DE3915556C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer solchen, aus der US-PS 47 06 379 bekannten Vorrichtung werden die angetriebenen Teile des Kopfantriebsmechanismus von an den Saugköpfen befestigten Zahnrädern und das an­ treibende Teil von einem mit einem Schrittmotor verbundenen Antriebszahnrad gebildet. Für eine Drehung eines Saugkopfes in eine bestimmte Winkelposition sind drei aufeinanderfolgende Arbeitsschritte erforderlich. Das Antriebszahnrad wird zuerst durch seitliches Schwenken mit einem anzutreibenden Zahnrad in Eingriff gebracht und anschließend durch den Schrittmotor um einen bestimmten Winkel gedreht. Nach Beendigung der Drehung werden die Zahnräder wieder voneinander getrennt. Durch die drei erforderlichen Arbeitsschritte ist die Taktzeit der bekannten Vorrichtung hoch und somit ihre Arbeitsleistung gering. Zusätzlich treten bei einem Eingriff von Zahnrädern außer den Drehmomentkräften Biegekräfte und Axialkräfte auf, die nach gewisser Zeit zu einem Verschleiß der Zahnräder führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässig arbeitende Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile mit hoher Arbeitsleistung zu schaffen, die eine lange Lebensdauer hat.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem gattungsgemäßen Stand der Technik durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung nach Patentanspruch 1 sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5. Die Vorrichtungen nach den Patentansprüchen 1 bis 6 werden durch die Merkmale des Patentanspruchs 7 vorteilhaft weitergebildet.

Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist für die Drehung der Saugköpfe nur ein Arbeitsschritt erforderlich. Die Saugköpfe können dabei mit hoher Geschwindigkeit um einen vorherbestimmten Winkel gedreht werden. Folglich ist die Taktzeit der Vorrichtung gering und somit ihre Arbeitsleistung hoch. Das antreibende Teil und das angetriebene Teil stehen bei der Drehmomentübertragung nicht in Eingriff, so daß kein Verschleiß an dem angetriebenen und dem antreibenden Teil auftritt. Aus diesem Grund ist die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Vorrichtung hoch.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Kopf- Antriebsmechanismus,

Fig. 4 eine Draufsicht auf Magnetstücke der Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Kopf-Antriebsmechanismus,

Fig. 6, 7, 8, 9a und 9b Vorderansichten weiterer Aus­ führungsformen des Kopf-Antriebsmechanismus,

Fig. 10, 11 und 12 eine Abwandlung der in den Fig. 1 bis 9b gezeigten Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile, und zwar

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile,

Fig. 11 eine Seitenansicht des Kopf-Antriebsmechanismus der Fig. 10,

Fig. 12 eine Draufsicht auf die Magnetstücke der Fig. 11,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Aus­ führungsform des Kopf-Antriebsmechanismus,

Fig. 14 den Querschnitt eines Teils des Mechanismus der Fig. 13,

Fig. 15 bis 26a und 26b eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile, und zwar

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung,

Fig. 16 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung der Fig. 15,

Fig. 17 den Querschnitt einer mit einer Saugkopfbremse versehenen Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile,

Fig. 18 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Saugkopfbremse,

Fig. 19 eine Vorderansicht eines Motors zum Drehen des Saugkopfes,

Fig. 20 eine Ansicht des Rotors der Fig. 19,

Fig. 21 die Abwicklung des Rotors der Fig. 20,

Fig. 22 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform des Motors zum Drehen eines Saugkopfes

Fig. 23 eine Draufsicht auf den Motor der Fig. 22 mit der Darstellung einer Anordnung der Spulen und Mag­ nete,

Fig. 24 eine tabellarische Übersicht eines Betriebssche­ mas des Motors der Fig. 23,

Fig. 25 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform des Motors zum Drehen eines Saugkopfes,

Fig. 26a und 26b Draufsichten auf die Anordnung der Fig. 25,

Fig. 27 im Diagramm die Darstellung von Nachlaufkennli­ nien des Saugkopfes in Abhängigkeit von der Dre­ hung des Motors und

Fig. 28a, 28b und 28c je ein Beispiel eines Steuerpro­ gramms beim Drehen des Saugkopfes durch den Saug­ kopf-Antriebsmechanismus.

