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Die
vorliegende Patentanmeldung betrifft entsprechend den Ansprüchen einen "BESTÜCKUNGSKOPF
FÜR STECKER
VERSCHIEDENER LÄNGEN", dessen neue Form-,
Konzeptions- und Konstruktionscharakteristika die Aufgabe, für die er speziell
entwickelt wurde, mit einem Maximum an Sicherheit und Effizienz
erfüllen.
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Es
gibt auf dem Markt Bestückungsmaschinen,
die man als Stand der Technik betrachten kann und die zur Erfüllung ihrer
Aufgabe eine Reihe von Elementen umfassen, unter denen sich der
Bestückungskopf
befindet, der diese Bestückungsfunktion erfüllt mit
Hilfe eines Systems zur Versorgung mit elektrischen oder elektronischen
Bauteilen, etwa Steckern, Brücken,
Lappen bzw. Laschen, Buchsen und Ähnlichem. Diese Bestückungsmaschinen
enthalten neben anderen Elementen einen Koordinatentisch, der entsprechend
der X- und Y-Achsen
in vier Richtungen verschoben werden kann und eine der Leiterplatte
zugeordnete Drehplatte umfasst, die sich in dem Moment mit der Drehplatte
verbindet, wo der Kopf sich diese Leiterplatte zur Bestückung mit
Bauteilen vornimmt, um dann die eigentliche Bestückungsoperation durchzuführen.
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Die
Art der Bestückungsköpfe hinsichtlich
ihrer konstruktiven Konzeption wird im Allgemeinen durch den Typ
der zur Bestückung
der Leiterplatte vorgesehenen elektrischen, elektronischen o.ä. Elemente
bestimmt, das heißt
dass die physikalische und geometrische Art dieser Elemente weitgehend die
spezifische Konzeption jedes Kopfs bestimmt, so dass seine spezifische
Konzeption enorm variiert, obwohl die meisten auf dem Markt befindlichen
Köpfe die
gleiche Funktion haben, abhängig
von den genannten Formen von Elementen, mit denen die Leiterplatten
bzw. gedruckten Schaltungen bestückt werden.
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In
dem Patent ES-A-2 024 121 wird ein automatischer Kopf beschrieben
und beansprucht, der Leiterplatten in vier Bewegungsrichtungen im
Randbereich der Bestückungsmaschine
mit Laschen bestückt,
wobei diese in Form eines Drahts aus Eisen oder Ähnlichem von einer Rolle zugeführt und
passend abgeschnitten werden, in dann die eigentliche Bestückungsoperation
durchzuführen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Bestückungsköpfe des
in dem oben genannten Patent beschriebenen Typs und andere ähnliche
in dem Sinne zu verbessern, dass man die für ihren Betrieb benötigten Elemente
vereinfacht und außerdem
die Bestückung
mit Steckern von unterschiedlicher Länge ermöglicht, ohne den Kopf ganz oder
teilweise austauschen zu müssen,
was zu einer erheblichen Zeitersparnis sowie einer Erhöhung der spezifischen
Leistung der Bestückungsmaschine führt, was
ermöglicht,
in Verbindung mit Maschinen, die unter anderen Vorteilen denjenigen
umfassen, mit gedruckten Schaltungen unterschiedlicher Abmessungen
versorgt werden zu können,
noch mehr die spezifische Leistung des gesamten Systems zu verbessern,
indem man die oben erwähnte
spezifische Leistung in die Bestückungsmaschine
an sich, versehen mit einem kontinuierlichen Versorgungssystem,
inkorporiert.
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Die
konstruktiven Vereinfachungen dessen, was man als Stand der Technik
betrachtet, bestehen im Wesentlichen darin, die Aufgabe der Bestückung mit
einem Kopf durchzuführen,
der nur mit zwei hydraulischen oder pneumatischen Zylindern versehen ist,
was dazu führt,
dass die Komplexität,
die Konstruktion und der Endpreis des Bestückungskopfes sich sehr wohl
reduzieren und bei seiner Inbetriebnahme weniger Einstellungen vorgenommen
werden müssen.
