WO2000018206A1 - Vorrichtung zum herstellen von elektrischen baugruppen - Google Patents

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WO2000018206A1
WO2000018206A1 PCT/DE1999/001992 DE9901992W WO0018206A1 WO 2000018206 A1 WO2000018206 A1 WO 2000018206A1 DE 9901992 W DE9901992 W DE 9901992W WO 0018206 A1 WO0018206 A1 WO 0018206A1
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WO
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positioning arms
component carrier
transport path
positioning
pivot bearings
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PCT/DE1999/001992
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Schulz
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0478Simultaneously mounting of different components

Definitions

  • the invention relates to a device for producing electrical assemblies, in particular for equipping at least one component carrier (1) with electrical components (2), the device for the component carrier (1) providing at least one e.g. linear transport path (4) is passed, by means of which the component carrier (1) can be transported to and away from at least one processing field, the component carrier (1) being able to be fixed temporarily in the processing field.
  • Such a device is e.g. made known by US 5,002,448.
  • the positioning arm is then in one over the machining field of the device between component feeders and a printed circuit board to be assembled
  • Linear guide can be moved by means of a drive spindle.
  • a placement head can be moved along the positioning arm, which picks up the components from peripherally arranged feed devices and places them on the component carrier at the intended locations.
  • Two mutually opposing positioning arms with placement heads are provided on both sides of the processing field, which can alternately collect components from the feed devices or place them on the component carrier. In particular, if more components are required from one side than from the other, the power capacity of one of the positioning arms cannot be fully utilized, so that the placement performance drops.
  • the invention has for its object to increase the placement performance.
  • the positioning arm is fixed at one end by the rotary bearing.
  • the complex linear guide is thus replaced by the simple, precise and compact rotary guide.
  • the actuator can e.g. Attack the positioning arm in the peripheral area. After the desired arm position has been reached, the positioning arm is fixed by the actuator.
  • Such a positioning arm held between two clamping points is stressed by bending forces considerably less on bending and can thus be made considerably slimmer and longer.
  • the pivot bearings can be supported on the chassis with compact components in a simple manner. Due to the fact that the positioning arms protrude back to back in different directions and that the processing fields are arranged one behind the other, the positioning arms no longer interfere with each other, so that e.g. the placement performance can be increased significantly. Nevertheless, the outlay on the device can be considerably reduced.
  • a particular advantage is that more space is available for the feed devices, so that the number of components provided can be more than doubled. This means that fewer placement machines have to be used in a production line.
  • the arrangement of the rotary bearings and the feed devices according to claim 2 achieves a symmetrical design in which a large number of components can be provided.
  • the common bearing pin according to claim 3 makes it possible to arrange the magnetic parts of the linear motor concentrically and together in a closed ring, so that components in the central area of the device kept ready and can be beitungsfelder distributed by cross pivotal movements on both Bear ⁇ .
  • the development according to claim 5 can be implemented with feed devices arranged offset from one another.
  • the bearings are located outside the transport route and can be anchored directly to the chassis. There are short swiveling movements with a compact design.
  • Figure 1 shows a side view of a device for
  • FIG. 2 shows a top view of the device according to FIG. 1, Figures 3 and 4 modified parts of the device according to the
  • Figure 5 is a plan view of another device.
  • a device for equipping component carriers 1 with electrical components 2 has a chassis 3 on which a linear transport path 4 for component carriers 1 designed as printed circuit boards is attached.
  • a carrier 5 bridging the transport path 4 is also fastened, on the upper side of which two fixed pivot bearings 6 for two elongated positioning arms 7 are attached.
  • the axis of rotation of the pivot bearing 6 is perpendicular to the plane of the transport path 4 on which the component carrier 1 rests.
  • a placement head 8 is arranged on the underside of the positioning arm 7 facing this, which can be moved along the positioning arm 7 in accordance with the horizontal movement files.
  • the component carrier 1 shown here lies with its underside on e.g. on transportable belts (not shown) of the transport route and corresponds in its surface dimensions to a processing field, which here forms the placement area for the components.
  • the positioning arms 7 can each be pivoted parallel to the processing field around the rotary bearing 6 by means of a linear motor which is formed from a coil part 9 fastened to the positioning arm 7 and stationary magnetic parts 10. These extend concentrically to the pivot bearing 6 along the travel path of the coil part 9 and are fastened to an annular support part 11, which by means of two holders 12
  • Chassis 3 is anchored.
  • the coil part 9 is fastened to the positioning arm 7 in the peripheral area on the upper side facing away from the placement head 8.
  • the magnetic parts 10 are arranged with a small air gap above the coil part 9. They extend over such a large angular range that the 7 may cover the whole machining ⁇ tung field positioning the placement head. 8
  • the linear motor can be moved with high angular accuracy according to the curved movement arrows. After reaching a selected angular position, the position of the linear motor is fixed electromagnetically. The positioning arm 7 is thus held in the area of both ends, as a result of which harmful bending vibrations are largely avoided.
