DE2736018A1

DE2736018A1 - Vorrichtung zum einsetzen von bauelementen in schaltungen

Info

Publication number: DE2736018A1
Application number: DE19772736018
Authority: DE
Inventors: Terry Lee Bell; Lyle Call; George Omer Dillan; Jun James Phillip Jackson; Larry Albin Johnson
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-10-07
Filing date: 1977-08-10
Publication date: 1978-04-13
Also published as: FR2367405A1; US4068373A; GB1568617A; JPS5346668A; JPS5741115B2; FR2367405B1

Description

Böblingen, 8. Au τ. 1977 heb-pi

Anmelderin:

International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen:

Neuanmeldung

Aktenzeichen d. Anmelderin: BO 976 025

Vertreter:

Patentanwalt Dipl.-Ing. H. E. Böhmer 7030 Böblingen

Bezeichnung:

Vorrichtung zum Einsetzen von Bauelementen in Schaltungen

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Vorrichtung zum Einsetzen von Bauelementen In Schaltungen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einsetzen von Bauelementen in Schaltungen und insbesondere zum Einsetzen von mit mehreren Anschlußleitungen versehenen Bauelementen von unterschiedlicher Größe und nichtkreisförmigem Querschnitt in gedruckte Schaltungen. Die Erfindung betrifft dabei eine Verbesserung der aus der US-Patentschrift 3 893 232 vom 8. Juli 1975 bekannten Maschine der Anmelderin. Diese bekannte Maschine weist einen verfahrbaren Tisch 104 und einen Arbeitszylinder 116 auf, mit dem die einzelnen Bauelemente oder Moduln in die Maschine geladen werden können. Wie im einzelnen noch auszuführen sein wird, wird der Durchsatz der Maschine dann, wenn unterschiedliche Bauelemente in einer Reihe von Maschinenoperationen eingesetzt werden können, für die Bewegung des Zylinders 116 und des Tisches 104 in eine Ausgangsposition für die Ausrichtung eines neuen Typs von Modul mit einer Arbeitestation einschließlich dem Antriebsstößel 108 zum Einsetzen der Bauelemente erforderlichen Zeit verringert.

Es ist erwünscht, den Durchsatz dieser Vorrichtung (Anzahl der pro Stunde eingesetzten Moduln) zu erhöhen, während gleichzeitig die Möglichkeit erhalten bleibt, möglichst viele verschiedene Arten von Moduln mit Hilfe der Vorrichtung einsetzen zu können.

,Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es also, eine mit hoher Geschwin-ίdigkeit arbeitende Vorrichtung zum Einsetzen unterschiedlich- !ster Arten von Moduln in eine gedruckte Schaltungskarte zu I schaffen, die schneller arbeitet als die bekannte Maschine.

Eine Vorrichtung zum Einsetzen von Bauelementen oder Moduln

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in eine Schaltungskarte gemäß der Erfindung weist eine Fördereinrichtung für Bauelemente auf, bei welcher ein die Bauelemente tragender Tisch gleichzeitig mit einem die Moduln zuführenden Mechanismus bewegt werden kann. Dieser Tisch weist eine Anzahl von Führungen auf, in denen die Moduln enthaltende und führende Magazine in Richtung auf eine Arbeitsstation vorgeschoben werden. Der zugeordnete Tisch ist in einer quer zur Förderrichtung der Magazine verlaufenden Richtung bewegbar. Oberhalb dieses Tisches ist eine reibungsbehaftete Führung angeordnet in der ein Block parallel zur Richtung der Magazinzufuhr bewegbar ist. Ein Ladevorschubhebel ist an dem Block gelenkig gelagert. Die jeweilige Lage des Laclevorschubhebels v/ird abgefühlt, und dementsprechend ist der Ladevorschubhebel selektiv zwischen einer Position, in der er an dem Magazin anliegt, und einer zurückgezogenen Ruheposition verschwenkbar. Ferner sind Mittel vorgesehen, durch die der Tisch nur dann in Querrichtung bewegt werden kann, wenn der Ladevorschubhebel in seiner Ruheposition liegt. Außerdem ist der Ladevorschubhebel unabhängig von der Position des Tisches verschwenk-, bar.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels ;in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen

!beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt:

!Fig. 1 eine dreidimensionale Anordnung der aus der

US-Patentschrift 3 893 232 bekannten Maschine, bei der die vorliegende Erfindung mit i

; Vorteil einsetzbar ist, ί

I ι

Fig. 2 schematisch eine Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in der in Fig. 1 gezeigten Maschine eingesetzt ist.

