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Getät zum automatischen Positionieren von Einrichtun-
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gen, wie Löt-, Bearbeitung-, Prüf-, Zeicheneinrichtungen cd. dgl.
auf einer im wesentlichen ebenen Arbeitsfläche-Die Erfindung betrifft ein Gesät
zum automatischen Positionieren von Einrichtungen, wie 10t-, Bearbeitungs-, Prüf-,
Zeicheneinreichtungen od.dgl.
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auf einer im wesentlichen ebenen Arbeitsfläche, bestehend aus gelenkig
verbundenen Armen, welche über Motore mit Getriebe zueinander verdrehbar sind, sowie
mit Gebereinrichtungen, welche Signale entsprechend der winkelmäßigen Position der
Arme an ein Steuergerät für die Steuerung der Motoreabgeben.
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In der GB-PS 1 511 609 wird ein Schweißroboter beschrieben. Das Schweißwerkzeug
des darin beschriebenen, numerisch gesteuerten Roboters ist einmal um die Y-Achse,
dreimal um zur Achse parallele Achsen und einmal um die eigene Achse drehbar, so
daß zumindest fünf Antriebsmotore erforderlich sind. Die drei Arme des Roboters
mit den zur Achse parallelen Achsen bewegen sich somit innerhalb einer vertikal
stehenden Ebene, wobei der unterste Arm mit einem Gegengewicht ausgestattet
ist.
Der beschriebene Schweißroboter dient demnach zur räumlichen Positionierung, und
weist daher einen relativ komplizierten Aufbau auf. Solche Schweißroboter werden
hauptsächlich im Automobilbau eingesetzt. Die Positioniergenauigkeit dürfte bei
einem Aktionsradius von ca. 1 m in der Größenordnung von einigen Millimetern liegen,
d.h., die erfindungsgemäß erzielbare Positioniergenauigkeit kann durch diesen Schweißroboter
nicht erreicht werden, dessen Positioniergenauigkeit außerdem durch das unvermeidliche
Spiel der insgesamt fünf Lagerstellen verschlechtert wird.
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Es sind auch programmgesteuerte Geräte bekannt, welche eine automatische
Positionierung von Bearbeitungs-, Prüf, Zeicheneinriohtungen od.dgl.
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gestatten. Solche Geräte sind zumeist in der Art eines XY-Schreibers
ausgeführt, welcher aus der Meßtechnik bekannt ist. Die Koordinaten der anzusteuerQbn
Positionspunkte sind dabei t'elektronischen Speichern verschiedenster Art und Größe
gespeichert.
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Der mechanische Aufbau eines XY-Schreibers ist aufwendig, erfordert
viel Platz, und hohe Präzision bei der Herstellung, insbesondere bei der Herstellung
der Gleitlager. Dementsprechend sind Positioniergeräte nach der Art eines XY-Schreibers
kostspielig und weisen obige Nachteile auf.
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Bei der Lötung von Leiterplatten werden derzeit praktisch zwei Methoden
angewandt, die Handlötung und die Maschinenlötung im Zinkbad. Bei der Handlötung
ergeben sich Fehlermöglichkeiten durch unsachgemäßes Löten und, insbesonders bei
integrierten Schaltungen, lange Lötzeiten. Bei der Maschinenlötung wird eine fertig
bestückte Leiterplatte über
ein Zinnbad bzw. einen Zinnschwall gezogen.
Es ergeben sich kurze Lötzeiten und damit ein hoher Ausstoß. Die Einstellung der
Parameter wie Badtemperatur, Taktzeit usw. ist kritisch und erfordert ständige Kontrolle.
Die Leiterplatte und die darauf befindlichen Bauteile sind außerdem einer hohen
thermischen Beanspruchung ausgesetzt. Aus letzterem Grund und wegen der Kapillarwirkung
sind manche Bauteile (Relais, Sockel, Stecker, Schalter etc.) für die Maschinenlötung
ungeeignet. Zusätzlich benötigt man, bei der Maschinenljtung für jede Leiterplatte
eine eigene entsprechende Halterung. Der hohe Aufwand einer Anlage für Maschinenlötung
rechtfertigt deren Einsatz erst bei großen Stückzahlen. Es besteht daher bei kleinen
und mittleren Stückzahlen das Erfordernis, die Handlötung von Leiterplatten zu automatisieren,
wobei die Nachteile der Maschinenlötung sowie der Hand lötung wegfallen sollten.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Gerätes zum automatischen
Positionieren von Löt-, Bearbeitungs-, Prüf- Zeicheneinrichtungen odadgl.
