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Substrat-Förderapparat
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Die Erfindung betrifft einen Substrat-Förderapparat zum Fördern oder
Transportieren von laminaren Substraten wie gedruckte Schaltungen usw., wobei sie
jeweils mit vorbestimmtem Winkel stehen.
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In der japanischen Patentanmeldung Nr. 58-99797 der Anmelderin ist
ein automatischer Lötapparat zum Löten von Kupferfolienbereicheneiner Substrat-Oberfläche
durch Eintauchen des gedruckten Substrats in Schmelzlot beschrieben.
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Bei einem Apparat dieser Art benötigt das auf der Oberfläche des gedruckten
Substrats nach dem Eintauchen in Schmelzlot befindliche Lot eine gewisse Zeit zum
Verfestigen, so daß das Substrat während dieser Zeit, gelangt es mit anderen Substraten
oder anderen Materialien in Berührung, beschädigt werden kann und/oder Unregelmäßigkeiten
an der Lot-Oberfläche auftreten können, die zu einer Zerstörung
der
Produktqualität führen.
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Ein Apparat, der laminare Substrate fördert, indem ein Ende jedes
Substrats mit einem vorbestimmten Winkel gehalten wird, geht beispielsweise aus
der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 51-112069, der japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 54-72979 und aus der US-PS 4.239.387 hervor. Beim gesamten Stande der Technik
kann das Substrat jedoch nicht sicher in eine Substrat-Aufnahmenut des Förderapparats
eingesetzt werden, wenn beim Freikommen des Substrats aus einem durch einen automatischen
Löteintauchapparat festgehaltenen Zustand eine Krümmung oder Biegung des Substrats
auftritt, so daß verschiedene Nachteile wie folgt vorhanden sind: Die Substrate
neigen auf Grund eines Dickenunterschiedes zwischen den einzelnen Substraten zum
Herausfallen aus der Aufnahmenut des Apparats, die Substrate schwanken beim Transport,
die Substrate können nicht sicher in die Substrat-Aufnahmenut eingreifen, da sich
in dieser Fremdkörper wie Lotbruchstücke usw. ansammeln können, und Fremdstoffe
können auf das Substrat gelangen.
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Des weiteren besteht der sehr große Nachteil, daß das Lot oder die
Lotstellen auf den Substrat-Oberflächen ungleichmäßig werden, wenn sich die Substrate
aneinander annähern, die mit ihrem einen Ende am Förderapparat gehalten werden und
wobei ein Ende der Substrate mit der Oberfläche der benachbarten Substrate in Berührung
gelangt.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen
Nachteile der herkömmlichen Substrat-Förderapparate geschaffen. Eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ist es, eine gegenseitige Berührung der Substrate und ein
Herabfallen der Substrate vom Förderapparat zu vermeiden.
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Dabei sollen die mit Lot versehenen Substrate durch eine kompakte
Konstruktion sicher gehalten werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Substrat-Förderapparat
gekennzeichnet durch eine endlose Kette, die mindestens zwischen einem Paar von
Kettenrädern umläuft, eine quer verlaufende Basisplatte, die quer zur Förderrichtung
der endlosen Kette verläuft und an der endlosen Kette befestigt ist, eine Druckleiste
oder -stange, die von der Querbasisplatte oder der endlosen Kette gehalten ist und
mit Bezug auf die Querbasisplatte geöffnet werden kann, mindestens eine ortsfest
angeordnete Kurvenbahn oder -schiene für Kurvenfolgerollen, die an der Querbasisplatte
befestigt bzw. mit der Druckleiste oder -stange verbunden sind und beim Eintreffen
der Querbasisplatte in eine Substrat-Aufnahmeposition die Druckleiste oder -stange
öffnen sowie die Druckleiste oder -stange schließen, bis die Querbasisplatte eine
vorbestimmte Position erreicht, und
einen Anschlag, der entweder
an der Querbasisplatte oder an der Druckleiste oder -stange befestigt ist und an
dem das jeweilige zwischen die Querbasisplatte und die Druckleiste oder -stange
eintretende Substrat zur Anlage gelangt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung
beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines Basisplattenhalters
einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 eine Gesamtseitenansicht
der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 3 eine vergrößerte Längsseitenansicht
der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, Fig. 4 eine Längsseitenansicht einer zweiten
Ausführungsform der Kurvenbahn oder -schienen und Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende
Längsseitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Kurvenbahn oder -schienen.
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Zunächst wird das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 erläutert.
