Устройство для монтажа радиоэлементов на печатных платах Советский патент 1987 года по МПК H05K13/00 

Изобретение относится к технологическому оборудованию, в частности к устройствам для монтажа радиоэлементов- на печатные платы пайкой, и может быть использовано в- радиотехнической, электронной и приборостроительной отраслях промьшшенности при монтаже радиоэлементов с осевыми выводами на печатных платах нахлестрч- ным паяным соединением.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - стойка транспортирующего р о- тора; на фиг.З - расположение стойки на транспортирующем роторе; на фиг,6- механизм формовки-и обрезки выводов, общий вид; на фиг.7 - сечение В-В на фиг.6; нафиг.8 - формующий пуансон; на фиг.9 - гибочный пуансон; на фиг. 10 - отрезной нож; на фиг.П - механизм подачи радиоэлементов; на фиг .12- вид Г на фиг .11; на фиг .13- технологическая последовательность формовки и обрезки выводов радиоэлементов; на фиг.14 - конфигурации формовок осевых выводов радиоэлементов при монтаже их нахлесточным паяным соединением на печатных платах (однослойных и многослойных с расположением контактных площадок в колодцах

плат); на фиг. 15 - последовательность 35 с ползуном 44. Механизм 38 формов- извлечения из вырезов стоек транспор- ки и обрезки выводов радиоэлементов

имеет возможность перемещаться, по направляющим 45 и 46 к дискам 30 транспортирующего ротора (приближать- 40 ся или удаляться).

Механизм 38 формовки и обрезки выводов выполнен в виде независимых гибочных головок. Каждая из головок содержит корпус 47, в-верхней части 45 которого на подвижном кронштейне 48 закреплена гибочная пластина-пуансон 49. Кронштейн 48 подпружинен к корпусу 47 пружиной 50, имеет толкатель 39, через который усилие от пневмо- с паяльником 12 и привод 13 перемеще- 50 привода 43 передается на подвижный ния головки П. На траверсе 9 закреп- кронштейн 48. В нижней части корпуса

47 размещена подпружиненная к нему пружиной 51 подвижная скоба 52, к которой прикреплена пластина-нож 53.

тирующего ротора радиоэлементов захватом и установки их на печатных платах; на фиг.16-18 - транспортирующий ротор.

Устройство содержит станину I, на которой размещены Г-образные зшоры 2 и 3, опорная рама 4 и координатный стол 5 с печатной платой 6, на контактных площадках 7 которой установлены выводами радиоэлементы 8. На упорах 2 и 3 установлены соответственно траверсы 9 и 10, к каждой из которых крепится паяльная головка 11

лен кронщтейн 14, а на траверсе 10 - крошптейн 15. К кронштейну 14 крепится упор 16, на котором установлен одним концом вал 17, связанный с зак- 55 скобе 52 подпружинена пружиной 54 репленным на кронштейне 15 приводом колодка 55, к которой прикреплена 18 механизма установки радиоэлементов на печатных платах, включающего , закрепленные на валу I7 рычага 19 и

формующая пластина-пуансон 56, Скоба 52 содержит толкатель 40, через который усилие от пневмопривода 43 пе20 и связанные с ними штанги 21 и 22 с захватами 23 и 24. Каждый захват 23 и 24 содержит зажим 25 и при- вод 26 его поворота с тягой 27.

В цапфах траверс 9 и 10 установлен вал 28, связанный с приводом 29. На валу 28 размещены трехсекторные диски 30 (правый и левый) транспортирующего ротора. На каждом секторе диска 30 расположены стойка 31 с несущим ее держателем 32 и качающийся рычаг 33, подпружиненный пружиной 34. На каждой стойке 31 выполнен ступенчатый вырез 35 и размещен плоскопараллельный формующий выступ 36, а каждый рычаг 33 содержит выступ 37, размещенный в вырезе 35 стойки 31. Формующий выступ 36 расположен на,

стойке 31 с. внещней стороны сектора/ диска 30 у основания выреза 35 стойки 31 перпендикулярно параллельными гранями к плоскости стойки 31 и направлен от выреза 35 продольными сторонами аЬ и cd параллельных граней вдоль касательной FE к окружности, проходящей через основание выреза 35 в противоположную сторону от направления (стрелка D) поворота ротора.

