DE2006320B1

DE2006320B1 - Assembly device for assembly of mounting plate /? or printed circuit boards

Info

Publication number: DE2006320B1
Application number: DE2006320A
Authority: DE
Inventors: der Anmelder HOIv ist
Original assignee: Worl, August, 8031 Stockdorf
Priority date: 1970-02-12
Filing date: 1970-02-12
Publication date: 1971-02-04

Description

Bestückungsapparate werden eingesetzt z. B. im feinmechanischen oder elektrotechnischen Gerätebau bei der Serienfertigung zur Bestückung z. B. von Platinen mit gedrucktem Leitungszug mit den Schaltungselementen (z. B. Widerständen, Kondensatoren, Spulen, Schaltern, Relais, usw.) oder Montagerahmen mit feinmechanischen Elementen. Pick and place machines are used z. B. in precision engineering or electrical engineering in series production for assembly z. B. of circuit boards with printed wiring with the circuit elements (e.g. resistors, capacitors, Coils, switches, relays, etc.) or mounting frames with precision mechanical elements.

Bei einem bekannten Bestückungsgerät wird dazu die Platine in einen Montagerahmen gesetzt, und vermittels eines Fotofilms, der die jeweiligen Bestükkungsschritte fotografiert enthält und auf die Platine projiziert wird, erkennt die Arbeiterin, in welche vorgebohrten Löcher in der Platine ein Schaltungselement gesteckt werden muß. Gerade dieses Schaltungselement kann sie gleichzeitig aus einem auf einer Drehscheibe befindlichen, unter einer Tischplatte montierten Kasten greifen, da ein segmentartiger Ausschnitt in der Tischplatte gerade nur einen Kasten freigibt. In a known assembly device, the board is in a Mounting frame set, and by means of a photo film showing the respective assembly steps contains photographed and is projected onto the board, the worker recognizes In which pre-drilled holes in the circuit board a circuit element is inserted got to. It is precisely this circuit element that you can use at the same time from one on a turntable grab the box mounted under a table top, as a segment-like one Cut-out in the table top just releases a box.

Ein pneumatischer Transport, per Fuß oder Hand ausgelöst, bewirkt nach dem Einstecken dieses Elements den Transport zur Projektion des nächsten Filmbildes eines an Anfang und Ende zusammengeklebten Filmbandes mit den Aufnahmen der einzelnen Bestückungsschritte und der Drehscheibe, die die Kästchen enthält, zur Entnahme des nächsten Schaltungselements durch die segmentartige Tischöffnung. A pneumatic transport, triggered by foot or hand, causes After inserting this element the transport for the projection of the next film image a tape of film stuck together at the beginning and the end with the recordings of each Assembly steps and the turntable that contains the boxes for removal of the next circuit element through the segment-like table opening.

Bestückungsapparate dieser Art haben verschiedene Nachteile: 1. Es müssen Spezialtische hergestellt werden, bei welchen unter der Tischplatte eine oder zwei Drehvorrichtungen zum Drehen der Drehscheibe mit den segmentartigen Kästchen montiert sind. Pick and place machines of this type have several disadvantages: 1. It special tables have to be made with a or two turning devices for turning the turntable with the segment-like boxes are mounted.

Die Tischplatten müssen einen entsprechenden Ausschnitt haben. Die Herstellungskosten solcher Spezialtische sind hoch. The table tops must have a corresponding cutout. the Manufacturing costs of such special tables are high.

2. Wenn die Kästchen für die Schaltungselemente leer sind und neu gefüllt werden sollen, oder bei Programmwechsel, muß die Arbeit für einige Zeit unterbrochen werden, da ein Kästchen nach dem anderen unter die Öffnung gebracht werden muß, um nachgefüllt zu werden. 2. If the boxes for the circuit elements are empty and new are to be filled, or when changing the program, the work has to be done for some time be interrupted as one box after the other is brought under the opening needs to be refilled.

