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Title:
ASSEMBLING HEAD FOR MOUNTING A SUBSTRATE WITH ELECTRIC COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/032232
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a revolving assembling head (1) in which grasping units (5) for electric components (6) are secured by means of a stationary sliding guide in order to prevent any radial displacement. Turning elements (8) which are laterally disposed at a distance from each other and seized in the circular guiding groove (9) of the sliding guide. In a lifting area, said guiding groove (9) penetrates into the groove segment (10) of a slider (7) which moves the grasping unit towards a contacting place. Separation splits (12) between the slider (7) and a stator (3) obliquely extend with respect to the direction of rotation of the turning elements (8) and make it possible to smoothly pass between the guiding groove (9) and the groove segment (10).

Inventors:
REIMANN GUENTER (DE)
TIETZE ROSA-MARIA (DE)
WEINDL LUDWIG (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/051685
Publication Date:
April 07, 2005
Filing Date:
August 02, 2004
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
REIMANN GUENTER (DE)
TIETZE ROSA-MARIA (DE)
WEINDL LUDWIG (DE)
International Classes:
H05K13/04; (IPC1-7): H05K13/04
Domestic Patent References:
WO2000019795A12000-04-06
Foreign References:
US4872258A1989-10-10
EP0749270A11996-12-18
US20020124393A12002-09-12
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentanprüche
1. Bestückkopf (1) zum Bestücken von Substraten (2) mit e lektrischen Bauelementen (6), wobei der Bestückkopf (1) einen Rotor (4) mit einer Vielzahl von umlaufenden Greifereinheiten (5) für die Bauelemente (6) sowie einen Stator (3) aufweist, der eine Hubstation mit einem Hubantrieb für Greifereinheiten (5) aufweist, die sequentiell in eine Rotorstellung verdreh bar sind, in der sie mit dem Hubantrieb in Eingriff gelangen, wobei die Greifereinheiten (5) durch den Hubantrieb senkrecht zu einer Substratebene bewegbar sind, wobei die Greifereinheiten (5) mit seitlich abstehenden Wälz elementen (8) in eine zirkuläre kulissenartige Führungsnut (9) des Stators (3) eingreifen, wobei die Wälzelemente (8) an parallelen Mantelflächen (11) der Führungsnut (9) geführt sind wobei die Führungsnut (9) in der Hubstation für einen in die Umlaufbahn der Wälzelemente (8) radial hineinragenden, in der Hubrichtung bewegbaren Schieber (7) des Hubantriebs unterbro chen ist, der ein die Führungsnut (9) fortsetzendes Nutseg ment aufweist, das in einer Übergabestellung des Hubantriebs mit der Führungsnut (9) fluchtet, und wobei Stoßflächen zwischen dem Schieber (7) und dem Sta tor (3) im Bereich der Mantelflächen Trennspalte (12) bilden, die sich quer zur Ablaufrichtung der Wälzelemente (8) erstre cken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumin dest einer der Trennspalte (12) zumindest partiell schräg zur Ablaufrichtung der Wälzelemente (8) geneigt verläuft.
2. Bestückkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennspalte (12) zu beiden Seiten des Schiebers (7) schräg zur Umwälzrichtung verlaufend ausgebildet ist.
3. Bestückkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennspalte (12) eine sich vom Grund der Führungsnut (9) aus erweiternde Kontur aufweisen.
4. Bestückkopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Ro tor (4) in eine Drehstellung verdrehbar ist, in der das zy lindrische Wälzelement (8) den schrägverlaufenden Trennspalt (12) überdeckt.
Description:
Bestückkopf zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen Die Erfindung bezieht sich auf einen Bestückkopf zum Bestü- cken von Substraten mit elektrischen Bauelementen, wobei der Bestückkopf einen Rotor mit einer Vielzahl von umlaufenden Greifereinheiten für die angesaugten Bauelemente sowie einen Stator aufweist, der eine Hubstation mit einem Hubantrieb für Greifereinheiten aufweist, die sequentiell in eine Rotorstel- lung verdrehbar sind, in der sie mit dem Hubantrieb in Ein- griff gelangen.

