DE10216284C1

DE10216284C1 - Device and method for positioning a plate-shaped substrate

Info

Publication number: DE10216284C1
Application number: DE10216284A
Authority: DE
Inventors: Dirk Eisinger; Marc Zoller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2022-04-13
Also published as: CN1647245A; WO2003088321A2; WO2003088321A3; EP1495488A2

Abstract

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren eines Substrates 101 auf einer ein Transportband 302 aufweisenden Transportstrecke 100. Erfindungsgemäß wird die Position des transportierten Substrates 101 bestimmt, indem die in Transportrichtung 102 gesehene vorderste Kante des Substrates 101 mittels einer Lichtschranke erfasst wird. Der Erfassungsbereich 105 der Lichtschranke erstreckt sich bis unterhalb des Auflageniveaus 701 des Substrates 101 auf dem Tranportband 302. Somit wird die Substratvorderkante auch dann erfasst, wenn sich diese beispielsweise infolge eines Durchbiegens unterhalb des Auflageniveaus 701 befindet. Das Transportband 302 wird in einer Schleife um den Erfassungsbereich 105 der Lichtschranke herumgeführt, so dass sich der Erfassungsbereich 105 der Lichtschranke quer über die gesamte Transportstrecke 100 verlaufen kann. Gemäß einer Weiterbildung wird zusätzlich ein Sensorelement 106 verwendet, welches relativ zu der Lichtschranke stromaufwärts an der Transportstrecke 100 angebracht ist und mittels welchem ebenfalls die Vorderkante des zu positionierenden Substrates 101 erfassbar ist. Auf diese Weise kann ein besonders schonendes Abbremsen des entlang der Transportstrecke 100 bewegten Substrates 101 erreicht werden.The invention provides a device and a method for positioning a substrate 101 on a transport path 100 having a conveyor belt 302. According to the invention, the position of the transported substrate 101 is determined by detecting the foremost edge of the substrate 101 seen in the transport direction 102 by means of a light barrier. The detection area 105 of the light barrier extends to below the support level 701 of the substrate 101 on the conveyor belt 302. The substrate front edge is thus also detected when it is below the support level 701, for example as a result of bending. The conveyor belt 302 is looped around the detection area 105 of the light barrier, so that the detection area 105 of the light barrier can run across the entire transport route 100. According to a further development, a sensor element 106 is additionally used, which is attached upstream of the transport path 100 relative to the light barrier and by means of which the front edge of the substrate 101 to be positioned can also be detected. In this way, particularly gentle braking of the substrate 101 moving along the transport path 100 can be achieved.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum linearen Positionieren eines plattenförmigen Substrates entlang einer Transportstrecke, welche zumindest ein Transportband aufweist.The invention relates to a device and to a Method for linear positioning of a plate-like Substrates along a transport route, which at least has a conveyor belt.

Die automatische Bestückung von Substraten bzw. Leiterplatten mit Bauelementen erfolgt heutzutage üblicherweise mittels sog. Bestückautomaten. Dabei werden Bauelemente von einer Bauelementzuführeinrichtung mittels eines Bestückkopfes zu einer Aufsetzposition auf ein Substrat transportiert. Unter dem Begriff Bauelemente werden im folgenden alle bestückfähi gen Elemente verstanden, insbesondere elektronische Bauele mente, elektromechanische Bauelemente, Stecker und Steckver bindungen für elektrische und mechanische Kontakte sowie Ab schirmbleche. Bestückfähige Substrate sind außer Leiterplat ten ferner beispielsweise Dies bzw. einzelne Teile eines Hal bleiterwafers, welche insbesondere nach dem Strukturieren und dem Schneiden des Wafers zu fertigen Bauelementen weiterver arbeitet werden.The automatic assembly of substrates or printed circuit boards Nowadays with components is usually done by means of so-called placement machines. Components from one Component feed device by means of a placement head transported to a substrate in a mounting position. Under the term components are all equipable below understood elements, especially electronic components elements, electromechanical components, plugs and connectors bindings for electrical and mechanical contacts and Ab screen sheets. Assembled substrates are not printed circuit boards Furthermore, for example, this or individual parts of a hal bleiterwafers, which in particular after structuring and cutting the wafer to finished components be working.

Die zu bestückenden Substrate werden aus einem Magazin oder von einem anderen Bestückautomaten entnommen, an zwei gegenü berliegenden Seiten geführt und mit Hilfe eines Lineartrans ports, welcher üblicherweise zwei Transportbänder aufweist, in den Bestückautomaten transportiert. Für eine präzise Be stückung eines Substrates ist es erforderlich, dass die Posi tion des Substrates genau bekannt ist.The substrates to be loaded are from a magazine or taken from another placement machine, at two opposite overlying pages and using a linear trans ports, which usually have two conveyor belts, transported in the placement machines. For a precise loading piece of a substrate, it is necessary that the Posi tion of the substrate is known exactly.