Der erfindungsgemäße Bestückungskopf wird
durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definiert. Der Bestückungskopf
wird hauptsächlich durch
zwei aufeinanderfolgende, um 90° gegeneinander
verdrehte Richtrollensätze
gebildet, die gemeinsam ermöglichen,
den Eisendraht geradezurichten und auszurichten, der nach dieser
Operation in den zentralen Hauptteil des Kopfes eingeführt wird, wo
er entsprechend einer konventionellen Lösung angetrieben wird, um schließlich bestückt bzw.
eingesetzt zu werden; er enthält
die entsprechende pneumatische Versorgungsvorrichtung, um den Eisendraht
bis zum entgegengesetzten Ende des Bestückungskopfs anzutreiben, so
dass dieses, ausgestattet mit entsprechenden Greifbacken, eine erste
Formungsoperation der Enden des Eisendrahts durchführen kann – ohne ihn
aber zu durchschneiden – der dann
sich dann weiterbewegt bis zu einer Leitung oder Führung, die
ihn zu einer Scheibe leitet, die innen mit der entsprechenden Nut
versehen ist und die ihrerseits und auf bekannte Weise durch Drehung
zur Abtrennung jedes schon vorgeformten Steckerstücks von
dem Endlos-Eisendraht bewirkt, worauf dann, ebenfalls auf eine bekannte
Weise, die Senkbewegung eines konventionellen Stempels erfolgt,
um durch die entsprechende Mündung
hindurch diesen Stecker in die entsprechende gedruckte Schaltung einzusetzen,
die sich auf dem entsprechenden Koordinatentisch oder der entsprechenden
Drehplatte befindet.
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Bei
dieser Realisierung sind die pneumatischen und hydraulischen Zylinder,
die den gesamten Bestückungskopf
antreiben, auf zwei reduziert, wobei der den von der Spule kommenden
Eisendraht antreibende erste Zylinder mit Hilfe des entsprechenden
Supports auf die Bestückungsmaschine
montiert ist, um ihn in den Innenteil des eigentlichen Bestückungskopfes
einzuführen,
bis in die Nähe
der Greifbacken, wie schon erwähnt,
während
der zweite Zylinder, der mit dem entsprechenden Nocken zusammenwirkt,
ein Gleitelement betätigt,
um den Stempel zu verschieben und so die eigentliche Bestückungsoperation
durchzuführen.
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Weitere
Details und Merkmale des vorliegenden Patents sind in der nachfolgenden
Beschreibung enthalten, die sich auf beigefügte Figuren bezieht, in denen
auf etwas schematische Weise die bevorzugten Details dargestellt
sind. Diese Details sind beispielartig und beziehen sich auf einen
möglichen praktischen
Realisierungsfall, sind aber nicht beschränkt auf die darin dargestellten
Details, so dass diese Beschreibung als nicht einschränkend sondern nur
der Erläuterung
dienend betrachtet werden muss.
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Die
beigefügten
Zeichnungen enthalten die folgenden mit ihren Bezugszeichen versehenen
Elemente: (10) Bestückungskopf,
(11) Greifbacken, (12) Stempel, (13)
Richtrollensatz, (14) pneumatische Versorgungseinrichtung,
(15) Führung,
(16) Mündung,
(17) Führungsleitung,
(18) Stecker, (19) Scheibe, (20) Nut,
(21) Rückhalteeinrichtung,
(22) Leiterplatte, (23) Drehplatte bzw. Drehtisch,
(24) Stempel, (25) pneumatischer oder hydraulischer
Zylinder, (26) Nocke, (27) Kranz, (28)
Drücker,
(29) Labyrinth, (30) Gehäuse, (31) Versorgungsmündung, (32)
Leitung, (33) Achse, (34) Stange, (35)
Achse, (36) Vorrichtung, (37) Kranz, (37a)
Perimeter, (38) Protuberanzen, (39) Enden von
(11), (40) Arm, (41) Stifte.
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Die 1 ist
ein längsgeschnittener
Aufriss des gesamten Bestückungskopfes 10,
der gebildet wird durch zwei verschiedene Hauptteile, wobei der auf
der linken Seite befindliche erste den Eisendraht mittels Richtrollensätzen 13 kanalisiert
bzw. zuführt und
dann mittels einer pneumatischen Fördereinrichtung 14 bis
in die Nähe
der Mündung 16 bringt;
ein anderer, auf der rechten Seite befindlicher Hauptteil, dessen
Funktion die der pneumatischen Bestückung ist und der gebildet
wird durch die Antriebseinrichtungen des Stempels 24, wirkt
auf den Stecker 18 ein, um ihn die Leiterplatte 22 hineinzudrücken.
