CN88103169A - 组合式排序插入机 - Google Patents

Abstract

一种组合式排序插入机将电子元件先按要求的顺序放在传送带上的许多小斗中，从而组成多个元件搭配的一些重复的组。这些元件被传送到插入头上以便将它们插装到电路板上。当某个元件的插装不符合要求时，系统停止运行，同时由替换机构输送来一个替换元件放到传送带上的空着的小斗中。这个空着的小斗跟在装载有即将被插到电路板上的那组元件的小斗后面。

Description

本发明一般地涉及一种组合机，该机从各供给元件处收集元件，将元件按顺序安放在传送带上的适当位置，当元件在传送带上输送到某一元件位置或插入头期间，该机检测这些元件，然后将元件插到印刷电路板上。

在将轴向引线电子元件自动安装到印刷电路板上的过程中，通常将多串编排在供料带上的相同的元件在机器上排成一行，该机器把元件从供料带上取出并按预先设计的顺序放在传送带上。然后，传送带将这些元件传送过一个重新将它们编排在供料带上的工位，以致元件都按照插到印刷电路板上所要求的顺序被编在供料带上。此后，缠有按顺序编排元件的供料带卷被装在元件插入机上，元件插入机从供料带上取下元件，把元件引线折弯，并把引线往下插穿过印刷电路板上的开孔，位于板下的剪线-弯线器剪去插过去的过长引线头，并把余下的引线头折弯，使元件牢固地紧贴在板上。

希望能在元件去到元件插入机的路途中对元件是否符合技术要求进行检验。纽约宾汉姆顿（Binghamton，N.Y.）通用仪器公司（Universal    Instruments    Co.）生产一种元件排序和插入机，该机有一个检验器，检验并确定元件是否符合技术要求。如果检验出有一个元件不合乎要求，则机器就停下来，操作者使传送带往回倒带，以便使该元件处于检验器上游的位置，并手工替换该不合格元件。然后再重新起动机器，使替换的元件通过检验器。

本发明的一个目的是将不合要求的或不正确的元件（或未正确插放的元件）高效地替换掉而无需倒转传送带。

本发明的其他目的和优点，可从本说明书以下部分及按专利法规定的附图及一个体现本发明原理的最佳实施例中看得很清楚。

参看附图：

图1是体现本发明的包括一个控制器的组合式元件排序及插入机的例图。

图2是包含在图1的控制器及图1中说明的其它机件内的电子电路方框图。

图3（A-D）构成说明图2的控制器中固件的流程图。

图1中画出了相邻座落、但不相固接在一起的元件排序机10和元件插入机12。排序机属于在美国专利第4，119，206号说明书中所述的类型，它有一个支撑驱动传送带16的底座14，传送带16接受由分配器18来的元件（c），而分配器18以预定的顺序将供料带卷里的元件（未示出）分拆出来，并把元件放在借助传送带来传送的放置元件小斗48上（在传送带24的一个剖面图上，通过放大更清楚地表明了这些元件斗）。传送通过检验器20的元件在那里经历合格检查。不合格元件被风机25从传送带上吹下，这样，在传送的序列上就留下一个空缺。还有，如果在检验器上检验出有一个元件在顺序上丢失，机器将停下，操作员可以在排序机中检查该错误。

此后，元件经过转送工位22被送到用以将它们传送往插入机的传送带24上。元件插入机属于美国专利第4，080，730号和第4，403，390号中所示的类型，它有一个支撑元件插入头28的底座26，元件插入头28接受元件后，将其引线成形为U字形，并把引线插到印刷电路板上预先选定的孔中，印刷电路板是放置在元件插入机的装配平台30上的。位于转送工位22下游有一个检查工位32，当发生元件没有被正确地传送过转送工位22的情况时，检查工位32将把元件序列中出错的位置传送给机器的控制器。如果有一个元件已被风机25吹掉，机器的控制器将告知检查工位有一个空缺位置要到来，并且不去管它。然而，如果一个元件是经过转送工位而未能正确通过时，检查工位将注意到该元件的缺席情况，并停下机器，操作者可以对例如在转送工位出现的阻塞区域进行检查。当出错元件的序列到达修理工位34（见图上示意表示）时，机器控制器将自动停止整个组合机。这种机器的细节已在1986年6月6日提交同时待审的美国专利第871722号中公开了。