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Einzelbeschreibung

Die in Fig. 1 dargestellte Maschine zum Einsetzen von Bauelementen oder Moduln dient dem Einsetzen unterschiedlicher Arten von Schaltelementen oder Moduln in eine Schaltungskarte 100. Die Schaltungskarte 100 soll dabei mit Moduln 101 bestückt werden, die in auf der Schaltungskarte vorgesehene Bohrungen (nicht gezeigt) eingesetzt werden sollen. Die Schaltungskarte ist auf einem in X- und Y-Richtung schrittweise verfahrbaren Werktisch 102 angeordnet, der auf einem Gestellrahmen 103 gelagert ist. Ein schrittweise verfahrbarer Magazinträger 104 auf dem Gestellrahmen 103 trägt eine Anzahl von Behältern oder Magazinen 105, in dem jeweils weitere Moduln 101 liegen. Wie man aus Fig. 1 erkennt, weisen die Magazine unterschiedliche Breiten für die Aufnahme verschiedener Modulgrößen auf. Ein schrittweise verfahrbarer Schlitten bewegt sich mit dem schrittweise verfahrbaren Magazinträger und stellt an einem zentralen Punkt eine von mehreren auswechselbaren Lochplatten 107 zur Verfügung. Jede dieser Lochplatten 107 ist mit einer unterschiedlichen Breite einem der verschiedenen Magazine 105 zugeordnet, und die öffnung hat einen Innenumfang, der durch die äußeren Grenzen des Moduls einschließlich seiner Anschlußstifte bestimmt ist. Die gerade benutzten Magazine und ihre zugehörige Lochplatte sind mit dem zentralen Punkt ausgerichtet, der hier als Arbeitsstation bezeichnet werden soll und durch die Position eines in vertikaler Richtung verfahrbaren Einsetzstößeis 108 definiert ist. Der Einsetzstößel 108 bewegt sich dabei in einem Schlitz einer Stützplatte 130. Eine unabhängig davon bewegbare Modulführung 109 wird in waagrechter Richtung zur Anpassung an die Modul- !größe verstellt. Die Ausdrücke "waagrecht" und "senkrecht" j werden hier lediglich zur Erläuterung benutzt, da die Erfin-I dung nicht auf die Schwerkraft angewiesen ist. Die Modulführung 109 und die Stützplatte 130 halten dabei ein von einem der Magazine 105 über eine der Lochplatten 107 abgegebenes

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Modul fest. Wie noch erläutert wird, ist die Modulführung auf die Größe des Moduls dadurch einstellbar, daß sie in Richtung auf die eine Seite eines Moduls einstellbar ist, während die andere gegenüberliegende Seite des Moduls an einer Wand des in der Stützplatte 130 vorgesehenen Schlitzes anliegt.

Ein Amboßträger 110 trägt eine Anzahl von im folgenden als Amboß 111 bezeichneter Anschläge, die jeweils einzeln mit der Modulführung 109 und dem darin befindlichen Modul ausgerichtet werden können. Die Moduln werden von den Magazinen 105 nach der Modulführung 109 durch einen Ladeschieber 112 gefördert, der an einem in jedem der Magazine 105 vorgesehenen Stützblock 150 anliegt. Wie bereits in der US-Patentschrift 3 893 232 erläutert, sind schwenkbare Riegel 121 so einstellbar, daß der Magazinträger 104 auf unterschiedlich große Magazine einstellbar ist.