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile sind am Rand zweier als Kopfhalter dienender, drehbarer Scheiben 5a, 5b vier Saugköpfe 1 drehbar und in vertikaler Richtung gleitend beweglich gelagert. Die Saugköpfe 1 werden mit­ tels eines Hebels 8 und einer auf diesen wirkenden Fe­ der 9 ständig nach oben gedrückt. Die Hebel 8 sind an Führungsstangen 5c gleitend beweglich gelagert, die die drehbaren Scheiben 5a, 5b mechanisch verbinden. Der He­ bel 8 ist mit einer Bremse zum Stillsetzen der Drehung des Saugkopfes um seine Achse ausgerüstet. Am Hebel 8 ist ein Träger 14 befestigt, auf dem ein Bremshebel 13 drehbar gelagert ist. Der Bremshebel 13 weist auf der Seite des Saugkopfes einen Bremsbelag 15 auf, der mittels einer Bremsfeder 16 gegen den Saugkopf 1 gedrückt wird.

Die drehbaren Scheiben 5a, 5b werden mittels einer Antriebs­ welle 6 intermittierend nach je einer 1/4 Umdrehung positio­ niert. Am oberen Ende des Saugkopfes 1 ist ein angetriebener Teil aus Magnetstücken 2 befestigt. Elektrische Bauteile 4 werden durch einen Förderer 10 herangeführt. Ein Kopf-Antriebsmechanismus 3 mit einem Motor 30 und als treibender Teil dienenden Magnetstücken 31 ist so angeordnet, daß er über dem Saugkopf 1 positioniert wird, wenn der Saugkopf 1 über der Zuführeinrichtung 10 durch die Antriebswelle 6 um eine 1/4 Umdrehung gedreht ist. Der Kopf-Antriebsmechanismus 3 ist an ei­ nem Befestigungsrahmen 7 befestigt, der die Magnetstücke 31 und 2 in einem Abstand voneinander hält. Der am Kopf-Antriebsmechanismus 3 po­ sitionierte Saugkopf 1 wird über einer Leiterplatte 12 verschoben, die auf einem Koordinatentisch 11 befestigt ist, wenn der Saugkopf 1 durch die Antriebswel­ le 6 um eine 1/4 Umdrehung weitergedreht wird.

Im folgenden wird die Betriebsweise der ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile erläutert.

Der Saugkopf 1 über der Zuführeinrichtung 10 wird durch Niederdrücken des Hebels 8 abgesenkt, nimmt ein Bauteil 4 auf und bewegt sich nach oben. Darauf werden die dreh­ baren Scheiben 5a, 5b durch die Antriebswelle 6 um eine 1/4 Umdrehung weitergedreht, wodurch auch der Saugkopf 1 gedreht und unterhalb des Kopf-Antriebsmechanismus 3 so positioniert wird, daß die Achse des Kopf-Antriebs­ mechanismus 3 mit der Achse des Saugkopfes 1 fluchtet.

Daraufhin wird der Bremshebel 13 niedergedrückt und die Brem­ se gelöst, so daß der Saugkopf 1 gegenüber den drehbaren Scheiben 5a, 5b drehbar ist. Das Magnetstück 31 und das Magnetstück 2 bilden eine kontaktlose magnetische Kupp­ lung, durch die der Saugkopf 1 durch Drehen des Motors 30 um einen vorgeschriebenen Winkel gedreht werden kann, um das Bauteil 4 in die richtige Winkellage zu bringen. Nun wird der Bremshebel 13 angehoben und der Saug­ kopf 1 gebremst, so daß er sich nicht mehr um seine Achse drehen kann. Jetzt werden die drehbaren Scheiben 5a, 5b mittels der Antriebswelle 6 um eine 1/4 Umdrehung wei­ tergedreht, so daß der Saugkopf 1 über der Leiterplatte 12 positioniert wird. Die Leiterplatte 12 befindet sich auf dem Koordinatentisch 11 und wird durch diesen so po­ sitioniert, daß die Befestigungsstelle auf der Platte 12 mit der Stellung des vom Saugkopf 1 herangeführten elektrischen Bauteils 4 übereinstimmt. Darauf wird der Saugkopf 1 mittels des Hebels 8 niedergedrückt, das vom Saugkopf 1 aufgenommene elektrische Bauteil auf der Plat­ te 12 abgelegt und der Saugkopf 1 angehoben. Wenn das Magnetstück 2 am oberen Ende des Saugkopfes 1 gegenüber dem Magnetstück 31 auf der Seite des Befestigungsrahmens zu liegen kommt, müssen die einander gegenüberliegend angeordneten Magnetpole einander entgegengesetzte magnetische Polarität haben, so daß die Magnetstücke 2, 31 einander anziehen. Während sich die drehbaren Scheiben 5a, 5b um eine 1/4 Umdrehung drehen, d.h. von dem Zeitpunkt, zu dem einer der Saug­ köpfe 1 aus der Stellung des Kopf-Antriebsmechanismus 3 gelöst wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein anderer Saugkopf 1 in die Stellung des Kopf-Antriebsmechanismus 3 gelangt, werden der Motor 30 und das Magnetstück 31 so gedreht, daß sein Pol eine unterschiedliche magnetische Polarität hat wie das Magnetstück 2, das als nächstes zum Antriebsmechanismus 3 kommen soll. Dadurch sind die Magnetstücke 2 und 31 immer wenn sie sich einander annähern bereit, einander anzuziehen.

