DE2829359A1 - Verfahren und vorrichtung zur positionierung von elementen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur positionierung von elementenInfo
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Description
Patentanwälte η ο η η ο γ q
Dipl.-Ing Dipl -Chem Dipl -Ing
E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
E r η s ber g ο r s t r as S P 19
8 München 60
4. Juli 1978
COMPAGNIE INTERNATIONALE POUR L'INFORMATIQUE
CII-HONEYWELL BULL
94, Avenue Garabetta
75020 Paris / Frankreich
75020 Paris / Frankreich
Unser
Zeichen; C 3178
Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung von Elementen
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Positionierung von Elementen,
beispielsweise von elektrischen oder elektronischen Bauelementen, in bezug auf einen Träger, um sie an vorbestimmten
Plätzen des Trägers aufzubringen und zu montieren, und sie betrifft insbesondere Maschinen zum automatischen
Aufbringen von elektrischen oder elektronischen Bauelementen, die in der Elektronikindustrie, in der Ohrentechnik
und allgemein auf anderen technischen Gebieten benutzt werden, wo Elemente automatisch oder halbautomatisch mit
großer Genauigkeit an vorbestimmten Plätzen irgendeines Trägers aufgebracht und befestigt werden sollen.
Die Erfindung ist insbesondere bei dem Aufbringen und der Montage von elektronischen Bauelementen, wie integrierten
Schaltungen, anwendbar, die in ein Gehäuse eingeschlossen
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sein können oder nicht und eine gewisse Anzahl von Ausgangsleitern
auf einer oder mehreren ihrer Seiten aufweisen. Diese Bauelemente "haben im allgemeinen eine sehr
geringe Größe, in der Größenordnung von einigen Millimetern,
und es ist daher erforderlich, daß ihr Aufbringen auf und
ihr Anschluß an eine Schaltungsplatte, beispielsweise eine Druckschaltungsplatte, mit großer Genauigkeit vorgenommen
werden.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Positionierung
von Elementen, beispielsweise elektrischen oder elektronischen Bauelementen, in bezug auf einen Träger, um sie an
vorbestimmten Plätzen des Trägers aufzubringen und zu montieren,
dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in eine vorbestimmte Position in bezug auf ein erstes Referenzsystem gebracht
wird, daß auf dem Träger die Plätze der Elemente in bezug auf das erste Referenzsystem festgelegt werden, daß anschließend
der Träger verschoben wird, um ihn im wesentlichen in eine Lage gegenüber den Elementen zu bringen, die sich
in vorbestimmten Positionen befinden, und daß der Träger
in bezug auf die Elemente mit Hilfe eines zweiten Referenzsystems genau positionxerb wird, um dann die Elemente an
ihren vorgenannten Plätzen des Trägers aufzubringen und zu befestigen.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sind das erste und das zweite Referenzsystem jeweils durch
wenigstens drei Festpunkte festgelegt, an denen der Träger mit seinen Seitenrändern in Anlage kommt, und die Pestpunkte
des zweiten Referenzsystemsgpben exakt die Festpunkte des
ersten Referenzsystems wieder.
Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Elemente und
ihre vorbestimmten Plätze auf dem Träger einander genau entsprechen, d.h. daß die Elemente genau in eine Linie
mit ihren vorbestimmten Plätzen des Trägers gebracht werden.
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Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gekennzeichnet durch erste Einrichtungen,
mittels welchen der Träger in eine vorbestimmte Position in bezug auf ein erstes Referenzsystem bringbar ist, durch
zweite Einrichtungen, mittels welchen auf dem Träger, der sich in dieser Position befindet, die Plätze der aufzubringenden
Elemente festlegbar sind, durch Einrichtungen, mittels welchen die aufzubringenden Elemente in vorbestimmte
Positionen bringbar sind, und durch ein zweites Referenzsystem, mittels welchem der Träger in bezug auf die Elemente
so positionierbar ist, daß diese Elemente sich dann genau in einer Lage gegenüber ihren vorbestimmten Plätzen auf dem
Träger befinden.
In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung
enthalten die ersten Einrichtungen wenigstens drei feste Anschläge, die das erste Referenzsystem festlegen und an
denen der Träger mit seinen Seitenrändern in Anlage kommt, und das zweite Referenzsystem ist mit dem ersten Referenzsystem
genau identisch.
