Устройство для сверления печатных плат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - повьшение надежности и быстродействия устройства. Устройством с помощью программного шаблона (эталонного образца 12) осуществляется автоматическое сверление отверстий в печатных платах 13. Это выполняется путем считьшания с помощью оптической считывающей голов2Э ел со оо со О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1 39006 А1 (5!)4 В 23 35 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3953375/24-24 (22) 30.07.85 (46) 23.09.87. Бюл. N 35 (71) Тбилисский научно-исследовательский институт приборостроения и средств автоматизации Научно-проI I 11 изнодственного объединения Элв» (72) З.А.Азмайпарашвили, А.Г.Азмайпарашвили и Д.В.Афанасьев (53) 621.952.529 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 221463, кл. В 23 Q 35/22, 1967. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия устройства. Устройством с помощью программного шаблона (эталонного образца 12) осуществляется автоматическое сверление от верстий в печатных платах 13. Это выполняется путем считывания с помощью оптической считывающей голов1339006 ки отверстий в эталонной печатной плате по строкам и столбцам с помощью приводов продольного и поперечного перемещений кассет 10 и ll с установленными на их эталонной 12 и обрабатываемыми 13 печатными платами.

Управление приводами перемещений и сверлильной головкой 21, перемещаемой посредством соленоидного привода 26, осуществляется посредством триггера 69, элементов памяти 52 и задержки 41, формирователей 37,39, 50,51,55,61 и 73 ключевых усилителей

42,67 и 72 и логических элементов

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах программного управления сверлиль6 ными станками.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности устройства для сверления печатных плат.

На чертеже показана функциональ- 1О ная схема устройства.

Устройство содержит основание 1, электродвигатель 2, муфту 3, ходовой винт 4, диск 5 с отверстием, фотодатчик 6, гайку 7, направляющую 8, шторку 9, кассеты 10 и 11, программный шаблон (предварительно просверленную эталонную печатную плату) 12, просверливаемую печатную плату (пакет печатных плат) 13, гайку 14, хо- 2р довой винт 15, муфту 16, электродвигатель 17, основание 18, диск 19 с отверстием, фотодатчик 20, сверлильную головку 21 с патроном 22 и сверлом 23, рычаг 24, пружину 25, привод 25

26 сверлильной головки (соленоидный), шторку 27 с отверстием, фотодатчик

28, кронштейн 29, фотодиод 30, осветитель 31, фотодатчики 32 и 33, шторку 34, фотодатчики 35 и 36, формиро- ЗО ватель 37, первый элемент И 38, формирователь 39, шину 40 питания, элемент 41 задержки (одновибратор) ключевой усилитель 42, установочный элемент (кнопку) 43, второй 44 и третий 45 элементы И, тумблер 46, элемент 47 индикации, первый 48 и

И 38,44,45,48,49,53,54,57,58,62 и 64, осуществляющих подключение входов прямого и реверсного вращений приводов каретки через ключи 48,49, 65 и 71 к питающей шине 40. При этом исходные сигналы управления приводами генерируются позиционными датчиками 9 и 32 — 35, установленными в соответствующих местах траекторий перемещений сверлильной головки 21 и каретки, и путевыми датчиками 5,6, 19 и 20, кинематическими связанными с приводами перемещений каретки.

1 ил.

2 второй 49 ключи, формирователи 50 и

51, элемент 52 памяти (триггер), четвертый 53 и пятый 54 элементы И, формирователь 55, направляющую 56, седьмой 57 и шестой 58 элементы И, формирователь 59, тумблер 60, формирователь 61, восьмой элемент И 62, инвертор 63, девятый элемент И 64, третий ключ 65, кнопку 66, ключевой усилитель 67, дифференцирующий элемент 68, триггер 69, элемент 70 индикации, четвертый ключ 71, ключевой усилитель 72 и формирователь 73.