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Die 2 ist
eine Rückansicht
des Kopfes 10 nach der 1, die das
Antriebs- und Drehsystem der Scheibe 19 mit Hilfe des Drückers 28 und
der des Arms 40 zeigt.
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Die 3 ist
ein Teilschnitt eines der Hauptteile des Kopfs 10.
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Die 4 ist
eine Seitenansicht eines der Hauptteile des Kopfs 10.
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Die 5 ist
ein Querschnittaufriss der Vorrichtung 36, welche die Greifbacken 11 betätigt.
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Bei
einer der bevorzugten Realisierungen dessen, was Gegenstand des
vorliegenden Patents ist, wie dargestellt in der 1,
wird der Bestückungskopf 10 durch
zwei Hauptteile gebildet, von denen der erste, der auf der linken
Seite der Figur eine schräge
Stellung einnimmt, die Aufgabe hat, den Eisendraht zu richten und
der eigentlichen Bestückungsvorrichtung
zuzuführen,
während
der zweite Hauptteil, der auf der rechten Seite der Figur eine vertikale
Stellung einnimmt, die Aufgabe hat, den durch den vorhergehenden
Hauptteil vorbehandelten Draht zu durchschneiden, das abgeschnittene
Stück von
dem Endlos-Eisendraht zu trennen und als Stecker in die entsprechende
Leiterplatte 22 zu pressen, die sich auf der Drehplatte 23 befindet.
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Der
auf der linken Seite des Kopfes 10 befindliche Hauptteil
wird durch zwei Richtrollensätze 13 gebildet,
wobei die beiden Sätze
um 90° gegeneinander
verdreht sind. Sein Zweck ist das Befördern des von einer der Bestückungsmaschine
angepassten konventionellen Spule kommenden Eisendrahts bis zur
Oberseite des Bestückungskopfes
mit Hilfe einer pneumatischen Zuführungseinrichtung 14,
die den Eisendraht hält
bzw. ergreift und zieht, so dass er sich vorwärtsbewegt und die durch die
Richtrollensätze 13 verursachte
Reibungskraft überwindet
und dabei auch noch gerichtet wird.
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Das
kontinuierliche Wirken der Zuführungseinrichtung 14,
die den Eisendraht mit bekannten Mitteln greift und zu der Mündung 16 vorwärtsbewegt, speist
ihn in die Führung 15 ein,
bis zu den Spitzen 12 der Greifbacken 11, die
sich in Verbindung mit der Vorrichtung 36 öffnen und
schließen,
die weiter unten beschrieben wird (s. 5). Diese
Spitzen 12 erzeugen auf der zwischen ihnen passierenden
Stange geritzte Linien oder Perimeter. Die Stange setzt ihren Weg
fort, bis sie sich in der Führungsleitung 17 in Stellung
befindet (s. 1). In diesem Moment fluchtet
die Nut 20 der Scheibe 19 mit der Führungsleitung 17,
wird dann dank der Betätigung
des Arms 40 und des Drückers 28 gedreht,
so dass sie den Stecker 18 an dem schwachen Punkt des durch
den Kopf gelieferten Eisendraht abbricht und auf den Stempel 24 ausrichtet,
der dann unter der Einwirkung des Zylinders 25 den Stecker 18 auf
bekannte Weise in die Leiterplatte 22 hineinpresst. Die
Aufgabe der Vorrichtung 36 ist es, als Betätigungseinrichtung
der Greifbacken 11 zu dienen, die durch ihre Enden 39 gezwungen
werden, von innen nach außen
und umgekehrt zu schwenken bzw. sich von innen nach außen und
umgekehrt zu drehen, durch die Wirkung des Kranzes 37,
versehen mit dem Perimeter 37a, und sich auf der Achse
bzw. um die Achse 33 zu drehen. Der Perimeter 37a des
Kranzes 37 weist in gleichmäßigen Abständen Protuberanzen 38 auf,
welche die Enden 39 der Greifbacken 11 verschieben,
so dass die an der Unterseite von 11 befindlichen Spitzen 12 gezwungen
sind, auf dem gesamten Querschnitt der Stange Ritzen zu erzeugen,
indem sie über
diese fahren.
