DE69219069T2

DE69219069T2 - Maschine für gedruckte Schaltungen mit einem Werkzeugwechsler

Info

Publication number: DE69219069T2
Application number: DE69219069T
Authority: DE
Inventors: Guido Gaida; Renato Ottone; Luigi Piovano
Original assignee: PRT Pluritec Italia SpA
Current assignee: PRT Pluritec Italia SpA
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2012-10-31
Also published as: IT1251252B; ITTO910856A0; US5407416A; EP0541020A3; ITTO910856A1; JPH05253780A; EP0541020A2; DE69219069D1; EP0541020B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine für gedruckte Leiterplatten mit einem automatischen Werkzeugwechsler.
Es sind zahlreiche Vorrichtungen zum automatischen Wechseln des Werkzeugs auf einer Werkzeugspindel, z. B. bei Bohrmaschinen für gedruckte Leiterplatten, bekannt, wobei diese Vorrichtungen so konzipiert sein müssen, dass sie der Verwendung extrem kleiner Werkzeuge gerecht werden können. Bei einer bekannten Maschine besteht das Werkzeug aus einem Träger am Bearbeitungstisch mit einer Anzahl von Werkzeugsitzen, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Jedes Werkzeug verfügt über eine Manschette zum Positionieren desselben axial innerhalb des Sitzes, und es wird direkt über eine Relativverstellung des Bearbeitstischs und des Bearbeitungskopfs ausgewählt und über eine Axialverstellung der Werkzeugspindel eingeführt und abgezogen.
Der Hauptnachteil der obigen Maschine ist es, dass die Werkzeuge von Hand in die Manschetten und anschließend in die Sitze in der Aufbewahrungseinrichtung eingesetzt werden müssen. Da der letztere Vorgang nur im Stillstand der Maschine ausgeführt werden kann, führt dies offensichtlich zu einer beträchtlichen Ausfallzeit, wobei die obigen vorgänge möglicherweise zu einer ernsthaften Beschädigung der Arbeitsfläche des Werkzeugs führen können.
Bei einer anderen bekannten Maschine ist die Werkzeug-Aufbewahrungseinrichtung erneut am Bearbeitungstisch angebracht, der entlang zweier rechtwinkliger Achsen läuft, und die Aufbewahrungseinrichtung ist so konzipiert, dass sie eine Anzahl von Werkzeug-Aufbewahrungseinrichtungen aufnimmt, von denen jede eine Reihe von Werkzeugen mit einer Manschette oder etwas Ähnlichem zum Positionieren des Werkzeugs in axialer Richtung in bezug sowohl auf die Aufbewahrungseinrichtung als auch die Spindel aufweist.
Auch bei der vorstehenden Maschine benötigt die Spindel eine Einrichtung zum axialen Arretieren des Werkzeugs, und der Ladevorgang für die Aufbewahrungseinrichtung in der Aufbewahrungseinrichtung muss beim Stillstand der Maschine ausgeführt werden, was eine bestimmte Zeitdauer und Sorgfalt hinsichtlich der Bedienperson benötigt, und wie im vorigen Fall, möglicherweise zu einer Beschädigung der Werkzeuge führen kann.
Aus dem Dokument EP-A-224 714 ist auch eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt, bei der der Bearbeitungstisch entlang einer ersten Achse verstellt wird und die Spindel durch einen Querschlitten gehalten wird, der entlang einer anderen Achse rechtwinklig zur ersten Achse verstellbar ist. Eine Werkzeug-Aufbewahrungseinrichtung besteht aus einem prismatischen Körper, der vom Querschlitten getragen wird, wohingegen eine Klemmvorrichtung vom Tisch getragen wird. Die Werkzeug-Aufbewahrungseinrichtung nimmt an jeder ihrer Flächen eine Werkzeugplatte auf, die mehrere in Zeilen und Spalten angeordnete Werkzeuge trägt. Daher erfordert die Auswahl eines Werkzeugs in der Aufbewahrungseinrichtung zusätzlich zu einer Schrittverstellung des Körpers der Aufbewahrungseinrichtung, eine Verstellung des Tischs, eine Querverstellung des Schlittens und eine Vertikalverstellung der Aufbewahrungseinrichtung am Schlitten.