Durch Wiederholen der oben beschriebenen Operation können die elektrischen Bauteile 4 automatisch auf der Leiter­ platte 12 in einer vorgeschriebenen Position und unter einem vorgeschriebenen Winkel montiert werden.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform der Magnetstücke 31 und 32 des Kopf-Antriebsmechanismus 3 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Die Magnetstücke 2, 31 bestehen aus scheibenförmigen zweipoligen Magne­ ten, die in Richtung der Dicke magnetisiert und so angeord­ net sind, daß gegenüberliegende Flächen der beiden Magne­ te entgegengesetzte magnetische Polarität haben; die Mag­ netstücke 31, 2 sind in einem Abstand δ voneinander ange­ ordnet. Bei diesem Auf­ bau kann der Saugkopf 1 durch Magnetkraft angetrieben werden, wenn sich der Motor 30 dreht.

Fig. 5 zeigt ein quader- oder stabförmiges ferromagnetisches Teil 20, das am oberen Ende des Saugkopfes 1 befestigt ist, und einen Stabmagnet 32 anstelle des scheibenförmigen Magnetstücks 31, der den Kopf-Antriebs­ mechanismus 3 bildet. Das ferromagnetische Teil 20 und der Stabmagnet 32 sind so befestigt, daß ihre Längsrichtung die Drehachse unter rechten Winkel schneidet. Der Stabmagnet 32 wird gedreht, so daß sich das von der Magnetkraft ange­ zogene Teil 20 ebenfalls dreht und die Drehung auf den Saugkopf 1 übertragen wird. Bei diesem Aufbau wird der Magnet nur an der Antriebsseite benutzt, so daß die Kosten vermindert werden können. Die Drehung kann ebenfalls über­ tragen werden, wenn man den Stabmagnet 32 auf der Seite des Saugkopfes 1 und das ferromagnetische Teil 20 auf der Seite des Befestigungsrahmens 7 anbringt. Dieser Aufbau ist wirksam, wenn mehrere Antriebswellen vorgesehen sind und die Anzahl der angetriebenen Wellen gering ist.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Drehung des Motors 30 des Kopf-Antriebsmechanismus 3 mit­ tels eines Elektromagneten 33 auf den Saugkopf 1 über­ tragen.

Am oberen Ende des Saugkopfes 1 ist ein Stabmagnet 21 befestigt. Wenn die Achse des Saugkopfes 1 mit der Achse des Kopf-Antriebsmechanismus 3 fluchtet, fließt in einer Spule des Elektromagneten 33 in Pfeilrichtung ein Strom, so daß Elektromagnet 33 und Stabmagnet 21 über den zwi­ schen ihnen befindlichen Spalt magnetisch miteinander gekoppelt sind und die Drehung des Motors 30 auf den Saug­ kopf 1 übertragen werden kann. Der Strom wird dem Elektro­ magneten 33 über Anschlußdrähte 50 und einen zwischen Motor und Elektromagnet 33 vorgesehenen Schleifring 40 zugeführt. Der Schleifring 40 ist mit einer Bremse 41 versehen, die auf den äußeren Umfang des Schleifringes 40 wirkt. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Elek­ tromagnet 33 eine magnetische Kraft erzeugen, die dem Strom proportional ist, und eine Kupplungskraft herstellen, die stärker ist als die zwischen Permanentmagneten erzeugte.

