NL9001999A

NL9001999A - Stelsel van bewerkingsinrichtingen.

Info

Publication number: NL9001999A
Application number: NL9001999A
Authority: NL
Original assignee: Asm Fico Tooling
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1992-04-01
Also published as: JPH06501883A; EP0548128B1; DE69116156D1; KR100244011B1; KR930702093A; US5361486A; HK91296A; EP0548128A1; MY110939A; DE69116156T2; CA2091446A1; WO1992004145A1

Description

STELSEL VAN BEWERKINGSINRICHTINGEN

De uitvinding betreft een stelsel van bewerkingsin-richtingen in het bijzonder voor het bewerken van zogenaamde leadframes, zoals ponsen, afsnijden en ombuigen. Dergelijke leadframes zijn bedoeld voor het dragen van chips. De bedoelde op de leadframes uit te voeren bewerkingen worden uitgevoerd in een zogenaamde snij- en buigmachine. Een dergelijke snij- en buigmachine dient een grote nauwkeurigheid te paren aan een zo hoog mogelijke bewerkingssnelheid. voor het bewerken worden de leadframes door middel van transportmiddelen door de machine gevoerd, op een bewerkingsstation geplaatst en aan een bewerking onderworpen, waarna de transportmiddelen de leadframes weer opnemen en naar een volgend station transporteren. Het gehele proces geschiedt automatisch.

Het gereedschapswerktuig wordt voor het uitvoeren van een werkzame slag bij oudere machines langs pneumatische weg aangedreven. Hiervoor werd een pneumatische, met de ge-reedschapsdrager gekoppelde cilinder toegepast. Latere machines werden langs hydraulische weg aangedreven, aangezien de daarmede op te wekken krachten groter zijn dan de krachten die langs pneumatische weg worden verkregen. Een complicatie bij een dergelijk type inrichting is dat een relatief grote slaglengte vereist is, aangezien de transportmiddelen een vrije doorgang vereisen teneinde het leadframe op een bewerkingsstation te kunnen plaatsen en weer op te nemen. Voorts is het gewenst de bewerkingszone visueel te kunnen inspecteren.

De hydraulische aandrijving heeft nog verschillende andere bezwaren. Ten eerste verdraagt toepassing van een hydraulisch medium zich minder goed met de schone omgeving waarin het proces dient plaats te vinden. Voorts is de nauwkeurigheid van de beweging langs hydraulische weg beperkt, aangezien deze beweging slechts door één geleider, de hydraulische plunjerstang, wordt geleid. In het verleden zijn verschillende maatregelen getroffen om deze nauwkeurigheid te vergroten, doch de mogelijkheden zijn beperkt. Wanneer men de snelheid verder wenst op te voeren, levert de hydraulische aandrijving beperkingen op aangezien, onder andere doordat het aandrijvende hydraulische medium tijdens een volledige cyclus van de werkslag een dood punt moet overwinnen, de snelheid wordt beperkt. Het gevolg is dat het transport van het leadframe slechts uitgevoerd kan worden, wanneer afzonderlijk is vastgesteld dat de slag van het gereedschap op een vooraf bepaalde plaats is geëindigd.

De uitvinding beoogt bovengenoemde bezwaren te ondervangen. Daarbij dient met name een grote slaglengte, een hoge snelheid, een schone werkomgeving en een grote nauwkeurigheid van de beweging van het werktuig ten opzichte van het leadframe nagestreefd te worden.

Dit wordt bereikt met behulp van een stelsel be-.staande uit: - in serie geplaatste bewerkingsinrichtingen, in het bijzonder voor het bewerken van leadframes, zoals ponsen, afsnijden en ombuigen, - transportmiddelen voor het langs een transport baan transporteren van de te bewerken leadframes tussen opeenvolgende bewerkingsinrichtingen, waarbij elke bewerkings- * - inrichting omvat: - een hoofdframe, - middelen voor het in de bewerkingsinrichting in horizontale en verticale richting transporteren van de leadframes , - een, voor het uitvoeren van een werkslag, in hoofdzaak loodrecht op de transportbaan beweegbare, een werktuig dragende gereedschapsdrager, - een de gereedschapsdrager aandrijvend orgaan, - een met de bewerkingsinrichtingen gekoppelde be-sturingsinrichting voor het besturen van de werking van de bewerkingsinrichtingen.

Volgens de uitvinding wordt gekozen voor een zuiver mechanische aandrijving van de bewerkingsinrichtingen en een modulaire opbouw van het stelsel.

