Устройство для автоматической установкиРАдиОэлЕМЕНТОВ HA плАТу Советский патент 1981 года по МПК H05K13/04 

Изобретение относится к автоматизации монтажно-сборочных работ в про изводстве радиоаппаратуры и может быть использовано в радиопромышленности и промышленности производства средств связи для автоматического монтажа навесных радиоэлементов, в частности транзисторов с предварительно отформованными выводами, на платы с печатным монтажом по заданной программе от устройства цифрового программного управления в условиях крупносерийного и массового производства. Известно устройство «для автоматической установки радиоэлементов на плату, содержащее кассеты, каждая из которых снабжена механизмом поштучной выдачи радиоэлементов, бункерное устройство, механизм подачи радиоэлементов в зону захвата в виде криволинейных лотков, механизм захв та и ориентируемой установки радиоэлементов на плату, механизм подгиб ки выводов, координатный стол с при водом и блок программного управления l Однако данное устройство не обес печивает качества установки радиоэл ментов и ненадежно в работе. Цель изобретения - повышение качества установки радиоэ.пементов и надежности работы. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для автоматической установки радиоэлементов на плату, содержащем кассеты, каждая из которых снабжена механизмом поштучной выдачи радиоэлементов, бункер, механизм подачи радиоэлементов в зону захвата в виде криволинейных лотков, механизм захвата и ориентируемой установки радиоэлементов на плату, механизм подгибки выводов, координатный стол с приводом и блок программного управления, механизм подачи радиоэлементов снабжен толкателями, расположенными симметрично относительно механизма захвата и ориентируемой установки, который снабжен захватными рычагами с элементами направления выводов, подвижно установленными на концах этих рычагов, а бункер выполнен в виде многоканальных лотков, симметрично расположенных относительно механизма захвата и ориентируемой установки радиоэлемента. Кроме того в нижней стенке каждого криволинейного лотка механизма

одачи выполнен сквозной паз для ыводов радиоэлемента и лоток уста новлен шарнирно с возможностью отода от механизма захвата.

На фиг. 1 -схематически изображено устройство, общий йид; на фиг, 2 кассета для радиоэлементов; на фиг.Змеханизм поштучной выдачи радиоэлементов; на фиг. 4 - то же, в момент выдачи радиоэлемента; на фиг,5 многоканальный лоток бункерного устройства; на фиг. 6 - механизм подачи радиоэлемента в зону захвата; на фиг. 7 - толкатели механизма подачи радиоэлемента в зону захвата; на фиг..8 - механизм захвата и ориентируемой установки радиоэлемента; на фиг, 9 - захватные рычаги с элементами направления выводов, перед установкой захваченного радиоэлемента на плату; на фиг. 10 - то же, после установки радиоэлемента на плату; на фиг. 11 - механизм подгибки выводов радиоэлемента под платой; на фиг, 12 - разрез А-Л на фиг. 11.

Устройство содержит кассеты 1, каждая из которых снабжена механизмом 2 поштучной выдачи радиоэлемента, бункер 3, механизм 4 подачи радиоэлемента в зону захвата, механизм 5 захвата и ориентируемой установки радиоэлемента на плату, элементы 6 направления выводов радиоэлемента, механизм 7 подгибки выводов радиоэлемента под платой., координатный стол 8 с шаговым приводом и устройство 9 программного управления. Каждая кассета 1 имеет полость 10 для корпуса радиоэлемента и направляющие пазы 11 и 12 для выводов радиоэлемента. В кассете 1 столбиком один над другим уложены радиоэлементы 13-15 одного типоразмера и номинала. Кассеты 1 установлены с возможностью быстрого съема непосредственно над каналами бункера 3. Механизм поштучной выдачи

2радиоэлемента, которым снабжена каждая кассета 1, выполнен в виде механизма двойного действия с отсекателями 16 и 17, установленными с возможностью возвратного поступательного движения посредством электромагнита 18 и возвратной пружины 19. 0тсекатели 16 и 17 и толкатель 20

.электромагнита 18 шарнирно закреплены к поворотному звену 21. Бункер

3выполнен в виде двух многоканальных лотков 22, симметрично расположенных относительно механизма захвата и ориентируемой установки 5 радиоэлемента на плату. Боковые каналы 23-26 выполнены криволинейными и сходятся к центральному прямолинейному каналу 27. Каждый из боковых каналов 23-26 и центральный, канал