  • the processing fields are arranged on both sides of the pivot bearing 6 on the transport path 4.
  • feed devices 13 are arranged, which, with their 7 pick-up locations 14, extend parallel to the transport direction of the component carriers 1, the field indicated by dash-dotted lines marking another arrangement variant in which the inclined feed devices 13 are arranged along the outer edge of the pivoting range of the positioning arms .
  • These can be pivoted between the angles indicated by dash-dotted lines and, with their placement heads 9, reach all the pick-up locations 14 located on their side and all placement points on the component carrier 1.
  • FIGS. 3 and 4 show a variant of the rotary bearing 6, in which the inner ends of the positioning arms 7 engage in a hinge-like manner and are mounted on a common bearing journal.
  • the magnetic parts can be arranged concentrically on both sides.
  • the two pivot bearings are arranged in the central region of the transport route 4 on its two sides. Their pivoting range is dimensioned such that the positioning arm 4 can be pivoted from a position parallel to the transport path 4 into a position crossing the transport path, the magnetic parts 10 having a corresponding arc region cover and wherein the feed devices 13 along the -
  • Transport route 4 are arranged offset to each other.
  • the two rotary bearings 6 are arranged at a height of the transport path 4, so that the overall length of the device is reduced by the bearing distance shown in FIG.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung weist zwei drehbar gelagerte Positionierarme (7) auf, die im Mittelabschnitt einer gemeinsamen Transportstrecke (4) für Bauelementeträger (1) in Drehlagern (6) schwenkbar gelagert sind. Zu beiden Seiten der Drehlager sind in der Transportstrecke Bearbeitungsfelder für die Bauelementeträger (1) vorgesehen, über die die Positionierarme (7) hinwegschwenken können. Die Positionierarme greifen auf getrennte Arbeitsbereiche zu und können somit voneinander unbeeinflußt mit voller Leistungskapazität betrieben werden. Durch die einfache kompakte Lagerung kann der Vorrichtungsaufwand verringert werden und durch die getrennte Anordnung und Drehbarkeit der Positionierarme kann die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung gesteigert werden.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Herstellen von elektrischen Baugruppen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von elektrischen Baugruppen, insbesondere zum Bestücken zumindest eines Bauelementeträgers (1) mit elektrischen Bauelementen (2) , wobei durch die Vorrichtung für den Bauelementeträger (1) zumindest eine z.B. linearen Transportstrecke (4) hindurchgeführt ist, mittels der der Bauelementeträger (1) zu zumindest einem Bearbeitungsfeld hin und von diesem weg transportierbar ist, wobei der Bauelementetrager (1) im Bearbeitungsfeld te - porär fixierbar ist.
Ein derartige Vorrichtung ist z.B. durch die US 5,002,448 bekannt geworden. Danach ist der Positionierarm über dem Bearbeitungsfeld der Vorrichtung zwischen Bauelementezufüh- rungen und einer zu bestückenden Leiterplatte in einer
Linearführung mittels einer Antriebsspindel verfahrbar. Entlang dem Positionierarm ist ein Bestückkopf verfahrbar, der die Bauelemente von peripher angeordneten Zuführeinrichtungen abholt und an den bestimmungsgemäßen Stellen auf den Bauele- menteträger aufsetzt. Es sind zwei zu beiden Seiten des Bearbeitungsfeldes geführte, einander entgegenragende Positionierarme mit Bestückköpfen vorgesehen, die wechselweise Bauelemente an den Zuführeinrichtungen abholen bzw, auf den Bauelementeträger aufsetzen können. Insbesondere wenn von einer Seite mehr Bauelemente benötigt werden als von der anderen, kann die Leistungskapazität eines der Positionierarme nicht voll ausgeenutzt werden, so daß die Bestückleistung zurückgeht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bestückleistung zu steigern.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Durch das Drehlager ist der Positionierarm an einem Ende festgelegt. Die aufwendige Linearführung wird somit durch die einfache, genaue und kompakte Drehführung ersetzt. Der Stellantrieb kann z.B. im peripheren Bereich am Positionierarm angreifen. Nach dem Erreichen der gewünschten Arm- Stellung wird der Positionierarm vom Stellantrieb fixiert.
Ein derartiger zwischen zwei Einspannstellen gehaltener Positionierarm wird durch die auftretenden Massenkräfte erheblich geringer auf Biegung belastet und kann dadurch erheblich schlanker und länger ausgebildet werden.