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In Fig. 2 ist eine Klemmeinrichtung gezeigt, die von einem
Arm
22 eines Förderroboters 21 herabhängend befestigt ist, wobei der Förderroboter zu
einem automatischen Oberflächenbehandlungsapparat oder zu einem automatischen, eine
Oberfläche belichtenden und entwickelnden Apparat gehört, der ein Substrat 11 od.
dgl. automatisch in eine nicht gezeigte Wanne mit geschmolzenem Lot eintaucht. Von
der vom Arm 22 herabhängenden Klemmeinrichtung wird das Ende des Substrats 11 gehalten,
das von dort herabhängt. Diese Klemmeinrichtung enthält einen Luftzylinder 23, einen
Keil 24, der nach oben und unten frei beweglich ist, und ein Haltestück 25. Die
Klemmeinrichtung ist so ausgebildet, daß, wird der Luftzylinder 23 angetrieben,
der Keil 24 nach oben und unten bewegt werden kann, wodurch das Haltestück 25 betätigt
und das Substrat 11 von ihm festgehalten oder freigegeben wird. Das Haltestück 25
kann schwenkbar befestigt sein, wobei die Keilfläche des Keils 24 mit einer Keilfläche
des Haltestücks 25 zusammenarbeitet, so daß je nach Bewegungsrichtung des Keils
24 das Haltestück 25 mit seinem der Keilfläche entgegengesetzten Ende auf einen
nicht näher bezeichneten Gegenhalter hin oder von diesem weg schwenkt.
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Wie schon in der japanischen Patentanmeldung Nr. 58-99797 der Anmelderin
beschrieben ist, ergreift der Förderroboter 21 des automatischen Oberflächenbehandlungsapparats
20 automatisch das Substrat 11, dreht den das Substrat ergreifenden Arm 22 (im folgenden
Substratgreifarm genannt) um einen Winkel von 900 und taucht das Substrat in eine
Oberflächenbehandlungswanne (z. B. die oben beschriebene
Wanne
für geschmolzenes Lot), wonach er den Substratgreifarm 22 wieder um einen weiteren
Winkel von 900 dreht und dieses, wie in Fig. 2 gezeigt ist, zum oberen Bereich einer
Führung 14 einer Substrat-Fördereinrichtung 16 zum Kühlen des Substrats bewegt.
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Der Kühlungsförderer 16 setzt sich aus einem Paar von Kettenrädern
12 und 13, einer zwischen diesen verlaufenden Kette 4 und aus Substratgreifmitteln
15 zusammen. Zweckmäßigerweise ist ein Paar von Folgekettenrädern 13, ein Paar von
Antriebskettenrädern 12 und ein Paar von Ketten 4 vorhanden, wobei jeweils eines
bzw. eine hiervon an jeder Seite angeordnet ist.
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An der Kette 4 ist eine Mehrzahl von Substratgreifmitteln 15 angeordnet,
zwischen denen ein konstanter Abstand besteht.
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Am Zuführungsende der Substrat-Fördereinrichtung 16 ist ein Förderband
26 für den nächsten Verfahrensschritt angeordnet. Es versteht sich, daß in dem Falle,
wenn eine nächste Oberflächenbehandlung unnötig ist, anschließend an die Substrat-Fördereinrichtung
16 eine Substrat-Ladeeinrichtung (nicht gezeigt) od. dgl. angeordnet sein kann.
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Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Substratgreifmittel
15. An jeder Kette 4 eines Kettenpaares ist ein Block 3 eines Blockpaares befestigt,
der mittels geeigneter Halteschrauben 3a festgelegt ist. Zwischen den Blöcken 3
ist eine quer verlaufende Basisplatte 1 angeordnet.
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Auf einer sich quer zwischen den Blöcken 3 erstreckenden Achse 5 sind
zwei Schwenkstücke 6 drehbar befestigt. Ein Paar von Stäben 9 oder Bolzen, von denen
jeder in Vorwärtsrichtung undin Rückwärtsrichtung (die Vorwärtsrichtung ist in Fig.
1 durch den Pfeil 30 angegeben) gerichtet und mittels einer Haltemutter 9a am rückwärtigen
Ende schraubbar festgelegt ist, sind an Armbereichen 6a der Schwenkstücke 6 durchgehend
angeordnet, so daß sie sowohl in Vorwärtsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung
gleitend bewegbar sind. An den Enden der beiden Stäbe 9 ist jeweils ein Endbereich
einer Druckleiste 2 oder eines Druckstabes befestigt, wobei um einen Teil jedes
Stabes 9 herum jeweils eine vorgespannte Druckfeder 10 angeordnet ist, die sich
zwischen einem der Schwenkstücke 6 und der Druckleiste 2 befindet. Mit Hilfe dieser
Anordnung ist die Druckleiste 2 gegen die beiden Schwenkstücke 6 abgestützt und
auf die rückwärtige Oberfläche der quer verlaufenden Basisplatte 1 hin gedrückt.