3. Zahl und Größe der Bestückungskästchen auf den zwei rechts und links angeordneten Drehscheiben ist begrenzt. 3. Number and size of the equipment boxes on the two on the right and turntables arranged on the left is limited.

4. Zur Projektion der Fotos der Bestückungsphasen ist ein teurer Spezialprojektor erforderlich, der das endlose Filmband mit 24 X 36 mm Kleinbildformat-Fotos vermittels seiner Zahnung weiterbefördert. 4. To project the photos of the assembly phases is an expensive one Special projector required, which is able to hold the endless film strip with 24 X 36 mm small format photos conveyed further by means of its teeth.

5. Wenn einzelne Löcher der Zahnung dieses Filmbandes ausreißen, ist der ganze Film mit allen Fotos der Bestückungsphasen unbrauchbar und muß neu hergestellt werden. 5. If individual holes in the teeth of this film tape tear out, the whole film with all photos of the assembly phases is unusable and must be new getting produced.

Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. The purpose of the invention is to eliminate these drawbacks.

Der erfindungsgemäße Bestückungsapparat zur Bestückung von Montageplatten oder Leiterplatinen in Montagerahmen mit Projektion der Bestückungsschritte und damit gekoppelten drehbaren Materialbehältern ist gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden Teilmerkmale: a) die Fotos der einzelnen Bestückungsschritte sind als handelsübliche Einzeldias gerahmt, b) die Projektion der Dias erfolgt mit einem handelsüblichen automatischen Diaprojektor vermittels eines Umlenkspiegels oder Umlenkprismas, c) die zwei Materialspender bestehen aus zwei Bestückungsrotorsäulen, bei welchen mehrere handelsübliche, einhängbare rechteckige Materialbehälter um den Umfang und in mehreren Etagen übereinander angeordnet sind, d) der Weitertransport der Dias und der Bestükkungsrotorsäulen erfolgt elektrisch vermittels Hand- oder Fußauslösung. The assembly apparatus according to the invention for assembling mounting plates or printed circuit boards in mounting frames with projection of the assembly steps and rotatable material containers coupled therewith is characterized by the combination of the following partial features: a) the photos of the individual assembly steps are framed as standard single slides, b) the slides are projected with a commercial automatic slide projector by means of a deflecting mirror or Deflection prism, c) the two material dispensers consist of two assembly rotor columns, in which several commercially available, hook-in rectangular material containers around the circumference and are arranged in several floors one above the other, d) the onward transport the slides and the assembly rotor columns are carried out electrically by hand or Foot release.

Der Vorteil des Bestückungsapparates bei Vereinigung der Teilmerkmale nach der Erfindung besteht in der Überwindung der unter 1. bis 5. zuvor genannten Nachteile mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand, erzielt durch die Benutzung von etlichen Teilen, die in Großserienherstellung für andere Zwecke preiswert zu beziehen sind. Außerdem kann das Arbeitstempo an dem erfindungsgemäßen Apparat wesentlich gegenüber den herkömmlichen Apparaten gesteigert werden. The advantage of the assembly apparatus when combining the partial features according to the invention consists in overcoming those mentioned under 1. to 5. above Disadvantages with relatively little effort, achieved through use of several parts that are inexpensive to mass produce for other purposes are related. In addition, the pace of work on the apparatus according to the invention can be significant can be increased compared to the conventional apparatus.

Die Teilmerkmale a), b) und c) sind die Voraussetzung für die besonders rationelle Herstellung, da sie die Voraussetzung für die Verwendung dieser Teile, nämlich Dia-Projektor, normalen Tisch und handelsüblichen Materialbehälter bilden. The partial features a), b) and c) are the prerequisites for the special rational production, as it is the prerequisite for the use of these parts, namely form slide projector, normal table and commercially available material container.