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen unkomplizierten automatischen Werkzeugwechsler für gedruckte Leiterplatten-Bearbeitungsmaschinen zu schaffen, der so konzipiert ist, dass er die obengenannten Nachteile überwindet, wie sie typischerweise bei bekannten Vorrichtungen vorliegen.
Gemäß der Erfindung ist folgendes geschaffen: eine Maschine für gedruckte Leiterplatten mit einem automatischen Werkzeugwechsler, mit einem stationären Rahmen, einem Leiterplatten-Trägertisch, der auf dem Rahmen entlang einer ersten Achse verstellbar ist, und einer Werkzeugspindel, die entlang einer zweiten Achse rechtwinklig zur ersten Achse verstellbar ist, wobei der Wechsler eine Werkzeug-Aufbewahrungstrommel aufweist, deren Achse parallel zur ersten Achse verläuft, wobei diese Trommel mehrere Reihen von Zellen zum Aufnehmen entsprechender Werkzeuge aufweist, und mit einer Schrittverstelleinrichtung zum schrittweisen, winkelmäßigen Verstellung der Trommel; einer Werkzeugklemmeinrichtung, die am Tisch angebracht ist und so betreibbar ist, dass sie eines der Werkzeuge festklemmt; und einer Einrichtung zum Transportieren des Werkzeugs zwischen der Trommel und der Spindel; gekennzeichnet durch eine Montageeinrichtung zum wegnehmbaren Montieren der Trommel am Rahmen; und dadurch gekennzeichnet, dass jede der Reihen der Zellen so ausgebildet ist, dass sie eine Anzahl von Werkzeugen radial in bezug auf die Trommel aufnimmt; wobei die Schrittverstelleinrichtung vorhanden ist, um eine der Reihen von Zellen auszuwählen, wie sie an der Klemmeinrichtung zu positionieren ist; wodurch, zum Aufnehmen eines neuen Werkzeugs und zum Zurücksetzen eines gebrauchten Werkzeugs, jede der Zellen alleine durch eine winkelmäßige, schrittweise Verstellung der Trommel und durch eine Verstellung des Tischs ausgewählt wird.
Nun wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsform der Erfindung beispielhaft beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Frontansicht einer Bohrmaschine für gedruckte Leiterplatten mit einem erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugwechsler;
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Bohrmaschine von Fig. 1;
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Werkzeug-Aufbewahrungs-Baueinheit;
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 zeigt die Werkzeug-Aufbewahrungseinrichtung entlang der Linie V-V in Fig. 4;
Fig. 6 zeigt einen Längshalbschnitt der Werzeug-Aufbewahrungseinrichtung;
Fig. 7 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;
Fig. 8 zeigt einen Teilschnitt durch die Aufbewahrungseinrichtung entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit in Fig.
Fig. 10a und 10b zeigen zwei vergrößerte Abschnitte eines Schnitts entlang der Linie X-X in Fig. 2;
Fig. 11 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XI-XI in Fig. loa;
Fig. 12 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XII-XII in Fig. 10a;
Fig. 13 zeigt einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 12;
Fig. 14 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XIV-XIV in Fig. 13.

