Derartige Positioniereinrichtungen werden überall dort eingesetzt, wo Werkstücke mit hoher Genauigkeit positioniert werden müssen. Insbeson- dere, jedoch keineswegs ausschließlich, werden derartige Positionierein- richtungen dort eingesetzt, wo Werkstücke geprüft werden müssen.

Müssen beispielsweise die Lötstellen von Bauteilen auf einer Platine geprüft werden, wird die Platine auf dem Positioniertisch einer derartigen Positioniereinrichtung abgelegt und der Positioniertisch anschließend so lange in Richtung der verschiedenen Stellrichtungen verfahren, bis die zu prüfende Lötstelle exakt relativ zu der entsprechenden Prüfeinrichtungen positioniert ist. Um möglichst kleine Stellbewegungen realisieren zu können, was für die exakte Positionierung des Werkstücks unbedingt erforderlich ist, weisen die gattungsgemäßen Positioniereinrichtungen Feinverstelleinrichtungen auf, mit denen der Positioniertisch jeweils in eine der Stellrichtungen antreibbar ist.

So sind beispielsweise X-Y-Positioniereinrichtungen bekannt, bei denen der Positioniertisch durch Antrieb entsprechend ausgebildeter Antriebs- spindeln in X-und Y-Richtung verfahren werden können. Durch die

Untersetzung der auf der Antriebsseite aufgebrachten Stellbewegung mittels der Antriebsspindel können sehr kleine und exakte Stellbewegun- gen des Positioniertisches auf der Abtriebsseite ermöglicht werden.

Nachteil an den bekannten Positioniereinrichtungen ist es, daß der Posi- tioniertisch durch die Feinverstelleinrichtungen zwar sehr fein und exakt verfahrbar ist, große Stellwege jedoch lange Verfahrzeiten erfordern.

Durch diese langen Verfahrzeiten wird die Prüfdauer verlängert, was im Ergebnis zur Steigerung der Prüfkosten führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Positioniereinrichtung zu schaffen, mit der große Stellwege in kurzer Zeit überwunden werden können und die zugleich eine exakte Feinverstellung des Positionierti- sches erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch eine Positioniereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist der Positioniertisch zusätzlich zum Antrieb mittels der Feinverstelleinrichtungen durch eine unmittelbar am Positioniertisch angreifende, insbesondere von Hand aufgebrachte, Antriebskraft antreib- bar. Grundgedanke der Erfindung ist es, daß zur Grobeinstellung des Positioniertisches dieser durch eine unmittelbar am Positioniertisch angreifende Antriebskraft angetrieben wird. So kann der Positioniertisch beispielsweise von einer Bedienperson am Rand gegriffen werden und anschließend so weit in der Positionierebene verstellt werden, bis sich eine grobe Zuordnung des zu prüfenden Werkstückabschnittes mit der Prüfeinrichtung ergibt. Anschließend wird die exakte Positionierung des zu prüfenden Werkstückabschnittes, beispielsweise einer Lötstelle, durch Verstellung der Feinverstelleinrichtung erreicht. Im Ergebnis kann der

Positioniertisch also entweder unmittelbar angetrieben werden oder durch Antrieb der Feinverstelleinrichtung verstellt werden.

