DD268610A3 - Vorrichtung zum automatischen bestuecken von bauelementen mit radial abgehenden anschlusselementen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Zufuehren, Positionieren, Uebergeben und Abtrennen von auf einem Traegergurtband befestigten Bauelementen mit radial, insbesondere parallel abgehenden Anschlusselementen, vorzugsweise in Leiterplattenbestueckungsautomaten. Die Erfindung kann insbesondere dort angewendet werden, wo elektronische Baugruppen hergestellt werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass zwei Stifte das Traegergurtband in den Transportloechern positionieren, dass die Unterkante der Anschlusselemente-Einstelleinrichtung gleichzeitig als Schneidmesser ausgefuehrt ist sowie beide Schneidmesser zueinander als auch gemeinsam zur Bestueckungszange bewegbar und einseitig angeordnet sind und dass die Anschlusselemente von der in Anschlag gebrachten Bestueckungszange justiert und uebernommen werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Zuführen, Positionieren, Übergeben und Abtrennen von auf einem Trägergurtband befestigten Bauelementen mit radialen, insbesondere parallel abgehenden, Anschlußelementen, insbesondere in Leiterplattenbestückungsautomaten.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind technische Lösungen bekannt, die Bauelemente mit 2 und 3 parallel abgehenden Anschlußelementen bestücken. Die Bauelemente sind vorzugsweise auf einem Trägergurtband befestigt.

Mit der DE-OS 2944058 wurde eine Bestückungseinrichtung bekannt, die diese Bauelemente zuführ*., an die Finger des Bestückungskopfes übergibt, die Anschlußelemente vom Trägergurtband trennt und das Bauelement in die Leiterplattenlöchar einsetzt. Das mit den Bauelementen bestückte Trägergurtband wird mittels einer intermittierenden Zuführeinrichtung zwischen die Schneidmesser und Bestückungsfinger transportiert. Das vor den Bestückungsfingern angeordnete Messer bewegt sich zuerst zur Bestückungsachse und bringt das Trägergurtband mit dem Bauelement auf dessen Höhe. Danach nähert sich das hintere Messer mit der Anschlußdraht-Einstelleinrichtung dem vorderen Messer und justiert die Anschlußelemente auf das entsprechende Maß. Zugleich bewegen sich die geöffneten Bestückungsfinger horizontal zur Bestückungsachse, um die Anschlußelemente zu erfassen. Bei weiterer Bewegung der hinteren Messer wird das Bauelement vom Trägergurtband abgeschnitten. Beide Messer bewegen sich wieder zurück um die Bestückungsfinger zum vertikalen Einsetzen des Bauelementes in die Leiterplattenlöcher treizugeben.

Disse Einrichtung hat den Nachteil, daß sie die Trägergurtband- und Bauelementetoleranzen während der Übergabe des Bauelementes ungenügend berücksichtigt und es damit zu Fehlbestückungen führen kann.

Des weiteren ist die Einrichtung sehr kompliziert und kostenaufwendig aufgebaut, wodurch die Fun. tionssicherheit und Verfügbarkeit negativ beeinflußt werden.

Weiterhin umschließen die Schneidmesser und deren Antrieb die Bestückungsfinger dermaßen, daß eine optische Sichtkontrolle der ordnungsgemäßen Übergabe des Bauelementes nicht möglich ist und erforderliche Reparaturer, wesentlich erschwert.

Die horizontale Bewegung der Bestückungsfinger zur Bestückungsachse zusätzlich zu dem vorderen Messer sowie der Schlußmechanismus der Finger wird ebenfalls als Nachteil angesehen, da es den Kompliziertheitsgrad der Antriebseinrichtung erhöht.

Weiterhin wurde mit dem WP DD 2787555 eine Vorrichtung bekannt, die diese Bauelemente bestückt, aber den Nachteil hat, daß zusätzlich eine Einklemmeinrichlung zur Übergabe an die Bestückungszange notwendig ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine automatische Bestückungsvorrichtung für Bauelemente mit radialen, insbesondere parallel abgehenden, Anschlußelementen zu schaffen, die unkompliziert, funktionssicher sowie kostengünstig aufgebaut ist, die eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit gewährleistet und sich durch optimalen Ausgleich der Trägergurtband· und Bauelementetoleranzen auszeichnet und insbesondere für den Einsatz in Leiterplattenbestückungsautomaten geeignet ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Vorrichtung ist es, eine Vorrichtung mit geringsten Aufwendungen zu schaffen, die das Trägergurtband zum Ausgleich der Toleranzen positioniert und das Bauelement direkt vom Trägergurtband an die Bestückungszange übergibt, ohne daß diese bewegt und von den Schneidmessern umschlossen wird.

