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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatisierten Abtrennen, Vereinzeln und Sortieren von Leiterplatten in einem Leiterplattenträger gemäß Anspruch 1.
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In automatisierten Fertigungsprozessen werden zum Handling von Teilen Roboter mit Greifsystemen eingesetzt. Die Teile werden nacheinander von dem Greifroboter gegriffen, wobei das Greifen jeden Teiles viel Zeit in Anspruch nimmt. Diese Greifzeiten sind unproduktiv und machen den Prozess teuer.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, Leiterplatten zu vereinzeln bzw. zu trennen, wobei kein Greifroboter eingesetzt wird. Weiter soll der Prozess zur Vereinzelung bzw. zur Trennung der Leiterplatten parallelisiert werden.
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Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch eine Vorrichtung zum automatisierten Abtrennen, Vereinzeln und Sortieren von Leiterplatten, beispielsweise bestückten oder unbestückten Leiterplatten, in einem Leiterplattenträger, die mindestens aufweist, ein Datenverarbeitungssystem, das Informationen enthält über die Art und Position der Leiterplatten und der Leiterplattenträger, mindestens eine erste Transportvorrichtung mit einem Fixierungssystem, in dem der Leiterplattenträger fixierbar ist, mindestens eine Trenneinrichtung, mit deren Hilfe die einzelnen Leiterplatten von dem Leiterplattenträger abtrennbar sind, mindestens eine zweite Transportvorrichtung mit mindestens einem Sortierbehälter, eine Steuereinrichtung, wobei die Trenneinrichtung, das erste Transportband und das zweite Transportband mit der Steuereinrichtung synchronisiert ansteuerbar sind, derart, dass auf Basis der von dem Datenverarbeitungssystem enthaltenen Daten über die Leiterplatten und den Leiterplattenträger die Leiterplatten abgetrennt werden und die Leiterplatten aufgrund der Schwerkraft in jeweils einen vorbestimmten Sortierbehälter gelangen.
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Gemäß der Erfindung können mehr Leiterplatten in kürzerer Zeit vereinzelt bzw. getrennt werden, da die Leiterplatten nicht mehr durch einen Greifer gegriffen werden müssen, sondern einfach nach dem Trennen in einen Sortierbehälter fallen. Die Sortierbehälter sind dabei unter der zu trennenden Leiterplatte angeordnet.
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Die Vereinzelung kann dabei vor einem Bestückungsprozess oder nach einem Bestückungsprozess mit elektronischen Bauteilen erfolgen.
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Dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach ausgebildet ist und ohne Greifersystem auskommt, ist diese weniger anfällig gegenüber Störungen. Weiter kann die vorliegende Vorrichtung sehr viel kompakter aufgebaut werden, dass die Transportvorrichtungen flach ausgebildet sind und kein Platz für einen Greifroboter eingeplant werden muss.
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Über die erste Transportvorrichtung wird der Leiterplattenträger beispielsweise einer Prozesskammer zugeführt. In der Prozesskammer erfolgt eine Fixierung mittels einer Klemmvorrichtung beispielsweise von unten. Auf der zweiten Transportvorrichtung erfolgt die Zuführung des oder der Sortierbehälter. Der Sortierbehälter ist bevorzugt ein Formteil bzw. ein Tiefziehteil, welches an die Form der Leiterplatte angepasst ist. Der Sortierbehälter beinhaltet optional eine Stützfunktion oder eine Aussparung, um eine Stützfunktion aus einer Transportebene heraus zu ermöglichen.
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Die Vereinzelung durch die Trenneinrichtung erfolgt optional von oben über der ersten Transportvorrichtung. Über das Fixierungssystem wird neben dem Leiterplattenträger auch jede Leiterplatte fixiert. Über das Fixierungssystem werden somit die einzelnen Leiterplatten in Position gehalten und so ein Verkanten im mechanischen Bearbeitungsprozess verhindert. Bei einem berührungslosen Trennen durch die Trenneinrichtung wird der Leiterplattenträger ebenfalls in einer definierten Position gehalten bzw. fixiert, um ein Verkippen und undefiniertes Trennen zu verhindern.
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Nach dem Vereinzelungsprozess wird das Fixierungssystem der einzelnen Leiterplatten genutzt, um mittels der Schwerkraft die einzelnen Leiterplatten in die zweite Transportvorrichtung zu überführen. Die Leiterplatte wird dabei so in dem Sortierbehälter abgelegt, dass diese bereits eine richtige Orientierung für den einen nächsten Bearbeitungsschritt aufweist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Transportvorrichtung unterhalb der ersten Transportvorrichtung angeordnet. Dadurch können die Sortierbehälter durch die zweite Transportvorrichtung in verschiedenen Positionen verschiebbar unterhalb der ersten Transportvorrichtung angeordnet werden, so dass verschiedene Leiterplatten jeweils verschiedenen Sortierbehältern zugeführt werden können.
