DE3126109C2

DE3126109C2 -

Info

Publication number: DE3126109C2
Application number: DE19813126109
Authority: DE
Inventors: Arvit Petrovic Egorenkov; Vadim Vasilievich Muchkin; Vladimir Jakovlevic Kurganov; Vjaceslav Viktorovic Korovin; Aleksandr Ivanovic Kurysev; Vladimir Semenovic Saratov Su Borisov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1988-03-24
Also published as: DE3126109A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ver drahtung einer Platte mit einem oberhalb der Platte angeordneten, re lativ zu dieser verschieblichen und um eine senkrechte Achse drehbaren Montagekopf, welcher aufweist eine absenkbare Elektrode als Arbeitswerkzeug ent hält, eine Einrichtung zur Zuführung des Drahtes durch einen Stutzen zur Arbeitsstelle unterhalb der Elektrode, eine Einrichtung zum Ab schneiden des Drahtes und ein Programmsteuersystem aus einer Einheit zur Informationseingabe, deren Ausgang an eine Einheit zur Infor mationsumwandlung angeschlossen ist, die ihrerseits die Relativbewegung zwischen Platte und Montagekopf, die Drehung des Montagekopfes, den Drahtvorschub, das Drahtabschneiden sowie das Heben und Senken der Elek trode steuert.

Eine solche Vorrichtung zur Verdrahtung einer Platte ist aus der DE-AS 12 63 857 bekannt. Es geht dabei um die automatisierte Herstellung von Schaltungsplatten, nach den Verdrahtungsverfahren, zum Beispiel im radioelektronischen Gerätebau oder bei der Fertigung von mit integrierten Mikroschaltungen aufgebauten Platinen oder Automati sierungs- und Rechentechnik.

Bei der bekannten Ausbildung soll die Elektrode, wenn sie auf das je weilige Kontaktelement abgesenkt wird, nur den Verdrahtungskopf zen trieren und als Gegenelektrode zu einer Schweißzange Strom in das Kon taktelement einleiten, wobei eine Percussionsschweißung durchgeführt wird.

Zwischen den Schweißungen kann die Drahtzuführung gesperrt werden, wodurch es zu einem Spannen des Drahtes bei der Verschiebung des Drahtlegekopfes kommt. Dies geschieht durch ein Feststellen der Draht vorratsrolle, wodurch die jeweils abgezogene Drahtlänge einen gespannten Drahtabschnitt bildet.

Mit dieser bekannten Vorrichtung wird eine maschinelle Verdrahtung von Kontaktelementen in der Fernmeldetechnik durchgeführt. Dabei dient zum Abisolieren eine aus Messerpaaren bestehende Vorrichtung und zum Abschneiden der benötigten Drahtlänge ein aus Schermesser paaren bestehendes Trennwerkzeug sowie eine Haltevorrichtung für das Ende des Drahtes.

Zur Verdrahtung wird der Draht von einer Vorratsrolle in den Stutzen der Zuführungseinrichtung geleitet und verläuft unter der Schweißelek trode und zwei Schweißzangen. Das freie Ende des Drahtes wird von einer Klemmzange fixiert. Mit Hilfe der Messerpaare wird die Iso lierung auf dem oberhalb des anzuschließenden Kontaktelements be findlichen Drahtabschnitt aufgetrennt und auseinandergeschoben, wo nach der entblößte Drahtabschnitt durch die Schweißzangen erfaßt wird und aus ihm mittels der Schermesserpaare ein bezüglich des Kontaktelements symmetrisch gelegener Abschnitt herausgeschnitten wird.

Die Elektrode wird auf das Kontaktelement abgesenkt. Die Schweiß zangen, die aufeinanderfolgend eine Bewegung zum Kontaktelement hin ausführen, bewirken einen Kontakt der abgeschnittenen Drahtenden mit dem Kontaktelement, so daß es nach dem Durchleiten eines Schweiß stroms durch die Elektrode, das Kontaktelement, den Draht und die Schweißzangen zu einer Schweißverbindung kommt. Danach wieder holt sich der Zyklus der Drahtmontage.

Die bekannte Vorrichtung ist von komplizierter Konstruktion und ent sprechend kompliziertem Betriebsablauf. Dadurch ist die Betriebszu verlässigkeit in Frage gestellt. Dadurch, daß der Verdrahtungskopf oberhalb der ortsfest gehaltenen Platte bewegt wird, muß er drei Freiheitsgrade aufweisen, was auch seinen Aufbau und seine Bewe gungssteuerung aufwendig macht und die Stromzuführung zu ihm schwierig gestaltet. Die nicht unter einer präzisen Zugspannung ge haltenen Drahtabschnitte verlegen sich nicht zuverlässig längs der Geraden zwischen den zu verbindenden Kontaktstellen, sondern kön nen willkürlich verlaufen. Dadurch ist auch keine hohe Verlegungs dichte zu erreichen.

