DE3716756A1

DE3716756A1 - Ergaenzungsstation

Info

Publication number: DE3716756A1
Application number: DE19873716756
Authority: DE
Inventors: Daniel Wayne Woodman
Original assignee: USM Corp
Current assignee: Emhart Industries Inc
Priority date: 1986-06-06
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1987-12-10
Also published as: KR880001194A; IT8720788A0; CA1252910A; GB2191122A; US4768285A; GB8711990D0; GB2191122B; JPS62291999A; SG48791G; FR2603765A1; IT1215544B

Description

Die Erfindung betrifft eine Korrektur- bzw. Ergänzungs station zum Prüfen und Einsetzen fehlender Bauteile in eine Folge von Bauteilen, welche in eine gedruckte Schal tungsplatine einzusetzen sind.

Beim automatischen Bestücken von gedruckten Schaltungspla tinen mit Bauteilen mit Axialanschlüssen ist es üblich, eine Vielzahl von gegurteten Bauteilefolgen einer Vorrich tung zuzuführen, welche die Bauteile von dem Band abnimmt und sie in einer vorbestimmten Reihenfolge auf einen För derer aufsetzt, der die Bauteile dann durch eine Umgurtsta tion transportiert, in welcher sie in der für das Bestücken der Platine gewünschten Reihenfolge erneut gegurtet werden. Eine Maschine dieser Art ist in der US-PS 41 19 206 be schrieben. Danach wird die Gurtrolle mit den in der erfor derlichen Reihenfolge angeordneten Bauteilen in eine Ein setz- bzw. Bestückungsmaschine eingesetzt, welche die Bau teile vom Band abnimmt, ihre Anschlüsse umbiegt und letztere abwärts in vorgewählte Öffnungen in der Schaltungsplatine einführt. Eine unter der Schaltungsplatine befindliche Ab schneide- und Umbiegemechanik schneidet die Überlänge der Anschlußdrähte ab und biegt diese um, um das Bauteil an der Platine festzulegen. Maschinen dieser Art sind in den US-PSen 40 80 730 und 44 03 390 beschrieben.

Es ist jedoch erwünscht, die Funktionen des Zuordnens und des Einsetzens in einer einzigen Maschine zu vereinigen; die US-PS 34 55 493 zeigt eine Maschine dieser Art.

Ein Gegenstand der Erfindung ist eine kombinierte Zuordnungs und Einsetzvorrichtung, in welcher ein Förderer Bauteile von Ausgabevorrichtungen aufnimmt, die gegurtete Bauteile in einer gewünschten Reihenfolge übernehmen. Der Förderer übergibt die in der gewünschten Reihenfolge umgeordneten Bauteile in einer Übergabestation an einen weiteren Förderer, der sie einem Bestückungs- bzw. Einsetzkopf zuführt, welcher die Anschlüsse der Bauteile umbiegt und sie in vorgewählte Öffnungen in einer gedruckten Schaltungsplatine einführt. Eine Abschneide- und Umbiegeeinheit legt die Bauteile dann an der Platine fest.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht in zwei An triebsarten zwischen einem zuordnenden Förderer und einem Förderer, welcher Bauteile einem Einsetz- bzw. Bestückungs kopf zuführt, wobei die eine Antriebsart erlaubt, die För derer zeitgesteuert einander zugeordnet arbeiten zu lassen, während die zweite Antriebsart einen unabhängigen Betrieb der Förderer zuläßt. In der ersten Antriebsart treibt der Antrieb des zuordnenden Förderers, in der zweiten Antriebs art der Antrieb des Einsetzkopfes den Transportförderer an. In der ersten Antriebsart wird der Transportförderer be schickt; die zweite Antriebsart ist die automatische Schritt schaltung zum Einsetzen der Bauteile in die Schaltungsplati nen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, in einer kombi nierten Zuordnungs- und Einsetzmaschine am Einsetzkopf eine Korrektur- und Prüfstation vorzusehen, die der Bedienungs person erlaubt, in eine Bauteilefolge ein fehlendes Bauteil einzusetzen, wenn sich ein Bauteil bei der Prüfung am Zuordner als fehlerhaft erweist oder nicht einwandfrei vom Zuordner an die Einsetzeinrichtung übergeben wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine kombinierte Zuordnungs- und Einsetzmaschine, bei welcher die Bauteile am Sequenzer körperzentriert und an den Anschlüssen getrimmt bzw. beschnitten werden und in der Einsetzstation mit den Zuleitungen zentriert und beschnitten werden.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine kombinierte Zuordnungs- und Bestückungsmaschine, in welcher die Bau teile geprüft und fehlerhafte Bauteile am Zuordner ausgesondert und in der Einsetzstation nachgesetzt werden.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Bauteile- Prüfstation stromabwärts einer Übergabestation zwischen ei ner Zuordnungsstation und einer Einsetzstation in einer kom binierten Sequenzer- und Einsetzmaschine für Bauteile mit axialen Anschlüssen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine kombinierte Zuordnungs- und Einsetzma schine;

