Устройство для изготовления рисунков печатных плат Советский патент 1980 года по МПК H05K3/00 

Изобретение относится к производству радиоаппаратуры и может быть использовано для изготовления рисунков печатных плат, например при из- 5 готовлении их фотооригиналов.

Известно устройство для изготовления рисунков печатных плат, содержащее двухкоординатный с основанием для закрепления подложки, шпин- Q дель с инструментом, привод шпинделя, подъемный узел на вертикальных направлянхдих и подпружиненный рычаг, устанавливающий подъемный узел в предельное верхнее положение c

Недостатком этого устройства является то, что в нем подпружиненный рычаг связан с силовым электромагнитом и опускание инструмента производится силовым электромагнитом, 20 так что скорость опускания в момент соприкосновения инструмента с подложкой имеет максимальное значение, т. е. касание имеет характер удара, и регулировка величины скорости и 25 усилия вдавливания инструмента в покрытие подложки невозможна. Поэтому при работе имеют место либо повреждения подложки в виде сколов и зарезов, либо неполное удаление JQ

покрытия с подложки в местах, соответствующих пробельным, т. е. неисправимый брак. Скорость подъема инструмента при этом меньше скорости его опускания, что удлиняет время изготовления, так как повторение цикла опускание-подъем инструмента при нанесении рисунка топологии печатной платы на подложку достигает десятков раз в минуту и составляет 50-70% времени изготовления.

Недостатком устройства является также неплавное отслеживание инструментом неровностей подложки из-за наличия в соединении шпинделя с электродвигателем осевого трения, вызывающего быстрый износ и разбалтывание соединения.

Указанный недостаток является причиной брака, особенно при повышении числа оборотов шпинделя и увеличении скорости линейных перемещений инструмента относительно подложки.

Цель изобретения - повышение качества рисунков и производительности работы.

Указанная цель достигается тем, что устройство для изготовления рисунков печатных плат, содержащее расположенные на основании двухкоординатный стол, шпиндель с инструментом и узел перемещения шпинделя с подпружиненным рычагом, снабжено пневмоцилиндром с поршнем, связанным с рычагом узла перемещения шпинделя, пневмотурбиной установленной на шпинделе, и двумя связанными с воз душной магистралью электропневматическими переключателями, один из которых соединен с пневмоцилиндром, а другой - с пневмотурбиной, причем узел перемещения шпинделя снабжен ходовым винтом с гайкой и цилиндрической винтовой пружиной, концы которой закрепленье на шпинделе, а сред няя часть связана с упомянутой гайко На чертеже изображено предлагаемое устройство, вид сбоку. ; Устройство содержит основание 1 -с двухкоординатным столом 2, на кото ром крепится подложка 3, инструмент 4, закрепленный в цанговом зажиме (на черт, не показан) шпинделя 5, который установлен с возможностью вращения в корпусе 6 и несет на себе рабочее колесо пневмотурбины 7. На балке 8 двухкоординатного сто ла, подвижной относительно основания 1, установлена каретка 9, подвиж ная относительно балки 8. На каретке 9 закреплен, корпус 10 с вертикальными направляющими 11, на которых установлен подъемный узел 12 перемещения шпинделя. Рычаг 13 с осью М, расположенно на-корпусе 10, подпружинен посредст вом пружины 15, оттягиваквдей его вверх, и тягой 16 связан с поршнем 17 пневмоцилиидра 18. Корпус б, являющийся корпусом пневмотурбины, и пневмоцилиндр 18 ч рез каналы 19 и 20, соответственно, и через два электропневматических п реключателя сообщаются с каналами 2 воздушной -магистрали. Канал 22 сооб щается с атмосферой. Каждый электропневматический переключатель содержит прямоходовой электромагнит и золотниковый перекл чатель . Электромагнит состоит из катушки 23, магнитопрово да 24, якоря 25 и регулировочного стержня 26, связанн го с якорем 25 при помощи винтового соединения и расположенного вдоль его оси. Золотниковый переключатель состо ит из цилиндра 27 с отверстиями и золотника 28, подпружиненного, пружи ной 29 в сторону якоря 25. Верхний конец 30 узла перемещения шпинделя 12 связан с его нижним концом 31 пружиной 32, средняя част которой закреплена на гайке 33, установленной на винте 34 с возможностью перемещения в вертикс1льном н правлении. На верхнем конце 30 узла 12 имеетя упор 35, а на корпусе 10 - упор 36. Блок 37 управления подключен к риводам линейных перемещений двухкоординатного стола и катушкам 23 лектромагнитов. Устройство работает следующим бразом. При обесточенных катушках 23 зоотник 28 пружиной 29 ставится в крайнее верхнее положение, при котором канал 20 сообщается с каналом 22, имеющим выход в атмосферу. При этом полости пневмоцилиндра 18 Нс1Д и под поршнем 17, а также полость корпуса 6 сообщаются с атмосферой. Рычаг 13 под действием пружины 15 давит на упор 35 и, преодолевая суммарное сопротивление пружины 32 и составляющей силы веса, устанавливает узел 12 и поршень 17 в предельное верхнее положение, определяемое упором 36. Положение якоря 25 относительно магнитопровода 24 и торца золотника 28 задается длиной выступающей из якоря 25 части регулировочного стержня 26, опирающейся о золотник 28. При подаче электрического тока на катушку 28 происходит втягивание якоря 25 в катушку 23 до его соприкосновения с магнитопроводом 24. При этом стержень 26, сжимая пружину 29, толкает вниз золотник 28, перекрывающий канал 22 и открывающий от- верстия цилиндра 27, сообщающиеся с каналом 21. Площадь этих отверстий изменяется по определенному закону при ходе золотника 28 вниз, благодаря чему расход воздуха, поступающего в канал 19 или 20 из магистрали высокого давления при втянутом в катушку 23.якоре 25, определяется конечным положением золотника 28, т.е. положением регулировочного стержня 26 в якоре 25. Из канала 19 воздух попадает в корпус 6 и подается на рабочее колесо 7 пневмотурбины, приводя ее во вращение, охлаждая и смазывая опоры шпинделя 6 (на черт, не показаны). Воздух из канала 20 поступает в пневмоцилиндр 18. Под действием избыточного давления поршень 17 перемещается вниз, опуская тягу 16, ры4af 13 и растягивая пружину 15. Узел 12,опирающийся упором 35 с конец рычага 13, также опускается вниз под действием силы веса и усилия пружины 32. Опускание его происходит до тех пор. пока инструмент 4 не коснется подложки 3. При этом рычаг 13 опускается до своего нижнего предельного положения. Блок 37 управления включает приводы двухкоординатного стола 2, и происходит движение инструмента 4 по подложке с отслеживанием ее неровностей до следующей остановки стола и подъема

