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In der Halbleitertechnik tritt häufig die Aufgabe auf, bei der Serienfertigung
und Serienmessung anfallende Werkstücke, z. B. Halbleiterkristalle, nach Güteklassen
zu verteilen bzw. sortieren. Beispielsweise wird bei Messungen des spezifischen
Widerstandes an Halbleiterkristallen, der Trägerlebensdauer oder anderer elektrischer
Eigenschaften bei der Fertigung von Halbleiterkristallen die Notwendigkeit auftreten,
diese Kristalle entsprechend dem erhaltenen Meßergebnis auf eine Reihe von Güteklassen
aufzuteilen, beispielsweise um die einzelnen Güteklassen für sich allein weiterverarbeiten
zu können. Eine diese Sortierung vornehmende automatische Vorrichtung, die vor allem
auch der Empfindlichkeit von Halbleiterkristallen gegen mechanische Beschädigungen
usw. Rechnung trägt, die außerdem den Meß- und Sortierungsvorgang in kurzen, d.
h. Bruchteilen von Sekunden betragenden Zeitspannen erledigt, wird deshalb für eine
solche Technik besonders wertvoll sein.
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Solche Vorrichtungen sind an sich bekannt. Ein Beispiel bildet eine
Sortiervorrichtung, bei der das Meßobjekt entsprechend dem Meßergebnis in jeweils
eine von mehreren vorgesehenen, kippfähigen Rutschstrecken eingeworfen wird, bei
der eine Rutschstrecke zugleich mehrere zur Aufnahme der Werkstücke der verschiedenen
Güteklassen vorgesehenen Sammelbehälter bedient und außerdem mehrere Abwurfstellen
je nach Güteklasse vorgesehen sind. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung ist
für jede der vorgesehenen Güteklassen eine besondere Rutschstrecke vorgesehen, wobei
die Mündungen dieser Rutschstrecken längs einer Kreislinie um eine horizontale Platte
angeordnet sind, auf welche das zu sortierende Werkstück gelegt wird. Nach dem jeweiligen
Ergebnis der Messung neigt sich die horizontale Platte gegen die Mündung der jeweils
zur Aufnahme des Werkstücks bestimmten Rutschstrecke, so daß das Werkstück von der
betreffenden Rutschstrecke aufgenommen werden kann. Eine andere Vorrichtung besitzt
nur eine einzige und damit ortsfeste Rutschstrecke, die zu sämtlichen Sammelbehältern
führt. Zu diesem Zweck bilden die Deckel der einzelnen Sammelbehälter einen Teil
der Rutschstrecke derart, daß bei geöffnetem Deckel eines Sammelbehälters die Rutschstrecke
unterbrochen wird und das Werkstück in den offenen Sammelbehälter fällt.
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Schließlich war eine Vorrichtung zur Serienprüfung von Gegenständen
bekannt, bei der ein Stromkreis durch zwei Steuerorgane beeinflußt wird, wobei das
eine durch die zu prüfende Größe und das zweite von einer motorisch angetriebenen
Steuervorrichtung verstellt wird, derart, daß mindestens ein in dem Stromkreis liegendes
Schaltorgan bei korrespondierenden Arbeitsstellungen der beiden Steuerorgane den
Bewegungsantrieb der Steuervorrichtung unterbricht, wobei die Stillstandslage der
Steuervorrichtung den Meßwert des Gegenstandes angibt. Bei dieser Vorrichtung ist
ein schräges, um eine vertikale Achse drehbares Leitrohr vorgesehen, welches das
Werkstück nach erfolgter Prüfung aufnimmt und in die einzelnen Sammelbehälter leitet.
Um dies zu erreichen, geht die vertikale Drehachse durch das obere offene Ende des
Leitrohres, so daß sein unteres Ende über die vorgesehenen, längs eines Halbleiterkristalls
angeordneten Sammelbehälter geschwenkt werden kann. Nach erfolgter Prüfung wird
das Leitrohr derart geschwenkt, daß sein unteres Ende über den betreffenden Sammelbehälter
gelangt, während das Werkstück unmittelbar
vom Meßplatz auf eine feste Rutsche gelangt,
auf welcher es unmittelbar zu dem ortsfesten Aufnahmeende des Leitrohres gelangt.
