Устройство для сверления печатных плат Советский патент 1987 года по МПК B23Q35/22 

ки отверстий в эталонной нечатной плате по строкам и столбцам с помощью приводов продольного и поперечного перемещений кассет 10 и 11 с установленными на их эталонной 12 и обрабатываемыми 13 печатными платами. Управление приводами перемещений и сверлильной головкой 21, перемещаемой посредством соленоидного привода 26, осуществляется посредством триггера 69, элементов памяти 52 и задержки 41, формирователей 37,39, 50,51,55,61 и 73 ключевых усилителей 42,67 и 72 и логических элементов

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах программного управления сверлильными с т а н к ами.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства для сверления печатных плат.

На чертеже показана функциональ- ная схема устройства.

Устройство содержит основание 1, электродвигатель 2, муфту 3, ходовой винт 4, диск 5 с отверстием, фотодатчик 6, гайку 7, направляющую 8, шторку 9, кассеты 10 и 11, программный шаблон (предварительно просверленную эталонную печатную плату) 12, просверливаемую печатную плату (пакет печатных плат) 13, гайку 14, хо- довой винт 15, муфту 16, электродвигатель 17, основание 18, диск 19 с отверстием, фотодатчик 20, сверлильную головку 21 с патроном 22 и сверлом 23, рычаг 24, пружину 25, привод 26 сверлильной головки ( соленоидный) шторку 27 с отверстием, фотодатчик 28, кронштейн 29, фотодиод 30, осветитель 31, фотодатчики 32 и 33, шторку 34, фотодатчики 35 и 36, формиро- ватель 37, первый элемент И 38, формирователь 39, шину 40 питания, эле- мен1 41 задержки (одновибратор) , ключевой усилитель 42, установочный элемент (кнопку) 43, второй А4 и третий 45 элементы И, тумблер 46, элемент 47 индикации, первый 48 и

39006

И 38,44,45,48,49,53,54,57,58,62 и64, осуществляющих подключение входов прямого и реверсного вращений приводов каретки через ключи 48,49, 65 и 71 к питающей шине 40. При этом исходные сигналы управления приводами генерируются позиционными датчиками 9 и 32 - 35, установленными в соответствующих местах траекторий перемещений сверлильной головки 21 и каретки, и путевыми датчиками 5,6, 19 и 20, кинематическими связанными t приводами перемещений каретки. 1 ил.

второй 49 ключи, формирователи 50 и 51, элемент 52 памяти (триггер), четвертый 53 и пятый 54 элементы И, формирователь 55, направляющую 56, седьмой 57 и шестой 58 элементы И, формирователь 59, тумблер 60, формирователь 61, восьмой элемент И 62, инвертор 63, девятый элемент И 64, третий ключ 65, кнопку 66, ключевой усилитель 67, дифференцирующий элемент 68, триггер 69, элемент 70 индикации, четвертый ключ 71, ключевой усилитель 72 и формирователь 73.

. Электродвигатели 2 и 17,установлен ные на основаниях соответственно I и 18 и кинематически связанные посредством муфт 3 и 16 соответственно ходовых винтов 4 и 15 с гайками 7 и 14 перемещающихся по направляющим 8 и 56 соответственно, образуют приводы соответственно продольного и поперечного перемещений каретки, образованной кассетами 10 и 11. Осветитель 31 и фотодиод 30, установленные на кронштейне 29, образуют считывающую головку. Фотодатчики 32 и 33, взаимодействующие со шторкой, установленной на гайке 7, образуют позиционные датчики соответственно второй и третий, а фотодатчики 35 и 36, взаимодействующие со шторкой, установленной на гайке 14, - позиционные датчики соответственно четвертый и пятый.

Фотодатчик 28, взаимодействующий со шторкой 27 с отверстием, кинема4 и 15 равен шагу координатно на которой располагаются все

тически свяг аииои с соленоидным при- подом 26, образует первый позиционный датчик. Первый и второй путевые датчики образованы соответственно фотодатчиками 6 и 20, взаимодействующими с дисками 5 и 19 с отверстиями соответственно, кинематически связанными с ходовыми винтами 4 и 15 соответственно, Шаг обоих ходовых винтов сетки,

отверстия по ТУ (за исключением немногочисленных отверстий для установки элементов некоторых типов) Соленоидный привод 26 снабжен демпферным механизмом (не показан), смягчающим первое касание сверла 23 платы 13.

Устройство работает следующим образом.

Для производства автоматического сверления партии единичных печатных плат в качестве программного шаблона может быть использована предварительно просверленная одна из плат, установленная точно по технологическим бтверстиям в кассету 10. Далее берут группу плат, укладывают соосно друг за другом, по технологическим отверстиям точно устанавливают в кассету 11 и устройство готово к пуску.

