DE2833307C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Maschine ist aus der DE-OS 19 15 159 bekannt. Wenn die Anschlußleitungen elektronischer Bauteile umgeklemmt sind, um mit der gedruckten Schaltung der Leiterplatte verbunden zu sein, ist eine einfache Entfernung eines Bauteils, das sich als fehlerhaft erwiesen hat, schwierig und nicht bequem durchzuführen. Das Befestigen einer geeigneten Fassung und das Anlöten einer solchen Fassung an die gedruckte Leiterplatte erlaubt andererseits, daß das danach mit den Enden seiner Anschlußleitungen in die Fassung oder Steckhülse eingesetzte Bauteil von Hand zum Testen entfernt oder bequem ersetzt werden kann, wobei die vorher eingesetzte Steckfassung mit der Leiterplatte verbunden bleibt.

Bauteile mit mehreren Anschlußleitungen werden in der gewünschten Reihenfolge des Einsatzes oft automatisch eingereiht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Maschine zu schaffen, die ohne Umrüstarbeiten wahlweise Steckfassungen und elektronische Bauteile in Leiterplatten einsetzen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Erfindung finden sich in den Unteransprüchen, wobei die Maschine in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform elektronische Bauteile in von ihr vorher selbst montierte Fassungen einstecken kann.

Die erfindungsgemäße Maschine ist vorzugsweise für das Einsetzen von "Dual-in- line"-Gehäusen, bzw. deren Fassungen geeignet, es ist jedoch auch denkbar, mit der Maschine "Pin-Grid-Array"-Gehäuse, "Plastic Leaded Chip Carrier"-Gehäuse oder andere bzw. deren jeweilige Fassung einzusetzen.

Die obengenannten sowie weitere Merkmale der Erfindung werden im Zusammen­ hang mit den Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Maschine zum Einreihen und Einsetzen von Dual-in-line-Bauelementen, d. h. Bauelementen mit Mehrfachanschlüssen, im folgenden DIP-Bauelementen genannt, und Steckfassungen, wobei ein an der abgebildeten Maschine gezeigter Zusatz diese so anpaßt, daß sie die Bauteile auch in Fassungen ein­ setzt, die vorher von der Maschine in gedruckte Leiter­ platten eingesetzt wurden;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die die Vorrichtungen zur Anbringung und Betätigung der Zusatzeinheit darstellt, wobei ein Anschlagfinger dieser Zusatzeinheit in verschiedenen Stellungen gezeigt wird;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Zusatzes, wobei Teile fortgelassen wurden, um bauliche Einzelheiten aufzuzeigen;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Anschlagfingers, der eine einzusetzende Steckfassung in bezug auf eine Führung für die Anschlußleitungen in Stellung bringt;

Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 4; sie zeigt denselben Finger wie Fig. 4, der ein DIP-Bauteil zum Einsetzen entweder in eine gedruckte Leiterplatte oder in eine vorher dafür angebrachte Steckfassung in Stellung bringt;

Fig. 6 ist ähnlich Fig. 4 und 5, zeigt jedoch, in einem späteren Takt eines Zyklus, den Einsatz des Bauteils in eine Fassung, die vorher von der Maschine in eine gedruckte Leiterplatte eingesetzt wurde;

Fig. 7 ist eine weitere vergrößerte Vorderansicht eines Einzelteils, nämlich des Fingers, der mit einem Über­ tragungsdorn zusammenarbeitet, um eine Fassung in Stellung zu bringen, und

Fig. 8 ist ähnlich Fig. 7, zeigt jedoch den Finger, der jetzt wirkt, um das Bauteil mit dem Ende in Stellung zu bringen, bevor es in eine vorher in Stellung gebrachte und ein­ gesetzte Fassung eingesetzt wird.

Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft anhand des Einsetzens und Montierens von DIP-Bauteilen, sowie Steckfassungen dafür beschrieben; hierfür ist sie auch sehr gut geeignet. Es ist jedoch zu betonen, daß die Erfindung nicht notwendigerweise auf diese Anwendung beschränkt ist.

