DE19537404C2 - Übergabevorrichtung mit einer Platinenansaugeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Übergabevorrichtung mit einer Platinenansaugeinrichtung entsprechend dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1. Eine solche Übergabevorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgeworden.

Bei der offenkundig vorbenutzten Übergabevorrichtung ist der Balken unbeweglich an einem ortsfesten Rahmen beidendig befestigt. Die Platinenansaugeinrichtung wird von zwei Bewegungsantrieben verfahren, und zwar von einem ersten Bewegungsantrieb zum Absenken einer Platinenansau­ gerspinne auf einen Platinenstapel und zum anschließenden Anheben einer angesaugten Platine von diesem Stapel. Die­ ser Bewegungsantrieb besteht beim Stand der Technik aus einer Kolben-Zylinder-Einheit entsprechend großer Masse. Ferner wird die Platinenansaugeinrichtung von einem zwei­ ten Bewegungsantrieb translatorisch zwischen zwei Endan­ schlägen mittels eines Motors auf dem Balken verfahren. Dieses Verfahren der Platinenansaugeinrichtung erfolgt in Form von beschleunigten Bewegungen, die in Verbindung mit den relativ großen zu bewegenden Massen beider Bewegungs­ antriebe, insbesondere am Übergabebereich der Platine zur Arbeitsstation, die Vernichtung entsprechend großer kine­ tischer Energien erfordern. Dabei werden Schwingungen in­ duziert, die zu einem "Flattern" der Platine führen. Dem ist man bisher durch große Massen zur Abbremsung am Über­ gabebereich entgegengetreten, was jedoch wiederum eine starke Führung und somit einen entsprechend massebehafte­ ten Führungsbalken bedingt.

Eine der vorerwähnten offenkundig vorbenutzten Über­ gabevorrichtung gleichende gattungsgemäße Übergabevor­ richtung ist in dem vorveröffentlichten DE-Prospekt "HSP 200 HANDHABUNGSSYSTEME FÜR MODERNE PRODUKTIONSLINIEN" der KUTTLER Handhabungstechnik GmbH, D-78083 Dauchingen, Niedereschacher Str. 44, beschrieben.

Von der EP 0 073 185 ist ein Schweißautomat mit ei­ nem portalartigen Rahmen bekannt, an dessen horizontalem Führungsbalken zwei Knickarmroboter hin- und her verfahr­ bar sind. Der Führungsbalken wiederum ist an seinen bei­ den Enden an je einer Säule auf- und ab beweglich ge­ führt.

Von der DE 42 26 072 A1 (s. dort insbesondere Fig. 2) ist ein sich in einer horizontalen Ebene erstreckendes zweidimensioniales Antriebssystem bekannt, dessen zen­ trale Werkstückaufnahme von zwei sich rechtwinklig kreu­ zenden Spindeln je eines Gewindetriebs durchsetzt ist. An Geradführungen verschiebliche Spindelantriebe und spindelendseitige Führungsschlitten sind jeweils an zwei einander parallelen, voneinander distanzierten, umlaufend geführten Synchron-Riemen befestigt, die jeweils an einem Umkehrende über eine Riemenscheibe laufen. Jeweils zwei Riemenscheiben sind drehstarr auf einer Welle angeordnet, um einen zwangsweisen Synchronlauf zweier korrespondie­ render Riemen zu erzielen.

Von dem DE-GM 77 12 606 ist schließlich eine Verle­ gekarre bekannt, deren mit einem Klemmgreifer versehener vertikal beweglicher Lastausleger über eine umgelenkte Lastkette mit einem auf- und ab beweglichen Gegengewicht bewegungsverbunden ist.

Vom Gegenstand der offenkundigen Vorbenutzung ausge­ hend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Übergabevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, welche mit einem relativ geringen Bauaufwand eine große Hub- und Vorschubgeschwindigkeit der Platine an die Arbeitsstation gestattet und zugleich nachteilige Schwin­ gungen, insbesondere ein Flattern der Platine, aus­ schließt.

Diese Aufgabe wird gemeinsam mit den Merkmalen des Oberbegriffs und des Kennzeichenteils des Anspruchs 1 ge­ löst.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausge­ staltungen. Durch die räumliche Trennung des Hubantriebs von dem Vorschubantrieb der Platinenansaugeinrichtung, wobei der Hubantrieb räumlich fest angeordnet ist, wirkt eine relativ große, abzubremsende Massenträgheit stets nur in vertikaler Richtung und eine weitere, demgegenüber jedoch geringere Massenträgheit in horizontaler Richtung.

