CN1236296A - 印刷电路板在一冲压机上定位的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明方法在于相对于一手动冲压机的具有槽8的插入模4和具有槽6的砧座3对中印刷电路板2,以便至少一个具有伸出的带有弹性连接区域的接触销7的电子部件1插入PCB2内的选定的插入区域,插入模4和砧座3沿插入中心线c总是彼此对准,并且印刷电路板连结到可人工移动的X-Y工作台上,选定插入区域的中心点p的位置分别由相对于插入中心线c的Y坐标和X坐标限定,工作台在第一追踪区域和第二追踪区域内可移动,第一追踪区域相对于插入中心线c在较大的距离范围内延伸,而第二追踪区域相对于插入中心线c在限定的距离范围内延伸。
Description
本发明涉及一种印刷电路板相对于一冲压机的冲模和砧座定位或与其对中的方法和装置,更具体地说,该冲压机是一人工操纵的冲压机,用于将具有所谓的压装接触销的连接件插入一印刷电路板,以下称PCB。
为了将具有这种类型的压装接触销的连接件人工地布置在一PCB上,需利用一冲压机,将一组销同时压入PCB内一所选定的相应的孔组内,该冲压机具有一框架,该框架能够承受一固定部件和一移动部件之间的作用力。
固定部件一般具有一砧座,而移动部件或冲头具有一插入模,该插入模总是与砧座相对中,换言之,它们的中心点总是位于相同的垂直插入中心线上。
需要解决的问题是相对于该垂直插入中心线在冲压机的模和砧座之间尽可能准确而快速地调节PCB的所选定的插入区域的中心点或参照位置。
由于连接件的压装销必须横向地通过PCB,砧座具有以规则分布的槽的形式布置在砧座的顶部的开孔。这些槽之间的距离等于接触销之间的标准距离。
如果使用一平面冲模插入连接件,则插入模可以是平面的,如果使用一平面冲模不能插入连接件,则插入模同样需具有槽或销。
这种类型的人工操纵的冲压机的问题在于首先要相对于砧座和插入模使PCB正确地定位,更具体地说,相对于砧座内的槽和如果适当插入模内的槽定位该PCB的所选定的插入区域内的孔。
该定位一般是借助于PCB附着于其上的一X-Y工作台来实现。
通常是由人工将连接件放入PCB内的相应的孔内,而后利用冲压机的插入模,将连接件的接触销的弹性连接区域压入PCB内的孔内。
如果PCB内的孔与砧座内的开孔或槽没有准确地重合,则连接件的接触销将一同被挤压或压坏。
这是不可接受的,因为它将带来接触销和连接件无可挽回的损坏。
如果连接件的向上伸出的接触销相对于冲压机的插入模没有正确地对中或定位,则会出现同样的问题。
在没有准确对中的装置的情况下,通常是使用插入模作为一中间调整件,在将连接件插入PCB之前,人工地将该模在连接件内定位。
而后,在将连接件插入PCB之前,可以使用冲头或一平面模向插入模的顶面施加压力。
显然,在这样一操作程序中,操作者在每一次插入操作之前必须将中间件或插入模布置在连接件上并移动它,因此而花费了相当多的时间。
本发明的目的是以一种简单而有效的方式解决上述问题,进而避免那些浪费时间的操作。
为实现此目的,本发明方法和装置具有在所附的权利要求中描述的特征。
以下参照附图更详细地描述本发明,其中附图示出了本发明装置的一实施例。
图1是具有本发明装置的一冲压机的示意性侧视图;
图2是图1的一局部视图;
图3是本发明装置的一平面视图;
图4和5是与图3相类似的视图,但其中的PCB分别设置在Y轴方向上和X轴方向上。
如图1所示,冲压机具有一基体或框架50,该基体或框架50具有一冲头9和一固体的工作台52。支撑轴承12安装在固体工作台52上,其中导向轴11能够在Y轴方向上移动。
两个相邻的导向轴11牢固地连接到两个横向杆10上,这两个横向杆10在X轴方向上延伸。前面的横向杆10形成X支架40的固定部分,并且在导向轴11通过支撑轴承12产生位移时使X支架与横向杆10一同在Y方向上移动。