De modulaire opbouw levert met name in de produktie grote voordelen op. De bewerkingsinrichtingen kunnen afzonderlijk worden geproduceerd en getest. Vervolgens kunnen ze tot een gewenst stelsel worden samengebouwd. Dit levert een grote mate van flexibiliteit op.

Bij voorkeur wordt het de gereedschapsdrager aandrijvende orgaan gevormd door een door een motor roteerbaar aangedreven, in het hoofdframe van de bewerkingsinrichting gelegen excenter.

Door deze wijze van aandrijving wordt een doorgaande beweging verkregen, die een hogere bewerkingssnelheid toelaat. Een dergelijke wijze van aandrijving is mogelijk aangezien de voor de bewerking uit te oefenen krachten beperkt zijn.

Met de excenter is een met de gereedschapsdrager verbonden hulpframe gekoppeld, hetwelk verticaal in het hoofdframe geleid is voor het ten opzichte van het hoofdframe uitvoeren van een tussen twee eindstanden uitgevoerde werk-slag.

De eindstanden van het hulpframe zijn ten opzichte van het hoofdframe instelbaar. Men heeft derhalve de keuze de werkslag ten opzichte van het bewerkingsvlak daar te laten 'uitvoeren waar men dit gewenst acht. Hiermee kan de slagdiep-te worden geregeld. Voorts kan men met het oog op inspectie het werkvlak naar wens geheel visueel toegankelijk maken.

De instelling van de eindstanden van het hulpframe vindt bij voorkeur plaats door middel van een in het hoofdframe roteerbare, door een stappenmotor aangedreven as, welke met het hulpframe gekoppeld is over een schroefverbinding.

*♦

Door toepassing van een stappenmotor en een zeer fijne schroefdraadverbinding kan een zeer nauwkeurige instelling van de eindstanden van het hulpframe worden verkregen.

De as is bij voorkeur een spiebaanas en verticaal beweegbaar opgenomen in een door de stappenmotor roteerbaar aangedreven riemschijf.

Voor het synchroon besturen van de bewerkingsinrichtingen en de werking van de transportmiddelen is de be-sturingsinrichting gekoppeld met voelers die de hoekstand van het excenter in elk van de bewerkingsinrichtingen waarneemt.

Op grond van de verkregen informatie wordt onder besturing van programmatuur in de in de besturingsinrichting opgenomen microprocessor het stelsel van bewerkingsmachines bestuurd.

De transportmiddelen voor het horizontale en het ‘ verticale transport in de bewerkingsinrichting worden aangedreven door een op de hoofdas geplaatste nokkenschijf.

Voor de aandrijving van de transportmiddelen voor het horizontale transport is de nokkenschijf over een vorkvormig orgaan, dat bij rotatie van de nokkenschijf een lineaire beweging uitvoert, gekoppeld met een rondsel en een tandheugel, waarbij de tandheugel door middel van een excentrisch met de tandheugel verbonden hefboom, de langs bewe-gingsbanen glijbare transportmiddelen een heen en weer gaande beweging verleent.

Voor de aandrijving van het verticale transport is de hoofdas gekoppeld met parallel opgestelde nokkenschijven, welke de bewegingsbanen voor het horizontale transport van een leadframe tussen eindstanden in verticale richting verplaatsende bedieningsorganen aandrijven.

Ter vermijding van beschadigingen bevat het stelsel bij voorkeur een met een ontkoppelmechanisme voor een koppeling tussen de aandrijfmotor en de hoofdas verbonden, taster voor het waarnemen van een overbelasting in de aandrijving van het gereedschap.

Teneinde te waarborgen dat na ontkoppeling de in- i richting snel tot stilstand komt, wordt bij het ontkoppelen van de koppeling bij het waarnemen van overbelasting, een met de excenter gekoppelde rem bekrachtigd.

Voor het transport tussen de bewerkingsinrichtingen bestaan de transportmiddelen uit een eindloze band, met een aanvoereinde voor het opnemen van een door de horizontale transportmiddelen van een voorgaande bewerkingsinrichting * aangevend leadframe en een afvoereinde voor het aan de horizontale transportmiddelen van een volgende bewerkingsinrich- ting overdragen van een leadframe, een boven de eindloze band geplaatste aanslag voor een leadframe, waarbij het materiaal van de eindloze een zodanig wrijvingscoëfficiënt bezit, dat bij aanslag van het leadframe tegen de aanslag de band ten opzichte van het leadframe slipt.

De uitvinding wordt aan de hand van de tekeningen nader verduidelijkt.

