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ALLGEMEINER STAND DER
TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Leiterplattentrennsystemen
und insbesondere Leiterplattentrennsysteme mit einer saubereren
und effizienteren Wirkungsweise.
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2. Darstellung
des Problems
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Es
gibt eine Reihe von Maschinen, die zum Schneiden von gedruckten
Leiterplatten (PCB) aus einer Materialtafel (stock panel) verwendet
werden. Einige der PCBs, die geschnitten werden, weisen darauf Komponenten
auf, und andere PCBs sind unbestückt.
Die meisten auf dem Markt befindlichen Maschinen weisen eine Säge mit einer
Klinge oder einem Nuthobelmesser (router bit) auf, die in der Maschine
befestigt ist und nach oben gerichtet ist. Die Maschinen weisen
auch bewegliche Werkzeugvorrichtungen auf, die über der Säge positioniert sind. Um die
PCBs aus einer Tafel zu schneiden, wird die Tafel in die Werkzeugvorrichtung
eingespannt. Die Werkzeugvorrichtung wird dann über der Säge in Position gebracht. Die
Werkzeugvorrichtung bewegt die Tafel dann über die Säge, um die PCBs von der Tafel zu
schneiden.
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Es
gibt andere Maschinen, die eine bewegliche Säge aufweisen. Die Säge kann über der
Werkzeugvorrichtung statt unter der Werkzeugvorrichtung positioniert
sein. Um die PCBs von der Tafel zu scheiden, wird die Tafel wiederum
in oder auf die Werkzeugvorrichtung ein- oder aufgespannt. Die Werkzeugvorrichtung
wird dann unter der Säge
in Position gebracht. Die Säge
bewegt sich dann über
die Tafel, um die PCBs von der Tafel zu schneiden. Einige Beispiele
von Leiterplattentrennsystemen sind im U.S.-Patent 5,894,648, U.S.-Patent
5,438,740, U.S.-Patent 5,117,554, U.S.-Patent 4,683,789 und U.S.-Patent
4,742,615 dargestellt, die hiermit alle durch Verweis aufgenommen
werden.
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Die
meisten Maschinen setzen eine Art von Sog mit der Säge ein,
um Staub aufzufangen, der beim Schneiden von PCBs erzeugt wird.
Leider fangen diese Maschinen nur die Staubteilchen von einer Seite
der PCB auf, das heißt,
von der Säge-Seite. Der
Staub auf der anderen Tafelseite, welche die Werkzeugvorrichtungs-Seite
der PCB ist, kann in die Luft abtreiben.
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Ein
Patentverweis DE-A-4021407 beschreibt eine Schneidevorrichtung zum
Schneiden eines Materials, wie beispielsweise Holz. Die Schneidevorrichtung
umfasst eine Vakuumvorrichtung, um das Material durch eine Vakuumwirkung
zu halten. Die Vakuumvorrichtung sammelt beim Schneiden auch Staub, Gase
und Abfall.
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Viele
derzeitige PCB-Schneidemaschinen besitzen einen Direktantrieb, was
bedeutet, dass das Sägeblatt
direkt mit dem Motor verbunden ist. Eine solche Auslegung spart
Platz und gestattet die Verwendung von Sägeblättern und Nuthobelmessern. Direktantriebssägen drehen
sich mit Geschwindigkeiten zwischen 10.000 bis 50.000 U/min. Leider
verkürzen
diese hohen Geschwindigkeiten die Lebensdauer der Sägeblätter. Die
hohen Geschwindigkeiten erzeugen auch einen feineren Staub beim
Sägen, was
es schwieriger macht, den Staub während des Sägens zu sammeln.
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KURZDARSTELLUNG
DER LÖSUNG
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Die
Erfindung hilft dabei, die oben genannten Probleme mit einem verbesserten
Leiterplattentrennsystem zu lösen,
das aus einer Werkzeugvorrichtung und einer Schneidevorrichtung
besteht. Die Werkzeugvorrichtung ist so ausgelegt, dass sie das Schneiden
der Tafel erleichtert, indem sie die Tafel trägt und beim Festhalten der
Tafel durch Sog während
des Schneidens der Tafel unterstützend
wirkt. Die Werkzeugvorrichtung nimmt auch Staubteilchen, die beim
Schneiden der Tafel erzeugt werden, von der Werkzeugvorrichtungs-Seite
der Tafel auf. Die Schneidevorrichtung ist so ausgelegt, dass sie
die Tafel schneidet, die von der Werkzeugvorrichtung getragen wird.