Eine mögliche Kinematik zur Erzielung des erfindungsgemäßen Effekts ist es, wenn zumindest ein Bauteil der Feinverstelleinrichtung zwischen zwei Stellungen verstellbar ist, wobei sich die Feinverstelleinrichtung in der ersten Stellung des Bauteils mit dem Positioniertisch derart in Ein- griff befindet, daß der Positioniertisch durch Antrieb der Feinverstellein- richtung antreibbar ist. In der zweiten Stellung des Bauteils ist die Feinverstelleinrichtung dagegen vom Positioniertisch kinematisch ent- koppelt. Im Ergebnis besteht somit durch die Verstellung des verstellba- ren Bauteils der Feinverstelleinrichtung die Möglichkeit, die kinemati- sche Kette zwischen dem Positioniertisch und dem Grundgestell wahlwei- se zu öffnen oder zu schließen. Dies kann beispielsweise dadurch gesche- hen, daß ein Antriebsritzel der Feinverstelleinrichtung wahlweise mit einer funktionskomplementär ausgebildeten Zahnstange in und außer Eingriff gebracht werden kann. Sobald die kinematische Kette zwischen Positioniertisch und Grundgestell durch Verstellung des verstellbaren Bauteils in die zweite Stellung geöffnet ist, also beispielsweise das Antriebsritzel außer Eingriff gebracht worden ist, kann der Positionier- tisch unabhängig von der Feinverstelleinrichtung unmittelbar angetrieben werden. Zur Feineinstellung des Positioniertisches ist dann die kinemati- sche Kette wiederum zu schließen.

Selbstverständlich ist es möglich, Arretiervorrichtungen vorzusehen, mit denen das verstellbare Bauteil der Feinverstelleinrichtung in der ersten bzw. der zweiten Stellung arretierbar ist. Nachteilig daran ist es jedoch, daß zum Verstellen des verstellbaren Bauteils jeweils die Arretierung gelöst und anschließend wieder befestigt werden muß, was wiederum einen zusätzlichen Zeitaufwand bedeutet. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn das verstellbare Bauteil der Feinverstelleinrichtung durch ein Federele- ment in der ersten Stellung gehalten wird und beim Antrieb des Positio- niertisches durch eine unmittelbar am Positioniertisch angreifende An-

triebskraft entgegen der Federkraft des Federelements in die zweite Stellung gedrückt werden kann. Ist das verstellbare Bauteil beispielswei- se als Antriebsritzel ausgebildet, das wahlweise mit einer Zahnstange in Eingriff gebracht werden kann, kann das Antriebsritzel nach dieser Ausführungsform federnd gelagert werden, so daß die Verzahnung der Zahnstange das Antriebsritzel bei der Verstellung des Positioniertisches durch eine unmittelbar am Positioniertisch angreifende Antriebskraft nach außen drücken kann. Im Ergebnis kann dadurch das Antriebsritzel über die Zähne der Zahnstange springen und rastet am Ende des Verfahr- weges wieder in der Zahnstange ein. Auf diese Weise kann eine einfache und leicht zu bedienende Entkoppelung des Positioniertisches von der Feinverstelleinrichtung erreicht werden.

Eine weitere Variante für einen erfindungsgemäßen Antrieb des Positio- niertisches besteht darin, daß die Antriebskraft zur Verstellung des Positioniertisches bei Einsatz der Verstelleinrichtung zumindest zwischen zwei Bauteilen durch Reibschluß übertragen wird. Beispielsweise kann die Feinverstelleinrichtung ein Reibrad aufweisen, das auf einer funkti- onskomplementär ausgebildeten Reibfläche einer Schubstange zur Anlage kommt. Soll der Positioniertisch durch die Feinverstelleinrichtung angetrieben werden, können die Antriebskräfte vom Reibrad auf die Reiboberfläche der Schubstange übertragen werden. Wird der Positio- niertisch dagegen zur groben Voreinstellung unmittelbar angetrieben, rutscht die Schubstange unter Überwindung der Reibkräfte am Reibrad entlang. Im Ergebnis wird auch hier eine kinematische Entkoppelung des Positioniertisches vom Grundgestell erreicht.