Ein derartiger Bestückkopf ist z. B. durch die US 4872258 be- kannt geworden, nach der die sternförmig angeordneten Grei- fereinheiten durch den Hubantrieb senkrecht zur Substratebene bewegbar sind. Um die Greifereinheiten in ihrer radialen Hub- stellung zu sichern, greifen sie mit seitlich abstehenden Stiften in eine zirkuläre kulissenartige Führungsnut des Sta- tors ein, wobei die Stifte an parallelen Mantelflächen der Führungsnut geführt sind. Die Führungsnut ist an der Hubsta- ti-on für einen in die Führungsbahn hineinragenden, in der Hubrichtung bewegbaren Schieber unterbrochen, der ein die Führungsnut fortsetzendes Nutsegment aufweist, das in einer Übergabestellung des Hubantriebs mit der Führungsnut fluch- tet. Die Stoßflächen zwischen dem Schieber und dem Stator bilden im Bereich der Mantelflächen Trennspalte, die sich quer zur Umlaufrichtung der Stifte erstrecken.

In der Handhabungstechnik ist bei Steuerkulissen es üblich, anstelle Stifte Wälzlager zu verwenden, die an den Mantelflä- chen abrollen, so dass die Gleitreibung vermieden wird. Bei einem herkömmlichen Revolver-Bestückkopf verläuft die Trenn- linie senkrecht zur Umlaufrichtung Durch Abnutzungseffekte an den Funktionsteilen kommt es zu einer Spaltverbreiterung und zu Fluchtungsfehlern, die an den Wälzlagern schlagartige

Stoßbelastungen hervorrufen, die den sicheren Halt der ange- saugten Bauelemente gefährden und zu weiterer Abnutzung z. B. in Form von Rattermarken führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionssi- cherheit des Bestückkopfes und zu erhöhen und die Abnutzung zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Durch den schräg zur Umlaufrichtung geneigte Trennspalt er- streckt sich die Übergangsphase des Wälzelements zwischen der Führungsnut des Stators und dem Schieber auf einen längeren Rollweg, so dass die Stoßbelastung und Abnutzung entsprechend verringert und die Lebensdauer erhöht wird.

Durch eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 werden diese Wirkungen nicht nur auf der Einlaufseite, sondern auch auf der Auslaufseite des Schiebers wirksam Die Struktur nach Anspruch 3 ermöglich eine-einfache Montage des Schiebers im Stator.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 4 ist es möglich, den Rotor in eine von der Hubstation abweichende Stellung derart zu verdrehen, dass das Wälzelemente mit seiner Berührungsli- nie zur Mantelfläche den Trennspalt überlappt. In dieser Stellung kann der Hubantrieb nach oben und nach unten präzise auf Anschlag verschoben werden, ohne dass es dabei zu einem Verkippen wie bei einem senkrecht verlaufenden Trennspalt kommen kann. Diese Stellungen werden von einer integrierten Messeinrichtung ermittelt und der Mittelwert daraus als Über- gabestellung abgespeichert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine Seitenansicht eines revolverartigen Bestückkop- fes mit einem Stator und einem Rotor, Figur 2 den Bestückkopf nach Figur 1 in einer Stirnansicht, Figur 3 perspektivisch einen Teil des Stators mit einer Greifereinheit des Rotors Nach den Figuren 1 und 2 ist ein revolverartiger Bestückkopf 1 in zwei Koordinatenrichtungen x und y parallel zu einem Substrat 2 verfahrbar. Der Bestückkopf weist einen Stator 3 und einen an diesem drehbar gelagerten Rotor 4 auf, der mit zirkulär angeordneten Greifereinheiten 5 für elektrische Bau- elemente 6 versehen ist. Der Bestückkopf 1 ist über nicht dargestellte Zuführeinrichtungen für die Bauelemente 6 ver- fahrbar, wo diese von den Greifereinheiten 5 aufgenommen wer- den können. Danach verfährt der Bestückkopf 1 über das Sub- strat 2 und setzt die Bauelemente 6 durch sequentielles Ab- senken der Greifereinheiten 5 in einer senkrechten Hubrich- tung z auf das Substrat 2 auf, wobei der Rotor 4 schrittweise derart verdreht wird, dass die Greifereinheiten 5 sequentiell in eine entsprechende Hubstation 14 gelangen. Diese ist mit einem nicht näher dargestellten elektrischen Hubantrieb für die jeweilige Greifereinheit 5 versehen, der diese in einer zum Substrat 2 senkrechten Hubrichtung z verschieben kann, um das angesaugte Bauelement 6 auf das Substrat 2 aufzusetzen.

