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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatisierten
Montieren von elektronischen Schaltungen.
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Hierfür werden
herkömmlicherweise
programmgesteuerte Bestückungsautomaten
eingesetzt, die in der Lage sind, auf einem Schaltungsträger zu platzierende
Schaltungskomponenten aus einem Vorrat zu entnehmen und an vorgegebenen
Positionen des Schaltungsträgers
abzusetzen. Nach Abschluss des Bestückungsvorgangs wird der Schaltungsträger mit
samt den darauf platzierten Komponenten erhitzt, um Lot anzuschmelzen
und die Schaltungskomponenten mit Leitern des Schaltungsträgers zu
kontaktieren.
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Die
Prozeßschritte
des Bestückens
und des Erhitzens werden von unterschiedlichen Automaten durchgeführt, die
für einen
vollautomatischen Betrieb jeweils interne Fördereinrichtungen aufweisen
müssen,
die einen zu bearbeitenden Schaltungsträger an einem Eingang des Automaten
aufnehmen, zu einer Bearbeitungsstelle, an der der Schaltungsträger bestückt bzw.
gelötet
wird, und weiter zu einem Ausgang des Automaten befördern. Diese
internen För dereinrichtungen
sind häufig
mit Förderbändern aufgebaut.
Am Übergang
von einem Automaten zum anderen stoßen diese Förderbänder im allgemeinen stumpf
aneinander, so dass ein Schaltungsträger, der von einem Förderband
des Bestückungsautomaten abgegeben
wird, über
die Stoßstelle
hinweg auf das Förderband
des Lötautomaten
gleiten und von diesem weiter befördert werden kann. Seitlich
angebrachte Führungsschienen
sorgen dafür,
dass der Schaltungsträger
exakt mit der richtigen Orientierung auf das Förderband des Lötautomaten
gelangt.
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Eine
solche Anordnung von Automaten liefert befriedigende Ergebnisse
bei der Montage von Schaltungen mit Arbeitsfrequenzen im MHz-Bereich. Für die Montage
von Hochfrequenzschaltungen, mit Arbeitsfrequenzen im GHz-Bereich,
haben sie sich als unbefriedigend erwiesen. Der Grund dafür ist, dass
bei Hochfrequenzschaltungen wesentlich höhere Anforderungen an die Positioniergenauigkeit
der einzelnen Schaltungselemente gestellt werden müssen. Es
sind zwar Bestückungsautomaten
auf dem Markt, mit denen die einzelnen Schaltungskomponenten mit
der erforderlichen Genauigkeit auf einem Schaltungsträger platziert
werden können;
nach dem Löten
stellt man jedoch häufig
fest, dass die einzelnen Schaltungselemente sich nicht mehr mit
der erforderlichen Exaktheit an den vorgesehenen Positionen befinden.
Eine unerwünschte
Streuung in den technischen Eigenschaften der Schaltung oder gar Funktionsstörungen können die
Folge sein.
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US-A-5
692 292 zeigt eine Vorrichtung zum Montieren von elektronischen
Schaltungen, die eine Bestü ckungsstation
zum Bestücken
eines an einer Bestückungsstelle
gehaltenen Trägers
mit Schaltungskomponenten, eine Befestigungsstation zum Befestigen
der Schaltungskomponenten an dem Schaltungsträger unter Wärmeeinwirkung und eine Bandfördereinrichtung
zum Fördern
eines Schaltungsträgers
von der Bestückungsstelle
zu einer Übernahmestelle
der Befestigungsstation aufweist, wobei die Befestigungsstation
eine heizbare Zone umfasst.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Montieren elektronischer
Schaltungen anzugeben, die die Fertigung von elektronischen Schaltungen
mit gut reproduzierbaren technischen Eigenschaften, insbesondere
die Montage von Schaltungskomponenten auf einem Träger mit
einer für
Hochfrequenzschaltungen erforderlichen Positionsgenauigkeit in der
Größenordnung
von ± 50 μm erlaubt.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die
Erfinder haben nämlich
festgestellt, dass eine wesentliche Ursache für die Positionsabweichungen
der gelöteten
Schaltungselemente von ihrer vorgesehenen Position bei den herkömmlichen
Montagevorrichtungen die Übergabe
des Schaltungsträgers
von der Fördereinrichtung
des Bestückungsautomaten
zu der des Lötautomaten
ist. Sofern die Förderrichtungen
beider Einrichtungen nicht exakt parallel sind, kommt es bei der Übergabe
des Schaltungsträgers
zu einem abrupten Richtungswechsel, der ein Verrutschen der Schaltungskomponenten
zur Folge haben kann. Gleiches gilt, wenn die Ebenen, in denen die Fördereinrichtungen
die Schaltungsträger unterstützen, geringfügig unterschiedliche
Höhen haben
oder nicht exakt parallel sind. Auch kleine Unterschiede in den
Fördergeschwindigkeiten
können ruckartige
Bewegungen der Schaltungsträger
bei der Übergabe
hervorrufen.