Die bisher dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung beruhten darauf, daß der Positioniertisch kinema- tisch vom Grundgestell entkoppelt wurde, so daß beim unmittelbaren Antrieb des Positioniertisches keine entsprechend große Verstellung der Feinverstelleinrichtung erzwungen wird. Nach einer weiteren Alternative wird durch die Feinverstelleinrichtung eine permanente kinematische

Kopplung zwischen Positioniertisch und Grundgestell hergestellt, wobei die Feinverstelleinrichtung bei dieser Variante durch die Verstellung des Positioniertisches mittels einer unmittelbar am Positioniertisch angrei- fenden Antriebskraft antreibbar sein muß. Das bedeutet mit anderen Worten, daß beim unmittelbaren Antrieb des Positioniertisches zur Grobeinstellung der Feinverstelleinrichtung eine entsprechende Stellbe- wegung aufgeprägt wird.

Wird der Positioniertisch durch die Feinverstelleinrichtung permanent kinematisch mit dem Grundgestell gekoppelt, muß zur Erreichung der erfindungsgemäßen Funktion sichergestellt werden, daß die Feinverstell- einrichtung sowohl von der Antriebsseite, beispielsweise einem entspre- chend ausgebildeten Stellrad, als auch von der Abtriebseite, nämlich vom Positioniertisch, antreibbar ist. Nur so ist sichergestellt, daß beim un- mittelbaren Antrieb des Positioniertisches die Stellbewegung nicht durch die Feinverstelleinrichtung blockiert wird. Weist die Feinverstellein- richtung ein Untersetzungsgetriebe auf, was zur Untersetzung bequem aufzubringender Antriebsbewegungen in möglichst kleine und exakte Stellbewegungen von Vorteil ist, ist es vorteilhaft, wenn die Getriebestu- fen des Untersetzungsgetriebes nicht selbsthemmend ausgebildet sind.

Bei selbsthemmend ausgebildeten Getriebestufen ist ein Antrieb nur von der Antriebsseite zur Abtriebsseite möglich. Bei einer auf der Ab- triebsseite angreifenden Stellbewegung sperren selbsthemmende Getrie- bestufen, weshalb sie zum Einsatz in einer erfindungsgemäßen Positio- niereinrichtung ungeeignet sind, da die Feinverstelleinrichtung in diesen Fällen bei unmittelbarem Antrieb des Positioniertisches die Stellbewe- gung blockieren würde.

Wird durch die Feinverstelleinrichtung eine permanente kinematische Kopplung zwischen Positioniertisch und Grundgestell hergestellt, ist es vorteilhaft, wenn die beweglichen Bauteile der Feinverstelleinrichtung in massearmer Leichtbauweise ausgebildet sind. Da alle beweglichen Bau- teile der Feinverstelleinrichtung beim unmittelbaren Antrieb des Positio-

niertisches zu dessen Grobeinstellung mit angetrieben werden müssen, werden die für die Grobeinstellung erforderlichen Stellkräfte im wesent- lichen durch die Masse der beweglichen Bauteile der Feinverstellein- richtung mitbestimmt. Um den Positioniertisch mit möglichst geringem Kraftaufwand unmittelbar antreiben zu können, ist deshalb eine massear- me Leichtbauweise vorteilhaft. Dazu können beispielsweise besonders leichte Materialien wie Kunststoff oder Leichtmetall eingesetzt werden.

Eine besonders kostengünstige und effektiv einsetzbare Variante des erfindungsgemäßen Positioniertisches ergibt sich, wenn der Positionier- tisch linear in einer X-Richtung und linear in einer dazu senkrecht verlaufenden Y-Richtung in der Positionierebene verstellbar ist. Im Ergebnis kann ein auf dem Positioniertisch angeordnetes Werkstück frei in einer durch die X-Richtung und Y-Richtung aufgespannten Ebene positioniert werden.

Eine Möglichkeit zur konstruktiven Umsetzung bei der Gestaltung eines in X-Richtung und Y-Richtung positionierbaren Positioniertisches ist es, wenn der Positioniertisch mittels vier Linearachsen auf dem Grundgestell gelagert wird. Dabei werden zwei Linearachsen in X-Richtung verlaufend mit dem Grundgestell verbunden und zwei Linearachsen in Y-Richtung verlaufen zwischen diesen Linearachsen und dem Positioniertisch ange- ordnet. Im Ergebnis sitzen die oberen Linearachsen auf dem verfahrbaren Schlitten der unteren Linearachsen auf, so daß sich eine an sich bekannte Kreuztisch-Positioniereinrichtung ergibt.