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Das
Leiterplattentrennsystem verwendet vorteilhafterweise ein Vakuum
oder einen Sog, um Staubteilchen von der Werkzeugvorrichtungs-Seite der
Tafel zu sammeln, statt nur die Staubteilchen von der Schneidevorrichtungs-Seite
zu sammeln. Das Leiterplatten trennsystem verwendet vorteilhafterweise
auch Sog, um das Festhalten der Tafel zum Schneiden zu unterstützen.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Leiterplattentrennsystem zum Schneiden von Leiterplatten
aus einer Tafel bereitgestellt, wobei das Leiterplattentrennsystem
umfasst:
eine Werkzeugvorrichtung, die so ausgelegt ist, dass sie
eine Tafel trägt,
das Festhalten der Tafel durch Sog während des Schneidens der Tafel
unterstützt, und
Staubteilchen, die beim Schneiden erzeugt werden, mit dem Sog sammelt;
und
eine Schneidevorrichtung, die so ausgelegt ist, dass sie
die Tafel schneidet, die von der Werkzeugvorrichtung getragen wird,
wobei die Schneidevorrichtung ein Gehäuse mit einem ersten Ende und
einem zweiten Ende, einen Antriebsmotor, der mit dem ersten Ende
des Gehäuses
verbunden ist, eine zum Schneiden der Tafel geeignete Schneideinheit,
die mit dem zweiten Ende des Gehäuses
verbunden ist, um die Schneideinheit von dem Antriebsmotor zu trennen, und
einen Antriebsverbinder umfasst, der so ausgelegt ist, dass er den
Antriebsmotor mit der Schneideinheit verbindet, um die Schneideinheit
zu drehen;
wobei das Leiterplattentrennsystem dadurch gekennzeichnet
ist, dass:
die Werkzeugvorrichtung so ausgelegt ist, dass sie eine
Tafel von Leiterplatten hält;
die
Schneidevorrichtung zum Schneiden der Leiterplatten von der Tafel
geeignet ist; und
wobei die Werkzeugvorrichtung umfasst:
eine
Vakuumkammer, die wenigstens eine Öffnung an einer Oberseite aufweist
und so ausgelegt ist, dass sie Sog an der wenigstens einen Öffnung bereitstellt;
und
einen Vakuumkanal, der eine erste Seite aufweist, die so
ausgelegt ist, dass sie eine Grenzfläche mit der Oberseite der Vakuumkammer
aufweist, eine zweite Seite aufweist, die so ausgelegt ist, dass
sie eine Grenzfläche
mit der Tafel aufweist, und wenigstens eine Öffnung aufweist, die eine Grenzfläche mit wenigstens
einer Öffnung
der Vakuumkammer aufweist;
wobei die Vakuumkammer und der Vakuumkanal
so ausgelegt sind, dass sie beim Festhalten der Tafel mit dem Sog
während
des Schneidens der Leiterplatten von der Tafel durch die Schneidvorrichtung
unterstützend
wirken;
wobei die Vakuumkammer und der Vakuumkanal so ausgelegt
sind, dass sie die Staubteilchen sammeln, die durch das Schneiden
der Leiterplatten von der Tafel erzeugt werden.
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In
einem Beispiel der Erfindung umfasst die Schneidevorrichtung ein
Gehäuse,
einen Antriebsmotor, eine Schneideinheit und einen Antriebsverbinder.
Das Gehäuse
umfasst einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, die
durch ein Unterteilungselement getrennt sind. Der erste Abschnitt
des Gehäuses
erstreckt sich von einem ersten Ende des Gehäuses zu einem zweiten Ende
des Gehäuses. Der
zweite Abschnitt des Gehäuses
bildet eine Einfassung zwischen dem zweiten Ende des Gehäuses und
einem Vakuumschlauchverbinder. Der Antriebsmotor ist mit dem ersten
Ende des Gehäuses
verbunden, und die Schneideinheit ist mit dem zweiten Ende des Gehäuses verbunden,
um den Antriebsmotor von der Schneideinheit zu trennen. Der Antriebsverbinder,
wie beispielsweise ein Riemen, ist so ausgelegt, dass er den Antriebsmotor
mit der Schneideinheit zum Drehen der Schneideinheit verbindet.
Der erste Abschnitt des Gehäuses
stellt einen Pfad für den
Antriebsverbinder durch das Gehäuse
bereit. Der zweite Abschnitt des Gehäuses stellt einen Staubpfad
von der Schneideinheit zu dem Vakuumschlauchverbinder bereit.
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Die
Schneidvorrichtung verwendet vorteilhafterweise den Antriebsverbinder
zum Antreiben der Schneideinheit statt ein Direktantrieb zwischen dem
Antriebsmotor und der Schneideinheit zu sein. Die Verwendung des
Antriebsmotors und die Trennung des Antriebsmotors und der Schneideinheit
mit dem Gehäuse
treibt die Schneideinheit vorteilhafterweise viel langsamer an als
gegenwärtige
Direktantriebssysteme. Die langsamere Geschwindigkeit des Sägeblatts
erhöht
die Lebensdauer des Sägeblatts. Die
langsamere Geschwindigkeit erzeugt auch einen weniger feinen Staub
beim Schneiden der Tafel. Dies führt
vorteilhafterweise zu einer effizienteren und saubereren Schneidevorrichtung.
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Andere
Beispiele der Erfindung können nachstehend
in der folgenden Beschreibung bereitgestellt werden.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Das
gleiche Bezugszeichen stellt in allen Zeichnungen das gleiche Element
dar.
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1 stellt
ein Leiterplattentrennsystem in einem Beispiel der Erfindung dar.
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2 stellt
eine Nahansicht einer Werkzeugvorrichtung und einer Schneidevorrichtung
in einem Beispiel der Erfindung dar.
