NL9200969A - Precisiepers. - Google Patents

Description

Precisiepers.

De uitvinding heeft betrekking op een pers voor het met hoge precisie bewerken van voorwerpen, zoals onderdelen voor micro-elektronica, voorzien van een gereedschapshouder van een eerste type voor een snij- en/of buigplaat en een ondersteuning daarvoor en een gereedschapshouder van een tweede type voor een pons of dergelijke, een aandrijfinrichting om de gereedschapshouder van het tweede type naar die van het eerste type toe en er vanaf te bewegen en geleidingsmiddelen voor het ten opzichte van elkaar geleiden van samenwerkende gereeschapshouders van het eerste en tweede type.

Dergelijke persen zijn in de praktijk bekend en worden veelvuldig toegepast.

Bij de hoge nauwkeurigheid, die bijvoorbeeld voor het bewerken van de aansluitlippen van chips voor de micro-elektronica noodzakelijk zijn, hebben dergelijke persen een aanmerkelijke omvang en zware constructie, waarbij het gebruikelijk is dat de verschillende stappen, waaraan een voorwerp moet worden onderworpen, worden uitgevoerd door een enkele houder voor alle ponsen en een enkele houder voor alle snij- en/of buigplaten, die op verschillende plaatsen met elkaar samenwerkende delen hebben, waar het voorwerp telkens stapsgewijze naar toe wordt getransporteerd.

Wanneer bij een dergelijke bekende pers een iets gewijzigde bewerking moet worden uitgevoerd, dan wel een correctie nodig is of een ander voorwerp bewerkt moet worden, is het steeds noodzakelijk de gehele houder voor de snij- en/of buigplaten met de snij- en/of buigplaten en de gehele houder voor de ponsen met de ponsen te vervangen. Dit leidt tot een geringe flexibiliteit. Bovendien is de ontwikkeling in de chip-industrie op het ogenblik in de richting van steeds meer uiteenlopende chips van uiteenlopende vorm en daarbij kleinere series van dezelfde chip.

De uitvinding beoogt in een pers te voorzien, waarin een hoge positioneringsnauwkeurigheid van houders voor de snij-en/of buigplaten en ponsen gecombineerd wordt met een hoge flexibiliteit. Bovendien wordt daarbij gestreefd naar een hoge mate van reproduceerbaarheid van de positionering van de houders.

Dienovereenkomstig voorziet de uitvinding er in, dat de ondersteuning van de gereedschapshouder van tenminste één type een verwisselbare hoofdplaat met nauwkeurig bepaalde aan de gereedschapshouder aangepaste pasvlakken heeft en dat deze gereedschapshouder losneembaar is gemonteerd in aanraking met de pasvlakken.

Wanneer de pers een aantal stapsgewijze op elkaar volgende bewerkingen uitvoert, hetgeen wil zeggen, dat een voorwerp stapsgewijze naar een aantal bewerkingsplaatsen wordt geschoven, wordt er bij toepassing van de uitvinding bij voorkeur in voorzien, dat de pers een stappenpers is en dat voor elke stap een aparte gereedschapshouder van één van de types met de hoofdplaat samenwerkt en dat met elke dergelijke gereedschapshouder een aparte gereedschapshouder van het andere type samenwerkt, die door de gereedschapshouder, waar hij mee samenwerkt, geleid wordt. Deze uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft een hoge flexibiliteit, omdat het mogelijk is de snij- en/of buigplaten en/of ponsen voor bepaalde bewerkingsplaatsen te veranderen, terwijl die voor andere dezelfde blijven, terwijl toch de grote flexibiliteit behouden blijft, dat een geheel andere opstelling van de snij- en/of buigplaten en/of ponsen door wisseling van de hoofdplaat mogelijk blijft.

Volgens nog een nadere voorkeursuitvoering van de uitvinding wordt er in voorzien, dat tenminste één type van gereedschapshouders bussen draagt, waarvan de buitenzijde met pasvlakken van de desbetreffende hoofdplaat samenwerkt. Gebleken is, dat in de handel beschikbare bussen een voldoende maatnauwkeurigheid hebben om als plaatsbepalingsor-ganen dienst te doen. Daarbij is zowel de buitenzijde als de binnenzijde van in massafabricage vervaardigde bussen zo nauwkeurig, dat de buitenzijde kan samenwerken met de pasvlakken en de binnenzijde dienst kan doen als geleiding voor de andere gereedschapshouder.