Der Balken ist an beiden Enden am Rahmen über je eine Führung bewegbar und mittels des an ihm angreifenden Hubantriebes vertikal verfahrbar. Hierdurch werden die von der abzubremsenden kinetischen Energie der Massen­ trägheiten herrührenden Schwingungen in vertikaler Rich­ tung von dem entsprechend starr ausgebildeten Rahmen auf­ gefangen, der keineswegs unbedingt mit einem entsprechend ortsfesten Fundament verbunden sein muß, sondern auf ei­ nem Rollengestell angeordnet und mit diesem verfahren werden kann.

Weiterhin greift an dem Balken nur ein Hubantrieb an. Die Führung des Balkens umfaßt zur verkantungsfreien Bewegung zwei an seinen beiden Enden angreifende, in Ver­ tikalstützen des Rahmens endlos geführte Ketten oder Zahnriemen, die über eine an beiden Enden gelagerte und dort mit drehfest verbundenen Zahnrädern versehene Welle formschlüssig miteinander gekuppelt sind. Durch diese Merkmale erfolgt an beiden Enden des Balkens durch die formschlüssige Kupplung einer Kette oder eines Zahnrie­ mens in Verbindung mit der Welle eine vollkommen synchro­ nisierte Bewegung des Balkens in beiden Vertikalrichtun­ gen. Dabei ist es völlig gleichgültig, ob der Balken ex­ akt horizontal oder schräg am Rahmen angeordnet wird. Als besonders einfache Lösung erweist es sich, daß eine der Ketten oder einer der Zahnriemen mit einem Elektromotor als Hubantrieb gekuppelt ist. In diesem Fall sind weitere Hubantriebe entbehrlich.

Erfindungsgemäß sind die beiden Ketten oder die bei­ den Zahnriemen auf ihrer von der Kupplung abgewandten Seite mit je einem Ausgleichsgewicht versehen. Mit diesen Erfindungsmerkmalen ist es gelungen, die anzuhebenden bzw. abzusenkenden Gewichte und damit verbundenen Massen­ trägheiten bezüglich des Balkens, der Platinenansaugvor­ richtung und der Platinen selbst auszutarieren, um so verzögerungsarm und mit möglichst niedrigem Energieauf­ wand rasch beschleunigen oder abbremsen zu können.

Bei der Ausbildung des Hubantriebes gestattet die Erfindung mehrere unterschiedliche Ausführungsformen:

Nach einer ersten Ausführungsform besteht der Huban­ trieb aus einem vertikal in dem Rahmen angeordneten kol­ benstangenlosen Zylinder, dessen beidseitig beaufschlag­ ter Kolben mit dem Balken formschlüssig gekoppelt ist. Diese Ausbildung zeichnet sich durch eine besondere un­ auffällige Eleganz des keine Kolbenstange benötigenden Zylinders aus, der entsprechend ortsfest am Rahmen ange­ ordnet werden kann und zu dessen Versteifung beiträgt.

Nach einer zweiten Ausführungsform wird der Huban­ trieb von einer pneumatisch oder hydraulisch beaufschlag­ baren Kolben-Zylinder-Einheit gebildet, deren Kolbenstan­ genende an dem Balken und dessen Zylinder an dem Rahmen angelenkt ist. Auch diese Ausführungsform gestattet mit sämtlichen bekannten hydraulischen und pneumatischen Re­ gelungs- und Steuerelementen einen raschen und störungs­ freien Hubbetrieb der Platinenansaugeinrichtung, wobei die Kompensation der kinetischen Energien in vertikaler Richtung praktisch schwingungsfrei gleichfalls hydrau­ lisch bzw. pneumatisch erfolgen kann.

Nach einer dritten Ausführungsform besteht der Hub­ antrieb aus einem Elektromotor, dessen Antriebsritzel über eine Kette oder einen Zahnriemen und über einen da­ mit zu kuppelnden Vorsprung im Balken diesen im Rahmen höhenverstellt. Bei dieser Ausführungsform kann die Ab­ bremsung des Balkens in vertikaler Richtung induktiv über den Elektromotor erfolgen.

