CN102241185A - 用于丝网印刷单元的丝网定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种丝网定位装置(10)，用于定位丝网印刷单元的丝网(16)，包括至少一个活动部分(12)和至少一个位置固定部分(14)，其中丝网(16)可设置在活动部分(12)上，它通过至少一个调整机构可以相对于位置固定部分(14)进行调整，并且所述活动部分(12)通过一个或多个柔性的部件(20，22，24，26)支承在位置固定部分(14)上。

Description

用于丝网印刷单元的丝网定位装置

技术领域

本发明涉及一种丝网定位装置，用于将丝网(Siebe)定位在丝网印刷单元中，该装置具有至少一个活动部分和至少一个位置固定部分，其中丝网可设置在活动部分上，它通过至少一个调整机构可以相对于位置固定部分进行调整。

背景技术

例如由DE 40 37 678 A1已知一个这样的丝网定位装置。

在利用丝网印刷工艺印刷衬底时，尤其在印刷太阳能电池时，可以印刷功能结构，如表面触点。为此，使衬底相对于丝网印刷单元的丝网进行定位。衬底的定位大多通过可调整的衬底固定体实现。为此必须使衬底逐个地定位并固定在可调整的衬底固定体上。衬底的这种定位明显降低了在印刷衬底时的效率。

定位的另一方法是，固定衬底的位置，并且使丝网相对于衬底的位置对准。DE 40 37 678 A1公开了一个用于使丝网相对于衬底定位的丝网定位装置。为此，在已知的装置中使丝网支承在活动的、通过步进电机驱动的溜板上，其中溜板通过步进电机支承在支承框架上。弹簧张紧在溜板与支承框架之间，负责使溜板均匀地顶压在步进电机上。步进电机原则上具有一定的间隙。因此溜板在支承框架上的支承不是无间隙的。弹簧仅仅能够起到一定的补偿作用。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种定位装置，通过它可以无间隙且快速地执行丝网相对于衬底的定位。

这个目的按照本发明通过一种用于定位丝网的丝网定位装置得以实现，该装置具有至少一个活动部分和至少一个位置固定部分，其中丝网可设置在活动部分上，它通过至少一个调整机构可以相对于位置固定部分进行调整，并且所述活动部分通过一个或多个柔性的部件支承在位置固定部分上。由此通过柔性的部件，能够使活动部分仅仅支承在位置固定部分上。在此，所述柔性的部件最好弹性地构成，并且例如可以通过橡胶缓冲器、杆

或接片(Steg)实现。按照本发明的丝网定位装置还具有优点，在给出衬底位置时，能够使丝网印刷单元的丝网相对于衬底进行精确无间隙地定位。在此不是通过有间隙的驱动装置、而是直接通过柔性的、最好弹性的部件来实现支承。

通过支承起到的复位作用补偿了可能的调整机构间隙。通过这种利用柔性部件实现的支承，尤其避免了反向间隙。在此，丝网定位装置的定位精度位于几微米且以下的范围内。

在本发明的优选实施例中，所述活动部分可构成容纳体，用于最好刚性的丝网框架。该丝网框架可以固定在活动部分上。也可以选择使丝网直接张紧在活动部分上，由此活动部分是丝网框架。可以省去独立的丝网框架，或者说省去作为丝网框架的定位面的溜板。因此在定位时只须运动最小的量。由此，可以极大地提高丝网印刷设备的精度和定位速度。

在另一优选的实施例中，所述柔性的部件可以弯曲地和/或折角地构成。例如可以以L形形状的接片构成柔性的部件。柔性部件的分段最好平行于位置固定的和活动部分的棱边进行延伸，由此能够实现节省空间的布置。通过柔性部件的弧度和/或角度，可以个性化地调整在每个运动方向上的阻力或弹性。因此例如通过在柔性部件中的附加角度或附加弯曲，或者通过柔性部件的相互间以角度设置的分段的数量，可以使丝网定位装置的活动部分在确定的方向上更方便地运动。通过选择相互间以角度设置的各柔性部件分段的长度，同样可以使丝网定位装置的活动部分在确定的方向上更方便地运动，并因此同样限定活动部分运动的优选方向。