Nachteilig und zeitraubend bei einer solchen Anordnung ist es, daß das Leitrohr
nach Maßgabe des jeweiligen Prüfungsergebnisses erst in die erforderliche Stellung
gedreht werden muß.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine merkliche Verkürzung
des Verteilvorgangs möglich ist, wenn eine einzige Abwurfstelle und außerdem je
Güteklasse je ein Sammelbehälter und je eine Rutschstrecke vorgesehen ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verteilen von
gleichartigen Werkstücken, insbesondere von Halbleiterkristallen im Anschluß an
eine an einem Meßplatz stattfindende Prüfung in mindestens zwei Güteklassen, bei
der das Werkstück nach erfolgter Prüfung an einer einzigen Abwurfstelle abgeworfen
und über eine Rutschstrecke zu einem der betreffenden Güteklasse zugeordneten ruhenden
Sammelbehälter geleitet wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Güteklasse
eine zu dem entsprechenden Sammelbehälter führende Rutschstrecke zugeordnet ist,
daß diese Rutschstrecken längs eines Kreisbogens um die Abwurfstelle angeordnet
sind und daß schließlich Mittel vorgesehen sind, welche die Mündung der der betreffenden
Güteklasse zugeordneten Rutschstrecke aus ihrer Ruhelage unter die Abwurfstelle
sowie nach erfolgtem Transport des Werkstücks in der Rutschstrecke zum Sammelbehälter
wieder in die Ruhelage zurückkippen.
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Zur weiteren Erklärung der Erfindung sowie zur Beschreibung ihrer
möglichen weiteren Ausgestaltungen dienen die F i g. 1 bis 5.
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In F i g. 1, die zur Erläuterung des Grundprinzips einer Anordnung
gemäß der Erfindung dient, bedeutet M den Meßplatz und A die Abwurfstelle.
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Nach erfolgter Messung wird das Werkstück W, z. B. ein Halbleiterkristall,
von einem mit einer Saugdüse versehenen Transportorgan T ergriffen und zur Abwurfstelle
A gebracht. Unterhalb der Abwurfstelle ist - normalerweise in vertikaler Lage -
eine Anzahl von rohrförmigen Führungen Rl, .2... Rn entsprechend den n beabsichtigten
Güteklassen vorgesehen, die zweckmäßig auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt sich
vertikal unterhalb der Abwurfstelle befindet, angeordnet sind. Fällt nun das am
Meßplatz M festgestellte Prüfungsergebnis an dem betreffenden Werkstück W in die
x-te Güteklasse (wobei x eine der Zahlen 1,2 ... n ist, wenn insgesamt n Güteklassen
vorgesehen sind), so wird - ausgelöst durch dieses Meßergebnis - die der x-ten Güteklasse
zugeordnete rohrförmige Führung Rz aus ihrer vertikalen Lage in eine Schräglage
derart umgekippt, daß der Eingang dieser rohrförmigen Führung direkt unterhalb der
Abwurfstelle das nunmehr von dem Transportorgan T losgelassene Werkstück W auffängt
und an seiner nun als Rutschstrecke dienenden Innenwand zu dem ihr zugeordneten
Sammelbehälter Sx gleiten läßt.
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Prinzipiell besteht dabei die Möglichkeit, statt der rohrförmigen
Führung Ri, R2 usw. geschlossene Sammelröhrchen für die einzelnen Güteklassen zu
verwenden, zu deren Boden die Werkstücke längs der Innenwand der Sammelröhrchen
rutschen und sich dort sammeln. Für empfindliche Werkstücke empfiehlt sich jedoch
die Verwendung eines von den als Führungen dienenden Rutschstrecken räumlich getrennten
besonderen Sammelbehälters pro Güteklasse,
wie in den Beispielen
nach F i g. 1 und 2 vorgesehen ist.
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Natürlich kann die Rutschstrecke auch von einer Führungsrinne gebildet
sein; bei empfindlichen Werkstücken ist jedoch die rohrförmige Rutschstrecke günstiger.
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In F i g. 2 ist die seitliche Ansicht einer rohrförmigen Führung
Rx und des zugehörigen Sammelbehälters Sx in ihrer Lage in bezug auf die Abwurfstelle
A dargestellt. Im Augenblick, wenn das Transportorgan T mit dem Werkstück W an der
Abwurfstelle A angelangt ist, muß die Rutschstrecke Rx, falls diese zur Aufnahme
des Werkstücks auf Grund des Meßergebnisses bestimmt ist, etwa die aus der F i g.