VORWORT

Die Zahl 10 in Fig. 1 kennzeichnet das Bett einer Werkzeugmaschine, z. B. einer Bohrmaschine, zum Bearbeiten von Paketen 11 gedruckter Leiterplatten. Das Bett 10 ist an einer festen Längsführungsplatte 12 aus Granit befestigt, auf der ein Bearbeitungstisch 14 auf Luftpolstern 13 gleitet. Eine Schraube 15 an der Platte 12 steht mit einer einstückig mit dem Tisch 14 verbundenen Schraubenmutter 16 in Eingriff und wird durch einen Servomotor 17 zum Verstellen des Tischs 14 entlang einer Achse Y gedreht.
Das Bett 10 verfügt auch über zwei Holme 18, die an einem festen Querstück 19 befestigt sind, das ebenfalls aus Granit besteht und entlang dem ein Bearbeitungskopf 12 auf weiteren Luftpolstern entlang einer Achse X läuft, angetrieben durch einen weiteren Servomotor 23 über ein weiteres Schraubenmutter/Schraubenpaar2l-22.
Der Bearbeitungskopf 20 umfasst eine Büchse 24, die durch einen dritten Servomotor 25 (Fig. 1) vertikal entlang einer Z-Achse verstellt wird, mit einer Werkzeugspindel 26, z. B. für ein Bohrwerkzeug 27, und einer Werkzeug-Klemmeinrichtung, die auf bekannte Weise automatisch betrieben wird. Die Servomotoren 17, 23 und 25 werden auf bekannte Weise durch eine elektronische, numerische Steuerungseinheit gesteuert.
Werkzeuge 27 an der obigen Maschine weisen einen zylindrischen Schaft 28 (Fig. 3 und 4) auf und werden normalerweise vom Hersteller in einer Kunststoff-Aufbewahrungseinrichtung 29 geliefert, das z. B. 10 Werkzeuge 27 enthält. Die Aufbewahrungseinrichtung 29 besteht aus einem oberen und einem unteren Längsband 32, 31 mit abgerundeten Seiten 35 (Fig. 5), die einstückig mit einer flachen Wand 33 ausgebildet sind. Die Bänder 31 und 32 sind durch eine öffnung 34 getrennt und verfügen über jeweilige Reihen von Löchern 36 und 37 mit im wesentlichen demselben Durchmesser wie dem des Schafts 28 des Werkzeugs 27. Die Löcher 36 sind koaxial zu den Löchern 37 und am Boden teilweise durch eine Stufe 38 an der Wand 33 verschlossen, um ein Werkzeug 27 axial zu arretieren.
15 Das untere Band 31 der Aufbewahrungseinrichtung 29 verfügt auch über zwei Haltefortsätze 39 und mindestens zwei Löcher 40 mit quadratischem Querschnitt, die oben geschlossen sind und in die jeweilige Stifte 41 eingreifen, die einstückig mit der Wand 42 eines Kastens 43 ausgebildet sind, in den die Aufbewahrungseinrichtung 29 eingesetzt ist. Der Kasten 43 verfügt auch über zwei Halbschalen 44, die in der geschlossenen Stellung zueinander passen und mit der Wand 42 über einen flexiblen, dünnen Abschnitt verbunden sind, der es ermöglicht, die Halbschalen 44 zu öffnen und zu schließen.
Jedehaibschale 44 verfügt auch über einen Kamm 45, der in einem konischen Abschnitt 46 nahe der Arbeitsfläche eines Werkzeugs 27 eingreift, um dafür zu sorgen, dass das Werkzeug 27 fest auf der Stufe 38 an der Wand 33 ruht. Alternativ kann eine der Halbschalen 44 einen Kamm aufweisen, der mit kleiner Reibung an der Öffnung 34 zwischen den Bändern 31 und 32 in Eingriff mit dem zylindrischen Schaft 28 des Werkzeugs 27 steht. In jedem Fall weisen die Halbschalen 44 Längsrippen 47 zum Positionieren der Aufbewahrungseinrichtung 29 innerhalb des Kastens 43 auf.