Erfindungsgeniiß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Trägergurtband vor dem Abtrennen der Bauelemente rein mechanisch in den Transportlöchern positioniert wird, daß beide Schneidmesser sich zueinander und gemeinsam in einer Richtung zur Bostückungszange bewegen, wodurch die in Anschlag gebrachte Bestückungszange gleichzeitig die Anschlußelemente justiert und übernimmt, daß die Anschlußelemente-Einstelleinrichtung gleichzeitig als hinteres Schneidmesser zur kombinierten Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung ausgebildet ist, daß das vordere Schneidmesser im Gegenlauf die Anschlußelemente abschneidet und daß die Vorrichtung über einen Kugel- und Querschiebemechanismus gesteuert wird.

Die erfindungsgemäßen Merkmale bestehen darin, daß die Vorrichtung aus einem horizontal bewegbar angeordneten äußeren und inneren Führungsschiitton besteht, daß am äußeren Führungsschlitten der bekannte intermittierende Trägergurtbandvorschub angeordnet ist und der innere Führungsschlitten die kombinierte Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung aufweist, daß die kombinierte Anschlußelemente-, Einsteil- und Schneideinrichtung 2 V-Nuten besitzt, deren Unterkante das hintere Schneidmesser darstellt, daß sich darüber eine Ausnehmung für die Bestückungszange sowie ein zurückgesetzter gerader Anschlußelementeanschlag befindet und die Ausnehmung in der Tiefe so bemessen ist, daß die Bestückungszange .rur definierten Übergabe anschlägt, daß die Trägergurtband-Positioniereinrichtung 2 Positionierstifte mit Anschlag aufweist, die im Triigergurtband-Transportlochraster so angeordnet sind, daß sie vor der kombinierten Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung in Eingriff kommen und der Anschlag das Trägergurtband während der Übergabe gegen umkippen sichert, daß weiterhin im inneren Führungsschlitten ein unterer und ein oberer Zahnstangenschieber horizontal angeordnet sind, daß der untere Zahnstangenschieber 2 Ausnehmungen mit Querschieber sowie einen Schlitz mit AnscHagstift aufweist, mit denen der innere Führungsschlitten und damit auch die kombinierte Anschlußelemtjnts-, Einstell- und Schneideinrichtung nach vorn angetrieben und relativ zu ihr bewegt werden kann, daß der obere Zahnstangenschieber das vordere Schneidmesser trägt, mittels Ritzel mit dem unteren Zahnstangenschieber formschlüssig verbunden ist und sich gegenläufig bewegt und daß das Ritzel eine Fläche aufweist, der eine Einlauflciste zugeordnet ist, womit das vordere Schneidmesser zum richtigen Zeitpunkt arrettiert ist.

Ausführungsbeispiel

Die Vorrichtung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die bevorzugte Ausführungsform der Bestückungsvorrichtung in der Vorderansicht

Fig. 2: die Bestückungsvorrichtung nach Fig. 1 in der Draufsicht

Fig. 3: die Bestückungsvorrichtung nach Fig. 1 in der Draufsicht

Fig. 3: dieerfindungsgemäße Vorrichtung in der Vorderansicht

Fig.4: die erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt A-A

Fig. 5: die erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt B-B

Fig. 6: dio kombinierte Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung und Trägergurtband-Positioniereinrichtung in bezug zur Bestückungszange in 5 Arbeitsstellungen

a: Ausgangsstellung

b: Transport der gesamten Bestückungsvorrichtung zur Bestückungszange

c: Positionierung des Trägergurtbandes, Justage der Anschlußelemente und Übergabe des Bauelementes