Das Teilmerkmal d) fördert im Verein mit den Teilmerkmalen a) und c) ein gegenüber dem bekannten Apparat zügigeres Arbeitstempo. Der gesamte erstrebte Zweck wird mithin in der Vereinigung der Teilmerkmale erreicht. The sub-feature d) promotes in conjunction with the sub-features a) and c) a faster work pace compared to the known apparatus. The whole aspired The purpose is therefore achieved in the union of the partial features.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1132610 sind bereits mechanische Abtaster bekannt, die jeden Lötpunkt von einer Modellplatte auf die Leiterplatte übertragbar machen. Hierbei muß die Arbeiterin den Abtaster von Hand auf der Modellplatte führen und hat deshalb zur Bestückung nur eine Hand frei. From the German Auslegeschrift 1132610 are already mechanical Scanners are known that each solder point from a model board on the circuit board make transferable. Here the worker has to put the scanner on the model plate by hand and therefore only has one hand free for assembly.

Die Steuerung von Vorratsbehältern mit den betreffenden Schaltelementen wird nach der deutschen Auslegeschrift 1 281 510 durch vertikales Verschieben eines Regals mit Vorratsbehältern gegenüber der Platine bewirkt. Der Nachteil besteht darin, daß die Behälter für viele Bauteile verhältnismäßig groß werden. Nach einer Platinenbestückung muß das Behälterregal von Hand wieder in die Ausgangsstellung zur Bestückung einer neuen Platine gebracht werden. The control of storage containers with the relevant switching elements is according to the German Auslegeschrift 1 281 510 by vertically moving a Effects shelf with storage containers opposite the board. The downside is in that the containers for many components are relatively large. After a When the circuit boards are fitted, the container rack must be returned to its starting position by hand be brought to equip a new board.

Die Zuordnung der Schaltelemente zu den Bestükkungsstellen erfolgt mechanisch durch Schablonen, die einem starken Verschleiß unterworfen sind.The switching elements are assigned to the fitting points mechanically by stencils that are subject to heavy wear.

In vorteilhafter Weiterbildung erfolgt der Weitertransport der Bestückungsrctrsäulen fotoelektrisch durch auf dem Dia befindliche ein oder zwei lichtdurchlässige Punkte, die beim Einschalten des Folgedias die Drehung einer oder beider Rotorsäulen in ein Segment zur nächsten senkrechten Behälterreihe bewirken. Die Höhenmarkierung kann durch ein Signal, welches den Kasten der senkrechten Behälterreihe kennzeichnet, dem das Schaltungselement zu entnehmen ist, erfolgen. In an advantageous further development, the assembly rctrsäulen are transported on photoelectrically through one or two translucent points on the slide, the rotation of one or both rotor columns in cause a segment to the next vertical row of containers. The height mark can by means of a signal, which identifies the box of the vertical row of containers, from which the circuit element can be found.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt die gesamte Steuerung vollautomatisch vermittels gespeicherter Programme, z. B. durch Tonband mit gespeicherten Schaltimpulsen und aufgesprochenen Erläuterungen bzw. Untergrund-Musik. In a further advantageous embodiment, the entire control takes place fully automatically by means of stored programs, e.g. B. by tape with stored Switching impulses and recorded explanations or underground music.

Dabei kann durch Regelung der Bandgeschwindigkeit die Zeitdauer der Bestückungsschritte dem Arbeitstempo der Arbeiterin von ihr selbst angepaßt werden. Die Arbeiterin hört dann an der Tonhöhe der Sprache bzw. Musik, ob ihr Arbeitstempo sehr vom Normaltempo abweicht. By regulating the belt speed, the duration of the Assembly steps the pace of work the worker of herself be adjusted. The worker then listens to the pitch of the language or music, whether their pace is very different from the normal pace.

An Hand der A b b. 1 und 2 sei die Erfindung nunmehr näher erläutert. Using the A b b. 1 and 2 the invention will now be explained in more detail.