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In Weiterbildung der Erfindung führt die zweite Transportvorrichtung die Leiterplatten in den Sortierbehältern weiteren Verarbeitungsstationen zu. Dadurch werden die Leiterplatten ohne zusätzliche Transportvorrichtungen den weiteren Verarbeitungsstationen zugeführt, wodurch keine zusätzlichen Kosten entstehen. Dadurch ist auch eine Verwechslung der Leiterplatten minimiert, da die Leiterplatten direkt den weiteren Verarbeitungsstationen zugeführt werden. Bei der Verarbeitungsstation kann es sich auch um einen Pufferspeicher nach dem FIFO-System handeln, wobei FIFO für ‚First In First Out‘ steht, also dass die erste eingelagerte Leiterplatte auch wieder zuerst entnommen wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trenneinrichtung eine Lasertrenneinrichtung. Dadurch können die Leiterplatten berührungslos und schnell getrennt werden. Durch eine Lasertrenneinrichtung können die Leiterplatten präzise und mit sauberen Kanten getrennt werden, so dass keine Nacharbeit oder nachfolgende Bearbeitungsschritte zur Trennung notwendig werden. Die oder mehrere Lasertrenneinrichtungen können dabei beweglich montiert sein, um die einzelnen Leiterplatten zu trennen. Jedoch kann es auch vorgesehen sein, mehrere Lasertrenneinrichtungen fest zu montieren, wobei der Leiterplattenträger durch die erste Transportvorrichtung an der Lasertrenneinrichtung vorbeibewegt wird und die Lasertrenneinrichtung zu bestimmten Zeitpunkten aktiviert wird, um die Leiterplatten zu vereinzeln.
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In einer alternativen Ausführungsform ist die Trenneinrichtung eine Fräse. Dadurch können die Leiterplatten mit einem einfachen Werkzeug, nämlich einer Fräse getrennt werden. Auch mit einer Fräse können die Leiterplatten präzise und mit sauberen Kanten getrennt werden, so dass keine Nacharbeit oder nachfolgende Bearbeitungsschritte zur Trennung notwendig werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die weitere Verarbeitungsstation eine Montagestation. Bei der Montagestation kann es sich beispielsweise um eine automatisierte oder auch um eine manuelle Montagestation handeln, bei der die einzelne Leiterplatte in ein Gerät, beispielsweise einen Sensor, eingebaut wird. Bei der Montagestation kann es sich jedoch auch um eine Vormontagestation handeln, bei der weitere Baugruppen mit der Leiterplatte verbunden werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die weitere Verarbeitungsstation eine Verpackungsstation. In der Verpackungsstation werden die Leiterplatten beispielsweise verpackt, um die Leiterplatten einem Lager zuzuführen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die weitere Verarbeitungsstation eine Nachbearbeitungsstation. Beispielsweise wird die Leiterplatte in der Nachbearbeitungsstation noch mit zusätzlichen Bestückungsbauteilen bestückt, oder auch beispielsweise einem Testsystem zum Prüfen der Leiterplatte zugeführt.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
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1 eine Vorrichtung zum automatisierten Abtrennen, Vereinzeln und Sortieren von bestückten oder unbestückten Leiterplatten;
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2 eine weitere Vorrichtung zum automatisierten Abtrennen, Vereinzeln und Sortieren von Leiterplatten;
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3 einen Sortierbehälter.
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In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum automatisierten Abtrennen, Vereinzeln und Sortieren von Leiterplatten 2, beispielsweise bestückten oder unbestückten Leiterplatten, in einem Leiterplattenträger 3, die mindestens aufweist, ein Datenverarbeitungssystem 10, das Informationen enthält über die Art und Position der Leiterplatten 2 und der Leiterplattenträger 3, mindestens eine erste Transportvorrichtung 4 mit einem Fixierungssystem 5, in dem der Leiterplattenträger 3 fixierbar ist, mindestens eine Trenneinrichtung 6, mit deren Hilfe die einzelnen Leiterplatten 2 von dem Leiterplattenträger 3 abgetrennt werden, mindestens eine zweite Transportvorrichtung 7 mit mindestens einem Sortierbehälter 8, eine Steuereinrichtung 9, mit der die Trenneinrichtung 6, die erste Transportvorrichtung 4 und die zweite Transportvorrichtung 7 synchronisiert ansteuerbar sind, derart, dass auf Basis der von dem Datenverarbeitungssystem 10 enthaltenen Daten über die Leiterplatten 2 und den Leiterplattenträger 3 die Leiterplatten 2 abtrennbar sind und die Leiterplatten 2 aufgrund der Schwerkraft in jeweils einen vorbestimmten Sortierbehälter 8 gelangen.