Aus Gründen der Bequemlichkeit kann angenommen werden, daß die in Fig. 1 gezeigte Maschine in gewisser Hinsicht der Maschine gemäß DE-OS 19 15 159 entspricht; ausgenommen sind hiervon jedoch die neuartigen Einzelmerkmale, die im folgenden be­ schrieben werden und zur vorliegenden Erfindung gehören.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein ausgewähltes DIP-Bauelement 10 oder eine Steckfassung 12 zur Montage des Bauelements 10 an einem Träger, wie z. B. einer gedruckten Leiter­ platte 14 gemäß einer vorbestimmten Programmierung von einer allgemein mit 16 bezeichneten Übertragungsvorrichtung auf einen hin- und hergehenden, im wesentlichen waagerechten Dorn oder Stab 18 gefördert. Zu diesem Zweck transportieren senkrechte Führungs­ schienen oder Gleitbahnen 17 (Fig. 1 und 2) jeweils aufeinander­ folgend die DIP-Bauelemente 10 und/oder die Fassungen 12, wie programmiert, nacheinander zu einer Greifeinheit 10 (Fig. 2), die seitlich verschiebbar ist, um die Teile über eine Anschluß­ leitungen umformende und die Anwesenheit feststellende Vorrichtung, falls gewünscht, schließlich in eine Rutsche 21 abzugeben, die mit dem Dorn oder Stab 18 ausgerichtet ist. Die Übertragungsvorrichtung 16 weist ferner einen Feder-beaufschlagten Stößel oder Aufnehmer 20 (Fig. 2) auf, um das zugeführte Bauteil 10 oder die Fassung 12 nach vorne auf den Stab 18 in eine Stellung unterhalb der vertikal betätigbaren Einsetzvorrichtung 22 zu drücken, die vom üblichen Typ sein, der bisher offenbart wurde. Dem­ entsprechend wird durch zyklische Betätigung eines doppelt wirkenden Kolbens eines Luftmotors 24 (Fig. 2), der die Förderbewegungen des Stabs 18 steuert, der nach hinten nachgebende Schlüssel 20, der daran befestigt ist, an jeden Bauteilkörper oder jede Fassung, wie der Fall liegt, zur Anlage gebracht und bewegt ihn gegenüber dem Stab nach vorne. Im wesentlichen zur gleichen Zeit, wenn so das Bauteil oder die Fassung nach vorne kommt, wird eine Vorrichtung, die einen Anschlag in Stellung bringt, in Form eines Schwenkarms 26 (Fig. 1 bis 5, 7, 8) nach hinten in eine Stellung ge­ schwenkt, in der er an dem Werkstück zur Anlage kommt, nämlich die Arbeitsstellung; der Zweck hierfür wird im fol­ genden erläutert.

Der Anschlagarm 26 und seine Betätigungsvorrichtung bilden ein Zusatzgerät, das zusammen mit einigen später erwähnten zusätz­ lichen Teilen ermgölicht, daß die Maschine nicht nur DIP-Bau­ teile in gedruckte Leiterplatten einsetzt, wie bisher, sondern auch Fassungen in solche Platten einsetzt und vorzugsweise, wenn die Fassungen damit verlötet sind, jeweils DIP-Bauelemente in die verlöteten Steckfassungen einsteckt. Zu diesem Zweck weist das Zusatzgerät ein Paar von im seitlichen Abstand be­ findlichen Stützen 28, 30 (Fig. 1 bis 3) auf, die an einen stationären Teil oder Rahmen des Einsetzkopfes 22 befestigt sind. Diese Stützen lagern drehbar eine waagerechte Welle 32, an der zentral ein Klemmblock 34 befestigt ist, der lösbar den später im einzelnen beschriebenen herabhängenden Anschlag­ arm 26 befestigt hält.