Платы 12

установленные в

кассетах 10 и П, расположены по от- нощению кронштейна 29 и сверлильной головки 21 так, что фотодиод 30 с осветителем 31 и патрон 22 со сверло 23 установлены строго соосно с отверстиями печатных плат 12 и 13 со- ответстренно.

В начальной позиции фотодиод 30 и сверло 23 установлены со смещением на один шаг в нерабочее поле печатных плат 12 и 13. После включения

питания устройства и электродвигате- 45 Фотодатчика 35 и отверстие диска 19

ля сверлильной головки, (не показан) при отключенных тумблерах 46 и 60 в указанном начальном состоянии шторкой 9 перекрыт световой поток к фотодатчику 32, шторкой 34 - световой поток к фотодатчику 35 и отверстие диска 19 установлено соосно фотодатчику 20.

При включении питания триггер 69 может оказаться в любом из двух состояниях, а триггер 52 только в нулевом, так как на фотодатчик 32 не попадает световой поток и на вы- ходр формирователя 50 и следователь50

устанавливается напротив фотодатчика 20, обеспечивая через формирователь 55 совпадение на элементе И 54. Сигнал через дифференцирующий элемен

68подается на счетный вход триггера

69и перебрасьшает его в единичное состояние, при этом на элементе И 65 создается несовпадение, запирающий сигнал поступает на вход ключа 71 и

55 электродвигатель 17 выключается.

Одновременно сигнал с прямог о выхода триггера 69 производит совпадение на элементах И 62 и 45, включая

1339006

по па R-иходе триггера 52 ла. Это не 1 ся на эле стродвигателе11

)

п I 7,

тумблеры 46 и 60 вык.аючены. С; фото

дптчи1сов 20 и 36 через формирователи 35 и 61 соответствешю и с нык(1да элемента И 53 поступают сигначы, проходящие на выход элемента И 5Д. Во время включения питания сигнал на выходе дифференцирующего элемента 68 может перебросить триггер 69 в еди- нич}1ое состояние, но это не отразится на работе электродвигателей 2, 17, так как тумблеры 46 и 60 выключены .

Дпя производства пуска устройства устанавливают триггер 69 в нуль с помощью кнопки 43 и включают тумблеры 46 и 60.

При этом сигналы с инверсного выхода триггера 69, с фотодатчика 36 и элемента И 57 проходят через элемент И 64 на ключ 71. Электродвигатель 17 подключается к питающей шине 40 и начинает вращаться в прямом направлении. Гайка 14 перемещается вправо. Потенциал с прямого выхода триггера 69 на вход элемента И 62 создает несовпадение на элементах И 44 и 45. На соответствующ;ие аналоговые ключи 48 и 49 поступают запирающие сигналы. Электродвигатель 2 выключен. После трогания электродвигателя 17, когда отверстие диска 19 получает малейшее угловое смещение, фотодатчик 20 через формирователь 55 производит несовпадение на элементе И 54, чем входная цепь триггера 69 подготавли- вается к переключению.

При совершении ходовым BIHITOM 15 полного оборота гайка 14 и кассеты 10 и 11 перемещаются поперек на один рабочий шаг, шторка 34 удаляется от

устанавливается напротив фотодатчика 20, обеспечивая через формирователь 55 совпадение на элементе И 54. Сигнал через дифференцирующий элемент

68подается на счетный вход триггера

69и перебрасьшает его в единичное состояние, при этом на элементе И 65 создается несовпадение, запирающий сигнал поступает на вход ключа 71 и

электродвигатель 17 выключается.

Одновременно сигнал с прямог о выхода триггера 69 производит совпадение на элементах И 62 и 45, включая

через ключ 49 электродвигатель 2 в прямом направлении.

При трогании электродвигателя 2 по мере удаления шторки 9 от фотодатчика 32 происходит совпадение на элементе И 53 и несовпадение на элементе И 54 и конденсатор дифференцирующего элемента 68 разряжается. При совершении диском 5 полного оборота (что соответствует продольному перемещению кассет 10 и 11 на один шаг), если на данном шаге в плате 12 нет отверстия, электродвигатель 2 начиИ

10

2 н 44 создаются несонпаде- ния и электродвигатель 2 выключается. Одновременно сигналом инверсного выхода триггера 69 на менте И 64 создается совпадение, включающее электродвигатель 17 в пря мом направлении, ходовой винт 15 с диском 19 совершает полный оборот и кассеты 10 и 11 с платами 12 и 13 пе ремещаются в поперечном направлении на один щаг.

