DE3735799C2

DE3735799C2 -

Info

Publication number: DE3735799C2
Application number: DE19873735799
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Ing. Schweigert; Ernst Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Wolf
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1987-10-22
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1992-05-07
Also published as: DE3735799A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Richten von Drahtanschlüssen von Bauelementen auf Sollstellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for straightening of wire connections of components to target position according to the preamble of claim 1.

Elektronische Bauelemente, wie Widerstände, Transistoren, IC′s werden in Leiterplatten, Montagesockel oder derglei chen seit einiger Zeit verstärkt mit Hilfe von Industrie robotern, Bestückungsautomaten etc. gefügt. Beim Fügen von elektronischen, aber auch von beliebigen Bauelementen aller Art mit Drahtanschlüssen mit Hilfe einer Fügeein richtung ist es entweder vor dem eigentlichen Fügevorgang erforderlich, die Drahtanschlüsse der Bauelemente in die Sollstellung, also beispielsweise in das Rastermaß der Bohrungen auf der Leiterplatte zu überführen, oder die Fügeeinrichtung mit einer aufwendigen Sensorik zu be stücken und die Bauelemente mit komplizierten Quer- und Schwenkbewegungen zu fügen, damit die Drahtanschlüsse auch tatsächlich in die Bohrungen "hineintreffen". Da der Füge vorgang im letzteren Falle wesentlich mehr Zeit bean sprucht und darüber hinaus eine deutlich aufwendigere und damit teurere Fügeeinrichtung erforderlich ist, ist es in jedem Falle vorzuziehen, wenn die Drahtanschlüsse vor dem eigentlichen Fügevorgang bereits in ihre Sollstellung überführt sind.Electronic components, such as resistors, transistors, IC’s are in printed circuit boards, mounting bases or the like for some time now with the help of industry robots, pick and place machines, etc. When joining electronic, but also of any components of all kinds with wire connections with the help of a joint direction is either before the actual joining process required the wire connections of the components in the Target position, so for example in the grid of To transfer holes on the circuit board, or the Joining device with a complex sensor system pieces and the components with complicated cross and To add swivel movements so the wire connections too actually "hit" the holes. Because of the joint in the latter case, the process takes considerably more time speaks and moreover a significantly more complex and so that more expensive joining device is required, it is in always preferable if the wire connections before the actual joining process already in its target position are transferred.

Bei Standard-Bauelementen mit axialen Drahtanschlüssen, wie beispielsweise Widerständen, werden die Anschluß drähte vor dem Bestücken maschinell in Soll-Position ge bogen. Standard-Bauelemente mit zwei, allenfalls auch mit drei radial angeordneten Anschlußdrähten werden beim automatischen Bestücken an den Anschlußdrähten gefaßt, so daß diese in ihrer Lage defi niert sind und ein problemloser Fügevorgang möglich wird. For standard components with axial wire connections, such as resistors, are the connector wires mechanically in the target position prior to assembly arc. Standard components with two, possibly also with three, radially arranged Connecting wires are attached to the Connected wires so that they defi in their position are niert and a smooth joining process is possible.

Für Bauelemente mit mehreren, zum Teil unregelmäßig radial angeordneten Drahtanschlüssen, die typischerweise nur in geringen Stückzahlen pro Leiterplatte Verwendung finden, sind jedoch bislang keine Bestückungs-Vorrichtungen be kannt, mit denen die Drahtanschlüsse derartiger Bauelemen te beim Fügevorgang in Sollstellung gefaßt und eingesetzt werden können.For components with several, sometimes irregularly radial arranged wire connections, which are typically only in small quantities are used per printed circuit board, So far, however, there are no assembly devices knows with which the wire connections of such devices te can be gripped and inserted in the target position during the joining process can.

Aus der US-PS 46 43 234 ist eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Richten von Drahtanschlüssen bekannt. In dieser bekannten Vorrichtung muß das Bauelement mit seiner Halterung viermal in einem rechten Winkel gedreht werden; in jeder dieser Stellungen werden Messerklingen eingefahren und zum Richten geschwenkt.From US-PS 46 43 234 is a device for straightening according to the preamble of claim 1 known from wire connections. In this known device the component with its holder must be four times at a right angle be rotated; knife blades in each of these positions retracted and pivoted for straightening.

Damit erfordert diese bekannte Vorrichtung einen aufwendigen Dreh- und Rastmechanismus für die Halterung.This known device therefore requires a complex rotation and locking mechanism for the bracket.

