DE3703367A1 - Verfahren und einrichtung zum bestuecken eines bauteiltraegers oder einer platine mit elektrischen bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestücken eines Bauteilträgers oder einer Platine mit einem elektrischen Bauteil mit axialen Anschlußdrähten, bei welchem die axialen Anschlußdrähte axial im Abstand von dem Bauteil radial zu diesem abgebogen werden, so daß die abgebogenen Drahtabschnitte um ein vorbe­ stimmtes Rastermaß im Abstand voneinander parallel zueinander verlaufen, und das Bauteil mit den abgebogenen Drahtabschnitten in zwei um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordnete Löcher des Bauteilträgers bzw. der Platine gesteckt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bauteilträger bzw. Platinen mit elektrischen Bauteilen, deren axialen Anschluß­ drähte axial im Abstand von dem Bauteil radial zu diesem abgebogen sind und die mit den abgebogenen Drahtabschnitten in Löcher des Bauteilträgers bzw. der Platine gesteckt sind, sind bekannt (EP 01 66 817).

Zum Bestücken des Bauteilträgers mit den Bauteilen können diese mit schon abge­ bogenen Drahtabschnitten einer Bestückungstation zugeführt werden, an welcher sie von gelenkig befestigten Greifern ergriffen und auf den Bauteilträger gesteckt werden. Hierbei bedeutet das Abbiegen der Anschlußdrähte einen zusätzlichen Ar­ beitsgang und - da nicht sichergestellt ist, daß die Enden der abgebogenen Drahtabschnitte beim Bestückungsvorgang genau um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordnet sind - ist ein automatischer Bestückungsvorgang in Frage gestellt. Ferner sind für den Bestückungsvorgang wenigstens drei Bewegungsfrei­ heitsgrade für die Greifer erforderlich, nämlich eine Vertikalbewegbarkeit zum Anheben und Absenken der Bauteile, eine Horizontalbewegbarkeit für die Be­ wegung der Bauteile von der Beschickungsstation über den Bauteilträger und eine Schwenkbewegbarkeit der Greifer. Eine automatische Steuerung hierfür ist ver­ hältnismäßig aufwendig. Außerdem ergeben sich verhältnismäßig lange Takt­ zeiten.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, durch welche ein genaueres und schnelleres Bestücken des Bauteilträgers bzw. der Platine ermöglicht sind.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Drahtabschnitte dadurch ab­ gebogen, daß das Bauteil an seinen axialen Anschlußdrähten an zwei um das Rastermaß im Abstand voneinander liegenden Stellen abgestützt wird und zwei um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordnete parallele Backen an diesen Abstützstellen senkrecht zu den axialen Anschlußdrähten über das Bauteil geschoben werden. Durch ein solches Abbiegen der Drahtabschnitte wird gleich­ zeitig das Bauteil an den Drahtabschnitten federnd zwischen den Backen einge­ klemmt, so daß es von den Backen über den Bauteilträger bzw. die Platine bewegt werden kann und dort an den axial verbliebenen Drahtteilen seiner An­ schlußdrähte aus den Backen herausgeschoben werden kann.

Gemäß der Erfindung entfällt ein gesonderter Arbeitsgang für das Abbiegen der Anschlußdrähte, weil diese während des Bestückungsvorganges in einem Zuge mit dem Aufnehmen des Bauteils für dessen Überführung auf den Bauteilträger bzw. die Platine abgebogen werden. Ferner sind gemäß der Erfindung für das Abbiegen der Anschlußdrähte und für den Bestückungsvorgang nur zwei Bewegungsfreiheits­ grade erforderlich, nämlich die Bewegbarkeit der Bestückungseinrichtung in vertikaler Richtung und in horizontaler Richtung. Da außerdem die Bauteile an ihren abgebogenen Drahtabschnitten zwischen den Backen definiert festgehalten werden, wird ein definierter Abstand zwischen den abgebogenen Drahtabschnitten in engen Toleranzgrenzen eingehalten. Durch die Erfindung wird daher ein schnelles und genaues Bestücken des Bauteilträgers bzw. der Platine erreicht, welches mit verhältnismäßig geringem Steueraufwand automatisierbar ist.