Fig. 2 eine Perspektiv-Sprengdarstellung des Antriebs zwischen dem Zuordner bzw. Sequenzer- und dem Transportförderer;

Fig. 3a-3b eine Körperzentrier- und Anschlußbeschneide einrichtung;

Fig. 4a-4c verschiedene Lagen eines Bauteils beim Durch laufen der Körperzentrier- und Anschlußbe schneideeinrichtung;

Fig. 5 perspektivisch den Transportförderer;

Fig. 6 eine Seitenansicht des Einsetzkopfantriebs für den Transportförderer; und

Fig. 7-9 Ansichten der Korrektur- bzw. Ergänzungs station.

In Fig. 1 sind nebeneinander eine Sequenzer- bzw. Zuordnungs maschine 10 und eine Bestückungsmaschine 12 gezeigt. Der Sequenzer ist der in der US-PS 41 19 206 gezeigten Art und weist eine Grundplatte 14 auf, die einen angetriebenen För derer 16 trägt, welcher Bauteile von Ausgabevorrichtungen 18 aufnimmt, welche die Bauteile von Gurtspulen bzw. Bändern (nicht gezeigt) in vorbestimmter Reihenfolge abnehmen und auf den Förderer auflegen. Die Bauteile durchlaufen dann eine Prüfeinrichtung 20, die feststellt, ob sie einwandfrei sind; falls nicht, werden sie mit einem Gebläse 25 fortgeblasen, so daß in der Folge eine Lücke verbleibt. Falls weiterhin in der Folge in der Prüfstation ein Bauteil fehlt, kommt die Maschine zum Stillstand, so daß die Bedienungsperson den Fehler im Sequenzer bzw. Zuordner untersuchen kann.

Danach laufen die Bauteile durch eine Übertragungsstation 22 auf einem Transportförderer 24, welcher die Bauteile der Einsetz- bzw. Bestückungsmaschine zuführt. Diese Maschine ist der in den US-PSen 40 80 730 und 44 03 390 gezeigten Art; sie hat eine Grundplatte 26, die einen Einsetz- bzw. Be stückungskopf 28 trägt, welcher die Bauteile übernimmt, die Zuleitungsdrähte rechtwinklig abbiegt und sie in vorgewählte Öffnungen in einer gedruckten Schaltungsplatine einführt, die sich auf dem Tisch 30 der Maschine befindet. Stromab seitig von der Übertragungsstation 22 befindet sich eine Prüfstation 32, welche der Maschinensteuerung den Ort von Bauteilelücken in der Folge mitteilt, die bei Durchlauf fehlern in der Übertragungsstation 22 auftreten können. Wurde in der Prüfstation ein nicht einwandfreies Bauteil ausgeworfen, teilt die Maschinensteuerung der Prüfstation mit, daß eine Lücke in der Folge ankommt und ignoriert werden sollte. Falls jedoch ein Bauteil die Übertragungs station nicht einwandfrei durchläuft, stellt die Prüfsta tion das Fehlen des Bauteils fest und bringt die Maschine zum Stillstand, so daß die Bedienungsperson beispielsweise nach einer Blockierung bzw. einem Stau in der Übertragungs station suchen kann. Die Maschinensteuerung hält die ge samte Maschine an, wenn die Lücke die Korrekturstation 34 in der Bedienstation 36 am Einsetzkopf 28 erreicht. Weiter hin bezeichnet die Maschinensteuerung der Bedienungsperson das nachzusetzende Bauteil, so daß diese das nachzusetzende Bauteil prüfen und in die in die Schaltungsplatine einzu setzende Bauteilefolge einfügen kann, wie dies unten be schrieben ist.