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3 stellt
eine Werkzeugvorrichtung in einem Beispiel der Erfindung dar.
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4 stellt
eine Werkzeugvorrichtung, wenn sie gekippt ist, um Abfall zu entfernen,
in einem Beispiel der Erfindung dar.
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5 stellt
eine Seitenansicht eines anderen Beispiels einer Werkzeugvorrichtung
in einem Beispiel der Erfindung dar.
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6–7 stellen
eine Schneidevorrichtung in einem Beispiel der Erfindung dar.
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8 stellt
eine Seitenansicht eines Gehäuses
in einem Beispiel der Erfindung dar.
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9 stellt
eine Unteransicht einer Schneideinheit in einem Beispiel der Erfindung
dar.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1–9 und
die folgende Beschreibung veranschaulichen spezifische Beispiele
eines Leiterplattentrennsystems, um den Fachmann zu lehren, wie
die Erfindung ausgeführt
und am besten verwendet werden kann. Zum Zweck des Lehrens der erfinderischen
Prinzipien wurden einige herkömmliche Gesichtspunkte
des Leiterplattentrennsystems vereinfacht oder weggelassen. Der
Fachmann wird Abweichungen von diesen Beispie len erkennen, die in den
Umfang der Erfindung fallen. Der Fachmann wird erkennen, dass die
im Folgenden beschriebenen Merkmale auf verschiedene Weise kombiniert
werden können,
um mehrere Variationen der Erfindung auszubilden. Als Ergebnis dessen
wird die Erfindung nicht durch die im Folgenden beschriebenen spezifischen
Beispiele begrenzt, sondern nur durch die Ansprüche und ihre Entsprechungen.
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Leiterplattentrennsystem – 1–2
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1 stellt
ein Leiterplattentrennsystem 100 in einem Beispiel der
Erfindung dar. Das Leiterplattentrennsystem 100 besteht
aus vielen Komponenten, von denen einige um der Kürze willen
nicht erörtert
werden. Insbesondere besteht das Leiterplattentrennsystem 100 aus
einem Rahmen 102, einer Werkzeugvorrichtung 104,
einer Schneidevorrichtung 106, einer Abladestation 108 und
einer Steuereinrichtung 160. In Bezug auf den Boden ist
die Schneidevorrichtung 106 über der Werkzeugvorrichtung 104 positioniert.
Schneidevorrichtung 106 und Werkzeugvorrichtung 104 arbeiten
zusammen, um Leiterplatten von einer Tafel zu schneiden.
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Die
Werkzeugvorrichtung 104 ist so ausgelegt, dass sie sich
entlang einer X-Achse bewegt, wozu ein Bewegungssystem 152 verwendet
wird. Das Bewegungssystem 152 kann eine Gewindespindel
umfassen, die von einem Servomotor angetrieben wird. Die Werkzeugvorrichtung 104 ist
so ausgelegt, dass sie eine (nicht gezeigte) Tafel trägt, die
eine Anordnung von Leiterplatten umfasst, und Sog ausübt, um die
Tafel festzuhalten, wenn die Leiterplatten von der Tafel geschnitten
werden. Die Werkzeugvorrichtung 104 wird im Folgenden ausführlicher
erläutert.
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Die
Schneidevorrichtung 106 ist so ausgelegt, dass sie sich
entlang einer Y-Achse und einer Z-Achse bewegt. Die Schneidevorrichtung 106 bewegt
sich entlang der Y-Achse unter Verwendung des Bewegungssystems 154.
Das Bewegungssystem 154 kann auch eine Gewindespindel umfassen,
die von einem Servomotor angetrieben wird. Die Schneidevorrichtung 106 bewegt
sich entlang der Z-Achse unter Verwendung des Bewegungssystems 156.
Das Bewegungssystem 156 kann auch eine Gewindespindel umfassen,
die von einem Servomotor angetrieben wird. Die Schneidevorrichtung 106 dreht
sich um die Z-Achse unter Verwendung des Bewegungssystems 158.
Das Bewegungssystem 158 kann auch einen Theta-Motor umfassen,
der einen Riemen antreibt, um die Schneidevorrichtung 106 zu
drehen. Die Schneidevorrichtung 106 ist so ausgelegt, dass sie
die Tafel schneidet, die von der Werkzeugvorrichtung 104 getragen
wird. Die Schneidevorrichtung 106 wird im Folgenden ausführlicher
erläutert.
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2 stellt
eine Nahansicht der Werkzeugvorrichtung 104 und der Schneidevorrichtung 106 in einem
Beispiel der Erfindung dar.
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Im
Betrieb hat ein Benutzer eines Leiterplattentrennsystems 100 eine
Tafel, die eine Anordnung von Leiterplatten umfasst, wie beispielsweise
gedruckte Leiterplatten (PCB). Angenommen, der Benutzer möchte, dass
die einzelnen Leiterplatten von der Tafel geschnitten, geritzt (scored)
oder getrennt werden. Der Benutzer platziert die Tafel auf der Oberseite
der Werkzeugvorrichtung 104. Die Werkzeugvorrichtung 104 hält die Tafel
unter Verwendung von Sog fest. Die Werkzeugvorrichtung 104 kann
die Tafel auch unter Verwendung von Ausrichtzapfen, Klemmen oder
anderen Vorrichtungen festhalten. Wenn die Tafel richtig auf der
Werkzeugvorrichtung 104 positioniert ist, bewegt das Bewegungssystem 152 die
Werkzeugvorrichtung 104 entlang der X-Achse in eine Position
zum Schneiden der Tafel.