к траверсе 9 прикреплен механизм 38 формовки и обрезки выводов радиоэлементов с толкателями 39 и 40, взаимодействующими с соответствующими им рычагами 41 и 42 пневмопривода

скобе 52 подпружинена пружиной 54 колодка 55, к которой прикреплена

формующая пластина-пуансон 56, Скоба 52 содержит толкатель 40, через который усилие от пневмопривода 43 пе313

редается на скобу 52. Подвижный кронштейн 48, подвижная скоба 52 и колодка 55 каждой головки перемещаются на установленных в корпусе 47 головок колонках 57 и 58.

Гибочная пластина-пуансон 49, формующая пластина-пуа:нсон 56 и пластина-нож 53 каждой головки своими плоскостями установлены перпендикулярно к плоскости гибки вьшодов радиоэлементов (перпендикулярно продольной оси выводов радиоэлементов) и имеют размер рабочих поверхностей (а) в перпендикулярном к плоскости гибки выводов направлении, превьппающий поперечный размер вьтодов радиоэлемен

тов, а пластина-пуансон 49 и пластина-нож 53 каждой головки содержат направляюпще выступы 59 и 60 соответственно и установлены в головках друг относительно друга с перекрытием (б) их обращенных друг к другу поверхностей на участках указанных выступов 59 и 60. Кроме того, гибочные головки содержат подшипники 61 и 62, которыми они перемещаются по направляющим 45 и 46.

Увеличенный размер рабочих поверхностей гибочных пластин-пуансонов 49, 30 диски 30 транспортирующего ротора на- формующих пластин-пуансонов 56, пластин-ножей 53 позволяет использовать их последовательно отдельными участками по мере износа и тем самым увеличить продолжительность цикла между заменами пуансонов и ножей.

Пластина-пуансон 49 и пластина- нож 53 каждой головки соприкасаются на участке перекрытия (б) их обращенных друг к другу поверхностей, исключая тем самым перекосы взаимодействующих при обрезке выводов радиоэлементов режущих кромок, а также предотвращения их зак.тшнивания, приводящие к сбоям в работе гибочных головок .

Гибочные головки установлены таким образом, что их гибочные и формующие пластины-пуансоны 49 и 56 располагаются симметрично по обе сторо- toi от плоскости симметрии дисков 30 -ранспортирующего ротора и обеспечивают возможность размещения между ними стоек 31 дисков 30 с формующими выступами 36.

На опорной раме 4 установлены рлок кассет 63 для радиоэлементов, направляющие лотки 64 с мехагшзмом 65 центрирования радиоэлементов и

ходятся в положении, при котором одна из стоек 31 с качающимся рычагом 33 каждого диска 30 расположены на позиции загрузки радиоэлементов. При

35 этом выступ 37 рычага 33 прижат к стенкам выреза 35 стойки 30. Привод 29 поворота дисков 30 выключен, механизм 38 формовки и обрезки выводов радиоэлементов отведен от дисков 30,

40 толкатели 39 и 40 выступают над корпусом механизма 38 и упираются в рычаги 41 и 42. Механизм установки радиоэлементов на печатнь1х платах направлен захватами 23 и 24 в сторону

45 координатного стола 5, зажимы 25 сведены, привод 18 поворота рычагов 19 и 20 выключен, паяльные головки 11 с паяльниками 12 находятся в верхнем положении, нагреватели паяльни50 ков 12 выключены.

Для работы устройства включается привод поворота дисков 30, привод 18 поворота рычагов 19 и 20 механизма установки радиоэлементов на печатных

55 платах, приводы 13 перемещения паяльных головок 11 и нагреватели (не показаны) паяльников 12, а также пневмопривод 43 перемещения механизма 38 формовки и обрезки выводов радиоэле

механизмом 66 подачи их в вьфезы 35 стоек 31, Механизм 66 подачи выполнен в виде ползуна 67, связанного с приводом его перемещения (не показан) , и вилкообразного захвата 68 с пружинными зажимами для каждого вывода радиоэлемента.