Bij deze uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt er bij voorkeur in voorzien, dat in de hoofdplaat één of meer sleuven zijn aangebracht met althans plaatselijk pasvlakken en dat de bijbehorende gereedschapshouder naar de hoofdplaat toe uitstekende delen heeft, die in de desbetreffende sleuf steken en tegen de pasvlakken liggen. Bij deze uitvoeringsvorm kunnen de gereedschapshouders met hun naar beneden uitstekende delen, bij voorkeur de buitenzijde van bussen, eenvoudig in de gleuven gelegd of geschoven worden en daarna ten opzichte van de hoofdplaat vastgelegd.

De afsluiting van de sleuf wordt bij voorkeur uitgevoerd doordat een einde van de sleuf wordt afgesloten door een dwars op de sleuf gericht pasvlak, dat deel uitmaakt van een in de hoofdplaat gelegen pasorgaan. Dit vormt een eenvoudige oplossing voor het probleem, dat een nauwkeurige slijp- of elektro-erosie-bewerking bij het einde van een sleuf moeilijk uitgevoerd kan worden, terwijl bij de bovenaangegeven uitvoeringsvorm het pasorgaan vóór de montage in de hoofdplaat op de juiste maat gebracht kan worden.

De nauwkeurige plaatsbepaling van de samenwerkende gereedschapshouders ten opzichte van elkaar wordt bij voorkeur verkregen door er in te voorzien, dat de gereedschapshouders van het ene type geleidingspennen dragen, die geleid zijn in bussen van de gereedschapshouder van het andere type en dat de gereedschapshouders van één van de types met geringe speling aan één van de ten opzichte van elkaar beweegbare delen van de pers zijn bevestigd.

Deze speling kan, onder gebruikmaking van gebruikelijke onderdelen worden verkregen door er in te voorzien, dat de houders van het ene type door middel van paspennen aan het desbetreffende deel zijn bevestigd, welke paspennen door een plaat heengaan en een iets buiten de plaat uitstekende schouder hebben, die tegen de desbetreffende hoofdplaat wordt gedwongen. Gebleken is, dat de speling van een paspen of -bout in een pasgat voldoende is om in de praktijk de ponshouders soepel te laten samenwerken met de houders voor de snij- en/of buigplaten.

De constructie van een hoofdplaat met pasvlakken kan uiteraard ook bij het aangedreven orgaan dat de ponshouders draagt worden toegepast. De uitvinding omvat eveneens een gereedschapshouder voor toepassing in de boven geschetste pers, evenals een hoofdplaat met hetzelfde doel.

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 een bovenaanzicht toont op de benedenste hoofdplaat; fig. 2 een doorsnede toont door een gereedschap volgens de uitvinding, gemonteerd in de pers; fig. 3 schematisch een bovenaanzicht van een gereedschap toont, en fig. 4 een variant van fig. 2 toont.

In fig. 1 is een hoofdplaat 1 weergegeven met een afgeschuinde bovenrand 2. De plaat is in hoofdzaak langwerpig en heeft dicht bij één lange zijde een doorlopende, in doorsnede rechthoekige groef 3.

Loodrecht daarop is een aantal groeven 4,5,6,7 en 8 aangebracht. Elk van deze groeven heeft bij zijn van de groef 3 afgelegen zijde een breed gedeelte 9, dan een versmalling 10, die bijvoorbeeld de vorm van een cirkelsector kan hebben; vervolgens een smal gedeelte 11; een weer breder gedeelte 12; aangrenzend aan de groef 3 een verder smal gedeelte 13 en een einddeel 14.

Het smalle gedeelte 11 heeft twee tegenover elkaar liggende zeer nauwkeurig bewerkte pasvlakken, die, zoals verderop zal worden toegelicht, een nauwkeurige geleiding vormen voor een uitstekend busdeel van een gereedschap. Ook zijn de wanden van het gedeelte 13 nauwkeurig bewerkt zodat zij ook pasvlakken vormen.

In de groef 3 kan een eveneens nauwkeurig afgewerkte regel 20 worden gelegd (zie fig. 2). Met behulp van de in fig. 1 weergegeven schroefgaten 15, de in fig. 2 weergegeven blokjes 17 en 18 worden vastgezet, waarvan er één, namelijk 17, een kleine hak 19 heeft, waardoor bij aanschroeven het blokje enigszins kantelt en in fig. 2 een drukkracht naar rechts uitoefent op een bodemplaat 23.

De groeven 4,5,6 en 7 liggen op nauwkeurig dezelfde onderlinge afstand. Tussen de groeven 7 en 8 is tweemaal deze afstand aangehouden, waarbij alle afstanden hart op hart gerekend zijn.