Der in X- und Y-Richtung schrittweise verfahrbare Werktisch 102, auf dem die Schaltungskarte 100 befestigt ist, wird relativ zur Modulführung 109 und dem Amboßträger 110 durch Einstellung der Spindeln 124 und 126 ausgerichtet, die mit einem Antriebsmotor 113 für die X-Richtung und einem Antriebsmotor 114 für die Y-Richtunc, gekuppelt sind. Ein Beispiel eines derartigen handelsüblichen, numerisch gesteuerten Arbeits-,tisches ist unter der Typenbezeichnung NC300 SLO-SYN bei der Firma Superior Electric Co., Bristol, Conn, erhältlich. Der ! ί schrittweise verfahrbare Schlitten 106 und der ebenfalls

I schrittweise verfahrbare Magazinträger 104 werden durch Ein-

I !

stellung der Spindel 125 eingestellt, die durch den Antriebsmotor 115 angetrieben wird. Eine Anzahl von (hydraulisch, i pneumatisch, elektromagnetisch oder in anderer Weise) betätigbarer Arbeitszylinder 116, 117, 118, 119a-c und 120a-c sind zur Betätigung der verschiedenen linearen Operationen der Vorrichtung vorgesehen. Beispielsweise wird der Ladeschieber

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112 durch den Ladezylinder 116 angetrieben, der Einsetzstößel 108 wird durch den damit verbundenen Zylinder 117 nach unten bewegt, und der Anker wird nach oben geführt, wenn der Zylinder 118 die Amboßnocke 127 unter einem ausgewählten Amboß 111a-d bringt. Die schrittweise Fortschaltung der Modulführung 109 und des Amboßträgers 110 wird durch die entsprechenden Zylinder 119a-c bzw. 120a-c bewirkt. Die Arbeitszylinder 119a-c enthalten drei stufenförmige Abschnitte a, b und c, jeweils mit unterschiedlicher Länge. Die Betätigung des Zylinderabschnittes a bewirkt einen einzigen Bewegungsschritt, Betätigung des Abschnittes b bewirkt zwei Bewegungsschritte, und die Betätigung des Abschnittes c bewirkt drei Bewegungsschritte. Auf diese Weise erhält man vier Positionen für die Modulführung 109, nämlich die Ruhepositon und die drei verschieden großen Schritte. Offensichtlich lassen sich noch weitere Modulgrößen dadurch unterbringen, daß man weitere Zylinderabschnitte hinzufügt. Eine weitere Möglichkeit bestände darin, in Reihe geschaltete Abschnitte zu verwenden, so daß sich die Anzahl der Schritte als eine Funktion der Anzahl der betätigten Zylinder addiert. Die zur Einstellung auf dem jeweiligen Amboß vorgesehenen Zylinder 120a-c enthalten ebenfalls drei Abschnitte a bis c, die jeweils einen der Ambosse in Arbeitsposition bringen, d.h. den ersten in Ruhestellung, den zweiten bei Betätigung des ersten Abschnittes, den dritten bei Betätigung des zweiten Abschnittes usw.

Im Betrieb wird die Schaltungskarte 100 durch den Antriebsmotor 113 für die X-Richtung oder den Antriebsmotor 114 für die Y-Richtung oder beide für die einzelnen, auf der Schaltungskarte einzusetzenden, verschiedenen Moduln eingestellt. Ein Magazin 105, das die gewünschte Modulgröße enthält, wird durch den Einstellmotor 115 in der Weise in Position gebracht, j daß das gewünschte Magazin 105 und die entsprechende Lochplatte 107 mit dem Einsetzstößel 108 und der Modulführung 109

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ausgerichtet werden. Die Modulführung 109 kann dabei durch die Arbeitszylinder 119a-c in der Weise eingestellt werden, daß die Modulführung vor oder während der Zeit, in der ein Modul von dem Magazin durch den Modulladezylinder 116 zugeführt wird, gegen eine Seite des Moduls geführt wird. Zu einer dieser Zeiten wird der Amboßträger 110 durch die Arbeitszylinder 120a-c so in Position gebracht, daß der der Größe des Moduls entsprechende Amboß 111a bis 111d in seiner Arbeitsposition steht. Anschließend bringt der die Amboßnocke 127 einstellende Arbeitszylinder einen Amboß 111a bis d unter die Schaltungskarte, und der Arbeitszylinder 117 betätigt den Einsetzstößel 108 nach unten und drückt das Modul nach unten gegen den ausgewählten Amboß. Diese Arbeitsweise der Maschine ist in der US-Patentschrift 3 893 232 im einzelnen beschrieben. :