Электродвигатели 2 и 17,установленные на основаниях соответственно I u

18 и кинематически связанные посредством муфт 3 и 16 соответственно ходовых винтов 4 и 15 с гайками 7 и 14, перемещающихся по направляющим 8 и

56 соответственно, образуют приводы соответственно продольного и поперечного перемещений каретки, образованной кассетами 10 и ll. Осветитель 31 и фотодиод 30, установленные на кронштейне 29, образуют считывающую головку. Фотодатчики 32 и 33, взаимодействующие со шторкой, установленной на гайке 7, образуют позиционные датчики соответственно второй и третий, а фотодатчики 35 и 36, взаимодействующие со шторкой, установленной на гайке 14, — позиционные датчики соответственно четвертый и пятый.

Фотодатчик 28, взаимодействующий со шторкой 27 с отверстием, кинема1 339006 тически связлнной с соленоидным приводом 26, образует первый позиционный датчик. Первый и второй путевые датчики образованы соответственно

5 фотодатчиками 6 и 20, взаимодействующими с дисками 5 и 19 с отверстиями соответственно, кинематически связанными с ходовыми винтами 4 и 15 соответственно, Шаг обоих ходовых винтов 4 и 15 равен шагу координатной сетки, на которой располагаются все отверстия по ТУ (за исключением немногочисленных отверстий для установки элементов некоторых типов). Соленоидный привод 26 снабжен демпферным мехлнизмом (не показан), смягчающим первое касание сверла 23 платы 13.

Устройство работает следующим образом.

Для производства автоматического сверления партии единичных печатных плат в качестве программного шаблона может быть использована предварительно просверленная одна из плат, установленная точно по технологическим Отверстиям в кассету 10. Далее берут группу плат, укладывают соосно друг зл другом, по технологическим отверстиям точно устанавливают в кассету 11 и устройство готово к пуску.

Платы 12 и 1"., установленные в кассетах 10 и 11, расположены по от— ношению кронштейна 29 и сверлильной головки 21 так, что фотодиод 30 с осветителем 31 и патрон 22 со сверлом

23 установлены строго соосно с отверстиями печатных плат 12 и 13 соответственно.

В начальной позиции фотодиод 30 и сверло 23 установлены со смещением на один шаг в нерабочее поле печатных плат 12 13. После включения питания устройства и электродвигателя сверлильной головки, (не показан) при отключенных тумблерах 46 и 60 в указанном начальном состоянии шторкой 9 перекрыт световой поток к фотодатчику 32, шторкой 34 — световой поток к фотодатчику 35 и отверстие диска 19 установлено соосно фотодатчику 20.

При нключении питания триггер 69 может оказаться в любом из двух состояниях, л триггер 52 только в нулевом, так как нл фотодатчик 32 не попадает световой поток и на выходе формирователя 50 и следователь20

55 но нл 8-входе триггер,> 52 нет игплJI 1. Это не отрлнлет я нл p10i1те

:)ïåt; Tðîäâèã лтелей 2 It 1 7, тлк клк тумблеры 46 и 60 выключены. С фотодлтчиков 20 и 36 через формиронлтели

55 и 61 соответственно и < нюха пл элемента И 53 поступают сигналы, проходящие нл выход элемента И 54. Вп время включения питлння сигнал нл выходе дифференцирующего элемента 68 может перебросить триггер 69 в единичное состояние, но это не отразится нл работе электроднигателей 2, 17, так как тумблеры 46 и 60 выключены.

Для производства пуска устройства устанавливают триггер 69 в нуль с помощью кнопки 43 и включают тумблеры

46 и 60.

При этом сигналы с инверсного выхода триггера 69, с фотодлтчикл 36 и элемента И 57 проходят через элемент

И 64 на ключ 71. Электродвигатель 17 подключается к питающей шине 40 и начинает вращаться в прямом направлении. Гайка 14 перемещается вправо.

Потенциал с прямого выхода триггера

69 на вход элемента И 62 создает несовпадение на элементах И 44 и 45.

Нл соответствующие аналоговые ключи

48 и 49 поступают запирающие сигналы.

Электродвигатель 2 выключен. После трогания электродвигателя 17, когда отверстие диска 19 получает малейшее угловое смещение, фотодагчик 20 че— рез формирователь 55 производит несовпадение на элементе И 54, чем входная цепь триггера 69 подготавливается к переключению.