De hoofdplaat 1 kan met behulp van in een grondplaat 16 geschroefde pasbouten 61 worden vastgezet. Hoewel een pasbout in het algemeen een speling heeft, die kan oplopen tot 10 /m en een dergelijke speling niet aanvaardbaar is voor het met hoge nauwkeurigheid bewerken van elektronische onderdelen, wordt bij toepassing van de hoofdplaat bereikt, dat de onderlinge afstand tussen de in de groeven 4,5,6,7 en 8 te brengen gereedschappen aanmerkelijk nauwkeuriger is vastgelegd dan op 10 μπι.

Zoals duidelijker in fig. 2 is te zien steekt de beneden-zijde van de bussen 21 en 22 uit de onderzijde van een bodemplaat 23 van een gereedschap. De uitstekende delen 21 en 22 liggen in de nauwkeurig bewerkte delen 11 en 13 van een in de hoofdplaat uitgespaarde sleuf. Door middel van de vast geschroefde blokjes 17 en 18 worden zij tegen de regel 20 gedrongen. Daardoor heeft de bodemplaat 23 een zeer nauwkeurige plaatsbepaling ten opzichte van de hoofdplaat 1. In de bussen 21 en 22 lopen leipennen 24 en 25, die ongelijke dikte hebben om samenwerking van met elkaar samenwerkende gereedschappen te voorkomen. Aan de pennen 24 en 25 is een geleidingsplaat 26 bevestigd door middel van een schroef 27 die in een groef 28 steekt. Om de pennen 24 en 25 liggen bussen 29 en 30, die een schouder 31 respectievelijk 32 hebben, waarop een plaatje 33 rust, dat aan zijn benedenzijde een groef 34 heeft met daarin een O-ring van elastomeer materiaal. Door middel van de schroef 35 is het plaatje 33 aan de desbetreffende pen 24 of 25 bevestigd en de elastomere O-ring dient als schok- en geluidsdemper.

De bussen 29 en 30 zijn vast bevestigd in een topplaat 36 en steken daar iets bovenuit, om samen te werken met groeven 37 van een bovenhoofdplaat 38. Deze bovenhoofdplaat 38 is bevestigd met behulp van pasbouten 39, die na een schouder 40 in een schroefdeel 41 eindigen en na aanschroeving met die schouder op de bovenplaat 38 rusten, een en ander zodanig, dat er een zeer geringe speling tussen de ram 60, waar de pasbout 39 doorheen gaat en de bovenplaat 38 aanwezig is. Deze speling is juist voldoende om zijwaartse verplaatsing van de ram ten opzichte van de bovenhoofdplaat 38 mogelijk te maken over de speling van de pasbout, die ongeveer 10 μ bedraagt. Deze speling is voldoende om zonder wringen de topplaat 36 en de geleidingsplaat 26 aan te drijven, waarbij de nauwkeurige plaatsbepaling van deze platen ten opzichte van de bodemplaat 23 door de pennen 24 en 25 gewaarborgd blijft.

De bovenhoofdplaat 38 houdt met blokjes 42 respectievelijk 43 de plaat 36 vast, zodanig dat de uitstekende buisstukken van 29 of 30 passend in gleuven liggen en naar rechts toe worden aangeduwd door het voetje 44 van het blokje 42.

Aan de ramplaat 60 is met behulp van pasbouten 39, die even buiten de plaat 60 een schouder 40 hebben, de bovenplaat 38 bevestigd door middel van schroefeinden 41 van de pasbouten 39.

Aan de topplaat 36 is een stempelhouderplaat 45 door middel van schroeven 46 bevestigd. De stempelhouderplaat houdt een stempel 47 vast aangedrukt tegen een slijpplaat 48, die dient om na het slijpen van bot geworden snijorganen een diktecompensatie te geven, zodanig dat de snijorganen weer de juiste stand ten opzichte van het te bewerken voorwerp innemen. De stempel 47 draagt een aantal snij- of buigpon-sen 49, die zijn geleid in een geleideblok 50, dat in de geleideplaat 26 is bevestigd. Veren 51 maken het mogelijk, dat de pons nog iets verder doorbeweegt, wanneer de snij-of buigponsen 49 stuiten op de snij- of buigplaat 52.

