DE2533609C3 - Vorrichtung zum selbsttätigen paarweisen Verlöten von Drähten auf Kontaktpositionen von Schaltungskarten und ähnlichen Trägern von Schaltungen - Google Patents

Vorrichtung zum selbsttätigen paarweisen Verlöten von Drähten auf Kontaktpositionen von Schaltungskarten und ähnlichen Trägern von Schaltungen

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DE2533609C3
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Description

Die vorliegende Vorrichtung dient zur programmgesteuerten Verbindung einer Mehrzahl von Masseleiterund Signalleiter kontakten. Bei diesem Vorgang werden Üblicherweise die beiden von einer Vorratsrolle zu;:efühnen Drahtenden an einem Masseleiter und einem Signalleitci der Schaltung befestigt und sodann in direkter Linie zur nächsten Befestigungsposition geführt, wo die Drähte erneut verlötet werden. Zur Veränderung der Relativlage zwischen Werkzeug und Werkstück kann entweder der Werkstückträger mittels "> eines in x-, y- und z-Richtung verstellbaren Stelltisches verändert werden, oder die betreffenden Bewegungen werden vom Werkzeugträger ausgeführt, oder beide Anordnungen sind beweglich, indem z. B. der Werkstückträger in x- und z-Richtung einstellbar ist, während
κι der Werkzeugträger mittels eines Schlittens in y-Richtung verfahren wird.
Bekannte Vorrichtungen dieser Art, wie sie z. B. aus den USA-Patentschriften 37 34 386 und 36 46 307 bekannt sind, bestehen im wesentlichen aus einem
ι ~> Stelltisch für die zu bearbeitende Schaltungskarte bzw. -karten, einem Draht-Transporter, einer Klemmvorrichtung und einer Lötvorrichtung, welche einzeln oder gleichzeitig in ihre Wirkstellungen bewegt werden können. Obwohl auch hier der Arbeitsablauf vollständig
:o programmgesteuert abläuft, hat sich die Arbeitsgeschwindigkeit der bekannten Anordnungen als unbefriedigend herausgestellt, da die Erstellung eines vollständigen Verbindungsnetzes für eine Schaltungseinheit zu viel Zeit in Anspruch nimmt und somit die Herstellko-
->> sten maßgeblich ungünstig beeinflußt. Dafür gibt es verschiedene Ursachen. Beispielsweise »st bei den bekannten Ausführungen der Verbindungsvorgang in zwei Schritte aufgeteilt, nämlich das Abisolieren der Drahtenden und das nachfolgende Anlöten. Ein
i» weiterer, die effektive Leistung bestimmender Nachteil ist, daß die einzeln zugeführten Drähte während der Herstellung der Verbindung von einer zur anderen Kontaktposition, also während der Herstellung des Verbindungsnetzes, verdrallt werden müssen.
>r> Es hat sich weiterhin bei den bekannten Systemen als nachteilig herausgestellt, daß die Transporthülse zum Verdrallen der Drähte nur für eine festgelegte Drahtlänge verwendet werden kann, so daß die maximale Drahtlänge von Kontaktpunkt zu Kontaktpunkt vorgegeben ist und größere Schaltungseinheiten mit entsprechend größeren Entfernungen zwischen den einzelnen Kontaktpositionen nicht verarbeitet werden können. Angestrebt wird schließlich auch, die Drähte bei ihrer Verlegung von einem Kontaktpunkt zum nächsten
1' über feste Punkte, z. B. Umlenkstifte oder genutete Führungsleisten zu verlegen, wodurch bei einer größeren Anzahl von Drähten und Befestigungspositionen beim Verlegen des Netzes eine gewisse Ordnung erzielt wird. Dies ist aber mit den bekannten
■"'" Vorrichtungen nicht möglich.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen zum paarweisen Verlöten von Drähten ist, daß beim Verlegen der dem Signalleiter und der dem Masseleiter zugeordnete Draht in ihrer Orientierung nicht ausge-
>' tauscht werden können, so daß bei jedem Verbindungsvorgang darauf Bedacht genommen werden muß, daß beispielsweise der Draht für den Signalleiter jeweils links und der Draht für den Masseleiter jeweils rechts liegt bzw. umgekehrt. Es kommt aber häufig vor, daß die
w» Relativlage der beiden anzuschließenden Kontaktpunkte unterschiedlich ist, indem der Signalleiter sich einmal links und ein anderes mal rechts befindet, was die Verlegung der Drähte erheblich erschweren kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
'" Vorrichtung zum selbsttätigen paarweisen Verlöten von Drähten zu schaffen, die unter Vermeidung aller aufgezählten Nachteile eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit erreicht, große Entfernungen zwischen einem
ersten und einem zweiten Kontaktpunktpaar zu bewältigen vermag und jederzeit die Orientierung der anzulötenden Drähte zu vertauschen ermöglicht, wenn es in bezug auf die Lage der Kontaktpunkte erforderlich ist Diese Aufgabe ist durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst worden.
