WO1999047717A1 - Positionierarm für positionier- und bestücksysteme und verfahren zur herstellung von positionierarmen - Google Patents

Positionierarm für positionier- und bestücksysteme und verfahren zur herstellung von positionierarmen Download PDF

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WO1999047717A1
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ceramic
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positioning arm
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Mohammad Mehdianpour
Peter Drexel
Bernd-Friedrich Scholl
Helmut Macht
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • Positioning arm for positioning and Bestucksysteme and Ver ⁇ continue to produce positioning arms
  • a space-saving portal construction is tionierachsen for the X, Y Posi ⁇ preferred here in which a positioning arm itself example ⁇ example, m X-direction can be moved, while a talen in the horizon ⁇ region of the positioning arm arranged Schlittenem- standardize the method fixed the fact Positioning unit in the Y direction enabled.
  • a positioning arm itself example ⁇ example, m X-direction can be moved, while a talen in the horizon ⁇ region of the positioning arm arranged Schlittenem- standardize the method fixed the fact Positioning unit in the Y direction enabled.
  • the moving mass should be kept as low as possible.
  • Bending and torsion-resistant positioning arms for positioning and Bestucksysteme are usually manufactured as weldments, as stainless steel Femguß construction or as a composite made of precious steel ⁇ -precision casting and welding parts. Furthermore, extruded aluminum profiles, cast aluminum parts and ceramic materials as well as fiber composites such as glass fiber or carbon fiber reinforced laminates are used.
  • Appropriate models are initially provided in the manufacture of the positioning arms which are resistant to bending and use by investment casting, these so-called “lost” models mostly consisting of waxes, thermoplastic materials, urea or mixtures thereof.
  • DE 42 06 303 discloses a method for producing metal foam bodies, in which a metal powder is mixed with a blowing agent powder, the powder mixture is brought to an elevated temperature in a recipient and is extruded through a die. Subsequently, the extrusion is foamed by heating with decomposition of the blowing agent powder and cooled as a finished foam body.
  • DE 195 01 508 discloses a component for the chassis of a motor vehicle and a method for producing such a component, the component consisting of die-cast aluminum and having a cavity profile, in the cavity of which there is a core made of aluminum foam.
  • the object underlying the invention is to provide a positioning ⁇ arm and a flexible process for the production of positioning arms, said positioning arms to the one hand, have a very high flexural and torsional rigidity and on the other hand, the lowest possible weight.
  • the method is said to be particularly suitable for the production of light, bending and torsionally rigid positioning arms for positioning and placement systems.
  • the method according to the invention also offers the possibility of optimal design, the structural requirements for high bending and torsional rigidity being taken into account in particular.
  • a positioning arm made of the composite material: metal or ceramic foam / metallic or ceramic material should not be considered hollow, such as cast parts made of steel, aluminum or ceramic, but as a solid material and therefore has a high torsional stiffness and does not spring back when accelerated.
  • the advantageous embodiment of the positioning arm according to claim 4 and the manufacturing method according to claim 15 allows further flexibility in the design of the positioning arm through the use of multilayer structures, with alternating metal or ceramic foams and non-foamed materials.
  • Semi-finished products are at least partially arranged in the non-foamed material according to claim 5 or claim 14. This results in a firm connection of the semifinished product in the positioning arm and thus simple connections of the positioning arm to other workpieces can be realized. For example, threads can be cast around them, which are then used for screw connections, or tube-shaped semi-finished products as a simple implementation of cable feedthroughs that, when used in placement machines, serve for the power and data supply of placement heads attached to the positioning arm.
  • the use of aluminum or aluminum alloys as metal foam and / or non-foamed material according to one of claims 6, 7, 16 or 17 leads to particularly light positioning arms due to the low specific weight of aluminum.