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Änderung der in Fig. 1 dargestellten Maschine schematisch in einer Teilansicht. Der Rest der Maschine arbeitet, wie zuvor beschrieben, mit der Aus-«- nähme, daß kurz nachdem der Modulladezylinder 116 seinen Rücklaufhub beginnt, der Magazinträger 104 betätigt wird. Eine reibungsbehaftete Führung 200 ist in einer Richtung parallel zur Bewegung der einzelnen Moduln in Richtung auf die Arbeitsstation einschließlich dem Einsetzstößel angeordnet. Die Führung 200 trägt einen darauf gleitenden Lagerbock 201, durch dessen Reibung auf der Führung 200 die Bewegung des verschwenk4 baren Ladevorschubhebels 112a abgebremst wird. Die Darstel- J lung von Fig. 2 zeigt dabei den Ladevorschubhebel 112a in Berührung mit einem Stützblock 150a eines Magazins 105. Der durch den Arbeitszylinder oder Modulladezylinder 116 ausgeübte pneumatische Druck ist so groß, daß der Ladevorschubhebel 112a gegen den Stützblock 150a angepreßt wird, so daß die Moduln 101 in die Öffnung der Lochplatte 107 in der Arbeitsstation gedrückt werden. In dieser Position wird eine

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Steuerschaltung wirksam, die eine einen gebündelten Lichtstrahl abgebende Lichtquelle 202 aufweist, deren Strahl längs der Bahn 203 auf ein Fotoelement 204 auffällt. Wenn der Ladevorschubhebel 112a in der dargestellten Ladeposition ist, dann wird der längs der Bahn 203 verlaufende Lichtstrahl unterbrochen, so daß kein Licht auf das Fotoelement 204 fällt. Dies wird an die Steuerschaltung 522a übertragen, die eine Abwandlung der in US-Patentschrift 3 893 232 benutzten Steuerschaltung ist. Wenn das Fotoelement 204 ein Signal an die Steuer- ^; schaltung 522a dahingehend abgibt, daß kein Licht auffällt, dann ist die Bewegung des Magazinträgers 104 auf dem Gestell- i rahmen 103 gesperrt.

Wenn die Moduln 101 in die Schaltungskarte 100 eingesetzt werden, dann bewegt der Ladezylinder 116 die dünne Schub- ; stange 210 in Fig. 2 nach rechts. Diese Bewegung wird über einen Hebel 211 auf das obere Ende 212 des gelenkig gelagerten Ladevorschubhebels 112a übertragen. Man sieht, daß bei \ einer Bewegung der dünnen Schubstange 210 nach rechts die Kraft auf den Stützblock 150a übertragen wird, und damit werden die Moduln 101 in Richtung auf die Arbeitsstation einschließlich des EinsetzstoßeIs 108 bewegt.

Der reibungsbehaftete Block 201 hat gerade soviel Reibung, daß der Ladezylinder 116 den Ladevorschubhebel 112a um seinen !Schwenkpunkt 213 verschwingen kann. Die Längsausdehnung der Führung 200 ist praktisch gleich dem Hub des Ladevorschubhebels 112a, der wiederum der Längsausdehnung der Magazine 105 entspricht, wie dies Fig. 1 zu entnehmen ist. Wenn der Magazinträger 1O4 quer zur Richtung der Zufuhr der Moduln bewegt wird, dann betätigt die Steuerschaltung 522a über die angeschlossene Druckmittelquelle (nicht gezeigt) den Ladezylinder 116, der damit die Schubstange 210 zurückzieht. Damit verschwingt aber der Ladevorschubhebel 112a um die Achse

