DE3531470A1

DE3531470A1 - Abschneide- und umbiegevorrichtung

Info

Publication number: DE3531470A1
Application number: DE19853531470
Authority: DE
Inventors: Rodney Peter Auburn N.H. Jackson
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1984-09-04
Filing date: 1985-09-03
Publication date: 1986-03-13
Also published as: JPS6168000A; FR2569936A1; US4584758A; GB8521776D0; GB2163978A

Description

USM Corporation

Farmington, Conn. 06032 / USA U 6432

Beschreibung

Abschneide- und Umbiegevorrichtung 10

Die Erfindung betrifft eine Mechanik bzw. eine Vorrichtung zum Abschneiden und Umbiegen von Anschlußdrähten elektrischer Bauteile.

Beim Bestücken gedruckter Schaltungen mit Bauteilen mit Axialanschlüssen werden die Anschlußdrähte abwärts durch vorbestimmte Öffnungen in der Platine gesteckt. Danach schneidet eine Abschneide- und Umbiegemechanik, die sich unterhalb der Platine befindet, die Anschlußüberlängen ab und biegt die Anschlußdrähte auf der Unterseite der Platine um, um das Bauteil an der Platine festzulegen. Somit kann die Platine bei weiteren Bestückungsvorgängen vor dem endgültigen Befestigen der Bauteile an der Platine (beispielsweise durch Wellenbadlötung) sicher gehandhabt werden.

Bei diesem Abschneide- und Umbiegevorgang wird ein Paar

gegenüberliegender Kopfanordnungen so positioniert, daß die Leiter bzw. Anschlußdrähte zwischen zwei Messern an jeder Kopfanordnung aufgenommen werden, die sie abschneiden und umbiegen. Hierzu ist die Kopfanordnung an einer Mechanik so angeordnet, daß sie zur Platine hin und von

ihr wegbewegbar ist. In der angehobenen Kopfstellung kann also die Abschneide- und Umbiegeoperation erfolgen, wäh-

rend in der abgesenkten Lage der Köpfe der Abstand der Köpfe zur Platine ausreicht, um die Platine zwischen aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgängen weiterschieben zu können.

Weiterhin ist es erwünscht, die gegenüberliegenden Kopfanordnungen zueinander hin und voneinander wegbewegen zu können, so daß unterschiedlich beabstandete Anschlüsse unterschiedlich langer Bauteile abgeschnitten und umgebogen werden können.

In den ÜS-PSen 3 429 170, 3 986 533, 4 153 082 und 4 288 914 sind unterschiedliche Abschneide- umd Umbiegemechanismen erläutert, welche die Anschlußdrähte unter der Platine abschneiden und umbiegen können, um die Bauteile an der Platine festzulegen. Bei allen diesen bekannten Vorrichtungen sind die Kopfanordnungen zwecks vertikaler Bewegung jedoch an einem gemeinsamen Antrieb angeordnet, wodurch die während der verschiedenen Verfahrensschritte der Abschneide- und Umbiegemechanik zu bewegende Masse maximal wird.

Keine der genannten Druckschriften offenbart einen gemeinsamen Antrieb zum Variieren des Abstands zwischen den gegenüberliegenden Abschneide- und Umbiege-Kopfanordnungen und die Verwendung getrennter Antriebe zum Heben, und Senken der Kopfanordnungen während der aufeinanderfolgenden Schritte des Bestückungsvorgangs.

Ein Gegenstand der Erfindung ist eine Abschneide- und Umbiegevorrichtung zum Abschneiden und Umbiegen der Anschlußdrähte elektrischer Bauteile, die sich durch öffnungen in einer Schaltungsplatine abwärts erstrecken. Die Mechanik hat gegenüberliegende Abschneide- und Umbiege-Kopfanordnungen, die zueinander hin und voneinander wegbewegbar angeordnet sind, um Bauelemente mit unter-