Figur 3 zeigt einen Teil des Stators 3 mit einem Schieber 7 der Hubstation 14 und mit einer der Greifeinheiten 5. Der Schieber 7 ist in der Hubrichtung Z durch den Hubantrieb ver- schiebbar, der mit einer Höhenmesseinrichtung versehen ist.

Die Greifereinheit 5 ist hier in der Art einer Explosions- zeichnung außerhalb seiner Einbaustellung dargestellt, die durch den Bewegungspfeil 15 angedeutet ist. Die längliche

Greifereinheit weist ein seitlich abstehendes Wälzelement 8 in Form eines Wälzlagers auf. Der Stator 3 ist mit einer ringförmigen, stirnseitig offenen Führungsnut 9 versehen, die in ihrer Breite dem Durchmesser des Wälzelements 8 angepasst ist. Die Wälzelemente der übrigen nicht dargestellten Grei- fereinheiten 5 befinden sich alle in der Führungsbahn 9 des Stators 3 und sind so während der Rotordrehung gegen radiale Verschiebung fixiert.

Im das dargestellte Wälzelement 8 befindet sich in der Hub- station 14. Der Schieber 7 ist so angeordnet, dass er in die Führungsbahn der Wälzelemente 8 hineinragt und die Führungs- nut 9 unterbricht. Er ist mit einem die Führungsnut fortset- zenden Nutsegment 10 versehen, das in der gezeigten Übergabe- stellung mit der Führungsnut 9 fluchtet. Diese weist konzen- trische, parallele Mantelflächen 11 auf, zwischen denen die Wälzelemente 8 geführt sind. Das dargestellte Wälzelement 5 greift in das Nutsegment 10 des Schiebers 3 ein.

Die Stoßflächen zwischen dem Schieber 7 und dem Stator 3 bil- den im Bereich der Mantelflächen 11 Trennspalte 12, die sich schräg zur Ablaufrichtung des Wälzelements 8 erstrecken und somit einen sanften Übergang zwischen der Führungsnut 9 und dem Nutsegment 10 ermöglichen. Diese schräge Neigung ist zu beiden Seiten des Schiebers ausgebildet, so dass nicht nur der Einlauf, sondern auch der Auslauf des Wälzelementes 8 ge- glättet wird. Die Schräge ist so angeordnet, dass sich der Schieber 7 vom Nutgrund aus keilförmig erweitert, was seine Montage erleichtert.

Durch Verdrehen des Rotors aus der Hubstation kann die Grei- fereinheit 5 mit dem Wälzelement 8 in eine Stellung verdreht werden, in der sich dieses entlang einer Berührungslinie 13 mit dem schrägen Trennspalt 12 überkreuzt. In dieser Stellung ist es möglich, die genaue Hubstellung des Schiebers 7 derart zu justieren, dass die Führungsnut 9 und das Nutsegment 10 genau fluchten.

Bezugszeichen 1 Bestückkopf 2 Substrat 3 Stator 4 Rotor 5 Greifereinheit 6 Bauelement 7 Schieber 8 Wälzelement 9 Führungsnut 10 Nutsegment 11 Mantelfläche 12 Trennspalt 13 Berührungslinie 14 Hubstation 15 Bewegungspfeil