Das untere Ende des Arms 26 ist so angeordnet, daß es nach­ gebend nach hinten schwenken kann, um gegen das Ende einer Fassung 12 oder eines Bauteils 10 10 auf dem Stab 18 in Anlage zu kommen, während der Stab die Fassung oder das Bauteil unter der Einwirkung des Stößels 20 nach vorne führt. Wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, ist ein Ende der Welle 32 mittels eines Kurbelarms 36 mit dem unteren Ende einer Kol­ benstange 18 eines doppelt wirkenden Luftzylinders 40 ver­ bunden, wobei letzterer an der Stütze 28 befestigt ist. Die nach innen gerichtete Bewegung des Arms 26 zum Instellung­ bringen erfolgt immer bis in eine vorbestimmte Stellung, die von der Grenze der nach oben gerichteten Stellung der Stange 38 gegeben ist; die Auswärtsbewegung des Arms 26 wird durch Anlage des Arms 36 während seiner Bewegung entgegen dem Uhr­ zeigersinn (gemäß Fig. 2) an einen Anschlag 42 begrenzt, der an der Stütze 28 befestigt ist.

Im folgenden wird das untere, am Werkstück zur Anlage kommende Ende des Arms 26 insbesondere anhand der Fig. 3 bis 5, 7 und 8 näher erläutert. Dieses Ende ist gegabelt und so gebildet, daß es zum vertikalen Einsatz aufeinanderfolgende Steckfassungen 12 in Stellung bringen kann, indem es sich an deren führende Endflächen 44 anlegt. Es kann auch aufeinander­ folgende DIP-Bauteile zum vertikalen Einsetzen in Stellung bringen, indem es sich anderen Anschlußleitungen, d. h. die vorderen Leitungen CL, CL, wie in Fig. 8 dargestellt, anlegt. Im ein­ zelnen sind nach hinten gerichtete, mit einer Vertiefung ver­ sehene Flächen 46, 46 (Fig. 4) des gegabelten Teils des Arms 26 so angeordnet, daß sie gegen die führende Endfläche 44 der Steckfassung 12 zur Anlage kommen, die breiter ist als die Breite des Bauteilkörpers 10; und nach hinten gerichtete, seitlich im Abstand befindliche vorspringende Spitzen 48, 48 (Fig. 5) des Arms 26, die in Längsrichtung des Bauteils von den Flächen 46 abgesetzt sind, sind so angeordnet, daß sie an führende Anschlußleitungen CL, CL der Bauteile (vgl. Fig. 5) zur Anlage kommen, wenn sich die schmalere Endfläche des Bauteils 10 zwischen den Flächen 46 erstreckt. Der Arm 26 kann daher automatisch sowohl die Anschlußleitungen CL der Bauteile als auch die Anschlußleitungen SL der Steckfassungen, je nach Fall, in Stellung bringen, so daß sie auf geeignete Weise der Mehrzahl der schließbaren Paare von im Abstand ange­ ordneten Fingern 50 vorgeführt werden können, die ien verti­ kale Führung 52 für die Anschlußleitungen des Einsetzkopfs 22 darstellen. Die Finger sind mit Leitungen aufnehmenden Löchern H der Leiterplatte 14 ausgerichtet (Fig. 3), wenn die Leiter­ platte gegenüber dem Kopf 22 richtig in den X- und Y-Koordinaten ausgerichtet ist. Es sei angemerkt, daß die Finger 50 den Leitungsführungsfingern 111 der Bauteile 110 gemäß DE-OS 19 15 159 entsprechen.

