DE2418863A1

DE2418863A1 - Verfahren zur steuerung einer nagelsetzmaschine

Info

Publication number: DE2418863A1
Application number: DE2418863A
Authority: DE
Inventors: Helmut Heitkamp; Hans-Joachim Korth; Johann Lottmann; Paul Saalfeld
Original assignee: NORDMENDE
Current assignee: NORDMENDE
Priority date: 1974-04-19
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1975-10-30

Description

Verfahren zur Steuerung einer Nagelsetzmaschine Stand der Technik Leiterplatten für elektronische Geräte tragen in den meisten Fällen Kontaktstifte, die mit der Schaltung elektrisch verbunden sind und auf die Steckverbindungen von Kabelbäumen oder auch ganze Baugruppen, sog. Module, aufgesteckt werden.
Diese Kontaktstifte werden vor der Bestückung der Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen maschinell in hierfür vorbereitete Löcher der Leiterplatte mit sog. Nagelsetzmaschinen eingeschossen. Viele dieser Nagelsetzmaschinen tragen eine Optik, die einen feinen Lichtstrahl aussendet. Das Werkstück wird von Hand geführt und solange verschoben, bis dieser feine Lichtstrahl auf eines der vorbereiteten Löcher fällt. Dann wird über einen Fußschalter die Nagelsetzmaschine ausgelöst und der Kontaktstift wird eingeschossen (Bedienungsanleitung der N#agelsetzmaschine W>A 24 der Firma STOCKO).
Aufgabe Die Maschinen nach dem Stand der Technik sind gut geeignet für Kleinserienfertigungen, bei denen mit der gleichen Maschine eine grössere Anzahl verschiedener Leiterplatten-Typen bearbeitet werden soll, ohne daß an der Maschine irgendeine Anderung notwendig ist.
In einer Groß-Serienfertigung, bei der immer wieder die gleichen Leiterplatten zu bestücken sind und diese Leiterplatten, z.B. bei Farbfernsehgeräten relativ gross sind und oft eine gtosse Anzahl von Kontaktstiften in eine Leiterplatte geschossen werden müssen, ist es aber für die Bedienenden sehr ermüdend, immer wieder mit dem Lichtstrahl jedes vorbereitete Loch auf der Leiterplatte neu justieren zu müssen. Es kommt dann mitunter vor, daß der Fußkontakt zu früh gedrückt wird und der Kontaktstift neben das vorbereitete Loch geschossen und die Leiterplatte dabei zerstört wird.
Es besteht somit die Aufgabe, einen Zwangslauf zu schaffen, der eine solche Fehl-Auslösung verhindert. Ausserdem soll in Weiterbildung der Erfindung eine Vorrichtung geschaffen werden, die die Bedienung ausserordentlich vereinfacht, das Arbeitstempo beschleunigt und dabei dennoch Ermüdungserscheingung -des (der) Bedienenden weitgehend ausschliesst.
Diese Aufgaben werden durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Mittel gelöst.
Vorteile Durch den erreichten Zwangslauf wird dem Bedienenden die Entscheidung abgenommen, ob das vorbereitete Loch auf der Leiterplatte die richtige Lage hat und der Schuss der Nagelsetzmaschine ausgelöst werden kann. Durch diese Vereinfachung wird das Arbeitstempo ganz wesentlich gesteigert und der (die) Bedienende stark entlastet.
Da die Schablone mit ihren kreisförmigen Vertiefungen nicht die Vielfalt von Einzelheiten einer Leiterplatte enthält, die ein Auffinden der vorbereiteten Löcher erschweren, wird die Bedienung auch hierdurch weniger anstrengend. Werden die kreisförmigen Vertiefungen auf der Schablone durch einen Linienzug verbunden, so entsteht dadurch für die Bedienenden eine Anweisung für die Reihenfolge der Bestückung und es ist nahezu unmöglich, daß ein Kontaktstift versehentlich vergessen wird.