WERKZEUG-AUFBEWAHRUNGSEINRICHTUNG

Ein eingesenkter Querabschnitt 48 (Fig. 1, 2, 11) einer Führungsplatte 12 des Tischs 14 ist an einem Ständer 49 befestigt, der seinerseits oben mit einem Bock 51 verbunden ist, der sich (links in Fig. 11) zur Mitte der Maschine hin erstreckt und einen zylindrischen Horizontalsitz 52 (Fig. 10b) parallel zur Achse Y des Tischs 14 aufweist.
Am Sitz 52 ist der Bock 51 mit einem Träger 53 für einen umkehrbaren Elektromotor 54 verbunden, der mit einem Winkelpositionswandler 55 zusammenwirkt und eine Welle 56 aufweist, die mit einer langen Welle 58, die sich in einem Wälziager 59 innerhalb des Sitzes 52 dreht, über ein Gelenk 57 verbunden ist, das eine kleine Fehlausrichtung der Wellen 56 und 58 ermöglicht.
Die Welle 58 ist so konzipiert, dass sie auf lösbare Weise eine Aufbewahrungseinrichtung 61 (Fig. 6 - 9) für die erforderlichen Bearbeitungswerkzeuge 27 aufnimmt und die eine hohle, im wesentlichen prismatische Trommel 62 mit z. B. sechs Flächen 63 aufweist. An jedem Ende verfügt die Trommel 62 über einen Flansch 64, 66 mit jeweils einer Anzahl radialer Öffnungen 67, die den Flächen 63 der Trommel 62 entsprechen.
Jede Fläche 63 verfügt über eine Stufe 68 mit gezahnter Kante 69, mit demselben Abstand wie dem der Löcher 36 und 37 der Aufbewahrungseinrichtung 29 (Fig. 3 und 4). Die Stufe 68 hat dieselbe Höhe wie der Abstand zwischen der Stufe 38 und der Unterkante der Wand 33, und die Stufe 68 jeder Fläche 63 ist mittels Schrauben 70 mit mindestens einer Rippe 71 aus Kunststoff verbunden, z. B. aus Delrin (registrierte Handelsbezeichnung). Jede Rippe 71 verfügt über einen Abschnitt 72 mit einer Reihe von 10 Zellen 73 zum Aufnehmen jeweiliger Werkzeuge 27. Beim dargestellten Beispiel ist jede Fläche 63 mit zwei Rippen 71 versehen, so dass die Trommel 62 bis zu 120 Werkzeuge 27 aufnehmen kann. Der Abschnitt 72 der Rippe 71 liegt an der gezahnten Kante 69 und ist von der Fläche 63 getrennt, um eine Längsöffnung 24 mit im wesentlichen derselben Höhe wie der des Bands 61 der Aufbewahrungseinrichtung 29 zu bilden. Die Zellen 73 (Fig. 9) haben denselben Abstand wie die gezahnte Kante 69 und sie sind so positioniert, dass sie den Zähnen der Kante 69 entsprechen. Jede Zelle 73 besteht aus einer im wesentlichen halbkreisförmigen Aussparung, die durch eine aus zwei flexiblen Nasen 76 bestehende Einfassung gebildet wird, die ihrerseits durch Öffnungen 75 zwischen benachbarten Zellen 73 und ein mit der Zelle 73 ausgerichtetes Loch 77 gebildet sind. Die Form der Öffnung 75 und der Ort und der Durchmesser des Lochs 77 bestimmen die Elastizität der Nasen 76, und die Zellen 73 sind so angeordnet, dass sie den zylindrischen Schaft 28 des Werkzeugs 27 in einer radialen Position in bezug auf die Trommel 62 flexibel halten.
Werkzeuge 27 können einzeln von Hand in die Zellen 73 eingesetzt werden, in welchem Fall jede am Boden auf einem jeweiligen Zahn der Kante 69 ruht; oder sie können zusammen mit der Aufbewahrungseinrichtung 29 eingesetzt werden, zu welchem Zweck jede Fläche 63 der Trommel 62 ein Paar Stifte 78 und 79 zum Führen der Aufbewahrungseinrichtung 29 an einer jeweiligen Rippe 71 aufweist.
Die Aufbewahrungseinrichtung 29 wird dadurch an der Rippe 71 befestigt, dass es leicht und quer zwischen den Stiften 78 oder 79 eingedrückt wird, so dass der Abschnitt 72 der Rippe 71 mit der Öffnung 34 zwischen den Ständern 31 und 32 in Eingriff tritt; die Werkzeuge 27 werden zwischen den Nasen 76 der Zellen 73 gehalten; das Band 31 greift in die Öffnung 74 ein; außerdem steht die Wand 33 in Kontakt mit der Kante 69. So kann eine Trommel 62 bis zu zwölf Aufbewahrungseinrichtungen 29 aufnehmen.
Um die Aufbewahrungseinrichtung 61 an der Welle 58 (Fig. 10a und 10b) zu befestigen, weist diese Welle 58 einen radialen Stift 81 auf, der so konzipiert ist, dass er in eine am Hinterende der Trommel 62 ausgebildete Aussparung 82 eingreift, wobei das Vorderende derselben ein Innengewinde aufweist, in das eine Ringmutter 83 mit Außengewinde geschraubt ist, die über eine Schraube 84 mit einem Permanentmagnet 86 verbunden ist.
Die mit den erforderlichen Werkzeugen 27 beladene Aufbewahrungseinrichtung 61 wird von Hand an der Welle 58 befestigt und so ausgerichtet, dass der radiale Stift 81 in die Aussparung 82 eingreift; außerdem bringt die Trommel 62 den Magnet 82 in Kontakt mit dem Vorderende der Welle 58, so dass die Trommel 62 axial fixiert ist.
Wenn die Aufbewahrungseinrichtung 61 an der Welle 58 befestigt ist, ist sie durch ein gekrümmtes Gehäuse 87 (Fig. 2 und 11) mit zwei Nasen 88 mit Löchern geschützt, durch das sie auf einer vom Bock 51 gehalteten Welle 89 schwenkt. Das Gehäuse 87 ruht normalerweise auf einem Anschlag 92 am Bock 51 und wird in Uhrzeigerrichtung um die Welle 89 gedreht, um einen Zugriff auf die Aufbewahrungseinrichtung 61 zu ermöglichen.