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von Werkstücken, insbesondere von Leiterplatten, welche die Nachteile
der Geräte der bekannten Art nicht aufweist.
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Dies wird bei einem Gerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß ein Ende eines ersten Armes in an sich bekannter Weise um
eine erste Achse drehbar gelagert ist, welche senkrecht zur Arbeitsfläche steht,
und am anderen Ende des ersten Armes eine zweite Achse vorgesehen ist, welche senkrecht
zur Arbeitsfläche steht, und ein Ende eines zweiten Armes um die zweite Achse drehbar
gelagert ist, an dessen anderemEnde die jeweils zu positionierende Einrichtung angeordnet
ist,
wobei am zweiten Arm sowie auf der Arbeitsfläche eine Kontrolleinrichtung
vorgesehen ist, welche an das Steuergerät ein Signal abgibt, wenn sich die Kontrolleinrichtung
genau über einem Referenzpunkt auf der Arbeitsfläche befindet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in
Form eines Gerätes zum automatischen Löten von Leiterplatten mit Hilfe der Figuren
erläutert. Es zeigen Figur 1 ein automatisches Gerät zum Löten von Leiterplatten
gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung, Figur 2 das Gerät nach Figur
1 im Grundriß, Figur 3 die Vorderansicht der Löteinrichtung des Gerätes nach Figur
1 und 2, Figur 4 die Seitenansicht der Löteinrichtung des Gerätes nach Figur 1 und
2, Figur 5 eine Reinigungseinrichtung für die Löteinrichtung nach Figur 3 und 4
in perspektivischer Darstellung, und Figur 6 und 7 Blockschalttilder der Steuerung
für das erfindungsgemäße Gerät.
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In Piqur 1 bezeichnet 1 ein Gehäuse welches über Laschen 2 auf der
Arbeitsfläche, z.B. durch Verschraubung befestigt ist. Das Gehäuse 1 ist mittels
eines mehradrigen Kabels 3 über steckverbindungen 4
mit einem Steuergerät
5 verbunden. leber das Kabel 3 werden dem erfindungsgemäßen Gerät zum automatischen
Positionieren einer Löteinrichtung Steuersignale sowie Versorgungsspannungen vom
Steuergerät 5 her zugeführt. Auf der Oberseite des Gehäuses 1 ist ein erster Motor
6 angeordnet, welcher über ein Getriebe, beispielsweise zwei Zahnräder 7,8 eine
erste Achse 9 antreibt. Die erste Achse 9 ist senkrecht zur Arbeitsfläche ausgerichtet
und trägt einen ersten Arm 10, welcher beispielsweise einen I-fõrmigen Querschnitt
aufweist, wobei der Mittelsteg am Anfang und Ende des Armes 10 weggelassen ist,
um am Anfang Platz für die erste Achse 9 und am Ende für eine zweite Achse 11 zu
schaffen.
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Die zweite Achse 11 am Ende des ersten Armes 10 dient zur Aufnahme
eines zweiten Armes 12, welcher somit drehbar am ersten Arm 10 angelenkt und ähnlich
wie dieser ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine
Schraubenfeder 13 auf der zweiten Achse 11 vorgesehen, welche die beiden Arme 10
und 12 auseinanderdrückt, d.h.
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daß die Arme 10 und 12 bei entspannter Feder 13 zumindest einen stumpfen
Winkel zueinander einnehmen.