支架40可以在横向杆10上在X轴方向上移动,尤其是可以利用可人工致动的手柄13使其移动。
一类似的支架54布置在后面的横向杆10上,PCB2连接在后支架54和前支架40之间,利用支架40可以使该PCB在X轴方向上移动,利用导向轴11可以使其在Y轴方向上移动。
在图2中可以更清楚地看出,PCB2在多种位置上均设有一系列的孔5,这些孔对应于连接件1的(压装式的)连接销7必须被插入其内的所选定的插入区域。
为此目的,冲压机的冲头9具有一插入模4,而且固体工作台52具有一砧座3。
插入模4及砧座3的中心点均位于同一垂直插入中心线“C”上。
由于连接件1的接触销7在插入过程中从PCB2的底面伸出,因此在砧座3上以规则的间隔设有槽6,以产生容纳接触销7的伸出部分的空间。
如果连接件1还具有在顶面上伸出的接触销7,则插入模4上同样以规则的间隔设有槽8。
因此,很明显接触销7的伸出部分与连接件壳体1一起,一方面必须与固定砧座3内的槽6精确对中,另一方面必须与插入模4内的槽8精确对中,并且这种对中必须同时在X轴方向和Y轴方向上准确无误。
图3中示出了本发明的一个实施例。
如对照图1已经描述的内容,导向轴11由支撑轴承12支撑和引导,而支撑轴承12牢固地连接到冲压机的框架50上。
在其前端,导向轴11连接到一前横向杆10上。借助于手柄13可以使一支架40在此横向杆10上沿X轴方向移动。
PCB2由前横向杆10和后横向杆54支撑并引导,并由一固定挡块14(参照点)和一移动挡块15在X方向上定位,这两个挡块连接到支架40上并将PCB2夹持在适当位置。
PCB2与要插入的连接件1一起可以在一水平面内移动,利用支架40沿X轴方向从左至右移动,通过相对于框架50的固定的支撑轴承12向前拉或向后推包括支架40、横向杆10-54和导向轴11在内的组件沿Y轴方向移动。
可以想象得到,PCB2与连接件1一起相对于砧座3和插入模4的手工定位不是一简单的操作,执行起来不能保证足够的精确度。
为了解决这一问题,为前横向杆10提供了一线性编码器17,以便能够在X轴方向上检测PCB2的精确位置和连接件1的插入区域。
沿导向轴11中的一个布置一相同的线性编码器18,以便能够在Y轴方向上检测PCB2的精确位置和连接件1的插入区域。
X轴的编码器17与X控制单元16a的输入端电连接,该单元16a向屏幕19输送一信号,以便用数字显示X支架40的位置。
X控制单元16a的输出端与一补偿电机27相连,该电机27连接到一导向基座35和一螺纹轴26上,一补偿支架25在该导向基座35和螺纹轴26上可以在X轴方向上移动。电机27和基座35被固定到X支架40上。
补偿支架25具有一制动装置24,该装置可以由该支架在X方向上移动。如果该制动被启动,则X支架40由补偿支架25的导向基座35向前移动。
根据本发明,制动装置24从连接到支架40上的PCB2手动移动的那一刻开始直到其数据已经被事先储存在X控制单元16a内的X坐标距插入模4和砧座3的中心线C的距离在一限定的距离范围内时自动启动。
为实现在Y轴方向上的位置补偿,编码器18电连接到Y控制单元16b的输入端,该单元16b向屏幕19发出一信号,以便例如用数字显示出导向轴11在Y轴方向上的位置。
Y控制单元16b的输出端与一补偿电机23相连,该电机23连接到一导向基座31和一螺纹轴22上,一补偿支架21在该导向基座31和螺纹轴22上可以在Y轴方向上移动。补偿电机23和导向基座31被固定在冲压机的框架50上。
补偿支架21具有一制动装置20,该装置可以由该支架在Y方向上移动。如果该制动被启动,则导向轴11由补偿支架21向前移动。
在此情形下,制动装置20同样从PCB2手动移动的那一刻开始至其数据已经被事先储存在Y控制单元内的Y坐标位于一追踪区域(tracking zone)内为止启动,该追踪区域为相对于冲压机的插入模4和砧座3的中心线C在一限定的距离范围内延伸的范围。
