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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Schweissdrahtspendevorrichtung, mit welcher eine vorbestimmte
Menge an Schweissdraht für
das Schweissen von elektrischen oder elektronischen Komponenten
geliefert werden kann.
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Das Schweissen von kleinen elektronischen Komponenten
wird oft durch automatisierte Schweissstationen verrichtet, die über einen
Schweisskopf für
das Schmelzen und Erhitzen des Lots bis zur gewünschten Temperatur sowie über eine
automatische Schweissdrahtspendevorrichtung verfügen.
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Der Schweisskopf kann aus resistiven
Heizelementen, oder durch Induktion von hochfrequenten elektrischen
Strömen,
oder noch aus einem Lasersender bestehen. Um eine perfekte Schweissung
zu erreichen, muss in jedem Fall der Schweissdraht an den gewünschten
Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt und in einer genau vorbestimmten
Menge geführt
werden.
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Die 1 zeigt
eine Schweissdrahtspendevorrichtung von bekanntem Typ. Der Draht 1 besteht aus
einer Legierung deren Schmelzpunkt dem vorgesehenen Schweissverfahren
angepasst ist. Es handelt sich beispielsweise um eine Sn–Pb oder
Sn–Ag Legierung
oder um eine andere Lotlegierung, je nach Umstand. Der Draht 1 wird
zwischen zwei Rollen 3 eingeklemmt, wobei eine davon vom
Schrittschaltmotor 5 und vom Riemen 7 getrieben
wird.
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Der Motor 5 wird mit einem
Steuerschaltkreis 6 verbunden, der auf Anfrage einer Bedienungsperson
oder gemäss
einer vorbestimmten Folge von Operationen das Drehen des Motors
5 um einen vorbestimmten Winkel steuert, was das Vorwärtsschreiten
einer entsprechenden Drahtlänge
in die Ausgangsbuchse 4 verursacht.
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Die Rollen 3 haben oft Seitenteile,
die rauh sind oder so bearbeitet wurden, dass die Reibungskraft
mit dem Schweissdraht 1 erhöht wird.
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Ein Nachteil der oben erwähnten Vorrichtung ist,
dass der Draht 1 sich oft verklemmt. Der Schweissdraht
bietet einen sehr schwachen Widerstand gegen Verformungen und die
kleinste Hinderung an seinem Vorwärtsschreiten bedeutet fast
immer eine dauerhafte Verformung des Drahts 1, was die
Vorrichtung gänzlich
blockiert. Die Blockierung kann nur durch das manuelle Eingreifen
einer Bedienungsperson behoben werden, die die Vorrichtung öffnen, den verformten
und unbrauchbaren Teil des Schweissdrahts 1 entfernen und
Letzteren zwischen den Rollen 3 wieder einfügen muss.
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Es ist offensichtlich, dass der Zuverlässigkeit von
Schweissdrahtspendevorrichtungen in einem automatisierten Verfahren
mit mehreren Vorrichtungen eine grosse Bedeutung zugemessen wird.
Die Neigung zu Blockierungen der Schweissdrahtspendevorrichtungen
verursacht häufige
Unterbrechungen der Produktion, was die Kosten erheblich in die
Höhe treibt.
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Ein anderer Nachteil der oben erwähnten Vorrichtung
ist, dass ein Verklemmen des Drahts oder eine ungenügende Versorgung
von Schweissdraht leicht unbemerkt bleiben, was in defekten Schweissstellen
des fertigen Schaltkreises resultiert.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine Drahtspendevorrichtung vorzuschlagen, welche auf
Blockierungen weniger anfällig
ist als die Vorrichtungen des Stands der Technik.
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Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine Drahtspendevorrichtung vorzuschlagen, die Situationen
von Blockierungen oder ungenügender
Versorgung detektieren und signalisieren kann.
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Gemäss der Erfindung werden diese
Ziele mittels eines Systems erreicht, welches die Merkmale des unabhängigen Anspruchs
aufweist, wobei bevorzugte Ausführungsformen
des Systems die Merkmale der abhängigen
Ansprüche
umfassen können. Insbesondere
umfasst die Vorrichtung zwei Paare von ausgerichteten Antriebsrollen.
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Die vorliegende Erfindung wird besser
verstanden anhand der Zeichnungen und der Beispiele, welche als
erklärende
jedoch nichteinschränkende Beispiele
die Ausführungsformen
der erfindungsgemässen
Spendevorrichtung erläutern:
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1 zeigt
eine Schweissdrahtspendevorrichtung bekannten Typs;
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2 und 3 zeigen zwei Ansichten einer Schweissdrahtspendevorrichtung
gemäss
einer Ausführungsform
der Erfindung;
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4 zeigt
im Detail die in einer Ausführungsform
der Erfindung verwendeten Antriebsrollen;
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5 zeigt
eine Ansicht einer Spendevorrichtung für mehrere Schweissdrähte gemäss einer Ausführungsform
der Erfindung.
