Устройство для установки радио-элементов ha печатные платы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное.к ввт. свмд-ву— (22) 3аявлено 1804.79 (21) 2755456/18-21

Союз Советских

Социалистических

Республмк

<в834954 (53)м. Кл.з

Н 05 К 13/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изо6ретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300581,.Бюллетень Н9 20

Дата опубликования описания 30.0581 (53) УДК 621. 396., 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.A. Петухов, В.К. Полторак, В.И. филим и Г.Н. Науменко

Витебский телевизионный завод (71) За яв и тел ь (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, обеспечивающими отделение одного радиоэлемента от выбранной для подвода группы радиоэлементов, устройства их транспортировки и установки:в отверстия печатных плат Г12 .

Недостатком данного устройства является то, что оно пригодно для установки ограниченного вида радиоэлементов, в основном с параллельными выводами и имеет низкую производительность иэ-эа 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 выводов радиоэлементов и механизм огибания выводов радиоэлементов с обеспечением подреэки и установки ,,согнутых выводов в отверстия на печатной плате. Устройство оснащено конвейером для транспортирования радиодеталей от механизма отрезания к механизму установки, а также средствами фиксации печатных плат Г2).

Недостатки известного устройстваограниченный тип устанавливаемых радиоэлементав (только с аксиальными выводами), а также наличие транспортного устройства для перемещения радиоэлементов от катушек до установочных головок, что не позволяет повысить производительность устройства.

Известно также устройство для ус тановки радиоэлементов на печатные

834954

20 платы, содержащее программирующий блок и узлы установки радиоэлементов, включающие механизм транспорти-. рования, установочную головку с механизмом ее перемещения и механизм подрезки и загибки выводов радиоэлементов. Транспортирующий механизм устройства выполнен в виде горизонтальных направляющих, одна из кото рых перемещается, увеличивая или

I 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 установочных головок f3) .

Однако и это устройство обладает недостатками: требуется движение головок в момент установки радиоэлемента по осям Х и У, что обеспечивается компьютером и специальными запоминающими, контролирующими и фиксирующими системами, а с другой стороны движение головок по оси Х и

У приводит к быстрому износу привод- ного механизма и направляющих и, соответственно, к образованию люфтов и уменьшению точности позиционирования, установка в одной позиции нескольких радиоэлементов требует помимо автоматов вклейки радиоэлементов в липкую ленту использова.ние линии (секвенсера) переклейки их из ленты в ленту по заданной программе, а это вызывает необходимость изготавливать радиоэлементы с удлиненными выводами, что требует 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 установки радиоэлементов. Эти недостатки ограничивают функциональные возможности устройства и не позволяют увеличить его производительность.

Цель изобретения - повышение производительности и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что, в устройстве для установки радиоэлементов на печатные платы, содержащем программирующий блок и узлы установки радиоэлементов, включающие механизм транспортирования, установочную головку, механизм перемещения установочной головки и механизм подрезки и загибки выводов радиоэлементов, механизм транс25

65 портирования каждого узла установки радиоэлементов выполнен в виде набора транспортирующих и базирующих роликов и снабженподвижным упором с механизмом его перемещейия, 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 фикса торами, 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 показаH) 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 транспорти- рующие 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 прд углом d:, в результате чего (фиг. 2) окружное усилие P ведущих эластичных роликов 3 раскладывается на Рд, обеспечивающее прижим печатных плат к базовой поверхности Б роликов 4 и Ру,, обеспечивающее движение печатной платы в направлении оси Х (ось Х совпадает с направлением движения). Каждый узел установки радиоэлементов содержит подвижный упор, состоящий из электродвигателя 6, реечного колеса 7, райки 8, реечных щаговых 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 установочных головок, состоит из электродвигателя 17, реечного колеса 18, 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, 834954 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 осью