Die Erfindung ist nicht nur geeignet für das automatische Bestücken von Bauteil­ trägern oder Platinen mit elektrischen Bauteilen, wie elektrischen Widerständen und Kondensatoren. Vielmehr können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Drahtbrücken gebogen und dem Bauteilträger bzw. der Platine zugeführt werden.

Bei der bevorzugten Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung ein Backenpaar mit zwei um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordneten parallelen Backen, die oberhalb eines Bauteilzubringers, auf welchem die Bauteile mit ihren axialen Anschlußdrähten an zwei um das Raster­ maß im Abstand voneinander liegenden Abstützstellen abgestützt sind, vertikal verschiebbar und um eine exzentrisch zu dem Backenpaar verlaufende vertikale Achse schwenkbar angeordnet. An den einander zugewandten vertikalen Innensei­ ten der Backen ist jeweils mindestens eine vertikal verlaufende Drahtführungs­ rille ausgebildet und zwischen den Backen ist ein relativ zu diesen entlang der Drahtführungsrillen vertikal verschiebbarer Auswerfer angeordnet, der nahe der Innenseiten der Backen jeweils einen Auswerferansatz aufweist.

Die Drahtführungsrillen dienen sowohl beim Abbiegen der Anschlußdrähte als auch beim Ausschieben der Bauteile als Führung, so daß sowohl ein exaktes Abbiegen der Drahtabschnitte derart, daß diese genau in einer gemeinsamen Vertikalebene liegen, als auch ein exaktes Ausschieben der Bauteile in die Löcher des Bauteiles bzw. der Platine erreicht werden. Der Auswerfer kann während des Überschiebens der Backen über die Bauteile gleichzeitig als Niederhalter für die axial zu dem Bauteil verbleibenden Drahtabschnitte dienen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung der Einrichtung kann diese mit verhältnismäßig geringem Steuerungsaufwand automatisiert werden, weil für das Aufnehmen der Bauteile einschließlich des Abbiegens der Anschlußdrähte und das Überführen der Bauteile zu dem Bauteilträger bzw. der Platine sowie das Absetzen der Bauteile die Backen lediglich in deren Vertikalbewegungen und Schwenkbewegungen, und der Auswerfer lediglich für dessen Vertikalbewegung gesteuert zu werden brauchen.

Die Backen können derart angeordnet sein, daß die vertikale Mittelebene zwischen den Innenseiten der Backen radial zu der vertikalen Achse verläuft. Vorzugsweise jedoch sind die Backen relativ zu der vertikalen Schwenkachse derart angeordnet, daß die Innenseiten der Backen in Tangentialebenen bezüglich der vertikalen Achse verlaufen.

Wenn die Backen des Backenpaares jeweils nicht nur eine, sondern mehrere Drahtführungsrillen aufweisen und jeder derselben ein gesonderter Aufwerfer zugeordnet ist, ist es möglich, gleichzeitig mehrere Bauteile durch das gleichzei­ tige Abbiegen von deren Anschlußdrähten zwischen den Backen aufzunehmen und gleichzeitig oder nacheinander in den Bauteilträger bzw. die Platine auszuschie­ ben, wobei im letzteren Fall die Backen nach dem Ausschieben des ersten Bauteils um ein zusätzliches Maß um die vertikale Achse gedreht werden können, bevor das zweite Bauteil in den Bauteilträger bzw. die Platine geschoben wird. Hierdurch wird eine wesentliche Reduzierung der Taktzeiten für den Bestückungsvorgang erreicht.

Vorzugsweise sind außerdem mehrere Backenpaare vorgesehen, die im Abstand voneinander gemeinsam um die vertikale Achse schwenkbar sind. Wenn hierbei der radiale Abstand der Mittelebene zwischen den Backen jedes Backenpaares von der vertikalen Achse gleich ist, ist es möglich, ein Bauteil mit dem einen Backenpaar aufzunehmen und gleichzeitig den Bauteilträger bzw. die Platine mit einem zwischen den Backen des anderen Backenpaares zuvor aufgenommenen Bauteil zu bestücken. Wenn außerdem der Abstand der Backen der Backenpaare voneinander unterschiedlich ist, ist es in einfacher Weise möglich, den Bauteilträger bzw. die Platine mit Bauteilen unterschiedlichen Rastermaßes zwischen deren abgebogenen Drahtabschnitten zu bestücken.

