DE3717938A1 - Device for defining the position of components on carrier boards, for their fitment (population) - Google Patents

Device for defining the position of components on carrier boards, for their fitment (population)

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DE3717938A1 DE19873717938 DE3717938A DE3717938A1 DE 3717938 A1 DE3717938 A1 DE 3717938A1 DE 19873717938 DE19873717938 DE 19873717938 DE 3717938 A DE3717938 A DE 3717938A DE 3717938 A1 DE3717938 A1 DE 3717938A1
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Heinz Koenitzer
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/0053Arrangements for assisting the manual mounting of components, e.g. special tables or light spots indicating the place for mounting

Abstract

The invention relates to a device for defining the position of electrical engineering/precision engineering technology components on carrier boards, for their manual fitment. The aim and object of the invention are to create a device for defining the position of components on carrier boards, which device makes the position and shape of the components on the carrier board to be fitted identifiable, with a simple, cost-effective, mechanical construction. This is essentially achieved according to the invention in that a transparent reflection disc 8 is arranged between a light surface 6, which images the components, of image-display means and the carrier board 11 to be fitted, in such a manner that the image of the imaging surface is mirrored by the surface of the reflection disc 8 into the observation point 9 of the operator, and the extension of the line of sight of the operator through the reflection disc 8 strikes precisely at that geometric point on the carrier board which is the geometric location of the respective arranged component. <IMAGE>

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur freiprogrammier­ baren Lageangabe von passiven und aktiven Bauelementen der Elektrotechnik/Elektronik/Feinmechanik auf Trägerplatten für deren manuelle Bestückung mit Bauelementen.The invention relates to a device for free programming positional indication of passive and active components of the Electrical engineering / electronics / precision engineering on carrier plates for their manual assembly with components.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Bestückung von Leiterplatten kleiner Produktionsstück­ zahlen und großer Typenvielfalt mit Bauelementen der Elek­ tronik/Elektrotechnik erfolgt im allgemeinen manuell unter Anwendung von Hilfsvorrichtungen zur Positionsangabe der Bauelemente auf der Leiterplatte.The assembly of printed circuit boards of small production pieces numbers and large variety of types with components from the Elek electronics / electrical engineering is generally done manually under Use of auxiliary devices to indicate the position of the Components on the circuit board.

Zur Lageangabe kommen hierbei vorzugsweise nach dem Auf­ lichtverfahren arbeitende Einrichtungen zur Anwendung.The position information comes preferably after the opening devices working with the lighting process.

Es ist bereits gemäß DD-PS 2 18 820 eine nach dem Auflicht­ verfahren arbeitende Bestückungshilfe bekannt, bei der eine Lichtmarke mit Hilfe einer Optik auf die zu bestückende Leiterplatte projiziert wird, welche jeweils den Bestückungs­ ort eines bestimmten Bauelementes angibt.According to DD-PS 2 18 820 it is already after incident light known assembly aid, in which one Light mark with the help of optics on the to be equipped Printed circuit board is projected, each of the assembly specifies the location of a specific component.

Zum Positionswechsel der Lichtmarke bei der fortlaufenden Bestückung der Leiterplatte wird die als Lichtkopf ausgebil­ dete Optik im rechtwinkligen Koordinatensystem durch in­ krementale Positionssteller bewegt. Hierbei wird für jede Lichtmarkenposition das vorbestimmte Bauelement bereitge­ stellt. Die Anzeigeoptik erfordert jedoch einen sehr hohen kostenaufwendigen Feinmechanikeraufwand, welcher eine be­ grenzte Betriebszuverlässigkeit bedingt. Eine Typenbezeichnung des Bauelementes auf der Leiterplatte ist nicht möglich. For changing the position of the light mark in the continuous The circuit board is equipped as a light head optics in the rectangular coordinate system by in incremental position controller moves. This is for everyone Light mark position ready the predetermined component poses. However, the display optics require a very high one costly precision mechanic effort, which is a be limited operational reliability. A type designation of the component on the circuit board is not possible.  