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All
diese Probleme werden bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vermieden, indem
vom herkömmlichen
Konzept autonom arbeitender und jeweils von ihrem Eingang zum Ausgang
fördernden Automaten
abgewichen wird und statt dessen ein kontinuierliches Förderband
eingesetzt wird, das, den Ausgang des Bestückungsautomaten überbrückend, direkt
von einer Bestückungsstelle
zu einer Übernahmestelle
innerhalb des Befestigungsautomaten verläuft, an der ein auf dem Förderband
geförderter
Schaltungsträger
zum Platzieren desselben in einer heizbaren Zone von einem Manipulator übernommen
wird.
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Um
eine erschütterungsfreie Übernahme
eines bestückten
Schaltungsträgers
durch den Manipulator zu ermöglichen,
ist es wünschenswert,
dass jeder Schaltungsträger
an einer exakt reproduzierbaren Position des Förderbandes zur Ruhe kommt.
Um dies zu gewährleisten,
ist vorzugsweise an dem Förderband
ein erster Sensor zum Erfassen des Durchgangs eines Schaltungsträgers angeordnet,
und eine mit dem Sensor verbundene Steuereinrichtung bremst nach
Erfassen des Durchgangs eines Schaltungsträgers das Förderband mit einem vorgegebenen
Geschwindigkeitsverlauf ab, um so den Schaltungsträger an einer
vorgegebenen Stelle zur Ruhe zu bringen.
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Ein
zweiter Sensor ist vorzugsweise am Förderband an der Stelle angeordnet,
an der der Schaltungsträger
zur Ruhe kommen sollte, er ermöglicht eine
nachträgliche
Korrektur des Geschwindigkeitsverlaufs, um Ungenauigkeiten der Geschwindigkeitssteuerung
zu kompensieren.
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Einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung zufolge erfolgt die Befestigung
der Schaltungskomponenten auf dem Schaltungsträger durch Löten. Ein hierfür verwendeter
Lötofen
sollte vorzugsweise evakuierbar sein, um die Bildung von Lunkern
in der Lötschicht,
die das Verhalten von Hochfrequenz-Schaltungskomponenten nachteilig beeinflussen
zu können,
möglichst
zu vermeiden.
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Für eine reproduzierbare
Lötung
von guter Qualität
ist es wichtig, dass in jedem Lötvorgang
die Temperaturverteilung im Lötofen
bestmöglich
reproduziert wird. Dies ist nicht ohne weiteres möglich, wenn
die Zahl der in einem Lötvorgang
zu lötenden Schaltungsträgern variieren
kann. Um auch unter diesen Umständen
einen reproduzierbaren Lötvorgang
zu ermöglichen,
ist vorzugsweise im Bewegungsbereich des Manipulators wenigstens
ein Abstellplatz für
eine Attrappe eines Schaltungsträgers vorgesehen,
mit der der Manipulator den Lötofen
auffüllen
kann, wenn nicht alle darin vorhandenen Plätze mit Schaltungsträgern belegt
sind.
