollen 5, die op een verdere als geleidingsrail 6 uitge- voerde, aan het chassis 3 gefixeerde geleidingsbaan steunen, die zich parallel aan de andere geleidingsbaan 4 uitstrekt.In the region of its other end, the positioning arm 1 has two further linear guide bearings in the form of support rollers 5, which support on a further guide track designed as a guide rail 6, fixed to the chassis 3, which are parallel to the other guide track. 4 extends.

De steunrollen 5 en de geleidingsrail 6 zijn qua pro- fiel zijdelings spelingsvrij aan elkaar aangepast.The support rollers 5 and the guide rail 6 are adapted to each other in profile without any lateral play.

Een draaias 7 van de steunrollen 5 is vast in een flensachtig vormdeel 8 van de positioneerarm 1 aangebracht en strekt zich in zijn asrichting w loodrecht ten opzichte van de verschuifrichting y onder een hoek van bijvoorbeeld 45° schuin ten opzichte van een door de geleidingsbaan 4 en de geleidingsrail 6 gevormd geleidingsvlak uit.A pivot axis 7 of the support rollers 5 is fixedly arranged in a flange-like molding 8 of the positioning arm 1 and extends in its axis direction w perpendicular to the direction of displacement y at an angle of, for example, 45° obliquely to a through guide path 4 and the guiding surface formed by the guide rail 6.

De steunrol 7 is door middel van cilindrische walslichamen 9 ten opzichte van de draaias axiaal verschuifbaar gelagerd.The support roller 7 is mounted axially displaceable relative to the rotary axis by means of cylindrical roller bodies 9.

Bij een bijvoorbeeld thermisch veroorzaakte afstandsaf- wijking tussen de geleidingslagers 2 en de steunrollen 5 respectievelijk geleidingsbaan 4 en de geleidingsrail 6 kan de steunrol in de asrichting zijdelings uitwijken, zodat een overeenkomstige lagerspanning wordt vermeden.In the case of, for example, a thermally caused distance deviation between the guide bearings 2 and the support rollers 5 or guide track 4 and the guide rail 6, the support roller can deviate laterally in the axial direction, so that a corresponding bearing stress is avoided.

Een enkelzijdig werkende lineaire motor is naast de geleidingsrail 6 en de steun- rollen 5 aangebracht.A single-sided acting linear motor is arranged next to the guide rail 6 and the support rollers 5.

Het scheidingsvlak tussen een aan het chassis 3 bevestigde mag-The interface between a magnet attached to the chassis 3

neetbaan 11 en een aan het vormdeel 8 vastgehouden spoeldeel 12 van de lineaire mo- tor strekt zich parallel aan de draaiassen 7 uit. Door de daartussen werkende aanzet- kracht worden de steunrollen 5 onder voorspanning tegen de geleidingsrail 6 gedrukt. De afstand tussen de magneetbaan 11 en het spoeldeel blijft onveranderd.The measuring path 11 and a coil part 12 of the linear motor held on the molding part 8 extend parallel to the axes of rotation 7 . The supporting rollers 5 are pressed against the guide rail 6 under pretension by the application force acting therebetween. The distance between the magnetic track 11 and the coil part remains unchanged.

De positioneerarm 1 is voorzien van een zich dwars ten opzichte van de gelei- dingsbaan 4 uitstrekkende geleiding 13 voor een positioneerkop 14 voor het hanteren van de componenten 10, die in de overeenkomstige dwarsrichting x verschoven kan worden. De positioneerkop 14 kan derhalve de componenten 10 van zijdelings aange- brachte toevoermodules 15 afhalen en op een centraal wisselbaar aangebracht plaat- vormig substraat 16 neerzetten.The positioning arm 1 is provided with a guide 13 extending transversely to the guideway 4 for a positioning head 14 for handling the components 10, which can be displaced in the corresponding transverse direction x. The positioning head 14 can therefore pick up the components 10 from laterally arranged supply modules 15 and deposit them on a centrally exchangeably arranged plate-shaped substrate 16 .

Figuur 4 toont vergroot de steunrol 5 met de geleidingsrail 6 en de draaias 7. In afwijking tot figuur 2 zijn hier echter de walslichamen als in meerdere rijen aange- brachte kogels 17 uitgevoerd, die in een kogelbus zijn samengevoegd en een wrijvings- vrije positie-aanpassing in de asrichting w mogelijk maken.Figure 4 shows the supporting roller 5 with the guide rail 6 and the rotary shaft 7. In contrast to Figure 2, however, the roller bodies here are designed as balls 17 arranged in several rows, which are assembled in a ball bush and have a friction-free position. allow adjustment in the axis direction w.

Verwijzingscijfers w asrichting X dwarsrichting 5 yy verschuifrichting 1 positioneerarm 2 geleidingslager 3 chassis 4 geleidingsbaan 5 steunrol 6 geleidingsrail 7 draaias 8 vormdeel 9 walslichaam 10 component 11 magneetbaan 12 spoeldeel 13 geleiding 14 positioneerkop 15 toevoermodule 16 substraat 17 kogelbusReference numerals w as direction X transverse direction 5 yy displacement direction 1 positioning arm 2 guide bearing 3 chassis 4 guide track 5 support roller 6 guide rail 7 rotary shaft 8 mold part 9 roller body 10 component 11 magnetic track 12 coil part 13 guide 14 positioning head 15 feed module 16 substrate 17 ball bush

2000493.2000493.

Claims

Conclusions

A linearly displaceable positioning arm, in particular for handling electrical components, wherein the elongate positioning arm extending transversely to the shifting direction has in its end regions two linear bearings spaced behind each other in the shifting direction for engagement in two one another parallel guideways of a stator forming a guiding surface and wherein the bearings (2) are fixedly anchored to the positioning arm (1) in one of the end regions, characterized in that the positioning arm (1) in the other end region has at least one has a displacing axis inclined at an angle to the guide surface and perpendicular to the direction of displacement, on which the bearing rests with lateral play, the displacement axis serving as the pivot axis (7) for the bearing designed as a support roller (5) and wherein the supporting roller (5 ) is mounted with axial play on the rotary shaft (7), which is firmly anchored to the positioning arm, and is guided to its guide track designed as a guide rail (6) without play.

Positioning arm according to Claim 1, characterized in that cylindrical or spherical roller bodies (9, 17) are arranged between the rotary axis (7) and the supporting roller (5), which roll bodies (9, 17) are arranged relative to the supporting roller (5) or the rotary axis (7 ) are axially movable.

Positioning arm according to Claim 1 or 2, characterized in that a drive for displacing the positioning arm (1) is designed as a single-sided linear motor (11, 12), which is arranged in the vicinity of the rotary axes (7). and whose magnetic gap extends parallel to the plane of the rotary axes (7).

2000493-