При совершении полного оборота, когда отверстие диска 19 устанавлинает совершать следующий оборот (шаг).д вается против фотодатчика 20, проис- При совершении следующего полного ходит совпадение на элементе И 54,

69 переводится в

20

30

35

оборота продольного шага, если на этой координате в плате есть 12 отверстие, фотодиод 30 засвечивается, сигнал через формирователь 37 подается на вход элемента И 38 и одновременно через фотодатчик 6 и формирователь 39 на другом входе элемента И 38 обеспечивается совпадение.

Запускается одновибратор 41, вклю- 25 чая усилитель 42, включает соленоидный привод 26 и, создавая несовпадение на элементе И 45, электродвигатель 2 вьгключается. При включении соленоидного привода 27 рычаг 24 поворачивается и патрон 22 со сверлом

23опускается вниз. Производят сверление. При движении шторки 27 рычага

24фотодатчик 28 через формирователь 73 подает сигнал на вход элемента

И 45. По истечении времени t действия импульса одновибратора 41 совпадение на элементе И 45 не происходит до тех пор, пока шторка 27 рычага 24 обесточенного соленоидного привода 26 с помощью возвратной пружины 25 не возвратится в исходную позицию, как и патрон 22 со сверлом 23. При этом фотодатчик 28, засвечиваясь, через формирователь 73 создает совпадение на элементе И 45, электродвигатель 2 включается.

Все повторяется, пока по продольной линии плат не будут просверлены все отверстия. В конце рабочего прохода шторка 9 перекрывает световой поток фотодатчику 33 и сигнал через формирователь 51 переводит триггер 52 в единичное состояние. Одновременно создается несовпадение на элементе И 53, сигнал с выхода которого создает совпадение на элементе И 54, триггер 69 переводится в нулевое состояние, на элементах

триггер ЬУ переводится в единичное состояние, происходят совпадения на элементах И 62 и 44, электродвигатель 2 включается в обратную сторону и кассеть 10 и 11 перемещаются справа налево (фиг.). Таким образом, просверливаются все отверстия, находящиеся на координаторной сетке.

В конце цикла (в конце последней продольной линии), когда последний раз шторка 9 перекрывает световой поток на фотодатчике 33, на элементе И 53 создается несовпадение, на элемв - те И 54 - совпадение, триггер 69 устанавливается в нуль, электродвигатель 2 выключается, электродвигатель 17 включается в последний раз в прямом направлении. При совершении ходовым винтом 15 и диском 19 полного оборота наступает конец цикла. Платы 12 и 13 устанавливаются в нерабочем поле.

Шторкой 34 перекрывается световой поток к фотодатчику 36, а отверстия диска 19 устанавливаются против фотодатчика 20. Сигнал через формирователь 55 подается на один вход элемента И 57, а на сигналом другой вход с формирователя 61 через инвертор 63 обеспечиваются совпадение на элементе И 57 и несовпадение на элементе И 64 и электродвигатель 17 отключается. Через ключевой усилитель 72 включается элемент 70 сигнализации (све- тодиод, звуковой сигнал или световое табло с надписью Окончание процесса) .

Пажимом на кнопку 66 обеспечивает gg срабатывание элемента 47 индикации начального состояния. При этом одним нормально замкнутым контактом кнопки 66 разрывается цепь прямого вращения электродвигателя 2 и одним нормально

40

45

50

И

10

2 н 44 создаются несонпаде- ния и электродвигатель 2 выключается. Одновременно сигналом инверсного выхода триггера 69 на менте И 64 создается совпадение, включающее электродвигатель 17 в прямом направлении, ходовой винт 15 с диском 19 совершает полный оборот и кассеты 10 и 11 с платами 12 и 13 перемещаются в поперечном направлении на один щаг.

При совершении полного оборота, когда отверстие диска 19 устанавли69 переводится в

0

0

5

5

триггер ЬУ переводится в единичное состояние, происходят совпадения на элементах И 62 и 44, электродвигатель 2 включается в обратную сторону и кассеть 10 и 11 перемещаются справа налево (фиг.). Таким образом, просверливаются все отверстия, находящиеся на координаторной сетке.

В конце цикла (в конце последней продольной линии), когда последний раз шторка 9 перекрывает световой поток на фотодатчике 33, на элементе И 53 создается несовпадение, на элемв - те И 54 - совпадение, триггер 69 устанавливается в нуль, электродвигатель 2 выключается, электродвигатель 17 включается в последний раз в прямом направлении. При совершении ходовым винтом 15 и диском 19 полного оборота наступает конец цикла. Платы 12 и 13 устанавливаются в нерабочем поле.