Качающиеся рычаги 33 установлены на осях 69 с возможностью поворота и содержат закрепленные на них упоры

70,а в каждом секторе дисков 30 выполнено окно 71 для размещения в нем упора 70. Размер окна 71 превышает

размер упора 70. При качании рычагов 33 на осях 69 упоры 70 имеют возможность свободно перемещаться в окнах

71.С внешней стороны дисков 30 (фиг.17) против позиций загрузки и

выгрузки радиоэлементов расположены соответственно кулачки 72 и 73, с которыми взаимодействуют Упоры 70 рычагов 33. Кулачки 72 и 73 установлены с возможностью перемещения относительно дисков 30 в их радиальном направлении .

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении устройства

30 диски 30 транспортирующего ротора на-

ходятся в положении, при котором одна из стоек 31 с качающимся рычагом 33 каждого диска 30 расположены на позиции загрузки радиоэлементов. При

35 этом выступ 37 рычага 33 прижат к стенкам выреза 35 стойки 30. Привод 29 поворота дисков 30 выключен, механизм 38 формовки и обрезки выводов радиоэлементов отведен от дисков 30,

40 толкатели 39 и 40 выступают над корпусом механизма 38 и упираются в рычаги 41 и 42. Механизм установки радиоэлементов на печатнь1х платах направлен захватами 23 и 24 в сторону

45 координатного стола 5, зажимы 25 сведены, привод 18 поворота рычагов 19 и 20 выключен, паяльные головки 11 с паяльниками 12 находятся в верхнем положении, нагреватели паяльни50 ков 12 выключены.

Для работы устройства включается привод поворота дисков 30, привод 18 поворота рычагов 19 и 20 механизма установки радиоэлементов на печатных

55 платах, приводы 13 перемещения паяльных головок 11 и нагреватели (не показаны) паяльников 12, а также пневмопривод 43 перемещения механизма 38 формовки и обрезки выводов радиоэле

513

ментов и приводы механизма (не показан) п ерёмещения координатного стола 5,

Радиоэлементы, подлежапще монтажу на печатных платах, загружаются по типоразмерам в кассеты 63, а из них поштучно (по выбору согласно программе) по нагфавляющим лоткам 64 посту- пают в механизм 65 центрирования.

Точность и идентичность размеров формовки и обрезки выводов радиоэлементов (расстояния от.корпуса радиоэлемента до места изгиба выводов, длина обрезки выводов от торца кор пуса радиоэлементов и др.) зависят от расположения корпуса радиоэлементов на транспортирующем роторе. Места изгибов выводов радиоэлементов относительно их поперечной оси корпуса должны быть симметричными 5 а длины загнутых участков выводов должны быть одинаковыми. Нарушение, указанных требований приводит к некачественной подготовке выводов радиоэлементов к монтажу. Поэтому базирова- нив и фиксация радиоэлементов относительно пуансонов и ножей должны вы-- полняться с высокой степенью точности. Эту роль выполняет механизм 65 центрирования, в котором радиоэлементы перед их подачей в вырезы 35 стоек 31 ориентируются (направляются) их осями в требуемых направлениях и позиционируются (выставляются) СВО.ЙМИ осями относительно осей сим- метрии пуансонов и ножей гибочных головок,

Отцентрированные (сориентированные и отпозиционированные) в механизме 65 центрирования радиоэлементы подаются механизмом 66. подачи в .вырезы 35 стоек 31 транспортирующего ротора.

При перемещении ползуна 67 под механизмом 65 центрирования выводы радиоэлементов захватываются пружинными за;кимами 68 и подаются в ступенчатые вырезы 35 стоек 31, прижимаются выступами 37 качающихся рычагов 33, после чего ползун 67 возвращается в исходное положение. Ступенчатой формой вырезов 35 стоек 31 обеспечивается удобство ввода выводов, радиоэлементов между стенками вырезов и передача их транспортирующему ротору доставки на-позицию формовки и обрезки выводов. После этого диски 30 поворачиваются и доставляют радио

