DE4312224C1 - Vorrichtung zum Vorschub von Lotdraht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung soll somit von einer Lotdraht­ rolle über Transport- und Fördereinrichtungen mit Hilfe eines Motors ein Lotdraht zu einem erhitzten Werkstück zugeführt werden, wo er die gewünschte Lotverbindung herstellen soll.

Das allgemeine Problem besteht darin, daß die Zufuhr des Lotdrahtes zum Werkstück möglichst so erfolgen soll, daß unter der Einwirkung der Heizvorrichtung immer gerade so viel Lot vom Lotdraht abge­ schmolzen wird, wie neu nachgeschoben wird. Da der Schmelzvorgang nicht genau kontinuierlich abläuft, sondern immer etwas mehr oder weniger Lot abgeschmolzen wird, abhängig auch von Temperatur­ schwankungen im Lotdraht und im Werkstück, hat ein streng kontinuierlicher Lotvorschub zur Folge, daß in der Regel zu viel oder zu wenig Lotdraht an die Lötstelle am Werkstück gelangt. Wenn Lotdraht zugeführt wird, der nicht rechtzeitig abgeschmolzen wird, so erhöht sich der Vorschubwiderstand beim Transportmotor, da dann die noch harte Spitze des Lotdrahtes auf dem Werkstück aufsitzt. Diese Erhöhung des Vorschubwiderstandes wurde bei der gattungsgemäßen Vorrichtung durch eine entsprechende Messung des Motorstromes ent­ deckt und der Lotdrahtvorschub konnte dadurch reguliert werden.

Die Meßeinrichtung dient hier also zur Messung des Motorstromes.

Dieses Verfahren hat allerdings den Nachteil, daß damit nicht nur solche Änderungen im Vorschubwiderstand erfaßt werden, die im unmittelbaren Lötbereich entstehen, sondern auch solche, die beispielsweise beim Abwickeln des Lotdrahtes von einer Lotdrahtrolle entstehen, so daß diese Art der Steuerung nicht sehr zuverlässig ist, da sie nicht nur auf den gewünschten Parameter "Widerstandsänderung beim Werkstück" anspricht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, daß ausschließlich Widerstandsänderungen beim Lotdrahtvorschub erfaßt werden und somit eine präzisere Reaktion des Lotdrahtvorschubes auf die sich ständig ändernden Verhältnisse im Werkstückbereich erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung ist somit der, daß in der Vorschub­ strecke, die zwischen den Vorschubrollen und dem Werkstück liegt, eine Richtungsänderung des Vorschubes vorgesehen ist, mit der Folge, daß der Lotdraht hier gebogen verläuft, insbesondere einen Kreis­ bogenabschnitt bildet. Stößt nun beispielsweise die Spitze des Lotdrahtes beim Werkstück auf erhöhten Widerstand, so bewirkt dies einen "Rückstau" im Bereich dieses gebogenen Lotdrahtabschnittes und folglich eine Auslenkung des Lotdrahtes nach außen. Der Lotdraht wird also in diesem Krümmungsbereich sich stärker durchbiegen und es entsteht folglich ein Lotdrahtvorrat im Sinne eines Puffers, solange die Förderung des Lotdrahtes durch die Transportrollen andauert. Erfindungsgemäß wird nun eine Meßeinrichtung verwendet, die gerade diese Auslenkung des Lotdrahtes im Krümmungsbereich mißt, wobei von Bedeutung ist, daß das Maß der Auslenkung des Lotdrahtes aus dessen Normalzustand, dem Kreisbogenabschnitt, ausschließlich bestimmt wird durch die Verhältnisse im Lötbereich des Werkstückes, ohne Auswir­ kungen oder Einkoppelungen sonstiger Einflüsse.

