Устройство для установки радио-элЕМЕНТОВ HA пЕчАТНыЕ плАТы Советский патент 1981 года по МПК H05K13/02 

54) УСТРОЙСТВО для УСТАНОВКИ РАДИОЭЛЕМЕНТОВ НА ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ

Изобретение относится к технологии производства радиоаппаратуры и может быть использовано в установках для автоматизированной сборки и пайки узлов радиоаппаратуры на печатных платах.

Известно устройство для автоматической установки радиоэлементов на печатные платы, которое позволяет автоматически вставлять радиоэлементы с параллельными выводами в отверстия под выводы в печатных платах и характеризуется наличием в нем загрузочного устройства со средствами селективного подвода, обеспечивающими выборочный подвод любой группы радиоэлементов, с разделительными средствами, обеспечивакнцими отделение одного радиоэлемента от выбранной для подвода группы радиоэлементов, устройства их транспортировки и установкиВ отверстия печатных плат Ш .

Недостатком данного устройства является то, что оно пригодно для установки ограниченного вида радиоэлементов, в основном с параллельными выводами и имеет низкую производительность из-за наличия одной установочной позиции.

Известно также устройство для автоматической установки радиоэлементов с аксиально направленными выводами, которые параллельно соединены друг с другом посредством ленты, намотанной на катушку, включающее механизм отрезания наружных концов

0 выводов радиоэлементов и механизм сгибания выводов радиоэлементов с обеспечением подрезки и установки ,согнутых выводов в отверстия на печатной плате. Устройство оснащено

5 конвейером для транспортирования радиодеталей от механизма отрезания к механизму установки, а также средствами фиксации печатных плат Г23.

Недостатки известного устройства

0 ограниченный тип устанавливаемых радиоэлементов (только с аксиальными выводами), а также наличие транспортного устройства для перемещения радиоэлементов от катушек до уста5новочных головок, что не позволяет повысить производительность устройства.

Известно также устройство для ус тановки радиоэлементов на печатны

платы, содержащее программирующий блок и узлы установки рещноэлементов, включающие механизм транспортирования, установочную головку с механизмом ее перемещения и механизм подрезки и загибки выводов радиоэлементов. Транспортирующий механизм устройства выполнен в виде горизонтальных направляющих, одна из -кото1рых перемещается, увеличивая или уменьшая ширину канала в зависимости от ширины (длины) платы, и в виде гибкого приводного ремня, на котором закреплены собачки с длинными штырями, при помощи которых плата перемещается из одной позиции в другую. После установки платы установочные конические штифты фиксируют плату относительно установочны головок з .

Однако и это устройство обладает недостатками: требуется движение головок в момент установки радиоэлемента по осям X и У, что обеспечивается компьютером и специальными запоминающими, контролирующими и фиксирующими системами, а с другой стороны движение головок по оси X и У приводит к быстрому износу приводного механизма и направляющих и, соответственно, образованию люфтов и уменьшению точности позиционирования, установка в одной позиции нескольких радиоэлементов требует помимо автоматов вклейки радиоэлементов в Липкую ленту, использование линии (секвенсера) переклейки их из ленты в ленту по заданной прорамме, а это вызывает необходимость изготавливать радиоэлементы с удлиненными выводами, что треЬует дополнительного расхода цветных и драгоценных металлов; наличие гибкого ремня с собачками со штифтами при большой длине транспортирующего механизма- приводит к вытяжке шага между штифтами и, соответственно затрудняет вхождение конических позиционных штифтов в отверстия платы, нет возможности пропускать головки, не используемые для установк радиоэлементов. Эти недостатки ограничивают функциональные возможности устройства и непозволяют увеличить его производительность.

