Устройство для установки радиоэлементов на печатные платы Советский патент 1992 года по МПК H05K13/04 

ловок, а установочные головки снабжены установленными на вакуумных присосках подпружиненными поршнями, при этом средство для соединения установочных головок со шпинделем 17 расположено на шпинделе и выполнено в виде шариков 34 и

установленного на шпиндеде 17 поворотного кольца 33, выполненного с пазами для шариков. Гильза 18 неподвижно соединена с кареткой механизма координатных перемещений, а шпиндель 17 установлен на гильзе. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к установке радиоэлементов на печатные платы. Устройство позволяет повысить качество установки радиоэлементов на печатные платы за счет повышения точности их установки и упростить конструкцию. Цель достигается за счет того, что сменные установочные головки жестко соединяются со шпинделем 17 механизма установки, для чего в шпинделе 17 выполнено отверстие для размещения корпуса установочных головок, в котором расположен пневмоцилиндр с гильзой 18 и поршнем 30 для привода установочных го-'it*2937««>&«фиг. 2

Изобретение относится, к установке радиоэлементов на печатные платы и может быть использовано для изготовления блоков радиоаппаратуры в радиотехнической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для установки радиоэлементов на печатные платы, содержащие установленный на каретке механизм координатных перемещений, механизм устанорки радиоэлементов с поворотным шпинделем и механизмом привода установочных головок, выполненный в виде толкателя, механизм сменных установочных головок, выполненный э виде ползуна с держателями сменных установочных головок, неподвижно установленные механизмы подачи радиоэлементов, сменная установочная головка с элементами для фиксации радиоэлементов и средство для фиксации установочных головок, расположенное на механизме установки радиоэлементов.

Известное устройство обеспечивает установку на печатные платы различных радиоэлементов, устанавливая выводы радиоэлементов в отверстия печатной платы, однако оно не может быть использовано для установки радиоэлементов поверхностного монтажа, что ограничивает его функциональные возможности.

. Известно устройство для установки ра-диоэлементов на печатные платы, содержащее механизм установки радиоэлементов. соединенный с.механизмом привода установочной головкой, выполненной с механизмом центрирования и ваккумной присоской.

Известное устройство обеспечивает установку на печатную плату радиоэлементов поверхностного монтажа. Недостатком известного устройства являются ограниченные эксплуатационные возможности, так как оно обеспечивает установку радиоэлементов ограниченного диапазона типоразмеров.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для установки радиоэлементов на печатную плату, содержащее установленный на каретке механизма координатных перемещений механизм установки радиоэлементов с поворотным шпинделем и механизгйом привода установочных головок, механизм сменных установочных головок, выполненный в виде ползуна с установленными на нем держателями сменных установочных головок, неподвижно установленные механизмы подачи радиоэлементов и сменные установочные головки, выполненные с механизмом

центрирования радиоэлементов и вакуумной присоской, выполненной в виДе подпружиненного стержня, и средство для соединения корпуса установочных головок со шпинделем механизма установки, при

этом корпуса сменных установочных головок выполнены с привалочным фланцем.

Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью установки радиоэлементов на печатные , так

как механизм центрирования установочных головок не фиксируется жестко относительно оси шпинделя установочной головки, и сложностью конструкции.

Цель изобретения - повышение качества установки радиоэлементов за счет повышения точности их устан овки и упрощение конструкции - достигается за счет того, что в устройстве для установки радиоэлементов на печатные платы, содержащем установленный на каретке механизм координатных перемещений, механизм установки радиоэлементов с поворотным шпинделем и механизмом привода установочных головок, магазин сменных установочных головок, выполненный в виде ползуна с установленными на нем держателями сменных установочных головок, неподвижно установленные механизмы подачи радиоэлементов и сменные установочные головки,

выполненные с механизмом центрирования радиоэлементов и вакуумной присоской, выполненной в виде подпружиненного стержня, и средством для соединения корпуса установочных головок со шпинделем