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Eine
andere Möglichkeit,
Schaltungskomponenten auf dem Träger
zu befestigen, ist die Verwendung einer zwischen dem Träger und
den Schaltungskomponenten platzierten Heißklebefolie. Um mit Hilfe einer
sol chen Folie die Schaltungskomponenten auf dem Träger zu befestigen,
ist lediglich eine heizbare Platte erforderlich, auf die der bestückte Leitungsträger vom
Manipulator aufgesetzt werden kann.
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Um
die hochgenaue und empfindliche Bestückungsstation vor Wärme und
eventuell Dämpfen aus
dem Lötofen
zu schützen,
ist die Bestückungsstation
vorzugsweise in ein Gehäuse
eingeschlossen, aus dem das Förderband
durch eine Öffnung herausgeführt ist.
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Wenn
sich ein durchgehendes Förderband von
einer Aufnahmestelle am Eingang der Bestückungsstation bis zu dessen
Ausgang oder, wie oben beschrieben, bis zu einer Übergabestelle
erstreckt, wo ein Schaltungsträger
vom Manipulator der Bestückungsstation übernommen
werden kann, so ergibt sich das Problem, dass nicht ohne weiteres
ein neuer unbestückter
Schaltungsträger
an der Aufnahmestelle auf das Förderband
geladen werden kann, so lange sich noch ein bestückter Schaltungsträger darauf befindet.
Jede Erschütterung
beim Aufladen könnte zu
einer Verschiebung von Komponenten auf dem bestückten Schaltungsträger führen. Da
der Schaltungsträger
zwischen der Bestückungsstelle
und der Übergabestelle
sehr langsam und behutsam befördert
werden muss oder zumindest nur sehr langsam beschleunigt und abgebremst
werden darf, erfordert dieser Transport eine beträchtliche
Zeit, die die Zykluszeit der Vorrichtung verlängert. Um diese Zykluszeit
dennoch so kurz wie möglich
zu machen, wird vorgeschlagen, die Bandfördereinrichtung in zwei Förderbänder zu
unterteilen, ein erstes, das sich zwi schen der Aufnahmestelle für die unbestückten Schaltungsträger und
einer Übergabestelle
erstreckt, die vor der Bestückungsstelle
liegt, und ein zweites Förderband,
das sich von der Übergabestelle über die
Bestückungsstelle
bis zur Übernahmestelle
erstreckt. Diese Zweiteilung erlaubt es, einen neuen, unbestückten Schaltungsträger an die
zweckmäßigerweise
in unmittelbarer Nachbarschaft der Bestückungsstelle liegende Übergabestelle
heranzuführen,
noch bevor der fertig bestückte
Schaltungsträger die Übernahmestelle
erreicht hat, an der er vom Manipulator übernommen wird. Sobald er übernommen worden
ist, braucht der neue Schaltungsträger nur noch über eine
minimale Entfernung auf dem zweiten Förderband zur Bestückungsstelle
transportiert zu werden.
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Um
die Schaltungskomponenten mit hoher Genauigkeit platzieren zu können, ist
es wünschenswert,
dass der Schaltungsträger
während
des Bestückungsvorgangs
nicht von der – eventuell
nachgiebigen – Bandfördereinrichtung
getragen ist. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise an der Bestückungsstelle
ein Hebetisch zum Abheben des Schaltungsträgers von der Bandfördereinrichtung
angeordnet.
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Um
eine reproduzierbare Aufwärts-
und Abwärtsbewegung
des Hebetisches zu erreichen, ist dieser durch Schienen linear geführt. Es
ist schwierig, eine absolute Parallelität zwischen diesen Schienen
und der Bewegungsfreiheit eines Aktuators zu gewährleisten, der die Auf- und
Abwärtsbewegung des
Hebetisches antreibt. Um zu verhindern, dass Abweichungen von der
Parallelität
zu ruckartigen Bewegungen des Hebetisches beim Erreichen von dessen
Anschlägen
führen,
ist der Aktuator vorzugsweise spielhaltig mit dem Hebetisch verbunden.
