DE3717362A1 - Vorrichtung zum automatischen zufuehren elektrischer bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Zuführen elektrischer Bauteile zu einer Station in einer Maschine, welche diese Bauteile selbsttätig an gedruckten Schaltungsplatinen montiert.

Bei Maschinen zum automatischen Bestücken von Schaltungspla­ tinen mit DIP-Bauteilen ist eine Vielzahl rohrförmiger, die Bauteile enthaltender Halter an der Maschine über einer Sta­ tion aufgereiht, von welcher die Bauteile ausgewählt und dann einem Bestückungskopf zugeführt werden, welcher ihre An­ schlußdrähte in vorgewählte Öffnungen in den Platinen ein­ steckt. Eine Maschine dieser Art ist in der US-PS 40 63 347 dargestellt. Wenn in der Praxis die als "Stangen" bezeichne­ ten röhrenförmigen Bauteilehalter leer sind, werden sie an der Station ersetzt. Damit die Bedienungsperson an der Ma­ schine nicht fortwährend leere Bauteilehalter austauschen muß, ist eine Vorrichtung erwünscht, die eine Vielzahl von Haltern in einer Reihe so anordnet, daß ein leerer Halter selbsttätig gegen einen gefüllten ausgetauscht werden kann. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in der US-PS 44 01 234 gezeigt.

Bei den bekannten Vorrichtungen muß jedoch die Bedienungs­ person den leeren Halter entfernen, bevor ein gefüllter Halter in die Station eingesetzt werden kann.

Ein Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die eine Vielzahl von elektrische Bauteile enthaltenden, rö­ renförmigen Haltern aufgereiht über einer Arbeitsstation so anordnet, daß, wenn ein Halter leer ist, ein gefüllter Halter selbsttätig über der Arbeitsstation positioniert wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum selbsttätigen Schrittschalten röhrenförmiger Halter über einem zu einer Arbeitsstation führenden Magazin an­ zuordnen, wobei die Vorrichtung sich aus der Arbeits­ station leicht entfernen läßt, so daß andere Halter von Hand oberhalb der Arbeitsstation positioniert werden können.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätig arbeitende Schrittschaltvorrichtung für röhrenförmige Bau­ teilehalter, die aus einer Arbeitsstation herausnehmbar ist und automatisch die elektrischen Bauteile in der Vorrichtung hält.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist in einer selbst­ tätigen Kassetten-Schrittschaltmechanik eine Einrichtung anzugeben, die feststellt, wann ein Halter in der Kassette leer ist und veranlaßt, daß ein gefüllter Halter in eine Arbeitsstation hinein schrittgeschaltet wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist in einer selbst­ tätigen Kassetten-Schrittschaltmechanik ein Fühler, der er­ mittelt, daß sämtliche Bauteilehalter der Kassette leer sind und visuell anzeigt, daß die leere gegen eine gefüllte Kassette ausgetauscht werden muß.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein unter einem Winkel zu einem Bauteileschacht verlaufender Fühler, der erfaßt, daß eine bestimmte Bauteilekonfiguration ein­ schließlich "offener Fassungen" im Schacht nicht vorhanden ist.

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

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung und die röhrenförmige Halter enthaltende Kassette beim Einsetzen in die Vorrichtung,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit in die Vorrichtung eingesetzter Kassette,

Fig. 4 eine Vorderansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3 und die Halterung der Vorrichtung,

Fig. 5 eine teilweise weggebrochene und teilgeschnit­ tene Seitenansicht der Halterung der Vorrich­ tung und der Bauteileführung,

Fig. 6 einen vergrößerten Schnitt des Bereiches 6 in Fig. 5 und den Bereich einer Photozelle,wel­ che der Vorrichtungssteuerung das Vorliegen bzw. Fehlen eines Bauteils in der Bauteilezu­ führung mitteilt,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Vorrichtung in einem gekippten und rückwärts verschobenen Zustand, so daß ein einzelner röhrenförmiger Halter sich in die Arbeitsstation der Bestückungsmaschine einsetzen läßt.