In de tekeningen toont:

Pig. 1 een schematisch perspectivisch aanzicht van een stelsel volgens de uitvinding,

Fig. 2 een perspectivisch opengewerkt aanzicht volgens de lijn II-II in fig. 1,-

Fig. 3 een doorsnede-aanzicht volgens de lijn III-III uit fig. 2,

Fig. 4 een soortgelijk aanzicht als fig. 3 echter in een andere van de eindstanden van het hulpframe, en

Fig. 5 een detail V uit fig. 4.

Fig. 6 is een perspectivisch aanzicht van de horizontale aandrijving en verticale aandrijving van de transportmiddelen.

Het stelsel volgens de uitvinding omvat in kastvor-mige eenheden 1, 2, 3 ondergebrachte bewerkingsinrichtingen 1, 2, 3, waarvan de werking gestuurd en onderling gesynchroniseerd wordt vanuit de besturingsmodule 4. in de bestu-ringsmodule 4 is een microprocessor opgenomen. De besturingsmodule 4 vertoont een bedieningspaneel 5 en een contro-le-eenheid in de vorm van een beeldscherm 6.

Het te bewerken leadframe 7 wordt door middel van een transportmiddel 8 dat beweegbaar is over langsgeleiders 68 en 69 in een bewerkingsinrichting, getransporteerd. Ter plaatse van elke bewerkingsinrichting 1, 2, 3 bevindt zich een bewerkingsstation resp. 11, 12, 13 waar de verschillende gewenste bewerkingen, waaronder ponsen, ombuigen, afknippen en dergelijke kunnen worden uitgevoerd. Elke bewerkingsin-.richting omvat ten minste een hoofdframe 14 en een hulpframe 15, dat met geleidingsstangen 40, 41, 42, 43 in lagers 16, 17 ten opzichte van het hoofdframe 14 verticaal beweegbaar is.

Het hoofdframe bevat dwarsdragers 44, 45, die door verticale wanden 46, 47 op afstand zijn verbonden. De lagers 16, 17 zijn aangebracht in de dwarsdragers 44 resp. 45.

Het hulpframe 15 omvat een horizontaal verlopend, met de geleidingsstangen 40, 41, 42, 43 verbonden benedenste koppelorgaan 48 en een op verticale afstand daarvan aangebracht bovenste koppelorgaan 49, dat eveneens vast verbonden is met de geleidingsstangen 40, 41, 42, 43. Het gereedschap bestaat uit een, een werktuig 19 dragende gereedschapsdrager 18 en een daarmede samenwerkend bewerkingsvlak 38. Met het bovenste koppelorgaan 49 van het hulpframe 15 is een gereedschapsdrager 18 gekoppeld waarin een gewenst werktuig 19 is geplaatst. Roterend in aanzetstukken 50, 51, 52 aan de dwars-drager 44 van het hoofdframe 14 is een as 20 opgenomen, welke een excenter 21 draagt. De as 20 wordt aangedreven vanuit de motor 22 via een overbrenging 23 en een riemschijf 24. De excenter 21 is gelagerd in lagers 25, 26 van het aanzetstuk 50 resp. 51. Het excenter draagt een bolvormig scharnier 27 dat in een aangepaste lagerkom 28 rust. Bij een rotatie van de as 20 beweegt het excenter en derhalve het hulpframe 15 tussen twee eindstanden waarvan in fig. 3 de ene en in fig. 4 de andere is getekend. Deze eindstanden komen respectievelijk overeen met de open stand van het gereedschapswerktuig 19 en de gesloten stand daarvan.

Tijdens de beweging tussen de beide eindstanden beweegt een deel 29 van het hulpframe 15 met de daarmee gekoppelde as 30 in een lager 31 in de dwarsdrager van het hoofdframe. De koppeling tussen het deel van de as 30 en het hulpframe 15 althans het flensvormige deel 32 daarvan verloopt via een schroefdraadverbinding 33 (fig. 5). Met behulp van de stappenmotor 34 kan via de aandrijfriem 35 de riemschijf 36 worden geroteerd. Doordat de as een spiebaan 37 vertoont, die samenwerkt met overeenkomstige ribben aan de binnenzijde van het lager 31 roteert de as 30 met de riemschijf 36 daarbij het deel 29 meenemend. Door deze rotatiebeweging verplaatsen het deel 32 van het hulpframe en het deel 33 zich in langs-richting ten opzichte van elkaar zodat het hulpframe 15 een verticale beweging ondergaat. In fig. 5 is met onderbroken lijnen de stand van het hulpframe ten opzichte van het deel 29 in de situatie volgens fig. 3 en 4 aangegeven. In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 5 is het hulpframe 15 in opwaartse richting bewogen, zodat het bewerkings-vlak 38 volledig toegankelijk wordt. Een daaropvolgende werkzame slag van het excenter 21 en derhalve het hulpframe 15 zal dus een hoger gelegen eindstand van het gereedschapswerktuig 19 opleveren dan in de in fig. 3 en 4 aangegeven stand.