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Die
Steuereinrichtung 160 im Leiterplattentrennsystem 100 ist
so programmiert, dass die Tafel in einem bestimmten Muster geschnitten
wird, um die einzelnen Leiterplatten von der Tafel zu trennen. Die Steuereinrichtung 160 steuert
die Schneidevorrichtung 106 und die Werkzeugvorrichtung 104,
um die Tafel in dem spezifizierten Muster zu schneiden. Beim Steuern
der Schneidevorrichtung 106 bewegt die Steuereinrichtung 160 die
Schneidevorrichtung 106 entlang der Y-Achse, bewegt die
Schneidevorrichtung 106 entlang der Z-Achse, um die Schneidevorrichtung 106 mit
der Tafel in Kontakt zu bringen oder die Schneidevorrichtung 106 von
der Tafel weg zu ziehen, und dreht die Schneidevorrichtung um die Z-Achse.
Beim Steuern der Werkzeugvorrichtung 104 bewegt die Steuereinrichtung 160 die
Werkzeugvorrichtung 104 entlang der X-Achse.
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Die
hierin beschriebene Erfindung umfasst Leiterplattentrennsysteme,
bei denen die Bewegungen der Werkzeugvorrichtung 104 und
der Schneidevorrichtung 106 sich von denjenigen unterscheiden, die
oben beschrieben wurden. Zum Beispiel liegt ein Leiterplattentrennsystem,
in dem sich das Werkzeugsystem entlang der Y-Achse und der Z-Achse bewegt, und
das Schneidesystem sich entlang der X-Achse bewegt, innerhalb des
Umfangs der Erfindung. Auch ein Leiterplattentrennsystem, in dem
sich das Werkzeugsystem entlang der X-Achse bewegt, und das Schneidesystem
sich entlang der X-, Y- und Z-Achsen bewegt, liegt im Umfang der
Erfindung.
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Die
Schneidevorrichtung 106 erzeugt Staubteilchen, wenn sie
die Tafel schneidet. Die Werkzeugvorrichtung 104 sammelt
die Staubteilchen, die auf der Werkzeugvorrichtungs-Seite der Tafel
erzeugt werden, unter Anwendung von Sog. Die Schneidevorrichtung 106 sammelt
die Staubteilchen, die auf der Schneidevorrichtungs-Seite der Tafel
erzeugt werden, ebenfalls unter Anwendung von Sog. Das Sammeln der
Staubteilchen von beiden Seiten der Tafel hilft dabei, die Menge
von Staubteilchen zu reduzieren, die in die Luft abgegeben werden.
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Wenn
die einzelnen Leiterplatten von der Tafel geschnitten werden, bewegt
sich die Werkzeugvorrichtung 104 entlang der X-Achse zur
Abladestation 108. Die Leiterplatten werden von der Werkzeugvorrichtung 104 entfernt
und auf der Abladestation 108 abgelegt, um zu einer anderen
Maschine bewegt zu werden. Die Werkzeugvorrichtung 104 kippt
dann, um Abfall, der vom Schneiden der Tafel stammt, abzuwerfen.
Dann kehrt die Werkzeugvorrichtung 104 wieder in ihre ursprüngliche
Position zurück,
um eine weitere Tafel zum Schneiden aufzunehmen.
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Das
Leiterplattentrennsystem 100 kann eine Komponente in einer
Reihe von Komponenten sein. Daher können einige der beschriebenen
Tätigkeiten des
Benutzers automatisch von Maschinen in Übereinstimmung mit dem Leiterplattentrennsystem 100 ausgeführt werden.
Basierend auf dieser Offenbarung und den Figuren wird der Fachmann
erkennen, wie vorhandene Leiterplattentrennsysteme modifiziert werden
können,
um das Leiterplattentrennsystem 100 auszuführen.
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Werkzeugvorrichtung – 3–4
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3 stellt
die Werkzeugvorrichtung 104 in einem Beispiel der Erfindung
dar. Die Werkzeugvorrichtung 104 besteht aus einer Vakuumkammer 302 und
einem Vakuumkanal 304. Die Vakuumkammer 302 weist
eine Oberseite 310 mit einer oder mehreren Öffnungen 312 auf.
Die Oberseite 310 der Vakuumkammer 302 ist so
ausgelegt, dass sie eine Grenzfläche
mit dem Vakuumkanal 304 aufweist. Die Vakuumkammer 302 kann auch
einen (nicht gezeigten) Vakuumschlauchverbinder umfassen, der so ausgelegt
ist, dass er eine Schlauchleitung eines Vakuums verbindet.