механизма-установки, при этом корпуса установочных головок выполненыс привалочным, фланцем, вакуумные присоски сменных установочных головок снабжены установленным на их стержне подпружиненным поршнем, а в шпинделе выполнено отверстие для размещения корпуса сменных установочных головок, в котором размещен механизм привода сменных установочных головок, выполненный в виде пневмоцилиндра с гильзой и поршнем, установленным с возможностью взаимодействия с поршнем вакуумной присоски, при этом средство для соединения корпуса сменных установочных головок со шпинделем механизма установки расположено на шпинделе..

За счет ввода новых элементов обеспечивается точное и жесткое соединение установочных головок и их механизмов центрирования со шпинделем, что обеспечивает повышение точности установки радиоэлементов и упрощение конструк ции установочных головок и механизма установки радиоэлементов.

Соединение гильзы пневмоцилиндра механизма привода сменных установочных головок с кареткой механизма координатных перемещений и установка шпинделя механизма установки на гильзе обеспечивают упрощение конструкции механизма установки, а выполнение держателя магазина сменных установочных головок и средства для соединения корпуса установочных головок со шпинделем механизма установки обеспечивает повышение надежности соединения установочных головок со шпинделем механизма установки радиоэлементов.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - механизм установки радиоэлементов, осевой разрез; на фиг.З - разрез А-А на фиг,2; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - держатель магазина сменных установочных головок, осевой разрез; на фиг.6 - вид В на фиг 5; на фиг.7 - сменная установочная головка, осевой разрез; на фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.7; на фиг.9- разрез Д-Д на фиг.7; на фиг. 10 и 11 - стадии передачи сменной установочной головки из держателя магазина в механизм установки радиоэлементов: на фиг.12 механизм установки радиоэлементов с зафиксированной в нем установочной головкой в момент установки радиоэлементов на печатную плату.

Устройство для установки радиоэлементов 1 на печатную плату 2 содержит установленные на станине 3 механизм 4 координатных перемещений, магазин 5 сменных установочных головок, механизмы 6-8 подачи радиоэлементов, механизм 9 фиксации печатных, плат.

В состав механизма 4 координатных перемещений входит каретка 10, установленная с возможностью перемещения пО двум

взаимно перпендикулярным координатам. На каретке 10 закреплен механизм 11 установки радиоэлементов.

Механизм 5 сменных установочных головок выполнен в виде ползуна 12, подъем и опускание которого осуществляется с помощью привода 13. На ползуне 12 закреплены держатели 14с установленными в них сменными установочными головками 15.

0 Механизм 11 установки радиоэлем нтов содержит размещенный в корпусе 16 поворотный шпиндель 17, механизм приво-. да установочных головок, механизм поворота и средство для соединения корпуса

5 установочной головки со шпинделем. Механизм привода установочных головок выполнен в виде пнеамоцилиндра с.гильзой 18 и поршнем 19, в нижней части которого размещен толкатель- 20, подпружиненный

0 пружиной 21. Гильза 18 неподвижно закреплена в корпусе 16, а шпиндель 17 установлен с возможностью вращения на гильзе 18.

Механизм поворота шпинделя содержит установленную в корпусе 16 плунжеррейку 22, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом 23, подача вращения от которого Шпинделю 1.7 осуществляется посредством храповой муфты 24. Угловое по-.

0 ложение шпинделя 17 определяется шариковым фиксатором 25, установленным с возможностью взаимодействия с корончатым венцом 26 шпинделя 17. Возврат плунжер-рейки 22 в исходное положение

5 осуществляется пружиной 27. Для угловой ориентации сменной установочной головки 15 относительно шпинделя 17 в его стенке закреплен штифт 28. Подвод сжатого воздуха в надпоршневую полость 29 и вакуума в

0 полость 30 осуществляется через кольцевые каналы 31 и 32, выполненные в корпусе 16. Средство для соединения корпуса установочной головки 15 со шпинделем 17 выполнено в виде установленного на

5 шпинделе 17 поворотного кольца 33 и шариков 34, расположенных в отверстиях 35 шпинделя 17. На внутренней поверхности поворотного кольца 33 выполнены пазы 36 для размещения шариков 34, а наеготорцо0 вой поверхности выполнены пазы 37.