Цель изобретения - повышение производительности и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается те что, в устройстве для установки радиоэлементов на печатные платы, содержащем программируквдий блок и узлы установки радиоэлементов, включгиощие механизм транспортированйя, установочную головку, механизм перемещения установочной головки и механизм подрезки и загибки вьшодов радиоэлементов, механизм транспортирования каждого узла установки радиоэлементов выполнен в виде набора транспортирующих и базирующих роликов и снабжен подвижным упором с механизмом его перемещейия, причем транспортирующие ролики установлены под углом к направлению перемещения печатных плат, установочные головки и подвижные упоры устанлены с возможностью перемещения и фиксации во взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости перемещения печатных плат, а механизмы их перемещения снабжены упорами и фиксторами, электрически соединенными с программирующим блоком.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства для установки радиоэлементов на печатные платы; на фиг. 2 - транспортирующий узел устройства для установки радиоэлементов на фиг. 3 - механизм подрезки и загибки выводов радиоэлементов

Устройство содержит загрузочный узел печатных плат (не показан) и узлы установки радиоэлементов. Все узлы установки состоят из механизма транспортирования, включающего электродвигатель 1 с электромагнитной муфтой, связанной клиноременной передачей, шкив 2, связанные винтовыми зубчатыми передачами транспортирующие эластичные ролики 3, базирующие ролики 4, базирующие печатные платы по оси У (ось У перпендикулярна направлению движения печатных плат) и опорные ролики 5, базирующие печатные платы по вертикали.

Транспортирующие ролики 3 расположены к направлению движения печатных плат под углом oL- , в результате чего (фиг. 2) окружное усилие Р ведущих эластичных роликов 3 раскладываетсяна Рщ, обеспечивающее прижим печатных плат к базовой поверхности Б роликов 4 и Р)(, обеспечивающее движение печатной платы в направлении оси X (ось X совпадает с направлением движения). Каждый узел установки радиоэлементов содержит подвижный упор, состоящий из электродвигателя 6, реечного колеса 7, рейки 8, реечных шаговых фиксаторов 9, жестко связанных с ползуном 10, упора 11 получающего возвратно-поступательное движение от пневмопривода 12, экрана 13, фотодатчиков 14, фиксаторов 15, пневмоприводов 16. Привод установочныхголовок, состоит из электродвигателя 17, реечного колеса 1, рейки 19, набора реечных шаговых .фиксаторов 20, жестко связанных с ползуном 21, экрана 22, фотодатчиков 23, фиксаторов 24, пневмо- привода 25, рычага 26 связи с бесконтактным, .датчиком 27. Устройство содержит также механизм подрезки и подгибки выводов 28 радиоэлементов,

жестко связанного с ползуном 21 и состоящего из неподвижного ножа 29 и подвижных ножей 30 и 31, и механизм подрезки и подгибки выводов радиоэлементов с переменным установочным размером (фиг. 3), состоящий из микроэлектродвигателя, диска с отверстием, редуктора (не показаны) червяка 32, червячного колеса-сектора 33, шестерен 34, осей 35 и 36, корпуса 37, жестко связанного с ось 35, корпуса 38, жестко связанного с осью 36, ножа 39, жестко связанного с корпусом 37 и ножа 40, жестко связанного с корпусом 38, подвижных ножей 41 и 42, толкателей 43 и пневмопривода 44.

Головка установки перемычек, жеско связанная с ползуном 21, (не показана) . Головка у становки радиоэлементов цилиндрической формы,, вклеенных в липкую ленту,-состоит из катушки 45 с вклеенными радиоэлементами 46, корпуса головки 47, с размещенными в нем пуансонами 48 и 49. Головка установки радиоэлементов, не подлежащих поставке в липкой ленте, состоит из вибробункера 50, барабана 51 рихтовки выводов радиоэлементов 52 с подпружиненной колодкой 53, накопителя 54, корпуса установочной головки 55 с пуансоном 56 и другими деталями, аналогичными предыдущей головке.

Головка установки микросхем, состоит «из прямоточных лотков-кассет 57, вставленных в магазин 58, получающий движение от делительного механизма, корпуса 59 с каналом, лотка 60, рычага 61, упора и пуансона 56. Программирующий блок на фиг. условно не показан. .

Устройство работает следующим образом.

Перед обработкой новой партии печатных плат от программирующего блока или с пульта управления включают пневмоклапаны и подают воздух на пневмоприводы 16, 25 и 12, которые выводят фиксаторы 15, 24 и упор 11 в н ижнее положение, после чего включаются электродвигатели 6 и 17 и выводят ползуны 10 и 21 в крайнее исходное положение. Контроль вывода осуществляется конечным включателем (не показан).