Die Positionierung von Substraten auf einer Transportstrecke erfolgt gemäß dem Stand der Technik üblicherweise mittels ei nes mechanischen Positioniersystems. Dabei wird ein sog. Stoppelement, welches unterhalb der Substratebene angeordnet ist, derart nach oben verschoben, dass ein entlang der Trans portstrecke bewegtes Substrat gegen das Stoppelement fährt und somit die Stopp-Position des Substrates festgelegt ist. Zur Vermeidung von größeren Erschütterungen werden bei derar tigen mechanischen Positioniersystemen beispielsweise Ultra schallreflex-Taster verwendet, welche ein transportiertes Substrat vor dem Anschlag an das Stoppelement erkennen und das Transportband daraufhin abgebremst wird, so dass das Sub strat mit geringerer Geschwindigkeit auf das Stoppelement prallt. Um sicherzustellen, dass das Substrat das Stopp element auch sicher erreicht, läuft das Transportband nach der Vorerkennung des Substrates durch den Ultraschallreflex- Taster für eine definierte Zeit weiter. Eine Erkennung, ob das Substrat das Stoppelement auch tatsächlich erreicht hat, ist bei der Verwendung eines gewöhnlichen Stoppelements nicht möglich.The positioning of substrates on a transport route According to the prior art, this is usually done using egg mechanical positioning system. A so-called Stop element, which is arranged below the substrate level is shifted upwards such that a along the trans Moving substrate moves against the stop element and thus the stop position of the substrate is fixed. To avoid major shocks, derar mechanical positioning systems such as Ultra sound reflex button used, which is a transported Recognize the substrate before the stop on the stop element and the conveyor belt is then braked so that the sub strat onto the stop element at a slower speed rebounds. To ensure that the substrate is the stop When the element is safely reached, the conveyor belt continues to run the pre-detection of the substrate by the ultrasonic reflex Push button for a defined time. A detection of whether the substrate has actually reached the stop element, is not when using an ordinary stop element possible.

Bei der Bestückung von Substraten, welche an ihrer Vorderkan te Ausschnitte aufweisen, muss das Stoppelement derart posi tioniert werden, dass die vorderste Kante des ausgeschnitte nen Substrates gegen das nach oben ausgefahrene Stoppelement fährt. Bei einer Bestückung von verschiedenartigen Substraten mit unterschiedlichen Aussparungen ist deshalb ein manuelles Verschieben des Stoppelements quer zur Transportrichtung er forderlich. Ein weiterer Nachteil des bekannten mechanischen Positioniersystems besteht darin, dass das Substrat beim An schlagen an das Stoppelement stets Erschütterungen ausgesetzt ist.When loading substrates that are on their front edge te cutouts, the stop element must posi be that the foremost edge of the cut out NEN substrate against the extended stop element moves. When mounting different types of substrates with different cutouts is therefore a manual one Moving the stop element transversely to the transport direction conducive. Another disadvantage of the known mechanical Positioning system consists in that the substrate at hit the stop element always exposed to vibrations is.

Aus der DE 198 23 938 C1 ist ein Verfahren und eine Vorrich tung zum linearen Positionieren und zur Lageerkennung eines Substrates bekannt, wobei mittels eines oberhalb einer Trans portstrecke angeordneten optischen Sensors die Position eines transportierten Substrates bestimmt werden kann. Dabei wird mittels des Sensors ein vorgegebenes Substratmerkmal an einer vorgegebenen Bremsposition der Transportstrecke erfasst und daraufhin das Transportband, auf welchem das zu bestückende Substrat aufliegt, derart abgebremst, dass das Substrat mit dem Substratmerkmal an einer Endposition zur Ruhe kommt.DE 198 23 938 C1 describes a method and a device device for linear positioning and position detection of a Known substrate, wherein by means of a trans optical sensor arranged the position of a port transported substrate can be determined. Doing so a predefined substrate feature on a sensor by means of the sensor predetermined braking position of the transport route and then the conveyor belt on which to be loaded Substrate rests, braked so that the substrate with the substrate feature comes to rest at an end position.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren eines plattenförmigen Substrates entlang einer Transportstrecke zu schaffen, mit tels welchen eine exakte Positionierung des Substrates unab hängig von auf dem Substrat angebrachten Markierungen vorge nommen werden kann und wobei mechanische Erschütterungen des zu positionierenden Substrates möglichst vermieden werden.The invention has for its object a device and a method for positioning a plate-shaped To create substrates along a transport route which means an exact positioning of the substrate depending on markings made on the substrate can be taken and mechanical shocks of the substrate to be positioned are avoided as far as possible.

Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird gelöst durch eine Vor richtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine zuverläs sige Positionierung von Substraten, welche an ihrer Vorder kante Ausschnitte bzw. Aussparungen aufweisen, durch die Ver wendung einer Lichtschranke realisiert werden kann, welche quer zur Transportrichtung angeordnet ist. Die Verwendung ei ner Lichtschranke stellt sicher, dass unabhängig von der Form der vorderen Kante des zu transportierten Substrates stets der vorderste Teil der Vorderkante des Substrates erfasst wird. Die Erstreckung des Erfassungsbereiches der Licht schranke bis unter das Auflageniveau des Substrates stellt sicher, dass die vorderste Kante des Substrates auch dann er fasst wird, wenn sich der vorderste Teil des Substrates in folge einer Durchbiegung nach unten unterhalb des Auflageni veaus des Substrates befindet. Ein solches Durchbiegen tritt insbesondere bei dünnen Substraten mit relativ großen Ausspa rungen häufig auf.The device-related task is solved by a pre direction with the features of independent claim 1. Der Invention is based on the knowledge that a reliable Positioning of substrates on their front have edge cutouts or recesses through which Ver can be realized using a light barrier, which is arranged transversely to the transport direction. The use of egg A light barrier ensures that regardless of the shape the front edge of the substrate to be transported the foremost part of the front edge of the substrate is captured becomes. The extension of the detection area of the light barrier to below the level of the substrate sure that the foremost edge of the substrate even then he is summarized when the foremost part of the substrate in follow a deflection down below the support i level of the substrate. Such deflection occurs especially with thin substrates with a relatively large gap struggles frequently.

Gemäß Anspruch 2 ist die Lichtschranke entlang der Trans portstrecke verschiebbar, so dass die Vorrichtung zum Posi tionieren eines plattenförmigen Substrates für eine Vielzahl von verschiedenen Substrattypen verwendet werden kann.According to claim 2, the light barrier along the trans port distance slidable, so that the device to Posi tion of a plate-shaped substrate for a variety of different types of substrates can be used.

Gemäß Anspruch 3 weist die Lichtschranke eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger auf, welche auf unterschiedlichen Seiten der Transportstrecke einander gegenüberliegend angeordnet sind. Unter dem Begriff Lichtquelle und Lichtempfänger werden nicht nur optische Elemente verstanden, welche Licht im sichtbaren Spektralbereich emittieren bzw. detektieren. Eben so können optische Elemente verwendet werden, welche im in fraroten, ultravioletten oder in einem beliebigen anderen Spektralbereich elektromagnetische Strahlung emittieren bzw. detektieren.According to claim 3, the light barrier has a light source and a light receiver on which on different sides the transport route arranged opposite each other are. Under the term light source and light receiver not only understood optical elements which light in emit or detect visible spectral range. just so optical elements can be used, which in in red, ultraviolet or any other Spectral range emit or emit electromagnetic radiation detect.

Gemäß Anspruch 4 wird für die Lichtschranke eine Laserlicht quelle verwendet, so dass die Lichtschranke einen genau defi nierten Erfassungsbereich aufweist, dessen Querschnitt über die Breite der Transportstrecke im wesentlichen konstant bleibt. Die Verwendung einer Laserlichtschranke hat den Vor teil, dass sich der Erfassungsbereich der Lichtschranke nur sehr gering über die Breite der Transportstrecke ändert, so dass vermieden wird, dass die Stopp-Position von der Dicke des zu positionierenden Substrates und von der Breite der Transportstrecke abhängt. Eine derart abhängige Stopp- Position würde sich bei einem sich aufweitenden Strahl erge ben.According to claim 4, a laser light for the light barrier source used, so that the light barrier exactly defi nated detection area, the cross section of the width of the transport route is essentially constant remains. The use of a laser light barrier has the intention part that the detection area of the light barrier only changes very little across the width of the transport route, so that the stop position is avoided by the thickness of the substrate to be positioned and the width of the Transport route depends. Such a dependent stop Position would come up with an expanding beam ben.

Gemäß Anspruch 5 ist die lichtempfindliche Fläche des Licht empfängers größer als der Querschnitt des Erfassungsbereiches der Lichtschranke. Dadurch wird gewährleistet, dass die Posi tioniergenauigkeit auch dann nicht reduziert wird, wenn bei einer Einstellung der Breite der Transportstrecke die beiden Transportseiten nicht exakt parallel verschoben werden.According to claim 5, the photosensitive surface of the light receiver larger than the cross-section of the detection area the light barrier. This ensures that the Posi tioning accuracy is not reduced even if at an adjustment of the width of the transport route the two Transport pages cannot be moved exactly parallel.

Gemäß Anspruch 6 weist die Vorrichtung zur Positionierung ei ne oder mehrere Umlenkrollen auf, mittels welchen das Trans portband um den Erfassungsbereich der Lichtschranke herumge führt wird. Bevorzugt weist die Vorrichtung zur Positionie rung für jedes Transportband der Transportstrecke drei Um lenkrollen auf, wobei eine erste Umlenkrolle das Transport band um 90° nach unten umlenkt, eine zweite Umlenkrolle das mittels der ersten Umlenkrolle umgelenkte Transportband um 180° nach oben umlenkt und eine dritte Umlenkrolle das mit tels der zweiten Umlenkrolle umgelenkte Transportband um 90° in horizontale Richtung umlenkt.According to claim 6, the positioning device egg ne or more pulleys on which the Trans around the detection area of the light barrier leads. The device preferably has a position tion for each conveyor belt of the transport route three um steer on, with a first pulley transport band deflected downwards by 90 °, a second pulley that the conveyor belt deflected by means of the first deflection roller Diverts 180 ° upwards and a third pulley does the same conveyor belt deflected by 90 ° by means of the second deflection roller deflected in the horizontal direction.

Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 7 weist die Vorrichtung zusätzlich ein Sensorelement auf, mittels welchem das zu positionierende Substrat vor einem Auslösen der Lichtschranke erfasst wird. Auf diese Weise kann vor der Erfassung durch die Lichtschranke das bewegte Substrat an ei ner weiteren Position erfasst werden. Das Sensorelement kann beispielsweise ein Ultraschallreflex-Taster oder eine Licht schranke sein. Bevorzugt ist das Sensorelement ein sog. Lichttaster, welcher beispielsweise in einem sog. SMD- Bauelement (Surface Mounted Device) integriert sein kann. Dies hat den Vorteil, dass das Sensorelement in einer räumli chen kompakten Baugröße realisierbar ist. Es wird darauf hin gewiesen, dass der Lichttaster zum Erfassen eines Substrates außer sichtbarem Licht auch Licht im infraroten, im ultravio letten oder in jedem beliebigen anderen Spektralbereich ver wenden kann.According to the advantageous development according to claim 7 the device additionally has a sensor element, by means of which the substrate to be positioned before triggering the light barrier is detected. This way, before Detection of the moving substrate at the egg by the light barrier ner further position are recorded. The sensor element can for example an ultrasound reflex button or a light be a barrier. The sensor element is preferably a so-called Light sensor, which is used, for example, in a so-called SMD Component (surface mounted device) can be integrated. This has the advantage that the sensor element in a spatial Chen compact size is feasible. It will point out instructed that the light scanner for detecting a substrate in addition to visible light, light in the infrared, in the ultravio Latvian or ver in any other spectral range can turn.

Die Justierung des Sensorelements gemäß Anspruch 9 hat den Vorteil, dass das Erfassen des Substrates durch Verschmutzun gen auf dem Transportband nicht beeinträchtigt wird. Bei der Verwendung von zwei Transportbändern, auf welchen die zu po sitionierenden Substrate in Transportrichtung gesehen mit ih rer linken bzw. mit ihrer rechten Kante aufliegen, liegt der Erfassungsbereich demzufolge zwischen den beiden Transport bändern.The adjustment of the sensor element according to claim 9 has the Advantage that the detection of the substrate by dirt conditions on the conveyor belt are not impaired. In the Use of two conveyor belts on which the po sitioning substrates seen in the transport direction with ih on the left or with their right edge, the Accordingly, detection area between the two transport bands.

Gemäß Anspruch 10 wird das Sensorelement dazu verwendet, um vor dem Erfassen des Substrates mit der Lichtschranke die Ge schwindigkeit des Transportbandes zu steuern. Durch eine Re duzierung der Transportgeschwindigkeit können auf vorteilhaf te Weise beim Stoppen des Substrates auftretende Erschütte rungen erheblich reduziert werden. According to claim 10, the sensor element is used to the Ge before the detection of the substrate with the light barrier to control the speed of the conveyor belt. By a re reduction of the transport speed can be advantageous te manner of jarring when stopping the substrate rations are significantly reduced.

Die der Erfindung zugrundeliegende verfahrensbezogene Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 gelöst.The process-related object on which the invention is based is achieved through a process with the characteristics of the independent Claim 11 solved.

Gemäß Anspruch 12 wird die Transportgeschwindigkeit beim Ein dringen des Substrates in den Erfassungsbereich des Sensor elements kontinuierlich reduziert, so dass eine abrupte Bewe gungsänderung des zu positionierenden Substrates vermieden werden kann.According to claim 12, the transport speed at the on penetrate the substrate in the detection range of the sensor elements continuously reduced, so that an abrupt move change in the position of the substrate to be avoided can be.

Anhand der beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Aus führungsform wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei werden in der Zeichnung gleiche Bezugszeichen für glei che Teile verwendet.Based on the exemplary description of a preferred Aus the invention is explained in more detail below. The same reference numerals for the same in the drawing che parts used.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Transportstrecke, entlang welcher ein Substrat positioniert wird. Fig. 1 shows a plan view of a transport path along which a substrate is positioned.

Fig. 2 zeigt ein Geschwindigkeitsprofil des zu positionie renden Substrates. Fig. 2 shows a speed profile of the substrate to be positioned.

Fig. 3 zeigt in einer Querschnittsansicht entlang der Transportrichtung ein an der Transportstrecke ange brachtes Sensorelement. Fig. 3 shows in a cross-sectional view along the transport direction, a sensor element attached to the transport route.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht quer zur Transportrichtung des in Fig. 3 dargestellten Sensorelements. FIG. 4 shows a side view transverse to the transport direction of the sensor element shown in FIG. 3.

Fig. 5 illustriert ein Verschieben des Sensorelements ent lang der Transportstrecke, welches bei einem Wechsel von einem Substrat mit einer geraden Vorderkante (linke Seite) zu einem anderen Substrat mit einer eine Aussparung aufweisenden Vorderkante (rechte Seite) erforderlich ist. Fig. 5 illustrates a displacement of the sensor element along the transport path, which is required when changing from a substrate with a straight front edge (left side) to another substrate with a recessed front edge (right side).

Fig. 6a zeigt eine Frontansicht entgegen der Transportrich tung eines an der Vorderseite zwei Aussparungen auf weisenden Substrates. Fig. 6a shows a front view against the transport direction of a two recesses on the front facing substrate.