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schiedlichem Mittenabstand aufnehmen zu können.(Die Achse dieser Bewegung wird als U-Achse bezeichnet.) Diese Anordnung umfaßt einen gemeinsamen Kugelschneckenantrieb, welcher den Abstand zwischen den Abschneide- und Umbiegeanordnungen verändert.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Anheben und Absenken der Kopfanordnungen, so daß sich letztere während des Abschneide- und Umbiegevorgangs an der Platine befinden, während sie von der Platine weit genug wegbewegt werden können, um bei den anderen an der Platine ausgeführten Arbeitsvorgängen einen ausreichenden Abstand einzuhalten. Die Kopfanordnungen sind an separaten Luftzylindern angeordnet, um separat, aber gleichzeitig zu und von der Platine bewegt zu werden. Auf diese Weise läßt sich die Masse, die jeder Zylinder abwärts und aufwärts beschleunigen muß, auf die Masse jeweils einer Kopfanordnung reduzieren. Es wird daher die Ansprechverzögerung der Vertikalbewegung jeder Kopfan-Ordnung reduziert und somit die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht; es lassen sich also mehr Zyklen der Vertikalbewegung pro Zeiteinheit ausführen. Indem man die Kopfanordnungen für die Vertikalbewegung entlang der gemeinsamen U-Achse separat lagert, erfährt die U-Achse keine Bewegung, während die Kopfanordnungen während der aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte der Bestückungsmaschine, auf welcher die Abschneide- und Umbiegevorrichtung verwendet ist, angehoben und abgesenkt werden.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Paar Abschneide- und Umbiege-Kopfanordnungen, die jeweils an einem Träger zwecks Bewegung entlang einer U-Achse angeordnet sind. Die Träger sind auf einer Führungsschiene sowie auf rechts- und linksgängigen Kugelschnecken zwecks Bewegung aufeinander zu und voneinander weg angeordnet. Jeder Träger hat eine Hebeeinrichtung, auf welcher die

Kopfanordnung zur Platine hin und von ihr wegbewegbar angeordnet ist. Diese Träger-Hebeanordnung weist einen Luftzylinder auf, welcher die Kopfanordnung vertikal bewegt, wobei die Verbindung zwischen der Kopfanordnung und der Träger-Hebevorrichtung eine endliche Verstellung der Höhe jeder Kopfanordnung gestattet, damit die Kopfanordnung unter der Schaltungsplatine genau positioniert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Abschneide- und ümbiegevorrichtung, wobei die Lagerung

bzw. Halterung der Abschneide- und Umbiege-Kopfanordnungen gezeigt ist;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die aber die Kopfanordnungen im angehobenen Zustand

zeigt;

Fig. 3 eine Draufsicht, wobei die Abschneide- und

Umbiege-Kopfanordnungen eingestellt sind, um eng beabstandete Anschlußdrähte eines

Bauteiles aufzunehmen;

Fig. 4 eine Draufsicht, wobei die Kopfanordnungen auf weiter beabstandete Anschlußdrähte eines Bauteiles eingerichtet sind; und

Fig. 5 eine Endansicht der Anordnung für die Kopfanordnungen, welche eine Bewegung derselben entlang der U-Achse erlaubt.

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Die Abschneide- und Umbiegemechanik bzw. -vorrichtung kann auf einem Maschinensupport unterhalb der Oberfläche einer Schaltungsplatine angeordnet werden. Die Vorrichtung weist ein Paar gegenüberliegender Abschneide- und Umbiege-Kopfanordnungen mit zusammenwirkenden Messern auf, welche die Anschlußdrähte von Bauteilen mit Axialanschlüssen abschneiden und umbiegen können, um jedes Bauteil an der Platine festzulegen. Die allgemeine Einsatzumgebung der erfindungsgemäßen Abschneide- und Umbiegevorrichtung ist in der US-PS 4 080 erläutert.

In Fig. 1 und 2 ist eine Abschneide- und Umbiegevorrichtung 10 gezeigt, die sich auf einem stationären Maschinensupport (nicht gezeigt) unterhalb der Oberfläche einer Schaltungsplatine (B) anordnen läßt. Die Vorrichtung 10 weist ein Paar Abschneide- und Umbiege-Kopfanordnungen 12, 14 mit Messern 15, 17 auf, welche die Zuleitungsdrähte (L) der Bauteile (C) abschneiden und umbiegen kön- nen, die sich durch Öffnungen 11 in der Platine abwärts erstrecken, und die Bauteile so an der Platine festlegen. Die Kopfanordnungen 12, 14 sind an der Vorrichtung 10 für den Abschneide- und Umbiegevorgang zur Platine hin (vergl. Fig. 2) und von der Platine weg (Fig. 1) bewegbar angeordnet, um für weitere Arbeitsvorgänge in der Bestückungsmaschine, in welcher die erfindungsgemäße Anordnung eingesetzt wird, einen Abstand zwischen der Platine und den Kopfanordnungen zu schaffen. Zusätzlich sind die Kopfanordnungen auf einer U-Achse (U) angeordnet,

3" entlang der sie zueinander hin und voneinander wegbewegbar sind, um die unterschiedlich beabstandeten Anschlüsse (L) unterschiedlich langer Bauteile (C), welche in die Platine gesteckt werden (Fig. 1 und 2), abzuschneiden und umzubiegen. Die Kopfanordnungen sind ausführlich in

der US-Patentanmeldung dargestellt,

auf deren Offenbarung hier Bezug genommen wird.