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in Richtung des Pfeiles 215, so daß der Ladevorschubhebel 112a aus der Lichtbahn 203 herausgeführt wird. Sobald das Fotoelement 204 das über die Bahn 203 angekommende Licht abfühlt, wird die Steuerschaltung 522a entsperrt und bewegt damit den Magazinträger 104 in die nächste gewünschte Position. In diesem Zusammenhang sei darauf verwiesen, daß der Ladevorschubhebel 112a gegenüber der Arbeitsstation mit dem Einsetzstößel 108 liegen kann. Sobald der Ladezylinder 116 den Ladevorschubhebel 112a in eine Position verschwenkt, in der der Lichtstrahl nicht unterbrochen wird, führt der Ladezylinder 116 den reibungsbehafteten Block 201 in seine Ruhelage bei 220 zurück. Gleichzeitig betätigt die Steuerschaltung 522a den Magazinträger 104 in die nächste Magazinposition zur Aufnahme der nächsten, in die Schaltungskarte einzusetzenden Moduln 101. Wenn also der Ladevorschubhebel 112a in seine Ausgangsstellung bewegt wird, dann wird der Magazinträger 104 gleichzeitig für die Einstellung des nächsten ausgewählten Magazins in die Arbeitsposition bewegt. Da nicht bekannt ist, wie viele Moduln 101 in dem neuen Magazin 105 liegen, wird der Ladevorschubhebel 112a in die Ausgangsposition und dann !wieder nach vorne bewegt, bis der nächste Stützblock 150a berührt wird, so daß die nächsten Moduln 101 in Richtung auf I die Arbeitsstation bewegt werden können. Da der durch den Ladezylinder 116 ausgeübte Druck konstant ist, hält die Bewegung des Ladevorschubhebels 112a an, wenn der Stützblock j 150a berührt ist und ein Modul 101 in der Lochplatte 107 liegtj Sobald ein Modul aus dem Magazin 105 entnommen ist, führt der ι Ladezylinder 116 den Ladevorschubhebel 112a in Fig. 2 um eine ' Strecke nach rechts, die gleich der Dicke des eingesetzten Moduls ist.

Der Schlitten 200 weist ein in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 222 auf, der der Aufnahme eines Führungsstiftes 213 des Ladevorschubhebels 112a dient. Die Führung 200 liegt so hoch über der Oberseite des verfahrbaren Magazinträgers 104,

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daß der Ladevorschubhebel 112a frei über der Oberseite der Magazine 105 liegt, wenn er in seiner Ruhelage liegt, in der der Lichtstrahl nicht unterbrochen ist. Ein Träger 223 trägt ί ein Ende der Führung, während das andere Ende der Führung an der Stütze 230 der Arbeitsstation abgestützt ist. !

Eine einfache konstruktive Abwandlung der Erfindung läßt sich ' dadurch aufbauen, daß man den Ladezylinder 116 auf dem Gestell-* rahmen 103 gerade gegenüber der Arbeitsstation bei 1O8 anordnet. Bei dieser Anordnung verläuft ein steifer Draht von den so j angebrachten Zylinder 116 nach dem Abschnitt 212 des Ladevor- ; schubhebels 112a, wie dies durch die Linie 224 angedeutet ist.|

Bei dieser Anordnung wird der Verbindungshebel 211 nicht benötigt, und man erhält eine verbesserte Steuerung des Lade-'vorschubhebels 112a.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zum Einsetzen von Bauelementen mit zwei oder mehr an einer Seite des Bauelements austretenden Anschlußleitungen in gedruckte Schaltungen, mit einem in X- und Y-Richtung verfahrbaren Werktisch, einem darauf angeordneten Magazinträger mit einer Anzahl von in eine Arbeitsposition einstellbaren Magazinen, die jeweils einen Stapel von Bauelementen mit unter sich gleichen Abmessungen enthalten, deren Anschlußleitungen parallel zueinander verlaufen sowie mit einer Einsetzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ladevorschubhebel (112a) verschwenkbar angeordnet ist, dessen oberes Ende in Wirkverbindung (211, 210) mit einer Antriebsvorrichtung steht, während das untere Ende für den Vorschub der Bauelemente (101) in die Einsetzvorrichtung (107, 108, 109, 110, 111) dient, daß ferner ein Bauteil (201) längs einer reibungsbehafteten Bahn

(200) oberhalb des Magazinträgers parallel zur Verschieberichtung der Bauelemente verschiebbar angeordnet ist und daß der Ladevorschubhebel (12) an dem Bauteil

(201) in der Weise verschwenkbar ist, daß er zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung verfahrbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ladevorschubhebel praktisch ein rechtwinkliger Winkelhebel ist, dessen Scheitelpunkt zwischen den Maga- ! zinen (105) und dem Schwenkpunkt (213) liegt.

;
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Position des Ladevorschubhebels (112) abfühlende Einrichtung (202, 203, 204) sowie eine dadurch betätigbare Sperre für die Bewegung des Magazinträgers (104) vorgesehen sind, und daß die Sperre dann wirksam ist, wenn sich der Ladevorschubhebel (112a) nicht

j in seiner Ruhelage befindet.

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ORIGINAL INSPECTED