Fig. 6b zeigt eine Draufsicht des in Fig. 6a dargestellten Substrats. FIG. 6b shows a top view of the substrate shown in FIG. 6a.

Fig. 7 zeigt in einer schematischen Darstellung das Grö ßenverhältnis zwischen der Querschnittsfläche des er fassenden Lichtstrahls der Lichtschranke und der De tektorfläche des Lichtempfängers. Fig. 7 shows a schematic representation of the size ratio between the cross-sectional area of the light beam it detects the light barrier and the detector surface of the light receiver.

Fig. 8 zeigt ein mittels drei Umlenkrollen um den Erfas sungsbereich der Lichtschranke herumgeführtes Trans portband. Fig. 8 shows a by means of three deflection rollers around the detection area of the light barrier Trans portband.

Fig. 1 zeigt eine Transportstrecke 100, entlang welcher ein Substrat 101 in einer durch den Pfeil 102 gekennzeichneten Transportrichtung transportiert wird und der Transport an ei ner bestimmten Position gestoppt wird. Die Positionserfassung des bewegten Substrates 101 erfolgt in zwei Stufen. Zunächst wird die vordere Kante des Substrates 101 mittels zweier Sen sorelemente 106 erfasst, welche seitlich links und rechts ne ben der Transportstrecke 100 angeordnet sind. Das Sensorele ment kann ein Lichttaster oder eine Lichtschranke sein. Jedes der Sensorelemente 106 weist einen Erfassungsbereich 107 auf, durch welchen das zu positionierende Substrat 101 durchgefah ren wird. Die exakte Positionierung des Substrates 101 er folgt in einem zweiten Schritt mittels einer Lichtschranke, die einen Erfassungsbereich 105 aufweist, welcher quer zu der Transportrichtung 102 verläuft. Die Lichtschranke weist auf der einen Seite der Transportstrecke eine Laserlichtquelle 103 und dazu gegenüberliegend auf der anderen Seite der Transportstrecke 100 einen Lichtdetektor 104 auf. Der Erfas sungsbereich 105 ist relativ zu der Transportstrecke 100 der art angeordnet, dass automatisch die vorderste Kante des Sub strates 101 erfasst wird. Fig. 1 shows a transport path 100 along which a substrate 101 in a direction indicated by the arrow 102, the transport direction is transported and the transport is stopped at ei ner particular position. The position detection of the moving substrate 101 takes place in two stages. First, the front edge of the substrate 101 is detected by means of two sensor elements 106 , which are arranged to the left and right of the transport path 100 . The sensor element can be a light sensor or a light barrier. Each of the sensor elements 106 has a detection area 107 through which the substrate 101 to be positioned is passed. The exact positioning of the substrate 101 is carried out in a second step by means of a light barrier which has a detection area 105 which runs transversely to the transport direction 102 . The light barrier has a laser light source 103 on one side of the transport path and a light detector 104 on the opposite side of the transport path 100 . The detection area 105 is arranged relative to the transport route 100 in such a way that the foremost edge of the substrate 101 is automatically detected.

Der Bewegungsverlauf des zu positionierenden Substrates 101 ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Geschwindigkeit v des Sub strates 101 aufgetragen. Gemäß dem hier dargestellten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung wird das zu positionierende Sub strat 101 zunächst mit einer bestimmten konstanten Geschwin digkeit v1 transportiert. Beim Eindringen der Vorderkante des zu positionierenden Substrates 101 in die Erfassungsbereiche 107 zum Zeitpunkt t1 wird die Transportgeschwindigkeit in Form einer Rampe reduziert. Die Geschwindigkeit wird kontinu ierlich reduziert, bis das Substrat 101 zu einem Zeitpunkt t2 mit der reduzierten Geschwindigkeit v2 bewegt wird. Die Bremsrampe ist dabei so ausgelegt, dass das Substrat 101 auf jeden Fall die langsame Geschwindigkeit v2 erreicht, bevor es von der Lichtschranke zum Zeitpunkt t3 erfasst wird. Zum Zeitpunkt t3 wird die Transportbewegung sofort gestoppt. Das Substrat 101 hat dann seine endgültige Position erreicht. Durch die kontinuierliche Reduzierung der Geschwindigkeit von der Maximalgeschwindigkeit v1 bis zu der langsameren Ge schwindigkeit v2 wird die beim Stoppen der Transportbewegung auftretende Erschütterung erheblich reduziert.The course of movement of the substrate 101 to be positioned is shown in FIG. 2. The time t is plotted on the abscissa and the speed v of the substrate 101 is plotted on the ordinate. According to the exemplary embodiment of the invention shown here, the substrate 101 to be positioned is first transported at a certain constant speed v1. When the front edge of the substrate 101 to be positioned penetrates into the detection areas 107 at the time t1, the transport speed is reduced in the form of a ramp. The speed is continuously reduced until the substrate 101 is moved at the reduced speed v2 at a time t2. The braking ramp is designed such that the substrate 101 definitely reaches the slow speed v2 before it is detected by the light barrier at time t3. The transport movement is stopped immediately at time t3. The substrate 101 has then reached its final position. By continuously reducing the speed from the maximum speed v1 to the slower speed v2, the vibration occurring when the transport movement is stopped is considerably reduced.