元件插入机有一个插入错误检测器287，由它来确定是否每个元件都合格地插入了（例如见美国专利第4，549，087号）。检测器287的输出送至电子控制器200的微处理器202（见图2）。按照下面的详细描述及图1中的图示，在把每组元件G₁、G₂……分送到传动带16上之后，微处理器指示程序装置18留出几个（例如4个）小斗48空着。在每组后面留下4个小斗48空缺的原因是，在图示的实例中，在修理工位和插入头之间有4个单位长度，这样一来，如果有插入错误发生在某组元件中，在修理工位仍然会有一对空的小斗48可用来接受插入的零件。因此，如果有一个零件未插好，当跟随着这一组的一对空着的小斗出现在修理工位时，微处理器便控制机器使之停下来，并在阴极射线管273上显示出空着的小斗所需的零件，并等待操作人员手工装入和检验该所需零件。

微处理器202的操作是根据编程在只读存储器（ROM）204的固件进行的。图3（A-D）的流程图说明微处理器202如何根据在ROM204中固件而工作的。为了开始元件排序和元件插入流程，操作者先通过在控制器200上的键盘206输入数据，以确定在每块印刷电路板上所包括的这些零件，确定这些零件应被送到插入头上的顺序，确定与每个印刷板相配合的每组零件所后随的空的小斗48的对数，确定每个零件在印刷电路板上所要安放的位置，以确定在此流程中印刷电路板的总数（步骤208）。为了对此作出响应，微处理器开始先将下面将提到的所有寄存器和缓冲器复位或清零（步骤210）。然后，微处理器将传送带16的位置置于初始状态（步骤209），在这一步骤中，微处理器起动伺服电机40，直到微处理器接收到从光检测器77来的信号为止。光检测器检测附在传动轴52上的圆盘73的位置，圆盘上有一系列沿圆周排布着的缝隙，用它们起着指示传动轴52和传送带16位置的作用。

然后微处理器借助于发送一定数量的脉冲到一个伺驱动器253，进一步驱动电机40，将传送带16适当地驱动，从而使得小斗48被定位在可接受来自分配器18的零件的位置（步骤213），接着，从适当的分配器18按上述顺序分送来、供第一块板用的一个或更多个零件被置位到传送带16上（步骤212）。传送带16上每一个按顺序递增的位置上分配到的零件数，取决于当时哪些分配器18正位于准备接受有关零件小斗48的上方。其后，微处理器使在电子控制器中的随机存取存储器（RAM）513内的第一寄存器211增值，该寄存器用于在任何时间对传送带16的增值数进行计数（步骤214）。因此，微处理器根据寄存器211中存储的计数而得知第一个和每一个零件的位置。微处理器本身也已经按分配器18和检验器20之间的距离编了程序。按照先前指出的在分送了第一批零件且寄存器211已第一次增值（步骤214）之后，微处理器确定这组中的第一个零件是否已经到达检验器20位置（步骤216）。举例来说，在离检验器20最近的分配器18和检验器20之间有好几个单位的距离，以致第一个零件尚未到达检验器。因此，微处理器控制传送带16又移动一个单位的长度（步骤213）并分送下一批零件（步骤212），并且按步骤214，216，213和212而循环，直到第一个零件到达检验器为止，这时，微处理器注意到来自寄存器211的计数值，知道流程还未完成（步骤300），并且推进（advance）位于RAM513中的检验缓冲器215（步骤218）。因为该检验缓冲器是先进先出型的，所以检验缓冲器的推进使第一组存储单元经受一组输入端口的作用。类似地，微处理器推进位于RAM513中先进先出剔除缓冲器219，使第一组存储单元经受第一组输入端口的作用（步骤220）。接着，微处理器用先前描述过的方式检验第一个零件以确定该零件是否符合技术要求（步骤222）。如果该零件通过了用步骤224所要求的检验，微处理器将一个零（0）存储到检验缓冲器215的第一组存储单元内（步骤226）。这样，微处理器发出一个“通过了检验”的信号到剔除缓冲器219的第一存储单元（步骤228）。剔除缓冲器219有许多组存储单元，它们相应于检验器和剔除风机25之间的距离，从而当一个被剔除零件到达风机25处时，剔除缓冲器219发出剔除信息到一组输出端口，以起动剔除器。事实上，如果零件已经在步骤224被检测为不合格，则微处理器在检验缓冲器的第一个位置存入该零件号（步骤230），并发出一个“检验不合格”信号给剔除缓冲器219（步骤232）。