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Am Ende des zweiten Armes 12 ist die jeweilige Einrichtung, in diesem
Ausführungebeispiel eine Löteinrichtung 14, angebracht, welche später im Detail
beschrieben wird. Am Ende des zweiten Armes 12 ist außerdem eine trapezförmige Verlängerung
15 über zwei längliche Sockel 16 und 17 z.B. mittels Schrauben (nicht dargestellt)
befestigt, welche an ihrer Spitze ein Kugellager 18 zur Aufnahme eines Bolzen 19
trägt, an dem ein Ende eines Seiles 20 befestigt ist. Auf dem ersten Arm 10 ist
in Verlängerung der ersten Achse 9 ein zweiter Motor 21 über einem Zwischenflansch
22 angebracht. Der
Zwisohenflansoh 22 weist eine sektorförmige
Öffnung auf, sodaß die Antriebswelle des Motors 21 zum Teil frei liegt. An der Antriebswelle
des Motors 21 ist beispielsweise über eine Radialbohrung das andere Ende des Seiles
20 befestigt, welches über die Öffnung des Zwischenflansches 22 herausgeführt ist.
Bei der Drehung des zweiten Motors 21 wird das Seil 20 um die Antriebswelle des
Motors 21 gewickelt, und damit wird der zweite Arm 12 entgegen der Druckwirkung
der Feder 13 um die zweite Drehachse 11 zum ersten Arm 10 geschwenkt.
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Damit das Seil 20 exakt aufgewickelt wird, ist die Antriebswelle des
Motors 21 vorzugsweise als Gewinde ausgebildet. Da bei der Drehung des ersten Motors
6 der erste Arm 10 um die erste Achse 9 geschwenkt wird, so kann in Verbindung mit
der schwenkung des zweiten Armes 12 um die zweite Achse 11 das Ende des zweiten
Armes 10 mit der daran befestigten Löteinriohtung 14 erfindungsgemäß zu jedem Punkt
der Arbeitsfläche hin versetzt bzw.
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positioniert werden, welcher innerhalb des Schwenkbereiches der beiden
Arme 10 und 12 liegt.
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Am Anfang des zweiten Armes 12, d.h. im Bereiche der zweiten Achse
11 ist seitlich ein Träger 23 befestigt, auf welchem eine S#pule 24 mit Lötzinndraht
24' drehbar gelagert ist. Der Lötzinndraht wird über an den Rändern abgerundete
konische Bohrungen in den beiden Sockel 16 und 17 und über eine Rolle 25 zur Löteinrichtung
14 geleitet, welche später an Hand der Figur3 und 4 genauer erläutert wird. Vom
Gehäuse 1 führen je ein K#bel 26,27 und 28 zu den Motoren 6 und 21 sowie zu einem
Verteilerkästchen 29, von welchem aus vier weitere Kabel 30,31,32 und 33 zu einem
Lötkolben 34,
einem Hubmagnet 35 und einem Antriebsmotor 36 der
Löteinrichtung 14, sowie zu einem ersten Teil 37 einer Kontrolleinrichtung führen,
welche an der Unterseite des zweiten Armes 12 angeordnet ist.
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In Figur 1 ist mit strichlierten Linien eine Variante zur Schwenkung
des zweiten Armes 12 um die zweite Achse 11 eingetragen, d.h. auf der Verlängerung
der Achse 11 ist ein Zahnrad 38 befestigt, welches in ein anderes Zahnrad 59~ eingreift.
In diesem Beispiel ist auf dem ersten Arm 10 ein dritter Motor 40 angeordnet, auf
dessen Antriebswelle -das Zahnrad 39 aufgesetzt ist. Der dritte Motor 40 übernimmt
nun die Funktion des zweiten Motors 21, sodaß dieser, sowie die Feder 13, das Seil
20 und der Zwischenflansch 22 bei dieser Variante der Erfindung überflüssig sind.
Der drite Motor 40 ist beispielsweise über einen L-förmigen Träger (nicht dargestellt)
am ersten Arm 10 befestigt.
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Der Vorteil der ersten Variante mit der Feder 13, dem Seil 20 und
dem Motor 21 liegt darin, daß eine einfache Konstruktion vorliegt, welche auch ein
geringes Trägheitsmoment um die erste Achse 9 besitzt, da der Motor 21 im Drehpunkt
derselben gelagert ist.