为了在PCB2内使连接件1的一插入区域相对于砧座3和插入模4的中心线C对中,操作者必须在X方向上和Y方向上限定了一参照位置。PCB2的插入区域的所有的坐标值都是相对于该参照位置确定的。
利用X轴上的编码器17,可以将X控制单元16a调节到或使其适应X轴上的支架40的实际位置。
利用Y轴上的编码器18,可以将Y控制单元16b调节到或使其适应Y轴上的导向轴11和支架40的实际位置。
由于PCB2牢固地连接到支架40上,PCB2的任一位置将以X和Y坐标的方式显示在屏幕19上。
可利用一可编程功能,使用一系列的X-Y坐标值来设置控制单元16a和16b。根据任一X-Y坐标值,PCB2的插入区域内的孔5必须与砧座3内的槽6相对应,进而也必须与插入模4内的槽8相对应,因为砧座3和模4是牢固地连接到冲压机的框架50上并位于一相同的垂直中心线C上的。
当定位程序运行时,控制单元16a和16b借助于编码器17和18将建立支架40必须沿其移动的方向。
这可以由箭头在屏幕19上指示出支架40与PCB2和连接件1必须沿其移动的方向来完成。
如果支架40的移动使其位置距程序确定的Y坐标或中心线C一限定的、预定的距离,则Y控制单元16b将启动制动装置20。
另一方面,如果支架40的位置距程序确定的X坐标或中心线C一限定的距离,则X控制单元16a将启动制动装置24。
此时,支架40在两个方向上均被锁住,而屏幕19显示出可以操作冲压机。
借助于编码器17和18,包括有X控制单元16a和Y控制单元16b在内的控制单元可以检测与连接件1一起的PCB2的插入区域z的中心点p的实际位置。
如果X轴方向的实际位置与程序中的X坐标值不同,X控制单元16a将启动电机27。该电机27将使螺纹轴26产生转动,进而将使补偿支架25向左或向右移动。
由于制动装置24牢固地连接到补偿支架25上,并且当制动装置24夹紧在X轴的横向杆10上时,X支架40将通过电机27的转动而向左或向右移动。
如果X控制单元16a使电机27在一使得实际的X位置与中心线C的程序确定的X坐标相重合的方向上转动,则PCB2内的孔5将在X方向上与砧座3内的槽6相重合。
如果Y轴方向上的实际位置与程序确定的Y坐标不同,则Y控制单元16b将启动电机23。该电机23将使螺纹轴22转动,进而向前或向后移动补偿支架21。
由于制动装置20牢固地连接到补偿支架21上,并且当制动装置20同样在Y轴方向夹紧在导向轴11上时,X支架40将通过电机23的转动而向前或向后移动。
Y控制单元16b将使电机23在一直到使得实际的Y位置与中心线C的程序确定的Y坐标相重合的方向上转动,然后在Y方向上PCB2内的孔5将与砧座3内的槽6相重合。
在启动冲压机之前,借助于编码器17和18,X控制单元16a和Y控制单元16b将检测PCB2的实际位置。
利用本发明装置,PCB2可以快速地从一个插入位置移动到另一个插入位置。每当PCB2近似地进入补偿支架21和25的限定的追踪区域内时,制动装置20和24就开始动作。
而后,控制单元16a、16b和电机23、27自动对PCB2的位置进行微调。
如图2所示,如果通常为矩形的插入模必须插入具有相应设计形状的连接件壳体内,为了使插入模4相对于连接件壳体1精确地定位,还必须进行X和Y轴方向上的微调。
Claims (11)
1.在将至少一个具有压装接触销的电子部件插入一印刷电路板的一选定的插入区域的孔内之前,将该PC板相对于一人工操纵的冲压机的砧座和插入片对中的方法,由此所述砧座和插入片沿一插入中心线总是彼此相对准,并且PC被固定到一人工操纵的X-Y工作台上,所述PC板的所选定的插入区域的中心点分别根据一X坐标和一Y坐标相对于所述插入中心线定位,所述工作台在一第一追踪区域和一第二追踪区域内是可移动的,所述第一追踪区域的界限相对于所述插入中心线是一较大的距离范围,所述第二追踪区域的界限相对于所述插入中心线是一限定的距离范围,其特征在于