2 ersichtliche schräge Lage in bezug auf die Abwurfstelle A und den Sammelbehälter
Sx einnehmen. Dann kann das losgelassene Werkstück von der rohrförmigen Führung
Rx aufgefangen werden und, die Innenwand der Führung als Rutschstrecke benutzend,
in den Sammelbehälter Sx gelangen. Nach Abschluß dieses Vorganges kehrt die rohrförmige
Führung wieder aus der Schräglage in die (gestrichelt dargestellte) Ruhelage zurück.
Um den Wechsel der beiden Lagen zu ermöglichen, ist die rohrförmige Rutschstrecke
Rx in einer Vertikalebene (und nur in dieser) um den Bolzen Dx drehbar, wobei die
Ruhelage durch Gewichte oder andere mechanische Maßnahmen, insbesondere durch Federkraft
(wie in F i g. 2) nach dem Aufhören der kippenden, insbesondere durch einen Elektromagnet
Mx erzeugten Kraft, wiederhergestellt wird.
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Die rohrförmige Führung Rx fängt in ihrer Arbeitslage das Werkstück
W, z. B. den gemessenen Halbleiterkristall, auf, sobald das zu sortierende Werkstück
W in die Güteklasse x fällt, worauf das Werkstück der Innenwand der Führung Rx entlangrutschend
schließlich in den unter der Rutschstrecke Rx angeordneten Sammelbehälter Sx gelangt.
Der Abstand zwischen Rutschstrecke Rx und Abwurfstelle A bzw. zwischen Rutschstrecke
Rx und Sammelbehälter Sx sowie die Länge der Rutschstrecke Rx werden so bemessen,
daß das Werkstück W nach dem Verlassen der Abwurfstelle A keinen Schaden erleidet.
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Je empfindlicher die Werkstücke sind, desto kleiner sollen die besagten
Abstände und um so geringer die Neigung der Rutschstrecken Rx gegen die Horizontale
sein. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Rutschstrecken Rx in der Arbeitslage so lange
bleiben, bis das Werkstück W in den Sammelbehälter Sx gelangt ist.
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Wenn man hingegen die Behälter Sx so groß macht, daß sich das untere
Ende der jeweiligen Rutschstrecke Rx sowohl in der Arbeitslage als auch in der Ruhelage,
d. h. also ständig, über dem zugehörigen Sammelbehälter Sx befindet (so daß also
das Werkstück W jederzeit aus der Rutschstrecke Rx in den zugehörigen Sammelbehälter
Sx fallen kann), so kann diese Einschränkung fortfallen, wodurch eine weitere Kürzung
der pro Sortierungsvorgang benötigten Zeit erreicht wird.
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Die F i g. 3, 4 und 5 stellen den elektrischen Teil einer bevorzugten
Ausführungsform einer Anordnung gemäß der Erfindung dar, die von einer durch das
Meßergebnis bestimmten Spannung Vm gesteuert die dem Meßergebnis entsprechende Rutsche
Rx zum Ansprechen bringt. Solange es sich um die Beurteilung nach einer einzigen
Eigenschaft handelt, die mit einem einzigen Meßvorgang festgestellt wird, so wird
dieses Meßergebnis (das natürlich zahlengemäß nicht fest-
gestellt zu werden braucht,
obwohl dies natürlich bei Bedarf, z. B. durch Vorsehen eines Meßgerätes mit Zeiger
und Skala, ohne weiteres möglich ist), falls es nicht bereits in Form einer elektrischen
Spannung Vm auftritt, sich durch Anwendung bekannter Mittel, wie z. B. photoelektrischer
Einrichtungen, piezoelektrischer Elemente u. dgl., ohne Schwierigkeiten in Form
einer elektrischen Gleichspannung Vm ausdrücken lassen, die dem Meßergebnis eindeutig
zugeordnet ist und die außerdem sich mit der Güter des Meßergebnisses monoton, insbesondere
im selben Sinne wie diese Güte verändert.