Op de in het voorgaande geschetste wijze kan derhalve de diepte van de werkslag nauwkeurig worden geregeld.

Figuur 6 geeft de wijze van transport in een be-werkingsinrichting aan.

Op de hoofdas 20 is een nokkenschijf 60 geplaatst die samenwerkt met een vörkvormig orgaan 61 zodanig dat bij een rotatiebeweging van de nokkenschijf 60 het vorkvormige orgaan een lineaire heen en weer gaande beweging volgens de aangegeven pijlen uitvoert. Het vorkvormige orgaan 61 neemt tijdens de lineaire beweging een rondsel 63 mee dat ingrijpt op een tandworm 64 die gekoppeld is met een as 65. Door de heen en weer gaande beweging van het wormwiel 63 roteert de ♦ tandworm 64 en derhalve de as 65 die in het frame is gelagerd. Excentrisch met de as 65 is gekoppeld een hefboom 66.’

Bij een rotatiebeweging van de as 65 voert de hefboom een heen en weer gaande beweging tussen twee eindstanden uit. De hefboom is aan het einde gekoppeld met aandrijfmiddelen 67 die de transportmiddelen over de bewegingsbaan 69 heen en weer bewegen.

De beweging van de horizontale transportmiddelen is derhalve eenduidig gekoppeld met de rotatie van de hoofdas 20, zodat volledige synchronisatie met de beweging van het werktuig van de bewerkingsinrichting is gewaarborgd.

Zoals blijkt is ook het verticale transport van het leadframe in de bewerkingsinrichting eenduidig gekoppeld met de rotatie van de hoofdas 20. De hoofdas 20 is door een eindloze drijfriem 70 die over riemschijven 71, 72 is geslagen, gekoppeld met de nokkenschijven 73, 74. Bij rotatie van de hoofdas 20 worden de nokkenschijven 73, 74 aangedreven. De synchroon en in fase roterende nokkenschijven 73, 74 verlenen aan de aandrijforganen 75, 76 een verticale beweging tussen een tweetal eindstanden. De organen 75, 76 zijn gekoppeld met de bewegingsbanen 68, 69 resp. zodat deze eveneens een verticale beweging ondergaan.

Doordat zowel het horizontale als verticale transport afgeleid worden van de hoofdas 20 is een volledige synchronisatie tussen de bewegingen onderling en de beweging van het werktuig gewaarborgd.

In de koppeling 100 tussen de as van de aandrijvende riemschijf 24 en de hoofdas 22 is een ontkoppelbare koppeling 100 aangebracht. De koppeling is via niet-getekende middelen verbonden met een overbelastingstaster, die de belasting van de aandrijving van het gereedschap meet. Bij overbelasting ten gevolge van bijvoorbeeld een verkeerdè plaatsing van een leadframe, treedt het ontkoppelmechanisme van de koppeling 100, gestuurd door een signaal vanuit de taster, in werking en ontkoppelt derhalve de as 20 van de aandrijfas. Tevens treedt een niet-getekende rem van bijvoorbeeld pneumatisch type, in werking welke de hoofdas en derhalve het ex-center binnen een zeer korte tijdsperiode stilzet.

Tenslotte wordt nog opgemerkt dat voor het transport tussen de bewerkingsinrichtingen gebruik gemaakt wordt van een buffertransporteur 110. Een dergelijke buffertrans-porteur 110 bestaat uit een eindloze bandtransporteur en een aanslag 111. Tijdens bedrijf wordt door de horizontale transportmiddelen van een voorgaande bewerkingsinrichting een leadframe op de eindloze bandtransporteur 110 geplaatst. Het leadframe beweegt over de bandtransporteur 110 tot het de aanslag 111 treft. Nadat het leadframe tegen de aanslag tot stilstand is gekomen, slipt de band onder het leadframe. De horizontale transportmiddelen van een volgende bewerkingsin-richting nemen op een passend tijdstip het leadframe van de bandtransporteur 110 en voeren het naar de bewerkingsplaats op de volgende bewerkingsinrichting.