-在所述第一(扩展的)追踪区域内分别沿X轴和Y轴人工地移动所述X-Y工作台,以便朝向所述插入中心线移动所述PC板的选定的插入区域的中心点,
-从所述选定的插入区域的中心点落入所述第二(限定的)追踪区域内的时刻起,分别沿X轴和Y轴的人工移动自动地停止;
-最后的追踪由相应的X和Y调整机构来进行,以实现PC板的选定的插入区域的中心点相对于冲压机的插入中心线的最后的有限制的移动和对中的微调。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于在X-Y工作台任何人工移动之前,至少一个电子部件被人工地预先安装,使其接触销部分伸入所述PC板的选定的插入区域的孔内。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于在X-Y工作台任何人工移动之前,至少一个电子部件被人工地预先安装到所述插入片上。
4.在将至少一个具有压装接触销(7)的电子部件(1)插入一印刷电路板(2)的一选定的插入区域(z)的孔(5)内之前将该PC板(2)相对于一人工操纵的冲压机(50)的砧座(3)和插入片(4)对中的装置,由此所述砧座(3)和插入片(4)沿一插入中心线(C)总是彼此相对准并且PC板(2)固定到一人工操纵的X-Y工作台上,该装置包括一可沿X轴移动的X支架(40)和一可沿Y轴移动的Y支架(11),所述PC板具有多组孔(5),每一组限定了一个所述电子部件(1)的压装接触销(7)的插入区域(z),其位置利用插入区域(z)的中心点(p)来确定,其特征在于,
X和Y支架(40,11)的实际位置由连接到控制单元(16a,16b)的编码装置(17,18)来检测,而控制单元(16a,16b)与设置成操纵各补偿支架(21,25)的补偿电机(23,27)相连,所述补偿支架(21,25)可以连接到X和Y支架上,以利用补偿支架和X-Y支架之间的相对移动实现插入区域(z)的中心点(p)相对于砧座(3)和插入片(4)的插入中心线(c)的自动对中的最后调节。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于每一个补偿支架(21,25)由连接到所述补偿电机(23,27)的轴上的螺纹轴(22,26)移动,以便当它们处在相连的位置时,实现补偿支架(21,25)和与其相对应的X-Y支架(40,11)之间的相对移动。
6.如权利要求4所述的装置,其特征在于所述Y支架包括两个导向杆(11),这两个导向杆(11)由横向杆(10)彼此相连,进而使导向杆(11)可相对于刚性地连接到冲压机的框架(50)上的导轴承(12)移动。
7.如权利要求4至6所述的装置,其特征在于所述X支架(40)具有手柄(13),所述支架沿X轴的移动由所述横向杆(10)支撑和引导。
8.如权利要求4所述的装置,其特征在于每一个补偿支架(21,25)均具有一制动装置(20,24),该制动装置(20,24)的设置成停止各X和Y支架(40,11)的人工移动,并根据所述补偿支架(21,25)和与它们对应相连的X和Y支架(40,11)之间的相对移动来自动地对其进行最后的调整。
9.如权利要求4所述的装置,其特征在于所述砧座(3)在其上端具有规则地间隔开的开口如槽(6),各槽(6)之间的距离等于所述电子部件(1)的压装接触销(7)之间的标准的间距。
10.如权利要求4所述的装置,其特征在于所述插入片(4)在其下端具有规则地间隔开的开口如槽(8),各槽(8)之间的距离等于所述电子部件(1)的压装接触销(7)之间的标准的间距。
11.如权利要求4所述的装置,其特征在于由所述编码装置(17,18)检测出并被传送给控制单元(16a,16b)的PC板的实际位置的X-Y坐标值,由一显示板面(19)显示出。
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