  • the elastic modulus of aluminum foam materials is lower than for aluminum (69 GPa), ceramic (approx. 300 GPa) or steel (approx. 210 GPa), due to its low density (300-1000 kg / m 3 ) compared to the other materials (aluminum: 2700 kg / m 3 , ceramic: approx. 4000 5 kg / m 3, steel about 8000 kg / m 3) is given a high specifi ⁇ specific bending stiffness terialien by combination with other Ma ⁇ is further improved.
  • Fig.la a core of a metal or ceramic foam with a cladding layer of a non-expanded material
  • lc Fig.lb a core of a metal or ceramic foam, which is surrounded by a cladding layer of a non geCum ⁇ th material, 2a part of a positioning arm , which was created by casting several cores, with the associated longitudinal and cross-section m FIGS. 2b and 2c,
  • FIG. 3 shows a layered structure made of metal or ceramic foam and non-foamed materials
  • FIG. 4 shows part of a positioning arm with a layer structure around a core
  • FIGS. 5a and 5c show in cross section two possibilities for arranging a semifinished product in a positioning arm based on a cast metal or ceramic foam
  • FIG. 7 shows a plan view of a positioning arm with a placement head in use in an automatic placement machine
  • FIG. 8 shows a section along the line II-II of FIG. 7.
  • 6 shows how part of a positioning arm of a positioning and mounting system 1 is constructed from a core 2 made of metal or ceramic foam, which is encased with a jacket layer 3 made of a metallic or ceramic material.
  • a low-pressure casting process is used for the encapsulation .
  • a core 2 made of aluminum foam is cast around with aluminum or an aluminum alloy. Due to the lower density of the aluminum foam, a weight reduction is achieved compared to the rough positioning arms made of aluminum.
  • Suitable as ceramic foam are, for example, aluminum silicate or aluminum oxide fibers or alkaline earth silicate fibers processed by the vacuum suction process.
  • the method can be varied by, for example, casting several cores 2 made of aluminum foam material together with a metallic or ceramic material 3.
  • partition walls cannot be produced, since the sand cores have to be removed again by means of punches after the casting.
  • Layered structures are possible by repeatedly using the casting and surrounding methods with metal or ceramic foam, as is shown by way of example in FIG. 3.
  • a core 2 made of metal or ceramic foam has been cast around with a metallic or ceramic material 3, which is then surrounded by a further layer 4, for example from a further metal or ceramic foam, which absorbs impact energy particularly well.
  • 7 In Fig. 4 shows how a core 3 foamed from a non-ge ⁇ material, such as a semi-finished product or a metal casting or metal-extrusion of a jacket ⁇ layer 3 made of metal or Kera ikschaum is surrounded, in turn, is encapsulated with a further layer 4 made of a metallic or ceramic material.
  • a non-ge ⁇ material such as a semi-finished product or a metal casting or metal-extrusion of a jacket ⁇ layer 3 made of metal or Kera ikschaum is surrounded, in turn, is encapsulated with a further layer 4 made of a metallic or ceramic material.
  • 5a, 5b and 5c show three possibilities for arranging semi-finished products in positioning arms.
  • 5a shows how a semifinished product 5 is surrounded by metal or ceramic foam 6.
  • This embodiment has the disadvantage that, due to the low surface adhesion between metal or ceramic foam 6 and semi-finished product 5, the connection is often not sufficiently resilient.
  • Higher loads are achieved by the embodiment according to FIG. 5b, in which the semifinished product 5 is surrounded both by the core 2 made of metal or ceramic foam and by the cladding layer 3 made of metallic or ceramic material.
  • the embodiment according to FIG. 5c, wherein the semifinished product 5 is surrounded in a known manner by the cladding layer 3 from the metallic or ceramic material and has no contact with the core 2 made of metal or ceramic foam, is suitable for withstanding high loads.
  • FIG. 7 shows the positioning arm 1 composed of cores 2 and cladding layer 3, as is used in an automatic placement machine.
  • the positioning arm 1 can be moved in the X direction on a rail 10.