Der Bauteilzubringer ist vorzugsweise als intermittierend angetriebene Mehrfach­ scheibenwalze ausgebildet, welche zwischen zwei Gurtführungsscheiben für die am Ende ihrer axialen Anschlußdrähte aufgegurteten Bauteile zwei mit den Backen zusammenwirkende Biegescheiben, deren Außenseiten um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordnet sind, und im Abstand von den Außenseiten der Biegescheiben zwei Schneidscheiben aufweist, welche mit Messerrädern zum Durchtrennen der axialen Anschlußdrähte zusammenwirken. Hierdurch erfolgt ein störungsfreies Zuführen der Bauteile, weil diese in ausgerichteter Anordnung zwischen zwei Transportgurten gehalten sind, wobei mit Hilfe der Schneidscheiben und Messerräder ein genauer Zuschnitt der Anschlußdrähte auf das gewünschte Längenmaß erfolgt. Wenn außerdem die Scheiben als Zahnscheiben mit spitzwink­ ligem Zahngrund ausgebildet sind, wird zusätzlich eine definierte Lage der zuge­ führten Bauteile für das definierte Abbiegen von deren Anschlußdrähten erreicht.

Die Erfindung wird anhand einer vorteilhaften Ausführungsform erläutert, die aus der Zeichnung schematisch ersichtlich ist. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum automatischen Bestücken eines Bauteilträgers mit elektrischen Bauteilen,

Fig. 2 ein Detail der Einrichtung aus Fig. 1 und

Fig. 3 einen Zubringer für die Bauteile zu dem Bestückungsgreifer der Einrich­ tung aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Roboter bzw. ein Handlinggerät 20, an dessen Auslegerarm 21 ein Greifer 3-3 aus zwei parallelen Backen 3 entsprechend des Doppelpfeils Z vertikal hin- und herbewegbar und um eine vertikale Achse 6 drehbar ist, die entsprechend Fig. 2 exzentrisch zu dem Greifer 3-3 verläuft. Dadurch kann der Greifer 3-3 zwischen einer Beschickungsstellung, in welcher er über einem Zubringer 4 für elektrische Bauteile 2 mit axialen Anschlußdrähten angeordnet ist und einer Bestückungsstellung über einem Bauteilträger hin- und herbewegt werden. Zwischen den Backen 3 ist ein Auswerfer 8 vertikal zu diesen verschieb­ bar angeordnet, der nahe der Innenseite 9 der Backen 3 nach unten abstehende Auswerferansätze 10 aufweist.

Die Backen 3 dienen einerseits dazu, die axialen Anschlußdrähte 5 der Bauteile 2 axial im Abstand von dem Bauteil 2 radial zu diesem nach unten abzubiegen und andererseits dazu, das Bauteil 2 zu dem Bauteilträger 1 zu überführen. Hierzu werden die Backen 3, die an ihrer Innenseite eine vertikale Drahtführungsrille 7 aufweisen, senkrecht zu den axialen Anschlußdrähten 5 (Fig. 3) des Bauteils 2 über diese hinaus vertikal nach unten bewegt. Da die Anschlußdrähte 5 des Bauteils 2 unter den Backen 3 von unten an zwei Abstützstellen abgestützt sind, die nahe der die Innenseiten 9 der Backen 3 enthaltenden Vertikalebenen zwischen diesen angeordnet sind, werden die Drahtabschnitte außerhalb dieser Abstützstellen von den Backen 3 nach unten gebogen und die Backen 3 über das Bauteil 2 geschoben, welches mit seinen abgebogenen Drahtabschnitten 16 (Fig. 2) in den Drahtführungsrillen 7 der Backen 3 zu liegen kommt und aufgrund der durch das Abbiegen erzeugten Vorspannung federnd zwischen den Backen gehalten wird. Während des Biegevorgangs sitzt der Auswerfer 8, der seinerseits in den Drahtführungsrillen 7 geführt sein kann, mit seinen Auswerferansätzen 10 an den Abstützstellen der Anschlußdrähte 5 auf diesen auf, so daß die dem Bauteilkörper benachbarten Drahtabschnitte während des Biegevorganges und des Einschiebens des Bauteils zwischen die Backen niedergehalten werden. Das Bau­ teil 2 kann nun von den Backen 3 angehoben, über den Bauteilträger 1 ge­ schwenkt und dort wieder abgesenkt werden, wonach es von dem Auswerfer 8, der mit seinen Auswerferansätzen 10 an den axial verbliebenen Drahtabschnitten des Bauteils 2 angreift, aus dem Greifer 3-3 herausgeschoben und mit den abge­ bogenen Drahtabschnitten 16 in die zugeordneten Löcher des Bauteilträgers 1 gesteckt wird.