Die Druckleiste 2 und die Basisplatte 1 verlaufen parallel nebeneinander.
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Am Ende des anderen Armbereichs 6b jedes Schwenkstücks 6 ist eine
Kurvenfolgerolle 7 drehbar auf einer Achse 7a befestigt. Wenn die Kurvenfolgerollen
7 über die zugehörigen Kurvenbahnen 8 oder -schienen, die wie nachstehend beschrieben
gebogen verlaufen, rollen, kann die Druckleiste 2 von der Querbasisplatte 1 abheben.
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In Fig. 3 ist mit der Bezugsziffer 18 eine Feder bezeichnet, die um
eine Achse 5 herum angeordnet ist und stets eine
Kraft in Gegenuhrzeigerrichtung
in Fig. 2 ausübt, d. h.
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in der die Druckleiste 2 öffnenden Richtung. Die Bezugsziffer 17 bezeichnet
einen Anschlag, der von der rückwärtigen Oberfläche der Querbasisplatte 1 über eine
geeignete Länge hinweg vorsteht und dazu dient, das entlang der Führung 14 herabgefallene
Substrat 11 zwischen der Querbasisplatte 1 und der Druckleiste 2 zu halten. An einer
geeigneten Stelle, die der des Anschlags 17 entspricht, ist eine Ausnehmung 2a z.B.
in Gestalt einer Nut vorgesehen, in die der Anschlag eingreift. Wie ferner aus Fig.
3 hervorgeht, kann sich die Ausnehmung 2a an der Druckleiste 2 befinden.
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Des weiteren kann der Anschlag 17 mit oberen und unteren Einstellmitteln
(nicht dargestellt) versehen sein, so daß die Position des Substrats 11, in der
es zwischen der Querbasisplatte 1 und der Druckleiste 2 gefaßt wird, verändert werden
kann.
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Wie aus Fig. 3 hervorgeht, enthalten die Kurvenbahnen 8 oder -schienen
schwenkbare Kurvenbahn- oder -schienenbereiche 8a, die im wesentlichen direkt unterhalb
einer Substrat-Aufnahmestelle an einem Ende (das sich in Fig. 3 links befindet)
unterhalb der Führung 14 angeordnet sind, ebene Kurvenbahn- oder -schienenbereiche
8b zwischen den Kettenrädern 12 und 13 sowie angehobene Bereiche 8c (in Fig.
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3 rechts befindlich) am anderen Ende.
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Die schwenkbaren Kurvenbahnbereiche 8a sind an einer Achse 27 angelenkt
und über eine Verbindungsstange 28 mit einem
Luftzylinder 29 verbunden.
Je nach der Betätigung des Luftzylinders 29 bewegen sich die schwenkbaren Kurvenbahnbereiche
8a in eine nach unten geneigte Stellung, die in Fig. 3 mit einer durchgezogenen
Linie dargestellt ist, und in eine horizontale Stellung, die in Fig. 3 durch eine
doppelt punktierte Linie dargestellt ist. Wenn die schwenkbaren Kurvenbereiche 8a
durch den Luftzylinder 29 nach oben in die horizontale Stellung geschwenkt werden,
werden die an der Substrat-Aufnahmestelle befindlichen Kurvenfolgerollen 7 nach
oben gedrückt, so daß die Druckleiste 2 in Druckkontakt mit der Querbasisplatte
1 gelangen kann.
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Beim Rollen der Kurvenfolgerollen 7 entlang der angehobenen Bereiche
8c, die an der rechten Seite der Kurvenbahnen 8 oder -schienen angeordnet sind,
wenn die Substratgreifmittel 15 den oberen Halbbereich des Antriebskettenrades 12
umrunden, kann die Druckleiste 2 ihre Schließstellung beibehalten. Wenn die Kurvenfolgerollen
7 das vordere Ende der Kurvenbahne 8 oder -schienen verlassen, wird die Druckleiste
2 durch die Kraft der Feder 18 geöffnet und das Substrat 11 fällt auf ein dem nächsten
Verfahrensschritt zugeordnetes Förderband.
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Oberhalb und unterhalb der Ketten 4 sind nicht dargestellte Kettenführungen
vorgesehen, die parallel entlang der Kurvenbahnen 8 oder -schienen angeordnet sind.
Wenn die Kurvenfolgerollen 7 auf den Kurvenbahnen 8 oder -schienen fahren und das
Substrat 11 gegen die Kräfte der Feder 18 und der Druckfeder 10 ergriffen ist, können
die Ketten nicht durchhängen
und laufen sozusagen schwebend.