Für den Betrieb der kombinierten Maschine gibt es zwei Antriebsarten, und zwar eine, in welcher der Sequenzer 10 und der Transportförderer 24 vom Sequenzer-Antrieb ange trieben werden, und die andere, in welcher der Transport förderer 24 unabhängig vom Antrieb des Sequenzers vom Einsetz kopf her schrittgeschaltet wird. Der Zweck der ersten An triebsart ist es, den Transportförderer 24 während des Ein richtens der Maschine mit Bauteilen zu beschicken. Die zweite Antriebsart ist die normale selbsttätige Schritt schaltung des Transportförderers 24, während der Einsetz kopf Bauteile vom Transportförderer 24 übernimmt und sie selbsttätig in die Schaltungsplatinen einsetzt.

Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, in welcher der gemein same Antrieb 38 für den Sequenzer 10 und die Übertragungs station 22 gezeigt ist, die zum Beschicken eines leeren Transportförderers 24 dient. Ein Motor 40 treibt ein Ge triebe 42 mit einem Ausgangsantrieb 44 zur Prüfeinrichtung der Zuordnungsmaschine und einem Ausgangsantrieb 46 für den Sequenzer 10 und den Förderer 24. Der Förderer 24 weist zwei Steuerriemen 101 auf, die in Schienen 98 laufen; jeder Steuerriemen ist mit Spangen 48 zur Aufnahme der An schlußdrähte der Bauteile versehen. Der Förderer 24 ist im folgenden ausführlicher beschrieben.

Ein Antriebsband 50 dreht eine Welle 52, die ihrerseits eine Kette 54 des Förderers 16 antreibt. Die Bauteile (C) werden von den Ausgabeeinrichtungen 18 auf der Förderkette 54 abgelegt, die sie durch eine Prüfeinrichtung 20 mit einer Auswerfstation 25 führt, in welcher fehlerhafte Bauteile von der Kette 54 abgeblasen werden.

In Fig. 3a, 3b sowie 4a bis 4c ist gezeigt, wie eine Folge von Bauteilen zwischen Körperzentrierfingern 56 hindurch läuft, ihre Zuleitungen (L) getrimmt bzw. zugeschnitten und die Bauteile dann in den Spangen 48 angeordnet werden.

Während sie vorher durch den Raum 55 der Fördererkette 54 laufen, nähern sich die Bauteile (c) Schneidrädern 57, deren Schultern 58 sich an die Anschlüsse (L) anlegen und sie aus dem Raum 55 herausheben, so daß sie auf den Schultern 58 der Räder 57 aufliegen (Fig. 4a). Danach durchläuft der Bauteilekörper (b) die Zentrierfinger 56, welche den Bauteile körper (b) zwischen den Rädern 57 zentrieren. Der Abwärts druck der Finger 56 hält die Bauteileanschlüsse (L) mit der Unterseite auf den gekrümmten, aufwärts vorstehenden Leisten 59′ des Trägers 59 fest, den der Maschinenrahmen (nicht ge zeigt) trägt. Während die Bauteile durch die Enden 60 der Finger 56 laufen, werden die Anschlüsse zwischen den Schul tern 58 der Räder 57 und seitlich außen liegenden kleinen Schneidrädern 61 beschnitten (Fig. 4a, 4c). Die Schultern 58 und die gekrümmten Leisten 59′ sind von unterschiedlichen Mittellinien aus genommen; nach dem Beschneiden der Zulei tungen fallen die Schultern 58 von der Fläche 59 ab, und der Bauteilekörper (b) wird vor den abragenden Elementen 62 der Kette 54 über die Fläche 59 mitgenommen. Auf der Schneid radwelle 63 ist schwenkbar eine Tür 64 angeordnet (Fig. 4), welche die obere Fläche der Anschlüsse berührt und sie zwi schen sich und der Fläche 59′ festhält, während sie von den Elementen 62 vorgeschoben werden. Danach werden die An schlüsse abwärts in die Spangen 48 eingelegt, und die Tür 64 schließt sich über ihnen, damit die Bauteile nicht aus den Spangen herausfallen können (Fig. 4c). Zu diesem Zeitpunkt fallen die Elemente 62, die bei 61 angelenkt sind, vom Nocken 66′ ab und an den Anschlüssen vorbei, so daß letztere sicher in den Spangen 48 festgelegt werden, ohne während des Übergangs vom Sequenzer bzw. Zuordner zum Transportförderer 24 verbogen zu werden.