Aus der EP-A-01 67 348 ist eine Vorrichtung zum Richten von Drahtanschlüssen mit einer Platte bekannt, die Aufnahmebohrungen zum Richten der Drahtanschlüsse aufweist. Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt jedoch kein hin- und hergehender Biegevorgang bis in den plastischen Bereich hinein.From EP-A-01 67 348 is a device for straightening known from wire connections with a plate, the locating holes for straightening the wire connections. At however, this known device does not have a back and forth bending process down to the plastic area.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Richten von Drahtanschlüssen von elektrischen Bauelementen auf Sollstellung anzugeben, mit der beliebige Bauelemente mit vergleichsweise langen Drahtanschlüssen auch bei ursprünglich stark von der Sollstellung abweichenden Drahtanschlüssen gerichtet werden können.The invention has for its object a device for straightening wire connections of electrical components to specify the target position with which any components with comparatively long wire connections too with originally deviating strongly from the target position Wire connections can be directed.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet. The inventive solution to this problem is with their Developments characterized in the claims.

Erfindungsgemäß ist das Richtwerkzeug eine Richtplatte, die entsprechend der Sollstellung angeordnete Aufnahmebohrungen für die Drahtanschlüsse aufweist, und die aus einem feststehenden Oberteil und einem längs der wenigstens zwei Linien verschiebbaren Unterteil besteht.According to the straightening tool is a straightening plate, the mounting holes arranged according to the target position for the wire connections, and the out a fixed top and one along the at least there are two lines of sliding lower part.

Durch die Verwendung einer zweigeteilten Richtplatte ist es möglich, sämtliche Anschlußdrähte des Bauelements gleichzeitig und damit in einheitlicher Weise zu richten. Hierzu werden die Drahtanschlüsse in einer zur Sollstellung senkrechten Ebene längs wenigstens zwei einen Winkel miteinander einschließenden Linien im teilplastischen Bereich verformt. Dabei erfolgen längs jeder Linie mindestens zwei entgegengesetzt gerichtete Verformungen. Die Verformungshübe der vor der letzten Verformung längs einer Linie stattfindenen Verformungen sind so groß gewählt, daß vor der letzten Verformung alle Drahtanschlüsse Verformungen in der gleichen Richtung aufweisen. Der Verformungshub der letzten Verformung ist entgegengesetzt zu der Maßabweichung gerichtet und so groß, daß die elastische Rückfederung der Drahtanschlüsse kompensiert wird.By using a two-part straightening plate it is possible to connect all the leads of the component to judge simultaneously and thus in a uniform manner. For this purpose, the wire connections are in a set position vertical plane along at least two an angle including lines in the partially plastic Area deformed. This is done along every line at least two oppositely directed deformations. The longitudinal deformation strokes before the last deformation deformations taking place on a line are so great chosen that before the last deformation all wire connections Deformations in the same direction. The deformation stroke of the last deformation is opposite directed to the dimensional deviation and so large that the elastic springback of the wire connections compensated becomes.

Durch diesen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführten Richtvorgang wird erreicht, daß die Anschlußdrähte durch die elastische Rückfederung in ihre Sollstellung gelangen, in der sie aufgrund ihrer Eigenstabilität verbleiben.Through this straightening process carried out with the device according to the invention is achieved that the connecting wires through the elastic Spring back to their target position in which they remain due to their inherent stability.

Selbstverständlich ist es möglich, längs mehrerer Linien eine Reihe von Verformungen auszuführen. In der Regel ist es jedoch ausreichend, wenn gemäß Anspruch 2 die einzelnen Verformungshübe längs zweier Linien erfolgen, die einen 90°-Winkel einschließen. Of course it is possible to run along several lines perform a series of deformations. Usually is however, it is sufficient if, according to claim 2, the individual Deformation strokes take place along two lines, one Include 90 ° angle.

Da die Aufnahmebohrungen in der Richtplatte ein nur gerin ges Übermaß gegenüber dem Durchmesser der Anschlußdrähte haben sollten, ist es gemäß Anspruch 3 vorteilhaft, wenn die Aufnahmebohrungen im Oberteil Einführschrägen aufwei sen, so daß es in einfacher Weise möglich ist, die "unge richteten" Anschlußdrähte des Bauelements in die Richt platte einzuführen. Die maximal zu bewältigende Lageab weichung der "ungerichteten" Anschlußdrähte ist bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 3 durch den oberen Durch messer der Einführschrägen und den Winkel zwischen An schlußdraht und Einführschräge begrenzt.Since the mounting holes in the leveling plate are only a little total excess compared to the diameter of the connecting wires should have, it is advantageous according to claim 3 if the receiving holes in the upper part have chamfers sen, so that it is possible in a simple manner to aligned "connecting wires of the component in the direction insert plate. The maximum manageable softening of the "non-directional" leads is at the Training according to claim 3 through the top through diameter of the lead-in chamfers and the angle between An end wire and lead-in bevel limited.