Durch die Anordnung von zwei Bearbeitungsfeldern und zwei in entgegengesetzte Richtung ragenden Positionierarmen, deren Drehlager einander eng benachbart sind, ist es möglich, die Führungen auf einen engen Chassisbereich zu konzentrieren. Die Abstützung der Drehlager am Chassis kann mit kompakten Bauteilen in einfacher Weise realisiert werden. Dadurch, daß die Positionierarme Rücken an Rücken gelagert in unterschiedliche Richtungen ragen und daß die Bearbeitungsfelder hinter- einanderliegend angeordnet sind, behindern sich die Positionierarme nicht mehr gegenseitig, so daß z.B. die Bestückleistung erheblich gesteigert werden kann. Dennoch läßt sich der Vorrichtungsaufwand erheblich verringern.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß für die Zuführeinrichtungen mehr Fläche zur Verfügung steht, so daß die Anzahl der bereitgestellten Bauelemente mehr als verdoppelt werden kann. Das bedeutet, daß in einer Fertigungslinie weniger Bestückautomaten eingesetzt werden müssen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Ansprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet.
Durch die Anordnung der Drehlager und der Zuführeinrichtungen nach Anspruch 2 wird eine symmetrische Bauweise erzielt, bei der eine große Anzahl von Bauelementen bereitgestellt werden kann.
Der gemeinsame Lagerzapfen nach Anspruch 3 ermöglicht es, die Magnetteile des Linearmotors konzentrisch anzuordnen und in einem geschlossenen Ring zusammenzufassen, so daß auch Bauelemente im zentralen Bereich der Vorrichtung bereitgehalten und durch übergreifende Schwenkbewegungen auf beide Bear¬ beitungsfelder verteilt werden können.
Die getrennten Lagerzapfen nach Anspruch 4 ermöglichen es, die voneinander unabhängigen Positionierarme identisch auszubilden.
Die Weiterbildung nach Anspruch 5 läßt sich mit zueinander versetzt angeordneten Zuführeinrichtungen realisieren. Die Lagerstellen befinden sich hier außerhalb der Transportstrecke und können unmittelbar am Chassis verankert werden. Es ergeben sich kurze Schwenkbewegungen bei kompakter Bau- weise.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung schematisiert dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert .
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum
Bestücken von Bauelementeträgern mit elektrischen Bauelementen,
Figur 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Figur 1, Figur 3 und 4 modifizierte Teile der Vorrichtung nach den
Figuren 1 und 2,
Figur 5 eine Draufsicht auf eine andere Vorrichtung.
Nach den Figuren 1 und 2 weist eine Vorrichtung zum Bestücken von Bauelementeträgern 1 mit elektrischen Bauelementen 2 ein Chassis 3 auf, auf dem eine lineare Transportstrecke 4 für die als Leiterplatten ausgebildeten Bauelementeträger 1 angebracht ist. Am Chassis 3 ist ferner ein die Transportstrecke 4 überbrückender Träger 5 befestigt, auf dessen Oberseite zwei feststehende Drehlager 6 für zwei längliche Positionierarme 7 angebracht sind. Die Drehachse der Drehlager 6 steht senkrecht zur Ebene der Transportstrecke 4, auf dem der Bauelementeträger 1 aufliegt. Auf der diesem zugewandten Unter- seite des Positionierarms 7 ist ein Bestückkopf 8 angeordnet, der entlang dem Positionierarm 7 gemäß den waagerechten Bewegungsfeilen verfahrbar ist. Der hier dargestellte Bauelementeträger 1 liegt mit seiner Unterseite auf z.B. auf nicht dargestellten umlauffähigen Gurten der Transportstrecke auf und entspricht in seinen Flächenabmessungen einem Bearbeitungsfeld, das hier den Bestückbereich für die Bauelemente bildet .
Die Positionierarme 7 sind jeweils parallel dem Bearbeitungs- feld um das Drehlager 6 mittels eines Linearmotors schwenkbar, der aus einem am Positionierarm 7 befestigten Spulenteil 9 und stationären Magnetteilen 10 gebildet ist. Diese erstrecken sich konzentrisch zum Drehlager 6 entlang dem Verfahrweg des Spulenteils 9 und sind an einem ringförmigen Trägerteil 11 befestigt, das mittels zweier Halter 12 am
Chassis 3 verankert ist. Das Spulenteil 9 ist im peripheren Bereich auf der dem Bestückkopf 8 abgewandten Oberseite am Positionierarm 7 befestigt. Die Magnetteile 10 sind mit einem geringen Luftspalt oberhalb des Spulenteils 9 angeordnet. Sie erstrecken sich über einen so großen Winkelbereich, daß der Positionierarm 7 mit dem Bestückkopf 8 das gesamte Bearbei- tungsfeld überdecken kann.
Der Linearmotor kann mit hoher Winkelgenauigkeit gemäß den gebogenen Bewegungspfeilen verfahren werden. Nach Erreichen einer gewählten Winkelposition wird der Linearmotor in seiner Stellung elektromagnetisch fixiert. Damit ist der Positionierarm 7 im Bereich beider Enden festgehalten, wodurch schädliche Biegeschwingungen weitgehend vermieden werden.