Eine weitere Ausführungsform des Hubantriebes wird von einer von einem Motor antreibbaren Gewindespindel ge­ bildet, die ein Innengewinde mit entsprechender Steigung im Balken durchgreift. Und schließlich kann der Huban­ trieb aus einem Kugelgewindetrieb bestehen, dessen senk­ recht im Rahmen angeordnete, von einem Motor gedrehte Ge­ windespindel eine im Balken angeordnete Mutter mit Kugel­ satz durchgreift. Diese Hubantriebe erfordern zwar zur raschen Hubbewegung eine relativ große Steigung der je­ weiligen Gewindespindeln und eine entsprechend darauf ab­ gestimmte Drehzahl des Motors, sind jedoch gängige, auf dem Markt jederzeit erhältliche Antriebsmittel.

Die Führung des Balkens kann aus Rollen, Rädern, La­ gern oder dergleichen gebildet sein, die gegen entspre­ chende Laufflächen von Vertikalstützen des Rahmens abge­ stützt sind. Es ist auch möglich, eine gerade Führung des Balkens durch andere formschlüssige Mittel, wie bei­ spielsweise eine Trapez-, Schwalbenschwanz- oder Prismen­ führung, zu erreichen. Letztere erfordern allerdings eine exakte Vertikalführung an beiden Enden eines horizontal ausgerichteten Balkens. Wenn der Balken jedoch innerhalb des Rahmens schräg angeordnet werden soll, was die Erfin­ dung ohne weiteres gestattet, ist von den letztgenannten Führungen zur Vermeidung von Verkantungen abzusehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Übergabevorrichtung in Verbindung mit einer an ihrer rechten Seite anschließenden Arbeitsstation,

Fig. 2 eine alleinige Seitenansicht der Übergabevor­ richtung von Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht in Richtung des Pfei­ les III von Fig. 2,

Fig. 4 eine Frontansicht der Übergabevorrichtung in Richtung des Pfeiles IV von Fig. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles V von Fig. 4 und

Fig. 6 eine der Fig. 4 entsprechende Frontansicht der Übergabevorrichtung mit einer Führung des Bal­ kens in Form zweier endlos geführter Ketten in Ver­ bindung mit beidendig im Rahmen gelagerten Wellen mit drehfest verbundenen Zahnrädern, die mit der Kette kämmen.

Gemäß Fig. 1 weist die Übergabevorrichtung 10 mit einer Platinenansaugeinrichtung 11 einen Rahmen 12, einen Balken 13 und einen Vorschubantrieb 14 auf, der die Pla­ tinenansaugeinrichtung 11 in Richtung auf eine Arbeits­ station 15 hin und von dieser wieder fort verfährt. Zwi­ schen der Übergabevorrichtung 10 und der Arbeitssta­ tion 15 befindet sich eine Übergabeeinrichtung 16 und hinter der Arbeitsstation 15 eine hier gleichfalls nicht weiter interessierende Transporteinrichtung 17 zum Wei­ tertransport der in der Arbeitsstation 15 behandelten Platinen. Im dargestellten Fall besteht die Arbeitssta­ tion 15 aus einer Befettungseinrichtung zum Auftrag von flüssigen oder pastösen Befettungsmitteln mittels zweier Befettungswalzen 18 auf die in der Transportebene 19 in Richtung des Pfeiles 20 nach rechts durchlaufende Pla­ tine 21 von einem Platinenstapel 22 (s. Fig. 4).

In den Fig. 2 bis 6 ist allein die Übergabevor­ richtung 10 dargestellt. Diese Übergabevorrichtung 10 ist auf einem Rollengestell 23 mit feststellbaren Rollen 24 verfahrbar. Bei dieser Übergabevorrichtung 10 ist der Vorschubantrieb 14 für die Platinenansaugeinrichtung 11 von dem Hubantrieb 25 des Balkens 13 räumlich getrennt und der Hubantrieb 25 rahmenfest angeordnet, wobei der Balken 13 an seinen beiden Enden 13a, 13b in Vertikal­ stützen 26, 27 des Rahmens 12 über je eine Führung 28 be­ wegbar sowie mittels des über eine Kupplung 25a an ihm angreifenden Hubantriebes 25 vertikal in beiden Richtun­ gen des Doppelpfeiles 29 verfahrbar ist.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 6 besteht dieser Hubantrieb 25 aus einem vertikal in dem Rahmen 12 angeordneten kolbenstangenlosen Zylinder 30, dessen nicht dargestellter beidseitig beaufschlagter Kol­ ben mit dem Balken 13 über die Kupplung 25a formschlüssig gekoppelt ist. Für die beidseitige Beaufschlagung des Kolbens innerhalb des kolbenstangenlosen Zylinders 30 kann der Balken 13 sehr rasch in beiden Richtungen des Doppelpfeiles 29 verfahren und wieder abgebremst werden.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Hubantrieb 25 auch von einer pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagten Kolben-Zylinder-Einheit gebildet werden, deren Kolbenstangenende an dem Balken 13 und dessen Zy­ linder beispielsweise am Querholm 31 des Rahmens 12 ange­ lenkt ist.