当每个零件到达剔除器25时，微处理机检测剔除缓冲器219的相应的输出（步骤234）。如果这个零件是不合格的，微处理器就触发剔除器（步骤236），如果零件是合格的，则微处理器根据寄存器211的计数值确定第一个零件是否已到达检查器32（步骤238）。如果这个零件没有到达，则微处理器返回到步骤213，在这一步骤，它分送出下一个零件并进行213-236的循环步骤，使寄存器增值并使传送带16前进，分送并检测零件。微处理器重复这一循环直至第一个零件到达检查器32的时候为止，此时微处理器就推进在RAM513中的先进先出型检查缓冲器221（步骤240）。然后，微处理器读取检查器32的输出，以确定零件是否已经出现（步骤243）。如果已出现了，则微处理器在检查缓冲器221中的第一个存储单元内存入一个零（步骤244）。如果尚未出现，则微处理器读取检验缓冲器的输出，这个读出对应于在检查器处的那个零件，这样，以确定该零件是否不符合检测要求并已被剔除（步骤246）。如果就是由于这个原因使得在检查器处不出现该零件，则微处理器存储一个零（0）到检查缓冲器221的第一存储单元内，因为这意味着不存在一个与失去的零件相对应的传送错误。然而，如果没有发生检验错误，而在检查处零件又不存在，则这说明传送机构22产生一个传送差错，微处理器就在缓冲器221的当前存储单元存入该零件号（步骤248），并停止机器的运转（步骤250）。机器停下来以便操作人员去找出该失去的零件，该零件或许已掉进机器中去了，这就防止了机器损坏和/或一连串的传输差错。微处理器通过向控制电机40的伺服驱动器253发送一个合适的信号，使机器停止运转。伺服驱动器253在一个环路中工作，该环路还包括一个转速计259，一个传动轴编码器261和一个伺服位置信令器263。

在操作人员按下键盘206上的相应的按钮之前，微处理器保持机器处于停机状态。（步骤264）。这时，微处理器重新起动机器并校验寄存器211中的计数值以确定第一个零件（或任何其后的零件）是否已到达修理工位34（步骤266）。如果没有到达，则微处理器返回到步骤213，使传送带16前进，并命令排序机分送与传送带16下一个位置有关的那些零件。然而，如果有一个零件已到达修理工位，则微处理器读取检验器缓冲器215、检查缓冲器221及插入缓冲器291（在后面叙述）的相对应输出，以确定是否需要将一个新的零件塞入修理工位处的小斗48（步骤268）。如果是由于出现一个检测差错而形成这种需要，则微处理器就设置一个“检验器”差错标志（步骤270），并停机（步骤272）和在阴极射线管273上（图1）显示需要在空着的小斗48上放入的零件（步骤274）。另一方面，如果在步骤268设有检测到检验差错，则微处理器就读取检查缓冲器221的输出，以确定在修理工位是否发生过一个与小斗48相关联的传送差错（步骤276），如果有，就设置一个“检查”差错标志（步骤278），停机（步骤272）并且显示需要补充到空小斗48上的零件（步骤274）。在所需的零件被显示之后，操作者有机会以手工方式获得所需的零件并将零件安放在修理工位34的窗口内。然后，操作者可按动键盘206的适当键，以便重新起动机器并开始在修理工位34处的另一个检验测试（步骤298）。为了进行这个测试，微处理器根据具体情况，从检验缓冲器215、检查缓冲器221或插入缓冲器291读取所需的零件号（步骤299），并且给检验器20提供相应零件的技术要求，在此，检验器20与修理工位中的检测触点之间是电连接的。然后，检验器执行实际的检测（步骤301）。如果零件通过了这检测（步骤303），则操作者可以按键盘206上的另一适当的键以指示微处理器继续执行步骤282的机器操作（步骤302）。然而，如果这个手工供给的零件不能通过步骤301的试验检测，则微处理器就返回至步骤272，给操作者一个机会去试试看另一个零件。在装入一个合格元件并做了测试之后，微处理器就进行步骤282。