Die Welle 52 treibt einen Riemen 68 an, der mit einer Frei laufscheibe 70 der Kupplung 72 gekoppelt ist. Die andere Seite 74 der Kupplung 72 ist mit der Welle 76 verkeilt, welche den Förderer 24 antreibt. An einem Träger bzw. Win kel 78 ist ein Zylinder 80 und dieser am Joch 82 befestigt, das die Position des Kupplungselements 74 steuert. Das Kupplungselement 74 weist Schlitze 86 auf und der Zylinder 80 verschiebt das Kupplungselement 74 auf der Welle 76 so, daß die Stifte 84 in die Schlitze 86 eingreifen und eine Antriebsverbindung von der Welle 52 zur Welle 76 zum An trieb des Förderers 24 entsteht. Der Zylinder 80 bewegt sich in beiden Richtungen in Endlagen, die den Hub des Kupplungselements 74 bestimmen. Falls das Kupplungselement 74 nicht einwandfrei in die gewünschte Richtung bewegt worden ist, werden die Grenzschalter 88 nicht betätigt und können der Maschinensteuerung nicht mitteilen, daß die Kupplung einwandfrei arbeitet. In der oben beschriebenen Beschickungs-Betriebsart, wo es erwünscht ist, die Bauteile dem Kopf schnell zuzuführen, wird die Kupplung 72 einge rückt, um den Antrieb zur Kette des Sequenzers mit dem Antrieb des Übergabeförderers zu koppeln. Eine Unterbrecher scheibe 73 trägt mit der Photozelle 77 gelesene Markierungen 75, um der Maschinensteuerung mitzuteilen, wann die För derer 16, 24 beim Einrichten der Maschine synchron laufen.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, die Einzelheiten des Transportförderers 24 zeigt. Die Schienen 98 weisen zwei gegenüberliegende Führungen 95 auf, die an dem Maschinen rahmen angeordnet sind. Die Führungen 95 umfassen obere und untere langgestreckte Gehäuse 97, 97′ mit beabstandeten gegenüberliegenden Öffnungen 99 zur Aufnahme der Zulei tungen der Bauteile. In den Führungen 95 sind die Steuer riemen 101 geführt, welche die Mitnehmerspangen 48 tragen. Während des Antriebs der Riemen 101 halten die Spangen 48 die Anschlüsse (e) fest; letztere werden von den Öffnungen 99 aufgenommen, wobei ihre Enden an den Schultern 103 der Gehäuse 97 liegen, so daß die Anschlüsse seitlich gehalten werden, während sie rechtwinklig zu ihrer Längsachse transpor tiert werden. Weiterhin verhindert die obere Lippe 105 des Gehäuses 97 ein Herausfallen der Bauteile aus den Spangen 48, während sie von diesen getragen werden.