Es ist weiterhin eine Einrichtung zur Anzeige der Lage eines Bauelementes auf einer Leiterplatte gemäß EP 00 27 054 bekannt, bei welcher ein von einer Projektionsbild­ röhre computergesteuert erzeugtes Bild mit Hilfe eines Spiegels und einer Optik direkt auf der zu bestückenden Leiterplatte abgebildet wird. Durch die begrenzte Licht­ leistung der Projektionsbildröhre ist jedoch eine Farbpig­ mentierung der Oberfläche der Leiterplatte erforderlich. Weiterhin ist bei hellem Umlicht das Auflichtbild nur schwer erkennbar, so daß das Bestücken von Leiterplatten in einem begrenzten abgedunkelten Raum erfolgen muß, was eine hohe psychische Belastung der Arbeitskraft zur Folge hat.It is still a facility for displaying the situation of a component on a printed circuit board according to EP 00 27 054 known in which one of a projection image tube computer-generated image with the help of a Mirror and optics directly on the to be populated PCB is mapped. Because of the limited light However, the performance of the projection picture tube is a color pig mentation of the surface of the circuit board required. Furthermore, the reflected light image is difficult in bright ambient light recognizable, so that the assembly of printed circuit boards in one limited darkened room must be done, which is a high mental stress on the worker.

Ziel der ErfindungAim of the invention

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur Angabe der Lage von Bauelementen auf Trägerplatten, welche einen einfachen kostengünstigen mechanischen Aufbau ohne elektromechanisch zu bewegende Mittel aufweist und eine hohe Bestückungszuverlässigkeit bei minimaler psychischer Be­ lastung der Arbeitskraft gewährleistet.The aim of the invention is to create a device for Indication of the position of components on carrier plates, which a simple inexpensive mechanical structure without Has electromechanically moving means and a high Assembly reliability with minimal psychological loading workload guaranteed.

Darlegung des Wesens der ErfindungState the nature of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Einrichtung, welche auch bei relativ hellem Umlicht im Arbeitsraum die Lage und Gestalt der Bauelemente auf der zu bestückenden Trägerplatte erkennbar macht.The object of the invention is to provide a device which even with relatively bright ambient light in the work area and Shape of the components on the carrier plate to be assembled makes recognizable.

Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß zwischen einer hellen, die Bauelemente abbildenden Fläche von bilddarstellenden Mitteln und der zu bestückenden Träger­ platte eine durchsichtige Reflexionsscheibe derart angeordnet ist, daß das Bild der abbildenden Fläche von der Oberfläche der Reflexionsscheibe in den Beobachtungspunkt der Bedienungs­ person gespiegelt ist und der Sehstrahl der Bedienungsperson in seiner Verlängerung durch die Reflexionsscheibe hindurch genau den geometrischen Ort der Trägerplatte trifft, welcher der geometrische Ort des jeweiligen angeordneten Bauelementes ist, wobei die abbildende Fläche, die Reflexionsscheibe sowie eine Trägerplattenaufnahme so mit einem Gestell verbunden sind, daß der Abstand zwischen der abbildenden Fläche und der spiegelnden Oberfläche der Reflexionsscheibe gleich dem Ab­ stand zwischen dieser Oberfläche und der zu bestückenden Trä­ gerplatte gleich ist. Das Gestell der Einrichtung ist v-förmig gestaltet und besteht aus einem kastenartig ausgebildeten, auf dem Arbeitstisch aufsitzenden langgestreckten Fußteil und einem daran justierbar befestigten schräg nach oben gerichteten ka­ stenartig ausgebildeten Tragarm, an dessen oberen Ende eine verstellbare Halterung zur Aufnahme der bilddarstellenden Mit­ tel mit der abgebildeten Fläche angeordnet ist.According to the invention, this is essentially achieved by that between a bright surface depicting the components of imaging means and the carrier to be equipped plate a transparent reflection plate arranged in this way is that the image of the imaging surface from the surface the reflection disc in the observation point of the operator person is mirrored and the operator's line of sight in its extension through the reflecting disc  exactly the geometric location of the carrier plate, which is the geometric location of the respective arranged component is, the imaging surface, the reflection plate and a carrier plate holder connected to a frame are that the distance between the imaging surface and the reflecting surface of the reflective disc equal to the Ab stood between this surface and the door to be equipped is the same. The frame of the device is V-shaped designed and consists of a box-shaped, on the elongated foot section sitting on the work table and one ka is attached to it in an adjustable manner sten-shaped support arm, at the upper end of a adjustable bracket to hold the image showing Mit tel is arranged with the surface shown.