Fig. 3 zeigt in einer Querschnittsansicht entlang der Trans portrichtung die bevorzugte Anordnung des Sensorelements 106 an einer Transportwange 300, mittels welcher ein Transport band 302 geführt wird, auf welchem das zu positionierende Substrat mit einer Seite aufliegt. Das Sensorelement 106 ist an einer Halterung derart befestigt, dass sich der Erfas sungsbereich 107 des Sensorelements 106 seitlich neben dem Transportband 302 befindet. Auf diese Weise wird vermieden, dass beispielsweise durch eventuelle Verschmutzungen des Transportbandes 302 mittels des Sensorelements 106 ein Signal erzeugt wird, welches fälschlicherweise das Eindringen eines Substrates indiziert. Durch die kurze Reichweite und das Er fassen nach unten sind ferner Fehlerkennungen durch andere sich bewegende Maschinenteile ausgeschlossen. Fig. 3 shows in a cross-sectional view along the transport direction the preferred arrangement of the sensor element 106 on a transport cheek 300 , by means of which a transport belt 302 is guided, on which the substrate to be positioned rests with one side. The sensor element 106 is fastened to a holder in such a way that the detection region 107 of the sensor element 106 is located laterally next to the conveyor belt 302 . In this way, it is avoided that, for example, possible contamination of the conveyor belt 302 by means of the sensor element 106 generates a signal which incorrectly indicates the penetration of a substrate. Due to the short range and the grasping downwards, error detections by other moving machine parts are also excluded.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht quer zur Transportrichtung der Transportwange 300. Die Halterung 301 und damit auch das Sensorelement 106 sind entlang der Transportrichtung zwischen einem ersten Anschlag 401 und einem zweiten Anschlag 402 ent lang einer Verschieberichtung 400 verschiebbar. Auf diese Weise kann der Erfassungsbereich 107 relativ zu der Trans portstrecke 100 verschoben werden. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn verschiedenartige Substrate mit unterschiedlich ausgebildeten Vorderkanten entlang der Transportstrecke be wegt und nachfolgend mittels der Lichtschranke genau positio niert werden. FIG. 4 shows a side view transverse to the transport direction of the transport cheek 300 . The holder 301 and thus also the sensor element 106 can be displaced along the transport direction between a first stop 401 and a second stop 402 along a displacement direction 400 . In this way, the detection area 107 can be shifted relative to the transport route 100 . This is particularly important when different types of substrates with differently designed leading edges are moved along the transport route and subsequently positio ned by means of the light barrier.

Anhand von Fig. 5 wird das Verschieben der Sensorelemente 106 erläutert, welches dann erforderlich ist, wenn verschie dene Typen von Substraten, insbesondere ein Substrat 501a mit einer geraden Vorderkante und ein Substrat 501b, welches an zumindest einer vorderen Ecke eine Aussparung 502 aufweist, positioniert werden sollen. Wie in Fig. 5 dargestellt, sol len die beiden unterschiedlichen Substrate 501a und 501b der art erfasst werden, dass ein Signal genau dann ausgegeben wird, wenn die Vorderkante 503 des bewegten Substrates gerade eine bestimmte Position erreicht. Im Falle der geraden Vor derkante des Substrates 501a wird das Sensorelement derart positioniert, dass sich der Erfassungsbereich 107a nahe der gewünschten Position befindet. Bei der Verwendung eines Sub strates 501b mit der Aussparung 502 an seiner vorderen rech ten Ecke muss der Erfassungsbereich 107b um eine bestimmte Strecke 400 entgegen der Transportrichtung 102 verschoben werden, um somit zu gewährleisten, dass genau dann ein Signal ausgegeben wird, wenn sich die vorstehende Vorderkante 504 des Substrates 501b gerade die gewünschte Position passiert.The displacement of the sensor elements 106 will be explained with reference to FIG. 5, which is necessary if various dene types of substrates, in particular a substrate 501 a b with a straight leading edge and a substrate 501 which has on at least one front corner of a recess 502 , should be positioned. As shown in FIG. 5, the two different substrates 501 a and 501 b should be detected in such a way that a signal is output precisely when the leading edge 503 of the moving substrate has just reached a certain position. In the case of the straight front edge of the substrate 501 a, the sensor element is positioned such that the detection area 107 a is close to the desired position. When using a substrate 501 b with the recess 502 at its front right corner, the detection area 107 b must be shifted by a certain distance 400 against the transport direction 102 , in order to ensure that a signal is output when and only when the protruding front edge 504 of the substrate 501 b just passes the desired position.