d: Abschneiden der Anschiußelemente

e: Transport der gesamten Bestückungsvorrichtung in Ausgangsstellung zurück

In Fig. 1 und 2 ist die bevorzugte Ausführungsform der Bestückungsvorrichtung 15 gezeichnet. Die Zuführung der auf einen Trägergurtbind 3 befostigten Bauelemente 1 wird vorzugsweise von einer bekannten intermittierenden Vorschubeinrichtung 53 mittels Rasterräder 43,44 und darauf angeordneten Nocken 45 realisiert, wobei das Trägergurtband 3 vom rechten Rasterrad 43 schrittweise gezogen und das Bauelement 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 zugeführt wird. Das linke Rasterrad 44 dient nur zur Führung und ist frei beweglich. Die Vorschubeinrichtung 43 ist mittels Bügel 47 an dem Grundblech 46 befestigt. Des weiteren ist zwischen den beiden Rasterrädern 43,44 ein hinteres starres Blech 51 und ein vorderes federndes Blech 50 angeordnet, in denen das Trägergurtband 3 geklemmt und in einer definierten Lage zur Vorrichtung 14 in Anlage kommt. Während der Positionierung des Trägergurtbandes 3 gelangen die Positionierstifte 5 durch die Aussparung 52 des starren Bleches 51 in die Transportlöcher 54 und bewegen beim Erreichen des Positionieranschlages 6 gemeinsam mit der kombinierten Anschlußelemente·, Einstell· und Schneideinrichtung 8 das Trägergurtband 3 etwa 2 mm nach vorn, wodurch das Bauelement 1 bei der Übergabe gerade und kippsicher steht. Direkt unter der Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung 8 ist der Tastarm 49 angeordnet, der an den Anschlußelementen 2 prüft, ob ein Bauelement 1 vorhanden ist. Fehlt das Bauelement 1, wird der Schalter 48 betätigt und die Vorschubeinrichtung 53 transportiert so lange bis ein neues Bauelement 1 kommt.

Gemäß Fig. 1 und 2 wird die Vorrichtung 14 von einem pneumatischen Arbeitszylinder 41 angetrieben. Der Arbeitszylinder 41 ist mittels Platte 39 an der Rollführung 40 befestigt und über die Kupplung 27 mit der Vorrichtung 14 verbunden. Die Vorrichtung 14hängt in der Rollführung 40 und bewegt sich mittels Zylinderrollen 42 horizontal.

Seitlich der Rollführung 40 sind 2 Aussparungen 55 und die ve· !ängerten Enden der Achse 21 angeordnet, die den horizontalen Hub der Vorrichtung 14 begrenzen.

Im folgenden soll die erfindungsgemäße Vorrichtung 14 erläutert werden. Gemäß Fig. 3,4 und 5 besteht die Vorrichtung 14 aus einem äußeren und inneren Führungsschlitten 16,17. Der äußere Führungsschlitten besitzt seitlich 2 prismatische Führungen 60 für die Zylindorrollen 42 zur horizontalen Bewegung in der Rollführung 40 sowie die Lagerstellen für die Achse 21. Des weiteren sind 2 prismatische Ausnehmungen 35 angeordnet, in die je ein Querschieber 28 zwangsläufig bewegt wird. Darunter befindet sich rechts und links je eine Rasterkugel 29 mit Druckfeder 30 und Schraube 56, die eine bewegungshemmende Wirkung erzielen und auf die richtige Reihenfolge der Bewegung wirken. In die Gleitführung 58 des äußeren Führungsschlitten 16 ragt mittig der straff eingepaßte Stift 31. Der innere Führungsschlitten 17 ist in der Gleitführung 58 leicht beweglich angeordnet und sitzt mit dem Langloch 32 auf dem Stift .11. Das Langloch 32 ist so bemessen, daß es einen maximalen Hub von 6rr.'n gewährleistet. Amhintßren Teil des inneren Führungsschlitten 17 sind rechts und links je ein Durchbruch 59 zur Führung des Querschiebers 28 eingearbeitet. Darunter befinden sich die kugelförmigen Ausnehmungen 57 für die Rasterkugel 29, die den inneren Führungsschlitten 17 in der definierten Ausgangsstellung halten. In der Mitte sind beidseitig 2 Schlitze 37 zur Durchführung der Achse 21 angeordnet und so bemessen, daß sich der innere Führungsschlitten 17 mindestens 6mm frei bewegen kann. Am vorderen Teil ist die Trägergurtband-Positioniereinrichtung 4 befestigt, an der die Positionierstifte 5 im Abstand des Rasters der Transportlöcher 54 angeordnet sind. Die Positionierstifte 5 haben einen konischen Anschliff sowie einen Positionieranschlag 6. Sie sind in ihrer Länge so ausgelegt, daß etwa 2 mm vor der kombinierten Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung 8 das Trägergurtband 3 mit dem Bauelement 1 zum Toleranzausgleich positioniert wird. Der Positionieranschlag 6 ist so ausgelegt, daß die Anschlußelemente 2 zur gleichen Zeit in ά' η V-Nuten 25 der Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung 8 anliegen. Beide Anlagepunkte werden 2 mm weiter nach vorn bewegt, in dem das federnde Blech 50 der Fig.2 nachgibt und die Anschlußelemente 2 mit dom Bauelement 1 und dem Trägergurtband 3 unter geringfügiger Spannung gerade ausrichtet und gegen Umkippen gesichert werden. Weiterhin ist am inneren Führungsschlitten 17 ein Stift 33 straff eingepaßt, der die kombinierte Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung 8 leicht aufsteckbar aufnimmt. Das vordere Teil besteht aus dein gemeinsam ausgebildeten hinteren Schneidmesser 13 und der Anschlußelemente-Einstelleinrichtung 11 mit dsn V-Nuten 25 sowie einer Ausnehmung 10 und einem zurückgesetzten geraden Anschlag 9. Die Ausnehmung 10 dient als Anschlag für die Bestückungszange 7 und gewährleistet somit eine sichere Übergabe des Baueler^-'-'tes 1, wobei Verschleißerscheinungen des Antriebs- und Übertragungsmechanismus automatisch ausgeglichen v/erden.