Mehrere AusführungsbeispLeIe der Erfindung werden im folgenden
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Positionierung von zwei
Elementen in bezug auf ihre vorbestimmten
Plätze auf einem Träger,
Fig. 2 schematisch einen ersten Schritt des
Verfahrens nach der Erfindung, der darin besteht, daß der Träger in bezug auf ein
erstes Referenzsystem positioniert wird und daß die Plätae der Elemente in bezug
auf dieses erste Referenzsystem bestimmt werden, und
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Fig..3 schematisch einen zweiten Schritt des
Verfahrens nach der Erfindung, der darin besteht, daß der Träger für das Aufbringen
der Elemente in bezug auf ein zweites Referenzsystem positioniert wird.
Fig. 1 zeigt schetnatisch das Prinzip der Positionierung eines
Trägers in bezug auf Elemente, die auf diesen Träger aufgebracht und an diesem Träger befestigt werden sollen.
Die aufzubringenden Elemente sind mit der Bezugszahl IO
bezeichnet, der Träger ist mit der Bezugszahl 11 bezeichnet und die vorbestimmten Plätze der Elemente auf dem Träger 11
sind gestrichelt dargestellt und mit der Bezugszahl 12 bezeichnet. Der Träger 11 befindet sich auf einem Tisch 13
oder einer entsprechenden Tragvorrichtung.
Die Elemente 10 können, wenn es sich um elektrische oder
elektronische Bauelemente handelt, auf einer oder mehreren ihrer Seiten Ausgangsleiter aufweisen, die an Ausgangsleiter
anzulöten sind, welche auf dem Träger 11 in der Nähe der Plätze 12 vorgesehen sind. Der Träger 11 kann aus einem
Druckschaltungsplättchen bestehen oder auf einer seiner
Flächen eine gedruckte Schaltung aufweisen.
Sehr häufig werden die Elemente 10 auf den Trägern 11 mit
Hilfe von automatischen oder halbautomatischen Maschinen montiert und es ist wesentlich, daß die Relativpositionierung
der Elemente gegenüber dem Träger und gegenüber ihren vorbestimmten
Plätzen so genau wie möglich erfolgt, wobei die verlangte Genauigkeit weit unter einem Millimeter und beispielsweise
in der Größenordnung eines Zehntel- oder eines Hundertstelmillimeters liegt und bis zu einigen Mikrometern
gehen kann.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung zu allererst vor, den
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Träger 11 genau in bezug auf ein erstes Referenzsystem zu
positionieren, das hier durch drei Festpunkte festgelegt ist, die schematisch dargestellt und mit den Bezugszahlen
14- bezeichnet sind. Diese drei Pestpunkte 14 liegen nicht auf
einer gemeinsamen Linie und legen deshalb mit einer ebenen Referenzfläche, auf der der Träger 11 liegt, ein erstes
Referenzsystem fest. In Fig. 2 nicht dargestellte Einrichtungen gestatten, den Träger 11 zu den drei Festpunkten 14-zu
verschieben, so daß die Seitenränder dieses Trägers an den drei Festpunkten 14- in Anlage sind, wie es in Fig. 2
dargestellt ist. Die Wirkung dieser Einrichtungen ist scheraatisch
durch Pfeile 15 dargestellt.
Wenn der Träger 11 sich deshalb in einer gegenüber dem ersten Referenzsystem, das aus den drei Festpunkten 14- besteht, genau
festgelegten Position befindet, werden auf der Oberfläche des Trägers 11 die Plätze 12 festgelegt, die die Elemente
einnehmen sollen.
Es ist sehr wichtig, daß die Plätze 12 gegenüber dem ersten Referenz syst em, das aus den drei Festpunkten 14- besteht,
genau festgelegt sind. Auf diese Weise wird die Relativanordnung der Plätze 12 und von drei Punkten 16 der Seitenränder
des Trägers 11 festgelegt.
Es ist andererseits zu erkennen, daß diese Festlegung der Relativposition in umgekehrter Reihenfolge erfolgen könnte,
d.h. die Plätze 12 könnten zuerst' auf der Oberfläche des Trägers 11 festgelegt werden und anschließend könnten die
Positionen der drei Punkte 16 genau in bezug auf die Plätze 12 mittels einer beliebigen Relation zwischen den Plätzen
12 und den drei Festpunkten 14- festgelegt werden.