Die Verwendung eines Revolverkoptes, welcher eine iMehrzahl einzeln einschaltbarer Werkzeuge zur Bearbeitung des Werkstücks trägt, ist bei Verdrahtungsmaschinen für die Bestückung von Schaltungskarten und dergl. an sich bekannt, ebenso wie die drehbare Anordnung eines Verlegekopfes zur Anpassung an die Gegebenheiten eines zu verdrahtenden Schaltungsträgers (DE-AS U 35 975 und DEAS 12 18 534). Die erfindungsgemäße Anordnung des Transporters, der Klemmvorrichtung und der Lötvorrichtung an einem um die vertikale Mittenachse der jeweiligen Kontaktpositionen drehbaren Revolverkopf gibt der Anordnung ein:: demgegenüber wesentlich verbesserte Beweglichkeit, die ein beliebiges Verlegen der D -ähte über bestimmte Umlenk- bzw. Kreuzungspunkte ermöglicht, wobei das Drahtpaar bereits verdrallt zugeführt werden kann, so daß während des Verlegens kein zusätzlicher 2'eitaufwand für das Verdrallen notwendig ist. Weiterhin ermöglicht es die nach der erfindungsgemäßen Lehre gestaltete Anordnung, auf ein entsprechendes Steuersignal hin jederzeit die Orientierung des dem Masseleiter und dem Signalleiter zugeordneten Drahtes umzukehren. Was der Optimierung bei der Verlegung der Drähte zugute kommt Eine Vielzahl von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine schaubildliche Gesamtansicht einer nach der Erfindung gestalteten Vorrichtung,
Fig.2 eine Vorderansicht des Revolverkopfes mit der Klemmvorrichtung, dem Transporter und der Lötvorrichtung,
F i g. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch den Transporter,
Fig.4 eine Vorderansicht der Lötvorrichtung im Zeitpunkt des Erfassens einer Drahtschleife,
F i g. 5 eine Draufsicht auf einen Schaltkartenbereich mit Masseleitern und Signalleitern,
F i g. 6 eine Draufsicht auf einen größeren Schaltkartenbereich mit einer Mehrzahl von Befestigungspunkten und der Darstellung einer Netzverlegung,
F i g. 7A die Klemmvorrichtung und Lötvorrichtung in ihrer unwirksamen Lage, während der Transporter sich in seiner Arbeitsstellung vor Bildung der Schleife befindet,
Fig. 7B die Lötvorrichtung in ihrer Ausg?ngslage, während sich die Klemmvorrichtung und der Transporter in ihrer Wirklage zur Bildung der Schleife befinden,
F i g. 7C die Lötvorrichtung in ihrer Wirkstellung,
F i g. 8 eine Vorderansicht der Backen der Klemmvorrichtung,
Fig.9 eine Vorderansicht der Backen der Klemmvorrichtung mit Schnittdarstellung des Zweikolbenaddierers,
Fig. 10 die Antriebsvorrichtung zur Drehung des Revolverkopfesund
F i g. 11 den Leitspindelantrieb für die Einstellung des Revolverkopfes in Richtung der y- Achse.
In Fig. 1 ist eine Verdrahtungsanordnung 10 dargestellt, bestehend aus einem numerisch gesteuerten Stelltisch 12, einer Drahtspule 14 mit einem vorverdrallten Drahtpaar, einem Revolverkopf 16, einer Klemmvorrichtung 18, einer Drahtvorschub- und Verlegevorrichtung, im folgenden als Transporter 20 bezeichnet und einer Lötvorrichtung 22.
