CS215845B1

CS215845B1 - Equipment for component assembly

Info

Publication number: CS215845B1
Application number: CS935180A
Authority: CS
Inventors: Jan Roubicek; Jiri Lorman
Original assignee: Jan Roubicek; Jiri Lorman
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Vynález se týká zařízení pro osazování dílců do desek plošných spojů a řeší se jím vzájemná skladba prvků do funkční sestavy. Podstatou vynálezu je zařízení využívající optického principu zaměření a detekce polohy, skládající se z osazovací hlavice, relativně pohyblivé vůči pracovnímu rámu zařízení, v rovině rovnoběžné s rovinou desky plošného spoje v tomto rámu upevnitelné, přičemž vzájemná poloha osazovací hlavice a desky plošného spoje, žádoucí pro osazení dílce do desky plošného spoje, je nastavitelná pomocí pohybových orgánů, např. servomotorů, ovládaných řídicí jednotkou spřaženou s detektorem, např. fotodiodou, pro indikaci polohové značky na desce plošného spoje, tvořenou plošným obrazcem nebo průchozím otvorem na této desce. Zařízení podle vynálezu lze s výhodou použít pro hromadnou montáž dílců do desek plošných spojů s velkými nároky na flexibilitu podle typové rozmanitosti desek, např. ve výpočetní technice.The invention relates to a device for mounting components onto printed circuit boards and solves the mutual arrangement of elements into a functional assembly. The essence of the invention is a device using the optical principle of alignment and position detection, consisting of a mounting head, relatively movable relative to the working frame of the device, mountable in this frame in a plane parallel to the plane of the printed circuit board, while the mutual position of the mounting head and the printed circuit board, desired for mounting a component onto the printed circuit board, is adjustable using movement elements, e.g. servomotors, controlled by a control unit coupled to a detector, e.g. a photodiode, for indicating a position mark on the printed circuit board, formed by a planar pattern or a through hole on this board. The device according to the invention can be advantageously used for mass assembly of components into printed circuit boards with high demands on flexibility according to the type diversity of boards, e.g. in computer technology.

Description

Vynález se týká zařízení pro osazování dílců do desek plošných spojů a řeší se jím vzájemná skladba prvků do funkční sestavy.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for assembling components into printed circuit boards and to solving the mutual assembly of elements into a functional assembly.

Dosud známá zařízení vkládají nebo lisují miniaturní dílce, např. zdířky nebo kontakty jeden po druhém do otvorů v desce plošného spoje, přičemž poloha pro osazení dílce je nastavitelná například NC systémem. Nevýhodou tohoto řešení je potřeba nákladné elektroniky a generace paměťového média, např. děirné pásky, pro každý typ desky.The prior art devices insert or press miniature components, such as sockets or contacts one by one, into the holes in the printed circuit board, the position for mounting the component being adjustable, for example, by an NC system. The disadvantage of this solution is the need for expensive electronics and generations of storage media, such as hole tapes, for each type of board.

Je rovněž známo zařízení, využívající k hromadnému osazení dílců do otvorů desky plošného spoje kmitavého pohybu této desky, takže poloha dílců v desce plošného spoje je dána šablonou umístěnou nad touto deskou. Nevýhodou tohoto řešení je nutnost výroby velmi přesných šablon pro každý typ desky.It is also known to employ the oscillating movement of the board in the openings of the printed circuit board so that the position of the components in the printed circuit board is given by a template placed above the board. The disadvantage of this solution is the necessity to produce very precise templates for each type of board.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zařízení podle vynálezu, využívající optického principu zaměření a detekce polohy, složené z osazovací hlavice, relativně pohyblivé vůči pracovnímu rámci zařízení, v rovině rovnoběžné s rovinou desky plošného spoje v tomto rámu upevnitelné, přičemž vzájemná poloha osazovací hlavice u desky plošného spoje, žádoucí pro osazení dílce do desky plošného spoje je nastavitelná pomocí pohybových orgánů, například servomotorů, ovládaných řídicí jednotkou spřaženou s detektorem, např. fotodiodou, pro indikaci polohové značky na desce plošného spoje, tvořenou plošným obrazcem nebo průchozím otvorem na této desce.The aforementioned disadvantages are eliminated by the apparatus according to the invention, using the optical principle of positioning and position detection, consisting of a mounting head relatively movable relative to the working frame of the apparatus, in a plane parallel to the plane of the printed circuit board. Desirably, for positioning a component in a printed circuit board, it is adjustable by means of motion elements, for example servomotors, controlled by a control unit coupled to a detector, eg a photodiode, to indicate the position mark on the printed circuit board.

Výhodou zařízení podle vynálezu je jednoduchost provedení řídicí jednotky, odpadající toleranční potíže mezi vrtáním a osazováním, odpadající nutnost generace vnějších řídicích médií a v neposlední řadě pohotovost pro osazení jakéhokoliv typu desky.The advantage of the device according to the invention is the simplicity of the design of the control unit, eliminating the tolerance problems between drilling and mounting, the need for generating external control media and, last but not least, the readiness for mounting any type of board.