An den geraden Anschlag 9 liegen die Anschlußelomente 2 an, damit bei der Übergabe das Bauelement 1 von der Bestückungszange 7 nicht nach hinten gebogen wird.

Des weiteren weist der innere Führungsschlitten 17 einen unteren und oberen Zahnstangenschieber 18,19 sowie ein Ritzel 20 auf. Der untere Zahnstangenschieber 18 ist über der Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung 8 dermaßen angeordnet, daß er mittels Langlochs 34 6mm hori?ontal auf dem Stift 33 bewegbar ist und besitzt am hinteren Ende die Aufnahme für die Kupplung 27. Seitlich sind 2 prismatische Ausnehmungen 36 eingearbeitet, in die sich der Querschieber 28 zwangsläufig bewegt und dadurch mit dem inneren Führungsschlitten 17 fest verbunden ist.

Weiterhin ist dem unteren Zahnstangenschieber 18 einseitig eine Keilleiste 22 mit der Auflaufschräge 23 zugeordnet. Das Ritzel 20 ist zeitweise mit dem unteren und ständig mit dem oberen Zahnstangonschiobor 18,19 formschlüssig verbunden, kann sich frei auf der Achse 21 drehen und weist eine einseitig angeordnete Fläche 24 auf, durch die der Ritzel 20 in bestimmten Bewegungsabschnitten gegen Verdrehung gesichert ist. Durch die Vorwärtsbewegung des unteren Zahnsiangenschiebers 18 erfährt dor obere Zahnstangenschieber 19 mittels Ritzel 20 eine gegenläufige Bewegung. Am oberen Zahnstangenschieber 19 ist das vordore Schneidmesser 12 mittels Halterung 26 angeordnet, welches die bereits übergebenen Bauelemente 1 vom Träger g urtbaiid 3 abtrennt. Mit der Abdeckung 38 wird der äußere Führungsschlitten 17 geschlossen, wodurch das gute Gleiten und Halten aller bewegten Teile gewährleistet ist. Anhand der Fig.3,4, 5 und 6a-e soll die erfindungsgemäße Vorrichtung 14 in ihrem folgerichtigen Bewegungsablauf kurz erläutert werden.