Wenn das Bauteil 10 oder die Fassung 12 mit dem Ende voran auf dem Stab 18 in Stellung gebracht wurde, wie oben angedeutet, werden die Finger 50, die in einer offenen Stellung waren, in der sie nicht aufeinander einwirkten, dadurch geschlossen, daß die Vorrichtung 52 geschwenkt wird, um seitlich das Bauteil oder die Fassung zu ergreifen, wie bisher offenbart wurde, und der Stab 18 wird nach hinten zurückgezogen. Wenn der Stab 18 mittels des Motors 24 aus einer Stellung unterhalb des Kopfs 22 zurück­ gezogen ist, wird der in Stellung bringende Arm 26 mittels des Motors 40 nach vorne in eine abseitige Stellung geschwenkt, wie in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Der Kopf 22 kann dann seinen Treiber oder Mitnehmer 54 und die Führung 52 auf die Leiterplatte 14 zu bewegen, um das Bauteil oder die Steckfassung dorthinein einzusetzen oder das Bauteil 10 in eine vorher eingesetzte Steckfassung 12 zu montieren, wie in Fig. 6 dargestellt. Es ist wichtig, daß der Einstellarm 26 während des Einsetzens sich nicht in Richtung auf die Leiterplatte 14 bewegt und daher nicht auf irgendwelche vorher montierten Ele­ mente auf der gedruckten Leiterplatte auftreffen kann.

Da der Treiber oder Mitnehmer 54, der der Stange 132 der er­ wähnten DE-OS 19 15 159 entspricht, einen geringeren Abwärts­ hub zum Einsetzen der Leitungen CL der Bauteile in eine vorher eingesetzte Steckfassung 12 auf der Platte 14 benötigt, als wenn Leitungen von Steckfassungen oder Bauteilen direkt in die Leiterplatte eingesetzt werden, ist ein abnehmbares Abstandsstück 56 (Fig. 2, 3) mit einem Schlitz 58 mit einem offenen Ende vorgesehen, das mit einer Festsetzschraube versehen ist und auf einer Kolbenstange 60 eines üblichen doppel­ wirkenden Druckluftzylinders 62 anbringbar ist, der die Stange 60 zur Betätigung des Kopfs 22 hin- und herbewegt. Daraus ist ersichtlich, daß bei seiner Verwendung das Abstandsstück 56 in geeignetem Maße die Abwärtsbewegung des Treibers oder der Einsetzvorrichtung 54 verringert, indem es gegen einen Neopren­ puffer 64 anstößt, der an dem Zylindergehäuse 62 anliegt.

Es ist ferner ersichtlich, daß die Leitungen CL, die von der vorher eingesetzten Steckfassung 12 aufgenommen werden, nicht be­ schnitten oder umgeklemmt zu werden brauchen. Dementsprechend wird eine Vorrichtung (wie z. B. ein nicht dargestellter Schalter) vorgesehen, um einen Mechanismus 66 (Fig. 1) zum Beschneiden und Umklemmen, z. B. wie in der DE-OS 26 49 765 beschrieben, außer Betrieb zu setzen, wenn die Maschine zur Montage von DIP-Bauele­ menten in die vorher eingesetzten Steckfassungen verwendet wird. Wenn sich die Finger 50 wieder geöffnet haben, während eine dann zusammengepreßte Blattfeder 65 des Kopfs 22 die eingesetzte Steckfassung oder das Bauelement 10 gegen die Leiterplatte drückt, wird der Kopf 22 durch Druck im Zylinder 62 nach oben zurückge­ zogen und läßt das eingesetzte Bauteil oder die eingesetzte Fassung zurück.

Der Betrieb der Maschine, die zum Einsetzen der DIP-Bauelemente 10, die durch ein vorbestimmtes Programm eingereiht wurden, und ihrer vorher nach Programm eingereihten und eingesetzten Steck­ fassungen 12 geeignet ist, wird nun kurz zusammengefaßt beschrieben. Die Vor­ richtung zum Schneiden und Umklemmen 66 wird außer Betrieb ge­ setzt und das Abstandsstück 56 auf geeignete Weise auf die Kolbenstange 60 aufgesetzt, um den abwärts gerichteten Einsetz­ hub des Treibers 54 zu verringern, da jedes DIP-Bauelement, das auf der Steckfassung montiert werden soll, durch seine jeweilige Steckfassung im gleichen Abstand von der Leiterplatte 14 ge­ halten wird. Es ist zu betonen, daß im allgemeinen alle Fassungen und Bauteile, die direkt auf die Leiterplatten 14 montiert wer­ den sollen, zuerst an ihre Schaltkreise angelötet werden müssen, und dann alle anderen Bauteile entsprechend dem Programm in die vorher eingesetzten Fassungen eingesetzt werden. Wenn eine Änderung in der Höhe der verwendeten Fassungen auftritt, wird natürlich ein Abstandsstück 56 von entsprechend abgeänderter Dicke verwendet.