Es wird nun auf Fig. 1, 6 und 8 verwiesen, in welcher die Arbeitsweise des Einsetz- bzw. Bestückungskopfes 28 und des Antriebs für die Riemen 101 während der automatischen Bestückung gezeigt sind. Die Bauteile (c) werden von den Riemen 101 in eine Position über dem Einsetzkopf geführt und laufen dann abwärts unter den Bestückungskopf um auf Wellen 121 getragene Zahnräder 107. Die Bauteile laufen durch eine Führungsrutsche 100 mit Zentrierflächen 116 für die An schlüsse, welche die Bauteile zentrieren und sie in die zum Beschneiden der Anschlüsse, Verformen und Einführen durch die Kopfmechanik 102 erforderliche Sollage bringen (Fig. 8). Die Bauteile werden vom Ende 114 der Rutsche 100 mit Hilfe der Spangen 48 abgenommen und auf einen Scherblock 109 ge legt. Danach beschneidet der obere Scherblock 111 ihre An schlußdrähte; die abgeschnittenen Längen werden von den Spangen 48 vom Scherblock 109 weggeführt und fallen die Schräge 113 hinab in einen Sammelbehälter 115.

Der Einsetzkopf 28 wird vom Zylinder 104 betätigt, welcher den Arm 106 des Gestänges 108 schwenkt, das am Einsetzkopf angebracht ist. Der Arm 110 der Stange 108 treibt eine Schrittschaltmechanik 117, die das Zahnrad 107 schrittweise fortschaltet, um die Steuerriemen 101 anzutreiben. Während sich der Einsetzkopf abwärts bewegt, wird der Arm 110 auf wärts geschwenkt, so daß sich der Stift 91 im Schlitz 93 des Gehäuses 119 gegen die Vorspannung einer Feder 127 bewegt. Das untere Ende 123 des Arms 117 trägt eine Stange 125, die mit der Welle 133 über eine Einwegkupplung (nicht gezeigt) verbunden ist. Während der Einsetzkopf abwärts bewegt wird, wird der Arm 117 aufwärts bewegt, und die Stange 125 trifft auf einen Anschlag 129. Zu diesem Zeit punkt rückt die Kupplung 72 aus, und die Elektromagneten 135, 90 (Fig. 2) stehen in Eingriff, um die Wellen 121 und 76 zu sperren. Es sind zwei Wellen 121 und zwei Elek tromagneten 135 seitlich des Kopfes vorhanden. Weiterhin legt im Betriebsablauf der Sequenzer bzw. der Zuordner zu diesem Zeitpunkt ein Bauteil in die nächste stationäre Spange 48 der Folge an der Übertragungsstation ab. Die Elek tromagneten 135, 90 sind mit Rollen 92 versehen, die in Sternräder 96 auf den Wellen 121, 76 eingreifen, um die Wellen in fixierten Lagen festzulegen, wobei ein Paar Mit nehmerspangen 48 ein Bauteil unmittelbar unter dem Einsetz kopf positioniert.

Während der Einsetzkopf angehoben wird, wird der Arm 110 abgesenkt, bis der Stift 107 an den unteren Rand des Schlitzes 93 anschlägt, wobei der Arm 117 sich abwärts be wegt und die Stange 125 im Uhrzeigersinn dreht (Fig. 5). Zu diesem Zeitpunkt werden die Elektromagneten 90, 135 ent regt und entfernen die Rollen 92 aus den Sternrädern 96, so daß sich die Wellen 74 und 121 nun frei drehen können. Die Stange 125 treibt das Zahnrad 131 über eine Einwegkupplung (nicht gezeigt) auf der Welle 133 und schaltet das Zahnrad 139 auf den Wellen 121 gegen den Uhrzeigerdrehsinn um einen Abstand der Spangen 48 weiter, um ein weiteres Bauteil unter den Einsetzkopf zu bringen. Die Welle 133 ist an einem Gestän geglied 141 gelagert, das bei 142 an dem Kopfgußstück 143 angelenkt ist. Eine Zugfeder 145 ist zwischen dem Glied 141 und dem Kopfgußstück festgelegt, um das Zahnrad 131 zu dem Zahnrad 139 hin spielfrei vorzuspannen. Ein verstellbarer Anschlag 151 begrenzt die Schwenkbewegung des Gliedes 141 und erlaubt eine genaue Einstellung des Antriebs zwischen den Zahnrädern 131 und 139.