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Soll die Sortierung auf Grund des Ergebnisses mehrerer voneinander
unabhängig zu erzeugender Teilmeßergebnisse erfolgen, die sogar mit unterschiedlichem
Gewicht bewertet werden können, so muß dementsprechend jede der Teilmessungen zur
Erzeugung einer ihr entsprechenden Spannung herangezogen werden, die, gegebenenfalls
nach Speicherung, zur Erzeugung einer der Güte g des Werkstückes entsprechenden
Spannung Vm, z. B. durch Bildung der gemittelten Spannung, herangezogen werden.
Im Beispielsfalle handelt es sich um die Sortierung gleichdimensionierter Halbleiterscheiben.
Die hierzu üblich verwendete Vierschneidenmethode liefert die Spannungen z. B. Iängs
zweier diametral zueinander liegenden Durchmesser der (runden) Halbleiterscheiben,
die zu der gemittelten Meßspannung Vm zusammengesetzt werden.
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Die den Sortierungsvorgang steuernde Spannung Vm steht im Beispielsfalle
sofort zur Verfügung und liegt dann am Eingang des elektrischen Teiles des Sortierungsgerätes.
Dessen prinzipieller Aufbau ist in F i g. 3 dargestellt, während die dieses Gerät
schaltende Fortschaltkette in F i g. 4 und in F i g. 5 die Steuerung der die Rutschstrecken
R betätigenden Elektromagnete M1, M2 ... Mn dargestellt ist.
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Die in der F i g. 3 dargestellte Vorrichtung arbeitet nach folgendem
Prinzip.
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1. In der Apparatur werden Vergleichsspannungen Ul, U2 ... Un hergestellt,
die monoton gestaffelt sind und der Bedingung Ul < U2 < U3 < . ( < Un
genügen. Die Anzahl n dieser Spannungen Ux entspricht der Anzahl n der Güteklassen.
Die Spannung Um ist dabei der ersten, die Spannung U2 der zweiten Güteklasse zugeordnet
usw., bis schließlich der Spannung Un die n-te Güteklasse entspricht.
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2. Die Sortierung wird nach dem Gesichtspunkt vorgenommen, daß zu
einer Spannung Vm die Ul die erste Güteklasse zuzuordnen ist, während im Falle des
Auftretens einer in das Intervall Ux - Ux-1 fallenden Spannung Vm die x-te Güteklasse
für das betreffende Werkstück zuständig ist. Für den Fall der Gleichheit von Vorn
und Ux wird das Werkstück noch in die x-te Güteklasse eingestuft.
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3. Deshalb werden sukzessive die Spannungen Ul, U2 ... in dieser
Reihenfolge mit der festgehaltenen Spannung Vm verglichen und die Spannungsdifferenz
zum Schalten je eines Speichers Spx verwendet, solange die Differenz Vin - Ux noch
positiv ist.
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4. Nach Abschluß dieses Vergleichens wird entsprechend der Nummer
x des zuletzt getätigten Speichers Spx die x-te Rutschstrecke Rx in Aktion gebracht.
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Um diese Funktionen zu erfüllen, wird bei einer Anordnung nach F
i g. 3 die dem Meßergebnis entsprechende, die Anordnung steuernde Gleichspannung
Vm über den Eingang 1 der Anordnung an einen Differenzverstärker 2, der im wesentlichen
aus einer Brückenschaltung mit Verstärker besteht, gelegt. Der andere Eingang des
Differenzverstärkers 2 wird der Reihe nach mit den Vergleichsspannungen U1, U2...
Un (mit der niedrigsten dieser Spannungen beginnend) beaufschlagt und die verstärkten
Differenzspannungen (Diagonalspannungen der Brückenschaltung), die sich durch die
Überlagerung der Spannungen U1, U2...Un mit der aufrechterhaltenen Steuerspannung
Vm ergeben, der Reihe nach an einen bistabilen Schalter 5 gelegt.
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Zur Erzeugung der Vergleichs spannungen U1, U2 ... Un ist eine Gleichspannungsquelle
3, deren Spannung mindestens der größten der zu erzeugenden Spannungen Ux, also
der Spannung Un gleich ist, vorgesehen. Die Spannungen U1, U.... Un werden dann
über eine Spannungsteilerschaltung 4 erzeugt.
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Die Abgriffe des Spannungsteilers 4 sind über Schalter H1, H2, h3...
Hn an den zweiten Eingang des Differenzverstärkers 2 anlegbar.