In welcher Art die Feinverstelleinrichtung konstruktiv ausgebildet ist, ist erfindungsgemäß grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Feinverstelleinrichtung ein Zahnstangengetriebe mit einem Antriebsritzel und einer durch das Antriebsritzel antreibbaren Zahnstange aufweist. Dabei kann durch Antrieb des Antriebsritzels eine Stellbewe- gung des Positioniertisches in eine Stellrichtung bewirkt werden. Derar- tige Zahnstangengetriebe können besonders kostengünstig zur Verfügung

gestellt werden und weisen bei großen möglichen Stellwegen ein relativ geringes Gewicht auf.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Feinverstelleinrichtung ein Stellrad oder eine Stellscheibe auf, an dessen Umfang Stellbewegungen zur Feineinstellung des Positioniertisches von Hand aufbringbar sind. Derartige Stelleinrichtungen für den Handbetrieb sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und eignen sich sehr gut zur feinfühligen Positionierung des Positioniertisches bei der Feinein- stellung.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn das Stellrad oder die Stellscheibe mit einem Antriebsritzel eines Zahnstangengetriebes auf einer gemeinsamen Rotationsachse verbunden ist. Im Ergebnis wird durch die unterschiedli- chen Radien des Stellrads bzw. der Stellscheibe auf der einen Seite und des Antriebsritzels auf der anderen Seite ein großes Untersetzungsver- hältnis ermöglicht. Da zugleich bei der Gestaltung des Zahnstangenge- triebes es selbstverständlich möglich ist, Zahnflankengeometrien zu wählen, die nicht selbsthemmend sind, ist es dadurch in einfacher Weise möglich, eine nicht selbsthemmende Getriebestufe mit im Prinzip belie- bigem Untersetzungsverhältnis herzustellen.

Um die Bedienung des Stellrads bzw. der Stellscheibe zu erleichtern und eine besonders feinfühlige Einstellung zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn der Umfang des Stellrades oder der Stellscheibe eine griffige Oberfläche aufweist. Diese griffige Oberfläche vermittelt den Fingern des Bedienpersonals einen besonders guten Kontakt zum Stellrad bzw. zur Stellscheibe. Diese Maßnahme kann konstruktiv beispielsweise dadurch erreicht werden, daß am Umfang des Stellrads oder der Stellscheibe ein Gummiring angeordnet wird.

Um Erschütterungen des Werkstückes auf dem Positioniertisch beim Erreichen der Grenzen der verschiedenen Stellrichtungen zu verhindern,

können Pufferelemente eingesetzt werden, die die Stellbewegungen zwischen einem Anfangspunkt und einem Endpunkt. begrenzen.

Zur Erhöhung des Bedienungskomforts ist es vorteilhaft, wenn die Fein- verstelleinrichtungen durch fernsteuerbare Elektromotoren antreibbar sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand lediglich eine bevorzugte Aus- führungsform darstellender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematisch dargestellte Positioniereinrichtung in seitlicher Ansicht ; Fig. 2 die Positioniereinrichtung gemäß Fig. 1 in Ansicht von oben.

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer schematisch dar- gestellten Positioniereinrichtung in seitlicher An- sicht ; Fig. 4 die Positioniereinrichtung gemäß Fig. 3 in Ansicht von oben ; Fig. 5 eine Feinverstelleinrichtung für die Positionierein- richtung gemäß Fig. 4 im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-B.