  • a slide 11 is attached, which in Y- Direction is followed.
  • a mounting head 12 is connected to the slide 11 and holds a plurality of suction pipettes 13 along its circumference.
  • the suction pipettes 13 serve to transport components 14 from supply units (not shown) to the desired position of the components 14 on a printed circuit board 15, as shown in FIG. 8.
  • the Bestuckkopf 13 is rotatably supported so that a total of twelve suction pipes 13, for example, with the initial twelve ⁇ construction elements are removed from the feed units 13, before these twelve devices 13 are sequentially placed on the printed circuit board 15 °.
  • the invention encompasses all other conceivable combinations of metal foams with metallic and / or ceramic materials, which are not shown in detail here, but are obvious to the person skilled in the art.
  • Layered structures can thus also be realized, for example, by surrounding metallic or ceramic cores with metal or ceramic foam and then further encapsulating them with metallic and / or ceramic materials.
  • the described methods are particularly suitable for the implementation of positioning arms with automatic placement machines that are exposed to particularly strong acceleration forces.
  • the method is also suitable for highly accelerated components on machines whose swing-out behavior has a strong influence on positioning duration and positioning accuracy.

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Abstract

Positionierarm für Positionier- und Bestücksysteme und Verfahren zur Herstellung von Positionierarmen für Positionier- und Bestücksysteme. Positionierarme (1) für Positionier- und Bestücksysteme werden hohen Beschleunigungen ausgesetzt und müssen daher leicht aber dennoch biege- und verwindungssteif ausgeführt werden. Durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen auf der Basis von Metall- oder Keramikschäumen und nicht geschäumten Werkstoffen für Positionierarme (1) in Positionier- und Bestücksystemen sind diese Positionierarme (1) leicht und weisen dennoch eine hohe Steifigkeit auf. Halbzeuge (5) werden im nicht geschäumten Werkstoff angeordnet, da dort eine bessere Verbindung zwischen Halbzeug (5) und Werkstoff (1) sichergestellt ist als im Metall- oder Keramikschaum.

Description

Beschreibung
Positionierarm für Positionier- und Bestucksysteme und Ver¬ fahren zur Herstellung von Positionierarmen
Bei Positionier- und Bestucksystemen, wie z.B. SMD (surface mounted device)- Bestuckautomaten muß die Positioniereinheit m X- und Y-Richtung verfahren werden. Für die X-, Y- Posi¬ tionierachsen wird hierbei eine raumsparende Portalbauweise bevorzugt, bei welcher ein Positionierarm selbst beispiels¬ weise m X-Richtung verfahrbar ist, wahrend eine im horizon¬ talen Bereich des Positionierarms angeordnete Schlittenem- heit das Verfahren der daran befestigten Positioniereinheit m Y-Richtung ermöglicht. Um für derartige Positionierarme, die auch als Portal ausgebildet sein können, hohe Beschleuni¬ gungen mit geringen Antriebs- bzw. Bremsleistungen zu errei¬ chen, ist die bewegte Masse möglichst gering zu halten. Ande¬ rerseits ergibt sich jedoch die Notwendigkeit, die Positio- nierarme, biege- und verwindungssteif zu gestalten.
Biege- und verwindungssteife Positionierarme für Positionier- und Bestucksysteme werden meist als Schweißkonstruktionen, als Edelstahl-Femguß-Konstruktion oder als Verbund aus Edel¬ stahl-Feinguß- und Schweißteilen hergestellt. Des weiteren werden Aluminium-Strangpreßprofile, Aluminium-Gußteile und Keramikwerkstoffe sowie Faserverbundstoffe wie glasfaser- oder kohlefaserverstarkte Laminate eingesetzt.
Bei der Herstellung der biege- und verwmdungssteifen Posi- tionierarme durch Feingießen werden zunächst entsprechende Modelle bereitgestellt, wobei diese sogenannten "verlorenen" Modelle meist aus Wachsen, thermoplastischen Werkstoffen, Harnstoff oder deren Gemischen bestehen.