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Der Vorteil der zweiten Variante mit den Zahnrädern 38,39 und dem
Motor 40 liegt darin, daß ein größerer Schwenk- und damit Arbeitsbereich erzielt
wird, und daß das übertragene Drehmoment konstant ist.
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In Figur 2 bezeichnet 41 die Arbeitsfläche z.B. einen Arbeitstisch,
auf welchem die Laschen 2 des Gehäuses 1 angeschraubt sind. In Figur 2 sind die
gleichen
Elemente der Figur 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen,
sodaß sich deren Erläuterung erübrigt. Auf der Vorderseite der Arbeitsfläche 41
befindet sich ein Halterahmen 42welcher über Positionstifte 43 in der Arbeitsfläche
41 auf letzterer gehalten wird. Der Halterahmen 42 trägt die zu lötende Leiterplatte
44. Auf der Arbeitsfläche, neben dem Halterahmen 42, ist ein zweiter Teil 45 der
Kontrolleinrichtung angeordnet. Der erste Teil 37 auf der Unterseite des Armes 12
enthält eine Infrarot-Leuchtdiode samt einer entsprechenden Optik, zur Projektion
des Infrarotlichtes auf eine, im-zweiten Teil 45 angeordnete Vierquadranten - Infrarotphotodiode.
Der Mittelpunkt der Vierquadranten - Infrarotphotodiode ist genau auf einem Referenzpunkt
46 auf der Arbeitsfläche 44 zur positionsmäßigen Justierung des erfindungsgemäßen
Gerätes angeordnet.
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Die Justierung erfolgt in bestimmten zeitlichen Abständen zur Genauigkeitskontrolle
in der Weise, daß der erste und zweite Arm 10,12 solange geschwenkt wird, bis die-Infrarot-Leuchtdiode
genau über der Tierquadranten - Infrarotphotodiode zu stehen kommt, wobei dann die
vier Signale der Vierquadranten -Infrarotphotodiode gleichen Pegel aufweisen und
der Justiervorgang beendet ist. Die Koordinaten, des Referenzpunktes 46 bzw. die
Winkelcode der beiden Arme 10,12 werden von den Gebereinrichtungen zum Steuergerät
5 übertragen und dort gespeichert.
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In der Nähe der linken oberen Ecke des Halterahmens 42 ist eine Lötspitzenreinigungseinrichtung
47 auf der Arbeitsfläche 41 vorgesehen, welche später mit Hilfe der Figur 5 genauer
erläutert wird.
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Auf der rechten Seite des Halterahmens sind drei Gruppen von Kodierschaltern
48,49 und 50 eingebaut,
welche die Eingabe von spezifischen Daten
der jeweiligen Leiterplatte gestatten.
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Über die Kodierschalter 48 wird beispielsweise die Leiterplattennummer
eingegeben, während die Kodierschalter 49 die Eingabe der Leiterplattenversion und
der Kodierschalter 50 die Eingabe des Lötdurchganges ermöglichen. Die Weitergabe
dieser Daten erfolgt kontaktlos und seriell über eine Infrarot-Lichtschranke (nicht
dargestellt) vom Halterahmen 42 aus zur Arbeitsfläche 41 und von dort über Kabel
zum Gehäuse 1 und weiter zum Steuergerät 5. Die Versorgung der Infrarot-Lichtschranke,
sowie der zur Datenübertragung notwendigen Schaltung im Halterahmen erfolgt ebenfalls
kontaktlos über Schwingübertrager (nicht dargestellt). Der Schwingübertrager kann
gleichzeitig zur Positionskontrolle des Halterahmens 42 werden.
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Der Halterahmen 42 wird außerhalb der Lötvorrichtung wie ein üblicher
Bestückungsrahmen gehandhabt. Die Leiterplatte 44 wird mittels eines Hilfsrahmens
(nicht dargestellt) am Halterahmen 42 befestigt, bestückt, und mit einer Abdeckung
zur Halterung der Bauteile versehen, worauf der Halterahmen 42 auf die Positionsstifte
43 die Arbeitsfläche aufgesetzt werden kann. Es braucht keine Zwischenlagerung der
bestückten Leiterplatte samt Halterahmen vorgenommen werden, wie dies bei der Maschinenlötung
bei kleinen Stückzahlen der Fall ist.