In dem nächsten Schritt des Verfahrens nach der Erfindung
sind die auf den Träger 11 aufzubringenden Elemente 10, beispielsweise durch eine zum Aufbringen vorgesehene Maschine,
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in vorbestimmte Positionen in "bezug auf drei feste Anschläge
24- gebracht worden, die "beispielsweise an einem Tisch der
Maschine angebracht sind. Diese drei Anschläge 24- legen ein zweites Referenzsystem fest und entsprechen genau den
drei Festpunkten 14- des ersten Referenzsystems. Die drei Festpunkte 14- des ersten Referenzsystems und die drei Anschläge
24- des zweiten Referenzsystems sind also genau übereinandeflagerbar.
Ebenso nehmen die Elemente 10, die sich gegenüber den Anschlägen
24- in vorbestimmten Positionen befinden, gegenüber diesen Anschlägen Positionen ein, die genau den Positionen
der Plätze 12 des Trägers 11 gegenüber den Festpunkten 14-entspreehen,
wenn sich der Träger 11 in der Position von Fig. 2 befindet.
Es ist zu erkennen, daß es dann genügt, den Träger 11 in
die in Fig. 3 dargestellte Position, d.h. mit seinen Seitenrändern
in Anlage an den drei Anschlägen 24-, die das zweite Referenzsystem festlegen, zu bringen, um die Elemente 10
genau an ihren Plätzen 12 aufbringen zu können. Die Punkte 16 des Trägers 11, durch die dieser Träger an den Festpunkten
14- in Anlage war, sind deshalb außerdem die Punkte, durch die dieser Träger an den festen Anschlägen 24- in Anlage ist.
Anschließend können das Aufbringen und die Montage der Elemente 10 auf dem Träger 11 in bekannter Weise vorgenommen
werden. '
Die Erfindung sieht außerdem vorteilhafterweise vor, daß
die Festpunkte 14· sowie die Anschläge 24- aus Rollen bestehen,
die genau zentriert und um eine zu der Ebene des Trägers 11 senkrechte Achse spielfrei drehbar gelagert sind.
Wenn der Träger 11 gegen diese Festpunkte 14- oder gegen die
Anschläge 24- geschoben wird, wie es durch die Pfeile 15 in
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Fig. 2 angedeutet ist, reiben nämlich die Ränder dieses
Trägers, die Unregelmäßigkeiten aufweisen, mehr oder weniger stark an diesen Festpunkten oder an diesen Anschlägen. Je
nach den Unregelmäßigkeiten der Händer des Trägers sind die Reibungskräfte mehr oder weniger groß und bringen die Gefahr
mit sich, die Verschiebung des Trägers zu behindern. Außerdem besteht die Gefahr, daß Material an den Rändern des Trägers
losgerissen oder verschoben wird, wodurch die Genauigkeit der Positionierung des Trägers gegenüber dem zweiten
Referenzsystem beeinträchtigt werden könnte, wenn sich die
Reibung des Randes des Trägers an einem Anschlag 24 durch ein Losreißen oder ein Anlagern von Material auf der Höhe
einer der Punkte 16 ausdrucken sollte.
Die Verwendung von drehbaren Rollen für die Festpunkte 14 und für die Anschläge 24· gestattet, genau diesen Nachteil
zu beseitigen.
Vorteilhaft können auch solche drehbaren Rollen benutzt
werden, um die Einrichtungen zu bilden, die das Verschieben des Trägers 11 in seiner vorbestimmten Richtung bis in Anlage
an den Festpunkben 14 oder an den Anschlägen 24 gestatten. Solche Rollen sind in Fig. 3 dargestellt und mit
der Bezugszahl 25 bezeichnet. Jede Rolle 25 kann einem festen
Anschlag 24 zugeordnet sein und ist zu diesem Anschlag hin und von diesem Anschlag wegbewegbar. Die Bewegung der Rollen
25 zu den entsprechenden Anschlägen kann durch ein mechanisches Gestänge 26 gesteuert werden, dem' ein gemeinsamer Betätigungshebel
27 zugeordnet ist. Der Betätigungshebel 27 kann manuell
oder automatisch verstellt werden.