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Das
Stellglied zum Heben und Senken des Hebetisches ist vorzugsweise
durch ein Druckfluid, mit anderen Worten hydraulisch oder pneumatisch angetrieben.
Dabei ist der freie Querschnitt einer Abfuhrleitung, über die
beim Senken des Hebetisches Druckfluid aus dem Stellglied abfließt, kleiner
als der freie Querschnitt einer Zufuhrleitung, über den zum Heben des Hebetisches
Druckfluid in das Stellglied hinein gepresst wird. Diese Maßnahme erlaubt
es, ohne eine aufwendige Steuerung die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung
des Stellgliedes zu drosseln, so dass das Absetzen des mit Schaltungskomponenten
bestückten
Schaltungsträgers
auf dem Förderband
völlig
erschütterungsfrei
vonstatten gehen kann.
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Vorzugsweise
ist der Querschnitt der Abfuhrleitung lediglich lokal durch ein
Drosselelement reduziert. Der freie Querschnitt dieses Drosselelements ist
zweckmäßigerweise
einstellbar, so dass die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung durch Einstellen
des Querschnitts an aktuelle Bedürfnisse
angepasst werden kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf die beigefügten
Figuren. Es zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Montieren
elektronischer Schaltungen;
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2 eine
Detailansicht der Übernahmestelle
der Vorrichtung aus 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Übernahmestelle;
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4 einen
schematischen Schnitt durch die Bestückungsstelle der Vorrichtung
aus 1; und
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5 eine
schematische Darstellung des pneumatischen Aufbaus der Bestückungsstelle.
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Die
Montagevorrichtung der 1 wird von den zu bestückenden
Schaltungsträgern 1 von
links nach rechts in der Fig. durchlaufen. Das erste Gerät der Vorrichtung
ist ein Magazinlader, der, da an sich bekannt, in der Fig. nicht
detailliert dargestellt ist. Ein solcher Magazinlader umfasst ein
Gestell, das eine Mehrzahl von Schaltungsträgern aufnimmt und höhenverstellbar
ist, so dass die Schaltungsträger 1 sukzessive
vor einen Schieber 2 platziert werden können, der diese auf ein erstes
Förderband 3 ausschiebt.
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Die
Schaltungsträger 1 bestehen
hier jeweils aus einer Trägerplatte 4 aus
Metall, deren Breite so bemessen ist, dass sie mit geringem Spiel
auf das Förderband 3 passt
und die an ihrem vorderen Ende geringfügig verjüngt ist, um ein sicheres Aufschie ben der
Trägerplatte 4 ohne
Gefahr des Verkantens auf das erste Förderband 3 zu gewährleisten.
Auf der Trägerplatte 4 ist
mit Hilfe mehrerer verschraubter Pratzen 5 ein metallisches
Gehäuse 6 befestigt,
in welchem Schaltungskomponenten platziert werden sollen. Alternativ
könnte
der Schaltungsträger
auch lediglich aus einem solchen Gehäuse bestehen, wenn dieses für einen
sicheren Transport auf dem Förderband 3 geeignete
Abmessungen hat.
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Das
erste Förderband 3 gehört zu einem computergesteuerten
Bestückungsautomaten 7.
Der Bestückungsautomat 7 umfasst
eine Tischplatte 8, auf der das erste Förderband 3, ein daran
anschließendes
zweites Förderband 9 sowie
Magazinbehälter 10 für die im
Gehäuse 6 des
Schaltungsträgers 1 zu
platzierenden Schaltungskomponenten angeordnet sind. Oberhalb der
Tischplatte 8 ist an einer (nicht dargestellten) Granitplatte
ein Greifarm 13 vertikal und mit Hilfe von Schienen 11, 12 auch
in zwei horizontalen Richtungen verfahrbar angeordnet. Die zwei
Förderbänder 3, 9 entsprechen
sich in ihrem Aufbau weitgehend. Sie weisen jeweils eine Basisplatte 14 auf,
um die zwei durch einen Motor antreibbare Förderriemen 15 herumgeschlungen
sind. Die Basisplatte ist an ihren Längsseiten von Seitenplatten 16 eingegrenzt,
die einen Transportweg für
die Schaltungsträger 1 begrenzen
und jeweils an ihrem in Transportrichtung vorne liegenden Enden
geringfügig
divergent sind, um einen sicheren Übertritt der Schaltungsträger 1 zu
gewährleisten.