Die auf dem Arbeitstisch aufsitzende Trägerplattenaufnahme ist mit dem Fußteil winkeljustierbar verbunden. Die zwischen der abbildenden Fläche und der Trägerplattenaufnahme liegende Refle­ xionsscheibe steht über ein Halteteil mit dem Tragarm des Ge­ stells winkeljustier- und ausschwenkbar in Verbindung.The carrier plate holder on the work table is connected to the foot section with adjustable angles. The between the imaging surface and the reflector plate lying refle xion disc stands over a holding part with the support arm of the Ge stells adjustable and swiveling in connection.

Das bilddarstellende Mittel kann ein computergesteuerter Moni­ tor mit einer Bildröhre oder ein Bildprojektor für Einzelbilder oder Kinofilm sein.The imaging agent can be a computer-controlled moni gate with a picture tube or a picture projector for single pictures or be a movie.

AusführungsbeispielEmbodiment

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels sowie der dazugehörigen schematischen Darstellung näher erläutert werden.In the following, the invention is to be explained with reference to an embodiment game and the associated schematic representation are explained.

Die erfindungsgemäße Einrichtung weist ein Gestell auf, das aus einem beispielsweise kastenartig ausgebildeten Fußteil 1 sowie einem schräg nach oben gerichteten Tragarm 2 mit kasten­ förmigen Querschnitt besteht. Der Winkel zwischen Fußteil 1 und Tragarm 2 beträgt ca. 60°. Der Tragarm 2 ist mit dem Fuß­ teil 1 winkeljustierbar verbunden. Das Gestell kann auf einem Arbeitstisch 3 befestigt oder auch transportabel gestaltet sein. Am oberen Ende des Tragarmes 2 ist eine Halterung 4 an­ geordnet, an der ein Monitor 5 mit einer Bildröhre und seiner abbildenden Fläche 6 befestigt ist.The device according to the invention has a frame which consists of, for example, a box-shaped base part 1 and an obliquely upward-pointing support arm 2 with a box-shaped cross section. The angle between foot part 1 and support arm 2 is approximately 60 °. The support arm 2 is connected to the foot part 1 adjustable in angle. The frame can be attached to a work table 3 or can be designed to be transportable. At the upper end of the support arm 2 , a bracket 4 is arranged on which a monitor 5 with a picture tube and its imaging surface 6 is attached.

Die Halterung 4 ist in Richtung des Fußteiles 1 justier­ bar mit dem Tragarm 2 verbunden. Am Tragarm 2 ist weiter­ hin unterhalb der Halterung 4 ein Halteteil 7 mit einer durchsichtigen ebenen Reflexionsscheibe 8 im Winkel zum Tragarm 2 justier- und ausschwenkbar angeordnet.The bracket 4 is connected in the direction of the foot part 1 adjustable bar with the support arm 2 . On the support arm 2 , a holding part 7 with a transparent, flat reflection disk 8 is arranged at an angle to the support arm 2 so that it can be adjusted and swung out below the holder 4 .