WERKZEUGWECHSLER

Der automatische Werkzeugwechsler 93 (Fig. 10a und 11) ist an einem Halter 94 befestigt, der seinerseits an einer Platte 96 befestigt ist, die an die vordere, rechte Ecke des
Tischs 14 geschweißt ist. Der Halter 94 verfügt über zwei zylindrische Vertikalführungen 97, in denen zwei Pfeiler 98 gleiten, die an einer horizontalen Platte 99 befestigt sind, an der eine Aufnahme 101 und eine Entladeklammer 102 befestigt sind. Die Platte 99 ist mit einer Stange 103 eines pneumatischen Stellglieds 104 verbunden, das innerhalb einer Aussparung 105 des Halters 94 untergebracht ist und das dafür sorgt, dass sich die verstellbare Stange 103 um ein vorgegebenes Stück in Beziehung auf die Position in den Fig. 10a und 11 vertikal nach unten bewegt.
Jede der Klammern 101 und 102 (Fig. 12 - 14), die identisch sind und axial um einen bestimmten Laufweg getrennt sind, besteht aus einem Halteblock 106, der auf wegnehmbare Weise an der Platte 99 befestigt ist und ein Paar im wesentlichen symmetrische Spanneinrichtungen 107, 108 aufweist, die in einer Aussparung 109 im Block 106 rechtwinklig zur Achse der Trommel 62 untergebracht sind.
Jede Spanneinrichtung 107, 108 verschwenkt auf einem Stift 111 (Fig. 13) und umfasst einen horizontalen Arm 112, der oben an einem exzentrischen Stift 113 anschlägt. Jeder Arm 112 steht normalerweise in Eingriff mit einem hohlen Kolben 114, der in einem zylindrischen Sitz 116 am Block 106 untergebracht ist und durch eine Druckfeder 112 nach oben gedrückt wird.
Die Spanneinrichtungen 107 und 108 verfügen auch über jeweilige Fortsätze 118 und 119, die mit der Oberseite eines Pfeilers 120 zusammenwirken. Der Fortsatz 119 der Spanneinrichtung 108 verfügt über eine zentrische Öffnung 121 für den Fortsatz 118 der Klemmeinrichtung 107; außerdem gleitet der Pfeiler 120 innerhalb eines Sitzes 122 im Block 106, der zwischen den zwei zylindrischen Sitzen 116 positioniert ist, mit Befestigung am Kolben 123 eines Pneumatikzylinders 124.
Jede Spanneinrichtung 107, 108 verfügt auch über einen vertikalen Arm 125 mit einem Klemmende 126 mit einem V-förmigen Sitze zum Angreifen am Schaft 28 eines Werkzeugs 27.
Der Pneumatikzylinder 124 verfügt über eine Druckluftleitung 127, und wenn solche zugeführt wird, hält er den Kolben 123 in der obersten Stellung, in der der Pfeiler 120 die Spanneinrichtungen 107, 108 öffnet, wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 13 dargestellt ist. Umgekehrt wirken dann, wenn die Luftzufuhr zum Zylinder 124 unterbrochen wird, die Federn 117 über die Kolben 114 auf die Arme 112, um die Spanneinrichtungen 107, 108 gleichzeitig und symmetrisch zu verdrehen und um so die Vertikalarme 125 zu schließen, wie es durch die durchgezogene Linie in Fig. 13 dargestellt ist.