在本发明的另一扩展结构中，可以使所述柔性的部件的高度大于其宽度。因为丝网定位装置的活动部分在定位丝网时总是跟随柔性部件的最小阻力，所以通过这种结构迫使活动部分只能在丝网定位装置的水平平面中运动。所述柔性部件使位置固定的与活动部分之间实现振动刚性的连接。通过振动刚性的支承，可以完全省去通过其它支承或者其它支承部件(如球支承的溜板或其它活动的、用于丝网或丝网框架的容纳体)进行的筛网支承。如果柔性部件的高度大于宽度，则它们在垂直于丝网调整方向的方向上具有高的强度，并且可以特别好地承受加载在丝网上的刮墨刀压力。当然也可以以其它的外观特性构成各个柔性部件，例如用于使丝网相对于水平面有意识地翻转。由此例如可以使刮墨刀放置在向下翻转的侧面上，并且向着丝网一侧以相对于衬底最大的距离拉开。

此外可以使所述丝网定位装置的活动部分和位置固定部分整体地构成。由此可以简单地通过由完整材料构成的空隙，建立活动部分与位置固定部分之间的以接片形式构成的柔性部件。例如可以通过具有铣削的、腐蚀的或激光加工的缝隙的平板来实现丝网定位装置，其中该缝隙定义丝网定位装置的活动部分与位置固定部分之间的接片。通过接片，可以使丝网定位装置由整体的固体轴承构成，对于其运动既不需要球轴承，也不需要滚子、导轨、滑动的表面或类似部件。由此不仅节省部件，而且同时也避免连接这些部件的间隙。而是使活动部分通过固定接片与位置固定部分连接，但是它们可以通过调整机构在弹性范围内变形。利用这种固体轴承，可以简单地实现精确的导向，并由此实现在狭窄空间上的精确定位。

所述丝网定位装置的至少一个调整机构有利地包括至少一个驱动装置。该驱动装置能够快速且自动地调整丝网定位装置的活动部分，并且例如可以通过直线驱动装置、螺旋驱动装置或步进电机实现。根据驱动装置的数量和/或柔性连接机构的布置，可以使丝网定位装置的活动部分在不同的多个方向上运动。以这种方式和方法可以使丝网以一维、两维或三维受控地定位。在丝网定位时在将丝网精确地相对于衬底定位以后，可以简单地通过驱动装置和柔性部件的组合保持这个定位。

为了例如以电连接的形式保证直接供电给至少一个驱动装置，可以使驱动装置最好设置在丝网定位装置的位置固定部分上。此外通过在位置固定部分上布置驱动装置，使驱动装置的保养更简单，并由此使活动部分的要活动的量保持尽可能地小。

此外有利的是，至少一个驱动装置是偏心驱动装置，其中偏心体可以间接或直接地作用在活动部分上。使用偏心体能够实现高精度的定位，以及在使用更少部件的条件下在活动部分上实现驱动装置运动的较大无间隙的减速(Untersetzung)。偏心驱动装置可以使活动部分直线地朝位置固定部分进行运动。

在本发明的另一优选的实施例中，所述活动部分可以相对于位置固定部分通过两个驱动装置在第一方向上运动，并且通过一个驱动装置在垂直于第一方向的方向上运动。通过这三个驱动装置的这种布置，能够同时实现用于丝网定位的直线运动和旋转。由此省去复杂的结构，其中除了用于直线运动的装置以外，还必须设有其它机械机构(如附加的旋转轴承)，用于使活动部分旋转。

此外可以优选的是，使至少一个设置在活动部分上或位置固定部分上的驱动装置与运动传递部件连接，它分别作用在另一部件上。由此可以使驱动装置设置在丝网定位装置的外部部位上，这不仅有利于安装的，而且有利于维护。作为运动传递部件，例如可以使用牵引绳索或连杆。如果例如通过偏心驱动装置构成驱动装置，则运动传递部件可以有利地设计得比偏心体的最大运动长得多，以便垂直于有意识的调整方向在活动部分上进行尽可能少的运动。

在本发明的另一扩展结构中，至少一个运动传递部件具有一个或多个变细部位。通过变细部位可以承受垂直于有意识的调整方向的不期望运动，由此避免对于丝网定位的不期望的影响。

有利地可以使至少一个运动传递部件固定在活动部分和/或位置固定部分的凸起上。由此可以方便地将运动传递部件固定在这些部件中的一个上。

此外可以设有至少一个行程测量***，用于确定活动部分相对于位置固定部分的位置。该行程测量***可以机械地或无接触地构成，但是最好以光学行程测量***的形式构成。由此可以在避免负面影响的条件下确定丝网的实际位置，此负面影响例如在行程测量***的情况下可能出现在驱动装置侧面上。尤其可以直接获得活动部分和位置固定部分的相对位置，并且不只间接的，例如通过集成到驱动装置中的测量***。