Eine durch Austausch der Stellung des Elektromagneten 3 und des Stabmagneten 21 erzielte Kombination hat den gleichen Effekt. In diesem Fall sind die Antriebswelle 6 und der Saugkopf 1 (Fig. 1) notwendig, um die Schleif­ ringe vorzusehen. Der Strom wird dem Elektromagneten 33 durch jeden Schleifring zugeführt.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kopf- Antriebsmechanismus. Gegenüber dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Unterschied darin, daß ein stangenförmiges ferromagnetisches Teil 20 an der Stelle des Stabmagneten 21 am oberen Ende des Saug­ kopfes 1 montiert ist. Führt man dem Elektromagneten 33 einen elektrischen Strom zu, so können der Elektromagnet 33 und das ferromagnetische Teil 20 durch die magnetische Kraft in der gleichen Weise miteinander gekoppelt werden, wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5. Im Falle der Kombi­ nation des Elektromagneten und des Permanentmagneten ent­ steht durch die relative Bewegung derselben in der Spule des Elektromagneten eine Gegen-EMK, die eine Relativbe­ wegung derselben verhindert. Bei der Kombination des Elektromagneten 33 und des ferromagnetischen Teils 20 wie in diesem Beispiel wird die vorstehend erwähnte Kraft nicht erzeugt, so daß eine glatte Relativbewegung entsteht. Da kein Mag­ net vorgesehen ist, sind die Kosten geringer als beim Ausführungsbeispiel von Fig. 6. Den gleichen Effekt erzielt man, wenn man Elektromagnet 33 und ferromagnetisches Teil 20 austauscht, d.h. wenn sich der Elektromagnet 33 auf der Seite des Saugkopfes 1 und das magnetische Teil 20 auf der Seite des Kopfantriebsmechanismus 3 befindet.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel des Kopf- Antriebsmechanismus ist anstelle des Stabmagneten 21 am oberen Ende des Saugkopfes 1 der Fig. 6 ein Elektro­ magnet 22 befestigt. Der elektrische Strom wird der Spu­ le des Elektromagneten 22 über Leiter 51 und einen Schleif­ ring 42 zugeführt. An der Antriebswelle 6 (Fig. 1) ist ein weiterer Elektromagnet 33 angebracht, dessen Spule der Strom über Leiter 50 und einen Schleifring 40 zuge­ führt wird. Am Schleifring 42 ist eine Bremse 43 befe­ stigt, so daß der Schleifring 40 gegenüber der umlaufenden Scheibe 5a stillgesetzt werden kann.

Wenn die Achsen des Kopf-Antriebsmechanismus 3 und des Saugkopfes 1 miteinander fluchten, wird den Elektromagneten 22, 33 in Richtung der Pfeile in Fig. 8 elektrischer Strom zu­ geführt, wodurch die Elektromagneten 22, 23 durch die magnetische Kraft miteinander gekuppelt werden und die Drehung des Motors 30 auf den Saugkopf 1 übertragen wer­ den kann. Auch wenn die Elektromagneten 22, 23 einge­ schaltet werden, bevor die Achsen des Kopf-Antriebsmechanismus 3 und des Saugkopfes 1 miteinander fluchten, kommt eine Kupplung ähnlich wie zwischen Permanentmagneten zustande und es können keine Schwierigkeiten entstehen. Da bei dieser Ausführungsform die Kupplung durch die Elektromagneten 22, 23 erfolgt, entsteht eine stärkere magnetische Kupplung als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Die in den Fig. 9a und 9b gezeigte Ausführungsform des Kopf-Antriebsmechanismus ähnelt dem von Fig. 7, mit der Ab­ weichung, daß das ferromagnetische Teil 20 am Saugkopf 1 mittels einer Schiebewelle 17 axial gleitend beweglich montiert ist.

Wenn, wie in Fig. 9a gezeigt, die Achsen des Kopf-Antriebsmechanismus 3 und des Saugkopfs 1 fluchten, wird in die Spule des Elektromagneten 33 elektrischer Strom geschickt, wodurch das ferromagnetische Teil 20 durch die Magnetkraft angehoben wird und, wie in Fig. 9b gezeigt, den Elektromagneten 33 berührt. Demzufolge wird die Drehung des Motors 30 durch magnetische Kraft und Reibungskraft auf den Saug­ kopf 1 übertragen. Da bei dieser Ausführungsform der Elektromagnet 33 und der ferromagnetische Teil 20 einander berühren und gekuppelt sind, tritt keine Verzögerung in der Übertragung ein. Ferner kann bei dieser Ausführungsform eine starke Antriebskraft erzielt werden und es ist kein mechanischer Antrieb not­ wendig, um treibendes und getriebenes Teil miteinander zu verbinden.

Der Grundaufbau der in Fig. 10 gezeigten zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur Montage elektrischer Bauteile ist der gleiche wie der der Fig. 1, unterschiedlich ist nur der Kopf-Antriebs­ mechanismus 3 der Fig. 10.

Wie in Fig. 11 gezeigt, ist die Achse des Kopf-Antriebsmechanismus 3 gegenüber der Achse des Saugkopfs 1 nach außen ver­ schoben. Der Kopf-Antriebsmechanismus 3 ist am Rahmen 7 so befestigt, daß die Umfangsbereiche der Magnetstücke 2′ und 31′ ein­ ander gegenüberliegen. Die Umfangsbereiche der Magnet­ stücke 2′ und 31′ sind in acht einander gleiche Abschnitte unterteilt, wobei benachbarte Abschnitte jeweils unter­ schiedliche magnetische Polarität (N oder S) haben. Da­ her sind der Kopf-Antriebsmechanismus 3 und der Saugkopf 1 über den Umfang der Magnetstücke 2′, 31′ miteinander gekuppelt. Die Drehung des Motors 30 wird auf den Saugkopf 1 ähnlich wie über Zahnräder übertragen. Dabei ist die Drehrichtung des Motors 30 entgegengesetzt der des zu­ gehörigen Saugkopfes 1. Diese Ausführungsform wird be­ vorzugt, wenn über dem Saugkopf 1 nicht ausreichend Platz vorhanden ist.