Die geometrischen Verhältnisse der Einrichtung sind so gestaltet und durch die Justage des Tragarmes 1, der Halterung 4 und des Halteteils 7 fixiert, daß das von der Oberfläche der Reflexionsscheibe 8 gespiegelte Bild der abbildenden Fläche 6 des Monitors 5 vom Beobachtungspunkt 9 der am Arbeitstisch 3 sitzenden Bedienungsperson aufge­ nommen wird. In Richtung des Sehstrahles der Augen der Be­ dienungskraft ist unterhalb der Reflexionsscheibe 8 eine Trägerplattenaufnahme 10 für die zu bestückende Träger­ platte 11, beispielsweise einer Leiterplatte, auf dem Ar­ beitstisch 3 angeordnet und mit dem Fußteil 1 einstellbar verbunden, wobei durch die Justage eine solche Einstellung vorhanden ist, daß die Entfernung a von der bilddarstellen­ den Fläche 6 des Monitors 5 bis zur spiegelnden Oberfläche der Reflexionsscheibe 8 gleich der Entfernung a′ von der spiegelnden Oberfläche der Reflexionsscheibe 8 bis zur Oberfläche der zu bestückenden Tischplatte 11 ist.The geometric conditions of the device are designed and fixed by the adjustment of the support arm 1 , the holder 4 and the holding part 7 , that the image of the imaging surface 6 of the monitor 5 mirrored by the surface of the reflection plate 8 from the observation point 9 of the person sitting at the work table 3 Operator is taken up. In the direction of the line of sight of the eyes of the operating force, a carrier plate receptacle 10 for the carrier plate 11 to be fitted, for example a printed circuit board, is arranged beneath the reflection plate 8 , for example a printed circuit board 3 arranged on the ar and connected to the foot part 1 , such adjustment being made by the adjustment is present that the distance a from the image represent the surface 6 of the monitor 5 to the reflecting surface of the reflection plate 8 is equal to the distance a ' from the reflecting surface of the reflection plate 8 to the surface of the table top 11 to be equipped.

Bei dieser Einstellung erscheint das gespiegelte Bild der Bedienungsperson konturenscharf und schattenfrei genau in der Oberfläche der Trägerplatte 11 liegend. Eine Veränderung des Beobachtungspunktes 9 der Bedienungsperson bewirkt keine Veränderung der Lage des scheinbaren Bildes in der Oberflächen­ ebene der Trägerplatte 11, da sich Einfallswinkel und Ausfalls­ winkel an der Oberfläche der Reflexionsscheibe 8 entsprechend verändern.With this setting, the mirrored image of the operator appears sharply contoured and shadow-free lying exactly in the surface of the carrier plate 11 . A change in the observation point 9 of the operator does not change the position of the apparent image in the surface plane of the support plate 11 , since the angle of incidence and the angle of reflection on the surface of the reflection plate 8 change accordingly.

Zur Bestückung der Trägerplatte 11 wird entsprechend dem Be­ stückungsprogramm von einem nicht dargestellten Computer die Bildröhre des Monitors 5 angesteuert und jeweils das zu be­ stückende Bauelement auf der Bildröhre symbolhaft ange­ zeigt, sowie von der Reflexionsscheibe 8 gespiegelt, so daß von der Bedienungsperson das bereitgestellte entspre­ chende Bauelement einem Vorratsbehälter entnommen und am angezeigten Ort eingesetzt werden kann. Durch die Bedie­ nungsperson wird dann das Programm, beispielsweise mit einer Fußschaltung, weitergeschaltet, so daß das nächste zu bestückende Bauelement angezeigt und bereitgestellt wird.To populate the carrier plate 11 , the picture tube of the monitor 5 is driven according to the loading program from a computer, not shown, and the component to be loaded is symbolically shown on the picture tube, and is mirrored by the reflection disk 8 , so that the operator can unlock the one provided can be removed from a storage container and used at the indicated location. The operator then proceeds to the program, for example with a foot switch, so that the next component to be populated is displayed and provided.