В корпусе каждого держателя 14 размещена поворотная втулка 38, подпружиненная пружиной 39. На торцовых поверхностях корпуса держателя 14 и втулки 38 выполнены выступы 40 и 41. Втулка 38 установлена с возможностью поворота с фиксацией через 90° с помощью шарикового фиксатора 42,

Установочная головка 15 содержит размещенные в корпусе 43 вакуумную присоску, выполненную в виде полого стержня АА с наконечником 45 и механизмом центрирования радиоэлементов, который включает в себя центрирующие губки 46 и 47, шарнирно закрепленные на ползунах 48 и 49, подпружиненных пружинами 50, 51. На стержне вакуумной присоски 44 подвижно установлен поршень 52, подпружиненный пружиной 53, опирающейся, на корпус 43, Сверху подвижность поршня 52 ограничена штифтом 54, , закрепленным в стержне вакуумной присоски 44. На корпусе 43 выполнен привалочный фланец 55 с пазами 56, кольцевая канавка 57, на верхней торцовой поверхности корпуса 43 выполнены открытые пазы 58.

Сменные установочные головки 15, предназначенные для установки радиоэлементов разных размеров, отличаются размерами центрирующих губок 46, 47 и наконечников 45.

Устройство работает следующим образом.

Каретка 10 механизма 4 координатных перемещений с установленным на ней механизмом 11 установки радиоэлементов перемещается в позицикэ над магазином 5 таким образом, чтобы ось шпинделя П ме анизма 11 установки радиоэлементов совпадала с осью одного из держателей 14 и |размещенной в нем установочной головки 15. Ползун 12 при этом находится в нижнем положении, пазы 37 на поворотном кольце 33 размещены над выступами 40 держателя 14, штифт 28 в шпинделе 17 расположен над одним из пазов 5В в корпусе 43 установочной головки 15, пазы 36 на внутренней поверхности поворотного кольца 33 совпадают с шариками 34, пазы 56 фланца совмещены с выступами 41 втулки 38 и повернуты на 90 относительно выступов 40 держателя 14, а фланец 55 зафиксирован под выступами 40.

При подъеме ползуна 12 в верхнее положение (фиг. 10) поршень 52 и корпус 43 установочной головки 15 вводятся в полость шпинделя 17 до упора привалочного фланца 55 в торцовую поверхность шпинделя 17, штифт 28 при этом входит в паз 58, пазы 37 совмещаются с выступами 40, а кольцевая канавка 57 размещается напротив шариков 34.

Для соединения корпуса 43 установочной головки 15 со шпинделем 17 в. надпоршневую полость плунжер-рейки 22 подается импульс сжатого воздуха, который перемещает плунжер-рейку 22, поворачивает находящееся в ней в зацеплении зубчатое колесо 23 и через храповую муфту 24 поворачивает шпиндель 17. Для поворота

шпинделя 17 на 90° при дискретности в 45° необходимо подать два импульса сжатого воздуха, Поворотное кольцо 33 при этом удерживается от вращения выступами 40,

размещенными в пазах 37.

После того как шпиндель 17с установочной головкой 15 повернется на 90° (фиг. 11), шарики 34 переходят из пазов 36 в канавку 57 и стопорят корпус 43 установочной головки 15 относительно шпинделя 17. Одновременно со шпинделем 17 и установочной головкой 15 поворачивается (на 90° втулка 38 таким образом, что ее выступы 41 и пазы 56 фланца установочной головки 15 размещаются под выступами 40 держателя. В результате установочная головка 15 оказывается соединенной со шпинделем 17 и освобождается из держателя 14, что обеспечивает возможность для опускания ползуна 12 ма0 газина 5 в исходное нижнее положение,

Механизм подачи 6-8 обеспечивают поштучную подачу радиоэлементов 1 в. зону захвата.