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Das
zweite Förderband 9 unterscheidet
sich vom ersten 3 im wesentlichen dadurch, dass in seinem An fangsbereich
ein Hebetisch 17 in die Basisplatte 14 eingelassen
ist, und dass seine Länge
wesentlich größer als
die des ersten Förderbandes 3 ist, so
dass es aus dem Gehäuse 18 des
Bestückungsautomaten
heraus- und in einen nachgeordneten Lötautomaten 19 hineinreicht.
Der in den Lötautomaten hineinreichende
Abschnitt des zweiten Förderbandes 9 wird
im folgenden anhand der 2 und 3 noch genauer
beschrieben.
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Der
Lötautomat 19 umfasst,
montiert auf eine Tischplatte 20, einen Manipulator in
Form eines hochpräzise
und erschütterungsfrei
arbeitenden Roboterarms 21, einen evakuierbaren Lötofen 22,
einen Träger 23 für eine Schaltungsträger-Attrappe
sowie eine Abkühlplatte 24 in
Gestalt einer Metallplatte, durch deren Inneres Kühlwasserleitungen
geführt sind
und an der ein Schieber 25 zum Hinausschieben eines auf
die Abkühlplatte 24 abgekühlten Schaltungsträgers aus
dem Lötautomaten 19 heraus,
auf ein weiteres Förderband 26 angebracht
ist.
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Die
Arbeitsweise der dargestellten Vorrichtung ist wie folgt. An der
Aufnahmestelle 27, am Beginn des ersten Förderbandes 3,
wird mit Hilfe des Schiebers 2 ein Schaltungsträger 1 auf
das erste Förderband 3 aufgeschoben.
Das erste Förderband 3 fördert den
Schaltungsträger 1 bis
zu einer Übergabestelle 28 zum
zweiten Förderband 9.
An dieser Übergabestelle 28 stoßen die
zwei Förderbänder 3, 9 stumpf
voreinander, und das Auftreten von Erschütterungen bei der Übergabe
des Schaltungsträgers 1 ist
nicht vollständig
vermeidbar, was aber harmlos ist, da noch keine Schaltungskomponenten
darauf platziert sind.
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Das
zweite Förderband 9,
dessen Förderriemen 15 zu
dieser Zeit mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit wie
die Förderriemen 15 des ersten
Förderbandes 3 zirkulieren,
befördern
den Schaltungsträger 1 weiter
und kommen an einer Bestückungsstelle 29 zum
Stehen, wo der Schaltungsträger
sich unmittelbar über
dem Hebetisch 17 befindet. Durch Anheben des Hebetisches 17 verliert
der Schaltungsträger 1 den
Kontakt mit den Förderriemen 15 und
liegt statt dessen mit seiner planen Unterseite großflächig auf
dem Hebetisch 17 auf. Dadurch ist gewährleistet, dass der Schaltungsträger 1 nicht
durch einen während
des Bestückens
vom Greifarm 13 darauf ausgeübten Druck verschoben werden
kann, so dass der gesamte Bestückungsprozess
mit hoher Genauigkeit durchführbar
ist.
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Während des
Bestückungsvorgangs
befindet sich kein weiterer Schaltungsträger 1 auf dem zweiten
Förderband 9;
es kann jedoch in dieser Zeit bereits ein weiterer Schaltungsträger aus
dem Magazinlader auf das erste Förderband 3 nachrücken.
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Nach
Abschluss des Bestückungsvorgangs wird
der Hebetisch 17 wieder heruntergefahren, so dass der darauf
befindliche Schaltungsträger
1 behutsam und unter Vermeidung von Erschütterungen wieder auf den Förderriemen 15 des
zweiten Förderbandes 9 abgesetzt
wird.