Переналадка устройства для сборки определенного вида платы происходит следующим образом.

Опорная точка (программный нуль на каждой печатной плате используется для определения, размеров всех отверстий под радиоэлемент на печатной плате. Вторая опорная точка (машинный нуль) расположена на узлс1Х установки и соответст-вует первой впадине на одном из реечных шаговых фиксаторов 9 и 20, а крайнее исходное положение отстоит даль ше на 4-10 мм.

Машинный нуль используется для расположения программного нуля установочных головок. Все положения программного нуля соотносятся с машинным нулем, поэтому каждая плата, расположенная под установочной головкой, имеет свои координаты X и У, используемые для выбора ее расположения. Координатные отверстия в

0 печатных платах должны пересекаться с осями сетки X и У с шагом 1,25 мм или 2,5 мм. Реечные шаговые фиксаторы также имеют шаг 1,25 м или 2,5 мм. Затем вводят в программирую5щий блок данные, определяющие порядок включения соответствующего реечного шагового фиксаторов 9 и 20 и фотодатчиков 14 и 23 для каждого положения установочной головки и под0вижного упора каждого узла, которые рассчитывают, исходя из требуемого места установки радиоэлемента на печатной плате с учетом его координат относительно программного нуля,

5 соотнесенных с машинным нулем.

После того как программа введена, подается команда на включение электродвигателей 6 и 17 и пневмопривода 12 всех узлов и установки, и через

0 экраны 13 с отверстиями, соответствующими шагу набора реечных фиксаторов 9, через соответствующий фотодатчик 14 производится отсчет, по которому срабатывает тот или иной

5 из фиксаторов для установки упора 11 относительно оси X, что соответствует установке печатной платы относительно машинного нуля по оси X. Одновременно фотодатчик 23 через экран

0 22 с отверстиями, соответствующими шагу набора реечных фиксаторов 20, производит отсчет и включает соответствующий фиксатор 24, что соответствует установке установочной головки относительно машинного нуля

5 по оси у.

После того как произведена настройка устройства для сборки определенного вида платы, подается команда на пуск устройства.

0

Из загрузочного устройства по одной штуке подаются печатные платы в зону транспортирующего механизма между эластичными роликами 3 и опорными роликами 5. Ролики 3 получают

5 вращение от электродвигателя 1 с электромагнитной муфтой через ременную передачу, шкив 2, зубчатые передачи . Транспортирующие эластичные ролики 3 расположены к направлению движения печатных плат под углом, в результате чего окружное усилие Р ведущих роликов 3 раскладывается на РН . обеспечивающее прижим печатной платы к базовой поверхности Б роликов 4/ и, Р,( , обеспечиванвдее движеие печатной платы в направлении си X {фиг. 2),

При движении печатная плата нажиает на. рычаг 26 и через бесконтактный датчик 27 отключает электромагнитную муфту, обеспечивая прижим ечатной платы к поверхности подвижного упора 11 за счет остаточного силия трения между дисками муфты , соответственно, позиционирование ечатной платы относительно устано- . вочной головки и механизма. Од11овреенно подается команда на включение пневмопривода установочной головки первого узла установки. После установки первого элемента на печатной плате подается команда на включение пневмопривода механизма подрезки и . загибки выводов 28, в результате чего подвижные ножи 30 и 31 подрезают выводы относительно неподвижного ножа 29 и производят их загибку.

В случае использования головок с переменным установочным размером . под выводы радиоэлементов применяется узел, изображенный на фиг. 3. Работает он следующим образом.

От микроэлектродвигателя, на валу которого установлен диск с отверстием, пересекающим фотодатчик, вращение передается на червячный редуктор, а от него на червяк 32, червячное колесо-сектор 33, шестерни 34, которые через оси 35 и 36 разводят корпуса 37 и 38 с неподвижными , ножами 39 и 40 в положение, соответствующее установочному размеру радиоэлемента. Управление производится ОТ программирующего блока путем отсчета оборотов микроэлектродвигателя., причем, это производится во время настройки устройства на сборку определенного вида печатных плат.