27 имеет полость 28 для корпуса радиоэлемента и направляюций паз 29 для выводов радиоэлемента. Центральный прямолинейный канал 27 при подаче радиоэлемента в зону захвата подсоединен к криволинейрюму лотку 30 механизма 4 подачи. Механизм 4 подач радиоэлемента в зону захвата выполнен в виде двух криволинейных лотков 30, установленных шарнирно с возможностью отвода от механизма захвата и ориентируемой установки 5 радиоэлемента при установке радиоэлемента на плату, .Криволинейные лотки 30 подвешены на поворотных кронштейнах 31, на которых подвижно установлены ролики 32, которые контактируют непосредственно с торцовыми кулачками 33, непосредственно связанными с корпусом 34 механизма захвата и ориетируемой установки 5 радиоэлемента. Каждый криволинейный лоток 30 имеет полость 35 для корпуса радиоэлемента и в нижней стенке сквозной паз 36 для направления выводов радиоэлемента. Механизм 4 подачи также снабжен двумя толкателями 37, имеющими общую ось 38 поворота и расположеннЕлми симметрично относительно механизма 5 захвата и ориентируемой установки радиоэлемента на плату. На приводных концах толкателей 37 подвижно установлены ролики 39, контактирующие,с кулачком 40, Усилие контакта осуществляется двумя пружинами 4 растяжения. Центр радиусов кривизн(1 нижней части криволинейных лотков 30 совпадает с осью 38 поворота толкателей 37, а центр радиусов кривизны верхней части криволинейных лотков 30 находится ниже оси 38 поворота толкателей 37 на величину не менее |длины выводов радиоэлемента, высту1п.ающих из направляющих пазов 36 криволинейных лотков 30 с целью беспрепятственного падения радиоэлемента и бункера 32 в криволинейный лоток 30. Механизм 5 захвата и ориентируемой установки радиоэлемента на плату включает два захватных рычага 42, на приводных концах которых установлены ролики 43, постоянно поджатые пружинами 44 растяжения к конусной поверхности толкателя 45, Корпус 34 механизма 5 установлен в шариковы направляющих 46 с возможностью вертикального перемещения от привода (не показан), Стакан 47 механизма 5 установлен в шарикоподшипниках 48 ft 49 в корпусе 34 с возможностью поворота относительно оси посредством криволинейного паза 50, выполненного в стенке с-такана 47 и взаимодействующего с пальцем 51 электромагнитного фиксатора, содержащего электромагнит 52 и возвратную пружину 53, Захватные концы рычагов 42 снабжены элементами 6 направления выводов, Элементы 6 направления выпол гсны в виде двух ползунов 54 и 55, установленных подвижно на захватнглх концах рычагов 42, и имеют памрапляюшие пазы .56 для выводов радиог логк.итл ,

Рабочие поверхности нижней части криволинейных лотков 30 приподаче радиоэлемента в зону захвата являются геометрическим продолжением рабочих

поверхностей разжатых захватных рычагов 42 механизма 5 захвата и ориенти руемой установки радиоэлемента.

Механизм 7 подгибки выводов радиоэлемента под платой .снабжен наковальней 5.7, в торце которой нанесены углубления 58 для выводов радиоэлемента с учетом всех возможных положений радиоэлемента при установке его на плату. Наковальня 57 установлена в направляющих 59 только с возможность вертикального перемещения посредством электромагнита 60 и возвратной пружины 61. Координатный стол 8 с шаговым приводом включает средств баз1ч ования и крепления платы 62 и два механизма дискретного перемещения столика в двух взаимно перпендикулярных направлениях (не показаны).

Устройство 9 программного управления предназначено для координации движения всех механизмовустройства в наладочном piyuHOM и автоматическом рабочем режимах работ в соответствии с программой, записанной на перфоленте, зависящей отсхемы расположения навесных радиоэлементов,устанавливаемых на плату, а также от их типоразмеров и номиналов.

Устройство работает .следующим образом.