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Aus
dieser Position wird der bestückte
Schaltungsträger 1 über das
zweite Förderband 9 weiter gefördert, wobei
die Beschleunigung, der der Schaltungsträger ausgesetzt ist, gering
genug gewählt
ist, um Erschütterungen
und ein Verrutschen der platzierten Schaltungskomponenten ausschließen zu können.
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Vor
Erreichen einer Übernahmestelle 29 am Ende
des zweiten Förderbandes 9 wird
damit begonnen, den Schaltungsträger 1 entsprechend
behutsam wieder abzubremsen. Wie in der Draufsicht von 2 zu
sehen ist, ist zu diesem Zweck ein erster Sensor 30, z.B.
eine Fotozelle, in die Basisplatte 14 des zweiten Förderbandes 9 eingefügt, um den Durchgang
der Vorderkante eines Schaltungsträgers 1 in einem Abstand
von dessen vorgesehener Ruheposition an der Übernahmestelle 29 zu
erfassen, der ausreicht, um den Schaltungsträger erschütterungsfrei zum Stehen zu
bringen. Sobald der Durchgang des Schaltungsträgers am ersten Sensor 30 erfasst wird,
wird z.B. begonnen, das Förderband 9 mit
einer konstanten negativen Beschleunigung abzubremsen, die so bemessen
ist, dass, Toleranz- und Fehlerfreiheit der Steuerung vorausgesetzt,
der Schaltungsträger
exakt an der Übernahmestelle,
in 2 angedeutet durch einen gestrichelten Umriß der vorderen
Kante des Schaltungsträgers,
zur Ruhe kommen müsste.
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Um
den Schaltungsträger 1 exakt
an dieser vorgesehenen Position 29 zur Ruhe zu bringen,
ist das zweite Förderband 9 vorzugsweise
zusätzlich noch
mit einem zweiten Sensor 31 ausgestattet, der in Transportrichtung
eine Ausdehnung von ca. 1 bis 2 mm hat und ein zum Grad seiner Überdeckung
durch den Schaltungsträger
proportionales Ausgangssignal liefert. Anhand dieses Ausgangssignals
ist eine (nicht dargestellte) Steuerung des Förderbandes 9 in der Lage,
zu erfassen, ob der Schaltungsträger
den zweiten Sensor 31 vor oder nach einem erwarteten Zeitpunkt
erreicht, und ob infolgedessen der Abbremsungsvorgang verkürzt oder
verlängert
werden muss, um die gewünschte
Zielposition 29 zu erreichen.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht des zweiten Förderbandes 9 mit einem
an der Übernahmestelle
platzierten Schaltungsträger 1 sowie
darüber
einen Endeffektor 32 des Roboterarms 21. Der Endeffektor 32 umfasst
zwei quer zur Transportrichtung, in Richtung des Pfeils P bewegbare
Klauen 33 mit jeweils zwei abwärts gerichteten Fingern 34,
die jeweils an ihren Enden einwärts
gerichtete Krallen 35 tragen. Komplementär zur Größe und zum
Abstand der Finger 34 sind in den Längswangen 16 des zweiten
Förderbandes 9 jeweils
zwei Ausschnitte 36 gebildet, die es den Krallen 35 ermöglichen,
in Längsaussparungen 37 an
der Unterseite der Trägerplatte 4 des
Schaltungsträgers 1 einzugreifen
und diesen so sicher abzuheben.