Aus der US-PS 36 74 914 ist eine Vorrichtung zum Verlegen des Drahtes in einem speziellen härtbaren Plattenüberzug bekannt, die einen Koordinatentisch mit Antrieben zur Verschiebung desselben in der waagerechten Ebene aufweist, oberhalb dessen ein den Draht ab legender Kopf mit einem Antrieb zum Drehen desselben um eine ver tikale Achse an einem Kragstück angebracht ist. Gleichachsig zur Drehachse liegt ein Ultraschall-Arbeitswerkzeug, das mit einem Mag netostriktor verbunden ist und einen Antrieb zum Heben und Senken auf weist. Eine Einrichtung zur Zuführung des Drahtes durch einen horizon tal liegenden Stutzen ist unter das Arbeitswerkzeug gerichtet. Das Ab schneiden des Drahtes geschieht durch eine Vorrichtung mit einem elek trischen Antrieb. Die bekannte Vorrichtung enthält ferner ein Programm steuersystem.

Das Programmsteuersystem besteht aus einer Einheit zur Informations eingabe und -umwandlung, deren Ausgänge an die Antriebe zur Ver schiebung des Kordinatentisches, zum Drehen des Kopfes, zum Heben und Senken des Arbeitswerkzeuges zum Zuführen und Abschneiden des Drahtes sowie über einen Magnetostriktor an den Steuerkanal ange schlossen sind.

Bei dieser Vorrichtung ist jedoch keine Möglichkeit gegeben, den Draht an Plattenkontakte anzuschließen und ihn in einer beliebigen vorgege benen Richtung zu verlegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verdrahtung einer Platte zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und zuverlässigem Be trieb eine präzise Verlegung des gespannten Drahtes längs Geraden zwischen zwei beliebigen vorgegebenen Plattenpunkten erlaubt, wobei alle notwendigen Operationen des Drahtanschlusses und der Fixierung des Drahtes auf der Verlegungstrasse in einem Arbeitsgang erfolgen.

Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung gelingt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß die Elektrode erwärmbar ist und in einem Halter angeordnet ist, an dem seinerseits die Einrichtung zum Heben und Senken der Elektrode angreift, daß die Einrichtung zur Drahtzu führung mit einer federnden Spanneinheit versehen ist, daß die Platte auf einem Koordinatentisch angeordnet ist, dessen zueinander recht winklig wirkende Antriebe die Relativbewegung zwischen Platte und Elektrode bewirken, und daß das Programmsteuersystem einen Kanal zur Erzeugung von Erwärmungs- und Schweißimpulsen, dessen Eingang an die Einheit zur Informationsumwandlung und dessen Ausgang an die Elektrode angeschlossen ist, sowie einen linearen Interpolator aufweist, dessen Eingang an den Ausgang der Einheit zur Informationsumwandlung und dessen Ausgang an die Koordinatentischverschiebeantriebe ange schlossen ist.

Zweckmäßigerweise ist ein Drahtbruchgeber mit der Einheit zum Spannen des Drahtes mechanisch verbunden.

Im Betrieb der erfindungsgemäßen Ausbildung wird der Koordinatentisch mittels des Interpolators auf dem kürzesten Wege so bewegt, daß der Mittelpunkt einer der Kontaktstellen der Platte mit der Symmetrieachse der Elektrode zusammenfällt. Der Halter wird abgesenkt, so daß die En den der Elektrode, z. B. einer V-förmigen Doppelelektrode, an den Draht und der Draht seinerseits an die Kontaktstelle der Platte angedrückt wird.

Darauf wird im Kanal zur Erzeugung von Heiz- und Schweißimpulsen des Programmsteuersystems ein Erwärmungsimpuls erzeugt, der die Enden der Elektrode auf eine Temperatur bringt, bei der die Isolierung des unter ihnen gelegenen Drahtabschnitts verdampft und anschließend wird ein Schweißimpuls erzeugt und es kommt zu einer einseitigen Punktschweißung, durch die der Draht an die Kontaktstelle der Platte angeschweißt wird.

Danach kann ein zweiter Erhitzungsimpuls erzeugt werden, der im Moment des Loslösens der Enden der Elektroden vom Draht eine auf die Kontakt stelle aufgetragene Zinnmenge schmilzt und die Schweißverbindung ver zinnt.