In Fig. 6a ist die Ausgangsstellung gezeigt, die identisch mit der Fig. 4 und 5 ist. Wird der Arbeitszylinder 41 mit Druckluft beaufschlagt, bewegt sich die Bestückungsvorrichtung 15 in ihrer Gesamtheit entsprechend Fig.6b zur Bestückungszange 7, indem sich der äußere Führungsschlitten 16 mittels Zylinderrollen 42 in der Rollführung 40 nach vorn bewegt. Hat die Achse 21 in der Aussparung 55 angeschlagen, wird die bewegungshemmende Wirkung der Rasterkugeln 29 überwunden und der innere Führungsschlitten 17 sowie die Anschlußelemento-, Einstell- und Schneideinrichtung 8 und der untere Zahnstangenschieber bewegen sich durch die in der prismatischen Ausnehmung 36 befindlichen Querschieber 28 gemeinsam 6mm nach vorn bis die Querschieber 28 die prismatischen Ausnehmungen 35 erreicht haben. Damit sind der äußere und innere Führungsschlitten 16,17 miteinander verriegelt.

Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Ritzel 20 kurz vor dem ersten Zahn des unteren Zahnstangenschiebers 18 u,,u die Keilleiste 22 hat die Fläche 24 freigegeben. Dieser Bewegungsstand entspricht der Fig. 6c. Bei weiterer Vorwärtsbewegung des Arbeitszylinders 41 bewegt sich der untere Zahnstangenschieber 18 etwa 5mm nach vorn bis der Stift 33 in dem Langloch 34 anschlägt. Gleichzeitig erreicht der erste Zahn des unteren Zahnstangenschiebers 18 das Ritzel 20, welches sich nach Fig. 5 gegen den Uhrzeigersinn dreht und somit den oberen Zahnstangenschieber 19 etwa 4mm zurück bewegt. Diesa Arbeitsstellung entspricht Fig.6d, in der die Anschlußelemente 2 vom Trägergurtband 3 abgetrennt werden. Fig. 6e zeigt wieder die Ausgangsstellung mit dem übergebenen Bauelement 1.

Die Bewegung zurück in die Ausgangsstellung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Ist die Ausgangsstellung erreicht, bewegt sich die Bestückungszange 7 mit völliger Bewegungsfreiheit vertikal nach unten und setzt das Bauelement 1 in die Leiterplatte ein. Zum gleichen Zeitpunkt wird mit der intermittierenden Vorschubeinrichtung 53 ein neues Bauelement 1 zur Vorrichtung 14tra.isportiert und auf Vorhandensein geprüft.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum automatischen Bestücken von Bauelementen mit radial abgehenden Anschlußelementen, insbesondere zum Zuführen und Abschneiden der Bauelemente vom Trägergurtband mittels feststehendem und beweglichem Messer sowie einer Anschlußelemente-Einstelleinrichtung mit Zentrierkeilen und zum Übergeben an die Bestückungszange des Bestückungskopfes, vorzugsweise in Leiterplattenbestückungsautomaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (14) aus einem horizontal bewegbar angeordneten äußeren und inneren Führungsschlitten (16,17} besteht, daß der äußere Führungsschlitten (16) die Vorschubeinrichtung (53) und der innere Führungsschlitten (17) die kombinierte Anschlußelemente-, Einstell und Schneideinrichtung (8) und die Trägergurtband-Positioniereinrichtung (4) aufweist, daß die kombinierte Anschlußelemente-, Einstell- und Schneideinrichtung (8)
2. 2 V-Nuten (25) besitzt, deren Unterkante als hinteres Schneidmesser (13) dient, daß sich darüber eine Ausnehmung (10) für die Bestückungszange (7) sowie ein zurückgesetzter gerader Anschlag (9) für die Anschlußelemente (2) befindet und die Ausnehmung (10) in der Tiefe so bemessen ist, daß die Bestückungszange (7) zur definierten Übergabe anschlägt, daß die Trägergurtband-Positioniereinrichtung (4) zwei konische Positionierstifte (5) mit Anschlag (6) aufweist, die im Trägergurtband-Transportlochraster angeordnet sind, daß weiterhin im inneren Führungsschlitten (17) ein untererund ein oberer Zahnstangenschieber (18,19) angeordnet ist, daß der untere Zahnstangenschieber (18) zwei prismatische Ausnehmungen (36) mit Querschieber (28) sowie ein Langloch (34) mit Stift (33) aufweist, daß der obere Zahnstangenschieber (19) das vordere Schneidmesser (12) trägt mittels Ritzels (20) mit dem unteren Zahnstangenschieber (18) formschlüssig verbunden ist und sich gegenläufig bewegt und daß das Ritzel (20) eine Fläche (24) besitzt, der eine Keilleiste (22) mit Auflaufschräge (23) zugeordnet ist.

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