0

5

0

5

0

элемент на позицию формовки и обрезки его выводов. Для этого диски 30 останавливаются и фиксируются от про- ворота. Механизм 38 формовки и обрезки выводов радиоэлементов путем перемещения его -ПОДШИПНИКОВ 61 и 62 по направляющим 46 подводится к транспортирующему ротору таким, образом, что его стойки 31 с формующими выступами 36 располагаются между гибочными 49 и формзтощими 56 пластинами- пуансонами, а выводы радиоэлемента 8 располагаются между рабочими поверхностями гибочных 49 и формующих 56 пластин-пуансонов. После этого толкателями 39 от воздействия на них рычага 41 пневмопривода 43 перемещаются, кронштейны 48 с гибочными пластинами-пуансонами 49 и останавливаются на позиции окончательной гибки и обрезки ими выводов радиоэлемента. Затем толкателями 40 от воздействия на них рычага 42 пневмопривода 43 перемещаются скобы 52 каждой гибочной головки, подпружиненные к - скобам 52 колодки 55 и закрепленные на них соответственно пластины-ножи 53 и формующие пластины-пуансоны 56. Сначала при перемеще ши скоб 52 и колодок 55 закрепленными на колодках

55формующими пластинами-пуансонами

56совместно с формующими выступами- матрицами 36 стоек 31 производится П-образная .гибка выводов радиоэлемента 8. При этом выводы радиоэлемента 8 огибаются вокруг профилированных кромок выступов-матриц 36 со стороны вершин ступенчатых вырезов

35 и располагаются вдоль внешних Граней выступов-матриц 36 на некотором расстоянии от поверхности стоек 31 (фиг.13), При дальнейшем движении скоб 52 и колодок 55 формующими плас5 тинами-пуансонами 56 совместно с гибочными пластинами-пуансонами 49 производится окончательная гибка концевых участков выводов радиоэлемента 8 параллельно продольной оси его корg иуса. В конце рабочего хода скоб 52 пластины-пуансоны 56 своими рабочими поверхностями упираются в выводы радиоэлемента 8 и останавливаются противодействующими на выводы усилиями

g рабочих поверхностей гибочных пластин-пуансонов 49. Подпрзгжиненньш ,

. прзокинами 54 к скобам 52 колодки 55 останавливаются, а скобы 52 продолжают перемещаться и режущими кромка5

0

713

ми закрепленных на них пластин-ножей 53 совместно с режущими кромками пластин-пуансонов 49 производится обрезка выводов радиоэлемента 8, После этого действие усилий на толкатели 39 и 40 от пневмопривода 43 прекращается и подвижные элементы гибочных головок под действием сил расжимаю- шрихся пружин 50, 51 и -54 возвращаются в исходное положение, а механизм 38 формовки и обрезки выводов радиоэлементов отводится от транспортирующего ротора, которым радиоэлемент 8 с отформованными выводами доставляет- ся на позицию выгрузки, а в зону формовки и обрезки выводов доставляется очередной радиоэлемент и все дальнейшие операции по формовке и обрезке выводов радиоэлементов повторяются.

Для выгрузки радиоэлемента В рычаги 1 9 и 20 механизма установки поворачиваются и подводят захваты 23 и 24 к -дискам 30 транспортирующего ротора против формующих выступов-матриц 36. При этом зажимы 25 открЬшают

ся, перемещаются штангами 21 и 22 в направлении выступов-матриц 36 со стороны изгибов выводов радиоэлемента у его корпуса, двигаются над выступами-матрицами 36 и останавливаются. После этого зажимы 25 закрьшают- ся (от воздействия приводов 26 на тяги 27) и захватывают выводы радиоэлемента 8, а рычаги 33 поворачиваются, их выступы 37 отходят от выводов радиоэлемента 8 и освобождают их от удержания в ступенчатых вырезах 35 стоек 31. Затем зажимы 25 перемещаются щтангами 21 и 22 в обратном направлении, выводят радиоэлемент 8 из вырезов 35 стоек 31 транспортирующего ротора, поворачиваются рычагами 19 и 20 до вертикального положения над координатным столом 5.

Таким образом, расположение формующего выступа-матрицы 36 на стойке 31 перпендикулярно к ее поверхности позволяет отвести формовку вьшодов радиоэлемента от поверхности стойки 31 и обеспечивает возможность удобного подвода к выводам зажимов 25, а выполнение выступов-матриц по толщине меньше поперечного сечения выводов радиоэлемента обеспечивает их надежный захват зажимами 25 на выступе-матрице 36.