Darauf bewegt der Koordinatentisch die nächste Kontaktstelle unter die Elektrode, wobei sich der Draht auf der Platte unter der von der Spann vorrichtung erzeugten dosierten Zugspannung längs der Geraden verlegt, und es wird eine neue Verbindung des Drahtes mit dieser Kontaktstelle hergestellt. Nach der Herstellung aller Verbindungen des elektrischen Kreises des betrachteten Drahtabschnitts wird der Draht durch die Ab schneidvorrichtung abgeschnitten.

Der Aufbau der Vorrichtung ist einfach, es sind z. B. spezielle Abiso lierwerkzeuge in Gestalt von Messerpaaren entbehrlich, und es ergibt sich eine hohe Betriebszuverlässigkeit. Die Vorrichtung bewirkt eine direkte Verlegung des Drahtes unter vorgebbarer Zugspannung in einem einfachen Arbeitsgang. Somit wird wegen des Ablaufs mehrerer Montage operationen in einem Arbeitszyklus eine hohe Leistungsfähigkeit der Vorrichtung erreicht.

Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines Beispiels ihrer Ausführung anhand der Zeichnung weiter erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Verdrahtung einer Platte.

Zur Vorrichtung gehört ein Koordinatentisch 1 mit einem Verschiebe antrieb längs den Achsen X, Y, ein Montagekopf 2 mit einer Drehvor richtung 3 um die vertikale Achse.

Am Montagekopf 2 befinden sich
eine Vorrichtung zur Zuführung eines Drahtes 4 von einer Spule 5 mit einer frei drehbaren Rolle 6 und einer angetriebenen Andrückrolle 7 sowie einem horizontalen Stutzen 8,
eine Vorrichtung zum Abschneiden des Drahtes mit einem Messer 9 und einem Elektromagneten 10,
eine Vorrichtung zum Heben und Senken einer V-förmigen Doppelelektrode 11, die in einem in Führungen 13 gleitenden Halter 12 befestigt ist, mit dessen Anschlag ein Nocken 15 und eine Rückstellfeder 16 zusammen wirken,
eine Einheit zum Spannen des Drahtes, die die abgebremste Spule 5, eine von einer Zugfeder 18 beaufschlagte Leitrolle 17, die die ge wünschte Spannkraft des Drahtes 4 erzeugt, sowie einen Drahtbruch geber aus einem Kontaktpaar 19 einschließt, das aus einem beweg lichen und einem feststehenden Kontakt besteht.

Die Steuerung der Vorrichtung besorgt ein Programmsteuersystem, zu dem eine Einheit 20 zur Informationseingabe, beispielsweise von einem Loch band, und eine dieser nachgeschaltete Einheit 21 zur Umwandlung der Information in die Befehle für die Stellglieder gehören. An den Ausgang der Umwandlungseinheit 21 sind angeschlossen
ein linearer Verschiebungsinterpolator 22, der auf einen Antrieb 23 zur Verschiebung des Koordinatentisches längs den Achsen X, Y wirkt, an welchen die Elektromotoren 24, 25 angeschlossen sind,
ein Antrieb 26 zum Drehen des Montagekopfes mittels eines Elektromotors 27, der zur Drehvorrichtung 3 gehört,
ein Antrieb 28 zum Heben und Senken des Arbeitswerkzeugs, beispiels weise der Elektrode 11, mittels eines den Nocken 15 treibenden Elektro motors 29,
ein Antrieb 30 zum Abschneiden mittels des Elektromagneten 10 des Messers 9,
ein Antrieb 31 zur Zuführung des Drahtes, der den die Rolle 7 antrei benden Elektromotor 32 speist,
ein Kanal 33 zur Erzeugung von Erwärmungs- und Schweißimpulsen, der über den stromzuführenden Halter 12 auf die Elektrode 11 wirkt.

Der Betrieb der beschriebenen Vorrichtung verläuft wie folgt:

Vom Programmträger, beispielsweise von einem Lochband, wird in die Einheit 20 die Koordinate eines jeden Punktepaares eingegeben, die mit einem Draht auf der Platte 34 zu verbinden sind. Zusammen mit den Koordinaten werden die Merkmale "Beginn des Stromkreises" und "Ende des Stromkreises" eingegeben.