Durch eine elektronische Synchronisationsschaltung zwi­ schen dem Bestückungsprogramm und dem Bauteilspeicher wird immer das zugehörige Bauelement bereitgestellt und dadurch eine Fehlmontage vermieden.Through an electronic synchronization circuit between the assembly program and the component memory the associated component is always provided and thereby avoiding incorrect assembly.

Nach kompletter Bestückung der Leiterplatte kann abschlie­ ßend zur Kontrolle der Gesamtbestückung nochmals eine Ge­ samtdarstellung aller Bauelemente durch die Bildröhre des Monitors 5 erfolgen. Bei entsprechender Programmierung kann erreicht werden, daß gleichzeitig zwei oder mehrere Bau­ elemente angezeigt und bereitgestellt werden, so daß die Bestückung im Zweihand-Betrieb ausführbar ist. Die Entnahme der Bauelemente aus der links und rechts neben der Leiter­ platte angeordneten Speichereinheit erfolgt von der Bedie­ nungsperson dann gleichzeitig. Die Einrichtung gestattet auch die bei der rechnergestützten Leiterplattenkonstruktion er­ arbeiteten maschinenlesbaren Datenträgern zur Steuerung des Monitors anzuwenden.After complete assembly of the printed circuit board, a complete display of all components can finally be made through the picture tube of the monitor 5 to check the overall assembly. With appropriate programming can be achieved that two or more construction elements are displayed and provided at the same time, so that the assembly can be carried out in two-handed operation. The operator then removes the components from the storage unit arranged to the left and right of the circuit board at the same time. The device also allows the machine-readable data media he worked with for computer-aided circuit board construction to be used to control the monitor.

Durch den Einsatz einer Farbbildröhre können weitere Infor­ mationen für den Bestückungsvorgang vermittelt werden. Es ist auch möglich, anstelle des Monitors 5 zur Darstellung des Bestückungsbildes einen computergesteuerten Bildprojek­ tor für Einzelbilder oder Kinofilm einzusetzen.By using a color picture tube, further information can be conveyed for the assembly process. It is also possible to use a computer-controlled image projector for single images or cinema film instead of the monitor 5 for displaying the component image.

Durch die auch bei relativ hellem Raumlicht einsetzbare Ein­ richtung und die klare und konturenscharfe Darstellung der Bauelementensymbole in der Leiterplattenebene wird die psy­ chische Belastung der Bedienungsperson auf ein sehr niedriges Maß herabgesetzt. Thanks to the A, which can also be used in relatively bright room light direction and the clear and sharp outline of the Component symbols in the circuit board level become the psy operator's load to a very low level Measure reduced.  

  • Aufstellung der Bezugszeichen  1 Fußteil
     2 Tragarm
     3 Arbeitstisch
     4 Halterung
     5 Monitor
     6 Fläche
     7 Halteteil
     8 Reflexionsscheibe
     9 Beobachtungspunkt
    10 Trägerplattenaufnahme
    11 Trägerplatte
    List of reference numerals 1 foot part
    2 support arm
    3 work tables
    4 bracket
    5 monitor
    6 area
    7 holding part
    8 reflective disc
    9 observation point
    10 carrier plate holder
    11 carrier plate

Claims (4)