还有一种情况，如果在步骤268没有指出检验差错，在步骤276没有指出检查差错以及在步骤277没有指出插入差错，微处理器就直接进行到步骤282，并且使处在RAM213中的插入寄存器291增值。根据修理工位34和插入头28之间的单位距离数，已预先对微处理器编程，直到插入寄存器的寄存值达到数值“N”之前（步骤284），第一个零件仍尚未到达插入头，则微处理器就返回至步骤213，以便分送下一批零件到传送带16上。然后，微处理器反复重复上述（N-1）个步骤，直到第一个零件到达插入头处为止，这时，微处理器发出一个去除激励的信号给空气螺线管255，空气螺线管255便解除对空气储气筒80的激励以及使离合器72分开，从而使得传送带16脱离与传送带24的耦合（步骤400）。接着，微处理器就确定插入头28是否已根据对开关417的读取的结果而向上扬起（图1）（步骤427），如果是，微处理器就操纵支撑印刷电路板的X-Y平台使它移动到一个位置，这时印刷板上与第一个零件相关联的孔对准插入头下方，并且微处理器还为插入头设置一个纵向进深量（步骤402）。在平台已经移动和由反馈信号所指示出的纵向进深量设置之后（步骤404），微处理器使储气筒104起动（步骤406），从而，使插入头向下移动，并开始将第一个（或以后的）零件插入到印刷电路板上的正确位置。一旦储气筒104被起动后，微处理器就发出固定数目的脉冲给伺服驱动器253（步骤408），以使电机40把传送带16推进一个单位长度，这个动作是立即进行的。然后，微处理器就指示排序器分送下一个（或一些）零件（步骤410），这种分送过程实际发生在传送带24随后作递进（index）动作之前，这一点在下面将讨论到。然后，微处理器执行步骤214、216、300、218-232，以对下一个零件进行检查，同时，当插入头向下移动时，传送带24是固定不动的，插入头穿过传动带24之间的空间并试图将零件插在板上。当该插入头下降到达它的最低位置时，插入头启动开关411（图1），这个开关又激励引线传感器287以确定引线是否合适地被插入，并解除对储气筒104的激励。如果引线插入完好（步骤416），则微处理器启动一个位于零件下面的剪切及弯线装置413的操作（步骤418），这个操作在插入头变换方向时完成。然后，插入头缩回，并且在它离开传送带之后，它启动一个插入头清除开关415，而该开关则激励插入头递进驱动器以快速地使传送带24的位置递进。递进是在插入头28到达它的最上位置时完成的，这个情况被开关417所检测。必须注意，此时传送带16已经增进了一个单位长度，并且在邻近传送带16处的检验测试已经完成。因此，在传送带24递进后，下一个零件被传送越过工位22，而且传送带24为进行下一个插入操作而就位。如果在步骤416指出发生了一个引线插入差错，则微处理器命令暂停机器（步骤290），并显示和记录这个情况（步骤292），在插入缓冲器291中存储这个所需的零件（步骤293）。然后，微处理器处于等待状态，直到操作员按键盘206上的适当键以重新起动机器（步骤294）时为止，此时，微处理器返回步骤214，对寄存器211增值。在此间隙期间，操作员有机会移去没有插好的零件。微处理器利用存储在步骤292中的信息，确定显示在监视器273上的该零件号，并且当下一对原先是空着的小斗48到达修理站时（这对小斗是随着现在这组零件的后面而被提供的），把该零件的技术要求提供给检验器20（步骤277、279、272、274、298、299、301、303和302）。前述的插入头和传送带24的操作周期的完成过程，同时也是传送带16、排序器18和检验器20操作循环的周期，这样多次的重复，直到至少整个流程中的最后一个零件被传送通过工位22为止。在这时，如果需要，电机40和关联的传送带16以及排序器18可以脱开出去，而使插入头和传送带24单独运行。然而，如果需要，插入头28和传送带24的周期操作与排序器18和传送带16的周期操作可以同时重复进行，直到整个流程中的最后一个零件被插到印刷电路板上为止。这后一过程在流程图3中已图示性的说明了。应该注意的是，当前述的原先空着的小斗对48到达修理工位时，新零件被装上，当新零件到达插入头时，在微处理器的指示下，它就被插入到正确位置上。