При совершении ходовым винтом 15 полного оборота гайка 14 и кассеты

10 и 11 перемещаются поперек нл один рабочий шаг, шторка 34 удаляется от фотодатчика 35 и отверстие диска 19 устанавливается напротив фотодлтчпка

20, обеспечивая через формирователь

55 совпадение на элементе И 54.

Сигнал через дифференцирующий элемент

68 подается на счетный вход триггера

69 и перебрасывает его в единичное состояние, при этом на элементе И 65 создается несовпадение, запирающий сигнал поступает на вход ключа 71 и электродвигатель 17 ныключается.

Одновременно сигнал с прямого выхода триггера 69 производит совпадение на элементах И 62 и 45, включая

5 1339006 Fj

И о2 и 44

15 через ключ 49 электродвигатель 2 в прямом направлении.

При трогании электродвигателя 2 по мере удаления шторки 9 от фотодатчика 32 происходит совпадение на элементе И 53 и несовпадение на элементе И 54 и конденсатор дифференцирующего элемента 68 разряжается. При совершении диском 5 полного оборота (что соответствует продольному перемещению кассет IO и 11 на один шаг), если на данном шаге в плате 12 нет отверстия, электродвигатель 2 начинает совершать следующий оборот (шаг)

При совершении следующего полного оборота продольного шага, если на этой координате в плате есть 12 отверстие, фотодиод 30 засвечивается, сигнал через формирователь 37 подается на вход элемента И 38 и одновременно через фотодатчик 6 и формирователь 39 на другом входе элемента

И 38 обеспечивается совпадение.

Запускается одновибратор 41, включая усилитель 42, включает соленоидный привод 26 и, создавая несовпадение на элементе И 45, электродвигатель 2 выключается. При включении соленоидного привода 27 рычаг 24 поворачивается и патрон 22 со сверлом

23 опускается вниз. Производят сверление. При движении шторки 27 рычага

24 фотодатчик 28 через формирователь

73 подает сигнал на вход элемента

И 45. По истечении времени 7 действия импульса одновибратора 41 совпадение на элементе И 45 не происходит до тех пор, пока шторка 27 рычага 24 обесточенного соленоидного привода

26 с помощью возвратной пружины 25 не возвратится в исходную позицию, как и патрон 22 со сверлом 23. При этом фотодатчик 28, засвечиваясь, через формирователь 73 создает совпадение на элементе И 45, электродвигатель 2 включается.

Все повторяется, пока по продольной линии плат не будут просверлены все отверстия. В конце рабочего прохода шторка 9 перекрывает световой поток фотодатчику 33 и сигнал через формирователь 51 переводит триггер

52 в единичное состояние. Одновременно создается несовпадение на элементе И 53, сигнал с выхода которого создает совпадение на элементе

И 54, триггер 69 переводится в нулевое состояние, на элементах

55 создаются несовпадения и электродвигатель 2 выключается. Одновременно сигналом с инверсного выхода триггера 69 на элементе И 64 создается совпадение, включающее электродвигатель 17 в прямом направлении, ходовой винт 15 с диском 19 совершает полный оборот и кассеты 10 и 11 с платами 12 и 13 перемещаются в поперечном направлении на один шаг.

При совершении полного оборота, когда отверстие диска 19 устанавливается против фотодатчика 20, происходит совпадение на элементе И 54, триггер 69 переводится в единичное состояние, происходят совпадения на элементах И 62 и 44, электродвигатель 2 включается в обратную сторону и кассеты 10 и 11 перемещаются справа налево (фиг.l). Таким образом, просверливаются все отверстия, находящиеся на координаторной сетке.

В конце цикла (в конце последней продольной линии), когда последний раз шторка 9 перекрывает световой поток на фотодатчике 33, на элементе

И 53 создается несовпадение,на элементе И 54 — совпадение, триггер 69 устанавливается в нуль, электродвигатель 2 выключается, электродвигатель

17 включается в последний раз в прямом направлении. При совершении ходовым винтом !5 19 полного оборота наступает конец цикла. Платы

12 и 13 устанавливаются в нерабочем поле.