Der Stelltisch 12 ist in x-Richtung sowie in z-Richtung verstellbar und trägt eine Platte 24 mit zwei parallelen, in jr-Richtung verlaufenden Schwalbenschwanz-Führungen 24a und 246. Eine nicht dargestellte Sf sllvorrichtung kann außerdem den Stelltisch 12 in vorbestimmbare Positionen anheben oder absenken. Die Bewegungen des Stelltisches 12 in x- und z- Richtung werden entsprechend einem in einem angeschlossenen Computer enthaltenen Programm gesteuert
Auf der Platte 24 befindet sich eine weitere Grundplatte 26, die ihrerseits eine Mehrzahl von Schaitungskarten 28 (vergl. auch F i g. 5 und 6) trägt, deren Position durch die Stellbewegungen des Stelltisches 12 verändert werden kann. Wie aus F i g. 5 erkennbar, befinden sich auf jeder Schaltungskarte 28 eine Vielzahl koplanarer Masseleiter 30 und Signalleiter 32, die auf einem Substrat befestigt sind. Die Mittenabstände der Signalleiter 32 und der zugeordneten Masseleiter 30 sind, wie aus Fig. 5 erkennbar, einheitlich, so daß mittels der Verbindungselektrode 314 (Fig.4) der Lötvorrichtung 22 gleichzeitig Drähte an die Masseleiier und die Signalleiter angebracht werden können. Üblicherweise sind die Masseleiter und Signalleiter mit einer Lotschicht überzogen, um den Vorgang des Anlötens der Drähte zu vereinfachen. Es kann aber auch jedes andere Lot- bzw. Befestigungsverfahren angewendet werden. Weiterhin ist zu bemerken, daß die einzelnen Schaltungskarten 28 in der Praxis eine sehr große Anzahl von Leitern von mikroskopischer Größe tragen.
In Fig. 6 ist die Grundplatte 26 mit einer Anzahl Schaltungskarten 23 im Detail dargestellt Durch gestrichelte Linien ist ein Netz 34 von vorverdrallten isolierten Drähten gezeigt, die an Punkten 36,38 und 40 angelötet sind, und zwar jeweils an einem Masseleiter und einem Signalleiter der betreffenden Schaltungskarte 28. Zur Führung des Netzes 34 der Kabel dienen auf der Grundplatte 26 befestigte Führungsleisten 42 mit Nuten. Außerdem sind auf der Grundplatte 26 Bünde! von Stiften 44 vorgesehen. Beide, die Führungsleisten 42 und die Stifte 44, dienen einer geordneten geometrischen Führung der Drähte, von denen häufig eine sehr große Zahl, z. B. über 1000, verlegt werden müssen.
Der Stelltisch 12, gemäß Fig. 1, wird in der x- und z-Richtung durch (nicht gezeigte) Servomotoren bewegt, die ihrerseits unter der Steuerung des angeschlossenen, entsprechend programmierten Computers stehen. Zur Verdrahtungsanordnung 10 gehört aber weiterhin auch eine horizontale Führungsschiene, die unter 90° zur x-Achse des Stelltisches 12 verläuft. Der Revolverkopf 16 ist über eine Spindel 69 (vergl. auch Fig.2 und 10) und Stirnräder 72 und 74 an einen Servomotor 60 angeschlossen. Die Stirnräder 72 und 74 haben ein Übersetzungsverhältnis von 1 :1 und sind im oberen Bereich eines L-förmigen Gehäuses 48 angeordnet. Der Servomotor 60 ist über einen quadratischen Gehäuseteil 58 an eine Codiereinrichtung (64 angeschlossen. Die Drehbewegung des Revolverkopfes 16 ermCglicht die Führung der zu ver .egenden Drähte über die ausgewählten Nuten der Führungsleisten 42 sowie über ausgewählte Stifte 44.
Das Gehäuse 48 ist an einem Schlitten 50 befestigt, der längs der Führungsschiene 4i, in v-Richtung
verstellbar ist. Zur reibungsarmen Führung und Verstellung des Schlittens 50 ist eine Wäzlagerbuchse 76 vorgesehen, die auf einer Führungsachse 52 rollt (Fig. 11). Die Fiihrungsaehse 52 verläuft genau parallel zur Führungsschiene 46, und die Bewegung des Schli'i.-i'S *0 wird mittels einer durch einen (nicht gezeigten) Servomotor angetriebenen Gewindespindel 80 im Zusammenwirken mit einer wälzgelagerten Wandermutter 82 erzeugt.
Das Gehäuse 48 ist mit dem Revolverkopf 16 und mit dem Schlitten 50 verbunden, so daß diese gesamte Anordnung die Verstellbewegung in y-Richtung ausführt Durch diese Bewegungen kann die Lötvorrichtung 22 mit vorbestimmten Positionen auf der Grundplatte 26 ausgerichtet werden. Die obere Fläche 54 des Gehäuses 48 ist mit einer Anzahl Zuführleitungen 56 für die elektrischen und pneumatischen Übertragungssignale versehen. Auf der Rückseite des bereits erwähnten quadratischen Gehäuseteils 58 befindet sich am Schlitten 50 ein Lagerblock 78 (Fig. 11), der in einem Profilwinkel 62 der Führungsschiene 46 geführt ist. Oberhalb des Gehäuseteils 58 ist weiterhin die Drahtspule 14 gelagert. Die Führungsachse 52 und der Profilwinkel 62 der Führungsschiene 46 dienen zu einer stabilen, exakten Führung der gesamten, mit dem Schlitten 50 verbundenen Anordnung in /-Richtung, entsprechend den Antriebsbewegungen des Servomotors über die in F i g. 11 gezeigte Gewindespindel 80.