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Der
Roboterarm 21 setzt den Schaltungsträger anschließend in
dem Lötofen 22 ab,
der im hier gezeigten Fall zwei Stellplätze für Schaltungsträger aufweist,
aber auch größer oder
kleiner sein könnte. 1 zeigt
diesen Lötofen 22 mit
offenem Deckel 38, einem im Innern des Ofens 22 platzierten
Schaltungsträger 1 und
einer daneben platziertem Schaltungsträger-Attrappe 39. Diese
Attrappe 39 wird im Ofen 22 platziert, wenn ein
Lötvorgang
an einem einzelnen Schaltungsträger 1 durchgeführt werden
soll. Ihre thermischen Eigenschaften sind praktisch die gleichen
wie die eines bestückten
Schaltungsträgers, so
dass die Temperaturverteilung im Lötofen 22 bei jedem
Lötvorgang
die gleiche ist, unabhängig
davon, wie viele Plätze
des Lötofens 22 von
Schaltungsträgern
bzw. von Attrappen belegt sind.
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Nach
Bestücken
des Lötofens 22 wird
der Deckel 38 geschlossen; der Lötvorgang selbst findet in an
sich bekannter Weise unter Vakuum statt.
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Nach
Abschluss des Lötvorgangs
und Öffnen
des Deckels 38 entnimmt der Roboterarm 21 den oder
die gelöteten
Schaltungsträger
und setzt sie auf der wassergekühlten
Abkühlplatte 24 ab.
Nach Abkühlung
wird der Schieber 25 betätigt, der die fertig gelöteten und
abgekühlten
Schaltungsträger 1 auf das
Förderband 26 ausschiebt.
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4 zeigt
einen schematischen Längsschnitt
durch die Bestückungsstelle
mit dem Hebetisch 17. Der Hebetisch 17 ist eine
massive Metallplatte mit zwei Durchgangsbohrungen, in die zwei zylindrische
Säulen 41 fest
eingelassen sind. Die Säulen 41 sind
exakt parallel zu einander und erstrecken sich mit minimaler Toleranz
durch Bohrungen 42 der Tischplatte B. Der Hebetisch 17 ist
mit Hilfe eines pneumatischen Stellgliedes 43 mit doppelt
wirkendem Zylinder über
eine Kolbenstange 45 vertikal verschiebbar. Schaltventile 44,
die die Zufuhr bzw. das Entweichen von Luft aus den zwei Kammern
des Stellgliedes 43 regeln, sind auf der Tischplatte 8 in geringstmöglichem
Abstand vom Stellglied 43 angeordnet, um Druckschwingungen
in den Kammern, die zu einer ungleichmäßigen Bewegung des Hebetisches 17 führen könnten, möglichst
gering zu halten.
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Da
die Säulen 41 in
den Bohrungen 42 mit geringem Spiel geführt sein müssen, kann, wenn die Kolbenstange 45 nicht
völlig
exakt parallel zu den Säulen 41 geführt ist,
eine horizontale Komponente der Stellkraft des Stellgliedes 43 bei
der Auf- und Abwärtsbewegung
des Hebetisches 17 zu einem Verkanten und damit zu einer
ruckartigen Bewegung führen,
die vermieden werden muss. Zu diesem Zweck ist der Kopf der Kolbenstange 45 spielhaltig
in einer Aussparung der Platte 17 aufgenommen. In der Fig. ist
dieser Kopf als Kugel dargestellt, der in eine entsprechend kugelförmige Aussparung
eingreift; das erforderliche Spiel kann aber auch in einfacher Weise mit
einem gewindetragenden Kopf der Kolbenstange 45 erreicht
werden, der in eine Gewindebohrung des Hebetisches 14 eingreift,
darin aber nicht festgezogen ist.
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Die
Bewegungsfreiheit des Hebetisches 14 in Aufwärtsrichtung
ist durch an den unteren Enden der Säulen 41 angebrachte
Vorsprünge,
hier in Form von Ringen 46, begrenzt, die in voll angehobener
Position des Hebetisches 17 gegen die Unterseite der Tischplatte 8 anschlagen.
Diese Konstruktion erlaubt es, den Hebetisch 17 in der
in der Fig. gezeigten angehobenen Stellung zu arretieren, ohne dass
hierfür irgendwelche
Teile eingeklemmt werden müssen, durch
einfaches Herstellen eines Überdrucks in
einer der Kammern des Stellgliedes 43. Dieser Überdruck ist
so groß gewählt, dass
ein vom Greifarm 13 beim platzieren eines Schaltungselements
von oben einwirkender Druck nicht ausreicht, um die von der Kolbenstange 45 ausgeübte Stützkraft
zu überwinden.