Die Bearbeitungsfelder sind zu beiden Seiten der Drehlager 6 auf der Transportstrecke 4 angeordnet. Zu beiden Seiten der Transportstrecke sind Zuführeinrichtungen 13 angeordnet, die sich mit ihren 7Abholplätzen 14 parallel zur Transportrichtung der Bauelementeträger 1 erstrecken, wobei das strichpunktiert angedeutete Feld eine andere Anordnungsvariante markiert, bei der die schrägstehenden Zuführeinrichtungen 13 entlang dem äußeren Rand des Schwenkbereiches der Positionierarme angeordnet sind. Diese sind zwischen den strichpunktiert angedeu- teten Winkeln schwenkbar und erreichen mit ihren Bestückköpfen 9 sämtliche auf ihrer Seite befindliche Abholplätze 14 sowie sämtliche Aufsetzstellen auf dem Bauelementeträger 1.
In den Figuren 3 und 4 ist eine Variante der Drehlager 6 dar- gestellt, bei der die inneren Enden der Positionierarme 7 scharnierartig ineinandergreifen und auf einem gemeinsamen Lagerzapfen gelagert sind. In diesem Falle können die Magnetteile beider Seiten konzentrisch angeordnet werden.
Nach Figur 5 sind die beiden Drehlager im Mittelbereich der Transportstrecke 4 zu deren beiden Seiten angeordnet. Ihr Schwenkbereich ist so bemessen, daß der Positionierarm 4 aus einer zur Transportstrecke 4 parallelen Stellung in eine die Transportstrecke kreuzende Stellung geschwenkt werden kann, wobei die Magnetteile 10 einen entsprechenden Bogenbereich überdecken und wobei die Zuführeinrichtungen 13 entlang der -
Transportstrecke 4 zueinander versetzt angeordnet sind. Die beiden Drehlager 6 sind auf einer Höhe der Transportstrecke 4 angeordnet, so daß sich die Gesamtlänge der Vorrichtung um den in Figur 2 dargestellten Lagerabstand verringert.
Es ist auch möglich, auf der den Drehlager 6 jeweils abgewandten Seite die zugehörige Zuführeinrichtung mit den Abholplätzen schräg zur Transportrichtung anzuordnen, wie dies mit der strichpunktiert umrandeten Fläche angedeutet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Herstellen von elektrischen Baugruppen, insbesondere zum Bestücken zumindest eines Bauelementeträgers (1) mit elektrischen Bauelementen (2), wobei durch die Vorrichtung für den Bauelementeträger (1) zumindest eine z.B. linearen Transportstrecke (4) hindurchgeführt ist, mittels der der Bauelementeträger (1) zu zumindest einem Bearbeitungsfeld hin und von diesem weg transportierbar ist, wobei der Bauelementeträger (1) im Bearbeitungsfeld temporär fixierbar ist, wobei die Vorrichtung zumindest zwei in zumindest einer Führung (z.B. 6) gelagerte längliche Positionierarme (7) auf- weist, die mittels zumindest zweier Stellantriebe (z.B. 9 und 10,13 und 14) in einer Ebene über dem Bearbeitungsfeld verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung als an der Vorrichtung feststehende Drehlager (6) für den über dem Bearbeitungsfeld schwenkbaren Positionierarm (7) ausgebildet ist, daß in der Transportrichtung hintereinanderliegend zwei Bearbeitungsfelder vorgesehen sind, daß jedem der Bearbeitungsfelder einer der Positionierarme (7) zugeordnet ist und daß die Drehlager (6) im Zwischenbereich zwischen den Bearbeitungsfeldern angeordnet sind.
2. daß die Drehlager (6) an einem feststehenden Träger (5) angebracht sind, der die Transportstrecke (4) brückenartig übergreift, daß die Drehlager (6) im mittleren Spurbereich der Transportstrecke (4) angeordnet sind und daß Zuführeinrichtungen (13) für die Bauelemente symmetrisch zu beiden Seiten der Transportstrecke (4) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennz e i chnet , daß die beiden Positionierarme (7) auf einem gemeinsamen Lagerzapfen gelagert sind.
4. Vorrichtung nach -Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet , daß die beiden Positionierarme auf getrennten Lagerzapfen gelagert sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennz e i chnet , daß die beiden Drehlager (6) wechselweise zu beiden Seiten der Transportstrecke (4) angeordnet sind.
PCT/DE1999/001992 1998-09-24 1999-07-01 Vorrichtung zum herstellen von elektrischen baugruppen WO2000018206A1 (de)

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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 271 (E - 1218) 18 June 1992 (1992-06-18) *

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