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Der
Vakuumkanal 304 weist eine Unterseite 322 auf,
die so ausgelegt ist, dass sie eine Grenzfläche mit der Oberseite 310 der
Vakuumkammer 302 aufweist. Der Vakuumkanal 304 weist
auch eine Oberseite 324 auf, die ausgelegt ist, dass sie
mit der (nicht gezeigten) Tafel, die geschnitten werden soll, eine
Grenzfläche
aufweist. Der Vakuumkanal 304 umfasst eine oder mehrere
(nicht gezeigte) Öffnungen,
die von der Unterseite 322 zu der Oberseite 324 hindurchführen. Die Öffnungen
im Vakuumkanal 304 entsprechen den Öffnungen 312 in der
Oberseite 310 der Vakuumkammer 302 oder weisen
mit diesen eine Grenzfläche
auf.
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Die
Oberseite 324 des Vakuumkanals 304 ist so ausgelegt,
dass sie eine Tafel, die geschnitten werden soll, trägt und unterstützend hält. Die
Oberseite 324 des Vakuumkanals 304 kann ein biegsames
Material umfassen, wie beispielsweise Gummi, um die Tafel besser
zu halten. Die Vakuumkammer 302 und/oder der Vakuumkanal 304 können auch Ausrichtzapfen,
Klemmen oder andere Vorrichtungen umfassen, um das Tragen und Halten
der Tafel, die geschnitten werden soll, zu unterstützen.
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Im
Betrieb platziert ein Benutzer des Leiterplattentrennsystems 100 eine
Tafel, die geschnitten werden soll, auf der Oberseite 324 des
Vakuumkanals 304. Der Vakuumschlauchverbinder der Vakuumkammer 302 ist
mit einem Vakuum in dem Leiterplattentrennsystem 100 verbunden.
Zum Erzeugen eines Vakuums in Vakuumkammer 302 wird das
Vakuum eingeschaltet. Der Sog von der Vakuumkammer 302 zieht
Luft von der Oberseite 324 des Vakuumkanals 304 durch
die Öffnungen
in dem Vakuumkanal 304 und in der Vakuumkammer 302 nach
unten und in die Vakuumkammer 302. Der Sog und die Grenzfläche zwischen
der Tafel und der Vakuumkammer 304 erzeugen eine Dichtung,
die das Festhalten der Tafel zum Schneiden unterstützt.
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Der
Vakuumkanal 304 und die Öffnungen 312 an der
Oberseite 310 der Vakuumkammer 302 stimmen mit
dem Muster überein,
das auf der Tafel geschnitten werden soll. Der Vakuumkanal 304 ist
so ausgelegt, dass er unter der Tafel positioniert wird, wo immer,
oder im Wesentlichen wo immer, ein Schnitt auf der Tafel durchgeführt werden
soll. Mit anderen Worten, das Muster des Vakuumkanals 304 entspricht,
oder entspricht im Wesentlichen, dem Muster, das auf der Tafel geschnitten
werden soll. Der Vakuumkanal 304 kann für jedes unterschiedliche Schneidemuster
angepasst werden. Die Oberseite 310 der Vakuumkammer 302 kann
ebenfalls für jedes
unterschiedliche Schneidemuster angepasst werden.
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Wenn
die Tafel richtig auf dem Vakuumkanal 304 positioniert
ist, bewegt sich die Werkzeugvorrichtung 104 entlang der
X-Achse in eine Schneideposition. Die Schneidevorrichtung 106 beginnt,
die Tafel von der Oberseite der Tafel her zu schneiden. Unter der
Tafel weist der Vakuumkanal 304 das gleiche Muster auf
wie die Schnitte, die gemacht werden. Wenn die Schneidevorrichtung 106 die
Tafel schneidet und Staubteilchen erzeugt, sammelt der Sog durch
den Vakuumkanal 304 die Staubteilchen von der Werkzeugvorrichtungs-Seite
der Tafel. Die Staubteilchen gelangen von dem Vakuumkanal 304 und
durch die Vakuumkammer 302 zu dem Vakuum. Die Schneidevorrichtung 106 kann
ebenfalls Sog umfassen, um die Staubteilchen auf der Schneidevorrichtungs-Seite
der Tafel zu sammeln.
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Wenn
die Schneidevorrichtung 106 das Schneiden der Leiterplatten
aus der Tafel beendet, wird das Vakuum abgeschaltet. Die Werkzeugvorrichtung 104 bewegt
sich entlang der X-Achse zu der Ablagestation 108 (siehe 1).
Die Leiterplatten werden von der Werkzeugvorrichtung 104 entfernt, wobei
der Abfall von der Tafel zurückbleibt.
Die Staubteilchen werden von dem Vakuum weggesogen, doch die größeren Stücke verbleiben
auf der Oberseite der Werkzeugvorrichtung 104.