Die Fig. 6a und 6b zeigen eine Frontansicht und eine Draufsicht des Substrates 501b, welches an seinen beiden vor deren Ecken jeweils Aussparungen 502 aufweist. Die vorderste Kante des Substrates 501b ist infolge der Schwerkraft leicht nach unten gebogen. Da erfindungsgemäß die Lichtschranke der art angeordnet ist, dass sich der Erfassungsbereich bis unter das Auflageniveau des Substrates 501b auf dem Transportband 302 erstreckt, wird gewährleistet, dass die vorderste Kante 504 des Substrates 501b zuverlässig erfasst wird. Figs. 6a and 6b show a front view and b is a plan view of the substrate 501, each of which has at its two front corners thereof recesses 502nd The foremost edge of the substrate 501 b is bent slightly downwards due to gravity. Since the light barrier is arranged according to the invention in such a way that the detection area extends below the support level of the substrate 501b on the conveyor belt 302 , it is ensured that the foremost edge 504 of the substrate 501b is reliably detected.

Fig. 7 zeigt in einer schematischen Darstellung die räumli chen Lage des Erfassungsbereiches 105 und des Lichtdetektors relativ zu dem Auflageniveau 701 des zu positionierenden Sub strates auf dem Transportband. Der Lichtdetektor weist eine effektive Detektorfläche 700 auf, welche wesentlich größer ist als der Querschnitt des Erfassungsbereiches 105. Auf die se Weise wird gewährleistet, dass eine zuverlässige Erfassung der Stopp-Position auch dann erfolgt, wenn bei Einstellung der Breite der Transportstrecke die beiden Transportseiten nicht parallel verschoben werden. Gemäß dem hier dargestell ten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Detektorflä che 700 eine Breite b_d von ungefähr 5 mm und eine Höhe h_d von ebenfalls ungefähr 5 mm auf. Der Erfassungsbereich 105 weist eine Höhe h von ungefähr 4 mm und eine Breite b von ungefähr 0,3 mm auf. Der Erfassungsbereich 105, welcher parallel zu dem Auflageniveau 701 verläuft, ist derart angeordnet, dass sich der Erfassungsbereich 105 nach unten bis zu einer Höhe x von ungefähr 1 mm unterhalb des Auflageniveaus 701 erstreckt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die vorderste Kante eines Substrates, welches an seiner vorderen Seite Aussparun gen aufweist, auch dann zuverlässig von der Lichtschranke er fasst wird, wenn sich die vorderste Kante nicht mehr als un gefähr 1 mm unterhalb des Auflageniveaus 701 befindet. Es wird darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die Höhenla ge des Erfassungsbereichs 105 relativ zu dem Auflageniveau 701 größer oder kleiner als im hier dargestellten Ausfüh rungsbeispiel gewählt werden kann, so dass je nach Größe und Dicke bzw. Steifheit der zu positionierenden Substrate die vordersten Kanten auch dann zuverlässig erfasst werden, wenn diese unterschiedlich stark durchhängen. Fig. 7 shows a schematic representation of the spatial position of the detection area 105 and the light detector relative to the support level 701 of the substrate to be positioned on the conveyor belt. The light detector has an effective detector surface 700 which is substantially larger than the cross section of the detection area 105 . This ensures that the stop position is reliably detected even if the two transport sides are not shifted in parallel when the width of the transport route is set. According to the exemplary embodiment of the invention shown here, the detector surface 700 has a width b _d of approximately 5 mm and a height h _d of approximately 5 mm. The detection area 105 has a height h of approximately 4 mm and a width b of approximately 0.3 mm. The detection area 105 , which runs parallel to the support level 701 , is arranged such that the detection area 105 extends down to a height x of approximately 1 mm below the support level 701 . In this way it is ensured that the foremost edge of a substrate which has recesses on its front side is reliably detected by the light barrier even when the foremost edge is no more than approximately 1 mm below the support level 701 . It is pointed out that, of course, the height of the detection area 105 relative to the support level 701 can be selected to be larger or smaller than in the exemplary embodiment shown here, so that depending on the size, thickness or rigidity of the substrates to be positioned, the foremost edges also then reliably recorded if they sag to different degrees.

Fig. 8 zeigt die Führung des Transportbandes 302, welches mittels einer ersten Umlenkrolle 800a, einer zweiten Umlenk rolle 800b und einer dritten Umlenkrolle 800c um den Erfas sungsbereich der Lichtschranke, welche die Laserlichtquelle 103 und den Lichtdetektor 104 aufweist, herumgeführt wird. Durch das Ausschleifen des Transportbandes 302 unterhalb der Lichtschranke wird gewährleistet, dass sich der Erfassungsbe reich der Lichtschranke auch unterhalb des Auflageniveaus quer über die gesamte Transportstrecke des Substrates 101 erstrecken kann und somit zuverlässig auch nach unten durchhängende Vorderkanten des Substrates erfassbar sind. Fig. 8, the guide shows the conveyor belt 302 which by means of a first deflection roller 800 a, a second deflection roller 800 b and a third idler pulley 800 c to the Erfas sungsbereich of the light barrier, which has the laser light source 103 and the photodetector 104, is guided. By grinding out the conveyor belt 302 below the light barrier, it is ensured that the detection area of the light barrier can also extend below the support level across the entire transport path of the substrate 101 and thus reliably detect downward sagging front edges of the substrate.