" 353U70 Die Vorrichtung 10 umfaßt eine Grundplatte 16, die mit Bolzen 18 an einem stationären Support (nicht gezeigt) an der Maschine befestigt werden kann. Sich aufwärts erstreckende Flansche 20 tragen eine gehärtete Auflagerplatte 22 und Führungsschienen 24, die an dieser mit Bolzen 26 (Fig. 5) festgelegt sind. Zwei Lagerblöcke 28, 30 weisen untere Führungsschienen 32, 34 auf, die auf der Fläche 37 der Platte 22 aufliegen. Schrägflächen 36 an den Schienen 32, 34 ergreifen die Schrägflächen 38 der Führungsschienen 24 (Fig. 5). Die Lagerblöcke 28, 30 wirken als Träger und Hebeeinrichtung für die Kopfanordnungen 12, 14, wie sich unten ausführlicher ergeben wird.

Lagerblöcke 40, 42 an jedem Ende der Grundplatte 16 nehmen eine Kugelschnecke 44 mit zueinander gegensinnigen Gewindeabschnitten 46, 48 auf, die über eine flexible Kupplung 50 miteinander verbunden sind. Eine Mutter 52 ist auf dem Abschnitt 46 und eine Mutter 54 auf dem Abschnitt 48 angeordnet. Der Lagerblock 28 hat einen Flansch 56, welcher den Gewindeansatz 58 der Mutter 52 umgibt. Eine auf den Ansatz 58 geschraubte Verriegelungsmutter 60 legt den Flansch 56 an der Mutter 52 fest. Ähnlich weist der Lagerblock 30 einen Flansch 62 auf, welcher den Gewindeansatz 64 der Mutter 54 umgibt, und eine auf den Ansatz 64 geschraubte Kontermutter 60 legt den Flansch 62 an der Mutter 54 fest.

Da die Lagerblöcke 28, 30 auf den Schienen 22 gelagert ®® sind und ihre Flansche 56, 62 an den Muttern 52, 54 getragen sind, werden die Lagerblöcke bei einer Drehung der Spindel bzw." Kugelschnecke 44 infolge der gegensinnigen Gewinde 68, 70 auf den Wellenabschnitten 46, 48 aufeinander oder voneinander verschoben. Auf diese Weise sind die Lagerblöcke auf einem ortsfesten Support entlang einer U-Achse zueinander und voneinander bewegbar getragen.

In Fig. 1 und 2 ist weiterhin die Anordnung der Kopfanordnungen 12, 14 auf den Blöcken 28, 30 zwecks Bewegung zur oder von der Platine gezeigt. Die Kopfanordnung 12 ist an einem Träger 72, die Kopfanordnung 14 an einem Träger 74 befestigt. Ein Führungsstift 76 ist in der öffnung 78 im Träger bzw. Winkel 72 vorgesehen und gleitet in der öffnung 80 in den Lagerblöcken 28. Entsprechend sitzt ein Führungsstift 82 in einer öffnung 84 im Träger bzw. Winkel 74 und gleitet in einer öffnung 86 im Lagerblock 30.

Die Vorderseite 88, 90 der Winkel 72, 74 sind jeweils mit Führungsstiften 92, 94 versehen, die in Buchsen 96, 98 verschiebbar sind, welche an den Vorderteilen 88, 90 der Winkel 72, 74 befestigt sind. Klemmelemente 100, welche bei 102 am Winkel 72 befestigt sind, fixieren die Buchse 96 am Träger 72. Klemmelemente 104 sind am Winkel 74 bei 106 befestigt und legen die Buchse 98 am Winkel 74 fest.

Jeder Block 28, 30 ist mit einem Druckluftzylinder 108, 110 ausgestattet, der die zugehörige Kopfanordnung hebt und senkt (Fig. 1 und 2). Der Zylinder 108 weist eine zylindrische öffnung 112 auf, die einen Kolben 114 aufnimmt, dessen Stange 116 in der öffnung 118 im Winkel 72 angeordnet ist. Der Winkel 72 enthält einen Schlitz 120 mit einem Sperring 122. Ein Gewindestift 124 am Ring 122 wirkt gegen die Kolbenstange 116, um die Kolbenstange 116 am Winkel 72 festzulegen. Der Ring 122 ist auf das Ende der Stange 116 aufgeschraubt, damit der Winkel 72 relativ zum Block 28 gehoben oder gesenkt werden und damit die Lage der Kopfanordnung bezüglich der Schaltungsplatine (B) endlich justiert werden kann. Entsprechend weist der Zylinder 100 eine öffnung 126, einen KoI-ben 128 und eine Kolbenstange 130 in der öffnung 132 im Winkel 74 auf. Der Ring 134 sitzt im Schlitz 136 im