Um den Verformungsgrad pro Längeneinheit der Anschlußdräh te so gering wie möglich zu halten, ist es gemäß Anspruch 4 bevorzugt, wenn die Dicke des Oberteils dünn im Ver gleich zur Länge der zu richtenden Drahtanschlüsse ist.By the degree of deformation per unit length of the connecting wires To keep te as low as possible, it is according to claim 4 preferred if the thickness of the upper part is thin in the ver is equal to the length of the wire connections to be straightened.

Ferner ist es nach Anspruch 5 vorteilhaft, wenn das Un terteil vor dem eigentlichen Richtvorgang senkrecht zur Plattenfläche von dem Oberteil weg verschiebbar ist, so daß die Anschlußdrähte nur noch so weit in die Bohrungen des Unterteils hineinragen, daß sie bei der folgenden Be wegung des Unterteils nicht aus diesem herausrutschen können. Damit wird ein möglichst großer Teil der Anschluß drähte beim Richtvorgang verformt, so daß an keiner Stelle zu große Verformungen auftreten können.It is also advantageous according to claim 5 if the Un before the actual straightening process perpendicular to Plate surface is slidable away from the top, so that the connecting wires are only so far into the holes of the lower part protrude into the following Be do not slip the lower part out of it can. This will make the connection as large as possible wires deformed during the straightening process, so that nowhere too large deformations can occur.

Die im Anspruch 6 gekennzeichnete Fixiereinrichtung ver hindert, daß das Bauelement während des Richtvorgangs Be wegungen und insbesondere Kippbewegungen gegen das Richt platten-Oberteil ausführt, die das Ergebnis des Richtvor gangs verschlechtern würden.The fixing device characterized in claim 6 ver prevents the component during the straightening process Be movements and in particular tilting movements against the direction slab top that performs the result of straightening would worsen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders zur Durchführung von Richtvorgängen in automatisch gesteuerten Bestückungseinrichtungen. Deshalb ist es besonders bevor zugt, wenn gemäß Anspruch 7 eine elektronische Steuerein heit vorgesehen ist, die die einzelnen Richtvorgänge abge stimmt auf die jeweils zu richtenden Bauelemente steuert.The device according to the invention is particularly suitable for Execution of straightening processes in automatically controlled Assembly facilities. Therefore it is especially before moves if according to claim 7 an electronic tax unit is provided, which abge the individual straightening processes controls the components to be aligned.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher beschrieben.The invention is based on an embodiment for example with reference to the single figure of the Drawing described in more detail.

In der Figur der Zeichnung ist eine erfindungsgemäß ausge bildete Richtplatte (1) mit einem Oberteil (11) und einem Unterteil (12) dargestellt. Sowohl das Oberteil (11) als auch das Unterteil (12) weisen miteinander fluchtende Auf nahmebohrungen (13) mit Einführschrägen (14) auf. Die Aufnahmebohrungen befinden sich in der Sollposition der einzelnen Anschlußdrähte. In die Aufnahmebohrungen (13) sind die Anschlußdrähte (15) eines nur teilweise darge stellten elektronischen Bauelements (2) eingesetzt.In the figure of the drawing, a straightening plate ( 1 ) according to the invention is shown with an upper part ( 11 ) and a lower part ( 12 ). Both the upper part ( 11 ) and the lower part ( 12 ) have mutually aligned receiving bores ( 13 ) with insertion bevels ( 14 ). The mounting holes are in the target position of the individual connecting wires. In the receiving holes ( 13 ), the connecting wires ( 15 ) of an only partially Darge presented electronic component ( 2 ) are used.

Das Unterteil (12) ist durch nichtdargestellte Bewegungs elemente vor Durchführung des eigentlichen Richtvorgangs in Richtung eines Pfeils (z) und zur Durchführung des Richtvorgangs in zwei Richtungen parallel zur Plattenober fläche des Oberteils (Pfeile x und y) verschiebbar. Die Elemente, mit denen diese Bewegungsabläufe ausgeführt sind, sind entsprechend dem Stand der Technik ausgeführt und müssen deshalb an dieser Stelle nicht weiter beschrie ben werden.The lower part ( 12 ) by non-illustrated movement elements before carrying out the actual straightening process in the direction of an arrow (z) and to carry out the straightening process in two directions parallel to the plate upper surface of the upper part (arrows x and y). The elements with which these movements are carried out are carried out according to the prior art and therefore need not be described at this point.