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In einer ersten Ausführungsform
umfasst die erfindungsgemässe
Schweissdrahtspendevorrichtung der 2 und 3 zwei Triebrollen 10 und 20.
Die erste Triebrolle 10 wird von der mit dem Motor 60 direkt
verbundenen Achse 30 getragen und die zweite Triebrolle 20 wird
von der Nebenachse 40 getragen, die mit der Achse 30 durch
die gezahnten Scheiben 61 und 62 und den gezahnten
Riemen 70 oder durch ein anderes entsprechendes Antriebmittel
verbunden ist. Die Scheiben 61 und 62 und der
Riemen 70 gewährleisten,
dass die zweite Triebrolle 20 immer in die gleiche Richtung
und mit der gleichen Geschwindigkeit dreht wie die erste Triebrolle 10.
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Auch wenn die Triebrolle 10 im
dargestellten Beispiel direkt durch den Motor angetrieben wird, könnte man
in gewissen Fällen
zwischen Letzteren einen Riemen- oder Räderwerkantrieb oder irgendeinen
anderen Antriebstyp dazwischenschalten, um beispielsweise die Motordrehgeschwindigkeit
zu reduzieren oder die Höhe
der Vorrichtung einzuschränken.
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Gegenüber den Triebrollen 10 bzw. 20 befinden
sich die zwei Rollen 11 und 21, die sich frei
um ihre Achse 31 bzw. 41 drehen können. Der
aus einer in den Figuren nicht-dargestellten Spule stammende Schweissdraht 1 dringt
durch die Eingangsbuchse 13 in die Vorrichtung ein und
fügt sich
zuerst zwischen die zwei Rollen 10 und 11 ein.
Die Achse 31, um welche die Rolle 11 frei drehen
kann, wird von der Platte 112 getragen, die frei um den
Drehzapfen 110 drehen kann. Eine Feder 115 oder
ein anderes entsprechendes elastisches Element schiebt die Platte 112 gegen die
Triebrolle 10, so dass der Schweissdraht 1 zwischen
den beiden Rollen 10 und 11 eingeklemmt wird.
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Der gleiche Klemmeffekt könnte offensichtlich
auch durch andere Mittel erreicht werden, beispielsweise indem die
Achse 31 auf einem Gleitwagen montiert wird und die Achse 31 in
Richtung der Triebrolle 10 in einer senkrechten Ebene schwingen kann,
oder noch indem die Triebrolle 10 bewegt wird und die Achse
der Rolle 11 fest fixiert bleibt.
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Die Rollen 20 und 21,
die zwischen den Rollen 10 und 11 und der Ausgangsbuchse 14 angeordnet
sind, funktionieren genau gleich wie die Rollen 10 und 11.
Der Draht 1 wird aufeinanderfolgend von den zwei Paaren
von Rollen 10, 11, 21, 21 angetrieben und
absolviert somit einen mehr oder weniger geradlinigen Lauf von der
Eingangsbuchse 13 bis zur Ausgangsbuchse 14.
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Der Motor 60 kann ein elektrischer
Schrittschaltmotor oder ein elektrischer Servomotor oder irgendein
anderer Typ von elektrischem, pneumatischem oder handbetätigtem Regler
sein. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Motor 60 ein elektrischer Schritt schaltmotor,
verbunden mit einem Steuerschaltkreis 6 der auf Anfrage
das Drehen der Triebrollen 10 und 20 um einen
vorbestimmten Winkel steuert, was das Vorwärtsschreiten einer entsprechenden
Drahtlänge
in die Ausgangsbuchse 4 in Richtung der Verteilstelle verursacht.
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Wahlweise, wie auf 4 sichtbar, sind die Seitenflächen der
Triebrollen 10, 20 gezahnt, um den Griff der Rollen
auf den Draht zu verbessern und das Rutschen zu vermeiden. Ferner
sind die Seitenflächen
der freien Rollen 11, 21 mit runden Rillen versehen,
die sich dem Durchschnitt des Drahts 1 anpassen, um jegliche
Verschiebung des Drahts in rechtwinklige Richtung zu seinem normalen
Lauf zu verhindern.
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Dank der oben beschriebenen Anordnung transportiert
die Spendevorrichtung gemäss
der Erfindung den Draht 1 mit einer verbesserten Zuverlässigkeit
im Vergleich mit den bekannten Anordnungen mit nur einem Paar Antriebsrollen.
Insbesondere besitzt die erfindungsgemässe Spendevorrichtung die Eigenschaft,
den Schweissdraht gerade zu biegen und alle Verformungen, die der
Draht aufweisen könnte,
zu eliminieren.