Шторкой 34 перекрывается световой поток к фотодатчику 36, а отверстия диска 19 устанавливаются против фотодатчика 20. Сигнал через формирователь 55 подается на один вход элемента И 57, а на сигналом другой вход с формирователя 61 через инвертор 63 обеспечиваются совпадение на элементе И 57 и несовпадение на элементе И 64 и электродвигатель 17 отключается. Через ключевой усилитель 72 включается элемент 70 сигнализации (све- тодиод, звуковой сигнал или световое табло с надписью Окончание процесса) .

Пажимом на кнопку 66 обеспечивает g срабатывание элемента 47 индикации начального состояния. При этом одним нормально замкнутым контактом кнопки 66 разрывается цепь прямого вращения электродвигателя 2 и одним нормально

0

5

0

разомкнутым контактом включается цепь обратного вращения электродви- гателя 2. Одновременно другим нормально замкнутым контактом кнонки 66 разрывается цепь прямого вращения электродвигателя 17, а другим нормално разомкнутым контактом включается цепь обратного вращения электродвигателя 17. Электродвигатели 2 и 17 начинают вращаться в обратную сторону, при этом электродвигатель 17 включается через ключ 65 сигналом с фотодатчика 35 через формирователь 59 и элемент И 58.

Электродвигатели работают, пока шторка 34 не перекроет световой поток на фотодатчике 35 и отверстие диска 19 не установится напротив фотодатчика 20. При этом осуществляется совпадение на элементе И 58 и через ключ 65 выключается электродвигатель 17. Одновременно через ключевой усилитель 67 включается элемент 47 индикации (начальное состояние) , после чего отпускают кнопку 66 и выключают тумблеры 46 и 60.

Формула изобретени

Устройство для сверления печатных плат, содержащее сверлильную головку, кинематически связанную с соответствующим приводом, в одном из концов траектории движения которой установлен первый позиционный датчик, каретку для установки обрабатываемых печатных плат с укрепленным на ней программным шаблоном, над которым

установлена считывающая головка, при- 40 выход - с входом первого элемента

воды продольного и поперечного перемещений каретки, второй и третий позиционные датчики, установленные соответственно в начале и конце траектории продольного перемещения карет- g датчиков соответственно непосредстки, четвертый и пятый позиционные датчики, установленные соответственно в начале и конце траектории поперечного перемещения каретки, элемент памяти, соединенный входами с вторым и третьим позиционными датчиками, и элемент задержки, подключенный выходом к ВХ.ОДУ привода сверлильной головки, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, оно содержит первый и второй путевые дат- ВНИИПИ Заказ 4172/11

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ья

Ь

10

15

,

390068

чики, кинематически связанные с приводами соответственно продольного и поперечного перемещениГ каретки, ключи, соединен1гые входами с шиной питания, причем выходы первого и второго ключей соединены с входами соответственно прямого и обратного хода привода продольного перемсщешш каретки, а выходы третьего и четвертого ключей - с соответствующими входами привода поперечного перемещения каретки, элементы индикации, триггер, дифференцирующий элемент, инвертор, установочный элемент, подключенный выходом к соответствующему входу триггера, первый элемент И, соеди- ненньп входами с выходами считывающей головки и первого путевого датчика, а выходом - с входом элемента задержки, второй и третий элементы И, подключенные первыми входами соответственно к прямому и инверсному выходам элемента памяти, вторыми входами - к

25 выходу элемента задержки, третьими входами - к выходу первого позиционного датчика, а выходами - к управляющим входам соответственно нервого и второго ключей, четвертый элемент

30 И, входы которого соединены с входами элем та памяти, пятый элемент И, подключенный выходом через дифференцирующий элемент к счетному входу триггера, а входами - к выходам четвертого элемента И, второго путевого и пятого позиционного датчиков, шестой элемент И, входы которого соединены с выходами второго путевого и четвертого позиционного датчиков, а

20

35

индикации и управляющим входом третьего ключа, седьмой элемент И, подключенный входами к выходам второго ходового и пятого позиционного

венно и через инвертор, а выходом - к входу второго элемента индикации, восьмой элемент И, выход которого соединен с четвертыми входами второго и третьего элементов И, а входы - с прямым выходом триггера и выходом пятого позиционного датчика, и девятый элемент И, подключенный входами к инверсному выходу триггера и выходу седьмого элемента И, а выходом - к управляющему входу четвертого ключа.

Тираж 785 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - повьшение надежности и быстродействия устройства. Устройством с помощью программного шаблона (эталонного образца 12) осуществляется автоматическое сверление от- верстий в печатных платах 13. Это выполняется путем считьшания с помощью оптической считывающей голов2Э ел со оо со О5