Die Vorrichtung ist für die Verwendung in einer Maschine zum selbsttätigen Bestücken von gedruckten Schaltungsplatinen mit elektrischen Bauteilen gedacht; eine Maschine dieser Art ist in der US-PS 40 63 347 gezeigt. Bei derartigen Be­ stückungsmaschinen befindet sich über einer Arbeitsstation (Fig. 1, 2, 3 und 7) ein Magazin, das DIP-Bauteile in röhrenförmigen Haltern gestapelt aufnehmen kann, wobei die Bauteile an der Arbeitsstation in einer vorgewählten Reihenfolge zur Übergabe an den Bestückungskopf der Ma­ schine ausgewählt werden. In der normalen Praxis tauscht die Bedienungsperson an der Maschine diejenigen röhrenför­ migen Halter, die leer sind, einzeln gegen gefüllte Hal­ ter aus. Dieser Vorgang ist zeitraubend, da die Bedie­ nungsperson die Halter fortwährend beobachten und immer darauf vorbereitet sein muß, einen leeren schnell gegen einen gefüllten Halter auszutauschen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 ist eine Viel­ zahl von röhrenförmigen Haltern 14 in einer Kassette 16 aufgereiht oberhalb des Magazins 10 vorgehalten. Ist ein Halter leer geworden, schiebt die Vorrichtung 12 selbst­ tätig einen gefüllten Halter über das Magazin 10, so daß der Betrieb der Bestückungsmaschine nicht unterbrochen wird. Mit dieser neuartigen Anordnung braucht die Bedie­ nungsperson nur darauf zu achten, eine Kassette 16 in der Vorrichtung 12 zu ersetzen, wenn der letzte der röhrenför­ migen Halter einer gegebenen Kassette 16 leer ist.

Es wird auf Fig. 1 bis 5 Bezug genommen, nach welcher die Vorrichtung 12 U-Schienen 18 und eine Vielzahl aufrecht stehender beabstandeter Blech-Trennwände 20 aufweist, deren Zwischenräume 22 die die röhrenförmigen Halter 14 enthalten­ den Kassetten 16 aufnehmen. Die Schienen 18 sind an einem Träger 24 und zwei Rollen 26, 28 an einer Stütze 36 ange­ ordnet. Die Rolle 26 läuft auf einer Schiene 30, die Rolle 28 enthält eine V-Nut und läuft auf einer Schiene 32, um die Soll-Ausrichtung einzuhalten. Die Schiene 32 ist mit einem Bolzen 34 justierbar an einer Lagerplatte 150 befestigt, so daß die Lage der Schiene auf der Lagerplatte 150 sich zwecks einwandfreier Ausrichtung justieren läßt. Die Schienen 30, 32 sind an der Lagerplatte 150 mittels Bolzen 34 fest­ gelegt, die Lagerplatte 150 ist ihrerseits mit Bolzen 160 am Maschinenrahmen (vergl. Fig. 1-4) gehalten. In die un­ teren Ränder der Stütze 36 sind Stifte 38 eingesetzt, die unter die vorstehenden Kanten 40 der Schienen 30, 32 grei­ fen, um die Rollen auf ihren zugehörigen Schienen zu fixie­ ren. Ein Ansatz 42 am Träger 24 trägt einen quer verlaufen­ den Stift 44, der in einem Langloch 46 in der an der Lager­ platte 150 festgelegten Schiene 48 gleitet (vergl. Fig. 5).

Ein an der Unterseite des Trägers 24 festgelegter Stift 50 ist in einem Block 52 aufgenommen, der bei 54 auf der Grund­ platte 150 befestigt ist; die Verbindung des Blocks 52 mit der Grundplatte 150 ist zur Ausrichtung justierbar. Ein Stift 56 erstreckt sich durch die Öffnung 58 im Block 52 in eine Ausnehmung 60 im Stift 50, um die Vorrichtung 12 in der abge­ senkten Lage zu verriegeln.