Dadurch, daß nur eine einzige Handhabe vorhanden ist, kann der (die) Bedienende die andere Hand oder die Busse in eine bequeme Stellung bringen. Er (sie) kann auch für den Fall, daß er (sie) geschickt genug ist, die bedienende Hand wechseln, wenn diese ermüdet sein sollte.
Dadurch, daß die rückstellende Feder, die den Fühlstift aus der kreisförmigen Vertiefung der Leiterplatte herauszieht, auch das Gewicht der bedienenden Hand mitträgt, befindet sich auch die bedienende Hand in einer entspannten Lage. Sie hat lediglich die Aufgabe, das Werkzeug auf der leichtgängigen Führung hin- und herzuschieben und dann, wenn der Fühlstift eine kreisförmige Vertiefung an der Schablone erreicht hat, diesen dort einzuführen.
Erläuterung der Erfindung Abb. 1 und Abb. 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Eine Nagelsetzmaschine 1, die den Nagelsetzkopf 2 trägt, ist auf einer Grundplatte 3 montiert.
Auf der Grundplatte sind zwei Führungsstangen 4 und 5 fest montiert, auf denen zwei Gleitstücke 6 und 7 leicht gleiten. Eine exakte Führung erfolgt im Beispiel durch Kugellager-Hülsen 8 und Ba.Die beiden Gleitstücke 6 und 7 sind durch zwei weitere Führungsstangen 9 und lo fest mineinander verbunden, auf denen wiederum leicht gleitend und ebenso auf Kugellagerhülsen gelagert der Werkstückträger 11 gelagert ist, der das Werkstück 12, die Leiterplatte, trägt. Da in der Mengenfertigung auf der gleichen Maschine immer wieder Leitetplatten gleichen Typs bestückt werden, kann die Leiterplatte, z.B.
in eine genau passende Vertiefung des Werkstückträgers 11 eingelegt werden, wodurch ihre relative Lage gegen den Nagelsetzkopf 2 und die verwendete Schablone 13, die auf der Grundplatte 3 befestigt ist, genau definiert ist.
Die Schablone 13 ist ein genaues Abbild der Leiterplatte entweder im Maßstab 1:1 oder in einem vergrösserten Maßstab. An den Stellen , an denen bei dem Werkstück 12 vorbereitete Löcher 14 zum Einschiessen von Kontaktstiften 15 vorhanden sind, hat die Schablone 13 kreisförmige Vertiefungen 16.
An dem Werkstückträger 11 ist ein Tragarm 17 angebracht, der das Lager 18 für den senkrecht zur Ebene der Schablone 13 verschiebbaren Fühlstift 19 und einen Mikroschalter 20 trägt. Der Mikroschalter 20 wird bei einer Abwärtsbewegung des Fühlstiftes 19 gegen die Rückstellkraft der Feder 21 (Abb. 2) über eine Zunge 22 betätigt. Der Fühlstift 19 kann nur abwärts bewegt werden, wenn er sich über einer Vertiefung 16 der Schablone 13 befindet.
Der dann betätigte Mikroschalter löst den Nagelsetz-Mechanismus der Nagelsetzmaschine 1 aus. In das vorbereitete Loch 14 des Werkstückes 12, das der zugehörigen Vertiefung 16 der Schablone 13 entspricht, wird ein Kontaktstift eingeschossen.
Wird der Fühlstift 19 wieder aus der Vertiefung 16 herausgezogen, kann er anschliessend zur nächsten Vertiefung der Schablone 13 weitergeschoben werden. Dabei macht, angetrieben durch den Tragarm 17 das Werkstück 12 die entsprechende Bewegung mit.Beim Erreichen der nächsten Vertiefung, wird wieder der Fühlstift in diese eingedrückt und der nächste Schuss der Nagelsetzmaschine wird ausgelöst.
Die Bewegung des Fühlstiftes 19 wird durch die Handhabe 23 gesteuert.