Bei der Ausführungsform aus Fig. 1 sind an der Innenseite der Backen 3 jeweils zwei Drahtführungsrillen 7, 7′ ausgebildet, entlang denen jeweils ein gesonderter Auswerfer 8, 8′ vertikal verschiebbar ist. Hierdurch ist es möglich, zwischen den Backen 3 gleichzeitig zwei Bauteile unter Abbiegen von deren Anschlußdrähten gleichzeitig aufzunehmen und über den Bauteilträger 1 zu schwenken, wo zuerst das eine Bauteil mittels des zugeordneten Auswerfers 8 auf den Bauteilträger 1 gesteckt wird und dann nach einer kleinen weiteren Schwenkbewegung das andere Bauteil 2 mittels des zweiten Auswerfers 8 ausgeschoben wird. Die für diesen Vorgang erforderlichen Bewegungen des Greifers sind in Fig. 1 durch die gestrichelten Pfeile dargestellt. Entsprechend ist es auch möglich, mehr als zwei Drahtführungsrillen 7 und zugeordnete Auswerfer 8 vorzusehen.

Bei der Ausführungsform aus Fig. 2 sind zwei Greifer 3-3 um die vertikale Achse 6 gemeinsam drehbar. Der mittlere Abstand der Greifer 3-3 von der Achse 6 stimmt für beide Greifer überein; jedoch ist der Abstand der Backen 3 der Greifer voneinander unterschiedlich, so daß der Bauteilträger 1 mit Bauteilen unterschiedlichen Rastermaßes, d. i. unterschiedlichen gegenseitigen Abstandes der abgebogenen Drahtabschnitte 16, bestückt werden kann.

Da die abgebogenen Drahtabschnitte 16 zwischen zwei relativ zueinander fest­ stehenden Backen 3 gehalten werden und die Bauteile 2 entsprechend Fig. 2 soweit zwischen die Backen eingeschoben werden, daß die abgebogenen Drahtab­ schnitte 16 nur wenig über die Unterseite der Backen 3 vorstehen, ist der Ab­ stand der abgebogenen Drahtabschnitte 16 voneinander in engen Grenzen genau vorbestimmt, so daß ein genaues und damit auch schnelles Bestücken des Bauteil­ trägers 1 möglich ist.

Bei den Ausführungsformen aus den Fig. 1 und 3 werden die Bauteile 2 an den Enden ihrer axialen Anschlußdrähte 5 aufgegurtet zugeführt. Der Bauteilzu­ bringer ist entsprechend Fig. 3 als Merfachscheibenwalze ausgebildet, die intermittierend angetrieben wird und zwischen zwei Gurtführungsscheiben 11, an deren Außenseite der jeweilige Gurt mit seiner Innenkante anliegt, zwei mit den Backen 3 zusammenwirkende Biegescheiben 12 aufweist, deren Außenseiten 13 um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordnet sind. Außerdem ist zwischen jeder Biegescheibe 12 und der benachbarten Gurtführungsscheibe 11 eine Schneidscheibe 14 angeordnet, welche mit einem Messerrad 15 zum Durch­ trennen der axialen Anschlußdrähte 5 zusammenwirkt. Hierbei sind entsprechend Fig. 1 die Messerräder 15 am Umfang des Bauteilzubringers 4 im Abstand vor derjenigen Station angeordnet, an welcher das Abbiegen der Anschlußdrähte und das Aufnehmen der Bauteile 2 zwischen den Backen 3 erfolgt. Die Scheiben 11, 12, 14 sind als Zahnscheiben mit spitzwinkligem Zahngrund ausgebildet, auf welchem die Bauteile 2 mit ihren axialen Anschlußdrähten in definierter Anord­ nung aufliegen. So wird eine störungsfreie Zuführung der gegurteten Bauteile 2 über die gezahnten Radscheiben für das Durchtrennen der Anschlußdrähte und ihr Abbiegen erreicht.