Zusammenfassend schafft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren eines Substrates 101 auf einer ein Transportband 302 aufweisenden Transportstrecke 100. Erfindungsgemäß wird die Position des transportierten Substrates 101 bestimmt, indem die in Transportrichtung 102 gesehene vorderste Kante des Substrates 101 mittels einer Lichtschranke erfasst wird. Der Erfassungsbereich 105 der Lichtschranke erstreckt sich bis unterhalb des Auflageniveaus 701 des Substrates 101 auf dem Transportband 302. Somit wird die Substratvorderkante auch dann erfasst, wenn sich diese beispielweise infolge eines Durchbiegens unterhalb des Auflageniveaus 701 befindet. Das Transportband 302 wird in einer Schleife um den Erfassungsbereich 105 der Lichtschranke herumgeführt, so dass sich der Erfassungsbereich 105 der Lichtschranke quer über die gesamte Transportstrecke 100 verlaufen kann. Gemäß einer Weiterbildung wird zusätzlich ein Sensorelement 106 verwendet, welches relativ zu der Lichtschranke stromaufwärts an der Transportstrecke 100 angebracht ist und mittels welchem ebenfalls die Vorderkante des zu positionierenden Substrates 101 erfassbar ist. Auf diese Weise kann ein besonders schonendes Abbremsen des entlang der Transportstrecke 100 bewegten Substrates 101 erreicht werden.In summary, the invention provides an apparatus and a method for positioning a substrate 101 on a transport route 100 having a conveyor belt 302 . According to the invention, the position of the transported substrate 101 is determined by detecting the foremost edge of the substrate 101 seen in the transport direction 102 by means of a light barrier. The detection area 105 of the light barrier extends below the support level 701 of the substrate 101 on the conveyor belt 302 . The substrate leading edge is thus also detected if it is below the support level 701, for example as a result of bending. The conveyor belt 302 is looped around the detection area 105 of the light barrier, so that the detection area 105 of the light barrier can run across the entire transport route 100 . According to a development, a sensor element 106 is additionally used, which is attached upstream of the transport path 100 relative to the light barrier and by means of which the front edge of the substrate 101 to be positioned can also be detected. In this way, particularly gentle braking of the substrate 101 moving along the transport path 100 can be achieved.

Claims

1. Device for positioning a plate-shaped sub strate along at least one conveyor belt ( 302 ) pointing transport route ( 100 ) with
a light barrier, which is arranged such that its detection area ( 105 ) runs parallel to the support plane and perpendicular to the transport direction ( 102 ) of the substrate ( 101 ) and the position of the end face of the substrate ( 101 ) pointing in the transport direction ( 102 ) can be detected is, the detection range ( 105 ) of the light barrier extends below the support level ( 701 ) of the substrate ( 101 ), and
at least one deflection device, by means of which the conveyor belt ( 302 ) is guided in a loop formed at least partially below the support level ( 701 ) around the detection area ( 105 ) of the light barrier.

2. Device according to claim 1, in which the light barrier is displaceable along the transport path ( 100 ).

3. Device according to one of claims 1 to 2, wherein the light barrier on one side of the transport path (100) comprises a light source (103) and port range on the other side of the Trans (100) comprises a light receiver (104).

4. The apparatus of claim 3, wherein the light source ( 103 ) is a laser.

5. Device according to one of claims 3 to 4, wherein the light receiver ( 104 ) has a light-sensitive surface ( 700 ) which is larger than the cross section of the light beam emitted by the light source ( 103 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, wherein the deflection device has at least one deflection roller and preferably three deflection rollers ( 800 a, 800 b, 800 c).

7. Device according to one of claims 1 to 6, additionally with at least one sensor element ( 106 ), which is mounted upstream relative to the light barrier on the transport route ( 100 ) such that a substrate ( 101 ) transported along the transport route ( 100 ) ) penetrates into the detection area ( 107 ) of the sensor element ( 106 ) before the light barrier is triggered.

8. The device according to claim 7, wherein the sensor element ( 106 ) on a guide element ( 300 ) of the conveyor belt ( 302 ) and / or the substrate ( 101 ) is attached.

9. Device according to one of claims 7 to 8, in which the sensor element ( 106 ) is adjusted such that the detection area ( 107 ) is located laterally next to the conveyor belt ( 302 ).

10. The device according to one of claims 7 to 9, wherein when the substrate ( 101 ) penetrates into the detection area ( 107 ) of the sensor element ( 106 ), a signal can be output with which the speed of the conveyor belt ( 302 ) can be controlled.

11. A method for positioning a plate-shaped substrate along an at least one conveyor belt ( 302 ) pointing to the transport path ( 100 ) using the device according to one of claims 7 to 10, in which
when the substrate ( 101 ) penetrates into the detection region ( 107 ) of the sensor element ( 106 ) the transport speed is reduced and
when the light barrier is triggered by the end face of the substrate ( 101 ), the movement of the substrate ( 101 ) is stopped.

12. The method according to claim 11, wherein the Transportge speed continuously before triggering the light barrier is reduced.

13. The method according to claim 12, wherein the Transportge speed in the form of a ramp-like speed progress from a maximum speed (v1) to a Mi nimal speed (v2) is reduced.

14. The method of claim 13, wherein the minimum speed (v1) is reached before the light barrier is triggered becomes.