Der gesamte Bestückungsapparat benötigt keinen Spezialtisch, sondern kann z. B. auf einem normalen Tisch 106 montiert werden. The entire assembly apparatus does not require a special table, but can e.g. B. be mounted on a normal table 106.

Auf drei Säulen 103, die eine Platte 104 tragen, ist auf Schienen 105 nach zwei Richtungen justierbar ein normaler Dia-Projektor 100 aufgesetzt. Vermittels eines Umlenkspiegels 200 wird das normalerweise waagerecht projizierbare Bild senkrecht nach unten auf den Montagerahmen 101 mit der darauf befestigten Leiterplatine 102 geworfen. On three pillars 103 which support a plate 104 is on rails A normal slide projector 100 is mounted on it, adjustable in two directions. Mediating a deflection mirror 200, the normally horizontally projectable image becomes vertical down onto the mounting frame 101 with the printed circuit board 102 attached to it thrown.

Rechts und links vom Montagerahmen steht je eine Bestückungsrotorsäule 300, in der Abbildung mit drei übereinander angeordneten Reihen von je 5 Montagekästen 400. Bei größerem Materialbedarf können auch Bestückungsrotorsäulen mit z. B. To the right and left of the mounting frame there is a loading rotor column 300, in the illustration with three rows of 5 assembly boxes arranged one above the other 400. For larger material requirements, assembly rotor columns with z. B.

3 X 10 = 30 Montagekästen benutzt werden.3 X 10 = 30 assembly boxes can be used.

Als Dias werden zweckmäßigerweise Farbdias gewählt. Die betreffenden Punkte auf der Platine, die jeweils bestückt werden sollen, werden farbig beleuchtet. Die Farbe entspricht auf der Bestückungssäule der Etage der Materialkastenreihe, z. B. ist der unteren Reihe rot, der mittleren Reihe grün und der oberen Reihe blau zugeordnet. Rechte und linke Säule können unterschiedliche Markierungsformen der Lichtpunkte haben, z. B. kann ein dreieckiger Lichtpunkt mit Innenloch die linke Säule, ein Kreis mit Loch die rechte Säule kennzeichnen. Color slides are expediently chosen as slides. The concerned Points on the board that are to be populated are highlighted in color. The color on the equipment column corresponds to the level of the row of material boxes, z. B. the bottom row is red, the middle row is green, and the top row is blue assigned. The right and left columns can have different forms of marking Have points of light, e.g. B. a triangular point of light with an inner hole can be the left Column, mark the right column with a circle with a hole.

Das Schaltelement wird je nach der Farbe aus dem zur Arbeiterin weisenden Kasten entnommen. Irrtümer durch falsche Entnahme aus einem der drei übereinanderliegenden Kästen, die zur Arbeiterin weisen, werden so vermieden. Depending on the color, the switching element is the one pointing towards the worker Box removed. Errors due to incorrect removal from one of the three superimposed Boxes that point to the worker are avoided.

Man könnte stattdessen auch je einen Kasten der senkrechten Kastenreihe mit einer sich nach jeder vollen Umdrehung der Rotorsäule in der Höhe um eine Etage weiterschaltenden Lichtpunkt markieren. Instead, one could also use one box from the vertical row of boxes with a height of one level after each full revolution of the rotor column Mark the next switching light point.

Dies würde jedoch einen zusätzlichen Schaltungsaufwand bedeuten, der nur in besonderen Fällen vertretbar wäre.However, this would mean additional circuit complexity would only be justifiable in special cases.

Der Dia-Transport für den nächsten Bestückungsschritt erfolgt z. B. mit dem Fußschalter 109. Gleichzeitig kann durch Handauslösung 110 oder mit dem gleichen Fußschalter eine oder beide Rotorsäulen um einen Schritt gedreht werden. The slide transport for the next assembly step takes place z. B. with the foot switch 109. At the same time by manual release 110 or with the the same foot switch, one or both rotor columns can be rotated by one step.