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Figur 3 zeigt die Vorderansicht und-Figur 4 die Seitenansicht der
Löteinrichtung 14 für das erfindungsgemäße Positioniergerät. Auf dem unteren Steg
des ebenfalls mit I-förmigem Querschnitt ausgebildeten
zweiten
Armes 12 sind seitlich zwei Laschen 50 mittels Schrauben 51 befestigt. Der über
dem unteren Steg hinausragende Teil der Laschen trägt eine Bohrung mit einer Welle
52, auf welcher eine rechteckförmige Platte 53 drehbar gelagert ist.
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Eine seitlich zwischen der einen Lasche 50 und der Platte 53 über
Bolzen 54,55 befestigte Spiralfeder 56 drückt die Platte 53 gegen den Mittelsteg
des Armes 12, und liegt im Normalfall, d.h. daß keine Lötung tattfindet, auf diesem
auf (mit striohpunktierter Linie angedeutet). Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte
Lage der Platte 53 stellt dieselbe beim Lötvorgang dar, in welche sie durch den
Stempel 57 des Hubmagnetes 35 gebracht wird, wenn der Hubmagnet 35 vom Steuergerät
5 her betätigt, d.h. unter Spannung gesetzt wird. Der Hubmagnet 35 ist mittels Schrauben
58 am Mittelsteg des Armes 12 befestigt.
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Die Platte 53 trägt drei, schräg nach oben weisende Zylinder 59,60
und 61. Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß die Zylinder frontal gesehen in Dreieckform
angeordnet sind, wobei die Spitze des Dreiecks nach oben weist. Das Ende des mittleren
Zylinders 60 ist abgesetzt und dient als Drehlager für zwei schanierartige Platten
62 und 63, welche z.B. durch eine Schraube auf dem Zylinder 60 gehalten werden.
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Die beiden Platten 62,63 können sich nun um die Achse des mittleren
Zylinders 60 drehen, und liegen auf auswechselbaren Distanzrollen 64 und 65 auf,
welche auf den Enden der Zylinder 59 und 61 auger setzt und z.B. mittels Schrauben
fixiert sind. Die von vorne ausgesehen linke Platte 62 trägt etwa mittig in einer
Bohrung einen Lötkolben 66 dessen Spitze 67 zur Lötstelle auf der Leiterplatte 44
weist. Auf der rechten Platte 63 ist, ebenfalls etwa mittig ein Nippel 68 in eine
Bohrung eingeseiht.
Der Nippel 68 trägt eine konische, sich nach
oben erweiternde und abgerundete Bohrung, zur Aufnahme und Führung des Lötzinndrahtes
24', welcher von der Spule 24 kommend, über die konischen und an den Rändern abgerundeten
Bohrungen in den Sockeln 16 und 17 (siehe Figur 4), über die Umlenkrolle 25, und
über eine weitere Umlenkrolle 69 zum Nippel 68 gelangt. Die Umlenkrolle 25 läuft
auf einem Tragbolzen 70, welcher in einer schrägen Bohrung in der Verlängerung 15
verankert ist. Die Umlenkrolle 69 ist zwischen dem Nippel 68 und der Rolle 25 in
einem Lager 71 gelagert. Auf der Unterseite der Platte 63 ist ein L-förmiger Träger
72 befestigt, welcher im Längsteil einen Motor 73 mit einem gezahnten Rad 74, und
eine im Abstand angeordneten Gegenrolle 75 trägt. Der Zwischenraum zwischen dem
gezahnten Rad 74 und der Gegenrolle 75 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser
des Lötzinndrahtes 24 gewählt. Die Gegenrolle 75 kann auch schwenkbar gelagert sein,
wobei sie durch Federdruck gegen das gezahnte Rad 74 gedrückt wird. Das rechteckige
Ende des Trägers 72 trägt ein Führungsrohr 76 für den Lötzinndraht 24', welches
in einer Spitze endet, die genau zur Lötstelle auf der Leiterplatte 44 weist.