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Außerdem ist seitlich an der Substrat-Fördereinrichtung 16 ein nicht
dargestelltes Kühlgebläse angeordnet, so daß Kühlluft gegen das geförderte Substrat
11 geblasen werden kann. In Fig. 3 ist ein nicht dargestellter Fotosensor am unteren
Bereich der Führung 14 zu dem Zwecke befestigt, daß die Substratgreifmittel 15 exakt
angehalten werden können und daß, ausgehend von diesem Fotosensor, das Antriebskettenrad
12 genau gestoppt werden kann. Um das Eintreten des Substrats 11 zwischen die Querbasisplatte
1 und die Druckleiste 2 zu erfühlen, kann des weiteren mindestens ein geeigneter
Fotosensor an jeweils geeigneter Stelle des unteren Bereichs der Führung 14 vorgesehen
werden.
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Überdies kann durch Betätigen eines in Fig. 2 gezeigten Klemmluftzylinders
23, und eine gewisse Zeit nachdem das Substrat 11 freigelassen worden ist, der in
Fig. 3 gezeigte Luftzylinder 29 betätigt werden. Des weiteren kann man, wie in Fig.
3 angedeutet ist, am oberen Ende der Querbasisplatte 1 eine Führung 19 befestigen,
die das Substrat 11 beim Herabfallen führt.
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Wenn in Fig. 2 die Klemmung des Klemmechanismus eines automatischen
Oberflächenbehandlungsapparats 20 gelöst wird, fällt das Substrat 11, das in die
Wanne mit Schmelzlot eingetaucht worden ist, unter seinem eigenen Gewicht,und entlang
der Führung 14 tritt sein unteres Ende zwischen die Querbasisplatte 1 der Substratgreifmittel
15 und die Druckleiste 2 ein. Nachdem der nicht dargestellte Sensor
den
Eintritt des Substrats 11 zwischen die Querbasisplatte 1 und die Druckleiste 2 sicher
erfühlt oder abgetastet hat, wird der in Fig. 3 gezeigte Luftzylinder 29 betätigt,
so daß sich der schwenkbare Kurvenbereich 8a in die horizontale Stellung dreht.
Hierdurch werden die Kurvenfolgerollen 7 nach oben gedrückt, so daß die Druckleiste
2 und die Querbasisplatte 1 das untere Ende des Substrats 11 fassen können.
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Anschließend, wenn das in Fig. 2 dargestellte Antriebskettenrad 12
angetrieben wird, wird das durch die elastische Kraft der Druckfeder 10 sicher ergriffene
Substrat 11 in Richtung gemäß Pfeil 30 gefördert. Wenn die nächsten Substratgreifmittel
15 in die Substrat-Aufnahmeposition gelangen, sind die schwenkbaren Kurvenbahnbereiche
8a bereits wieder in die nach unten geneigte Stellung zurückgeschwenkt, so daß die
Druckstange 2 der nächsten Substratgreifmittel 15 geöffnet ist, wenn sie die Substrat-Aufnahmeposition
erreicht hat. Sodann fällt in gleicher Weise wie oben beschrieben das zweite Substrat
11 auf Grund seines Eigengewichts nach unten und wird anschließend in durch die
Substratgreifmittel 15 ergriffenem Zustand gefördert.
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Das Substrat 11 wird in durch die Substratgreifmittel 15 ergriffenem
Zustand zum rechten Ende der Kurvenbahnen 8 oder -schienen gefördert. Sogar wenn
die Substratgreifmittel 15 schräg sind, weil am rechten Ende der Kurvenbahnen oder
-schienen der angehobene Bereich 8c vorgesehen ist, kann das Substrat 11 gehalten
werden, da die Druckleiste 2 gegen
die Querbasisplatte 1 gepreßt
wird.
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Wenn die Kurvenfolgerollen 7 über die vorderen Enden der Kurvenbahnen
8 oder -schienen hinaus gelangen, werden die Schwenkstücke 6 in Gegenuhrzeigerrichtung
in Fig. 3 gedreht, so daß die Druckleiste 2 unter der Kraft der Feder 18 in ihre
Offenstellung überführt und das Substrat 11 auf ein in Fig. 2 gezeigtes Förderband
26 übergeben wird. Während das Substrat 11 von der Substrat-Fördereinrichtung 16
transportiert wird, wird es durch von einem nicht dargestellten Kühlgebläse ausgeblasene
Luft gekühlt und getrocknet. Das auf der Oberfläche des Substrats 11 befindliche
Lot wird somit gleichmäßig gekühlt.