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Diese Schalter H1...Hn werden von der in F i g. 4 dargestellten Fortschaltkette
betätigt, die dafür sorgt, daß der Reihe nach die Schalter H1, H2... Hn geschlossen
und vor dem Schließen des folgenden Schalters wieder geöffnet werden. Deshalb werden
der Reihe nach die Spannungen Ul, U.... Un an den Differenzverstärker 2 gelegt und
erzeugen zusammen mit der Steuerspannung Vm eine Reihe von Spannungsimpulsen Sl,
1, #2...#n # der Größe d(Vrn - U1), #2 = d(V,n d xln d(Vm -Un) (d = Proportionalitätsfaktor).
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Angenommen, die Spannung Vm liegt zwischen den Spannungen Ug-1 und
Ug, so daß das diese Spannung Vm erzeugende Werkstück W der g-ten Güteklasse einzureihen
ist. Dann werden die Spannungsimpulse dl, A2 bis Jg positiv, die übrigen #g+1 ...
An dagegen negativ. Dieses Kriterium dient zur Steuerung der weiteren Anlage, insbesondere
durch den Spannungsimpuls #g. Die Impulse #1, #2...#n werden dem bereits erwähnten
bistabilen Schalter 5 zugeführt, der zweckmäßig aus einem Transistor- und/oder Röhrenmultivibrator
besteht, der seinerseits die sogenannten Auswertspeicher Spl, Sp2... Spn steuert,
von denenje einer je einer der n Güteklassen zugeordnet ist. Der bistabile Schalter
5 verlangt zu seinem Ansprechen positive Impulse, so daß nur solche Impulse #x an
die Speicherelemente Spx gelangen, die positiv gepolt sind. # Die Anzahl der Auswertspeicher
entspricht der Anzahl n der vorgesehenen Güteklassen. Sie stellen im wesentlichen
Schalter, insbesondere Relais oder elektronische Schalter, dar, die selbsthaltend
sind, also mit anderen Worten nach dem Schalten im angezogenen Zustand verbleiben,
solange nicht besondere »Löschmaßnahmen« zur Anwendung kommen. Über die bereits
erwähnte Fortschaltkette werden nun die einzelnen Speicherelemente Sp1, Sp2... Spn
in
dieser Reihenfolge an den bistabilen Schalter 5 gelegt, so daß jeweils nur eines
dieser Speicherelemente an dem bistabilen Schalter 5 liegt. Dies geschieht über
die von der Fortschaltkette unmittelbar gesteuerten Schalter r1, r... rn, von denen
je einer einem der Speicherelemente Sp1,Sp2...Spn in der natürlichen Reihenfolge
der Indizes zugeordnet ist.
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Wenn der Schalter rx durch die Fortschaltkette geschlossen ist, dann
ist auch das zugehörige Speicherelement Sps an den bistabilen Schalter 5 gelegt,
während die anderen Speicherelemente nicht an dem bistabilen Schalter 5 liegen.
Da zu gleicher Zeit der Schalter Hx schließt und somit die Spannung Ux an den Differenzverstärker
2 gelegt ist, tritt am bistabilen Schalter 5 im richtigen Augenblick der Spannungsimpuls
xlx auf. Der x-te Schalter Hz wird synchron mit dem x-ten Schalter rx von der Fortschaltkette
betätigt.
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Ist nun der Spannungsimpuls dz positiv, also für ihn der bistabile
Schalter 5 offen, so wird das durch die Wirkung der Fortschaltkette eingeschaltete
Speicherelement Sps (und nur dieses) aktiviert, indem es »anzieht« und »im angezogenen
Zustand« verbleibt (Schalter Px geschlossen). Erst durch Betätigung der Löschung
wird dieser Zustand des Speicherelementes Spx wieder rückgängig gemacht, so daß
scih die Schalter Px wieder lösen.
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Dementsprechend sind nur dieVergleichsspannungen U1, U2... Ug, weil
sie zu positiven Spannungsimpulsen #x führen, in der Lage, je eines der Speicherelemente
Sp1 bis Spg zu erregen. Die Vergleichsspannungen Ug+1, Ug+2... Un führen jedoch
zu negativen #x, so daß sie durch den bistabilen Schalter 5 gesperrt werden. Die
Speicher Spg+1,Spg+2...Spn werden, also nicht erregt.