Im folgenden wird nun anhand der F i g. 2 die Ausführung des Revolverkopfes 16, der Klemmvorrichtung 18, des Transporters 20 und der Lötvorrichtung 22 im Detail erläutert. Jede dieser Vorrichtungen wird gleichfalls durch den angeschlossenen Computer entsprechend dem vorgegebenen Programm gesteuert, und zwar jeweils in bezug auf einen zentralen Referenzpunkt auf der Schaltungskarte, der durch die vertikale, durch eine Drahtschleife 66 (Fig. 7B) verlaufende Mittenachse definiert ist. Die Drehung des Revolverkopfs 16 erfolgt jeweils um diese Mittenachse.
Aus den Fig. 2 und 7 geht hervor, daß die Klemmvorrichtung 18 von dem Transporter 20 zugeführten vorgedrilken Draht aufnimmt und an einem Leitknoten festhält. Die Schleife 66 wird hierbei von der Klemmvorrichtung 18 im Zusammenwirken mit dem Transporter 20 so geöffnet, daß die Lötvorrichtung jeden Draht an der vorbestimmten Position auf der Grundplatte 26 befestigen kann. Dabei ist die Klemmvorrichtung 18 abisolierend wirksam und ausgebildet, ähnlich derjenigen, die im US-Patent 36 46 307 beschrieben ist. Sie besteht aus einem Gehäuserahmen 102, der mittels eines Verbindungsteils 110 mit dem Revolverkopf 16 verbunden ist. Das obere Ende einer Feder 104 ist am Gehäuserahmen 102 befestigt, während das untere Ende am Oberteil (in F i g. 2 nicht sichtbar) von Backen 118 eingehängt ist Die Feder 104 zieht normalerweise die Backen in eine Richtung vom Werkstück hinweg (vgL Pfeil in F i g. 7C). Führungsstifte 106 und 108 sind mit ihren oberen Enden mittels eines Verbindungsteils 112 und mit ihren unteren Enden mittels eines Verbindungsteils 114 am Gehäuserahmen 102 befestigt Die Backen 118, die in Fig.2 in Seitenansicht und in den F i g. 8 und 9 in Vorderansicht dargestellt sind, sind mittels des Gehäuserahmen: 102 mit Kolbenaddierern 122 und 124 verbunden. Ein weiterer Lagerblock 128 ist mit dem oberen Teil der Backen 118 verbunden und auf dem Führungsstift 108 verschiebbar geführt Obwohl die Kolbenaddierer 122 und 124 in F i g. 2 als je gesonderte Einheiten dargestellt sind, wirken sie als eine tinhcit zusammen lh
ermöglichen entsprechend den zugeführten StPirn gnalen ausgangsseitig er.·; Anzahl vorbestimintci Einstellpositionen.
Gemäß den F i g. 8 und 9 bestehen die Backen 118 au! federnden Backenteilen 118a und 118/), mii dener Gummiteile Wia und M9Z> verbunden sind. Die oberer Abschnitte der Backenteile 118a, 118ft verlaufer parallel, während die unteren Teile zur Bildung eine:
■ Klammerkopfes 126 einwärts gerichtet gestaltet sind Infolge der Ausführung aus Federstahl bleiben die Backenteile 118a, 1186 normalerweise geschlossen.
In der normalen Schließposition überlappen sich du beiden den Klammerkopf 126 bildenden Backenteile
ι ■ wodurch der vorgedrillte Draht 70 erfaßt wird. In dei geöffneten Stellung sind beide Backenteile de; Klammerkopfes 126 auswärts gespreizt Es gib außerdem noch eine mittlere Position zwischen dei geschlossenen und der geöffneten Stellung, in welchei
·■·' der Klammerkopf 12ö leicht geöffnet ist, so daß dei vorverdrallte Draht 70 freigegeben ist und dei Transporter 20 die Orientierung des Grund- und de: Signaldrahtes verändern kann. An den ßackenteilei 118a und 1186 ist ein weiterer Kolbenaddierer 13' angebracht (Fig.8 u. 9), zu dem Zuführleitungen 136 138 führen. Wie F i g. 9 zeigt, ist die Kolbenstange 134« mittels eines Bundes 130 mit dem Backenteil 118; verbunden, und der Kolbenhub ist so bemessen, daß e die Backen der Klemmvorrichtung 18 zur Aufnahme de; vorgedrillten Drahtes 70 öffnet In entsprechende Weise ist die Kolbenstange 1346 mittels eines Bunde: 132 mit dem Backenleil 1186 verbunden, und de Kolbenhub öffnet in gleicher Weise den Backentei 1186.