Winkel 74 und ist mit einem Gewindestift 138 mit dem Ende der Stange 130 verschraubt. Wie bei der Anordnung des Winkels 72 auf dem Block 28 kann der Ring 134 gedreht werden, um die Kopfanordnung zwecks Einstellung der Höhe anzuheben und abzusenken und sie in Bezug auf die Kopfanordnung 12 und die Platine auszurichten. Auf diese Weise lassen sich geringe Unterschiede der Platinendicke oder andere geringe Unregelmäßigkeiten der Platinen ausgleichen. Weiterhin sind die Blöcke 28, 30 mit Anschlüssen 140 für die Luftleitungen zu den Zylindern 110, 112 versehen.

Es sind also in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei Kopfanordnungen auf einer festen Mittellinie zueinander hin und voneinander wegbewegbar angeordnet, um unterschiedlich beabstandete Bauteilanschlüsse aufzunehmen, abschneiden und umbiegen zu können. Durch Anordnen der Lagerblöcke 28, 30 auf einer festen Mittenachse auf einem stationären Support, wie beispielsweise der Grundplatte 16 und durch Rotation der Kugelschnecke 44 beispielsweise mit einem Schrittschaltmotor 142 (durch die Maschinensteuerung) lassen sich die Kopfanordnungen abhängig vom Abstand der Anschlußdrähte der jeweils in die Platine eingesetzten Bauteile positionieren.

Da die Vertikalantriebe der Kopfanordnungen 12, 14 separat an den Trägerplatten 28, 30 angeordnet sind, ist die von jedem Zylinder 110, 112 zu hebende und zu senkende Masse sehr klein, so daß die Zyklendauer zum Anheben und Absenken der Kopfanordnungen kürzer ist. Da weiterhin im Gegensatz zum Stand der Technik die Zylinder 110, nur die Kopfanordnungen, nicht aber Lagerungen in der U-Achse anheben müssen, wird die Mittellinie der U-Achsenlagerung nicht gehoben bzw. gesenkt, und damit während

gg der Arbeitsschrittfolge der Kopfanordnungen auch nicht gestört. Auf die U-Achsenlagerung wirken also beim Heben

353 U70 und Senken.der Kopfanordnungen keine Belastungen. Zusätzlich erlaubt die Verbindung zwischen den Kolbenstangen 116, 130 und den Winkeln 72, 74 durch die Ringe 122, 134 eine endliche Justierung der Kopfanordnungen. 5 Die beschriebene Lagerung der Abschneide- und Umbiege-Kopfanordnungen sorgt dafür, daß die Kopfanordnungen für den Abstand in der U-Achse auf einer festen Mittellinie gelagert sind, wobei diese Lagerung auch die Einrichtung zum Heben und Senken der Kopfanordnungen trägt.

Claims

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE

BARDEHLE · PAGENBERQ ""ipÖST.· ALJShIBLTRG:--FROHWITTER

RECHTSANWÄLTE

JOCHEN PAGENBERG dr. jur. ll. m. harvard·· BERNHARD FROHWITTER dipl-ing.· GÜNTER FRHR. v. GRAVENREUTH dipl.-ing.(fh)·

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE. POSTPACH 8606 20. 8000 MÜNCHEN 86

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS HEINZ BARDEHLE oipl-inq. WOLFGANG A. DOST dr„ dipl-chem. UDO W. ALTENBURG oipl.-phys.

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POSTFACH 860620 8000 MÜNCHEN 86 TELEFON (089)980361
TELEX 522791 padd
TELEFAX (089)98 97 63

HYPOBANK MUC 6860130600 (BLZ 70020001} PGA MUC 38737-808 (BLZ 7001OO80) BÜRO GALILEIPLATZ 1. 80OO MÜNCHEN

datum 2. September 1985

ü 6432
Bd/IV/he

Patentansprüche

1 1. Anordnung für eine Abschneide- und Umbiegevorrichtung zum Abschneiden und Umformen von sich durch Öffnungen in einer Schaltungsplatine erstreckenden Anschlußdrähten elektrischer Bauteile,die an der Platine festgelegt wer-

5 den sollen, gekennzeichnet durch

(a) ein tragendes Bodenglied (16);

(b) ein Paar Abschneide- und Umbiege-Kopfanordnungen (12, 14), welche die Anschlußdrähte (L) aufnehmen und sie

10 unter der Platine abschneiden und umformen;