在流程中的最后一个零件插好之后，如步骤300所示（图3A），微处理器命令图2中所画的打印机控制器及驱动器321在打印机303上打印出在流程中检测到的全部检验插入和检查差错（步骤304）。最终的打印报告将指出是否某些类型的零件具有过高的不合格率，在这种情况下，操作人员可能需要采取一些措施以获得较高质量的零件。同样，报告还指出传送机构22及插入装置287是否工作正常。

通过上文，公开了一种用于组合式排序及插入机的控制装置，然而，可能存在许多并不超出本发明范围的变换或改型，因此，本发明虽然用示例公开，但并不受其限制约束。

Claims (5)

1、一种用于将电子元件安装在印刷电路板上的排序和插入机，它包括：

传送带装置，它包括均匀地留空间隔装置，以接受电子元件，并用于将接受的电子元件分送到一个插入位置，

位于所说的插入位置用于将所说的元件插到印刷电路板上的元件插入装置，

用于将各种元件按它们要插到印刷电路板上的顺序分送到所说的接受装置的排序装置，

位于所说的插入装置上游，用于将一个电子元件分送到一个位于选定的替换位置处的所说的接受装置上的替换装置，

用于检测元件未能合格地被所说元件插入装置所插入的检测装置，

当所说的检测装置检测到一个没有正确插好的元件时，用于使所说传送带停止运动的装置，

确定多个连续空的接受装置的装置，所述空的接受装置位于一个序列中的第一个元件与邻接的下游序列的最后一个元件之间，通过选择所说的多个空的接受装置，以致当停止装置停止所说的传送带装置时，所说的多个空的接受装置之一将被置于所说的替换位置处，因而所说的替换装置分送一个替换元件到位于所说的替换位置的空的接受装置上。

2、按权利要求1所说的排序和插入机，其中所说传送带装置包括：

用于接受被排序装置所分送的元件的第一传送带，所说的第一传送带有多个等间隔元件接受装置，

带有多个有等间隔的元件接受装置的第二传送带，和

从所说的第一传送带将元件转移到所说的第二传送带的装置。

3、按权利要求1所说的排序插入机还包括：

能直观显示插错了的元件的显示装置，该元件必须由所说的替换装置予以更换。

4、为将电子元件安置到印刷电路板上应有位置用的组合式排序插入机，所说的机器包括：

传送带装置，

用于从各个元件供应处按顺序分送相应的各类元件到传送装置上的排序装置，

从所说的传送装置接受元件并把元件插到印刷电路板上的元件插入装置，

确定每个元件是否符合技术要求的检验器，

从所说的传送带装置上排除一个由所说的检验器所剔除的元件的装置，

位于所说的传送带装置附近的替换装置，它用于往所说的传送带装置上放置符合技术要求的零件，以代替已被所说的检验器发现不符合技术要求并已被排除装置排除掉的相应的元件，和

对所说的检验器作出响应的控制装置，它对已被检验器发现为不符合技术要求的元件保持跟踪，并当所说的传送带装置的某一部分（即与已被所说的检查器发现不符合技术要求的元件相关的部分）到达所说的替换装置时，停止住所说的传送带装置，

产生直观的可读信息的装置，该信息用于通知操作者关于所需的元件类型，该元件用于安放在所说的替换装置上以代替已被所说的检查器发现为不合格元件。

5、一种按权利要求4中所说的机器，其中，所说的控制装置包括为了确定所说的替换元件是否符合所说的技术要求，给所说的检查器提供所说的技术要求的装置，提供所说的技术要求要和所说的传送装置的所说的部分到达所说的替换装置处以及所说的操作者安装所说的替换元件有着协调的时间关系。

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