Aus CH 686 251 ist ein Verfahren zur Herstellung von leichten, biege- und verwmdungssteifen Portalen, insbesondere von Portalen m Bestuckautomaten, bekannt, bei dem aus einem 2 schmelzbaren, auslösbaren und/oder ausbrennbaren Werkstoff ein Modell hergestellt wird, das anschließend durch Beschich¬ ten mit einem Keramikschlicker und anschließendes Trocknen mit einer keramischen Schale versehen wird. Nach Entfernung des Modells, beispielsweise durch Ausschmelzen, wird das Portal durch Brennen fertiggestellt. Nachteilig beim Einsatz von keramischen Werkstoffen sind zum einen der Mangel an geeigneten, preiswerten Verbindungstechniken von keramischen Werkstücken untereinander sowie mit Werkstücken auf einer anderen beispielsweise metallischen Materialbasis und zum anderen die hohe Sprödigkeit von keramischen Material, die unter Belastung leicht zum Zerbrechen eines Portals führen kann.
Leichte, biegefeste Materialien auf der Basis von Metall- schäumen sind ebenfalls bekannt. Aus DE 42 06 303 ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallschaumkörpern bekannt, bei dem ein Metallpulver mit einem Treibmittelpulver gemischt wird, das Pulvergemisch in einem Rezipienten auf eine erhöhte Temperatur gebracht und durch eine Matrize hindurch strangge- preßt wird. Nachfolgend wird das Strangpreßteil durch Erwärmen unter Zersetzung des Treibmittelpulvers aufgeschäumt und als fertiger Schaumkörper abgekühlt.
Aus DE 195 01 508 ist ein Bauteil für das Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils bekannt, wobei das Bauteil aus Aluminiumdruckguß besteht und ein Hohlraumprofil aufweist, in dessen Hohlraum sich ein Kern aus Aluminiumschaum befindet.
Durch die schaumartige Struktur der Werkstücke ist es allerdings schwierig, lösbare Verbindungen zwischen diesen Werkstücken und anderen Werkstücken zu realisieren. In den Metallschaum eingearbeitete Halbzeuge halten im allgemeinen eine starke Zug- oder Verwindungsspannung nicht aus, da auf- grund der Struktur des Metallschaums die Kontaktfläche zum Halbzeug reduziert ist. 3 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Positionier¬ arm sowie ein flexibles Verfahren zur Herstellung von Positionierarmen anzugeben, wobei diese Positionierarme einerseits eine möglichst hohe Biege- und Verwindungssteifigkeit und andererseits ein möglichst geringes Gewicht aufweisen sollen. Das Verfahren soll dabei insbesondere für die Herstellung leichter, biege- und verwindungssteifer Positionierarme für Positionier- und Bestücksysteme geeignet sein.
Die Aufgabe wird durch einen Positionierarm gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2 sowie durch ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 9 oder 10 gelöst.
Wie das Feingießen bietet auch das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit zu optimalem Gestalten, wobei insbesondere die konstruktiven Erfordernisse für eine hohe Biege- und Verwindungssteifigkeit berücksichtigt werden können.
So ist ein Positionierarm aus dem Verbundmaterial: Metall- oder Keramikschaum/ metallisches oder keramisches Material nicht hohl, wie Gußteile aus Stahl, Aluminium oder Keramik, sondern als Vollmaterial zu betrachten und besitzt daher eine hohe Verwindungssteifigkeit und federt bei Beschleunigungen nicht nach.