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Zum
Entfernen des Abfalls kann die Werkzeugvorrichtung 104 auch
eine Schwenkvorrichtung umfassen, die so ausgelegt ist, dass sie
die Werkzeugvorrichtung 104 um eine Achse kippt. 4 stellt
die Werkzeugvorrichtung 104, wenn sie gekippt wird, um
den Abfall zu entfernen, in einem Beispiel der Erfindung dar. Die
Schwenkvorrichtung 412 ist mit der Unterseite 410 der
Vakuumkammer 302 verbunden. Die Schwenkvorrichtung 412 gestattet
es, dass die Werkzeugvorrichtung 104 um eine Achse kippt,
die mit Y' bezeichnet
ist, um den Abfall abzuwerfen. Wenn der Abfall entfernt ist, kippt
die Werkzeugvorrichtung 104 wieder in ihre normale Position zurück und bewegt
sich entlang der X-Achse in ihre ursprüngliche Position zurück.
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Wenn
das gleiche Schneidemuster ausgeführt wird, platziert der Benutzer
eine weitere Tafel auf der Werkzeugvorrichtung 104 und
wiederholt den vorgenannten Vorgang. Wenn ein anderes Schneidemuster
gewünscht
wird, dann müssen
der Vakuumkanal 304 und/oder die Oberseite 310 der
Vakuumkammer 302 gegen neue ausgetauscht werden, die dem
neuen Schneidemuster entsprechen.
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Wie
oben festgestellt, kann das Leiterplattentrennsystem 100 eine
Komponente in einer Reihe von Komponenten sein. Daher können einige
der beschriebenen Tätigkeiten
des Benutzers automatisch von Maschinen in Übereinstimmung mit dem Leiterplattentrennsystem 100 durchgeführt werden.
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Die
Werkzeugvorrichtung 104 verwendet vorteilhafterweise ein
Vakuum oder einen Sog, um die Staubteilchen von der Werkzeugvorrichtungs-Seite
der Tafel zu sammeln, statt nur die Staubteilchen von der Schneidevorrichtungs-Seite
zu sammeln. Die Werkzeugvorrichtung 104 verwendet das Vakuum
auch vorteilhafterweise, um das Festhalten der Tafel zum Schneiden
zu unterstützen.
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Weiteres Werkzeugvorrichtungs-Beispiel – 5
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5 stellt
eine Seitenansicht eines weiteren Beispiels einer Werkzeugvorrichtung 500 in
einem Beispiel der Erfindung dar. Die Werkzeugvorrichtung 500 umfasst
eine Vakuumkammer 502 und eine Halterung 504.
Die Vakuumkammer 502 umfasst einen Vakuumschlauchverbinder 512,
der mit einer Unterseite 522 der Vakuumkammer 502 verbunden
ist, und Abstandshalter 514, die mit einer Oberseite 524 der
Vakuumkammer 502 verbunden sind. Die Oberseite 524 der
Vakuumkammer 502 kann abnehmbar sein. Die Abstandshalter 514 weisen Öffnungen 516 oder
Löcher
auf, die sich durch die Abstandshalter 514 und in die Vakuumkammer 502 erstrecken.
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Die
Halterung 504 umfasst einen Untersatz 532, Vakuumkanäle 534 und
Ausrichtzapfen 536. Der Untersatz 532 ist so ausgelegt,
das er auf den Abstandshaltern 514 der Vakuumkammer 502 aufliegt. Der
Untersatz 532 weist Öffnungen 518 oder
Löcher auf,
die sich durch den Untersatz 532 erstrecken, um mit Öffnungen 516 der
Vakuumkammer 502 zusammenzupassen. Der Untersatz 532 ist
an der Vakuumkammer 502 mit einem Befestigungs-/Aufnahme-Mechanismus 560 befestigt,
wie beispielsweise einem Bolzen, einer Schraube usw. Die Vakuumkanäle 534 sind
mit einer Oberseite 533 des Untersatzes 532 verbunden.
Die Vakuumkanäle 534 sind
U-förmige Elemente,
die Öffnungen 519 aufweisen,
die sich durch die Vakuumkanäle 534 erstrecken,
um mit den Öffnungen 518 zusammenzupassen.
Die Oberseiten der Vakuumkanäle 534 umfassen
Endsegmente 538. Die Endsegmente 538 bestehen
aus einem biegsamen Material, wie beispielsweise Gummi. Die Ausrichtzapfen 536 sind
mit der Oberseite 533 des Untersatzes 532 verbunden
und erstrecken sich senkrecht zu der Oberseite 533 des
Untersatzes 532. Die Ausrichtzapfen 536 und Vakuumkanäle 534 sind
so ausgelegt, dass eine Tafel sowohl auf den Ausrichtzapfen 536 als
auch den Endsegmenten 538 der Vakuumkanäle 534 gleichzeitig
aufliegt, wie von der Tafel 550 dargestellt.
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Im
Betrieb ist eine Vakuumschlauchleitung mit dem Vakuumschlauchverbinder 512 verbunden. Die
Vakuumschlauchleitung erzeugt ein Vakuum in der Vakuumkammer 502.
Das Vakuum verursacht, dass Luft von der Oberseite der Vakuumkanäle 534 durch
die Öffnungen 519, 518 und 516 und
in die Vakuumkammer 502 fließt. Wenn die Tafel 550 auf
den Ausrichtzapfen 536 und Endelementen 538 positioniert
wird, erzeugt der Luftstrom einen Sog zwischen der Tafel 550 und
den Endelementen 538. Dieser Sog unterstützt das
Festhalten der Tafel 550 auf den Ausrichtzapfen 536.