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Die Platte 53 trägt mittig unterhaD des Zylinders 60 einen weiteren
Zylinder 77, welcher im rechten Winkel zur Platte 53 angeordnet ist. Das freie Ende
des Zylinders 77 ist im wesentlichen als Fünfeck ausgebildet, dessen Spitze nach
unten zeigt.
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In Figur 3 ist mit strichlierter Linie eine Positionierspitze 78 in
einer Halterung 79 eingezeichnet, welche Halterung 79 eine Ausnehmung zum
Aufsetzen
derselben auf das fünfeokig ausgebildete freie Ende des Zylinders 77 aufweist. Die
Halterung 79 ist durch eine Schraube 80 auf dem Ende des Zylinders 77 fixiert, und
die Spitze 78 weist genau auf einen Lötpunkt auf der Leiterplatte 44.
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Die Eingabe der Koordination der Lötpunkte auf der Leiterplatte 44
über die oben genannten Gebereinrichtungen in das Steuergerät kann auf zwei Arten
erfolgen. In beiden Fällen werden die Distanzrollen 64,65 durch solche mit größerem
Aurdurchmesser ersetzt, sodaß die beiden Platten 62,63 angehoben werden und die
Positionierspitze frei zugänglich ist.
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Das Steuergerät 5 und die daran angeschlossenen Einrichtungen werden
nun in Betrieb gesetzt, und das Steuergerät 5 auf "Programmeingabe" gestellt. Es
kann nun die Positionierspitze 78 von Hand aus auf einanderfolgend zu jedem Iiötpunkt
bzw./### Leiterplatte 44 geführt werden, worauf nachd#em die Spitze 78 bei abgesenkter
Löteinrichtung 14 in die Bohrung eines Lötauges eingerastet ist, eine Taste (nicht
dargestellt) betätigt und damit den Steuergerät 5 das Signal zum Speichern der Daten
der Gebereinrichtungen gegeben wird.
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Bei der zweiten Möglichkeit der Dateneingabe ist anstelle der Positionierspitze
78 eine Reflexionslichtschranke (nicht dargestellt) in die Halterung 79 eingesetzt,
welche die oberfläche der Leiterplatte 44 bei abge#senkter Löteinrichtung 14 abtastet,
wobei das Steuergerät so programmiert ist, daß die Positioniereinrichtung mittels
der Reflexionslichtschranke die Leiterplatte nach Lötaugen abtastet und deren Koordinaten
automatisch erfaßt. Hiebei ist es zweckmäßig, daß das Programm zur Abtastung der
Leiterplatte so
zu gestalten, daß die Reflexionslichtschranke einer
Markierungslinie folgt, welche zuvor von Hand aus auf die Leiterplatten aufgetragen
wurde. Die Markierungslinie soll dabei sämtliche Lötaugen in einem Zuge verbinden,
sodaß die Leiterplatte in möglichst kurzer Zeit abgetastet ist. Zweckmäßigerweise
wird die Leiterplatte mit einer weißen Farbe überzogen, worauf die Markierungslinie
mittels einer schwarzen Markierfarbe aufgetragen wird. Nach der automatischen Dateneingabe
der Koordinaten der Lötpunkte kann die Leiterplatte gegebenenfalls zur Wiederverwendung
mit einem Lösungsmittel von den aufgetragenen Farben gereinigt werden. Nach der
erfolgten Dateneingabe wird die Halterung 79 mit der Positionierspitze 78 bzw. mit
der Reitexionslichtschranke vom Ende des Zylinders 77 abgenommen, die ursprünglichen
kleineren Distanzrollen 64,65 wieder aufgesetzt, ein Halterahmen 42 mit einer fertig
bestückten Leiterplatte 44 eingesetzt, und das Steuergerät in die Betriebsweise
"Löten" eingesohçltet. Nach Betätigung einer Starttaste (nicht dargestellt) beginnt
das Gerät mit dem automatischen Positionier-und Lötvorgang. Ist eine Lötstelle erreicht,
so wird durch Betätigung des Hubmagneten 35 der Lötkolben 34 abgesenkt, und der
Motor 73 nur so lange in Betrieb gesetzt, bis eine entsprechende Menge an Lötzinn
zur Lötstelle geflossen ist. Dann wird der Hubmagnet 35 entregt, sodaß der Lötkolben
34 abhebt, und die nächste Lötstelle angefahren werden kann.