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Nach dem Abschluß des Einstellens der Speicherelemente Sp1,Sp2...
Spg tritt erneut die Fortschaltkette in Aktion, indem sie zunächst dafür sorgt,
daß gerade der Elektromagnet Mg, der der am Werkstück W festgestellten g-ten Güteklasse
entspricht, in Tätigkeit tritt und die zugehörige Rutschstrecke Rg betätigt. Die
Steuerung hierzu wird von dem zuletzt angesprochenen Speicher Spg bestimmt.
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Die Fortschaltkette, für die in F i g. 4 eine Ausführungsform dargestellt
ist, besteht aus einer Kette von schaltenden Kreisen K1, K2...Kn, deren Anzahl lt
der Zahl der vorgesehenen Güteklassen entspricht. Jeder dieser Schaltkreise Kx ist
für eine kurze Zeit aktiviert und sorgt dann dafür, daß bei seinem Ausschalten der
folgende Schaltkreis Kz+l der Fortschaltkette eingeschaltet wird, so daß der Zustand
des »Eingeschaltetseins« sukzessive die Schaltkette entlangläuft.
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Die Anordnung wird von einer Gleichspannungsquelle 10 gespeist, die
über einen Schalter 11 an die Fortschaltkette gelegt wird. Dies geschieht im einfachsten
Falle automatisch, z. B. durch Betätigung der das Transportorgan T1 bewegende Mittel
(Motor bzw. Getriebe). Die Betätigung des Schalters 11 bedingt zunächst das Ansprechen
des Eingangskreises E und des Löschkreises L, wobei die vorgesehenen Kondensatoren
C12 und C13 eine kurze Verzögerung des Ansprechens bewirken.
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Der Eingangskreis E enthält außer dem Kondensator C12 noch ein Relais
BE, das kurz nach dem Einschalten des Schalters 11 anzieht und hierdurch einen Schalter
i betätigt, der auf diese Weise die Hintereinanderschaltung eines Kondensators CL
und eines
Relais BL im Löschkreis L aktiviert. Hierdurch wird der
in Fig.3 vorgesehene Schalter 6 geöffnet, so daß sämtliche Speicherelemente Sp1,Sp2...
Spm nicht mehr an Spannung liegen und deshalb in den aufnahmebereiten Zustand zurückkehren.
Es ist auch möglich, statt dessen durch die Tätigkeit des Relais BL eine Vorrichtung
einzuschalten, die über die Speicher Spl bis Spn einen die entgegengesetzte Polarität
der Spannungsquelle 7 aufweisenden Löschimpuls gibt.
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Nach Aufladung des Kondensators CL wird der Relaisstrom durch das
Relais BL unterbrochen.
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Das Relais BL hat noch eine weitere Funktion, da es gleichzeitig
den Kontakt t1 im ersten Glied Kl der Fortschaltkette umlegt. Dies bewirkt, daß
nunmehr der Kondensator C1 an Betriebsspannung liegt und sich auflädt. Da jedoch
das Relais EL nur kurze Zeit anspricht, wird der Schalter t1 wieder in die gezeichnete
Lage umgelegt. In dieser Stellung entlädt sich der Kondensator Cm über das Relais
Bl, wodurch der Schalter je im zweiten Glied der Fortschaltkette umgelegt wird.
Hierdurch wird der Kondensator C2 aufgeladen. Da jedoch die Entladungszeit des Kondensators
Cl sehr kurz ist, bleibt der Schalter t2 ebenfalls nur kurze Zeit angezogen und
kehrt in die in der F i g. 4 dargestellte Lage zurück. Der Entladungsstrom des Kondensators
Cm über das Relais B2 betätigt den Schalter t3, was zur Aufladung des Kondensators
C3 führt, usw.
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Der letzte auf diese Weise betätigte Kreis Kn enthält jedoch keinen
Kondensator Cn. Hingegen betätigt das zugehörige Relais Bn den Schalter L1 sowie
den Schalter L2 der Anordnung von Fig. 5.
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Die Relais BL, B1... Bn besitzen - wie angedeutet - mehrere Funktionen.