Es wird auf Fig. 7 bis 9 Bezug genommen, in welchen die Rutsche 100 und die Reparatur- bzw. Korrekturstation 34 gezeigt sind. Die Bauteile werden von den Spangen 48 durch die Rutsche 100 geführt (Fig. 5), bis sie vom Ende 114 der Rutsche abgenommen und auf den Scherblock 109 des Einsetz kopfes 102 gelegt werden.

In der Rutsche 100 ist die Korrekturstation 34 angeordnet, die eine Tür 118 aufweist, welche an den Seiten 120 des Ge häuses 122 gleitbar angeordnet sind, welcher an der Rutsche 100 mit Bolzen 124 festgelegt ist. Tritt in der Bauteile folge eine Lücke auf, kommt die Maschine zum Stillstand, wobei dann die leeren Spangen 48 vor den Schlitzen 126 in der Korrekturstation (Fig. 7) liegen. Die Maschinensteuerung teilt der Bedienungsperson das auszuwählende Bauteil mit, die es dann auf die Auflagen 120 und in die Aussparungen 128 des Antriebsrades 130 einsetzt. Wenn die Tür aus der Schließlage genommen wird, greifen die Zahnstangen 132 in die Zähne 134 der Räder 130 ein und drehen diese, so daß die Bauteileanschlüsse durch die Kontakte 136, 138 laufen, mit welchen das Bauteil geprüft wird. Erweist es sich als fehlerfrei, kann die Tür weiter zurückgezogen werden, und die Räder 130 drehen sich weiter, um die Bauteileanschlüsse in die Schlitze 126 zu bringen; in dieser Position befindet sich das Bauteil vor der Vorderkante 157 der Tür 118. Wird nun die Tür eingesetzt und geschlossen, drückt die Vorder kante 157 der Tür 118 die Bauteileanschlüsse in die Spange 48. Die führende Kante der Tür 118 schließt die Unterbre chung 159 in der vom Schlitz 126 gebildeten Spur. Ist das Bauteil fehlerhaft, wird die Tür in die Schließlage zu rückgeführt; das Bauteil kann dann herausgenommen und ein anderes geprüft werden.

Auf die oben erläuterte Weise können eine Zuordnungs- und eine Bestückungsmaschine gemeinsam zum Prüfen und Körper zentrieren der Bauteile, zum Beschneiden der Anschlüsse, zum Prüfen auf fehlende Bauteile und zum Ergänzen der Bauteilefolge an der Bedienungsstation an dem Einsetzkopf eingesetzt werden.

Claims

1. Ergänzungsstation (34) für eine Einsetzvorrichtung für elektrische Bauteile mit Axialanschlüssen, mit welcher sich fehlende Bauteile in einer Folge von in eine gedruckte Schaltungsplatine einzusetzenden Bauteilen ersetzen lassen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Einrichtung (118-132, 157) zum Einfügen fehlender Bauteile in die Folge vorgesehen ist, und daß
b) diese Einrichtung eine Tür (118) aufweist, die bewegbar ist, um die Korrekturstation zu schließen oder den Zugang zur Korrekturstation zum Ersetzen fehlender Bauteile freizugeben.

2. Ergänzungsstation nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (136, 138) zum Prüfen des einzufügen den Bauteils auf Fehlerfreiheit, bevor es in die Folge einge fügt wird.

3. Ergänzungsstation nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Prüfeinrichtung mittels der Tür betätigbar ist.

4. Ergänzungsstation nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Prüfeinrichtung eine Zahnstange (132) an der Tür einschließt, die mit Zähnen (134) der Prüfeinrich tung in Eingriff bringbar ist.

5. Ergänzungsstation nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Prüfeinrichtung ein Paar Räder (130) mit Aussparungen (128) zur Aufnahme der Bauteilanschlüsse umfaßt, wobei die Räder durch die Bewegung der Tür gedreht werden, um die Anschlüsse zwecks Prüfung des Bauteils durch Kontakte zu führen.