Aus F i g. 2 geht hervor, daß der Lagerblock 120 mi dem Backenteil ί 18a der Backen 118 verbunden ist. Ar der Rückseite des Lagerblocks 120 befindet sich eir ähnlicher Lagerblock, der entsprechend mit den Backenteil 1186 verbunden ist Wie bereits erwähnt, sin<
■ die Kolbenaddierer 122 und 124 kombiniert, und die Lagerblocks sind am Kolbenaddierer 122 befestigt. Be entsprechender Steuerung der Kolbenaddierer 122 um 124 gleiten dieselben sowie die Lagerblöcke 20 auf dei Führungsstiften 106 und 108 abwärts und ermöglichei
; ■ die Wahl unterschiedlicher Verdrahtungsoperationei auf dem Werkstück. Bei Abschaltung der Kolbenaddie rer wird der Klammerkopf 126 mit dem Backen 118 au; der in F i g. 7 B gezeigten Position unter der Wirkung de Feder 104 in die in Fig. 7C dargestellte Lags
·" zurückgezogen.
Der Transporter 20 zieht den vorverdrallten Draht 7( von der Drahtspule 14 ab und führt ihn in die Backen de Klemmvorrichtung 18. Zur Führung des Drahtes 7( unter der notwendigen Spannung dienen Spannrollei
• 402, 404 und 406 (F i g. 2). Weiterhin ist ein Träger 4(K vorgesehen, bestehend aus einem unregelmäßig ge formten flachen MetallteiL Der obere rechtwinklige Abschnitt 408 des Trägers 400 ist am Revolverkopf H befestigt, während im unteren Bereich ein unteres End«
• ■'' 410 und ein oberes Ende 412 geformt sind, wie in F i g.:
dargestellt Am unteren Ende 410 befinden sich zwe Halter 4102 und 4106. Die Halter 410a und 4106 sine U-förmig gestaltet, mit dem offenen Ende nach unten wobei sich die Drahtführung zwischen den Schenkeli >r> des U befindet In Fig.2 ist — infolge de Seitenansichtsdarstellung — nur der Halter 410, sichtbar, während sich der Halter 4106 dahintei befindet Ähnlich ist das untere Ende des Halters 410 mi
Haltern 412.Ϊ und 4126 versehen, von denen ebenfalls nur der Halter 412a in Fig. 2 sichtbar ist. Alu iialter 410a ist ehe Achse 416 L"festigt, deren anderes Ende mit dem Halter 412a verbunden ist. In ähnlicher Weise ist eine zweite Achse 418 (nicht sichtbar) mit ihrem r> einen Ende am Halter 410t und νύί dem anderen Ende aTi Halter 4i?h befestigt. Ein Kolbenaddierer 420 mit vier Stellpositionsmöglichkeiten ist mit einem ' agerblock (iiiohi sichtbar) verbunden, weicher längs der Achse 418 verschiebbar ist. Über eine Luftleitung 422 Ki wird der Zylinder des Kolbenaddierers 420 gesteuert. Durch die Bewegung des Koibenaddierers 420 auf der Achse 416 und die Bewegung des Lagerblocks auf der Achse 418 kann die Drahtführung des Transporters 20 zum Werkstück hin oder vom Werkstück weg bewegt ιr' werden (Fig.7B und 7C). Eine (nicht gezeigte) Feder bewirkt normalerweise das Zurückziehen des Transporters 20 vom Werkstück weg. Ein Getriebe 424 mit einer Übersetzung von 20 :1 ist an einen weiteren Kolbenaddierer 426 angeschlossen, welcher über eine Luftleitung 428 gesteuert wird. Anstelle des Kolbenaddierers 426 und des Getriebes 424 kann selbstverständlich auch ein Schrittmotor oder ein ähnlicher Feinantrieb verwendet werden. Die Ausgangswelle des Getriebes 424 ist mit einem 1 :1-Stirnradgetriebe 430,432 verbunden, wobei ir> das Stirnrad 432 am oberen Ende einer Transporthülse 434 befestigt ist. Die Transporthülse 434 erstreckt sich über die gesamte Länge des Transporters 20, wobei das untere Ende zwischen Klemmbacken 436 hindurchragt
Gemäß Fig.3 ist die Transporthülse 434 mit zwei μ öffnungen 438 und 440 auf entgegengesetzten Seiten versehen, in welche die Klemmbacken 436 hineinragen und den Draht 70 in der Transporthülse 434 festhalten. Die Klemmbacken 436 sind um Stifte 442, 444 schwenkbar gelagert An den Klemmbacken 436 ist eine Jr> Schließhülse 446 befestigt, und durch Ausübung einer Axialkraft auf diese Schließhülse 446 in Richtung gegen die Transporthülse 434 schließen die Klemmbacken 436 und erfassen den Draht 70. Diese Vorschubbetätigung der Schließhülse 446 erfolgt mittels eines pneumati- ■»» sehen Antriebes, bestehend aus einem Luftzylinder 448 und einer Druckluftzufuhr 450. Zur Führung der Schließhülse 446 dient ein reibungsarmes Lager 452. Eine Rückstellfeder 454 schiebt bei Wegnahme des Luftdrucks die Schließhülse 446 zurück und öffnet somit ■»■> die Klemmbacken 436. Die Rückseite der Transportrichtung 434 ist mit dem Stirnrad 432 verdrehfest verbunden, so daß bei dessen Drehbewegung die Transporthülse 434 und der Draht 70 gedreht werden.