Wie bereits bemerkt, betätigt das Relais BL den Schalter 6 zum Löschen der Speicherelemente
Sp1,Sp2... Spn. Es betätigt außerdem den in Serie mit dem Schalter L1 liegenden
Schalter b2, so daß das Relais Bn stromlos wird und der Schalter L1 - sowie der
Schalter L2 in F i g. 5 -sich wieder öffnen. Dadurch wird der Auswertungskreis,
der durch das Relais Bn und den Schalter L gegeben ist, sowie die Anordnung nach
F i g. 5 wieder in Aufnahmebereitschaft gesetzt. Die einzelnen Relais Bs der Fortschaltkette
betätigen - wie angedeutet - nicht nur den Schalter tx+l des folgenden Gliedes Ki+l
der Fortschaltkette, sondern synchron hierzu auch den dem betreffenden Glied Kx
der Fortschaltkette zugeordneten Schalter Hx und rx der Anordnung nach F i g. 3.
Auf diese Weise wird beim Schalten des x-ten Gliedes Kx der Fortschaltkette sowohl
die Vergleichsspannung Ux an den Differenzverstärker 2 als auch der Speicher Spx
an den bistabilen Schalter 5 gelegt.
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Die Steuerung der die Rutschstrecken kippenden Elektromagnete ........
Mn geschieht zweckmäßig nach der in Fig. 5 dargestellten Anordnung. Bei ihr sind
die Elektromagnete Mx zueinander parallel angeordnet und durch entsprechende Stellungen
der vorgesehenen Schalter L2,G1,G2...Gn einzeln an die zum Speisen dieses Teiles
der Anordnung gemäß der Erfindung dienende Gleichspannungsquelle Q anlegbar, welche
dann in dem betreffenden Elektromagnet Mg (und nur in diesem) den zum Kippen der
Rutschstrecke Rg erforderlichen Strom liefert.
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Es ist an dieser Stelle erforderlich, noch einmal zu den Speicherelementen
Sps der Anordnung nach F i g. 3 zurückzukehren. Die Anordnung dieser Spei-
cherelemente
Spz in bezug auf die Kette der sie an den bistabilen Schalter 5 durch Umschaltung
legen den Schalter rl, r2,r3... rn ist so getroffen, daß der das x-te Speicherelement
Spx an den bistabilen Schalter 5 legende Schalter rx nach Zurückkehren in seine
Ruhelage einen Teil des beim Anschalten aller folgenden Speicherelemente Spx+1,
Sps + 2... Spn beteiligten Stromkreises bildet. Dies ist, wie man aus der F i g.
3 erkennt, deswegen möglich, weil die Schalter rl, r2... rn eine Kette bilden, in
der sie in der natürlichen Reihenfolge ihrer Indizes angeordnet sind, so daß beim
Anschließen des Speichers Spx die dem bistabilen Schalter 5 und der Stromquelle
7 näheren Schalter rl, r2... rX+l sich in Ruhelage, der Schalter rx in angezogenem
Zustand und die restlichen Schalter rx+1...rn rn sich hingegen wieder in der Ruhelage
befinden müssen. Dies läßt sich auf einfache Weise erreichen, indem man den Schalter
rx mit dem sich durch das Ansprechen des Speichers Spx schließenden Schalter Px
derart koppelt, daß rx sich in der Ruhelage befindet, solange Pz angezogen ist.
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In ähnlicher Weise ist auch die Anordnung nach F i g. 5 aufgebaut.
Die Elektromagnete M1,M2... Mn werden durch eine Schalterkette G1, G2... Gn,L2 an
die Gleichspannungsquelle Q angelegt. Zum Unterschied zu den Schaltern r,, r2...
rn erfolgt ihre Betätigung nicht durch die Schaltglieder Kx der Fortschaltkette,
sondern durch die Schalter Px der Speicherelemente Spx. Außerdem beginnt die sukzessive
Betätigung der Schalter rx bei dem am nächsten der Stromquelle 7 und dem bistabilen
Schalter 5 angeordneten Schalter r1 und schreitet nach auswärts fort. Im Falle der
Anordnung nach F i g. 5 hingegen ist der Fortschreitsinn gerade umgekehrt, indem
der der Stromquelle Q entfernteste Schalter G1 zuerst betätigt wird und der Schaltvorgang
von außen nach innen fortschreitet. Aber auch zwischen den Schaltern Gx der Anordnung
gemäß F i g. 5 besteht eine Kopplung ähnlich wie bei den Schaltern rx in Fig.3 derart,
daß das Ansprechen des x-ten dieser Schalter G dafür sorgt, daß der vorher angesprochene
Schalter Gx-1 von der Stromquelle Q abgeschaltet wird. Die Speisung des x-ten Elektromagnetes
Mx erfolgt daher über einen Strompfad, der - wie man aus der F i g. 5 erkennt -
über den Schalter Gx (in Ansprechstellung) und die Schalter Gx+1, ....... Gn (in
Ruhestellung) geschlossen wird.