Bei dem in den Fig. 13 und 14 gezeigten Ausführungsbei­ spiel des Kopf-Antriebsmechanismus 3 sind unterhalb des nicht gezeigten Motors vier Düsen 37 angeordnet. Aus einem Rohr 34 wird über eine Drehkupplung 35 und ein Rohr 36 Druckluft zu den Düsen 37 herangeführt und aus deren unteren Enden ausgeblasen. Die Drehkupplung 35 ent­ spricht einem Schleifring bei elektrischen Geräten. Die Welle des Motors 30 ist in die Drehkupplung 35 gleitend beweglich dicht eingesetzt und mit dem Rohr 36 dicht ver­ bunden. Dreht sich die Motorwelle, so drehen sich auch das Rohr 36 und die Düsen 37. Die Außenseite der Dreh­ kupplung 35 steht still, wobei das Rohr 34 als Anschlag oder Halter dient. Am oberen Ende des Saugkopfes 1 ist eine Führungsplatte 23 befestigt, in die den Düsen 37 gegenüberliegend keilförmige Nuten 23a eingeschnitten sind (Fig. 14). Durch Ausblasen von Luft aus den Düsen 37 in die keilförmigen Nuten 23a der Führungsplatte 23 wirkt die Luft so auf die Führungsplatte 23, daß sich die Mitte der keilförmigen Nut 23a der Führungsplatte 23 gegenüber der Mitte der Düse 37 befindet, wodurch der Saugkopf 1 durch Fluidkraft mit dem Kopf-Antriebsmechanismus 3 verbun­ den ist. Da bei diesem Ausführungsbeispiel nicht wie in den vorausgehenden eine magnetische Kraft, sondern die Kraft eines Fluids benutzt wird, um die beiden Wellen miteinander zu verbinden, läßt es sich dort anwenden, wo eine magnetische Kraft zur Kupplung der Wellen nicht an­ wendbar ist, z.B. in einer Fabrik zur Herstellung von Magneten, wo sich viel Magnetpulver in der Atmosphäre befindet.

Bei der in den Fig. 15 bis 26a und 26b gezeigten dritten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Rotor 24 eines Motors am oberen Ende jedes Saug­ kopfes 1 befestigt. Die elektrischen Bauteile 4 werden wie­ derum durch die Zuführeinrichtung 10 übertragen. Der Sta­ tor 38 des Motors ist am Befestigungsrahmen 7 über dem Saugkopf 1 befestigt, der sich in einer Stellung über der Zuführeinrichtung 10 befindet, wenn die drehbaren Scheiben 5a, 5b aus einer vorhergehenden Stellung des Saug­ kopfes 1 um einen Winkel von 90° gedreht worden sind. Der Befestigungsrahmen 7 ist mittels Stangen 60 starr befestigt. Die Leiterplatte 12 befindet sich auf dem Koordinatentisch 11 unterhalb des Saugkopfes 1, und zwar um aus der zuvor erwähnten Stellung um weitere 90° weitergedreht. Der oberhalb der Zuführeinrichtung 10 befindliche Saugkopf 1 wird durch Drücken eines Hebels 8 mittels eines nicht gezeigten Mechanismus abgesenkt und nach dem Ergreifen eines elek­ trischen Bauteils 4 angehoben. Dann werden die drehba­ ren Scheiben 5a, 5b durch die Welle 6 um 90° weitergedreht, so daß sich die Saugköpfe 1 ebenfalls um 90° weiterdrehen. In dieser Drehstellung sind der Stator 38 und der am oberen Ende des ein elektrisches Bauteil 4 haltenden Saugkopfs 1 befestigte Rotor 24 einan­ der gegenüberliegend angeordnet, ohne einander zu berüh­ ren. Dabei bilden sie den drehbaren Motor. Das elektri­ sche Bauteil 4 wird durch Drehen des Saugkopfes 1 mit­ tels des Motors um einen vorgeschriebenen Winkel gedreht und in seiner Winkellage positioniert. Danach wird der Saugkopf 1 um 90° um die Welle 6 aus der durch die drehbaren Scheiben 5a, 5b in die Montagestellung über der Leiterplatte 12 gedreht. Zu dieser Zeit wird die Leiterplatte 12 durch den Koordi­ natentisch 11 so positioniert, daß die Montageposition des elektrischen Bauteils 4 und die Position des vom Saug­ kopf 1 herangeführten Bauteils 4 übereinstimmen. Wenn die Leiterplatte 12 positioniert ist, wird der Saugkopf 1 durch den Hebel 8 niedergedrückt und das vom Saugkopf 1 gehaltene Bauteil 4 wird auf der Leiterplatte 12 abge­ legt und der Saugkopf 1 wird angehoben. Durch Wiederholen dieser Operation können die elektrischen Bauteile 4 auto­ matisch in der vorgeschriebenen Lage und in der vorge­ schriebenen Winkelanordnung auf der Leiterplatte 12 mon­ tiert werden.