Dabei sind sowohl Kerne aus Metall- oder Keramikschaum, die mit nicht geschäumtem Werkstoff umgeben sind nach Anspruch 1 oder 9 als auch Kerne aus nicht geschäumten Werkstoff als Kern, die mit einer Mantelschicht aus Metall- oder Keramik- schäum umgeben sind, nach Anspruch 2 oder 10 realisierbar, was zu einer großen Flexibilität in der Gestaltung der Positionierarme führt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben. 4 So sehen die Ausgestaltungen nach Anspruch 3 und nach An¬ spruch 11 vor, statt einem Kern mehrere Kerne gemeinsam mit der Mantelschicht zu umgeben, was eine flexiblere Gestaltung des Positionierarms unter Beibehaltung einer Standardform für Kerne erlaubt. Außerdem entstehen zwischen den Kernen Trennwände aus Vollmaterial, wodurch die Steifigkeit des Positionierarms erhöht wird. Bei herkömmlich Sandgußverfahren sind solche Trennwände nicht realisierbar, da der Sand nach dem Guß wieder entfernt werden muß.
Die vorteilhafte Ausgestaltung des Positionierarms nach Anspruch 4 und des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 15 erlaubt eine weitere Flexibilität m der Gestaltung des Posi- tionierarms durch die Verwendung von Mehrschichtstrukturen, wobei sich Metall- oder Keramikschaume und nicht gesch umte Werkstoffe abwechseln.
Halbzeuge sind nach Anspruch 5 bzw. Anspruch 14 zumindest teilweise im nicht geschäumten Werkstoff angeordnet. Dadurch ergibt sich eine feste Verbindung vom Halbzeug im Positionierarm und damit sind einfache Verbindungen des Positionier- arms mit weiteren Werkstücken realisierbar. So lassen sich beispielsweise Gewinde umgießen, die dann für Schraubverbindungen eingesetzt werden oder auch rohrfor ige Halbzeuge als einfache Realisierung von Kabeldurchführungen, die beim Einsatz m Bestuckautomaten für die Strom- und Datenversorgung von am Positionierarm angebrachten Bestuckkopfen dienen.
Der Einsatz von Aluminium oder Alumimumlegierungen als Me- tallschaum und/oder nicht geschäumten Werkstoff nach einem der Ansprüche 6,7,16 oder 17 fuhrt durch das geringe spezifische Gewicht von Aluminium zu besonders leichten Positionierarmen. Das Elastizitätsmodul von Aluminium-Schaumwerkstoffen ist mit ca. 5 GPa zwar geringer als für Aluminium (69 GPa), Keramik (ca. 300 GPa) oder Stahl (ca. 210 GPa), aufgrund seiner geringen Dichte (300-1000 kg/m3) im Vergleich zu den anderen Materialien (Aluminium: 2700 kg/m3, Keramik: ca. 4000 5 kg/m3, Stahl ca. 8000 kg/m3) ergibt sich eine hohe spezifi¬ sche Biegesteifigkeit, die durch Kombination mit anderen Ma¬ terialien noch verbessert wird.
Aufgrund seiner hohen Steifigkeit eignet sich m vorteilhaf¬ ter auch ein keramischer Werkstoff als nicht geschäumter Werkstoff nach Anspruch 8 oder 13.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind m der Zeichnung dar- gestellt und werden im folgenden naher beschrieben.