ZYKLUS EINES WERKZEUGWECHSELS

Die Vorrichtung 93 zum automatischen Wechseln eines Werkzeugs 27 an der Spindel 26 arbeitet wie folgt.
Das Stellglied 104 (Fig. 11) hält normalerweise die Platte 99, zusammen mit den Klammern 101 und 102, in der abgesenkten Position, wie teilweise durch die gestrichelte Linie dargestellt; außerdem werden die Spanneinrichtungen 107 und 108 der Klammern 101 und 102 durch die Zylinder 124 in offenem Zustand gehalten (Fig. 13).
Gemäß auch den Fig. 1 und 2 läuft, um ein Werkzeug 27 an der Spindel 26 bei Fertigstellung eines Pakets gedruckter Leiterplatten 11 zu wechseln, der Bearbeitungskopf 20 entlang der Achse X nach rechts, um die Spindel 26 in die Werkzeugwechselposition C auf der Achse der Aufbewahrungseinrichtung 61 zu verstellen; außerdem läuft der Tisch 24 entlang der Achse X zurück, um auch die Entladeklammer 102 in die Position C zu verstellen. Da die Spanneinrichtungen 107, 108 der Klammern 101, 102 offen sind, laufen die Bearbeitungsflächen der Werkzeuge 27 auf der Trommel 62 zwischen den Fortsätzen 126 der Spanneinrichtungen 107, 108 hindurch.
An diesem Punkt wird die Spindel 26 abgesenkt, um das benutzte Werkzeug 27 zwischen den Spanneinrichtungen 107, 108 der Entladeklammer 102 zuzuführen; die Klammer 102 wird geschlossen, und dann wird die Klammer an der Spindel 26 geöffnet, damit das Werkzeug 27 nun von der Entladeklammer 102 ergriffen wird; außerdem wird das Stellglied 104 betätigt, um die Platte 99 zusammen mit den Klammern 101 und 102 abzusenken und um so das Werkzeug 27 von der Spindel 26 abzuziehen.
Der Motor 54 und die Welle 58 drehen nun die Trommel 62 um einen vorbestimmten Winkel in Gegenuhrzeigerrichtung in die Stellung, wie sie teilweise durch die gestrichelte Linie in Fig. 11 dargestellt ist, so dass die Werkzeuge 27 auf den zwei in einer Reihe liegenden Rippen 71 so verstellt werden, dass sie außerhalb des Längsweqs eines Werkzeugs 27 in der Klammer 102 liegen; außerdem läuft der Tisch 14 nach vorne, um die Entladeklammer 102 und das gebrauchte Werkzeug 27 in der Ebene rechtwinklig zur Zelle 73 an der Rippe 71, von der das Werkzeug 57 ursprünglich abgezogen wurde, zu positionieren.
Andiesem Punkt wird die Trommel 62 in die in Fig. 11 dargestellte Winkelstellung zurückgedreht, in der die Löcher 36 und 37 an der Aufbewahrungseinrichtung 29 mit dem Werkzeug 27 in der Klammer 102 ausgerichtet sind; das Stellglied 104 wird betätigt, um die Platte 99 anzuheben; die Klammer 102 führt das Werkzeug 27 in die Zelle 73 ein; außerdem wird die Klammer 102 geöffnet, und die Platte 99 wird abgesenkt.
Wenn das neue Werkzeug 27 an einer Rippe 71 an einer anderen Winkelstellung an der Trommel 62 positioniert ist, wird diese durch den Motor 54 und die Welle 58 (Fig. 10b) verdreht, unter Umständen schrittweise; gleichzeitig verstellt der Tisch 14 die Aufnahmeklammer 101 zum neuen Werkzeug 27 hoch (Fig. 11); die Platte 99 wird angehoben; die Klammer 101 wird um das Werkzeug 27 herum geschlossen; außerdem wird die Platte 99 abgesenkt, um das Werkzeug 27 aus der Zelle 73 an der Trommel 62 herauszuziehen.
Nach dem Verdrehen der Trommel 62 in der zuvor beschriebenen Weise wird der Tisch 14, um das Durchlaufen des Werkzeugs 27 in der Klammer 101 zu ermöglichen, zurückverstellt, um die Klammer 101 in die Position C in einer Linie mit der Spindel 26 zu verstellen; die Platte 99 wird angehoben, um das Werkzeug 27 in die Spindel 26 einzuführen und in ihr festzuspannen; dann wird die Klammer 101 geöffnet.
Alternativ kann der Werkzeugwechsler 93 so gesteuert werden, dass ein neues Werkzeug 27 zunächst durch die Klammer 101 ergriffen wird. Dann wird das gebrauchte Werkzeug 27 durch die Klammer 102 entladen; das neue Werkzeug 27 wird in die Spindel 26 eingeführt; die Trommel 62 wird in die in Fig. 11 dargestellte Winkelposition zurückgestellt; dann wird das gebrauchte Werkzeug 27 in die Aufbewahrungseinrichtung 61 zurückgesetzt.
DieVorteile des erfindungsgemäßen Werkzeugwechslers sind aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Erstens sorgt sie für das Beladen der Trommel 62 mit eigenen Werkzeugen 27 wie auch Aufbewahrungseinrichtungen 29 mit Werkzeugen 27, wie vom Hersteller geliefert oder wie von der Bedienperson eingesetzt. Zweitens kann die Trommel 62 außerhalb der Naschine abgesetzt und an beliebigem Ort ohne eine Gefahr einer Beschädigung der Werkzeuge 27 entladen werden.
Für den Fachmann ist es ersichtlich, dass an der Werkzeug- Aufbewahrungseinrichtung 61 und dem Werkzeugwechsler 93, wie hier beschrieben und veranschaulicht, innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche, Änderungen vorgenommen werden können. Z. B. können die Klammern 101, 102 durch eine andere Art eines Klemmmechanismus ersetzt werden; die Positionen der Aufnahmeklammer 101 und der Entladeklammer 102 können vertauscht werden; oder es kann eine Klammer abwechselnd zum Aufnehmen und zum Entladen eines Werkzeugs 27 verwendet werden.