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Gemäß 1 werden die Leiterplatten 2 vereinzelt bzw. getrennt und fallen nach dem Trennen in einen Sortierbehälter 8. Die Sortierbehälter 8 sind dabei unter der zu trennenden Leiterplatte 2 angeordnet.
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Über die erste Transportvorrichtung 4 wird der Leiterplattenträger 3 beispielsweise einer Prozesskammer zugeführt. In der Prozesskammer erfolgt eine Fixierung mittels einer Klemmvorrichtung bzw. eines Fixierungssystems 5, beispielsweise von unten. Auf der zweiten Transportvorrichtung 7 erfolgt die Zuführung des oder der Sortierbehälter 8. Der Sortierbehälter 8 ist bevorzugt ein Formteil bzw. ein Tiefziehteil, welches an die Form der Leiterplatte 2 angepasst ist. Der Sortierbehälter 8 beinhaltet gemäß 3 optional eine Stützfunktion, beispielsweise Stifte 12 mit einem halbrundförmigen Ende zur Positionierung der Leiterplatte 2 oder eine Aussparung, um eine Stützfunktion aus einer Transportebene heraus zu ermöglichen.
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Die Vereinzelung durch die Trenneinrichtung 6 gemäß 1 erfolgt optional von oben über der ersten Transportvorrichtung 4. Über das Fixierungssystem 5 wird neben dem Leiterplattenträger 3 auch jede Leiterplatte 2 fixiert. Über das Fixierungssystem 5 werden somit die einzelnen Leiterplatten 2 in Position gehalten. Bei einem berührungslosen Trennen durch die Trenneinrichtung 6, beispielsweise durch eine Lasertrenneinrichtung 11, beispielsweise durch einen Laserstrahl 13, wird der Leiterplattenträger 3 ebenfalls in einer definierten Position gehalten bzw. fixiert. Die oder mehrere Lasertrenneinrichtungen 11 können dabei beweglich montiert sein, um die einzelnen Leiterplatten 2 zu trennen.
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Nach dem Vereinzelungsprozess wird das Fixierungssystem 5 für die einzelnen Leiterplatten 2 genutzt, um mittels der Schwerkraft die einzelnen Leiterplatten 2 in die zweite Transportvorrichtung 7 zu überführen. Die Leiterplatte 2 wird dabei so in dem Sortierbehälter 8 abgelegt, dass diese beispielsweise bereits eine richtige Orientierung für einen nächsten Bearbeitungsschritt aufweist.
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Die zweite Transportvorrichtung 7 ist optional unterhalb der ersten Transportvorrichtung 2 angeordnet. Dadurch können die Sortierbehälter 8 durch die zweite Transportvorrichtung 7 in verschiedenen Positionen verschiebbar unterhalb der ersten Transportvorrichtung 4 angeordnet werden, so dass verschiedene Leiterplatten 2 jeweils verschiedenen Sortierbehältern 8 zugeführt werden können.
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Optional führt die zweite Transportvorrichtung 7 die Leiterplatten 2 in den Sortierbehältern 8 weiteren Verarbeitungsstationen zu. Optional ist die weitere Verarbeitungsstation eine Montagestation. Bei der Montagestation kann es sich beispielsweise um eine Vormontagestation handeln. Optional ist die weitere Verarbeitungsstation eine Verpakkungsstation. Beispielsweise ist die Verarbeitungsstation eine Nachbearbeitungsstation.
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Gemäß 2 sind die erste Transportvorrichtung 4 und die zweite Transportvorrichtung 7 platzsparend direkt übereinander angeordnet. Gemäß 2 ist jeder Leiterplatte direkt ein Sortierbehälter 8 zugeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Leiterplatten
- 3
- Leiterplattenträger
- 4
- erste Transportvorrichtung
- 5
- Fixierungssystem
- 6
- Trenneinrichtung
- 7
- zweite Transportvorrichtung
- 8
- Sortierbehälter
- 9
- Steuereinrichtung
- 10
- Datenverarbeitungssystem
- 11
- Lasertrenneinrichtung
- 12
- Stifte
- 13
- Laserstrahl