инструмента. Управление инструментом и столом производится автоматически в соответствии с згщанной программой, обеспечивающей нанесение на под ложку 3 рисунка печатной платы.

Скорость опускания узла 12.с инструментом 4 на подложку 3 плавно регулируется в широких пределах изменением расхода воздуха в канале 20 при помощи регулировочного стержня, 25.

При изменении геометрии и размеро инструмента. 4 необходимо производить регулировку усилия вдавливания инструмента 4 в подложку 3.

Вращение винта 34 вызывает сме|щение регулировочной гайки 33 вверх или вниз и перемещение точки закрепления средней части пружины 32, т.е. изменение характеристики пружины 32, так что составляющая силы веса узла 12 с инструментом 4 может быть отчасти или полностью уравновешена и усилие прижатия инструмента к подложке может быть уменьшено до нуля или, наоборот, увеличено.

Закон изменения расхода воздуха в канале 20, т. е. изменение площади отверстий цилиндра 27, сообщаемьох с магистралью высокого давления, в зависимости от хода золотника 28, подбирается таким образом, чтобы скорость опускания инструмента 4 под дествием избыточного давления в пневмоцилиндре убывала по мере приближения в подложке 2 и имела минимальную величину в момент соприкосновения с подложкой.

Формула изобретения

Устройство для изготовления рисунков . печатных плат, содержащее рас положенные на основании двухкоординатный стол, шпиндель с инструменGтом и узел перемещения шпинделя сподпружиненным рычагом, о т л и. чающееся тем, что, с целью повышения качества рисунков и произ О дительности работы, оно снаб)ено

5 пневмоцилиндром с поршнем, связанным с 1Я1чагом узла переме1цения шпинделя, пневмотурбиной, установленной на шпинделе, и двумя связанными с воздушной магистралью эле.ктропневма0 тическими .переключателями, один из которых соединен с пневмоцилиндром, а другой - с.пневмотурбиной, причем узел перемещения шпинделя снабжен ходовым винтом с гайкой и цилиндриi ческой винтовой пружиной, концы которой закреплены на шпинделе, а средняя часть связана с упомянутой гайкой .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

№ 374772, кл. Н 05 К 3/00, 1971 (прототип) .