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Der
spezielle Charakter der Vorrichtung 36 ermöglicht,
durch einen einfachen Austausch des Kranzes 37 mit der
Achse 33 den Weg dieser Greifbacken 11 zu regulieren
und ermöglicht
somit, auch mit verschiedenen Draht- oder Stangendurchmessern zur
Herstellung der Stecker arbeiten zu können, ohne den Kopf auszutauschen
zu müssen,
was dem vorgeschlagenen Bestückungskopf
eine größere Vielseitigkeit
verleiht.
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Außerdem,
wie weiter oben erwähnt,
besteht ein anderer Gegenstand der Erfindung in der Möglichkeit,
dass der Bestückungskopf
zusätzlich
zu den oben beschriebenen Funktionen mit verschiedenen Längen von
Steckern 18 arbeiten kann, was in Verbindung mit der Möglichkeit
bestimmter Bestückungsmaschinen,
mehrere Leiterplatten 22 unterschiedlicher Dimension zu
bestücken,
eine endlose Anzahl von Möglichkeiten
ergibt, was diesen Maschinentyp rentabel macht. All dies erhält man dank
der Vorrichtung, die einen Nocken 26 umfasst, wie dargestellt
in der 1, der sich um die Achse 26a dreht, wobei
ein Kranz 27 auf dem Ende dieses Nockens 26 vorgesehen
ist, dessen zylindrischen Außenoberfläche auf
den Drücker 28 einwirkt,
der dank der speziellen Konfiguration des Labyrinths 29 verschiedene Hube
des Stempels 24 ermöglicht,
der den Stecker 18 auf bekannte Weise in die Leiterplatte 22 hineinpresst,
wenn der entsprechende Gegenhalter, der in den Figuren nicht dargestellt
ist, sich unter diesem letzteren befindet. Der Stempel 24 drückt unter
der Einwirkung des Zylinders 25 auf den Stecker 18,
der sich in der Nut 20 befindet (s. 3) und schiebt
ihn durch die Zuführungsmündung 31.
Der Hub der Zuführungsvorrichtung 14 und
ihr Abwärtshub
ist abhängig
von der größten Länge des
Steckers 18 dank der Verschiebung, zu welcher der Nocken 26 den Drücker 28 zwingt,
was dazu führt,
dass der Stempel 24 seinen Hub ausführt, indem er den in der genannten
Nut 20 befindlichen Stecker 18 verschiebt, wobei dieser
letztere, wenn er von der Stange abgetrennt ist, aus der die Stecker
gebildet werden, von der Haltevorrichtung 21 gehalten wird,
bis diese sich zurückzieht
und der Stempel 24 durch Einwirkung des Drückers 28 in
der beschriebenen Weise agiert. Wie die 2 und 3 zeigen,
erfolgt die Bewegung der Scheibe 19 durch den Arm 40,
der mit der Stange 34 durch Stifte 41 verbunden
ist. Die Koordination zwischen den Elementen, welche die Drehung
der Scheibe 19 bewirken, ihrerseits selbst mit der pneumatischen
Zuführungseinrichtung 14 und
der Vorrichtung 36 koordiniert, realisiert das Öffnen und
Schließen
der Greifbacken 11, so dass, wenn die Spitzen 20 den
Riss in der entsprechenden Stange – oder dem Draht – erzeugt
haben und diese bzw. dieser ins Innere der Führungsleitung 17 gestoßen worden
ist, die Nut 19 mit 17 fluchtet, um den halbfertigen
Stecker 18 aufzunehmen. Durch Drehung dieser Scheibe 20 wird
er von der genannten Stange abgetrennt und mit der Beschreibung
entsprechenden Betriebszyklen setzt sich der Betriebszyklus des
Bestückungskopfes
fort.
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Das
Umstellen auf Stecker 18 mit anderen Längen und das Koordinieren der
oben erwähnten Bewegungen
besteht nur darin, dass der Stempel 24 sich über eine
mehr oder weniger große
Distanz verschiebt, abhängig
von der mehr oder weniger großen Trägheitslänge bzw.
Dimensionsstabilitätslänge (longueur
d'inertie) des zur
Bestückung
der Leiterplatte 22 vorgesehenen Steckers 18.
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Es
ist selbstverständlich,
dass bei dem in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ausreichend
beschriebenen vorliegenden Patent innerhalb der Grenzen des durch
die nachfolgenden Ansprüche
definierten Schutzes alle als zweckdienlich beurteilten Detailmodifikationen
vorgenommen werden können.