Es zeigen
Fig.la einen Kern aus einem Metall- oder Keramikschaum mit einer Mantelschicht aus einem nicht geschäumten Werkstoff, Fig.lb und lc einen Kern aus einem Metall- oder Keramik- schaum, der mit einer Mantelschicht aus einem nicht geschäum¬ ten Werkstoff umgeben ist, im Längs- und im Querschnitt Fig. 2a einen Teil eines Positionierarms, welches durch Um¬ gießen mehrerer Kerne entstanden ist, mit dem dazugehörigen Längs- und Querschnitt m Fig. 2b und 2c,
Fig 3 eine geschichtete Struktur aus Metall- oder Keramik- schaum und nicht geschäumten Werkstoffen, Fig. 4 einen Teil eines Positionierarms mit einer Schicht- Struktur um einen Kern
Fig. 5a den Querschnitt eines Halbzeuges m einem Teil eines Positionierarms auf Metall- oder Keramikschaumbasis, Fig. 5b und 5c im Querschnitt zwei Möglichkeiten ein Halbzeug in einem Positionierarm auf der Basis eines umgossenen Me- tall- oder Keramikschaums anzuordnen,
Fig. 6 einen Teil eines Positionierarms mit umgossenen rohr- formigen Halbzeugen,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Positionierarm mit einem Be- stuckkopf im Einsatz m einem Bestuckautomaten und Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 7. 6 In Fig.l ist dargestellt, wie ein Teil eines Positionierarms eines Positionier- und Bestucksystems 1 aus einem Kern 2 aus Metall- oder Kera ikschaum, der mit einer Mantelschicht 3 aus einem metallischen oder keramischen Material umgössen ist, aufgebaut ist. Zum Umgießen wird dabei ein Niederdruckgußver¬ fahren verwendet. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform wird ein Kern 2 aus Aluminiumschaum mit Aluminium oder einer Aluminium-Legierung umgössen. Aufgrund der geringeren Dichte des Aluminiumschaums wird eine Gewichtsreduzierung gegenüber raas- siven aus Aluminium bestehenden Positionierarmen erzielt. Ge¬ genüber bekannten Verfahren zur Gewichtsreduzierung durch Umgießen von auslosbaren Kernen verbleiben im erfmdungsgemaßen Verfahren die Kerne im Positionierarm, was die Herstellung vereinfacht. Als Keramikschaum eignen sich beispielsweise durch das Vakuumsaugverfahren bearbeitete Aluminiumsilikat- oder Aluminiumoxidfasern bzw. Erdalkalisilikatfasern.
Wie m Fig.2 dargestellt ist, laßt sich das Verfahren variieren, indem beispielsweise mehrere Kerne 2 aus Aluminium- Schaumwerkstoff gemeinsam mit einem metallischen oder keramischen Werkstoff 3 umgössen werden. Dadurch entstehen zwischen den Kernen 2 Trennwände 3a aus dem metallischen oder keramischen Werkstoff 3, die eine höhere Steifigkeit des Positionierarms sicherstellen. Bei herkömmlichen Gußverfahren mit Sandkernen sind solche Trennwände nicht herstellbar, da die Sandkerne nach dem Guß wieder durch Locher entfernt werden m ssen.
Durch mehrmaliges Anwenden der Verfahren Umgießen und Umgeben mit Metall- oder Keramikschaum werden geschichtete Strukturen möglich, wie in Fig. 3 exemplarisch dargestellt ist. Hier ist ein Kern 2 aus Metall- oder Keramikschaum mit einem metallischen oder keramischen Material 3 umgössen worden, welches anschließend von einer weiteren Schicht 4, beispielsweise aus einem weiteren Metall- oder Keramikschaum umgeben ist, der besonders gut Aufprallenergie absorbiert. 7 In Fig. 4 ist dargestellt, wie ein Kern 3 aus einem nicht ge¬ schäumten Material, wie beispielsweise ein Halbzeug oder ein Metall-Gußteil oder Metall-Strangpreßteil von einer Mantel¬ schicht 3 aus Metall- oder Kera ikschaum umgeben ist, welcher wiederum mit einer weiteren Schicht 4 aus einem metallischen oder keramischen Werkstoff umgössen ist. Als Halbzeuge eignen sich beispielsweise Gewindeeinsätze oder Körper mit Montage¬ flächen, die zur Verbindung der Positionierarme mit anderen Bauteilen dienen.