Na výkresech je znázorněno možné provedení zařízení, kde na obr. 1 je znázorněna sestava zařízení složená z hlavice 1, rámu 5, detektoru 2, řídicí jednotky 4, pohybových orgánů 6 a zásobníku 13. Zásobník 13 může být řešen například jako filmový pás, vibrační podavač nebo manipulátor. Je z něj rovněž zřejmé umístění desky plošného spoje 3 s několika osazenými dílci 7 Je pochopitelné, že znázorněná sestava může být upravena např. i.s hlavicí 1 pod rámem 5, nebo ve vertikálním čl šikmém uspořádání. Je rovněž pochopitelné, že pohybové orgány 6 mohou pohybovat hlavicí 1 namísto rámem 5 nebo působit každý v jedné souřadnici zvlášť na rámu 5 a zvlášť na hlavici 1. Je rovněž možné, aby vzájemný pohyb hlavice 1 a rámu 5 byl vykonáván v jiných než pravoúhlých x-y souřadnicích, například v kružnici, čemuž by opět odpovídala jiná poloha orgánů 6, například v ose rotace rámu 5. Umístění řídicí jednotky 4 může být rovněž voleno jinak než ve spojení s hlavicí 1, např. jako součást rámu 5 nebo v samostatné skříni.In the drawings, a possible embodiment of the device is shown, in which Fig. 1 shows a device assembly consisting of a head 1, a frame 5, a detector 2, a control unit 4, movement organs 6 and a magazine 13. The magazine 13 can be designed as a film feeder or manipulator. It is also apparent from the placement of the printed circuit board 3 with a plurality of stepped parts 7. It will be understood that the illustrated assembly may be provided e.g. with the head 1 below the frame 5, or in a vertical inclined configuration. It is also understood that the movement members 6 may move the head 1 instead of the frame 5 or act in one coordinate separately on the frame 5 and the head 1 respectively. It is also possible for the head 1 and the frame 5 to move relative to each other. the position of the control unit 4 can also be chosen differently than in connection with the head 1, eg as part of the frame 5 or in a separate housing.

Z obr. 2 je zřejmé možné provedení plošného obrazce 9 např. jako soustředného kruhu okolo otvoru v desce plošného spoje 3, obrazec 9 je snímán detektorem 2 hlavice 1. Hlavice může být doplněna zdrojem světla 11, jehož paprsek odražený od desky 3 je snímán detektorem 2. Obrazec 9 může mít jiný vhodný tvar, např. kříž, jeho poloha vůči indikovanému otvoru v desce 3 může být rovněž transformována do jiných souřadnic, např. s posunem o elementární krok.From Fig. 2 it is possible to realize the printed pattern 9 for example as a concentric circle around the hole in the printed circuit board 3, the pattern 9 is scanned by the detector 2 of the head 1. The head can be supplemented by a light source 11. 2. The shape 9 may have another suitable shape, e.g. a cross, its position relative to the indicated opening in the plate 3 may also be transformed into other coordinates, e.g., offset by an elementary step.

Na obr. 3 je znázorněno jiné možné umístění zdroje světla 12 do rámu 5, přičemž paprsek prochází otvorem 10 v desce 3 do detektoru 2, takže otvor v tomto případě plní funkci obrazce 9. Je možné doplnit sestavu zdroj 11 nebo 12 — obrazec 9 — detektor 2 šablonou nebo matricí 14 umístěnou ve stejné poloze jako deska 3 za účelem operativní definice polohy dílce 7 nebo Jeho přesnějšího navedení do otvoru v desce 3.Figure 3 shows another possible location of the light source 12 in the frame 5, where the beam passes through the aperture 10 in the plate 3 to the detector 2, so that the aperture in this case performs the function of the pattern 9. the detector 2 by a template or matrix 14 positioned in the same position as the plate 3 in order to operatively define the position of the component 7 or to guide it more precisely into the opening in the plate 3.

Zařízení podle vynálezu může být konkrétně provedeno jako souřadnicový stůl s osazovací hlavicí doplněnou o detekční prvky, řídicí jednotku. a zásobník.In particular, the device according to the invention can be designed as a coordinate table with a mounting head supplemented with detection elements, a control unit. and tray.

Zařízení podle vynálezu lze s výhodou použít pro hromadnou montáž dílců do desek plošných spojů s velkými nároky na flexibilitu podle typové rozmanitosti desek, např. ve výpočetní technice.The device according to the invention can advantageously be used for mass assembly of components in printed circuit boards with high demands on flexibility according to the type diversity of the boards, eg in computer technology.

Claims

An apparatus for fitting components to a printed circuit board, comprising a fitting head, a tray of components and a work frame, adapted to clamp a printed circuit board, characterized in that the fitting head (1) of the device is relatively movable relative to a work frame (5) of the same device in a plane parallel to the plane of the printed circuit board (3) in this frame (5) mountable, the relative position of the heads) and the printed circuit board (3) for setting the component (7) in the printed circuit board (3) actuators (6), eg servomotors, controlled by a control unit (4) coupled to a detector (2), eg a photodiode for indicating a position mark on a printed circuit board (3J, formed by a printed pattern (9) or through hole (10) on the printed circuit board (3).

Device according to claim 1, characterized in that the head (1) is complemented by a light source (11), against whose beam reflected from the printed circuit board (3) is a detector (2).

Device according to claim 1, characterized in that the frame (5) is complemented by a light source (12) whose beam passing through an opening in the printed circuit board [3] is detectable by a detector (2).

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that either the template or the matrix or the template or matrix assembly (14) can be mounted in the frame (5) in the same position as the printed circuit board (3).

Device according to Claims 1 to 4, characterized in that it has a control unit (4) controlling the movement of the head (1) relative to the printed circuit board (3).