Nach Fig. 7 erlaubt die Arbeitsweise der beschriebenen La­ gerung, die gesamte Vorrichtung 12 rückwärts zu bewegen, um einen einzelnen röhrenförmigen Halter 62 in die Arbeitssta­ tion 10 einzusetzen. Durch Lösen des Stifts 56 aus der Aus­ nehmung 60 im Stift 50 läßt sich die Vorrichtung 12 um die Rollen 26, 28 kippen und nach hinten in die in der Fig. 7 gezeigte Lage bewegen, in welcher der Stift 44 in die Aus­ nehmung 64 (Fig. 1) des Langlochs 46 eingreift und die Vor­ richtung in der Kipplage festlegt.

In einem an der Schienenplatte 18 befestigten Block 66 ist eine Stange 68 mit einem Anschlag 70 angeordnet (Fig. 1). Eine Feder 72 wirkt zwischen dem Block 60 und einem Anschlag 70. Die Kassetten 16 weisen jeweils eine Rückwand 74 mit einem Sperrhaken 76 auf, der den Anschlag 70 übergreifen kann (vergl. Fig. 4, 5). Die Stangen 68 sind jeweils mit einer Ratschenzahnung 79 versehen, welche auf dem Block 66 angeordnete Elektromagneten 78, 80 ergreifen.

Beim Einsetzen und Positionieren einzelner Kassetten 16 wird ein Werkzeug 82 mit einem Griff 84 und stehenden Seitenwänden 86 auf den offenen Boden der Kassette gelegt, so daß sich die Seitenwände 86 über die Seitenwände 88 der Kassette 8 erstrecken. Die gefüllten röhrenförmigen Halter werden dann abwärts in die beabstandeten Öffnungen 90 der Kassette ein­ gesetzt. Federn 92 halten dabei die Halter in den Kassetten in der Soll-Lage. Die gefüllte Kassette wird dann zwischen die Trennwände geschoben und der Sperrhaken 76 auf den An­ schlag 70 aufgesetzt. Der Griff 84 ist mit einem Pfostenteil 94 ausgeführt, an dem ein Stift 96 sitzt, der in die Vorder­ wand 98 der Kassette eingreift. Die Bedienungsperson kann den Griff 84 ergreifen und die Kassette in den Raum 22 zwi­ schen den Trennwänden 20 gegen die von der Feder 72 ausge­ übte Kraft einschieben (vergl. Fig. 2, 3). Zur gleichen Zeit laufen die Elektromagneten 78, 80 entlang der Ratschen­ zahnung 79, bis die Kassette sich in der hintersten Lage befindet, in welcher der vorderste röhrenförmige Halter sich über dem Führungsschacht 100 für die Bauteile in der Vor­ richtung 12 befindet (Fig. 5). In dieser Lage ruht das Solenoid 80 in einer der Zähne 79. Danach kann das Werkzeug 82 unter der Kassette hervorgezogen werden; die Bauteilesta­ pel in der Kassette liegen dann auf der Schienenplatte 18 auf.

In Fig. 5 sind die Details des Bauteile-Führungsschachts über dem Magazin 10 gezeigt. Ein Bauteileschacht bzw. eine Rutsche 102 ist bei 104 an der Unterseite der Schienenplatte 18 be­ festigt. Die Bauteile werden aus dem Boden der röhrenförmigen Halter übernommen, wobei sie auf einer Führungsstange 106 aufliegen, welche an der Schienenplatte 18 befestigt ist. Die Bauteileanschlüsse übergreifen den Schacht 102 und sind in vertikalen Nuten des Schachts 102 aufgenommen. Ein An­ schlagelement 108 befindet sich an einem Stift 110 im Schacht 102. Ein Stift 112 in einer aufgeweiteten Öffnung 114 im Element 108 erlaubt einer Feder 116, das Element 108 abwärts in eine Position zu drücken, in welcher der Vorsprung 118 des Elements 108 sich in die Spur 120 zwischen dem Element 102 und der Führungsstange 106 erstreckt, damit das Bauteil nicht durch den Führungsschacht 110 laufen kann.