1. Einrichtung zur Lageangabe von Bauelementen auf Träger­ platten für deren Bestückung mit computergesteuerten Mitteln zur aufeinanderfolgenden oder gleichzeitigen bildhaften Darstellung der anzuordnenden Bauelemente, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer hellen, die Bauelemente abbildenden Fläche (6) von bilddarstellenden Mitteln und der zu bestückenden Trägerplatte (11) eine durchsichtige Reflexionsscheibe (8) derart angeordnet ist, daß das Bild der abbildenden Fläche (6) von der Oberfläche der Reflexionsscheibe (8) in den Beobachtungspunkt ( 9) der Bedienungsperson gespiegelt ist und der Sehstrahl der Be­ dienungsperson in seiner Verlängerung durch die Reflexions­ scheibe (8) hindurch jeweils genau den geometrischen Ort der Trägerplatte (11) trifft, welcher der geometrische Ort des jeweiligen angeordneten Bauelementes ist, wobei die Fläche (6), die Reflexionsscheibe (8) sowie eine Träger­ plattenaufnahme (10) so mit einem Gestell verbunden sind, daß der Abstand (a) zwischen der abbildenden Fläche (6) und der spiegelnden Oberfläche der Reflexionsscheibe (8) gleich dem Stand (a′) zwischen dieser Oberfläche und der Oberfläche der zu bestückenden Trägerplatte ( 11) gleich ist.1. Device for specifying the position of components on carrier plates for equipping them with computer-controlled means for successive or simultaneous pictorial representation of the components to be arranged, characterized in that between a bright, the components imaging surface ( 6 ) of image-presenting means and the carrier plate to be equipped ( 11 ) a transparent reflection plate ( 8 ) is arranged such that the image of the imaging surface ( 6 ) from the surface of the reflection plate ( 8 ) is reflected in the observation point ( 9 ) of the operator and the visual beam of the operator in its extension by the Reflection disc ( 8 ) passes through exactly the geometric location of the support plate ( 11 ), which is the geometric location of the respective arranged component, the surface ( 6 ), the reflection disc ( 8 ) and a support plate receptacle ( 10 ) so with a Frame are connected that the Abstan d (a) between the imaging surface ( 6 ) and the reflecting surface of the reflection plate ( 8 ) is equal to the level (a ') between this surface and the surface of the carrier plate ( 11 ) to be equipped. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell aus einem kastenartig ausgebildeten, auf dem Arbeits­ tisch (3) aufsitzenden langgestreckten Fußteil (1) und einem daran justierbaren befestigten schräg nach oben gerichteten kastenartig ausgebildeten Tragarm (2) besteht, an dessen oberen Ende eine verstellbare Halterung (4) zur Aufnahme der bilddarstellenden Mittel mit der abbildenden Fläche (6) ange­ ordnet ist, die auf dem Arbeitstisch aufsitzende Trägerplatten­ aufnahme (10) mit dem Fußteil (1) winkeljustierbar verbunden ist und die zwischen der abbildenden Fläche (6) und der Träger­ plattenaufnahme (10) liegende Reflexionsscheibe (8) über ein Halteteil (7) mit dem Tragarm (2) winkeljustier- und ausschwenkbar in Verbindung steht.2. Device according to claim 1, characterized in that the frame consists of a box-shaped, on the work table ( 3 ) sitting elongated foot part ( 1 ) and an adjustable attached obliquely upward box-shaped support arm ( 2 ), on the upper end is an adjustable holder ( 4 ) for receiving the image-forming means with the imaging surface ( 6 ) is arranged, the seated on the work table support plate ( 10 ) with the foot part ( 1 ) is adjustably connected and between the imaging surface ( 6 ) and the carrier plate receptacle ( 10 ) lying reflection disc ( 8 ) via a holding part ( 7 ) with the support arm ( 2 ) is angle-adjustable and pivotable in connection. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bilddarstellende Mittel ein computergesteuerter Monitor (5) mit der abbildenden Fläche (6) einer Bildröhre ist.3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the image-representing means is a computer-controlled monitor ( 5 ) with the imaging surface ( 6 ) of a picture tube. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bilddarstellende Mittel ein computergesteuerter Bildprojektor für Einzelbilder oder für Kinofilm ist.4. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the imaging agent is a computer controlled Image projector for single images or for cinema film.
DE19873717938 1986-07-07 1987-05-27 Device for defining the position of components on carrier boards, for their fitment (population) Ceased DE3717938A1 (en)

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