Шторкой 34 перекрывается световой поток к фотодатчику 36, а отверстия диска 19 устанавливаются против фотодатчика 20. Сигнал через формирователь 55 подается на один вход элемента И 57, а на сигналом другой вход с формирователя 6! через инвертор 63 обеспечиваются совпадение на элементе И 57 и несовпадение на элементе

И 64 и электродвигатель 17 отключается. Через ключевой усилитель 72 включается элемент 70 сигнализации (светодиод, звуковой сигнал или световое табло с надписью "Окончание процесса )..

Нажимом на кнопку 66 обеспечив, ют срабатывание элемента 47 индикации начального состояния. При этом одним нормально замкнутым контактом кнопки

66 разрывается цепь прямого вращения электродвигателя 2 и одним нормально

1339006

Ти аж 785 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 разомкнутым контактом включается цепь обратного вращения электродви- гателя 2. Одновременно другим нормально замкнутым контактом кнопки 66 разрывается цепь прямого вращения

5 электродвигателя 17, а другим нормально разомкнутым контактом включается цепь обратного вращения электродвигателя 17. Электродвигатели 2 и 17 начинают вращаться в обратную сторону, при этом электродвигатель 17 включается через ключ 65 сигналом с фотодатчика 35 через формирователь

59 и элемент И 58.

Электродвигатели работают, пока шторка 34 не перекроет световой поток на фотодатчике 35 и отверстие диска 19 не установится напротив фотодатчика 20. При этом осуществляется совпадение на элементе И 58 и через ключ 65 выключается электродвигатель 17. Одновременно через ключевой усилитель 67 включается элемент

47 индикации (начальное состояние), после чего отпускают кнопку 66 и выключают тумблеры 46 и 60.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для сверления печатных плат, содержащее сверлильную головку, кинематически связанную с соответствующим приводом, в одном из концов траектории движения которой установлен первый позиционный датчик, каретку для установки обрабатываемых печатных плат с укрепленным на ней программным шаблоном, над которым установлена считывающая головка, при- 40 воды продольного и поперечного перемещений каретки, второй и третий позиционные датчики, установленные соответственно в начале и конце траектории продольного перемещения карет- 45 ки, четвертый и пятый позиционные датчики, установленные соответственно в начале и конце траектории поперечного перемещения каретки, элемент памяти, соединенный входами с вторым и третьим позиционными датчиками, и элемент задержки, подключенный выходом к входу привода сверлильной головки, отличающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, оно содержит первый и второй путевые датВНИИПИ Заказ 4172/11 чики, кинематически связанные с приводами соответственно продольного и поперечного перемещений каретки, ключи, соединенные входами с шиной питания, причем выходы первого и второго ключей соединены с входамн соответственно прямого и обратного хода привода продольного перемещения каретки, а выходы третьего и четвертого ключей — с соответствующими входами привода поперечного перемещения каретки, элементы индикации, триггер, дифференцирующий элемент, инвертор, установочный элемент, подключенный выходом к соответствующему входу триггера, первый элемент И, соединенный входами с выходами считывающей головки и первого путевого датчика, а выходом — с входом элемента задержки, второй и третий элементы И, подключенные первыми входами соответственно к прямому и инверсному выходам элемента памяти, вторыми входами — к выходу элемента задержки, третьими входами — к выходу первого позиционного датчика, а выходами — к управляющим входам соответственно первого и второго ключей, четвертый элемент

И, входы которого соединены с входами элем та памяти, пятый элемент И, подключенный выходом через дифференцирующий элемент к счетному входу триггера, а входами — к выходам четвертого элемента И, второго путевого и пятого позиционного датчиков, шестой элемент И, входы которого соединены с выходами второго путевого и четвертого позиционного датчиков, а выход — с входом первого элемента индикации и управляющим входом третьего ключа, седьмой элемент И, подключенный входами к выходам второго ходового и пятого позиционного датчиков соответственно непосредственно и через инвертор, а выходом к входу второго элемента индикации, восьмой элемент И, выход которого соединен с четвертыми входами второго и третьего элементов И, а входы — с прямым выходом триггера и выходом пятого позиционного датчика, и девятый элемент И, подключенный входами к инверсному выходу триггера и выходу седьмого элемента И, а выходом— к управляющему входу четвертого ключа.