至少一个行程测量***有利地设置在活动部分和/或位置固定部分的凸起上。因此在同样设置在凸起上的运动传递部件中，可以使行程测量***的测量数据直接追溯到这个运动传递部件的运动上，由此能够使运动实现简单的调整。

附图说明

下面借助于附图详细描述了本发明。附图中：

图1示出按照本发明的丝网定位装置的俯视图；

图2示出在图1中虚线框出的丝网定位装置部位的后视图。

具体实施方式

图1示出了丝网定位装置10，它包括活动部分12和位置固定部分14。在活动部分12上设置丝网框架，用于固定具有模板或印刷结构18的丝网16。活动部分12与位置固定部分14利用构成为接片的柔性部件20，22，24，26连接。在此通过将开孔28，30，32，34加入到金属板、尤其是铝板或钢板中，来制成柔性部件。通过这个措施，使金属板划分成位置固定部分14和活动部分12，其中部分12，14通过柔性的部件20，22，24，26连接。因此使丝网定位装置10整体地构成，即，位置固定部分14与活动部分12材料结合地相互连接并且一体地构成。即，通过在活动部分12与位置固定部分14之间保留的材料，限定了柔性的部件20，22，24，26。第一柔性的部件20保留在第一开孔28与第二开孔30之间。第二开孔30和第三开孔32形成第二柔性部件22。第三开孔32与第四开孔34限定了第三柔性部件24。最后，使第四柔性部件26通过第四开孔34和第一开孔28构成。由于以直角加入的开孔28，30，32，34，所构成的柔性部件20，22，24，26也直角地构成。因此，所述丝网定位装置10的活动部分12和位置固定部分14可以基本上通过直角加入的开孔28，30，32，34简单且成本有利地由唯一的板制成。

通过部分12，14的材料厚度限定的柔性部件20，22，24，26的高度大于其宽度，即，板厚于通过开孔28，30，32，34限定的柔性部件20，22，24，26的宽度。由此使丝网定位装置10的活动部分12在水平面中受限地活动，并且垂直于图面基本不能活动。由于活动部分12垂直于图面的不可活动性，无需另外支承活动部分12。同时由于它的不可活动性，在保持丝网位置时可实现高精度。

为了印刷衬底(例如太阳能电池)，使衬底预定位在输送带(未示出)上在丝网定位装置10下面移动。在此通过真空吸附使衬底固定在输送带上。现在，为了使丝网16相对于衬底进行定位，使活动部分12对应于事先获得的衬底位置或衬底结构的位置来定位。通过调整机构实现定位，调整机构包括X1-驱动装置38、X2-驱动装置40和Y-驱动装置41。X1-驱动装置38和X2-驱动装置40使活动部分12在x向上、即在双箭头42的方向上运动，而Y-驱动装置41使活动部分12在y向上、即在双箭头43的方向上移动。如果X1-驱动装置38不与X2-驱动装置40同步地运动，则活动部分12旋转。通过由活动部分12的直线运动和旋转构成的组合，可以使丝网16精确地相对于结构定位在衬底上。通过柔性部件20，22，24，26可以使活动部分12无间隙地利用驱动装置38，40，41移动，并接着同样无间隙地保持在其正确的位置中。驱动装置38，40，41由偏心驱动装置构成，其偏心体运动分别通过所属的连杆形式的运动传递部件传递到活动部分12上。

为此图2示例地示出X1-驱动装置38的运动传递到活动部分12上。X1-驱动装置38包括具有驱动轴44的电动机(未示出)，该驱动轴抗扭转地配合在由偏心体构成的衬入部件46上。该衬入部件46又抗扭转地与驱动轴承48的内侧连接。该驱动轴承48由球轴承构成并且在其外侧面上通过包括夹紧螺栓52的夹紧连接50与运动传递部件54相连。为了固定和维护运动传递部件54，可以松开夹紧螺栓52并且从驱动轴承48上取下夹紧连接50。在图2中所示的夹紧连接50由运动传递部件54的组成部分构成。当然，夹紧连接50和运动传递部件54也可以多体地构成。

在驱动轴44旋转时，使运动传递部件54在双箭头42方向上移动。运动传递部件54又与活动部分12连接，由此使活动部分12通过X1-驱动装置38同样在双箭头42的方向上移动。运动传递部件54在位置固定部分14的凹下56中垂直于图面在与活动部分12相同的高度上运动。由此避免作用力垂直于图面导入到活动部分12上。