Man erkennt in Fig. 1 eine Positioniereinrichtung 1 mittels der ein Werkstück 2, nämlich eine Leiterplatte mit einem darauf aufgelöteten elektronischen Bauteil 3, relativ zu einer Unterlage 4, beispielsweise einer Tischoberfläche, positioniert werden kann. Die Positioniereinrich- tung weist ein Grundgestell 5 auf, das aus drei Fußelementen 6 und einer Grundplatte 7 zusammengesetzt ist.

Auf der Oberseite der Grundplatte 7 sind zwei Linearachsen 8a und 8b befestigt, die parallel zueinander in X-Richtung verlaufen. Auf den

beweglichen Schlitten der Linearachsen 8a und 8b sind die Linearachsen 9a und 9b befestigt, die parallel zueinander in Y-Richtung verlaufen. Die Stellbewegung der Linearachsen 8a, 8b, 9a und 9b sind durch jeweils am Ende der Linearachsen angeordnete Pufferelemente 10 begrenzt.

Auf dem oberen beweglich gelagerten Schlitten der Linearachsen 9a und 9b ist der Positioniertisch 11 befestigt, der durch seine Körperebene die Positionierebene definiert. Auf der Oberseite des Positioniertisches 11 ist eine ESD-Schutzauflage 12 angeordnet. Das Werkstück 2 wird mit vier Lagerbolzen 13 auf dem Positioniertisch 11 abgestützt.

Zur Feineinstellung des Positioniertisches 11 relativ zum Grundgestell 5 weist die Positioniereinrichtung 1 sowohl für die X-Richtung als auch für die Y-Richtung jeweils eine Feinverstelleinrichtung 15 und 16 auf, wobei in der durch Fig. 1 dargestellten Ansicht lediglich die Feinverstellein- richtung 15 erkennbar ist. Die Feinverstelleinrichtung 16, die der Fein- einstellung des Positioniertisches 11 in X-Richtung dient, ist lediglich in Fig. 2 erkennbar. Die Feinverstelleinrichtungen 15 und 16 weisen jeweils eine drehbar gelagerte Stellscheibe 17 und 18, ein mit der Stellscheibe fest verbundenes Antriebsritzel 19 und 20, eine mit den Antriebsritzeln 19 und 20 jeweils ein Zahnstangengetriebe bildende Zahnstange 21 und 22 und Befestigungsbleche 23 zur Befestigung der Zahnstangen 21 und 22 auf. Am Umfang der Stellscheiben 17 und 18 ist jeweils ein Gummiring 24 und 25 angeordnet, um die Griffigkeit der Stellscheiben 17 und 18 zu erhöhen. Die Stellscheiben 17 und 18 weisen bezüglich der jeweils zugeordneten Antriebsritzel 19 und 20 eine gemeinsame Rotationsachse 26 und 27 auf.

Zu Transportzwecken ist eine Transportsicherung in der Art einer Siche- rungsschraube 28 vorgesehen, mit der der Positioniertisch 11 festgelegt werden kann und die vor Inbetriebnahme der Positioniereinrichtung entfernt werden muß.