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5 zeigt
schematisch den pneumatischen Aufbau der Bestückungsstelle gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Die Schaltventile sind hier zu einem einzigen Wegeventil 44' zusammengefasst,
das zwei Eingänge,
zwei Ausgänge
und drei Schaltstellungen aufweist. In einer ersten Schaltstellung
verbindet das Wegeventil 44' eine
Quelle 47 für ein
Druckfluid, z.B. einen Kompressor, über eine Zufuhrleitung 49 mit
einer unteren Kammer 51 des Zylinders des doppelt wirkenden
Stellglieds 43. Ein Rückschlagventil 53 in
der Zufuhrleitung 49 sorgt dafür, dass Druckluft durch die
Zufuhrleitung 49 nur in Richtung vom Wegeventil 44' zur unteren
Kammer 51 fließen
kann.
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In
die untere Kammer 51 eintretende Luft drängt den
Kolben des Zylinders nach oben, so dass der an der Kolbenstange 45 montierte
Hebetisch 17 angehoben wird. Luft aus der oberen Kammer 52 entweicht über eine
durch das Wegeventil 44' führende Leitung 54 ins
Freie.
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Wenn
der Hebetisch 17 ein gewünschtes Niveau erreicht hat,
wird das Wegeventil 44' in
eine zweite Stellung umgeschaltet, in der die Verbindungen zwischen
seinen Ein- und Ausgängen
sämtlich unterbrochen
sind. Die auf diese Weise in den Kammern 51, 52 des
Stellgliedes 43 eingeschlossene Luft widersetzt sich jeder
vertikalen Verschiebung des Hebetisches 17. In einem solchen
angehobenen Zustand kann ein Schaltungsträger auf dem Hebetisch 17 bestückt werden.
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Wenn
nach Abschluss der Bestückung
der Hebetisch 17 wieder abgesenkt werden soll, geht das Wegeventil 44' in eine dritte
Schaltstellung über,
in der im Vergleich zur ersten Schaltstellung die Ein- und Ausgänge jeweils über Kreuz
verbunden sind. So wird nun die obere Kammer 52 über die
Leitung 54 vom Kompressor 47 mit Druckluft versorgt,
und Luft aus der unteren Kammer 51 entweicht über eine zur
Zufuhrleitung 49 nebengeschlossene Abfuhrleitung 50.
Diese enthält
ein zum Rückschlagventil 53 entgegengesetzt
orientiertes Rückschlagventil 55 und
eine Drossel 48 mit regelbarem Durchgangsquerschnitt. Durch
die Drossel 48 ist der freie Querschnitt der Abfuhrleitung 50 gegenüber der
Zufuhrleitung 49 und der Leitung 53 deutlich verringert.
So bewirkt die Drossel 48, dass bei der Abwärtsbewegung des
Kolbens die Luft aus der unteren Kammer 51 deutlich langsamer
entweicht als im Falle der Aufwärtsbewegung
aus der oberen Kammer 52. Diese Anordnung ermöglicht auf
einfache Weise eine schnelle Aufwärtsbewegung der Schaltungsträger 1, die
im Hinblick auf kurze Zykluszeiten wünschenswert ist, und eine langsame
Abwärtsbewegung,
die erforderlich ist, um Erschütterungen
des Schaltungsträgers
beim Absetzen auf dem Förderband 9 zu
vermeiden. Die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung ist durch Regeln
des Durchgangquerschnitts der Drossel 48 einstellbar.
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Alternativ
zum in 5 gezeigten Aufbau könnte statt der unteren Kammer 51 auch
der oberen Kammer 52 eine jeweils nur in eine Richtung
durchströmbare
Zufuhr- und Abfuhrleitung zugeordnet sein. In diesem Falle wäre eine
Drossel zum Bremsen der Abwärtsbewegung
in der Zufuhrleitung anzuordnen.