Claims

1. Maschine für gedruckte Leiterplatten mit einem automatischen Werkzeugwechsler, mit einem stationären Rahmen (12), einem Leiterplatten-Trägertisch (14), der auf dem Rahmen (12) entlang einer ersten Achse (Y) verstellbar ist, und einer Werkzeugspindel (26), die entlang einer zweiten Achse (X) rechtwinklig zur ersten Achse (Y) verstellbar ist, wobei der Wechsler eine Werkzeug-Aufbewahrungstrommel (62) aufweist, deren Achse parallel zur ersten Achse (Y) verläuft, wobei diese Trommel (62) mehrere Reihen von Zellen (73) zum Aufnehmen entsprechender Werkzeuge (27) aufweist, und mit einer Schrittverstelleinrichtung (54) zum schrittweisen, winkelmäßigen Verstellung der Trommel (62); einer Werkzeugklemmeinrichtung (101, 102), die am Tisch (14) angebracht ist und so betreibbar ist, dass sie eines der Werkzeuge (27) festklemmt; und einer Einrichtung (104) zum Transportieren des Werkzeugs (27) zwischen der Trommel (62) und der Spindel (26); gekennzeichnet durch eine Montageeinrichtung (58, 81, 82, 86) zum wegnehmbaren Montieren der Trommel (62) am Rahmen (12); und dadurch gekennzeichnet, dass jede der Reihen der Zellen (73) so ausgebildet ist, dass sie eine Anzahl von Werkzeugen (27) radial in bezug auf die Trommel (62) aufnimmt; wobei die Schrittverstelleinrichtung (54) vorhanden ist, um eine der Reihen von Zellen (73) auszuwählen, wie sie an der Klemmeinrichtung (101, 102) zu positionieren ist; wodurch, zum Aufnehmen eines neuen Werkzeugs und zum Zurücksetzen eines gebrauchten Werkzeugs, jede der Zellen (73) alleine durch eine winkelmäßige, schrittweise Verstellung der Trommel (62) und durch eine Verstellung des Tischs (14) ausgewählt wird.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (101, 102) eine Aufnahmeklemmvorrichtung (101) zum Aufnehmen des Werkzeugs (27) aus der Trommel (62) sowie eine Entladeklemmvorrichtung (102) zum Entladen des Werkzeugs (27) von der Spindel (26) aufweist; wobei die Klemmvorrichtungen (101, 102) in einer Richtung parallel zur Achse der Trommel (62) ausgerichtet sind.

3. Maschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (62) eine Anzahl radialer Orte (71) aufweist, wobei jeder der radialen Orte (71) so ausgebildet ist, dass er die Anzahl von Werkzeugen (27) aufnimmt, die innerhalb mindestens einer Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung (29) ausgebildet sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der radialen Orte (71) so ausgebildet ist, dass er eine Anzahl von Werkzeug-Aufnahmeeinrichtungen (29) aufnimmt, die durch Verstellen des Tischs (14) entlang der Achse (Y) auswählbar sind.

5. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch qekennzeichnet, dass die Trommel (62) hohl ist und auf wegnehmbare Weise an einer drehbaren Welle (58) befestigt ist, wobei eine Festhalteeinrichtung (81, 82; 86) zum winkelmäßigen und axialen Feststellen der Trommel (62) an der Welle (58) vorhanden ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (62) aus Kunststoff besteht und die Welle (58) aus ferromagnetischem Metall besteht, wobei die Festhalteeinrichtung (81, 82; 86) einen Permanentmagnet (86) aufweist, der an einem Ende der Trommel (62) befestigt ist und mit dem entsprechenden Ende der Welle (58) in Eingriff steht.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel in Form eines polygonalen Prismas vorliegt und an jeder Querfläche (63) zwei Rippen (71) mit jeweils einer Anzahl von Zellen (73) zum Aufbewahren der Werkzeuge (27) aufweist; wobei jede Zelle (73) eine elastische Einrichtung (76) zum Aufbewahren des Werkzeugs (27) in solcher Weise aufweist, dass es aus der Zelle (73) dadurch herausgezogen und in sie eingeführt werden kann, dass eine vorbestimmte Kraft in radialer Richtung in bezug auf die Trommel (62) ausgeübt wird.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (73) in einem Abschnitt (72) der Rippe (71) aus relativ dehnbarem elastischem Material ausgebildet sind, wobei die elastische Einrichtung ein Paar Nasen (76) aufweist, die einstückig am Abschnitt (72) ausgebildet sind, und wobei die Nasen (76) benachbarter Zellen (73) durch mindestens eine Öffnung (75) getrennt sind, die so geformt ist, dass sie den Nasen (76) vorbestimmte Elastizität verleiht.

9. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Klemmvorrichtungen eine Klammer (101, 102) aufweist, die zum Ergreifen eines Werkzeugs (27) betreibbar ist, das aus einer Zelle der Aufbewahrungseinrichtung (61) oder aus der Spindel (26) herausgezogen wurde.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (101, 102) ein Paar Spanneinrichtungen (107, 108) aufweist, die sich symmetrisch in einer Ebene rechtwinklig zur Drehachse der Trommel (62) drehen.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Klemmvorrichtungen (101, 102) aus zwei identischen Klammern (101, 102) an einem gemeinsamen Halter (99) bestehen, wobei die Transporteinrichtung ein Stellglied (104) zum Verstellen des gemeinsamen Halters (99) um einen vorgegebenen Weg radial in bezug auf die Trommel (62) aufweist.

12. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (62) an jedem Ende einen Flansch (64, 66) zum Schützen der Werkzeuge (27) aufweist, wobei mindestens einer der Flansche (64, 66) radiale Öffnungen (67) aufweist, die Reihen von Zellen (73) entsprechen, um das Durchlaufen eines Werkzeugs zu ermöglichen, das von den Klemmvorrichtungen (101, 102) festgehalten wird.

13. Maschine nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg kleiner als die Länge des Werkzeugs (27) ist, wobei die Antriebseinrichtung (54) für ein zeitweiliges Drehen der Trommel (62) um einen vorgegebenen Winkel zum Positionieren der Werkzeuge (27) in der jeweiligen Zelle (73) sorgt, so dass sich diese aus dem Längsweg des durch eine der Klemmvorrichtungen (101, 102) festgehaltenenwerkzeugs (27) befindet.

14. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (62) an einem Halteelement (49, 51) gehalten wird, das in eine Vertiefung (48) in der festen Führungsplatte (12) des Tischs (14) eingesetzt ist.

15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (62) durch ein gekrümmtes Gehäuse (87) geschützt wird, das auf einer Welle (89) schwenkt, die am Halteelement (49, 51) befestigt ist, wobei das Gehäuse (87) drehbar ist, um den Einbau der Trommel (62) zu ermöglichen.