Auch bei dieser Ausführungsform ist ein Bremsmechanismus mit einem Bremshebel 13, einem Lager 14, einer Feder 16 und einem Bremsbelag 15 vorgesehen (Fig. 17). Erreicht der Saugkopf 1 die Stellung, in der sich der Stator 38 befindet, wird der Bremshebel durch einen nicht gezeigten Mechanismus niedergedrückt und der Bremsbelag 15 gibt den Saugkopf 1 frei. Darauf wird der Saugkopf 1 durch Stator 38 und Rotor 24 um einen vorbestimmten Winkel ge­ dreht. Danach wird der Bremshebel 13 freigegeben, wodurch sich der Bremsbelag 15 wieder auf den Saugkopf 1 legt. Auf diese Weise wird der Bremsbelag 15 mit Ausnahme der Zeit, in der der Saugkopf 1 gedreht wird, gegen die­ sen gedrückt, wodurch eine Drehung des Saugkopfes 1 um seine Achse, z.B. durch Schwingungen u. dgl., und eine Verschlechterung der Genauigkeit der Winkellage der elek­ trischen Bauteile verhindert wird.

Bei dem in Fig. 18 gezeigten Bremsmechanismus ist ein Bremsbelag 15′ am Ende eines Bremshebels 13′ befestigt, der auf einem Lager 14′ angelenkt ist. Dieses ist am Hebel 8 befestigt, der durch eine Feder 16′ gegen einen am Saugkopf 1 befestigten Flansch 1′ gepreßt wird und den Saugkopf 1 bremst. Die Bremse wird durch Niederdrüc­ ken des anderen Endes des Bremshebels 13′ gelöst.

Fig. 19 bis 21 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Rotors 24 und des Stators 38. Der Rotor 24 hat 9 umlaufende, mit einer Winkelteilung von 40° angeordnete Magnetzähne 201 bis 209. Der dem Rotor 24 kontaktlos gegenüber ange­ ordnete Stator 38 hat 8 feste Magnetpolzähne 301 bis 308 und auf diese gewickelte Spulen 401 bis 408. Die fest­ stehenden Magnetpolzähne sind um eine Teilung von 45° gegeneinander versetzt.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird anhand der in Fig. 21 gezeigten Abwicklung erläutert. Fig. 21 zeigt einen Zustand, bei dem der feststehende Magnetpol­ zahn 301 und der Magnetpolzahn 201 des Rotors einander anziehen, wobei die Spule 401 mit elektrischem Strom ge­ speist wird. Wird die Spule 401 ausgeschaltet und der Strom der Spule 402 zugeführt, so ziehen die Zähne 302 und 202 einander an und der Rotor 24 wird um einen Win­ kel von 45° nach rechts gedreht. Der Rotor 24 wird in Drehung versetzt, indem den Spulen hintereinander elek­ trischer Strom zugeführt wird. Der Rotor 24 kann rever­ siert werden, indem den Spulen der Strom in umgekehrter Reihenfolge zugeführt wird.