Ferner kann der Hubantrieb 25 von einer von einem nicht dargestellten Motor antreibbaren Gewindespindel ge­ bildet werden, die ein ortsfestes Innengewinde mit ent­ sprechender Steigung im Balken 13 durchgreift.

Weiterhin kann der Hubantrieb 25 aus einem Kugelge­ windetrieb bestehen, dessen senkrecht im Rahmen 12 ange­ ordnete, von einem nicht dargestellten Motor gedrehte Ge­ windespindel eine im Balken 13 angeordnete Mutter mit Ku­ gelsatz durchgreift.

Zur verkantungsfreien Führung des Balkens 13 ist dieser an seinen beiden Enden 13a, 13b mit je einem mit dem jeweils anderen synchronisierten Hubantrieb 25 verse­ hen.

Wie am anschaulichsten aus den Fig. 4 bis 6 ent­ nommen werden kann, besteht die Führung 28 an beiden En­ den 13a, 13b des Balkens 13 aus Doppelrollen 32, die ge­ gen entsprechende Laufflächen 33 der Vertikalstüt­ zen 26, 27 des Rahmens 12 abgestützt und geführt sind.

Wie aus den Fig. 2 bis 6 hervorgeht, greift an dem Balken 13 nur ein Hubantrieb 25 an. Um trotz dieses nur einen Hubantriebes 25 eine verkantungsfreie sowie ra­ sche Verfahrbarkeit des Balkens 13 in beiden Richtungen des Doppelpfeiles 29 zu gewährleisten, umfaßt die Führung des Balkens 13 neben der bereits beschriebenen Rollenfüh­ rung 28 zwei an seinen beiden Enden 13a, 13b über Kupp­ lungen 25b, 25c angreifende, in oder neben Vertikalstüt­ zen 26, 27 des Rahmens 12 endlos geführte Ketten 34, die auch durch Zahnriemen ersetzt werden können. Diese Ket­ ten 34 sind formschlüssig über drehfest auf einer Welle 36 angeordnete Zahnräder 35 miteinander gekuppelt, wobei die Welle 36 an ihren beiden Enden 36a, 36b in je einem Lager 37 des Querholmes 31 gelagert ist. In der Nähe des Rollengestells 23 werden die endlos geführten Ketten 34 um zwei weitere Zahnräder 38 auf zwei beidsei­ tig gelagerten Wellen 39 geführt. Bei Bewegung nur einer der beiden Ketten 34 mittels eines Hubantriebes 25 wird der Balken 13 durch die Zwangskopplung der Kupplun­ gen 25b, 25c über die Welle 36 und die Zahnräder 35, 38 verkantungsfrei in beiden Richtungen des Doppelpfeiles 29 verfahren. In diesem Fall ist zur Synchronisation ein zweiter Hubantrieb 25 entbehrlich. Auf der von den Kupp­ lungen 25b, 25c abgewandten Seite der beiden Ketten 34 sind diese mit je einem Ausgleichsgewicht 25d versehen, um jeweils die Hälfte der anzuhebenden bzw. abzusenkenden Gewichte und der damit verbundenen Massenträgheiten aus Balken 13, Platinenansaugeinrichtung 11 und Platine 21 auszutarieren, um so mit möglichst niedrigem Energieauf­ wand rasch beschleunigen oder abbremsen zu können. Ferner eröffnet diese Bewegungskopplung der beiden En­ den 13a, 13b des Balkens 13 gemäß Fig. 6 auch die Mög­ lichkeit, als weitere Ausführungsform eines Hubantriebes einen nicht dargestellten Elektromotor auf dem Rollenge­ stell 23 vorzusehen, dessen Antriebsritzel eine der bei­ den Ketten 34 oder einen der Zahnriemen antreibt.