Die Einheit 21 zur Informationsumwandlung erzeugt dann aufeinan derfolgend Steuersignale zur
Verschiebung des Tisches 1 zum Punkt, dessen Koordinaten dem Beginn des Stromkreises entsprechen,
Drehung des Montagekopfes 2 derart, daß der Drahtzuführungsstutzen 8 in Richtung zum zweiten Punkt ausgerichtet ist, dessen Koordinaten dem Merkmal Ende des Stromkreises entsprechen, d. h. in Richtung der Verlegungstrasse des Drahtes,
Zuführung des Drahtes unter die Stirnflächen der Elektrode 11,
Senken der Elektrode,
Einleitung des Erwärmungs- und Schweißimpulses,
zum Heben der Elektrode 11,
Wegführen der Elektrode 11,
zur Verschiebung des Tisches längs einer Geraden zum Endpunkt des Strom kreises unter gleichzeitigem Durchziehen des Drahtes 4, der dabei ge spannt gehalten wird,
zum Senken der Elektrode 11,
Auslösen des Erwärmungs- und Schweißimpulses,
Andrücken der Rolle 7 an die Rolle 6 und
zum Abschneiden des Drahtes 4.

Der einzelne Anschlußvorgang des Drahtes 4 an einen Kontaktpunkt ver läuft wie folgt:

Der Elektromotor 32 des Antriebs 31 setzt die Treibrolle 7 in Bewegung, so daß der an die Rolle 6 angedrückte Draht von der Spule 5 abgezogen und durch den Stutzen 8 unter die Elektrode 11 vorgeschoben wird. Dann dreht der Elektromotor 29 des Antriebes 28 den Nocken 15, der auf den Anschlag 14 des Halters 12 drückt und die Elektrode 11 auf den Draht absenkt, bis dieser an den Kontakt der Platte 34 angedrückt wird. Dann erzeugt der Kanal 33 aufeinanderfolgend zunächst den Impuls für die Erwärmung der Elektrode 11 zur Zerstörung der Drahtisolation und danach den Schweißimpuls, wodurch der eigentliche Drahtanschluß zustandekommt. Danach wird der Nocken 15 in die Ausgangslage zurück gedreht, so daß der Halter 12 unter der Einwirkung der Rückstellfeder 16 in die Ausgangslage zurückkehrt.

Die Verlegung des Drahtes unter gleichzeitiger Spannung desselben erfolgt während der Verschiebung des Tisches 1 durch Abziehen des Drahtes 4 von der abgebremsten Spule 5 über die abgefederte Rolle 17, die Rolle 6 und den Stutzen 8, wobei die Feder 18 die vorgeschriebene Spannkraft für den Draht 4 erzeugt.

Bei einem Bruch des Drahtes 4 wird das Kontaktpaar 19 unter der Ein wirkung der Feder 18 getrennt und unterbricht den an die Einheit 21 zur Informationsumwandlung angeschlossenen Stromkreis, so daß diese den Drahtvorschub beendet und eine entsprechende Anzeige auslöst.

Claims

1. Vorrichtung zur Verdrahtung einer Platte (34) mit einem oberhalb der Platte angeordneten, relativ zu dieser ver schieblichen und um eine senkrechte Achse drehbaren Mon tagekopf (2), welcher aufweist,
eine absenkbare Elektrode (11) als Arbeitswerkzeug,
eine Einrichtung zu Zuführung des Drahtes durch einen Stutzen (8) zur Arbeitsstelle unterhalb der Elektrode (11),
eine Einrichtung zum Abschneiden des Drahtes
und ein Programmsteuersystem aus einer Einheit (20) zur Informationseingabe, deren Ausgang an eine Einheit (21) zur Informationsumwandlung angeschlossen ist, die ihrerseits die Relativbewegung zwischen Platte (34) und Montagekopf (2), die Drehung des Montagekopfes, den Drahtvorschub, das Drahtab schneiden sowie das Heben und Senken der Elektrode steuert,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrode (11) erwärmbar ist und in einem Halter (12) angeordnet ist, an dem seiner seits die Einrichtung (28, 29, 15) zum Heben und Senken der Elektrode (11) angreift,
daß die Einrichtung zur Drahtzuführung mit einer federnden Spanneinheit (17, 18) versehen ist,
daß die Platte (34) auf einem Koordinatentisch (1) angeord net ist, dessen zueinander rechtwinklig wirkende Antriebe (24, 25) die Relativbewegung zwischen Platte (34) und Elek trode (11) bewirken,
und daß das Programmsteuersystem einen Kanal (33) zur Er zeugung von Erwärmungs- und Schweißimpulsen, dessen Eingang an die Einheit (21) zur Informationsumwandlung und dessen Ausgang an die Elektrode (11) angeschlossen ist, sowie einen linearen Interpolator (22) aufweist, dessen Eingang an den Ausgang der Einheit (21) zur Informationsumwandlung und dessen Ausgang an die Koordinatentischverschiebeantriebe (23, 24, 25) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Drahtbruchgeber (19), der mit der Einheit (17, 18) zum Spannen des Drahtes mechanisch verbun den ist.