Claims

1. Stelsel bestaande uit: - in serie geplaatste bewerkingsinrichtingen, in het bijzonder voor het bewerken van leadframes, zoals ponsen, afsnijden en ombuigen, - transportmiddelen voor het langs een transportbaan transporteren van de te bewerken leadframes tussen opeenvolgende bewerkingsinrichtingen, waarbij elke bewerkings-inrichting omvat: - een hoofdframe, - middelen voor het in de bewerkingsinrichting in horizontale en verticale richting transporteren van de leadframes, - een, voor het uitvoeren van een werkslag, in hoofdzaak loodrecht op de transportbaan beweegbare, een werktuig dragende gereedschapsdrager, - een de gereedschapsdrager aandrijvend orgaan, - een met de bewerkingsinrichtingen gekoppelde be-sturingsinrichting voor het besturen en beveiligen van de werking van de bewerkingsinrichtingen.

2. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het de gereedschapsdrager aandrijvende orgaan een door een motor roteerbaar aangedreven, in het hoofdframe van de bewerkingsinrichting gelegerde, met de hoofdas gekoppelde excenter is.

3. Stelsel volgens conclusie 1, 2, met het kenmerk, dat met de excenter een met de gereedschapsdrager verbonden hulpframe is gekoppeld, hetwelk verticaal in het hoofdframe geleid is voor het ten opzichte van het hoofdframe uitvoerenvan een tussen twee eindstanden uitgevoerde werkslag.

4. Stelsel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de eindstanden van het hulpframe ten opzichte van het hoofdframe instelbaar zijn.

5. Stelsel volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de instelling van de eindstanden van het hulpframe plaats vindt door middel van een in het hoofdframe roteerbare, door een stappenmotor aangedreven as, welke over een schroefdraad- verbinding gekoppeld is met het hulpframe.

6. Stelsel volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de as een spiebaanas is en verticaal beweegbaar is opgenomen in een door de stappenmotor roteerbaar aangedreven riemschijf.

7. Stelsel volgens conclusie 1-6, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting met de hoekstand van de excenter waarnemende voelers gekoppeld is, de besturingsinrichting een microprocessor bevat, en in de microprocessor programmatuur is opgenomen voor het synchroniseren van de werking van de transportmiddelen, de aandrijving van de excenter en de stappenmotor, en het beveiligen van de werking van het stelsel.

8. Stelsel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de transportmiddelen voor het horizontale en het verticale transport in de bewerkingsinrichting worden aangedreven door een op de hoofdas geplaatste nokkenschijf.

9. Stelsel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat voor de aandrijving van de transportmiddelen voor het horizontale transport, de nokkenschijf over een vorkvormig orgaan, dat bij rotatie van de nokkenschijf een lineaire beweging uitvoert, gekoppeld is met een rondsel en tandheugel, en de tandheugel door middel van een excentrisch met de tandheugel verbonden hefboom, de langs bewegingsbanen glijbare transportmiddelen een heen en weer gaande beweging verlenen.

10. Stelsel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat voor de aandrijving van het verticale transport de hoofdas gekoppeld is met parallel opgestelde nokkenschijven, welke de bewegingsbanen voor hét horizontale transport van een leadframe tussen eindstanden in verticale richting verplaatsende bedieningsorganen aandrijven.

11. Stelsel volgens conclusie 1-10, gekenmerkt door een met een ontkoppelmechanisme voor een koppeling tussen de aandrijfmotor en de hoofdas verbonden, taster voor het waarnemen van een overbelasting in de aandrijving van het gereed- ♦ schap.

12. Stelsel volgens conclusie ll, met het kenmerk,’ dat bij het ontkoppelen van de koppeling bij het waarnemen van overbelasting, een met de hoofdas gekoppelde rem be- krachtigd wordt.

13. Stelsel volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de rem van het pneumatische type is.

14. Stelsel volgens conclusie l, met het kenmerk, dat de transportmiddelen voor het transport tussen bewer-kingsinrichtingen bestaan uit een eindloze band, met een aan-voereinde voor het opnemen van een door de horizontale transportmiddelen van een voorgaande bewerkingsinrichting aangevend leadframe en een afvoereinde voor het aan de horizontale transportmiddelen van een volgende bewerkignsinrichting overdragen van een leadframe, een boven de eindloze band geplaatste aanslag voor een leadframe, waarbij het materiaal van de eindloze band een zodanige wrijvingscoëfficiënt bezit, dat bij aanslag van het leadframe tegen de aanslag de band ten opzichte van het leadframe slipt.

15. Bewerkingsinrichting ten gebruike in het stelsel volgens één of meer der conclusies 1-14.