De toevoer van het door de pers te bewerken materiaal heeft op op zichzelf bekende wijze plaats door middel van leidor-ganen 53 met een spleet 54, waarin een niet getekende strook van elektronische micro-onderdelen, zoals chips wordt geleid. Een dergelijke strook heeft op op zichzelf bekende wijze openingen, waarin positiepennen 55, die een tapse punt hebben, kunnen steken om de plaatsbepaling van de strook op zeer nauwkeurige wijze uit te voeren. Ook de veiligheidspennen 56 kunnen door dergelijke gaten in de strook heengaan, maar wanneer een onjuiste positionering heeft plaats gehad worden zij tegengehouden, waarna een detector 57 in werking treedt en de pers stopzet.

Een slijpplaat 58 is beneden de snij- en buigplaat 52 aangebracht.

Bij gebruik van de in het bovenstaande beschreven pers geeft de hoofdplaat 1 een zeer nauwkeurige onderlinge plaatsbepaling van de gereedschappen, die zich in de sleuven 4,5,6,7 en 8 bevinden. De pons is door middel van de kolommen 24 en 25 nauwkeurig geleid en eventuele onnauwkeurigheden in de pers worden opgevangen door de speling die ontstaat door de paspennen 39 met hun borsten 40. Daardoor kan de bovenhoofdplaat 38 iets bewegen ten opzichte van de ramplaat 60.

Verder is een vervanging van gereedschappen zeer eenvoudig mogelijk door de desbetreffende blokjes 17,18 en 42,43 los te schroeven en het gereedschap ten opzichte van de hoofdplaten 38 en 15 te verwijderen én een nieuw gereedschap aan te brengen.

Wenst men een algehele wijziging, waarbij andere hoofdplaten worden gebruikt, dan kunnen de pasbouten 39 worden losgeschroefd, evenals de pasbouten 61, waarna de hoofdplaat 38 respectievelijk 1 gewisseld kan worden.

Verder toont fig. 3 een bovenaanzicht van een gereedschap met daarin aangegeven de plaatsen van de zuilen 24 en 25, schroeven 46 en paspennen 59.

In de uitvoeringsvorm van fig. 2 zijn er twee hoofdplaten namelijk 1 en 38. Dit betekent, dat de beide zijden van de gereedschappen elk met een eigen hoofdplaat zijn gekoppeld, waarbij één van de hoofdplaten een speling heeft, die afkomstig is van de pasbouten 39. Er is daardoor geen speling tussen naast elkaar gelegen gereedschappen. Daardoor kunnen onnauwkeurigheden in de plaats van afzonderlijke gereedschappen niet worden opgevangen, maar bestaat wel een hoge waarborg, dat de naast elkaar gelegen gereedschappen op een zeer nauwkeurig bepaalde onderlinge afstand liggen.

Fig. 4 toont schematisch een uitvoeringsvorm, waarin elk aangedreven gereedschap door het er mede samenwerkende stilstaande gereedschap geleid wordt zonder dat de onderlinge plaatsbepaling van de aangedreven gereedschappen door een eigen hoofdplaat mede bepaald wordt. Dit leidt tot een goedkopere pers, die in de praktijk voldoende nauwkeurigheid heeft en de problemen vermijdt, die kunnen ontstaan bij de vervaardiging van twee hoofdplaten met nauwkeurig op dezelfde plaatsen gelegen pasvlakken.

In fig. 4 is de ram 60' direct verbonden met de topplaat 36' door middel van pasbouten 62. Onder de kop 63 van de pasbouten 62 liggen schotelveren 64. De pasbouten hebben aan hun benedenzijde een borst 65, die op de bovenzijde van de topplaat 36' steunt. Met schroefeinden 66 zijn de bouten 62 in schroefgaten 67 van topplaat 36' geschroefd, zodat na aandraaien van de bouten 62 speling in de verbinding tussen ram 60' en topplaat 36' is verkregen. Omdat de bussen 30' niet in een hoofdplaat zijn geleid, kunnen zij de eenvoudige in fig. 2 weergegeven vorm hebben.

De uitvinding geeft de mogelijkheid van een zeer snel en nauwkeurig omstellen van de pers en heeft daarbij het voordeel, dat van individuele gereedschappen kan worden uitgegaan, waardoor in de praktijk de pers aanmerkelijk kleiner uitvalt dan het geval is wanneer alle ponsen en alle snij- of buigplaten in een één geheel vormend gereedschap zijn aangebracht. Verder heeft de pers volgens de uitvinding de mogelijkheid aanmerkelijk sneller en goedkoper op een ander te bewerken product te kunnen worden omgeschakeld met in het algemeen aanmerkelijk lagere kosten voor het nieuwe gereedschap.