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Wenn der Draht 1 von seiner
Spule abgespult wird, weist er immer kleine Verformungen, Knicke
und Unregelmässigkeiten
auf, die dem Vorwärtsschreiten
des Drahts entgegenstehen und eine Blockierung der Spendevorrichtung
verursachen können.
Ferner, wenn allfällige
fremde Partikel oder angesammelter Schmutz das Vorwärtsschreiten
des Drahts in der Ausgangsbuchse behindern, konzentrieren sich Druckspannungen
in den verformten Teilen des Drahts, der schlussendlich durch Ausknickung
nachgibt. Der durch die erfindungsgemässe Spendevorrichtung perfekt
gerade gebogene Draht, hingegen, kann leicht durch die Ausgangsbuchse passieren
und ist viel weniger anfällig
auf Ausknickung als ein gebogener oder geknickter Draht.
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Gemäss einem anderen Aspekt der
Erfindung, auch auf den 2 und 3 dargestellt, umfasst die
Spendevorrichtung eine Vorrichtung, um den Schweissdraht 1 anfänglich leicht
einzufügen.
Der Druckknopf 100 erlaubt es, die Platten 112 und 113 durch
die Gabel 105 zu verschieben, so dass die freien Rollen 11 und 21 von
den fest fixierten Rollen 10 und 20 getrennt werden.
In getrennter Position ist der Raum zwischen den Rollen 10 und 11 bzw. 20 und 21 genügend gross,
um den Durchgang des Schweissdrahts 1 zu erlauben.
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Selbstverständlich kann man einfach obigen Druckknopf
und obige Gabel durch ein System von Hebeln oder Exzentern ersetzen,
oder durch irgendeinen anderen bekannten handbetätigten oder automatischen Regler,
der das Trennen der freien Rollen 11 und 21 von
den fest fixierten Rollen 10 und 20 um den für das Einfügen des
Drahts 1 nötigen
Abstand erlaubt.
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Gemäss einem anderen Aspekt der
Erfindung, auch auf den 2 und 3 dargestellt, treibt die freie
Rolle 21 durch den Riemen 83 und die Scheiben 81 und 82 einen
Drehgeber 80 an.
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Im normalen Betriebsmodus wird die
freie Rolle 21 durch das Vorwärtsschreiten des Schweissdrahts 1 angetrieben.
Wenn es kein Rutschen und keine Blockierung gibt, ist der vom Drehgeber 80 registrierte
Drehwinkel proportional in einem vorbestimmten Verhältnis zum
Drehwinkel der Triebrollen 10 und 20 und demzufolge
zur Menge an vom Steuerschaltkreis 6 benötigten Schweissdraht.
Hingegen deutet eine schlechte Übereinstimmung
zwischen dem vom Drehgeber 80 registrierten Winkel und
der Menge an benötigtem
Schweissdraht auf ein Rutschen oder auf eine Blockierung des Drahts
oder, genereller, auf eine inkorrekte Versorgung hin.
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Das vom Drehgeber 80 generierte
Signal wird von einem Steuerschaltkreis verarbeitet, der im Falle
einer inkorrekten Versorgung einen Alarm auslöst und auf Wunsch das Funktionieren
der Spendevorrichtung stoppt, was eine rasche Behebung der Störung erlaubt.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist ebenfalls
geeignet, mehrere Schweissdrähte
gleichzeitig zu spenden. In der auf der 5 dargestellten Ausführungsform weisen die Treibrollen 210 eine grössere Höhe auf und
die freien Rollen 211 umfassen zwei Rillen, um zwei Schweissdrähte parallel
zu führen.
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In einer anderen Ausführungsform,
in den Figuren nicht dargestellt, umfasst die Spendevorrichtung
vier zusätzlichen
Triebrollen, um unabhängig
einen zweiten Schweissdraht entlang einem parallelen Lauf zu dem
vom Draht 1 zu führen.
In diesem Fall kann die Vorrichtung auch zwei unabhängige Geber umfassen,
der je einem Schweissdraht entspricht.
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Es versteht sich von selbst, dass
die Erfindung nicht auf das Spenden von nur zwei Drähten eingeschränkt ist
und dass es möglich
wäre, auf
diese Weise eine willkürliche
Anzahl von Schweissdrähten
anzuordnen, und diese parallel zu spenden, entweder durch den Gebrauch
von Rollen mit mehrfachen Rillen, analog zur Ausführungsform
der 5, oder durch den
Gebrauch einer Anzahl von 4 × N
unabhängigen
Rollen, von deren 2 × N
Triebrollen und 2 × N
freie Rollen sind, um eine Anzahl N von Schweissdrähten zu
spenden.