(c) eine Lagereinrichtung (28, 30) zum Positionieren der Kopfanordnungen (12, 14) an dem Bodenglied (16), so daß die Kopfanordnungen (12, 14) auf einer U-Achse (U) zueinander hin und voneinander wegbewegbar sind, um sich

15 unterschiedlichen Abständen der Anschlußdrähte (L) der Bauteile anzupassen;

und

(d) eine von der Einrichtung (28, 30) getragene Stützeinrichtung (72, 74) zum Tragen der Kopfanordnung (12, 14) an der Einrichtung (28, 30) derart, daß die Kopfanordnungen auf einer vertikalen Achse zur Platine hin und von ihr wegbewegbar sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (72, 74) eine Antriebseinrichtung (44, 52) aufweist, um die Kopfanordnungen (12, 14) auf der Vertikalachse zu bewegen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28, 30) ein Paar Trägerblöcke (28, 30) umfaßt, die jeweils auf einem Kugelschneckenantrieb (44, 52) angeordnet sind, der die Trägerblöcke (28, 30) zueinander und voneinander bewegen kann.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelschneckenantrieb (44, 52) von einem Schrittmotor (142) betätigbar ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28, 30) einen Druckluftzylinder (108, 110) aufweist, welcher mit der Stützeinrichtung (72, 74) verbunden ist, um die Kopfanordnungen zu heben und zu senken.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Einrichtung (28, 30) und der Stützeinrichtung (72, 74) einstellbar ist (118, 120, 122), um die Kopfanordnungen in Bezug auf die Platine einzustellen.
7. Abschneide- und Umbiegevorrichtung, gekennzeichnet durch

(a) ein Paar Kopfanordnungen (12, 14), welche die Anschlußdrähte (L) eines Bauteils (C) mit Axialanschlüssen abschneiden und umbiegen können;

(b) eine Einrichtung (28, 30), welche die Kopfanordnungen (12, 14) auf einer U-Achse zueinander hin und voneinander wegbewegbar anordnet, um unterschiedlich beabstandete Bauteile-Anschlüsse (L) aufnehmen zu können; und

(c) eine Einrichtung (72, 74), welche die Kopfanordnungen (12, 14) separat an der Lagereinrichtung (28, 30) stützt, um die Kopfanordnungen (12, 14) auf einer Vertikalachse zur Platine (B) hin und von ihr wegbewegen zu können.
8. Abschneide- und Umbiegevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (72, 74) eine Einstelleinrichtung (118, 120, 122) aufweist, um jede Kopfanordnung (12, 14) unabhängig bezüglich der Lagereinrichtung (28, 30) einstellen zu können.
9. Abschneide- und Umbiegemechanik nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (28,

30) einen Trägerblock (28, 30) für jede der Kopfanordnungen (12, 14) aufweist und daß die Blöcke (28, 30) je an einem Kugelschneckentrieb (44, 52) angeordnet sind, um die Blöcke (28, 30) entlang der U-Achse zu bewegen.

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10. Abschneide- und Umbiegevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (28, 30) einseitig von einer Führungsschiene (32, 34) getragen sind.

11. Abschneide- und Umbiegevorrichtung nach Anspruch 7, ^5 dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (28, 30) zwei Druckluftzylinder (108, 110) aufweist, welche jede

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Stützeinrichtung (72, 74) tragen und bei Betätigung die Kopfanordnungen heben und senken.

12. Abschneide- und Umbiegevorrichtung zum Abschneiden und Umformen von sich abwärts durch öffnungen in Schaltungsplatinen erstreckenden Anschlußdrähten von elektrischen Bauteilen, gekennzeichnet durch

(a) ein tragendes Stützglied (16);

(b) einen Träger welcher ein Paar Lagerblöcke (28, 30) einschließt;

(c) eine Einrichtung (32, 34), welche die Lagerblöcke entlang einer U-Achse (U) zueinander und voneinander bewegbar an dem Stützglied lagern;

(d) ein Paar Abschneide- und Umbiege-Kopfanordnungen (12, 14); und

(e) eine Hebeeinrichtung (108, 110), die jede der Kopfanordnungen (12, 14) an einem der Lagerblöcke (28, 30) zur Platine hin und von ihr wegbewegbar trägt.

13. Abschneide- und Umbiegevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hebeeinrichtung (108, 110) eine separate Einrichtung (118, 120, 122) zum Einstellen des vertikalen Abstandes zwischen jeder der Kopfanordnungen und dem jeweiligen Lagerblock einschließt.

14. Abschneide- und Umbiegevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (32, 34) eine KugelSchneckenantriebmechanik (44, 52) umfaßt.