Механизм 11 установки с уста новочной

5 головкой 15 перемещается с помощью механизма 4 координатных перемещений в зону захвата таким образом, чтобы ось установочной головки 15 совпадала с центром одного из радиоэлементов 1. В канал

0 вакуумной .присоски 44 подается вакуум, после чего в надпоршневую полость 29 подается сжатый воздух, поршень 19 приходит в движение, раздвигая центрирующие губки 46, 47 и опуская присоску 44, до упора в

5 радиоэлемент 1, Затем полость 29 соединяется с атмосферой, поршень 19 возвращается пружиной 53 в верхнее положение, удерживаемый вакуумом радиоэлемент 1 поднимается вместе с присоской 44 и центрируется губками 46,47.

После этого радиоэлемент 1 перемещается вместе с установочной головкой 15 в позицию установки, производится его угловая ориентация с помощью механизма поворота шпинделя 17 в полость 29 подается сжатый воздух и радиоэлемент 1 прижимается присоской 44 к печатной плате 2 с предварительно нанесенным на ее поверхность адгезивом.

0 После снятия давления в полости 29 присоска 44 поднимается в исходное положение, а.радиоэлемент 1 остается на печатной плате 2, удерживаемый силой адгезии. Смена установочных головок 15 произ5 водится следующим образом.

Механизм 4 кoopдинaVныx перемещений перемещает установочную головку 15 в позицию над пустым держателем 14, при этом пазы 37 поворотного кольца 33 и пазы 56 фланца 55 располагаются над выступами

40 и 41 держателя 14 и втулки 38. После этого производятся операции подъема ползуна 12, поворота шпинделя 17 на 90° .и опускания ползуна 12. В результате установочная головка 15 оказывается зафиксированной в держателе 14, а шпиндель 17 механизма 11 установки радиоэлементов освобождается для следующей установочной головки.

Таким образом, за счет соединения гильзы 18 пневмоцилиндра механизма приBojcta сменных установочных головок с кареткой 10 механизма 4 координатных перемещений и установки шпинделя 17 на гильзе 18 достигается упрощение конструкции механизма установки рэдиоэлемейтов 11.

Выполнение держателя 14 магазина сменных установочных головок 5 и средств для соединения корпуса 43 сменных установочных головок 15 со шпинделем 17 механизма установки обеспечивают повышение надежности соединения установочных головок 15 со шпинделем 17, м, как следствие, повышение точности установки радиоэлементов по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

механизм привода сменных установочн ых головок, выполненный в виде пневмоцилиндра с гильзой и поршнем, установленным с возможностью взаимодействия с поршнем вакуумной присоски, при этом средство для

соединения корпуса сменных установочных головок со шпинделем механизма установки расположёно на шпинделе.

возможностью вращения в отверстии, выполненном в держателе, фиксаторами этих втулок, а средство для соединения корпуса установочных головок со шпинделем механизма установки выполнено в виде установленного на шпинделе поворотного кольца и шариков, расположенных в отверстиях, выполненных в шпинделе напротив поворотного кольца, а на внутренней поверхности поворотного кольца выполнены пазы для

размещения шариков, при этом на держателях магазина и их подпружиненных втулках выполнены-выступы для фиксации фланца корпуса головок, на привалочных фланцах корпусов установочных головок выполнены

пазы для прохода выступов держателей и их подпружиненных втулок, а на поворотном кольце выполнены пазы для выступов держателей магазина.

Фиг.1

ФигЗ

&-б

35

%г

w

1

3L

Фиг 5

Видд

Фи.В

J 1

Фиг,7

Шг.9

Фиг. Ю

Ши2./7