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Figur 5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine automatische Einrichtung
zur Reinigung der Lötkolbenspitze 67, welche aus einem Reinigungskopf 80 mit vier
Kammern besteht. Der Reinigungskopf 80
ist vorzugsweise aus Gummi
hergestellt und ist auf einer Gewindespindel 81 (nicht selbsthemmend) angebracht.
Die Gewindespindel 81 ist in einem doppelten Lager 82 gelagert, welches eine Drehung
der Spindel 81 in der oberen Endlage -gestattet, ohne daß sich die Spindel 81 dabei
nach oben bewegt. Das Lager 82 ist in einem U-förmigen Träger 83 eingebaut. Am unteren
Ende der Spindel 81 befindet sich ein Zahnrad 84, welches in ein kleineres Zahnrad
85 eingreift, das sich auf der Welle eines Antriebsmotors 86 befindet. Die Höhe
des Zahnrades entspricht der Steighöhe der Gewindespindel 81. Ist die Drehrichtung
des Motors 86 so gewählt, daß sich die Spindel 81 nach unten bewegt, so löst die
Stirnfläche des Zahnrades 84 einen Mikroschalter 87 aus, welcher die Stromzufuhr
zum Motor 86 unterbricht. Der Mikroschalter 87 ist neben dem Zahnrad 85 auf der
unteren Innenseite des Trägers 83 befestigt. Die beschriebene Anordnung ist, wie
in Figur 2 dargestellt, in der Nähe der rechten oberen Ecke des Halterahmens 42
versenkt und schräg in einer Ausnehmung der Arbeitsfläche montiert. Die Schräglage
der Spindel 81 mit dem Reinigungskopf entspricht der Schräglage des Lötkolbens 66,
wie in Figur 3 dargestellt.
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Soll die Lötspitze nach einer vorbestimmten wählbaren Anzahl von Lötungen
gereinigt werden, wird die Löteinrichtung in die "Re inigungsposition" eingeschwenkt,
in der sich die Mittelachse des Lötkolbens 66 mit jener des Reinigungskopfes 80
deckt.
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Der Motor 73 für den Vortrieb des Lötzinndrahtes 71 wird kurzzeitig
in verkehrter Drehrichtung in Betrieb gesetzt, sodaß das Ende des Lötzinndrahtes
in das Führungsrohr 76 hineinrutscht (Figur 3). In der Reinigungsgosition ist die
Löteinrichtung
durch den Hubmagnet 35 abgesenkt. Damit das Führungsrohr
76 dem Reinig#ungskopf 80 nicht im Wege ist, kann ein Stift (nicht dargestellt)
auf dem Träger 85 angeordnet sein, welcher nach oben in Richtung zum Unterteil des
L-förmigen Tragers 72 (Figur 3) weist, und eine solche Länge hat, daß beim Absenken
der Löteinrichtung 14 der Träger 72 durch den Stift in die Höhe gedrückt wird, indem
sich die Platte 63 um den Zylinder 60 nach oben dreht. Dadurch wird das Führungsrohr
76 aus dem Bereich des Reinigungskopfes 80 weggeschwenkt. Durch Inbetriebnahme des
Motors 86 bewegt sich der Reinigungskopf 80 zur Lötkolbenspitze 67 hoch und dreht
sich in seiner oberen Endlage um letztere. Dadurch werden überflüssiges Zinn und
Flußmittelreste abgestreiftl Nach erfolgter Reinigung wird die Drehrichtung des
Motors 86 umgekehrt und der Reinigungskopf abgesenkt, bis der Mikroschalter 87 den
Motor 86 ausschaltet.
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Der Hubmagnet 35 wird wieder entregt, und der automaische Lötvorgang
wird fortgesetzt indem die Löteinrichtung 14 aus der Reinigungsgosition ausgeschwenkt
und zur nächsten Lötstelle hinge schwenkt wird. Die zum Lötbetrieb erforderlichen
Mindest-Anzeigen und Bedienungselemente sind vorzugsweise direkt verdrahtet und
gegebenenfalls auf der Arbeitsfläche 41 montiert.