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. 15

Головка установки перемычек, жестко связанная с ползуном 21, (не показана). Головка установки радиоэлементов цилиндрической формы, вклеенных в липкую ленту, состоит 29 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 ме- М ханизма, 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 вклю- 4 чают пневмоклапаны и подают воздух на пневмоприводы 16, 25 и 12, которые выводят фиксаторы 15, 24 и упор

11 в нижнее 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 узлах установки и соответствует 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 расположеыия программного нуля установочных головок. Все положения программного нуля соотносятся с машинным нулем, поэтому каждая плата, расположенная под установочной головкой, имеет свои координаты Х и

У, используемые для выбора ее расположения. Координатные отверстия в печатных платах должны пересекаться с осями сетки Х 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 программирующий блок данные, определяющие порядок включения соответствующего реечного шагового фиксаторов 9 и 20 и фотодатчиков 14 и 23 для каждого положения установочной головки и подвижного упора каждого узла, которые рассчитывают, исходя из требуемого места установки радиоэлемента на печатной плате с учетом его координат относительно программного нуля, 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 экраны 13 с отверстиями, соответствующими шагу набора реечных фиксаторов 9, через соответствующий фотодатчик 14 производится отсчет, по которому срабатывает тот или иной из фиксаторов для установки упора

11 относительно оси Х, что соответствует установке печатной платы относительно машинного нуля по оси Х. Одновременно фотодатчик 23 через экран

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

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

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

Р„ обеспечивающее прижим печатной платы к базовой поверхности Б роликов 4, и, Р„, обеспечивающее движе834954 ние печатной платы в направлении оси Х (фиг. 2), При движении печатная плата нажимает на рычаг 26 и через бесконтакт-.. ный датчик 27 отключает электромагнитную муфту, обеспечивая прижим печатной платы к поверхности подвижного упора 11 за счет остаточного усилия трения между дисками муфты и, соответственно, позиционирование печатной платы относительно установочной головки и механизма. Одновременно 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 эагибки 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 радиозлементов применяется узел, изображенный на фиг. 3.

Работает он следующим образом.

От микрозлектродвигателя, 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 сбор 40 ку определенного вида печатных плат.

После того, как радиоэлемент установлен в отверстия печатной платы, 45 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 чение пневмопривода установочной го1 ловки 47 ° При движения вниз пуансон.

48 формует вывод радиоэлемента, устанавливает его в отверстия печатной платы, после чего срабатывает команда на включение пневмопривода

S0

12, в результате чего упор 11 перемещается в нижнее положение и однавременно включаешься 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 вклю- 60 механихм подрезки и подгибки выво-. дов 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 третьего узла установки. происходит отключение электромагнитной муфты, вклю« чается 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 колод- ку 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 электромагнитная муфта транспортирующего механизма, и плата перемещается до рычага с бесконтактным датчиком и подвижного упора следующего узла установки, после чего включается пневмопривод установочной головки 55 микросхем и пуансон 56 устанавливает микросхему s отверстия печатной платы, а механизм подрезки и загибки выводов. подрезает и загибает выводы микросхем. !

Микросхемы в прямоточных кассетах

57 устанавливаются в магазин 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 механизма 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 положении, и печатные платы проходят эти моду. и транзитом до выдвинутого упо ра, и цикл повторяется.

После заполнения печатных плат радиоэлементами они поступают на узел пайки, команда на включение которого подается от датчика последнего модуля, и производится пайка paj диоэлементов на печатной плате.

834954

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, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности 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 программи рующим блоком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2б14002, кл. Н 05 К 13/02, от 01.04.76.

2. Патент США 9 3597824, кл. 29-203, от 04.08.69.

3 ° Патент CfdA 9 37220б2, кл. 29-203В, от 27.03.73 (прототип).

834954 р«. 3 Составитель Г. Падучин

Текред И. Асталош Корректор Г. Решетняк

Редактор И.: Ковальчук

Заказ 4122/88 Тираж 889

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Д5, Рауыская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уд . ПроекТная, 4