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Deshalb werden zwar, wenn g die Nummer der Güteklasse ist, in die
das Werkstück W auf Grund des in der Anordnung an ihm festgestellten Meßergebnisses
gehört, die Schalter G1, G2...Gg umschalten, da die diesen Schaltern zugeordneten
Speicherelemente Sp1,Sp2... Spn ansprechen und die zugehörigen Schalter Pl, P2...
Py anziehen. Da aber jeder angesprochene Schalter Gx den vorherigen Schalter Gx-i
wieder von der Stromquelle Q abschaltet und außerdem die Schalter P9+l, P9+2...
Pn der Speicherelemente Spg+1, Spg+2... Spn nicht angesprochen haben, wird letztlich
nur der Schalter Gg den zugehörigen Elektromagnet Mg mit der Stromquelle Q verbinden.
Die Rutschstrecken R bleiben also alle mit Ausnahme der Rutschstrecke R9 in Ruhe,
sobald nach Durchlaufen des Schaltzustandes durch die Fortschaltkette der Auswertschalter
L1 und damit - in der Anordnung nach F i g. 5 - der Schalter L2 geschlossen wird.
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Die beschriebene Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
läßt mancherlei Abwandlungen
zu, z. B. den Ersatz der Relais durch
andere bistabile Schalter, insbesondere elektronische Schalter, hauptsächlich Transistormultivibratoren,
eine andersartige mechanische Ausrüstung sowie auch Abwandlungen der elektrischen
Ausführungsform, ohne daß hierdurch der Erfindungsgedanke eine wesentliche Veränderung
erfährt.
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Der Sortierungsvorgang, der mit einer Anordnung gemäß der Erfindung
stattfindet (wie er soeben im Detail beschrieben wurde), besteht aus zwei Hauptvorgängen.
Der erste Hauptvorgang umfaßt die mechanischen Teile der beschriebenen Vorgänge.
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Darunter fallen die Bewegung des Transportorgans, die Steuerung der
Saug- und Druckluftpumpe für die Saugdüse des Transportorgans, das Anlegen der Meßelektroden
sowie das Anschalten der Fortschaltkette durch Betätigung des Schalters 11. Der
andere Hauptvorgang bezieht sich auf die elektrische Steuerung durch die angesprochene
Schaltkette - gemäß F i g. 4 - und die Steuerspannung Vm.
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Die Erfahrung zeigt, daß auch bei einer größeren Anzahl n vorgesehener
Güteklassen kurze Taktzeiten erreicht werden können. Bei Verwendung von Relais benötigt
man pro Schritt etwa 30 bis 50 mSek., arbeitet man elektronisch, so benötigt man
pro Schritt etwa 5 bis 20 mSek. oder weniger, so daß z. B. bei Verwendung von Relais
und zehn Güteklassen eine Sortierzeit von 0,5 Sekunden insgesamt pro Werkstück ohne
weiteres erreicht werden kann.
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Für den mechanischen Teil der Anlage lassen sich Transportzeiten (je
eine Hin- und Herbewegung des Transportorgans T einschließlich des Umschaltvorganges
in der Saugdüse) in der gleichen Zeitspanne durchführen, so daß bei einer (noch
nicht einmal mit elektronischen Mitteln ausgerüsteten) Anordnung gemäß der Erfindung
Sortierzeiten von einer halben Sekunde ohne Schwierigkeiten erreichbar sind. Kürzere
Sortierzeiten lassen sich durch Anwendung elektronischer Mittel erreichen. Die kurzen
Taktzeiten pro Sortiervorgang sind im wesentlichen der mechanischen Ausgestaltung
der Anordnung gemäß der Erfindung, insbesondere der Verwendung einer Kippbewegung
der Rutschstrecken R an Stelle einer Translationsbewegung sowie der Eigentümlichkeit,
das Werkstück abzuwerfen, zu verdanken.