Claims (8)

1. Verfahren zum Bestücken eines Bauteilträgers oder einer Platine mit einem elektrischen Bauteil mit axialen Anschlußdrähten, bei welchem die axialen Anschlußdrähte axial im Abstand von dem Bauteil radial zu diesem abgebogen werden, so daß die abgebogenen Drahtabschnitte um ein vorbestimmtes Rastermaß im Abstand voneinander parallel zueinander verlaufen, und das Bauteil mit den abgebogenen Drahtabschnitten in zwei um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordnete Löcher des Bauteilträgers bzw. der Platine gesteckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtabschnitte dadurch abge­ bogen werden, daß das Bauteil an seinen axialen Anschlußdrähten an zwei um das Rastermaß im Abstand voneinander liegenden Stellen abgestützt wird und zwei um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordnete parallele Backen an diesen Abstützstellen senkrecht zu den axialen Anschlußdrähten über das Bauteil geschoben werden, und daß das Bauteil an den Drahtabschnitten federnd zwischen den Backen eingeklemmt wird, von den Backen über den Bauteilträger bzw. die Platine bewegt wird und an den axial verbliebenden Drahtteilen seiner Anschlußdrähte aus den Backen herausgeschoben wird.

2. Einrichtung zum Bestücken eines Bauteilträgers oder einer Platine mit elek­ trichen Bauteilen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Backenpaar mit zwei um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordneten parallelen Backen (3) vorgesehen ist, die oberhalb eines Bauteilzubringers (4), auf welchem die Bauteile (2) mit ihren axialen Anschlußdrähten (5) an zwei um das Rastermaß im Abstand voneinander liegenden Abstützstellen abgestützt sind, vertikal verschiebbar und um eine exzentrisch zu dem Backenpaar verlaufende vertikale Achse (6) schwenkbar angeordnet sind, daß an den einander zugewandten vertikalen Innenseiten (9) der Backen (3) jeweils mindestens eine vertikal verlaufende Drahtführungsrille (7) ausgebildet ist und daß zwischen den Backen (3) ein relativ zu diesen entlang der Drahtführungsrillen (7) vertikal verschiebbarer Auswerfer (8) angeordnet ist, der nahe der Innenseiten (9) der Backen (3) jeweils einen Auswerferansatz (10) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (3) relativ zu der vertikalen Achse (6) derart angeordnet sind, daß die Innenseiten (9) der Backen (3) in Tangentialebenen bezüglich der vertikalen Achse (6) verlaufen.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Backen (3) mehrere Drahtführungsrillen (7, 7′) aufweist und jeder derselben ein gesonderter Auswerfer (8, 8′) zugeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Backenpaare vorgesehen sind, die gemeinsam um die vertikale Achse (6) verschwenkbar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Backen (3) der Backenpaare voneinander unterschiedlich ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauteilzubringer (4) als intermittierend angetriebene Mehrfachscheibenwal­ ze ausgebildet, welche zwischen zwei Gurtführungsscheiben (11) für die am Ende ihrer axialen Anschlußdrähte (5) aufgegurteten Bauteile (2) zwei mit den Backen (3) zusammenwirkende Biegescheiben (12), deren Außenseiten (13) um das Rastermaß im Abstand voneinander angeordnet sind, und im Abstand von den Außenseiten (13) der Biegescheiben (12) zwei Schneidscheiben aufweist, welche mit Messerrädern (15) zum Durchtrennen der axialen Anschlußdrähte (5) zusammenwirken.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (11, 12, 14) als Zahnscheiben mit spitzwinkligem Zahngrund ausgebildet sind.