Im folgenden soll die Durchführung eines Richtvorgangs mit der in der Figur dargestelllten Richtplatte (1) beschrie ben werden: In the following, the execution of a straightening process will be described using the straightening plate ( 1 ) shown in the figure:

Die Aufnahmebohrungen (13) haben nur ein geringes Übermaß gegenüber dem Durchmesser der Anschlußdrähte (15); die Einführschrägen (14) gestatten jedoch ein sicheres Ein setzen der Anschlußdrähte (14) des Bauelements (2) in die Aufnahmebohrungen (13), auch wenn die Stellung der An schlußdrähte (15) von der Sollstellung abweicht. Die maximal zu bewältigende Lageabweichung der Anschlußdrähte (15) ist durch den oberen Durchmesser der Einführschrägen und den Winkel zwischen Anschlußdraht und Einführschräge begrenzt.The receiving bores ( 13 ) are only slightly larger than the diameter of the connecting wires ( 15 ); the insertion bevels ( 14 ), however, allow a safe insertion of the connecting wires ( 14 ) of the component ( 2 ) into the receiving bores ( 13 ), even if the position of the connecting wires ( 15 ) deviates from the desired position. The maximum positional deviation of the connecting wires ( 15 ) to be managed is limited by the upper diameter of the lead-in chamfers and the angle between the lead wire and lead-in chamfer.

In der in der Figur mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung der Teile (11) und (12) der Richtplatte (1) be finden sich die Anschlußdrähte (15) zwar bereits in ihrer Sollstellung, sie würden jedoch bedingt durch die materi alabhängige Elastizität nach dem Herausziehen der Drähte (15) auf den Bohrungen (13) wieder in ihre ursprüngliche ungerichtete Stellung zurückkehren.In the position of the parts ( 11 ) and ( 12 ) of the directional plate ( 1 ) shown in the figure with solid lines, the connecting wires ( 15 ) are already in their desired position, but they would be due to the material-dependent elasticity after pulling out the wires ( 15 ) on the holes ( 13 ) return to their original undirected position.

Deshalb wird zu Beginn des Richtvorgangs das Unterteil (12) in Richtung des Pfeils (z) nach unten bewegt, so daß die Anschlußdrähte nur noch soweit in die Bohrungen (13) des Unterteils (12) hineinragen, daß sie bei der nachfol genden Richtbewegung des Unterteils (12) nicht aus den Bohrungen (13) des Unterteils (12) herausrutschen können (gestrichelte Stellung des Unterteils 12).Therefore, at the beginning of the straightening process, the lower part ( 12 ) is moved downwards in the direction of the arrow (z), so that the connecting wires only protrude into the bores ( 13 ) of the lower part ( 12 ) to such an extent that they follow the directional movement of the Bottom part ( 12 ) cannot slip out of the holes ( 13 ) in the bottom part ( 12 ) (dashed position of the bottom part 12 ).

In dieser gestrichelten Stellung führt das Unterteil (12) nacheinander zwei Bewegungsabläufe längs der senkrecht aufeinander stehenden Pfeile x und y parallel zur Richt plattenebene aus.In this dashed position, the lower part ( 12 ) carries out two sequences of movements along the perpendicular arrows x and y parallel to the leveling plate plane.

Jeder Bewegungsablauf setzt sich dabei aus zwei Teilen zu sammen. Zunächst wird das Unterteil (12) in positiver Richtung verfahren. Der Verfahrweg ist so bemessen, daß die Anschlußdrähte über ihre Elastizitätsgrenze hinaus so weitbleibend verformt werden, daß sie auch nach Abzug der Rückfederung eine positive Maßabweichung aufweisen. Anschließend wird das Unterteil (12) in entgegengesetzter Richtung genauso weit über die Null-Lage hinaus verfahren, daß die Anschlußdrähte durch ihre Rückfederung nun in ihre Soll-Lage zurückfedern, während das Richtplattenunterteil wieder in seine Ausgangslage zurückgeführt wird.Each movement sequence consists of two parts. First, the lower part ( 12 ) is moved in the positive direction. The travel path is dimensioned such that the connecting wires are deformed beyond their elastic limit to such an extent that they have a positive dimensional deviation even after the springback has been deducted. Subsequently, the lower part ( 12 ) is moved in the opposite direction just as far beyond the zero position that the connecting wires spring back into their desired position due to their springback, while the lower part of the straightening plate is returned to its starting position.

Anschließend folgt der Richtvorgang mit um 90° gedrehter Bewegungsrichtung.This is followed by the straightening process with a 90 ° rotation Direction of movement.