Die Greif- oder Aufnehmeinheit 19 (Fig. 2) hat ein ausgewähltes DIP-Bauelement zur Abwärtsbewegung in der Gleitbahn 17 zur Ver­ fügung gestellt, von der es über Rutsche 21 auf den Stab 18 ge­ führt wird, wobei die Anschlußleitungen CL auf gegenüberliegen­ den Seiten des Stabs sich nach unten erstrecken. Der Luftzy­ linder 24 wird unter Druck gesetzt, um den Stab 18 mit dem Stößel 20 vorwärtszubewegen, wobei letzterer das DIP-Bauelement zwischen die dann geöffneten Finger 50 stößt. Wenn das DIP-Bau­ element so mit dem Ende voran nach vorne, d. h. gemäß Fig. 2 nach rechts, und unter den freien Teil der Feder 65 gestoßen ist, wird der Druckluftzylinder 40 unter Druck gesetzt, um seine Kol­ benstange 38 nach oben zu bewegen und damit das gegabelte untere Ende des Arms 26 in Uhrzeigerrichtung zu bewegen. Die vorsprin­ genden Spitzen 48 des Arms kommen entsprechend zur Anlage an in die jeweiligen Anschlußleitungen CL am vorderen oder führenden Ende der Bauelemente, wie in Fig. 5 dargestellt. Dabei ist zu bemerken, daß die vertieften Flächen 46 des Arms 26 ein solches Instellungbringen und Ausrichten der Anschlußleitungen CL auf die Finger 50 nicht stören und daher auch entsprechenden Steck­ löchern der aufnehmenden oder vorher eingesetzten Fassung nicht in die Quere kommen, wobei die Flächen 46 in der Breite einen größeren Abstand besitzen als die Breite des DIP-Bauelements. Der Stößel 20 gibt nach hinten nach, soweit notwendig, damit der Schwenkarm 26 im vollen Aufwärtshub der Kolbenstange 38, der einstellbar sein kann, Wirkung verleiht.

Wenn das DIP-Bauteil korrekt in bezug auf die Führung 52 und in Endrichtung auf der Stange 18 angebracht ist, werden die Stange und der Arm 26 nach entgegengesetzten Richtungen von dem Bauteil zurückgezogen, sobald die Finger 50 sich in der Breite an dem DIP-Bauelement geschlossen haben. Nun bewegt sich der Treiber 54 in Richtung auf die Leiterplatte 14, wie in Fig. 6 gezeigt, und bewirkt, daß die Finger 50 die Anschluß­ leitungen CL der Bauelemente in die jeweiligen aufnehmenden Löcher der vorher eingesetzten Steckfassung 12 einführen und durchstecken. Anschließend werden die Finger 50 geöffnet und der Treiber sowie die Finger dann zurückgezogen. Während die Leiterplatte 14 zu erneuter Ausrichtung mit den Einsetzkopf 22 in Stellung gebracht wird, vorzugsweise durch eine geeignete programmierte Steuervorrichtung, die z. B. einen nicht darge­ stellten X-Y-Tisch, der die Leiterplatte trägt, steuert, wird die Greifeinheit 19 betätigt, um den nächstfolgenden Verfahrens­ zyklus vorzubereiten.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung die Anwendbarkeit und den Wert von rechnergesteuerten Maschinen zum Einreihen und Einsetzen von Bauteilen und ihren Steckfassungen beträchtlich erhöht.