Die Lötvorrichtung 22 hat die Aufgabe, die durch die w Klemmvorrichtung 18 und den Transporter 20 gebildete Schleife zu erfassen und die Drahtenden an die in der vorgegebenen Orientierung für den Massedraht und den Signaldraht die Lötung auf den bestimmten Positionen des Werkstücks auszuführen. Die Lötvor- 5> richtung besteht aus einer Löteinheit 320 und einer Sondeneinheit 324. An der Löteinheit 320 befindet sich eine Lötelektrode 314, und an der Sondeneinheit 324 eine Sondenspitze 306 In ihrer unteren Stellung erfaBt die Lötelektrode 314 die Drähte 70a und 706 der w> Schleife 66 (Fig.7B) zur Verbindung mit dem Masseleiter 30 und dem Signalleiter 32. Diese Lage ist in F i g. 4 dargestellt, wo gleichzeitig die Sondenspitze 306 in ihrer zurückgezogenen, nämiich oberen Position dargestellt ist In einem vorgegebenen Abstand «» voneinander befinden sich in der Sondenspitze 306 Einschnitte 308 und 310, deren Abstand voneinander dem Abstand der beiden Drahtabschnitte der Schleife 66 und außerdem dem Mittenabstand zwischen den Masseleiterr. und den SignMlcitern entspricht.
Gemäß Fig. 2 ist die Sondenspitze 306 an einem Sondenhalter 302 befestigt, der seinerseits miuels Schrauben 312, 326 und 328 an einem vertikal verschiebbar geführten Isolierblock (nicht gezeigt) befestigt ist. Die Sondeneinheit 324 ist an einem Luftzylinder (nicht gezeigt) befestigt, bei dessen Betätigung die Sor.iicneinheit 324 angehoben wird, während sie bei Entlüftung des Luftzylinders infolge ihres Eigengewichtes abwärts gleitet Die Sondeneinheit 324 ist von der Löteinheit 320 elektrisch isoliert.
Gemäß den F i g. 2 und 4 ist die Lötelektrode 314 an einem Elektrodenhalter 316 befestigt, welcher seinerseits mittels Plastikschrauben an einem ebenfalls vertikal gleitend gelagerten isoiierbiock angeschraubt ist. Löteinheit 320 und Sondeneinheit 324 sind mittels eines an der Rückseite befindlichen Halters am Revolverkopf 16 befestigt Zur Erzeugung des Auflagedruckes für den Lötprozeß stehen der Isolierblock und die an ihm befestigten Teile unter einer ständigen, nach unten gerichteten Federkraft Ein zweiter Luftzylinder drückt die Löteinheit 320 in die Richtung vom Werkstück hinweg, wenn nach dem vorgegebenen Programm ein entsprechendes Signal zugeführt wird. Wird dagegen der zweite Luftzylinder entlüftet, gelangt die Löteinheit 320 in ihre Arbeitsposition, ihrer unteren Stellung entsprechend.
Wie bereits erwähnt, bewegt nach der Formung der Schleife 66 die Lötelektrode 314 die Drähte 70a und 70i> nach unten und verlötet sie mit dem anvisierten Masseleiter und Signalleiter. Die Lötelektrode weist Eingangselektroden 329, 330 und 332 mit reduziertem Querschnitt am unteren Teil auf, die, wie F i g. 4 zeigt, mit den Drähten 70a und 70b in Berührung kommen. Infolgedessen werden nur die unteren Bereiche der Lötelektrode 314 erhitzt, wenn die Eingangselektroden einen entsprechenden Stromimpuls erhalten. Übertrager 334 und 336 (F i g. 4) versorgen die Lötelektroden 314 mit Strom. Es wird bemerkt daß die Eingangselektrode 330 für die beiden benachbarten Eingangselektroden 329 und 332 als Rückflußpol dient
Im folgenden wird die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung erläutert Es wird vorausgeschickt, daß jeder der im folgenden aufgezählten Arbeitsschritte durch entsprechende Steuersignale von einem Computer ausgelöst wird, der in der erforderlichen Weise programmiert ist.