Nach diesen zwei Richtvorgängen befinden sich die An schlußdrähte (15) bezüglich beider Richtungskomponenten der Ebene in Sollstellung, wodurch auch die Lage der An schlüsse zueinander definiert ist.After these two straightening operations, the connection wires ( 15 ) are in the target position with respect to both direction components of the plane, which also defines the position of the connections to one another.

Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungs beispiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge dankens, wie er sich aus den Ansprüchen ergibt, beschrie ben worden. Innerhalb dieses allgemeinen Erfindungsgedan kens sind selbstverständlich die verschiedensten Modifika tionen möglich:The invention is based on an embodiment for example without limitation of the general inventions thanks, as it emerges from the claims, described been used. Within this general inventive concept kens are, of course, a wide variety of modifications possible:

Beispielsweise ist es möglich, das Unterteil nicht nur in zwei Richtungen, die aufeinander senkrecht stehen, zu be wegen, sondern auch in mehr als zwei Richtungen, die mit einander andere Winkel als 90° einschließen. Dies kann beispielsweise bei Sonder-Bauelementen mit sehr unregel mäßig angeordneten Drahtanschlüssen von Vorteil sein.For example, it is possible not only in two directions that are perpendicular to each other because of, but also in more than two directions with include angles other than 90 °. This can for example with special components with very irregular moderately arranged wire connections can be an advantage.

Auch kann die erfin dungsgemäße Vorrichtung nicht nur für elektronische Bau elemente der in der Figur dargestellten Art, sondern auch für andere Bauelemente verwendet werden, bei denen bei spielsweise die Drahtanschlüsse anders als dargestellt an gebracht sind.It can also be invented device according to the invention not only for electronic construction elements of the type shown in the figure, but also can be used for other components where for example, the wire connections differently than shown are brought.

Ferner kann ein eventuelles Wegkippen oder Ausweichen der Bauelemente während des Richtvorgangs dadurch ausge schlossen werden, daß das Bauelement nicht nur lose im Oberteil (11) durch sein Eigengewicht fixiert ist, sondern zusätzlich gespannt oder gehalten wird. Dies kann entweder durch eine spezielle Fixiereinrichtung (16) als auch di rekt durch das Bestückgerät oder von Hand erfolgen.Furthermore, a possible tilting or dodging of the components during the straightening process can be ruled out in that the component is not only loosely fixed in the upper part ( 11 ) by its own weight, but is additionally tensioned or held. This can be done either by a special fixing device ( 16 ) or directly by the placement device or by hand.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann selbstverständlich in eine Bestückungseinrichtung oder eine Anlage integriert werden, in der ein Bestückvorgang mittels eines Industrie roboters ausgeführt wird. Die Steuereinheit der Anlage oder des Industrieroboters kann auch die Steuerung der Be wegungen des Richtplatten-Unterteils (12) sowie das Ein führen des Bauelements (2) in die Richtplatte (1) über nehmen. Darüber hinaus kann die Steuereinheit entsprechend den jeweiligen Materialeigenschaften der Anschlußdrähte (15) die Verformungshübe steuern.The device according to the invention can of course be integrated in a placement device or a system in which a placement process is carried out by means of an industrial robot. The control unit of the system or the industrial robot can also control the movements of the lower part of the leveling plate ( 12 ) and the lead of the component ( 2 ) into the leveling plate ( 1 ). In addition, the control unit can control the deformation strokes in accordance with the respective material properties of the connecting wires ( 15 ).

Claims

1.Device for straightening wire connections of electrical components to the desired position and in particular of components with a plurality of wire connections projecting parallel to one another on a grid dimension, with a straightening tool which is movable along at least two lines including an angle perpendicular to the desired position of the wire connections in such a way that the wire connections experience at least two oppositely directed deformations in the partially plastic region along each line and assume the desired position after the last deformation, characterized in that the straightening tool is a straightening plate ( 1 ), the receiving bores ( 13 ) for the wire connections ( 15 ) and consists of a fixed upper part ( 14 ) and a lower part ( 12 ) which can be moved along the at least two lines (x, y).

2. Device according to claim 1, characterized in that the lower part ( 12 ) is movable along two lines enclosing a right angle.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving bores ( 13 ) have insertion bevels ( 14 ) in the upper part.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thickness of the upper part ( 11 ) is thin compared to the length of the wire to be directed connections ( 15 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lower part ( 12 ) before the actual straightening process perpendicular (arrow 2 ) to the plate surface (x, y) from the upper part ( 11 ) can be moved so far that the ends of the wire connections are in its holes.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a fixing device is provided with which the component ( 2 ) on the upper part ( 11 ) can be fixed during the straightening process.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that an electronic control unit is provided that the straightening process according to the controls each component used.