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In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der Führungsbahnen oder
-schienen gezeigt. In diesem Falle sind Führungsbahnen 31 oder -schienen an einem
nicht dargestellten geeigneten stabilen Körper befestigt, und am rückwärtigen Endbereich,
der der Unterseite der Führung 14 gegenüberliegt, ist eine geneigte Führungsfläche
31a nach hinten und unten hin gekrümmt ausgebildet. Wenn die Substratgreifmittel
15 die Substrat-Aufnahmeposition erreichen, befindet sich die Kurvenfolgerolle 7
auf der geneigten Führungsfläche 31a, und die Druckleiste 2 ist geöffnet. Nachdem
das Substrat 11 unter seinem Eigcngcwicht herabgefallen ist und wenn sich die Kette
4 zu bewegen beginnt, schließt sich die Druckstange 2, da sich die Kurvenfolgerolle
7 von der geneigten Führungsfläche 31a auf eine horizontale Fläche 31b bewegt.
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Mit Ausnahme der soeben beschriebenen Unterschiede entspricht die
Ausführungsform gemäß Fig. 4 der ersten Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist.
Bei dieser Ausführungsform sind Antriebsmittel wie der Luftzylinder 29 usw., die
in Fig. 3 gezeigt sind, unnötig, so daß man den großen Vorteil eines kompakten Aufbaus
erhält.
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Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Kurvenbahnen oder -schienen.
In diesem Falle sind Kurvennuten 3 3 in vertikale Kurvenplatten 32 eingearbeitet,
die parallel zum Wege der Ketten 4 verlaufen. Die Nutkurven 33 führen die Kurvenfolgerollen
7, indem diese zwischen der Oberseite und der Unterseite der Kurvennuten laufen.
Der Verlauf der Kurvennuten 33 ist nahezu der gleiche wie der der oberen Oberfläche
der in Fig. 4 gezeigten Kurve 31. Die Bezugsziffern 1, 2, 6, 15 usw. bezeichnen
die gleichen Teile wie bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform.
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Gemäß dieser Ausführungsform gibt es keine Notwendigkeit für das Vorsehen
der Feder 18, die bei der ersten und der zweiten Ausführungsform vorhanden ist.
Die Substratgreifmittel 15 öffnen und schließen sich sicher ohne Feder.
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Der Fig. 3 entsprechend kann ein Teil der Kurvennut 33 wie der schwenkbare
Kurvenbahnbereich 8a ausgebildet und durch geeignete Antriebsmittel wie ein Luftzylinder
29 usw. drehbar sein.
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Des weiteren ist es ebenfalls möglich, daß eine Querbasisplatte mit
einer endlosen Kette verbunden ist und daß mit
der endlosen Kette
eine Vielzahl von Substratgreifmitteln bewegt wird (nicht gezeigt).
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Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1, 2 und 3 kann man,
damit sich die Druckleiste 2 öffnet, anstelle der Feder 18 auch ein Gewicht am rückwärtigen
Ende der Armbereiche 6b der Schwenkstücke 6 befestigen, so daß sich die Druckleiste
2 auf Grund der von dem Gewicht ausgeübten Schwerkraft öffnet. Außerdem kann man
anstelle der Druckfeder 10 einen elastischen Körper aus Gummi od. dgl. an der das
Substrat 11 erfassenden Oberfläche der Druckstange 2 oder der Querbasisplatte 1
befestigen, der eine Beschädigung des Substrats 11 im ergriffenen Zustand verhindert.
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Mit der vorliegenden Erfindung können die folgenden Wirkungen verwirklicht
werden: 1. Das Substrat wird durch sicheres Ergreifen eines seiner Enden gefördert,
ohne daß die Substrate miteinander in Berührung gelangen und ohne daß sie im Verlaufe
des Transports herabfallen, 2. beim Fördern des Substrats wird dieses auch dann
sicher ergriffen, wenn seine Breite, Länge und Dicke geändert wird, 3. man kann
sogar leicht gekrümmte Substrate greifen, wenn man die Druckleiste weiter öffnet,
4.
die Länge des Apparates läßt sich verkürzen, indem man den Abstand zwischen den
ergriffenen Substraten verringert, 5. man kann das Substrat durch Ergreifen nicht
nur horizontal, sondern auch vertikal und sogar in um einen gewünschten Winkel geneigter
Lage fördern und 6. die Fremdsubstanzen, die dazu neigen, sich in den Substratgreifmitteln
anzusammeln, lassen sich reduzieren, da das Substrat von dem Anschlag 17 gehalten
wird, der zwischen der Druckleiste und der Querbasisplatte angeordnet ist.