Zusammenfassend wird eine Vorrichtung beschrieben, mittels derer eine Maschine zum Einsetzen mehrerer Anschlußleitungen eines Bauteils in eine gedruckte Leiterplatte angepaßt werden kann, zuerst eine Anschlußleitungen aufnehmende Steck­ fassung in die Leiterplatte einzusetzen und danach ein Bauteil in die vorher eingesetzte Fassung zu montieren. Die Vorrichtung wird vorzugsweise bei einer Maschine verwendet, die eine automatische Vorrichtung zum vorbestimmten Einreihen der Bauteile und Fassungen besitzt. Wenn die Maschine weiterhin eine automatische Vorrichtung zum Instellungbringen der Leiter­ platte aufweist, um die aufeinanderfolgenden Bauteile und/oder Fassungen aufzunehmen, ist vorgesehen, daß alle Bauteile und Fassungen zuerst zum direkten Einsetzen in die Leiterplatten angeordnet werden; dann vorzugsweise nach dem Löten, um sie an dem Schaltkreis der Leiterplatte zu befestigen, und nach erneutem Anbringen der Leiterplatte in der Maschine montiert diese unter geänderter Pro­ grammierung der Vorrichtung zum Instellungbringen der Leiter­ platte das richtige Bauteil in seine vorher eingesetzte und verlötete Fassung.

Claims (4)

1. Maschine zum Einsetzen von Bauteilen mit parallel nach unten weisenden Kon­ takten in vorgelochte Schaltungsplatten, mit einem Einsetzkopf, der das Bauteil zangenartig erfassen und senkrecht auf die Schaltungsplatte zu bewegen kann, mit einer hin- und herbewegbaren Stützvorrichtung zum Abstützen eines Bauteils vor dem Einsetzen, die in der einen Endstellung ein Bauteil von einem Vorrat übernehmen und es in die andere Endstellung unter dem Einsetzkopf führen kann, mit einem Anschlag zum Positionieren des Bauteils auf der Stützvorrichtung unterhalb des Einsetzkopfes und mit einem federnd an der Stützvorrichtung angebrachten Schieber, der das Bauteil gegen diesen Anschlag drückt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Montage von Steckfassungen und dazugehörigen elek­ tronischen Bausteinen in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen der Anschlag (48) gabelförmig gestaltet ist und zwei Anlageflächen aufweist; daß die erste Anlage­ fläche so angeordnet ist, daß sie an einer Fläche einer Steckfassung (12) auf der Stützvorrichtung (18) zur Anlage kommt, wenn eine Steckfassung montiert wird; und daß die zweite Anlagefläche so angeordnet ist, daß sie an den Anschluß­ leitungen (CL) eines elektronischen Bausteines anliegt, wenn ein elektronischer Baustein montiert wird, wobei der Abstand der Gabelzinken des Anschlags (48) so bemessen ist, daß der Körper eines elektronischen Bausteins (10) ohne Be­ hinderung dazwischen Platz findet.

2. Maschine zum Einsetzen von Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (48) mit den Anlageflächen an einem am Maschinenrahmen schwenkbar gelagerten Arm (26) angeordnet ist, der nach dem Ergreifen der Steckfassung/des Bauteiles durch den Einsetzkopf (22) in eine Position zurück­ schwenkt, die es ermöglicht, daß der Einsetzkopf (22) die Steckfassung/das Bauteil unbehindert von der Stützvorrichtung (18) abnehmen und in die Schaltungsplatte (14) einsetzen kann.

3. Maschine zum Einsetzen von Bauteilen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einsetzkopf (22) Finger (50) aufweist, die die Anschlußleitungen des Bauteils/der Steckfassung ausrichten und zum Einsetzen führen.

4. Maschine zum Einsetzen von Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine eine erste Betätigungsvorrichtung zum Steuern des Einsetzkopfes (22) aufweist, die ein Abstandsteil (56) zur Begren­ zung des Arbeitshubes des Einsetzkopfes (22) beim Einsetzen eines elektronischen Bausteins in eine bereits vorher montierte Steckfassung wirksam machen kann, und daß die Maschine eine zweite Betätigungsvorrichtung (28-42) aufweist, die den Arm (26) zyklisch in Beziehung zu der Steuerung des Einsetzkopfes steuert.