Fig. 22 bis 24 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Rotors 24 und des Stators 38. Der Rotor 24 enhält vier Magnete 211 bis 214 und ein drehbares Joch 220. Die Magnete 211 bis 214 sind in Richtung ihrer Dicke magneti­ siert und ringförmig so angeordnet, daß nebeneinanderlie­ gende Magnete unterschiedliche Polarität haben. Der dem Rotor 24 kontaktlos gegenüberliegend angeordnete Stator 38 weist drei Spulen 311 bis 313 und drei am Joch 320 befestigte Hall-Detektoren oder -ICs 331 bis 333 auf. Die Hall-Detektoren geben am Ausgang den Pegel 1 oder 0 ab, je nach der Richtung des magnetischen Feldes, in dem sich der Hall-Detektor befindet. Wenn die Magnete 211 bis 214, die Spulen 311 bis 313 und die Hall-Detektoren 331 bis 333 sich in den in Fig. 24 gezeigten Stellungen befinden, wird nach der Fleming′schen Regel der linken Hand auf die Magneten 211 bis 214 ein nach links gerichtetes Dreh­ moment ausgeübt, wenn der Spule 311 und der Spule 312 ein elektrischer Strom zugeführt wird, so daß der Rotor 24 in Fig. 23 nach links dreht. Die mit elektrischem Strom zu speisende Spule wird durch Erfassen der Stellung des Magneten durch den Hall-Detektor gewählt. Ein Beispiel für die Auswahl der Spule und die Richtung des elektri­ schen Stromes für den Fall, daß sich der Rotor 24 nach links dreht, ist in Fig. 24 gezeigt. Die "Stromrichtung der Spule" in Fig. 24 ist die in Fig. 23 gezeigte Rich­ tung. Der Rotor dreht sich nach rechts, wenn die in Fig. 24 gezeigte Stromrichtung umgekehrt wird. Eine Drehung des Rotors 24 um einen vorgeschriebenen Winkel läßt sich mittels eines Servomotor-Steuerverfahrens erzielen, in­ dem der Saugkopf 1 mit einem nicht gezeigten Kodierer versehen, der Drehwinkel erfaßt und das Signal zu einem nicht gezeigten Motorregler rückgekoppelt und die Höhe des elektrischen Stromes eingestellt wird.

Fig. 25 und 26 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Rotors 24 und des Stators 38. Der Rotor 24 ist ring­ förmig und hat acht in Richtung ihrer Dicke magnetisierte Magnete 251 bis 258, wobei jeweils nebeneinander angeord­ nete Magnete unterschiedliche Polarität haben. Acht weitere Magnete 261 bis 268 sind, ebenfalls ringförmig, unterhalb der Magnete 251 bis 258 angeordnet, wobei die oberen Mag­ nete 251 bis 258 gegenüber den unteren Magneten 261 bis 268 jeweils entgegengesetzte Polarität haben. Der Stator 38 ist aus zwei U-förmigen Magnetpolen 351, 352 aufgebaut, wobei ein Ende jedes Magnetpols 351, 352 den oberen und unteren Magneten des Rotors gegenüberliegend angeordnet ist, ohne sie zu berühren. Die Magnetpole 351 und 352 sind gegenüber der Drehachse des Rotors 24 um einen Win­ kel von 22,5° gegeneinander versetzt.

Die Magnetpole 351, 352 haben je eine in der gleichen Richtung aufgewickelte Spule 361 bzw. 362. Fig. 26a zeigt die Stellung des Rotors 24, in der der Spule 361 elektri­ scher Strom zugeführt wird. Wird der elektrische Strom zur Spule 361 unterbrochen und der Spule 362 in der in Fig. 26b gezeigten Richtung elektrischer Strom zugeführt, so dreht sich der Rotor 24 um einen Winkel von 22,5° nach links und wird stillgesetzt. Auf diese Weise werden die Spulen 361, 362 abwechselnd eingeschaltet, wodurch sich der Rotor 24 um jeden durch 22,5 teilbaren Winkel drehen kann. Es ist auch möglich, den Rotor 24 in der entgegen­ gesetzten Richtung rotieren zu lassen. Bei dem in den Fig. 25, 26a und 26b gezeigten Ausführungsbeispiel ist es möglich, den Rotor nicht am oberen Ende, sondern in der Mitte des Saugkopfes 1 anzuordnen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen direkten Antrieb, bei dem der Rotor des Motors am Saug­ kopf 1 angeordnet ist, so daß kein Drehungs-Übertragungs­ mechanismus erforderlich ist. Da das Trägheitsmoment um den dem Übertragungsmechanismus entsprechenden Betrag vermindert wird, kann der Saugkopf 1 mit hoher Drehzahl betrieben werden.

Fig. 27 zeigt die Folgekennlinie des Saugkopfes 1 gegen­ über der Drehung des Motors 30 beim Kopf-Antriebs­ mechnismus mit magnetischer Kupplung (Fig. 1 bis 4), wobei die gestrichelte Linie die Änderung der Winkelgeschwindigkeit w gegenüber der Zeit t zeigt, wenn der Motor 30 während 102 ms um einen Winkel von 180° ge­ dreht wird. Die ausgezogene Linie zeigt die Winkelge­ schwindigkeit w, wenn der Saugkopf 1 der Drehung des Motors 30 folgt. Fig. 27 zeigt, daß der Saugkopf 1 der Drehung des Motors 30 mit sehr geringer Zeitverzögerung folgen kann. So kann nach dem in dieser Figur gezeigten Beispiel der Saugkopf 1 während 120 ms um einen Winkel von 180° gedreht werden.