Радиоэлементы13, 14 и 15, уложен ные столбиком в полости 10 кассеты 1 удерживаются отсекателем 17. При сра. батыва«ии электромагнита 18 толкатель. 20 поворачивают звено 21, при повороте отсекатель 16 вдвигается в полость 15 кассеты 1, а отсекатель 17 выходит из полости 15. При этом столбик радиоэлементов 14, 15 удерживается отсекателем 16, а радиоэлемент 13 под действием силы тяжести подается в бункер 3-. При обесточивании электромагнита 18 толкатель 20 под действием сил сжатия возвратной прУжины, 19 возвращается в исходное положение, поворачивая звено 21 по часовой стрелке. При таком повороте звена 21 отсекатель 17 вдвигается в полость 15 кйссеты 1, gi отсекатель 16 выходит из указанной полости. При этом оставшиеся в кассете 1 радиоэлементы под действием силы тяжесги опускаются до упора в отсекатель 17. Отсеченный радиоэлемент 13 из кассеты 1 попадает в соответствующий канал одного из лотков 22 бункера 3. Многоканальный лоток 22 выполнен таКИМ образом, что не зависимо от того, в каком из 5 криволинейных каналов 2325 иЛи 26 был в первоначальном положении отсеченный радиоэлемент 13, он под действием силы тяжести попадает в центральный прямолинейный канал

27. Так как при подаче радиоэлемента 13 в зону захвата прямолинейный центральный канал 27 подсоединен к криволинейному лотку 30 механизма 4 подачи радиоэлемента 13 в зону захвата то последний под действием силы тяжести попадает в полость 35 лотка 30 При прохождении радиоэлемента 13 в полости 35 криволинейного лотка 30 выводы 63 радиоэлемента проходят над толкателями 37, которые в исходном положении разведены под действием кулачка 40 на ролики 39. При срабатывании привода кулачка 40 (не показан) последний поднимается, а толкатели 37 под действием сил растяжения пружин 41 сходятся друг к другу. При этом радиоэлемент 13 за выводы 64 толкателями 37 перемещается в раскрытый зев рычажного захвата 42 механизма 5 захвата и ориентируемой установки радиоэлемента. В связи с тем, что толкатели 37 симметрично расположены относительно механизма 5, крайние выводы 63 радиоэлемента 13 располагаются в конце перемещениятолкателей 37 строго симметрично относител-ьно оси захватных рычагов 42 механизма 5 захвата и ориентируемой установки радиоэлемента, что обеспечивает прочную его базировку, так ка один из толкателей 37 в процессе установки является базой. В начальный момент установки радиоэлемента 13 на плату 62 под действием кулачка 40 толкатели 37 разводятся и возвращаются в исходное положение, а при. опускании корпуса 34 механизма 5 торцовые кулачки 33 воздействуют на ролики 32 повторных кронштейнов 31. При повороте последних- криволинейные лотки 30 отводятся от захватных ры4afOB 42 механизма 5, освобождая место Д.ЛЯ опускания последнего. После подачи радиоэлемента 13 в зону захвата срабатыв.ает привод рычажного захвата (не показан). Толкатель 45,. воздействуя на ролики 43, сводит захватные концырычагов 42 против сил растяжения пружин 44. При этом выводы 63 захваченного радиоэлемента 13 располагаются в направляющих пазах 56 элементов 6 направления. Вертикальное перемещение механизма 5 захвата и ориентируемой установки осуществляется в шариковых направляющих 46 отдействия-привода (не пока.зан). В момент соприкосновения элементов 6 направления с поверхностью платы 62 элементы направления останав ливаются, а захватные рычаги 42 продолжают опускаться. При этом, выводы 63 захваченного радиоэлемента 13, скользя в направляющих пазах 56 элементов 6 направления, входят в отверстие платы 62. После подгибки выводов 63 установленного радиоэлемента 13 под платой срабатывает привод рычажного захвата. Толкатель 45 возвращается в исходное положение, а захватные рычаги 42 под действием сил растяжения пружин 44 разводятся, освобождая захваченные выводы радио&лемеНта. После освобождения установленного радиоэлемента срабатывает привод вертикального перемещения и механизм захвата и ориентируемой установки возвращается в исходное положение Ори этом элементы 6 направления выво1цов радиоэлемента также возвращаются в исходное положение под действием сил тяжести. Установленный радиоэлемент, выданный одной из кассет 1, расположенных над правым многоканальным лотком 22 бункера 3, отличается от Остановленного радиоэлемента, выданного одной из кассет 1, расположенных над левым многоканальным лоткам 22 бункерного устройства 3, расположением корпуса радиоэлемента на плате. Радиоэлементы развернуты относительно друг друга на 180. При необходимости установки радиоэлемента под углами к радиоэлементам, установленным описанным способом, включают электромагнит 52 механизма 5 ориентируемой установки радиоэлемента. При срабатывании элекромагнита 52 палец 51 электромагнит ного фиксатора входит в криволинейный паз 50 стакана 47. Теперь при вертикальном перемещении механизма 5 стакан 47 в начальный момент вследствие вазимодействия криволинейного участка паза 50 с неподвижным пальцем 51 электромагнитного фиксатора дополнительно поворачивается в шарикоподшипниках 48 .и 49. Криволинейный участок паза 50 обеспечивает поворот стакана 47 на угол, равный 90, а прямолинейный участок паза 50 обеспечивает дальнейшее опускание стакана 47 в повернутом положении до установки радиоэлемента на плату. При возврате механизма установки 5 в исходное положение вследствие взаимодействия криволинейного паза 50 с пальцем 51 электромагнитного фиксатора стакан 47 разварачивается на 90 и приходит в первоначальное положение, оЬеспечивающее захват радиоэлемента. При обесточивании электро магнита 52 палец 51 выходит из паза 50 под действием сил сжатия пружины 53.