In den Fig. 5a, 5b und 5c sind drei Möglichkeiten gezeigt, Halbzeuge in Positionierarmen anzuordnen. In Fig. 5a ist gezeigt wie ein Halbzeug 5 von Metall- oder Keramikschaum 6 umgeben ist. Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß auf- grund der geringen Oberflächenhaftung zwischen Metall- oder Keramikschaum 6 und Halbzeug 5 die Verbindung häufig nicht ausreichend belastbar ist. Höhere Belastungen werden erzielt durch die Ausführungsform nach Fig. 5b, in der das Halbzeug 5 sowohl vom Kern 2 aus Metall- oder Keramikschaum als auch von der Mantelschicht 3 aus metallischem oder keramischem Material umgeben ist. Auch die Ausführungsform nach Fig. 5c, wobei das Halbzeug 5 in bekannter Weise von der Mantelschicht 3 vom metallischen oder keramischen Werkstoff umgeben ist und keinen Kontakt mit dem Kern 2 aus Metall- oder Keramikschaum aufweist, ist geeignet, hohe Belastungen auszuhalten.
Das Umgeben von rohrförmigen Halbzeugen 7, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, ermöglicht die Aufnahme von Kabeln, die in den rohrförmigen Halbzeugen von einem Ende des Positionier- arms zum anderen geführt werden können, ohne die Gefahr eines Verwirrens von Kabeln beim Bewegen des Positionierarms.
In Fig. 7 ist der Positionierarm 1 aus Kernen 2 und Mantel- schicht 3 dargestellt, wie er in einem Bestückautomaten zum Einsatz kommt. Der Positionierarm 1 ist dabei in X-Richtung an einer Schiene 10 verfahrbar. Im horizontalen Bereich des Positionierarms 1 ist ein Schlitten 11 angebracht, der in Y- Richtung verfahren wird. Mit dem Schlitten 11 ist ein Be- stuckkopf 12 verbunden, der mehrere Saugpipetten 13 entlang seines Umfangs aufnimmt. Die Saugpipetten 13 dienen zum Transport von Bauelementen 14 von nicht dargestellten Zufuh- remheiten zu der gewünschten Position der Bauelemente 14 auf einer Leiterplatte 15, wie es Fig. 8 dargestellt ist. Der Bestuckkopf 13 ist dabei drehbar gelagert, so daß insgesamt beispielsweise mit zwölf Saugpipetten 13 zunächst zwölf Bau¬ elemente 13 aus den Zufuhreinheiten entnommen werden, bevor diese zwölf Bauelemente 13 nacheinander auf die Leiterplatte 15 gesetzt werden.
Im Querschnitt m Fig. 8 ist die Verbindung zwischen dem Schlitten 11 und dem Positionierarm 1 zu erkennen, die durch ein gemäß dem erf dungsgemaßen Verfahren eingebrachtes Halbzeug 5 gewahrleistet ist.
Die Erfindung umfaßt alle weiteren denkbaren Kombinationen von Metallschaumen mit metallischen und/oder keramischen Werkstoffen, die hier nicht im einzelnen dargestellt sind, aber für den Fachmann naheliegend sind. So lassen sich geschichtete Strukturen beispielsweise auch durch Umgeben von metallischen oder keramischen Kernen mit Metall- oder Keramikschaum und anschließendes weiteres Umgießen mit metalli- sehen und/oder keramischen Werkstoffen realisieren.
Die geschilderten Verfahren eignen sich besonders zur Realisierung von Positionierarmen Bestuckautomaten, die besonders starken Beschleunigungskraften ausgesetzt sind. Auch f r hoch beschleunigte Bauteile an Maschinen, deren Ausschwingverhalten starken Einfluß auf Positionierdauer und Positioniergenauigkeit haben, ist das Verfahren geeignet.
Der Einsatz von Aluminium oder Alummiumlegierungen als Me- tall- oder Keramikschaum und/oder nicht geschäumten Werkstoff fuhrt, wie bereits erwähnt, durch das geringe spezifische Gewicht von Aluminium zu besonders leichten Positionierarmen.