由偏心驱动装置构成的X1-驱动装置38还在双箭头43的方向上移动运动传递部件54。但是由于运动传递部件54的长度和运动传递部件54的变细部位58，使在双箭头43方向上对于活动部分12的影响小到可以忽略。在双箭头43方向上的运动首先在驱动轴承48上实现，即，远离运动传递部件54在活动部分12上的作用点。此外，通过相应地反控制其它驱动装置，可以补偿不期望的运动。变细部位58允许运动传递***54在双箭头方向43上的变形。因此在双箭头方向43上的运动与活动部分12保持尽可能远离。

为了确定活动部分12在X1-方向上的绝对位置，在活动部分12的第一凸起60上固定着光学的X1-行程测量***62。该光学的X1-行程测量***62例如可以通过照相测量或者干涉仪测量来确定活动部分12朝位置固定部分14的准确距离。通过X1-行程测量***62在活动部分12的第一凸起60上的布置，可以通过X1-行程测量***62确定在双箭头42方向上的绝对运动，并且可用于调节X1-驱动装置38，在第一凸起上也固定着运动传递部件54。

X2-驱动装置40及其在活动部分12上的运动传递与前面所述的X1-驱动装置38的运动传递类似。为了使活动部分12在Y向、即在双箭头43的方向上移动，使Y-驱动装置41与X1-运动的布置类似地，通过具有运动传递部件64和螺栓固定件66的偏心布置，利用两个固定螺栓68，70与活动部分12连接。为了使运动传递部件64在双箭头42方向上的不期望的横向运动最小，使运动传递部件64具有变细部位72。不仅Y-驱动装置的运动，而且X2-驱动装置的运动都通过行程测量***(未示出)监控。除了确定活动部分12的位置以外，行程测量装置也可以用于获得偏差，例如由于偏心驱动装置或丝网定位装置10的振动引起的小偏差，并且发送到控制装置上，此控制装置通过控制驱动装置38，40，41来补偿偏差。

Claims (14)

1.一种丝网定位装置(10)，用于定位丝网印刷单元的丝网(16)，该装置具有至少一个活动部分(12)和至少一个位置固定部分(14)，其中丝网(16)可设置在活动部分(12)上，该活动部分(12)通过至少一个调整机构能够相对于位置固定部分(14)进行调整，其特征在于，所述活动部分(12)通过一个或多个柔性的部件(20，22，24，26)支承在位置固定部分(14)上，其中所述丝网定位装置(10)的活动部分(12)和位置固定部分(14)一体地构成。

2.如权利要求1所述的丝网定位装置，其特征在于，所述活动部分(12)构成丝网框架的容纳体。

3.如权利要求1所述的丝网定位装置，其特征在于，至少一个部件(20，22，24，26)构成为接片。

4.如权利要求1、2或3所述的丝网定位装置，其特征在于，所述柔性的部件(20，22，242，6)弯曲地和/或折角地构成。

5.如上述权利要求中任一项所述的丝网定位装置，其特征在于，所述柔性的部件(20，22，242，6)的高度大于其宽度。

6.如上述权利要求中任一项所述的丝网定位装置，其特征在于，所述丝网定位装置的至少一个调整机构包括至少一个驱动装置(38，40，41)。

7.如权利要求6所述的丝网定位装置，其特征在于，至少一个驱动装置(38，40，41)设置在位置固定部分(14)上。

8.如权利要求6或7所述的丝网定位装置，其特征在于，至少一个驱动装置(38，40，41)是偏心驱动装置，其中偏心体间接或直接地作用在活动部分(12)上。

9.如上述权利要求中任一项所述的丝网定位装置，其特征在于，所述活动部分(12)能够相对于位置固定部分(14)通过两个驱动装置(38，40)在第一方向(42)上运动，并且通过一个驱动装置(41)在垂直于第一方向(42)的方向(43)上运动。

10.如上述权利要求中任一项所述的丝网定位装置，其特征在于，至少一个设置在活动部分(12)上或位置固定部分(14)上的驱动装置(38，40，41)与运动传递部件(54，64)连接，该运动传递部件(54，64)相应地作用在另一部件(12，14)上。

11.如权利要求10所述的丝网定位装置，其特征在于，至少一个运动传递部件(54，64)具有一个或多个变细部位(58，72)。

12.如权利要求10或11所述的丝网定位装置，其特征在于，至少一个运动传递部件(54，56)固定在活动部分和/或位置固定部分(12，14)的凸起(60)上。

13.如上述权利要求中任一项所述的丝网定位装置，其特征在于，设有至少一个行程测量***(62)，用于确定活动部分(12)相对于位置固定部分(14)的位置。

14.如权利要求13所述的丝网定位装置，其特征在于，至少一个行程测量***(62)设置在活动部分和/或位置固定部分(12，14)的凸起(60)上。

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