После установки радиоэлемента 13 выводами 63 в отверстия платы 62 ера батывает электромагнит 60 и наковальня 57 перемещается вертикально вверх по направляющим 59. При этом выводы 63 радиоэлемента попадают в углубле ия 58. За счет скосов в углублениях .58 выводы 63 радиоэлемента сначала изгибаются , а в конце перемещения наковальни 57 поджимаются к нижней поверхности платы 62. из-заналичия ряда углублений 58 на торце наковаль

ни 57 обеспечивается подгибка выводов радиоэлемента под платой независимо в каком из чeтыpex положений установлен радиоэлемент на плате. После подгибки выступающих под платой выводов радиоэлемента электромагнит обесточивается, а наковальня 57 опускается под действием сил возвратной пружины 61. После установки и закрепления радиоэлемента на плате 62 от устройства 9 программного управления поступает команда на механизмы дискретного перемещения столика. Координатный столик с закрепленной на нем платой 62 перемещается в двух взаимно перпендикулярных направлениях до совмещения заданного места установки следующего радиоэлемента в соответствии со-схемой платы с ос.ью механизма 5 захвата и ориентируемой установки радиоэлемента. Одновременно с координатным перемещением платы в новое положение дается команда на выдачу соответствующего радиоэлемента из кассеты в бункерное устройство 3. Цикл работы устройства возобновляется. После установки всех необходимых радиоэлементов на плату 62 устройство автоматически отключается. Плата с установленными и закрепленными на ней радиоэлементами снимается с координатного столика 8. а на ре место устанавливается следующая заготовка платы с печатным монтажом.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической установки радиоэлементов на плату, содержащее кассеты, каждая из которых снабжена механизмом поштучной выдачи радиоэлементов, бункер, механизм подачи радиоэлементов в зону захвата в виде криволинейных лотков, механизм захвата и ориентируемой установки радиоэлементов на плату, механизм подгибки выводов, координатный стол с приводом и блок программного управления, отличающееся тем, что, с целью.повышени качества установки радиоэлементов и надежности работы, механизм подачи радиоэлементов снабжен толкателями, расположенными симметрично относительно механизма захвата и ориентируемой установки, который снабжен захватными рычагами с элементами направления выводов, подвижно установленными на концах этих рычаговj а бункер выполнен в .виде многоканальных лотков, симметрично распрложенных относительно механизма захвата и ориентируемой установки радиоэлемента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней стенке каждого криволинейного лотка

механизма подачи радиоэлементов выполнен сквозной паз для выводов радиоэлемента и лоток установлен шарнирно с возможностью отвода от механизма захвата.

. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 1386451, кл. В 3 А, 1975.

Ч Ч

k 13 10

ifutS

22