УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО РАДИОЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 1995 года по МПК H05K13/04 

Изобретение относится к автоматизации сборки печатных плат радиоэлектронной аппаратуры и может найти широкое применение в точном машиностроении.

Известно устройство для сборки деталей типа вал-втулка, содержащее корпус, шарнирно закрепленный на нем комплект рычагов и силовой элемент, взаимодействующий с каждым из рычагов, силовой элемент выполнен в виде каретки, установленной с возможностью осевого перемещения, а рычаги выполнены двуплечими и установлены с возможностью взаимодействия одного плеча каждого рычага с торцом каретки.

Основным недостатком известного устройства является значительная инерционность каретки (силового элемента) и направляющих рычагов и, как следствие, значительные усилия на деталь, особенно при высоких скоростях и в начале движения толкателя. Для хрупких деталей (Р.Э.) этот недостаток резко снижает скорости и производительность, а иногда устройство неприменимо (например, для микросхем с выводами типа "крыло чашки"). Кроме того, данное устройство ограничено в точности установа Р.Э. из-за своей конструкции.

Целью изобретения является повышение производительности, точности сборки и расширение эксплуатационных возможностей.

Это достигается тем, что силовой элемент выполнен в виде равноплечих подпружиненных рычагов, установленных с возможностью ограниченного поворота относительно оси, снабжен Г-образными губками, установленными между равноплечими рычагами посредством шаровых опор зеркально относительно одна другой с образованием канала для прохода толкателя. Корпус выполнен неподвижным с шариковыми направляющими для размещения центральной части каждого равноплечего рычага силового элемента и каждого из его концов. Толкатель снабжен жестко закрепленным на нем механизмом перемещения губок со средством опережающего их возврата относительно толкателя, плоскости размещения центров шаровых опор равноплечих рычагов параллельны одна другой, а кулачки установлены с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси толкателя. Толкатель выполнен подпружиненным, направляющие центральной части равноплечих рычагов выполнены цилиндрическими, а механизм перемещения и опережающего возврата губок выполнен в виде стержня с канавкой, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и подпружиненного фиксатора, установленного с возможностью размещения в канавке стержня.

На фиг.1, 2 и 3 показана конструкция устройства (три проекции); на фиг. 4 - момент установки Р.Э. на плату с использованием неперемещаемого вдоль губок блока; на фиг.5 - иллюстрация действия механизма передвижения и его возврата блока губок (губки касаются плоскости платы раньше чем деталь установлена или губки приближаются к плате на заданное расстояние, при этом Р. Э. все время фиксирован с боков губками); на фиг.6 проиллюстрировано приближение губок к плате (Р.Э. надежно фиксирован губками); на фиг.7 проиллюстрировано срабатывание механизма опережающего возврата губок (губки направлены вверх, толкатель придерживает деталь у поверхности); на фиг.8 проиллюстрировано возвращение толкателя в начальное положение; на фиг.9 - иллюстрация подхода губок до платы на заданное расстояние, несколько меньшее толщины детали.

Устройство содержит корпус 1 с выполненными в нем направляющими в виде канавок, в которых размещены шарики 3. На шарике 3 с помощью идентичных канавок, выполненных в центральной части рычагов, установлены равноплечие рычаги 4. На концах рычагов 4 выполнены углубления 5, в которые вложены шарики, причем центры шариков на концах и в середине каждого рычага образуют плоскость, при этом плоскости каждого рычага параллельны друг другу. На шарики, расположенные на конце рычага, опирается углублениями Г-образная губка 6, на другой конец рычага опирается другая губка. Обе губки противоположными сторонами опираются через шарики на концы второго рычага. Опоры определенным усилием сжимают блок, состоящий из двух рычагов 4 и двух Г-образных губок 6 настолько, что зазоры в шаровых опорах нулевые или отрицательные, что резко увеличивает точность устройства. В корпусе 1 с одной его стороны относительно блока выполнен регулируемый упор 7, а с другой стороны - подпружиненный упор 8 (шарик), надавливающий заданным, регулируемым усилием на плечо рычага 4, который в свою очередь заставляет губки 6 синхронно смыкаться, что и обеспечивает удержание детали в центре канала. В Г-образных губках 6 установлены на осях кулачки 9 и подпружинены по краям до упоров. Это обеспечивает им возврат в начальное положение. Гнезда под оси выполнены протяженными к оси канала, что обеспечивает им подвижность, при этом одна из поверхностей кулачков размещена с образованием гнезда для радиоэлемента.