Es ist zu erkennen, daß, wenn die Rollen 25 ihren maximalen
Abstand von den entsprechenden Anschlägen 24 haben, der Träger 11 leicht zwischen die Rollen 25 und die Anschläge 24
gebracht werden kann. Durch Betätigung des Hebels 27 v/erden
die Rollen 25 in Richtung zu ihren zugeordneben Anechlägen
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zurückbewegt und nie drücken den Träger 11 in der vorbestimmten
Position in Anlage an die Anschläge 24.
Wenn der Träger 11 eine quadratische oder rechteckige Form hat, welch letztere in der Zeichnung dargestellt ist, genügt
es, jedes Referenzsystem durch drei Pestpunkte festzulegen. Wenn dagegen der Träger eine Kreisform, eine ovale Form oder
irgendeine andere Form hat, kann es erforderlich sein, mehr als drei Festpunkte zu verwenden, um jedes Referenzsystem
festzulegen, wobei manche dieser Festpunkte Punkten der Seitenränder des Trägers und andere Festpunkte des Referenz-Systems
bestimmten Punkten der Oberfläche des Trägers zugeordnet werden können.
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Claims (8)
- E, Prinz - Dr. G. Hauser - G. LeiserCOMPAGNIE INTERNATIONALE POUR L'INFORMATIQUE CII-HONEYWELL BULL94, Avenue Gambetta
75020 Paris /FrankreichUnser Zeichen: C 3178Patentansprüche:Verfahren zur Positionierung von Elementen, beispielsweise elektrischen oder elektronischen Bauelementen, in bezug auf einen Träger, um sie an vorbestimmten Plätzen des Trägers aufzubringen und zu montieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in eine vorbestimmte Position in bezug auf ein erstes Referenz3ysbem gebracht wird, daß auf dem Träger die Plätze der Elemente in bezug auf das erste Referenzsystem festgelegt werden, daß anschließend der Träger verschoben wird, um ihn im wesentlichen in eine Lage gegenüber den Elementen zu bringen, die sich in vorbestimmten Positionen befinden, und daß der Träger in bezug auf die Elemente mit Hilfe eines zweiten Referenzsystems genau positioniert wird, um dann die Elemente an ihren vorgenannten Plätzen des Trägers aufzubringen und zu befestigen. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Referenzsystem jeweils durch drei Festpunkte festgelegt werden, an denen der Träger mit seinen Seitenrändern in Anlage kommt.8098 83/0965 ORIGINAL
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die .Festpunkte des zweiten Referenzsystems genau die Pestpunkte des ersten Referenzsystems wiedergeben.
- 4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Referenzsystem gegenüber den vorbestimmten Positionen der Elemente fest ist.
- 5· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, gekennzeichnet durch erste Einrichtungen, mittels welchen der Träger in eine vorbestimmte Position in bezug auf ein erstes Referenzsystem bringbar ist, durch zweite Einrichtungen, mittels welchen auf dem Träger, der sich in dieser Position befindet, die Plätze der aufzubringenden Elemente festlegbar sind, durch Einrichtungen, mittels welchen die aufzubringenden Elemente in vorbestimmte Positionen bringbar sind, und durch ein zweites Referenzsystem, mittels welchem der Träger in bezug auf die Elemente so positionierbar ist, daß diese Elemente sich dann genau in einer Lage gegenüber ihren vorbestimmten Plätzen auf dem Träger befinden.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen drei Anschläge oder Festpunkte aufweisen, die das erste Referenzsystem festlegen und an denen der Träger mit seinen Seitenrändern in Anlage kommt.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen außerdem drei bewegliche Anschläge aufweisen, mittels welchen die Seitenränder des Trägers an den festen Anschlägen in Anlage bringbar sind.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die festen oder beweglichen Anschläge aus Rollen bestehen, die um eine zu der Ebene des Trägers senkrechte Achse vollkommen zentriert und spielfrei drehbar809883/0965— 7I —9- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Referenzsystem mit dem ersten Referenzsystem genaxi identisch ist und durch Festpunkte oder feste Anschläge festgelegt ist, die mit denen des ersten Referenzsystoms identisch sind.809883/0965
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