Claims (16)

1. Pers voor het met hoge precisie bewerken van voorwerpen, zoals onderdelen voor micro-elektronica, voorzien van een gereedschapshouder van een eerste type voor een snij- en/of buigplaat en een ondersteuning daarvoor en een gereedschapshouder van een tweede type voor een pons of dergelijke, een aandrijfinrichting om de gereedschapshouder van het tweede type naar die van het eerste type toe en er vanaf te bewegen en geleidingsmiddelen voor het ten opzichte van elkaar geleiden van samenwerkende gereeschapshouders van het eerste en tweede type, met het kenmerk, dat de ondersteuning van de gereedschapshouder van tenminste één type een verwisselbare hoofdplaat met nauwkeurig bepaalde aan de gereedschapshouder aangepaste pasvlakken heeft en dat deze gereedschapshouder losneembaar is gemonteerd in aanraking met de pasvlakken.

2. Pers volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat voor tenminste één stap een aparte gereedschapshouder van één van de types met de hoofdplaat samenwerkt en dat met deze gereedschapshouder een aparte gereedschapshouder van het andere type samenwerkt, die door de gereedschapshouder, waar hij mee samenwerkt, geleid wordt.

3. Pers volgens conclusie 1 en/of 2, met het kenmerk, dat tenminste één type van gereedschapshouders bussen draagt, waarvan de buitenzijde met pasvlakken van de desbetreffende hoofdplaat samenwerkt.

4. Pers volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de binnenzijde van de bussen een geleiding vormt voor de gereedschapshouder van het andere type, die met de desbetreffende gereedschapshouder van het ene type samenwerkt.

5. Pers volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat in de hoofdplaat één of meer sleuven zijn aangebracht met althans plaatselijk pasvlakken en dat de bijbehorende gereedschaps-houder naar de hoofdplaat toe uitstekende delen heeft, die in de desbetreffende sleuf steken en tegen de pasvlakken liggen.

6. Pers volgens conclusie 2-5, met het kenmerk, dat twee bussen met hun buitenzijde tegen aan elke zijde van de sleuf liggende tegenover elkaar gelegen pasvlakken aanliggen, die op een onderlinge afstand liggen, die met de buitenmiddellijn van de bussen overeenstemt.

7. Pers volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat een einde van de sleuf wordt afgesloten door een dwars op de sleuf gericht pasvlak, dat deel uitmaakt van een in de hoofdplaat gelegen pasorgaan.

8. Pers volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de gereedschapshouders van het ene type geleidingspennen dragen, die geleid zijn in bussen van de gereedschapshouders van het andere type en dat de gereedschapshouders van één van de types met geringe speling aan één van de ten opzichte van elkaar beweegbare delen van de pers zijn bevestigd.

9. Pers volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de houders van het ene type door middel van pasbouten aan het desbetreffende deel zijn bevestigd, welke pasbouten door een plaat heengaan en een iets buiten de plaat uitstekende schouder hebben, die tegen de desbetreffende hoofdplaat wordt gedwongen.

10. Pers volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat zowel het ene als het andere van de ten opzichte van elkaar beweegbare delen van de pers een hoofdplaat met pasvlakken draagt.

11. Pers volgens één of meer van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat één van de ten opzichte van elkaar beweegbare delen een hoofdplaat draagt, die pasvlakken heeft waar de met dit deel verbonden gereedschappen mee samenwerken, terwijl het andere deel door middel van speling verschaffende bevestigingsmiddelen de met dit deel verbonden gereedschappen draagt, waarbij met elkaar samenwerkende gereedschappen ten opzichte van elkaar geleid zijn.

12. Gereedschapshouder voor toepassing in een pers volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat hij een draagvlak heeft en daaruit uitstekende delen voor samenwerking met pasvlakken van een hoofdplaat.

13. Gereedschapshouder volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de uitstekende delen de einden van vast in de houder bevestigde bussen zijn.

14. Hoofdplaat voor toepassing in een pers volgens één of meer van de conclusies l-ll, met het kenmerk, dat één of meer sleuven met tenminste plaatselijk nauwkeurig bepaalde pasvlakken in een vlak draagvlak zijn aangebracht, welke pasvlakken tenminste gedeeltelijk uit op een nauwkeurig bepaalde afstand van elkaar liggende zijwanden van de sleuf bestaan.

15. Hoofdplaat volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de sleuven aan één zijde worden afgesloten door een nauwkeurig bewerkt pasorgaan.

16. Hoofdplaat volgens conclusie 14 of 15, met het kenmerk, dat hij van middelen is voorzien om gereedschapshouders in de sleuven te houden en naar één richting aan te drukken.