Die Handhabe 23 trägt vorteilhafterweise einen Teller 24, auf dem die den Fühlstift 19 betätigende Hand ruht. Dabei ist in Weiterbildung der Erfindung die Rückstellkraft der Feder 21 (Abb. 2) so bemessen, daß das Gewicht der Handhabe 23 und der auf ihr ruhenden Hand in etwa aufgehoben wird. Dadurch wird für die Betätigung des Fühlstiftes nur ein Minimum von Kraftaufwand notwendig und eine Ermüdung des (der) Bedienenden ist weitgehend vermieden.
In der Abbildung 2 ist, wie der Pfeil 25 andeutet, der Fühlstift 19 in der heruntergedrückten Stellung gezeichnet. Die Zunge 22 des Mikroschalters 20 ist freigegeben. Der Mikroschalter steht auf "Ein". Die Nagelsetzmaschine 1 hat einen Kontaktstift eingeschossen. Laufen Fühlstift 19 und Handhabe 23 wieder nach oben, wird die Zunge 22 mitgenommen und der Mikroschalter 20 auf "Aus" gestellt. In dieser Stellung bleibt die Nagelsetzmaschine in Ruhe.
Das Ausführungsbeispiel nach Abbildungen 1 und 2 zeigt nur eine von vielen Ausführungsmöglichkeiten. In kinematischer Umkehr kann z.B. auch das-Werkstück selbst feststehen und der N#agelsetzkopf kann verschoben werden, oder der Fühlstift steht fest und die Schablone wird verschoben. Es kommt nur immer darauf an, daß die Bedienung der Vorrichtung durch eine einzige Handhabe erfolgt, die in den 3 Dimensionen des Raumes bewegt werden kann.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Steuerung einer Nagelsetzmaschine, vorzugsweise zum Einsetzen von Kontaktstiften in Leiterplatten von elektronischen Geräten d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sowohl die relative Verschiebung zwischen Werkstück und Nagelsetzkopf als auch die Auslösung des Nagelsetz-Vorganges durch die gleiche Handhabe erfolgt und daß ein Zwangslauf vorgesehen ist, der eine Auslösung des Nagelsetz-Vorganges verhindert, solange die relative Verschiebung noch nicht beendet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die relative Verschiebung zwischen Werkstück (12) und Nagelsetzkopf (2) nach einer Schablone (13) dadurch erfolgt, daßeile Verschiebung steuernder und zusätzlich senkrecht zur Ebene der Schablone (13) gegen die Rückstellkraft einer Feder (21) bewegbarer, die Handhabe (23) tragender Fühlstift (19) nacheinander zu kreisförmigen Vertiefungen (16) der Schablone (13) geführt wird, deren Lage auf der Schablone den zu benagelnden Stellen des Werkstückes entspricht, -und daß erst während des Eindrückens des Fühlstiftes in diese kreisförmige Vertiefungen der Nagelsetz-Mechanismus ausgelöst wird.
3. Vorrichtung für ein Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Nagelsetzkopf (2) feststehend und das Werkstück (12) auf einem Werkstückträger (11) eines Koordinatentisches in X- und Y-Richtung leicht verschiebbar angeordnet ist, und daß der Fühlstift (19) an einem Tragarm (17) angebracht ist, der unmittelbar am Werkstückträger (11) angebracht ist oder über ein Übersetzungsgetriebe nach Art eines Storchschnabels mit diesem in Wirkungs-Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die am Fühlstift (19) angebrachte Handhabe (23, 24) so beschaffen ist, daß die sie betätigende Hand auf ihr ruhen kann und daß die Rückstellkraft der den Fühlstift (19) hochziehenden Feder (21) so bemessen ist, daß das Gewicht der der Handhabe ruhenden Hand ausgeglichen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Handhabe tellerförmig (24) und drehbar ausgebildet ist.

L e e r s e i t e