Hierbei ist es nun grundsätzlich möglich, bei Erreichen eines vorgegebenen Maximalwertes der Auslenkung den Motor und damit die Vorschubrollen abzuschalten, da der zusätzlich verbogene Draht eine ausreichende Kraft in Richtung zum Werkstück hin ausübt, um bei zunehmendem Abschmelzvorgang einen gewissen Drahtvorschub noch zu gewährleisten, der Drahtvorrat bzw. Puffer kann also zunächst entleert werden, bevor dann der Vorschubmotor wieder eingeschaltet wird, wenn die Auslenkung einen bestimmten, ebenfalls vorgegebenen Wert wieder unterschreitet. Somit ist eine einfache Ein/Aus-Steuerung des Vorschubes möglich.

Es ist jedoch genausogut auch möglich, den Vorschub des Lotdrahtes in Abhängigkeit von dessen Auslenkung durch Steuerung der Drehzahl des Motors zu regeln, wobei dann eine Regelschleife in dem Sinne vorgesehen werden kann, daß mit zunehmender Auslenkung des Lotdrahtes die Drehzahl des Motors herabgesetzt und somit eine Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeit vorgenommen wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, ein Ausführungsbeispiel wird nun anhand der Zeichnung erläutert:

Die Figur zeigt eine schematisierte Aufsicht auf eine Vorschubvor­ richtung, ausgehend von einer Lötdrahtspule 10 bis zu dem Werkstück 14, das von einer Heizvorrichtung 15 erwärmt ist. Zum Vorschub des Lötdrahtes 20 von der Lötdrahtspule 10 zum Lötbereich am Werkstück 14 dienen zwei Transportrollen 12A, 12B, die von einem Motor 12 angetrieben werden. Zwischen Lötdrahtspule 10 und Transportrollen 12A, 12B befindet sich eine erste Führungseinrichtung 11, zwischen den Transportrollen und dem Werkstück 14 ist eine zweite Führungsein­ richtung vorgesehen, die aus den beiden Abschnitten 13A und 13B besteht.

Mit Hilfe der letztgenannten beiden Abschnitte 13A, 13B der zweiten Führungseinrichtung wird eine Richtungsänderung des Lotdrahtes 20 um einen Winkel α bewirkt, dadurch, daß die Längsachsen der beiden Abschnitte 13A, 13B, die die Förderrichtung des Lotdrahtes 20 vorgeben, diesen Winkel α miteinander einschließen.

Dies hat zur Folge, daß im Zwischenbereich zwischen diesen beiden Abschnitten 13A, 13B der Lotdraht 20 über diesen Winkel α einen Kreisbogenabschnitt bildet mit dem Radius R, wobei die Normallage, die in der Zeichnung durchgezogen dargestellt ist, diejenige ist, bei der die Tangente an den Endpunkten dieses Kreisbogenabschnittes mit den Richtungen der beiden Abschnitte 13A, 13B übereinstimmt.

In der Mitte dieses Kreisbogens, im Punkt X, wird nun ein Meßpunkt definiert und eine Auslenkung a senkrecht zu diesem Kreisbogenab­ schnitt im Punkt X bzw. in radialer Richtung des Kreises mit dem Radius R und dem Mittelpunkt M nach außen. Schematisch ist durch die Striche auf dieser Meßrichtung a eine Meßskala angedeutet.

Die Position des Meßpunktes X, d. h. der Wert a des Meßpunktes X wird von einer optischen Meßeinrichtung 16 erfaßt und in einem nachge­ schalteten Komparator 17 mit zwei vorgebbaren Meßwerten a1 und a2 verglichen. In Abhängigkeit von diesem Vergleich wird dann der Motor 12 zur Steuerung der Transportrollen 12A, 12B angesteuert. Die Vor­ richtung arbeitet wie folgt:

Solange im Bereich des Werkstückes 14 genau so viel Lotdraht abgeschmolzen wird, wie von den Transportrollen 12A, 12B nachgeschoben wird, wird sich der in der Figur durchgezogen dargestellte Kreisbogenabschnitt des Lotdrahtes zwischen den Abschnitten 13A, 13B der zweiten Führungseinrichtung nicht verändern und der Meßpunkt X behält folglich einen Nullwert oder Normalwert a0. Sobald jedoch weniger vom Lotdraht 20 am Werkstück 14 abgeschmolzen wird, als nachgefördert wird, bildet sich ein Rückstau mit der Folge, daß der gebogene Lotdrahtabschnitt nach außen ausweicht, da dies die einzige Ausweichmöglichkeit ist. Die verzögerte Abschmelzung des Lotdrahtes am Werkstück 14 führt somit eindeutig und zwangsläufig zu einer Auslenkung des Meßpunktes X auf der Meßskala a. Erreicht diese Auslenkung aX einen ersten vorgegebenen Grenzwert a1, so veranlaßt der Komparator 17 die Abschaltung des Motors 12 und damit die Abschaltung des Vorschubes der Transportrollen 12A, 12B. Infolge der dem Lötdraht 20 innewohnenden Elastizität hat infolge der Auslenkung a1 bewirkte Überbiegung, die in der Figur schematisch gestrichelt dargestellt ist, die Folge, daß dies kräftemäßig in einen Vorschub des Lotdrahtes zum Werkstück 14 hin umgesetzt wird, d. h., der während des "Lotdrahtstaus" am Werkstück 14 aufgebaute Lotdrahtvorrat baut sich nun wieder ab und der Meßpunkt X wandert auf der Meßskala a wieder zu seiner Normalposition zurück in Richtung des Mittelpunktes M. Erreicht er bei dieser Rückkehr in seine Normallage die Position a2 (a2 kann gleich Null sein, kann aber auch einen positiven Wert annehmen), so wird vom Komparator 17 der Transport­ motor 12 wieder angeschaltet und der Vorschub mittels der Trans­ portrollen 12A, 12B wird wieder aktiviert.

Durch geeignete Wahl und Abstimmung der Schaltgrenzen a1 und a2 kann somit erreicht werden, daß die Vorschubschwankungen bzw. die Schwankungen der Kraft, mit dem das Ende des Lotdrahtes auf das Werkstück 14 gedrückt wird, in einem definierbaren Bereich gehalten werden, unabhängig davon, ob die aktuelle Vorschubkraft nun gerade von den Transportrollen zur Verfügung gestellt wird, oder von einer resultierenden Streckkraft des ausgelenkten - gebogenen Lotdrahtab­ schnittes.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Vorschub von Lotdraht an ein beheiztes Werkstück, mit einem steuerbaren Motor zur kontinuierlichen Förderung des Lotdrahtes zum Werkstück, und mindestens einer Führungseinrichtung für den Lotdraht sowie mit einer Meßeinrichtung, die den Vorschub in Abhängigkeit vom aktuellen Schmelzvorgang des Lötdrahts am Werkstück steuert, dadurch gekennzeichnet, daß Motor (12) und/oder Führungseinrich­ tungen (13A, 13B) so angeordnet sind, daß die Vorschubrichtung der Vorschubrollen (12A, 12B) des Motors (12) und die Zuführrichtung am Werkstück (14) miteinander einen Winkel (α) einschließen, und daß die Meßeinrichtung (16) die Auslenkung (a) des Lotdrahtes (20) in dessen Krümmungsbereich erfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) die Position (a) einer Meßstelle (X) des Lötdrahtes (20) auf einer Meßgeraden senkrecht zum Lötdraht erfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstelle (X) in der Mitte des Krümmungsbereichs liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung einen ersten Abschnitt (13A) beinhaltet, der mit der Vorschubrichtung des Motors (12) fluchtet und einen zweiten Abschnitt (13B), der die Zuführrichtung zum Werkstück (14) vorgibt, so daß die Längsachsen dieser beiden Abschnitte (13A, 13B) den Winkel (α) bestimmen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) im Bereich von 10-40° liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) die Drehzahl des Motors (12) in Abhängigkeit vom Wert der Auslenkung (a) steuert oder regelt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (16) bei Überschreitung eines vorgegebenen ersten Grenzwertes (a1) der Auslenkung (a) den Vorschub stoppt und bei Unterschreitung eines vorgegebenen zweiten Grenzwertes (a2) den Vorschub (wieder) aktiviert.