Im Betrieb des Führungsschachtes fallen die Bauteile unter der Schwerkraft aus den röhrenförmigen Haltern abwärts durch den Führungsschacht zur Arbeitsstation (nicht gezeigt). Wenn der Führungsschacht 100 über dem Magazin 10 angeordnet wird, berührt die Kante 122 des Anschlagelements 108 die Oberfläche (nicht gezeigt) des Magazins; das Anschlagelement 108 schwenkt um den Stift 110 gegen die von der Feder 116 ausgeübte Kraft, um den Vorsprung 118 aus der Spur 120 zu entfernen, so daß die Bauteile aus dem Schacht 100 in das Magazin 10 fallen können. Wenn jedoch die Vorrichtung 12 ge­ kippt und nach hinten bewegt worden ist, wird mit dem Frei­ geben der Kante 122 das Anschlagelement 108 von der Feder 116 in eine Lage gedrückt, in welcher sich der Vorsprung 118 in der Spur 120 befindet, damit die Bauteile nicht aus dem Schacht 100 herausfallen können.

In Fig. 5, 6 ist die Lage einer (nicht gezeigten) Photozelle gezeigt, die der Maschinensteuerung mitteilt, wann ein Bau­ teil im Aufnahmeende 124 des Schachtes 102 vorliegt. An der Stütze 18 ist mit einem Bolzen 126 ein oberer Träger 128 festgelegt, welcher eine Führungsstange 106 trägt. Der Träger 128 weist eine Langlochverbindung 130 auf, die es der Füh­ rungsstange 106 erlaubt, sich vom Element 102 weg und zu ihm hin zu bewegen, um die Größe der Spur 120 im Schacht 100 zur Aufnahme unterschiedlich großer Bauteile zu verändern. Der Träger 128 weist einen vorderen Ansatz 132 mit Bohrungen 134, 136 auf, die Sender und Empfänger der Photozelle aufnehmen. Das Aufnahmeende 124 des Schachts 102 ist bei 137 ausgenommen, um einen freien Durchgang für die Photozelle zu gewährleisten. Es wird darauf hingewiesen, daß die Bohrungen 134, 136 winklig zur Spur 120 und damit winklig zu den Bauteilekörpern vorge­ sehen sind. Es hat sich ergeben, daß man auf diese Weise eine genaue Bauteileerfassung erhält im Vergleich zu einer zur Spurachse rechtwinkligen Strahlrichtung; weiterhin ar­ beitet diese Anordnung einwandfrei auch im Fall von Fassungen mit einer Öffnung, die sich ebenfalls mit der Vorrichtung behandeln lassen. Da die Photozelle in einem Winkel zu den Bauteilekörpern angeordnet ist, erhält man eine genaue Er­ fassung auch dann, wenn die Bauteile viel kleiner als die Öffnung der Spur 120 sind.