Claims

Patentansprüche
1. Positionierarm (1) für Positionier- und Bestücksysteme auf der Basis von metallischen oder keramischen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierarm (1) mindestens einen Kern (2) und eine den Kern (2) umschließende Mantelschicht (3) umfaßt, wobei der Kern (2) aus einem Metall- oder Keramikschaum und die Mantelschicht (3) aus einem nicht geschäumten Werkstoff be- steht.
2. Positionierarm (1) für Positionier- und Bestücksysteme auf der Basis von metallischen oder keramischen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierarm (1) mindestens einen Kern (2) und eine den Kern (2) umschließende Mantelschicht (3) umfaßt, wobei der Kern (2) aus einem nicht geschäumten Werkstoff und die Mantelschicht (3) aus einem Metall- oder Keramikschaum be¬ steht.
3. Positionierarm (l)für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kerne (2) gemeinsam von der Mantelschicht (3) um- schlössen sind.
4. Positionierarm (1) für Positionier- und Bestücksysteme nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß um die Mantelschicht (3) im Wechsel weitere Schichten (4) aus Metall- oder Keramikschaum und nicht geschäumten Werkstoffen angeordnet sind.
5. Positionierarm (1) für Positionier- und Bestücksysteme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 10 daß Halbzeuge (5) zumindest teilweise im nicht geschäumten Werkstoff angeordnet sind.
6. Positionierarm (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschaum aus Aluminiumschaum oder dem Schaum ei¬ ner Aluminiumlegierung besteht.
7. Positionierarm (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der 7Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht geschäumte Werkstoff aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung besteht.
8. Positionierarm (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht geschäumte Werkstoff aus einem keramischen Werkstoff besteht.
9. Verfahren zur Herstellung eines Positionierarms (1) für Positionier- und Bestucksysteme auf der Basis von metallischen oder keramischen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kern (2) aus einem Metall- oder Keramikschaum gefertigt wird, und daß der mindestens eine Kern (2) von einer Mantelschicht (3) aus nicht geschäumten Werkstoff umgeben wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Positionierarms (1) für Positionier- und Bestucksysteme auf der Basis von metallischen oder keramischen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kern (2) aus einem nicht geschäumten Werkstoff gefertigt wird, 11 und daß der mindestens eine Kern (2) von einer Mantelschicht (3) aus einem Metall- oder Keramikschaum umgeben wird.
11. Verfahren zur Herstellung eines Positionierarms (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kerne (2) gefertigt werden, und daß die Kerne (2) gemeinsam von der Mantelschicht (3) u - geben werden.
12. Verfahren zur Herstellung eines Positionierarms (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der Ansprüche 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Werkstoff als nicht geschäumter Werk¬ stoff verwendet wird und daß die Kerne (2) mittels eines Druckgußverfahrens von dem metallischen Werkstoff umgeben werden.
13. Verfahren zur Herstellung eines Positionierarms (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß em keramischer Werkstoff als nicht geschäumter Werkstoff verwendet wird, und daß der keramische Werkstoff anschließend gebrannt wird.
14. Verfahren zur Herstellung eines Positiomerarms (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Halbzeuge (5) gemeinsam mit den Kernen (2) mit dem metallischen Werkstoff umgössen werden.
15. Verfahren zur Herstellung eines Positionierarms (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der Ansprüche 9 bis 14, 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelschicht (3) mit weiteren Schichten (4) aus Me¬ tall- oder Keramikschaum und nicht geschäumten Werkstoffen im Wechsel umgeben wird.
16. Verfahren zur Herstellung eines Positionierarms (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der Anspr che 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminiumschaum oder em Schaum auf der Basis einer Aluminiumlegierung als Metallschaum verwendet wird.
17. Verfahren zur Herstellung eines Positionierarms (1) für Positionier- und Bestucksysteme nach einem der Anspr che 9 bis 12 oder 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminium oder eine Aluminiumlegierung als nicht geschäumter Werkstoff verwendet wird.
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