Для установки радиоэлемента на печатной плате 6 захваты 23 и 24 с ра

P

0

диоэлементом 8 перемещаются вертикально штангам 21 и 22 в сторону координатного стола 5 до упора концевых участков выводов радиоэлемента в контактные площадки 7 печатной платы 6 и останавливаются. После этого перемещаются паяльные головки 11 с паяльниками 12 до соприкосновения рабочих торцовых поверхностей паяльников 12 с выводами радиоэлемента 8, производится нагрев выводов радиоэлемента 8 и контактных площадок 7 платы 6 паяльниками 12 и пайка, после чего паяльные головки 11 с паяльниками 12 возвращаются в исходное положение. Зажимы 25 раскрываются и отводятся штангами 21 и 22 от выводов радиоэлемента 8. Все дальнейшие операции повторяются, причем один радиоэлемент находится на позиции загрузки, один - на позиции формовки и обрезки выводов и один - на позиции выгрузки. При каждом очередном повороте дисков

5 30 транспортирующего ротора осуществляется перемещение координатного стола 5 на один шаг, установка радиоэлемента на печатной плате, пайка его вьшодов паяльниками 12, возвраще0 ние паяльных головок 11 с паяльниками 12 и механизма установки радиоэлементов в исходное положение.

Формула изобретения

5

Устройство для монтажа радиоэлементов на печатных платах, содержащее станину, размещенные на станине кассеты для радиоэлементов, транспорQ тируюш й ротор с держателями радиоэлементов, механизм формовки и обрезки выводов с пуансонами, матрицами и отрезными ножами, механизм установки радиоэлементов в виде рычагов с зах5 ватами и паяльные головки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, транспортирующий ротор снабжен радиальными стойками, на каждой из

Q которых вьтолнено гнездо для выводов радиоэлементов в виде ступенчатого выреза и размещена матрица механизма формовки в виде выступа, толщина которого не превьшает размера поперечс кого сечения вывода и который расположен с внешней стороны транспортирующего ротора, продольные грани которого перпендикулярны к стенке выреза стойки у его основания, направленного от него продольными гранями по касательной к окружности, проходящей через основание выреза в противоположную сторону от направления по- ворота ротора, а рычаги с- захватами установлены с возможностью возвратно510

поступательных угловых перемещений в направлении плоскости, проходящей через касательш 1е, по которому pacno-j ложены на стойках ротора соответствующие рычагам выступы матриц механизма формовки.

Устройство для монтажа радиоэлементов (РЭ) на печатных платах содержит транспортирующий ротор, имеющий трехсекторные диски 30, на каждом из которых имеется радиальная стойка (PC) 31 с несущим ее держателем, и качающийся рычаг 33, подпружиненный пружиной 34. На каждой PC 31 имеется гнездо для выводов РЭ в виде ступенчатого выреза (СВ) и размещена матрица механизма формовки в виде выступа, толщина которого не превьшзает размера поперечного сечения вывода и который расположен с внешней стороны транспортирующего ротора, продольные грани которого перпендикулярны к стенке.СВ у его основания, направленного от него продольными гранями по касательной к окружности, проходящей через основание СВ в противоположную сторону от направления поворота транспортирующего ротора. Вал 17 связан с приводом 18 механизма установки РЭ на печатных платах, включающего рычаги 19 и щтан- ги 21 с захватами 23. Каждый захват 23 имеет зажим 25 и привод 26 его поворота с тягой 27. Устройство имеет щирокие функциональные возможности . 1 8 ил . с S (Л IS о OD 00 СП 4 сл Фцг,3

S}

S4

tpueZ

35

31

i/г. 4

33

37

Фие,5

8 0utS

SI

W

«l«7

Q3ue.8

Ц9

N

Ч

X

/

52

/

71

Фие.д

60

66

53 Фие. W

X

Juff г

68

6В

67

Ф

. //

Фиг. 12

9

55

9 30

36

60

n

53

8

53

56

30

36

t

a

.

56

53

fK)ycV ry 3o xxx X ххлХХАЛ :ю{

у

1Лчу.-ууучУ А,уч X у V V хУЧУ уУЧ.у у

Фив .13

У

25

33

ЗГ 37

Фиг. 15

3

70

30 31

. fff

ИГ

11

Физ.Г

JJ

Составитель В.Титов Редактор Н.Киштулинец Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

6385/57

Тираж 799Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4