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Die
Vakuumkanäle 534 entsprechen
den Schnitten, die von der Schneidevorrichtung vorgenommen werden
sollen. 5 zeigt die Schneidevorrichtung 106,
die einen Schnitt auf der Tafel 550 vornimmt. Ein Teil
des Sägeblatts 564 der
Schneidevorrichtung 106 erstreckt sich in den leeren Raum
in dem Vakuumkanal 534 nach unten. Das Sägeblatt 564 erzeugt
Staubteilchen, wenn die Tafel geschnitten wird, und der Sog in dem
Vakuumkanal 534 sammelt die Staubteilchen, (wie durch die
Pfeile dargestellt). Die Staubteilchen bewegen sich von den Vakuumkanälen 534 und
durch die Vakuumkammer 502 zum Vakuum. Da sie biegsam sind,
erzeugen die Endelemente 538 eine Dichtung, die es dem
Vakuumkanal 534 gestattet, die meisten der Staubteilchen
zu sammeln.
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Die
Schneidevorrichtung 106 besitzt des Weiteren Ansaugkammern 560 zum
Sammeln von Staubteilchen auf der Schneidevorrichtungs-Seite der
Tafel 550. Die Schneidevorrichtung umfasst Bürsten 562,
die mit der Tafel in Kontakt stehen. Die Bürsten erzeugen eine Dichtung
zwischen den Ansaugkammern 560 und der Tafel 550,
so dass die Ansaugkammern 560 die Staubteilchen sammeln
können,
(wie durch die Pfeile dargestellt).
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Die
Halterung 504 und die Oberseite 524 und die Abstandshalter 514 der
Vakuumkammer 502 werden für jedes unterschiedliche Schneidemuster
angepasst. Zum Ändern
von Mustern wird die Halterung 504 von der Oberseite 524 der
Vakuumkammer 502 abgeschraubt und abgenommen. Die Oberseite 524 wird
ebenfalls von der Vakuumkammer 502 abgeschraubt und abgenommen.
Eine neue Oberseite und eine neue Halterung werden auf der Vakuumkammer 502 befestigt.
Die neue Oberseite und die neue Halterung stimmen mit dem neuen
Schneidemuster des Leiterplattentrennsystems überein.
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Schneidevorrichtung – 6–9
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6–7 stellen
die Schneidevorrichtung 106 in einem Beispiel der Erfindung
dar. Die Schneidevorrichtung 106 besteht aus einem Gehäuse 602,
einem Antriebsmotor 604, einer Schneideinheit 606 und
einem Antriebsverbinder 608. Das Gehäuse 602 umfasst ein
oberes Ende 622 und ein unteres Ende 624. Der
Antriebsmotor 604 ist mit dem oberen Ende des Gehäuses 602 verbunden.
Die Schneideinheit 606 ist mit dem unteren Ende 624 des Gehäuses 602 verbunden.
Der Antriebsverbinder 608 ist so ausgelegt, dass er den
Antriebsmotor 604 mit der Schneideinheit 606 zum
Drehen der Schneideinheit 606 verbindet. Ein Beispiel für den Antriebsverbinder 608 ist
ein Riemen.
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8 stellt
eine Seitenansicht des Gehäuses 602 in
einem Beispiel der Erfindung dar. Das Gehäuse 602 umfasst einen äußeren Mantel 802 und ein
Unterteilungselement 804. Das Unterteilungselement 804 trennt
einen Antriebsabschnitt 806 und einen Vakuumabschnitt 808 innerhalb
des äußeren Mantels 802.
Der Antriebsabschnitt 806 erstreckt sich von dem oberen
Ende 622 des Gehäuses 602 zu dem
unteren Ende 624 des Gehäuses 602. Der Antriebsverbinder 608 erstreckt
sich von dem Antriebsmotor 604 durch den Antriebsabschnitt 806 des
Gehäuses 602 zu
der Schneideinheit 606. Der Vakuumabschnitt 808 erstreckt
sich von dem unteren Ende 624 des Gehäuses 602 zu dem Vakuumschlauchverbinder 702.
Der Vakuumabschnitt 808 bildet eine Einfassung zwischen
dem unteren Ende 624 des Gehäuses 602 und dem Vakuumschlauchverbinder 702,
so dass ein angeschlossenes Vakuum verursachen kann, dass Luft in
der Richtung der Pfeile fließt.
Der Antriebsabschnitt 806 muss nicht notwendigerweise eine
Ein fassung ausbilden, da ein Benutzer eventuell den Antriebsverbinder 608 beobachten
möchte,
um einen einwandfreien Betrieb sicherzustellen.