Um die Kassette im Betrieb um einen Schritt automatisch fort­ zuschalten und so einen leeren Halter über dem Schacht 100 durch einen gefüllten zu ersetzen, zeigt ein Ablesen der Photozelle durch die Öffnungen 134, 136 der Maschinensteuerung an, daß der Schacht 100 leer ist. Dann wird der Elektromagnet 80 angehoben, so daß die Feder 72 die Kassette vorwärts schieben kann, bis der Schaft 138 des Elektromagneten 78 wie­ der eine Schulter 140 auf der Zahnung 79 ergreift. Danach er­ greift der Schaft 142 des Elektromagneten 80 eine Schrägfläche 144 der Zahnung 79. Durch Anheben des Schaftes 138 des Elektromagneten 78 bewegt die Feder 72 die Kassette vorwärts, bis der Schaft 142 des Elektromagneten 80 an eine Schulter 140 auf der Ratschenzahnung 79 anstößt. Zu diesem Punkt befindet sich dann ein gefüllter Halter über dem Schacht 100. Auf diese Weise kann die Kassette in eine Lage geschaltet wer­ den, in welcher sie dem Schacht 100 kontinuierlich Bauteile zuführt. Ist der letzte Halter der Reihe schließlich leer, meldet die Maschinensteuerung der Bedienungsperson, daß ein Austauschen der Kassette erforderlich ist. Die Kassette kann dann herausgenommen und eine neue, gefüllte Kassette eingesetzt werden, damit die Bestückungsmaschine ununter­ brochen weiterarbeiten kann.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum automatischen Zuführen elektrischer Bauteile, die in einer Reihe von röhrenförmigen Haltern (14) in einer Kassette (16) angeordnet sind, zu einem Schacht (100), der zu einer Arbeitsstation in einer Maschine zum Ein­ setzen der Bauteile in eine gedruckte Schaltungsplatine führt, gekennzeichnet durch

• a) eine Schienenplatte (18),
• b) eine Trägereinrichtung (66 bis 80) an der Schienenplatte, welche die Kassette über dem Schacht anordnet und sie über dem Schacht schrittweise zur Maschinen­ vorderseite hin fortschaltet, und
• c) eine Einrichtung (26 bis 64), welche die Schienen­ platte auf der Maschine anordnet und erlaubt, daß die Schie­ nenplatte auf dieser rückwärts bewegbar ist, um die Kassette von der Arbeitsstation hinweg zu bewegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinrichtung aufrechtstehende Trennwände (90) an der Schienenplatte aufweist und daß ein von einer Rat­ schenzahnung (79) gesteuertes, unter Federvorspannung ste­ hendes Kolbenelement (70) die Kassette über dem Schacht fort­ schaltet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Maschine Schienen (30, 32) vorgesehen sind und daß die Schienenplatte Rollen (26, 28) trägt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zwischen den Schienen und den Rollen vorgesehene Ein­ richtung (42 bis 64), die erlaubt, die Schienenplatte und deren Schacht in einer vorderen Lage, in welcher die Kas­ sette über der Arbeitsstation liegt, und in einer rückwär­ tigen Lage zu verriegeln, in welcher die Kassette von der Arbeitsstation im Abstand angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (132 bis 137), welche mit der Trägerein­ richtung zusammenwirkt, um eine Anzeige des Vorliegens von Bauteilen zu schaffen, wobei diese Einrichtung zur Vor- Rückwärtsrichtung der Maschine in einem Winkel wirkt.

6. Vorrichtung zum automatischen Zuführen von elektri­ schen Bauteilen, die in einer Kassette (16) getragen sind, zu einem Magazin (10) einer Maschine, um die Bauteile in einer gedruckten Schaltungsplatine anzuordnen, gekennzeich­ net durch

• a) eine Schienenplatte (18),
• b) einen von der Schienenplatte (18) getragenen Schacht, der über dem Magazin positionierbar ist,
• c) eine Trägereinrichtung (66 bis 80) an der Schie­ nenplatte, um die Kassette über dem Schacht anzuordnen und sie über diesen hinweg schrittzuschalten, um Bauteile aus der Kassette den Schacht hinab dem Magazin zuführen zu können,
• d) eine Einrichtung (26 bis 64), die die Schienen­ platte an der Maschine anordnet und erlaubt, sie bezüglich der Maschine rückwärts zu bewegen, und
• e) eine Einrichtung (108 bis 122), die mit dem Schacht zusammenwirkt und den Durchlauf eines Bauteils durch den Schacht verhindert, wenn die Schienenplatte in der Ma­ schine rückwärts bewegt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Schacht zusammenwirkende Einrichtung ein unter Federvorspannung stehendes Anschlagelement (118) ist, das sich im Schacht befindet, wenn die Schienenplatte rück­ wärts bewegt wird.