Zweckmäßigerweise erfolgt der Weitertransport der Rotorsäulen um einen Schritt über Fotozellen 107 in einem Fotozellenkasten 108, der neben der Leiterplatine steht. Der Transport erfolgt dann automatisch durch auf den Dias angebrachte Lichtpunkte, und zwar je nach Bedarf erfolgt nur der Transport jeweils der linken oder der rechten Rotorsäule oder beider Rotorsäulen gleichzeitig. Appropriately, the further transport of the rotor columns takes place a step over photocells 107 in a photocell box 108 that is next to the circuit board stands. The transport then takes place automatically through light points attached to the slides, and depending on requirements, only the left or right is transported Rotor column or both rotor columns at the same time.

Der Aufbau der Rotorsäulen 300 ist denkbar einfach. The structure of the rotor columns 300 is very simple.

Eine senkrechte Achse 5 ist auf der Grundplatte 16 fest montiert. An der Grundplatte 16 ist ebenfalls die elektrische Steckdose 17, der elektrische Motor 12 mit Schneckentrieb 13 und der Schalter 15 fest montiert. Der Motor dreht ein unteres Drehteil 6, das sich in einem Kugellager 7 auf der Achse 5 drehen kann und außerdem eine Aufsatzplatte 8 zum Aufsetzen des Rotorkäfigs 18 aufweist. Ein Mitnehmerstift 9 auf dieser Aufsatzplatte faßt über eine Gummipufferung in die untere Führungslasche 19, des Rotorkäfigs 18. In den Zahnkrnz 10 des unteren Drehteils 6 sind parallel zur festen Achse 5 Gewindelöcher geschnitten. Sie nehmen Kontaktauslöserschrauben 14 auf, die einen Schalter 15 betätigen, wenn die Drehung des Rotorkäfigsl8 um eine Materialbehälterbreite erfolgt ist. A vertical axis 5 is fixedly mounted on the base plate 16. On the base plate 16 is also the electrical socket 17, the electrical Motor 12 with worm drive 13 and the switch 15 firmly mounted. The engine turns a lower rotating part 6 which can rotate in a ball bearing 7 on the axis 5 and also has an attachment plate 8 for attaching the rotor cage 18. A Driving pin 9 on this top plate reaches into the lower one via a rubber buffer Guide plate 19 of the rotor cage 18. In the toothed ring 10 of the lower rotating part 6 5 threaded holes are cut parallel to the fixed axis. They take contact trigger screws 14, which operate a switch 15 when the rotation of the rotor cage l8 by one Material container width is done.

Bei Rotorkäfigen mit drei übereinanderliegenden Etagen von je fünf Montagebehältern 400 auf dem Umfang sind fünf Kontaktauslöserschrauben 14 so weit nach unten geschraubt, daß sie den Schalter 15 betätigen. For rotor cages with three stacked levels of five each Mounting containers 400 on the circumference are five contact trigger screws 14 so far screwed down so that they operate switch 15.

Will man diesen Rotorkäfig durch einen Rotorkäfig mit je zehn Montagebehältern auf dem Umfang ersetzen, so müssen lediglich weitere fünf Kontaktauslöserschrauben 14, die zwischen den erstgenannten Schrauben sitzen, so weit nach unten geschraubt werden, daß auch sie den Schalter 15 betätigen. If you want this rotor cage with a rotor cage with ten assembly containers each replace on the circumference, then only another five contact release screws have to be 14, which sit between the first mentioned screws, screwed so far down that they also operate the switch 15.

Auf die feste Achse 5 wird der Rotorkäfig 18 einfach aufgesteckt. Die obere Führungslasche 19 enthält ein Kugellager 20. Der Rotorkäfig ist auf drei in diesem Beispiel fünfeckigen, gebogenen Einhängeblechen 21 an Rundstäben 22 angeschweißt. An ihren oberen Seitenkanten werden die handelsüblichen Materialbehälter 400 eingehängt. The rotor cage 18 is simply plugged onto the fixed axle 5. The upper guide plate 19 contains a ball bearing 20. The rotor cage is on three In this example, pentagonal, curved hanging plates 21 are welded to round bars 22. The commercially available material containers 400 are hung on their upper side edges.