Durch die Anordnung der Linearachsen 8a, 8b, 9a und 9b ist der Positio- niertisch 11 in der Art eines Kreuztisches frei positionierbar auf dem Grundgestell 5 gelagert. Durch die Feinverstelleinrichtungen 15 und 16 ist eine permanente kinematische Kopplung zwischen dem Grundgestell 5 und dem Positioniertisch 11 gegeben. Die Verzahnung der von den Antriebsritzeln 19 und 20 sowie den Zahnstangen 21 und 22 gebildeten Zahnstangengetriebe ist nicht selbsthemmend ausgebildet. Dadurch wird es möglich, bei der Grobpositionierung des Werkstücks 2 zur Prüfung der Lötstellen am Bauteil 3 zunächst den Positioniertisch 11 ohne Zuhilfe- nahme der Feinverstelleinrichtungen 15 und 16 durch eine unmittelbar am Positioniertisch 11 angreifende Kraft zu verstellen. Zur Aufbringung der Antriebskraft 31 kann der Positioniertisch 11 von der Bedienperson am Umfang gefaßt und so lange verschoben werden, bis das Bauteil 3 ausrei- chend nah an einer nicht dargestellten Prüfeinrichtung angenähert ist. Da die Feinverstelleinrichtungen 15 und 16 fest mit dem Positioniertisch 11 gekoppelt sind, wird durch den direkten Antrieb des Positioniertisches 11 selbstverständlich eine entsprechende Verstellung der beweglichen Teile der Feinverstelleinrichtungen 15 und 16 bewirkt. Das heißt mit anderen Worten, daß bei der direkten Einstellung des Positioniertisches 11 die Stellscheiben 17 und 18 nicht die Antriebsseite, sondern die Abtriebsseite der Feinverstelleinrichtungen 15 und 16 bilden und durch die dem Posi- tioniertisch 11 aufgeprägte Stellbewegung in Rotation versetzt werden.

Sobald das Bauteil 3 ausreichend nah an die nicht dargestellte Prüfein- richtung angenähert ist, wird der unmittelbare Antrieb des Positionierti- sches 11 beendet. Zur exakten Positionierung des Bauteils 3 gegenüber der nicht dargestellten Prüfeinrichtung werden dann die Feinverstellein- richtungen 15 und 16 eingesetzt, die es dem Bediener aufgrund des großen Untersetzungsverhältnisses zwischen den Stellscheiben 17 und 18 einerseits und den Antriebsritzeln 19 und 20 andererseits in einfacher Weise erlauben, den Positioniertisch 11 mit kleinsten Stellbewegungen zu verstellen.

Da die Stellscheiben 17 und 18 beim direkten Antrieb des Positionierti- sches 11 zur Grobeinstellung relativ stark rotatorisch beschleunigt werden müssen, ist es von Vorteil, die Stellscheiben 17 und 18 aus besonders leichtem bzw. dünnem Material herzustellen, um so die für die Beschleunigung der Stellscheiben 17 und 18 erforderlichen Kräfte mög- lichst gering zu halten.

In Fig. 2 erkennt man die Positioniereinrichtung 1 mit den bereits für Fig. 1 beschriebenen Bauteilen. Außerdem erkennt man die Ausnehmun- gen 29 und 30 im kreisrunden Positioniertisch 11, die bei entsprechender Ausrichtung des Positioniertisches 11 der Montage der Feinverstellein- richtung 16 dienen.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform 40 einer Positioniereinrichtung in seitlicher Ansicht schematisch dargestellten ; Der Aufbau der Positio- niereinrichtung 40 mit den Fußelementen 6, der Grundplatte 7, den Linearachsen 8a, 8b, 9a und 9b und den Feinverstelleinrichtungen 15 und 16 entspricht dem Aufbau der Positioniereinrichtung l. Auf der Oberseite der Linearachsen 9a und 9b ist jedoch nicht direkt der Positioniertisch angeordnet, sondern eine Zwischenplatte 41. Auf der Zwischenplatte 41 ist ein drehbar um seine Mittelachse 43 gelagert. Dadurch kann ein Werkstück auf dem Positioniertisch 42 stufenlos um die Mittelachse 43 verschwenkt werden.

Der Antrieb zur drehbaren Verstellung des Positioniertisches 42 ist aus Fig. 4 und Fig. 5 ersichtlich. Am Außenumfang der Positioniereinrich- tung 40 ist eine Feinverstelleinrichtung 44 angeordnet, die ortsfest mit dem Positioniertisch 42 verbunden ist. Zum Antrieb der Feinverstellein- richtung 44 ist ein drehbar gelagertes Stellrad 45 vorgesehen, dessen eines Ende 46 in der Art eines Reibrades ausgebildet ist und mit dem Umfang der Zwischenplatte 41 reibschlüssig in Eingriff bringbar ist.