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9 stellt
eine Unteransicht der Schneideinheit 606 in einem Beispiel
der Erfindung dar. Die Schneideinheit 606 umfasst ein Sägeblatt 902,
eine Lagersystem 904, eine Riemenscheibe 906 und
eine Spindel 908. Das Lagersystem 904 kann eine
Welle für
die Riemenscheibe 906 (nicht gezeigt) und (nicht gezeigte)
Lager aufweisen. Der Antriebsverbinder 608 ist so ausgelegt,
dass er die Riemenscheibe 906 zum Drehen des Sägeblatts 902 verbindet.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 6–7 kann die
Schneidevorrichtung 106 abnehmbar mit dem Gehäuse 602 verbunden
werden, so dass die Schneideinheit 606 um die Z-Achse gedreht werden
kann (siehe 1). Die Schneidevorrichtung 106 umfasst
einen Theta-Motor 640, der so ausgelegt ist, das er die
Schneideinheit 606 ausrichtet. Zum Beispiel kann die Schneideinheit 606 zuerst so
ausgerichtet sein, dass sie entlang der X-Achse schneidet (siehe 1).
Wenn die Schneideinheit 606 stattdessen entlang der Y-Achse
schneiden soll, dreht der Theta-Motor 640 die Schneideinheit 606, um
die Schneideinheit 606 auf die richtige Achse auszurichten.
Der Theta-Motor 640 kann die Schneideinheit 606 um
270° um
die Z-Achse drehen. Der Theta-Motor 640 dreht nicht das
Sägeblatt 902, um
die Tafel zu schneiden, sondern dreht die Schneideinheit 606 so,
dass das Sägeblatt 902 in
die richtige Richtung zeigt.
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Die
Schneidvorrichtung 106 umfasst auch einen Druckluftzylinder 704,
der so ausgelegt ist, dass er das Ausgleichen des Gewichts der Schneidevorrichtung 106 unterstützt und
das Tragen der Schneidevorrichtung 106 unterstützt. Der
untere Teil des Druckluftzylinders 704 ist mit einem festen
Bügel 710 am
Leiterplattentrennsystem 100 verbunden. Der obere Teil
des Druckluftzylinders 704 ist mit einem Bügel 712 an
der Schneidevorrichtung 106 verbunden. Der Druckluftzylinder 704 vermindert
die Last auf dem Motor, der die Schneidevorrichtung 106 entlang
der Z-Achse bewegt, da die Schneidevorrichtung 106 relativ
schwer sein kann.
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Im
Betrieb ist eine Vakuumschlauchleitung mit dem Vakuumschlauchverbinder 702 verbunden. Die
Vakuumschlauchleitung erzeugt ein Vakuum in dem Vakuumabschnitt 808.
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Das
Vakuum verursacht, dass Luft rund um das Sägeblatt 902 und nach
oben durch den Vakuumabschnitt 808 zu dem Vakuumschlauchverbinder 702 fließt.
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Die
Werkzeugvorrichtung 104 bewegt eine Tafel, die geschnitten
werden soll, in die Position unter der Schneidevorrichtung 106.
Der Antriebsmotor 604 dreht den Antriebsverbinder 608,
der das Sägeblatt 902 dreht.
Der Antriebsmotor 604 dreht das Sägeblatt zwischen 500 und 2000
U/min. Das Sägeblatt 902 schneidet
die Tafel. Während
die Tafel geschnitten wird, erzeugt das Sägeblatt 902 Staubteilchen. Der
Sog von dem Vakuumabschnitt 808 sammelt die Staubteilchen
und befördert
die Staubteilchen durch den Vakuumabschnitt 808 nach oben.
Der Vakuumabschnitt 808 sammelt die Staubteilchen auf der Schneidevorrichtungs-Seite
der Tafel, während
der Vakuumkanal 304 die Staubteilchen auf der Werkzeugvorrichtungs-Seite
der Tafel sammelt (siehe 3).
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Zum
Erhöhen
der Staubteilchen-Sammelfähigkeit
des Vakuumabschnitts 808 kann die Schneideinheit 606 eine
(nicht gezeigte) Staubabzugshaube umfassen. Die Staubabzugshaube
umschließt
im Wesentlichen den Bereich um das Sägeblatt 902 zwischen
der Oberseite der Schneideinheit 606 und der Tafel. Die
Staubabzugshaube kann Bürsten
umfassen, die mit der Tafel in Kontakt stehen, um die Einfassung
auszubilden (siehe 5).
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Die
Schneidevorrichtung 106 verwendet vorteilhafterweise den
Antriebsverbinder 608 zum Antreiben der Schneideinheit 606 statt
ein Direktantriebs zwischen dem Antriebsmotor 604 und der Schneideinheit 606 zu
sein. Die Verwendung des Antriebsverbinders 608 und die
Trennung des Antriebsmotors 604 von der Schneideinheit 606 mit
dem Gehäuse 602 treibt
die Schneideinheit 606 vorteilhafterweise viel langsamer
an als Direktantriebssysteme. Zum Beispiel drehen viele Direktantriebsmotoren
ein Sägeblatt
mit 10.000 bis 50.000 U/min, wogegen der Antriebsmotor 604 das
Sägeblatt 902 mit
zwischen 500 und 2000 U/min dreht. Die langsamere Geschwindigkeit
des Sägeblatts
erhöht
die Lebensdauer des Sägeblatts.
Die langsamere Geschwindigkeit erzeugt auch einen weniger feinen
Staub, wenn die Tafel geschnitten wird. Dies führt vorteilhafterweise zu einer
effizienteren und saubereren Schneidevorrichtung.