. После того, как радиоэлемент установлен в отверстия печатной платы, включается пневмопривод 44 и через толкатели 43 и подвижные, ножи 41 и 42 производит подрезку выводов и их загибку и при возвращении подвижных ножей в исходное положение подается команда на включение пневмопривода 12, в результате чего упор 11 перемещается в нижнее положение и одновременно включается электромагнитная муфта 1 и печатная плата роликами 3 перемещается до второго упора 11. Аналогично, через рычаг с.бесконтактным датчиком происходит отключение электромагнитной муфты узла транспортировки второго узла установки, и подается команда на включение пневмопривода установочной гот ловки 47. При движении вниз пуансон 48 формует вывод радиоэлемента, устанавливает его в отверстия печатной платы, после чего срабатывает

механихм подрезки и подгибки выводов 28.

При подъеме пуансонов 48 вверх механизм подачи перемещает ленту с радиоэлементами на шаг и при отводе ножей в исходное положение, включается электромагнитная муфта транспортирующего Механизма второго узла установки и перемещает печатную плату до рычага с упором 11 третье ° узла установки. Происходит отклю ченйе электромагнитной муфты, включается пневмопривод установочной головки 55, и при движении пуансона 56 формуются выводы радиоэлементов и устанавливаются в отверстия печатной платы. Загрузка радиоэлементов 52 в накопитель 54 происходит из вибробункера 50 на барабан 51 рихтовки выводов через подпружиненную колодку 53 в накопитель 54. По мере заполнения накопителя через фотодатчик отключается вибропривод, а при израсходовании радиоэлементов через другой фотодатчик - включается. После прогибки выводов и возвращения

в исходное положение включается электром§1гнитная муфта транспортирующего механизма, и плата перемещается до рычага с б.есконтактным датчиком и подвижного упораследующего узла

установки, после чего включается

пневмопривод установочной головки 55 микросхем и пуансон 56 устанавливает микросхему в отверстия платы, а механизм подрезки и загибки выводов, подрезает и загибает

выводы микросхем. I .

Микросхемы в прямоточных кассетах 57 устанавливаются вмагазин 58. В. зоне загрузки делительный механизм

по одной подает микросхемы через канал корпуса 59 в лоток 60 и из него рычагом 61 микросхема досылается до упора, а при движении пуансона ,. 56 микросхема устанавливается в отверстия печатной платы.

После возвращения ножей меха11изма подрезки и загибки выводов микросхемы и пуансона 56 в исходное положение подвижный упор 11 опускается

в нижнее положение, включается электродвигатель механизма транспортировки и плата перемещается до упора следующего узла установки, в случае, если один или несколько узлов установки не задействовано, их подвижные упоры находятся в нижнем положеtiHH,. и печатные йлаты проходят эти модули транзитом до выдвинутого упора, и цикл повторяется.

Посзле заполнения печатных плат радиоэлементами они поступают на узел пайки, команда на включение которого подается от датчика последнего модуля, и производится пайка ра,у

диоэлементов на печатной плате.

Формула изобретения

Устройство для установки радиоэлементов на печатные платы, содержащее программирующий блок и узлы установки радиоэлементов, включающие механизм транспортирования, установочную головку, механизм перемещения установочной головки и механизм подрезки и загибки выводов радиоэлементов, отличающеес я тем, что, с целью повышения ироизводительности и расширения функциональных возможностей, механизм транспортирования каждого узла установки радиоэлементов выполнен в виде набора транспортирующих и базирующих роликов и снабжен подвижным упором с механизмом его перемещения.

причем транспортирующие ролики установлены под углом к направлению перемещения печатных плат, установочные головки и подвижные упоры установлены с возможностью перемещения и фиксации во взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости перемещения печатных плат/ а механизмы их перемещения снабжены упорами и фиксаторами, соединенными с программируивдим блоком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 кл. 29-203, от 04.08.69.

кл. 29-203В, от 27.03.73 (прототип). f 5 Vч fi±

(put. 3