Zunächst wird die Grundplatte 26 mit den darauf befindlichen Schaltungskarten 28 mit der Platte 24 in x-Richtung in diejenige Position eingestellt in der die erste Lötverbindung ausgeführt werden soll. Gleichzeitig wird mittels des Schlittens 50 der Revolverkopf 16 in die entsprechende Stellung in y-Richtung verschoben. Bezüglich des Revolverkopfes 16 ist die Referenzachse für diese Einstellbewegungen die vertikale Achse durch die Mitte der Drahtschleife 66, um die der Revolverkopf 16 drehbar ist
Das vorverdrallte Paar von Drähten 70 wird nun von der Drahtspule 14 durch den Transporter 20, soweit erforderlich, abgezogen, während sich die Klemmvorrichtung 18 und die Lötvorrichtung 22 in ihrer zurückgezogenen Ruhelage befinden (Fig.7A). Die Drähte 70 ragen nun, wie Fig.7A ebenfalls zeigt, aus der Transporthülse 434 hervor. Hierbei wird vor der Formung der Schleife 66 der Draht 70 vorgespannt Das Schließen der Klemmbacken 436 erfolgt durch Beaufschlagung des Luftzyiinders 448 mit Druckluft
Gemäß Fig. 7B wird nun die Klemmvorrichtung 18 voll nach unten ausgefahren und ergreift mit den Backen 118 eine als Leitknoten bezeichnete Windung der vorgedrillten Drähte 70. Die Klemmbacken 436 des Transporters 20 erfassen einen benachbarten Leitknoten, und die Schleife 66 wird sodann durch eine Drehbewegung erzeugt, in deren Verlauf der vorverdrallte Draht 70 in der zu seiner Drallrichtung entgegengesetzten Richtung aufgedreht wird. Der Bereich der hierbei vom Transporter 20 ausgeführten Drehbewegung erstreckt sich von 0 bis 720°; seine Auswahl erfolgt im Hinblick auf die günstigste Schleifenbildung. Die Erzeugung dieser Drehbewegung des Transporters 20 erfolgt, wie bereits früher beschrieben, mittels des Kolbenaddierers 426 und über das Gelriebe 424 sowie die Stirnräder 430 und 432. Das Stirnrad 432 ist mit der Transporthülse 434 verdrehfest verbunden, durch die der Draht 70 geführt ist. Die Drehung des Drahtes 70 wird somit ausschließlich durch ein dem Kolbenaddierer 426 zugeführtes Betätigungssignal bewirkt.
Wenn auf diese Weise durch Aufdrehen der vorverdrallten Drähte 70 die Schleife 66 gebildet ist, kann es sein, daß die Orientierung von Masseleiter 30 und Signalleiter 32 umzukehren ist, wenn nämlich beispielsweise der Signalleiter 32 sich rechts arstatt links des Masseleiters 30 befindet. Diese Umkehrung erhält man durch Freigabe der Backen 118 der Klemmvorrichtung 18, und zwar so weit, daß der vorverdrallte Draht 70 in den Backen beweglich bleibt, ohne jedoch freigegeben zu werden. Zu diesem Zweck wird der Kolben 134a des Zweikolbenaddierers 134 mit Druckluft beaufschlagt (F i g. 8 und 9). Eine gesteuerte Druckluftmenge wird nun dem Zylinder des Kolbenaddierers 436 zugeführt, derart, daß der Transporter 20 eine Drehung um 180° ausführt, so daß nun die beiden Drähte mit dem zugehörigen Masseleiter und Signalleiter ausgerichtet sind.
Jetzt wird der Stelltisch 12 in Richtung der z-Achse in die vorbestimmte Höhe zum Anlöten der Drähte angehoben. Durch Entlüftung des zugehörigen Luftzylinders gelangt jetzt der Sondenhalter 302 der Lötvorrichtung 22 abwärts, und die Einschnitte 308 und 310 (vgl. Fig.7B und 7C) erfassen die Schleife 66, wodurch die beiden Drähte in ihrem Abstand zueinan
der justiert und gespannt werden. Mittels Druckluftbeaufschlagung wird nun der Sondenhalter 302 wieder angehoben, wobei der Luftzylinder der Löteinheil 320 entlüftet wird und die Lötelektrode 314 zwischen die Sondenspitzen 306 abgesenkt wird (F i g. 7C und 4) und somit der Lötvorgang für die Drähte 70/t und 70ß der Schleife 66 bezüglich des Signalleiters 32 und des Maüseleiters 30 vorbereitet ist. Über die Transformatoren 334 und 336 wird nun der Strom für die Erhitzung der Lölelektrode 314 zugeführt, wobei vorzugsweise zunächst für kurze Zeit ein starker Stromstoß ausgelöst wird, um die Isolation von den Drähten zu schmelzen und das Lot zum Fließen zu bringen; anschließend wird die erzeugte Wärmeenergie verringert, um für eine bestimmte Zeit das Lot flüssig zu halten und die Verbindung zwischen den Drähten und dem Werkstück herstellen.