Fig. 28a bis 28c zeigen ein Beispiel eines Zeitablaufpla­ nes, wenn der Saugkopf 1 durch den Kopf-Antriebsmechanismus gedreht wird. Fig. 28a zeigt ein Steuerprogramm des Kopf-Antriebs­ mechanismus von Fig. 9, Fig. 28b das des Kopf-Antriebs­ mechanismus der Fig. 3 und 4 und Fig. 28c das des Kopf- Antriebsmechanismus der Fig. 19 bis 21.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Montieren elektrischer Bauteile (4), mit mehreren Saugköpfen (1) zum Aufnehmen eines elektrischen Bauteils (4) von einer Bauteile-Zuführeinrichtung (10) und nachfolgenden Montieren des elektrischen Bauteils (4) auf einem Bauteileträger, z.B. einer gedruckten Leiterplatte (12), mit einem Kopfhalter (5) zur drehbaren Lagerung der einzelnen Saugköpfe (1), mit einer am Kopfhalter (5) befestigten Welle (6) zum Drehen des Kopfhalters (5), mit einem Befestigungsrahmen (7) zum Lagern der Welle (6), und mit einem Kopf-Antriebsmechanismus (3) zum Drehen der einzelnen Saugköpfe (1), der ein an jedem Saugkopf (1) befestigtes, angetriebenes Teil (2, 2′, 24) an demjenigen Ende, das dem zur Aufnahme der elektrischen Bauteile (4) dienenden Ende gegenüberliegt, und ein für alle Saugköpfe (1) gemeinsames antreibendes Teil (31, 31′, 33, 38) aufweist, das sich an das angetriebene Teil (2, 2′, 24) jeweils eines Saugkopfs (1) derart kuppeln läßt, daß es ein Drehmoment auf dieses übertragen kann, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes, durch welches ein Drehmoment von dem antreibenden Teil (31, 31′, 33, 38 ) auf das angetriebene Teil (2, 2′, 24) übertragen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebenen Teile (2) magnetisch und in Axialrichtung des entsprechenden Saugkopfs (1) beweglich drehfest mit diesem verbunden sind, während das Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes ein Elektromagnet (33) ist, der das antreibende Teil bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebenen Teile (2′) der Saugköpfe (1) und das antreibende Teil (31′) scheibenförmig sind, daß in einer bestimmten Drehstellung des Kopfhalters (5) ein entsprechendes angetriebenes Teil (2′) mit einem schmalen Umfangsspalt neben dem antreibenden Teil (31′) angeordnet ist und daß das antreibende und die angetriebenen Teile (2′, 31′) an ihrem Umfangsbereich Magnete aufweisen, die so angeordnet sind, daß sich N- und S-Pole einander abwechseln.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebenen Teile jeweils von einem Rotor (24) gebildet werden, daß der antreibende Teil von einem Stator (38) gebildet wird und daß in einer bestimmten Drehstellung des Kopfhalters (5) ein entsprechender Rotor (24) mit einem schmalen Spalt gegenüber dem Stator (38) angeordnet ist, wobei der Rotor (24) ein umlaufendes Joch (220) aufweist, an dem mehrere Magnete (211, 212) starr befestigt sind, die in Dickenrichtung magnetisiert und ringförmig so angeordnet sind, daß aneinander angrenzende Teile der Magnete (211, 212) Magnetpole sind, während der Stator (38) ein festes Joch (320) aufweist, auf dem mehrere Spulen (311 bis 313) und Hall-ICs (333) jeweils ringförmig befestigt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebenen Teile jeweils von einem Rotor (24) gebildet werden, daß der antreibende Teil von einem Stator (38) gebildet wird, daß in einer bestimmten Drehstellung des Kopfhalter (5) eine Seitenfläche eines entsprechenden Rotors (24) mit einem schmalen Spalt neben dem Stator (38) angeordnet ist und daß der Rotor (24) zwei vertikal übereinander angeordnete Magnetringe mit mehreren nebeneinander angeordneten Magneten (251 bis 258, 261 bis 268) aufweist, die so angeordnet sind, daß nebeneinander angeordnete und übereinander angeordnete Magnete (251 bis 258, 261 bis 268) eine entgegengesetzte Polarität haben, während der Stator (38) aus zwei U-förmigen Polen (351) aufgebaut ist, die den oberen und unteren Magnetringen kontaktlos gegenüberliegen.

6. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch Mittel, mit denen dem antreibenden Teil (37) ein Strömungsmittel zugeführt werden kann, durch welches ein Drehmoment auf das angetriebene Teil (23) übertragen wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine für jeden Saugkopf (1) vorgesehene lösbare Bremse (13 bis 16) zur Verhinderung einer Drehung der Saugköpfe um ihre Achse.