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In Figur 6 ist ein Blockschaltbild für die Einzelsteuerung eines Positioniergerätes
dargestellt, welche im Steuergerät 5 enthalten und für Löteinrichtungen vorgesehen
bzw. optimiert ist. Zur Eingabe von Daten ist ein Terminal 88 vorgesehen, welches
über eine serielle Schnittstelle (RS232-C oder 20mA Stromschleife mit 110-19200Bd)
89 und über einen Adressen-Datenbus 90 mit einer Ein-Ausgabeeinheit
91
verbunden ist. Ein Kassettengerät 92, welches zur Aufzeichnung der Arbeitsdaten
dient, ist über ein Kassettenreoorder-Interfaoe 93 ebenfalls an den Adress-Datenbus
90 angeschlossen. Über das Terminal 88 wird die Steuerung während- der Proc.
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grammierung der Lötdaten, sowie das Laden und Korrigieren der Anwendungsdaten
durchgeführt.
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Ein Arbeitsspeicher 94 enthält Akku-gepufferte Bereiche, wo wichtige
Parameter bei Netzausfall erhalten werden können. Ein Programmspeicher 95 und eine
Zentraleinheit (CPU) 96 sind ebenfalls an den Adress-Datenbus 90 angeschlossen.
An den Ausgang der Ein-Ausgabeeinheit ist eine Einheit 97 angeschlossen, welche
Leistungsstufen, Motoransteuerungen, Lötkolbenheizung, Antriebssteuerung für Zinntransportmotor
und Reinigungsmotor etc.
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umfasst, und mit den entsprechenden Einrichtungen am Positionierserät
98 verbunden ist. Eine weitere Einheit 99 dient zur Positionserfassung bei Verwendung
von Gleichstrommotoren für die Motore 6und 21 bzw. 40, indem sie die Signale der
Geber (Winkelkodierer) vom Positioniergerät 98 zur Ein-Ausgabeeinheit 91 leitet.
Letztlich umfaßt eine weitere Einheit 100 die Bedienungs-Steuer- und Anzeigeelemente,
und leitet die entsprechenden Signale von der Ein-Ausgabeeinheit 91 zum Positionsgerät
98 hin und zurück. Für den eventuellen Anschluß an eine zentrale Recheneinheit 101
ist eine weitere Schnittstelle (IEEE488) 102 an den Adress-Datenbus 90 angeschlossen,
wobei in diesem Fall auch das Terminal 88 mit der zentralen Recheneinheit 101 verbunden
ist.
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Figur 7 zeigt ein Blockschaltbild einer Mehrfachsteuerung für den
gleichzeitigen Betrieb mehrerer
Steuergeräte 5a bis 5n. Der zentrale
Rechner 101 übernimmt hiebei die Steuerung mehrerer Steuergeräte 5a bis 5n, wobei
als zentraler Rechner 101 ein Mikrocomputer verwendet werden kann. Der zentrale
Rechner 101 ist mit einem Terminal 103 und einem Massenspeicher 104 zum gegenseitigen
Datenaustausch verbunden. Der Massenspeicher 104 kann als Kassette, Flpppy-Disk,
oder Magnetblasenspeicher ausgebildet sein. Der zentrale Rechner 101 ist über die
bereits erwähnten Schnittstellen (serielles Interface RS232 oder 20mA, IEEE488)
89,102 mit den einzelnen Siaergeräten 5a bis 5n verbunden.
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Es versteht sich, daß das als Ausführungsbeispiel angeführte Postioniergerät
für automatische Lötung auch für andere Aufgaben verwendet werden kann und nicht
auf Lötung beschränkt ist. Anstelle der Löteinrichtung 14 können beispielsweise
Tastköpfe für Prüfungszwecke eingesetzt werden. Für die Anwendung als Zeichengerät
kann anstelle der Löteinrichtung 14 ein Schreibstift vorgesehen sein. Auch für mechanische
Arbeiten wie Fräse, Bohren Bestücken usw. können entsprechende Vorrichtungen anstelle
der Löteinrichtung 14 am Positioniergerät befestigt werden.
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Leerseite