Die Rotorteile 18 können leicht von der festen Achse abgehoben werden und passend zu den zu bestückenden Leiterplatinen im Materiallager mit den Schaltelementen gefüllt und für ein neues Programm vorbereitet werden. Während dieser Zeit kann mit anderen Rotorkäfigen noch die Bestückung nach dem laufenden Programm erfolgen. Der Programmwechsel erfolgt dann durch Austauschen der Rotorkäfige ohne Zeitverlust. The rotor parts 18 can easily be lifted off the fixed axis and to match the circuit boards to be assembled in the material store with the switching elements filled and prepared for a new program. During this time you can with other rotor cages the equipment can still be carried out according to the current program. The program can then be changed by exchanging the rotor cages without losing any time.

Der Rotorkäfig 18 kann zugleich als Lager für das gerade nicht benötigte Programm dienen. Zweckmäßigerweise stellt man die Käfige zur Füllung und Lagerung im Lager auf einem Leerständer ohne Antrieb auf. The rotor cage 18 can also be used as a warehouse for what is currently not needed Serve program. It is expedient to place the cages for filling and storage in the warehouse on an empty stand without a drive.

Patentansprüche: 1. Bestückungsapparat zur Bestückung von Montageplatten oder Leiterplatinen in Montagerahmen mit Projektion der Bestückungsschritte und damit gekoppelten drehbaren Materialbehältern, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden Teilmerkmale: a) Die Fotos der einzelnen Bestückungsschritte sind als handelsübliche Einzeldiapositive gerahmt; b) die Projektion der Dias erfolgt mit einem handelsüblichen automatischen Dia-Projektor (100) vermittels eines Umlenkspiegels (200) oder eines Umlenkprismas; c) die zwei Materialspender bestehen aus zwei Bestückungsrotorsäulen (300), bei welchen mehrere handelsübliche, einhängbare, rechteckige Materialbehälter (400) um den Umfang und in mehreren Etagen übereinander angeordnet sind; d) der Weitertransport der Dias und der Bestückungsrotorsäulen erfolgt elektrisch vermittels Hand- oder Fußauslösung. Claims: 1. Equipping apparatus for equipping mounting plates or printed circuit boards in mounting frames with projection of the assembly steps and rotatable material containers coupled therewith, characterized by the combination of the following partial features: a) The photos of the individual assembly steps are framed as standard single slides; b) the slides are projected with a commercially available automatic slide projector (100) by means of a deflecting mirror (200) or a deflecting prism; c) the two material dispensers consist of two assembly rotor columns (300), in which several commercially available, attachable, rectangular material containers (400) are arranged around the circumference and in several floors one above the other; d) the Further transport of the slides and the assembly rotor columns is carried out electrically Hand or foot release.

Claims

2. Placement apparatus according to claim 1, characterized in that the onward transport

the assembly rotor columns (300) photoelectrically takes place through on one or two translucent points located on the slide, which when switched on of the following slide the rotation of one or both rotor columns by one segment to the next effect a vertical row of containers.

3. placement apparatus according to claim 1, characterized in that a height marking is carried out by a signal, which the box of the vertical Row of containers from which the relevant circuit element can be found, identifies.

4. Placement apparatus according to claim 1, there- characterized by that the entire control fully automatically by means of stored programs, e.g. B. by tape with stored switching impulses and recorded explanations or underground music takes place.

5. placement apparatus according to claim 1, characterized in that for the identification of the level of the box assigned to the assembly step a certain color is used for the box and color slide and a certain shape of the light points on the slide, e.g. B. triangular and round, the right and left equipping rotor column assigned.