Nach Ausführung des Lotvorganges wird der Luftzylinder für die Backen 118 entlüftet, so daß diese die Drähte 70 fest umklammern; sodann wird die Klemmvorrichtung 18 in die in Fig. 7C durch Pfeile dargestellte Richtung zurückgezogen, das Ende 70c des vorverdrallten Drahtes mitnehmend. Nun werden durch Druckluftzufuhr zum Kolbenaddierer 122, 124 die Backen 118 geöffnet, so daß das Reststück de? Drahtes herausfällt. Der Lötpunkt 36 (vergl. F i g. 6) wird nun auf die einwandfreie Beschaffenheit der Lötstelle geprüft, indem der Stelltisch !? »in einen vorgegebenen Betrag in Richtung der z-Achse gesenkt wird, während der Transporter 20 den Draht festhält und somit eine bestimmbare Zugkraft auf die Lötstelle ausübt. Schließlich werden die Klemmbacken 436 des Transporters 20 geöffnet, und anschließend wird der Stelltisch 12 wieder abgesenkt zur Vorbereitung eines neuen Verlötungs-Vorgangs.
Jetzt verlegt der Transporter den Draht 70 durch vorgegebene Nuten der Führungsleisten 42 (F i g. 6) bis zu einem ersten Wendepunkt. Durch Drehen des Revolverkopfes 16 kann auf diese Weise der vorverdrallten Draht in einer vorbestimmbaren geometrischen Anordnung durch die Stifte 44 geführt werden, bis der zweite Lötpunkt 38 erreicht ist, wo nun für den Lötvorgang die gleichen Schritte ablaufen, wie zuvor beschrieben. Dieser Ablauf wird so lange fortgesetzt, bis das gewünschte Netz am Punkt 40 vervollständig ist
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum selbsttätigen paarweisen Verlöten von Drähten auf Kontaktpositionen von Schaltungskarten und ähnlichen Trägern von Schaltungen, zur programmgesteuerten Verbindung einer Mehrzahl von Masseleiter- und Signalleiterkontakten, mit einer Klemmvorrichtung und einer Lötvorrichtung, welche einzeln oder gleichzeitig in ihre Wirkstellungen bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporter (20), die Klemmvorrichtung (18) und die Lötvorrichtung (22) an einem am die vertikale Mittenachse der jeweiligeii Kontaktpositionen (36,38,40) drehbaren Revolverkopf (16) angeordnet sind, daß die Drähte (70) vorverdrallt mittels des Transporters (20) zugeführt werden, daß der Transporter (20) bewegliche Klemmbacken (436) aufweist und mit einem auf diese wirksamen Drehantrieb (426 bis 430) für unterschiedliche Drehwinkel ausgestattet ist, und daß für die Backen (118) der Klemmvorrichtung (18) ein dreistufiger Antrieb (134, 134a, i34b) für die Schließstellung, die geöffnete Stellung und eine halb geöffnete Mittelstellung angeordnet ist, wobei die Schließstellung in Verbindung auf einem ersten, größeren Drehwinkel des Transporters (20) zur Bildung einer Schleife (66) in dem vorverdrallten Drahtpaar (70) wirksam wird und die halbgeöffnete Mittelstellung für einen zweiten Drehwinkel des Transporters (20) von 180° zur Umkehrung der Drähte (70) in bezug auf den Masseleiter (30) und den Signalleiter (32) einschaltbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporter (20) einen pneumatischen Hubkolbenaddierer (420) für die Verstellbewegungen in die Arbeitspositionen aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporter (20) einen pneumatischen Drehkolbenaddierer (426) für die Drehwinkel-Verstellbewegungen aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporter (20) einen pneumatischen Hubantrieb (448,450) für die Schließbewegungen der Klemmbacken (436) aufweist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Drehwinkel des Transporters (20) zur Bildung der Schleife (66) etwa 720° beträgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (18) einen gegen eine Rückstellfeder (104) wirksamen Zwei-Kolben-Addierer (122,124) für die Verstellbewegungen in die Arbeitspositionen aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dreistufige Antrieb für die Klemmbacken (118) der Klemmvorrichtung (18) als Doppelkolbenaddierer (134,134a, i34b) ausgebildet ist.
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