В случае выполнения блока подвижным вдоль оси направляющие канавки корпуса 1 и рычага 4 выполнены протяженными вдоль оси, что позволяет шарикам передвигаться, при этом блок подпружинен кверху. На толкателе 10 установлен механизм перемещения губок и опережающего их возврата, представляющий стержень 11 с утоненным концом с углублением 12, в которое входит пружинный фиксатор 13 с тарированным усилием, а на корпусе 1 установлен упор 14 возврата стержня 11 в начальное состояние.

Устройство работает следующим образом.

Р.Э. поступает любым известным способом в гнездо, образованное одной из поверхностей кулачков с торца и боков - стенкой канала и телом кулачков. Привод перемещает толкатель, который давит на Р.Э., лежащий свободно на кулачках. Последние начинают поворачиваться вниз, мягко опуская Р.Э. на скосы смыкающихся до несколько меньшего заданного размера губок. Смыкание губок обеспечивается силовым элементом, который, поворачиваясь, под действием пружины давит на губки. Постепенно губки несколько раздвигаются (обычно чуть больше допуска, вызванного неточностью изготовления детали) и деталь движется под действием толкателя, при этом в канале Р.Э. удерживается силами трения со стороны губок. По мере продвижения Р.Э. канал жестко сохраняет размеры конкретной детали, что увеличивает точность установа детали в заданное место. При этом расстояние от нижней части губок до платы несколько больше толщины детали. Деталь устанавливают на клеевую точку или паяльную пасту. Затем толкатель отводят либо приводом, либо возвратной пружиной или другими известными способами. После возврата толкателя в начальное положение на рабочую позицию поступает новая деталь, и цикл повторяется.

В случае использования механизма продвижения и опережающего возврата губок устройство работает следующим образом.

По-прежнему деталь попадает на рабочую позицию (гнездо). Подпружиненный толкатель проталкивает деталь по каналу вниз, но раньше чем деталь выйдет из канала стержень механизма опережающего возврата губок относительно толкателя упирается в рычаг или губку и продвигает блок губок вниз до заданного расстояния от платы или до самой платы. После этого деталь касается платы, при этом она фиксируется с боков губками. Толкатель еще несколько продвигается вниз, срабатывает защелка и губки отходят в начальное положение. Толкатель возвращается в исходное положение. Далее цикл повторяется.

Изобретение относится к технологии радиоэлектронной аппаратуры, в частности к сборке печатных плат, и может быть использовано в приборостроении, вычислительной технике и т.д. Цель изобретения - повышение производительности, точности центрирования и расширение эксплуатационных возможностей. Силовой элемент устройства выполнен в виде равноплечих подпружиненных рычагов, установленных с возможностью ограниченного поворота относительно оси, снабжен Г-образными губками, установленными между равноплечими рычагами зеркально относительно одна другой с образованием канала для прохода толкателя. Корпус выполнен неподвижным с шариковыми направляющими, а толкатель снабжен жестко закрепленными на нем механизмом перемещения губок со средством опережающего возврата относительно толкателя. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО РАДИОЭЛЕМЕНТОВ, содержащее корпус с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения толкателем, кулачки, установленные на корпусе с возможностью поворота относительно своей оси, одна из поверхностей которых размещена с возможностью образования гнезда для радиоэлемента, и силовой элемент, установленный с возможностью осевого перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, точности центрирования и расширения эксплуатационных возможностей, силовой элемент выполнен в виде равноплечих подпружиненных рычагов, установленных с возможностью ограниченного поворота относительно оси, снабжен Г-образными губками, установленными между равноплечими рычагами посредством шаровых опор зеркально одна относительно другой с образованием канала для прохода толкателя, корпус выполнен неподвижным с шариковыми направляющими для размещения центральной части каждого равноплечего рычага силового элемента и шаровыми опорами для каждого из его концов, а плоскости размещения центров шариков направляющих каждого равноплечего рычага и шаровых опор для их концов параллельны одна другой. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толкатель выполнен подпружиненным. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что направляющие центральной части равноплечих рычагов выполнены цилиндрическими. 4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что кулачки установлены с возможностью перемещения относительно оси толкателя. 5. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что толкатель снабжен жестко закрепленным на нем механизмом перемещения губок со средством опережения их возврата относительно толкателя. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что механизм перемещения губок со средством опережения их возврата выполнен в виде стержня с канавкой, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и подпружиненного фиксатора, установленного с возможностью размещения в канавке стержня. 7. Устройство по пп.1 -6, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной парой губок и рычагов, расположенных перпендикулярно к основным.