Aufgrund der Trennung des Vorschubantriebes 14 der Platinenansaugeinrichtung 11 vom Hubantrieb 25 des Bal­ kens 13 können die von der Platinenansaugeinrichtung 11 vom Stapel 22 aufgenommenen Platinen 21 nicht nur relativ rasch, sondern auch weitgehend schwingungsfrei in Rich­ tung des Doppelpfeiles 29 in die gewünschte Höhe sowie mittels des Vorschubantriebes 14 entlang dem Balken 13 in Richtung des Doppelpfeiles 20 in Richtung auf die Überga­ beeinrichtung 16 vor der Arbeitsstation 15 gefördert wer­ den. Dabei können sich diese beiden Bewegungen auch durchaus überlagern. Gleichwohl wird die mit den schweren Massen der Platinenansaugeinrichtung 11 mit dem Balken 13 und dem Vorschubantrieb 14 versehene Hubbewegung in Rich­ tung des Doppelpfeiles 29 sehr rasch und schwingungsfrei durch beispielsweise einen kolbenstangenlosen Zylinder oder eine ähnlich pneumatisch oder hydraulisch beauf­ schlagbare Kolben-Zylinder-Einheit abgebremst. Da die Masse der Platinenansaugeinrichtung 11 mit ihrem Vorschu­ bantrieb 14 demgegenüber erheblich geringer ist, können die Platinen 21 entsprechend schwingungsarm bzw. schwin­ gungsfrei auf die Übergabeeinrichtung 16 aufgesetzt wer­ den, die in beiden Richtungen des Doppelpfeiles 40 ver­ fahrbar ist.

Claims (9)

1. Übergabebvorrichtung mit einer Platinenansaugein­ richtung, die mittels eines Vorschubantriebes auf einem Balken an einem Rahmen in Richtung auf eine Arbeitssta­ tion und von dieser wieder fort verfahrbar sowie mittels eines Hubantriebs heb- und senkbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hubantrieb rahmenfest und von dem Vor­ schubantrieb (14) der Platinenansaugeinrichtung (11) räumlich getrennt ist, daß der Balken (13) an seinen bei­ den Enden (13a, 13b) am Rahmen (12) über je eine Füh­ rung (28, 33) mittels nur eines an ihm angreifenden Hub­ antriebes (25) vertikal (Pfeil 29) verfahrbar ist, daß zur verkantungsfreien Führung des Balkens (13) zwei an seinen beiden Enden (13a, 13b) mittels Kupplungen (25b, 25c) angreifende, in Vertikalstützen (26, 27) des Rah­ mens (12) endlos geführte Ketten (34) oder Zahnriemen vorgesehen sind, die über eine an ihren beiden En­ den (36a, 36b) gelagerte und dort mit drehfest verbun­ denen Zahnrädern (35, 38) versehene Welle (36, 39) form­ schlüssig miteinander gekuppelt sind, und daß an der von den Kupplungen (25b, 25c) mit dem Balken 13 abgewandten Seite der Kette (34) oder des Zahnriemens je ein Massen­ ausgleichsgewicht (25d) angeordnet ist.

2. Übergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hubantrieb (25) aus einem vertikal in dem Rahmen (12) angeordneten kolbenstangenlosen Zylin­ der (30) besteht, dessen beidseitig beaufschlagter Kolben mit dem Balken (13) formschlüssig gekoppelt ist.

3. Übergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hubantrieb (25) von einer pneuma­ tisch oder hydraulisch beaufschlagbaren Kol­ ben-Zylinder-Einheit gebildet ist, deren Kolbenstange­ nende an dem Balken (13) und dessen Zylinder an dem Rah­ men (12) angelenkt ist.

4. Übergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hubantrieb (25) aus einem Elektro­ motor besteht, dessen Antriebsritzel über eine Kette (34) oder einen Zahnriemen und über eine damit zu verbindende Kupplung (25b, 25c) am Balken (13) diesen im Rahmen (12) höhenverstellt.

5. Übergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hubantrieb (25) von einer von einem Motor antreibbaren Gewindespindel gebildet ist, die ein Innengewinde mit entsprechender Steigung im Balken (13) durchgreift.

6. Übergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hubantrieb (25) aus einem Kugelge­ windetrieb besteht, dessen senkrecht im Rahmen (12) ange­ ordnete, von einem Motor gedrehte Gewindespindel eine im Balken (13) angeordnete Mutter mit Kugelsatz durchgreift.

7. Übergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (28) des Balkens (13) aus Rollen (32), Rädern, Lagern oder der­ gleichen gebildet ist, die gegen entsprechende Laufflä­ chen (33) von Vertikalstützen (26, 27) des Rahmens (12) abgestützt sind.

8. Übergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ketten (34) oder einer der Zahnriemen mit einem Elektromotor als Hub­ antrieb (25) gekuppelt ist.

9. Übergabevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rah­ men (12) auf einem Rollengestell (23) angeordnet und mit diesem auf feststellbaren Rollen (24) verfahrbar ist.