SE435228B

SE435228B - Arrangement for automatic insertion of wire pins in circuit boards

Info

Publication number: SE435228B
Application number: SE8300182A
Authority: SE
Inventors: P O Gustavsson
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1983-01-14
Publication date: 1984-09-10
Also published as: SE8300182D0; SE8300182L

Abstract

Equipment for automatic insertion of the wire pin 9 in an undersized hole in a circuit board 7 comprises a holder 1 for wire pins, a feeding device 2 with parallel channels with a cross-section adapted to the cross-section of the pins, for feeding of pins from the container into the channels, and an expelling device 4, 12 for receiving the pins from the feeding device for expelling the pins and inserting them in holes in the circuit board with great force by means of compressed air. Prior to the expelling device 4, 12 there is preferably a loading device 17 for selective feeding of pins to the expelling device to suit the required wire pin pattern on the circuit board. The various operations of the equipment and monitoring of fed and inserted wire pins are suitably controlled centrally by a computer. <IMAGE>

Description

, . . . _. 1D 15 20 25 àanoiaz-6 virstift. Dessutom möjliggöres att med samma utrustning bilda olika virstifts- mönster, dvs behov av olika verktyg för olika korttyper har eliminerats. Vidare möjliggöres på ett enkelt sätt en automatisk styrning av anordningen för erhållande av önskat virstiftsmönster medelst t ex databaserad styrenhet. ,. . . _. 1D 15 20 25 àanoiaz-6 virstift. In addition, it is possible to form different pin pins with the same equipment, ie the need for different tools for different card types has been eliminated. Furthermore, an automatic control of the device for obtaining the desired pin pin pattern is enabled in a simple manner by means of, for example, a computerized control unit.

Dessa och andra fördelar kommer att framgå av följande beskrivning av en föredragen utföringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade rit- ningar, och det för uppfinningen kännetecknande för att erhålla nämnda fördelar framgår av efterföljande patentkrav.These and other advantages will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings, and the characterizing features of the invention for obtaining said advantages are set forth in the appended claims.

FIGURBESKRIVNING Figurl visar schematiskt i perspektivvy huvuddelarna i en exemplifierad utrustning enligt uppfinningen.DESCRIPTION OF THE FIGURES Figure 1 shows diagrammatically in perspective view the main parts of an exemplary equipment according to the invention.

Figur 2 visar i snitt och sidovy i utrustningen ingående laddnings- och utskjut- ningsanordning.Figure 2 shows, in section and side view, the charging and launching device included in the equipment.

Figur 3 visar en toppvy, delvis i snitt, av anordningen enligt figur 2.Figure 3 shows a top view, partly in section, of the device according to figure 2.

Figur 4 visar i större skala ett snitt genom ett mothàll för virstift vid isättning i kretskort.Figure 4 shows on a larger scale a section through an abutment for wire pins when inserted in circuit boards.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER i den i figur 1 såsom exempel visade utrustningen enligt uppfinningen ingar en behållare, för virstift i form av en vibrationsmatare 1, en frammatningsanord- ning 2, en laddnings- och 'styrenhet 3 med manöverorgan 3Ba, 38b, 39 i form av tryckluftscylindrar och en stegmotor 37. En avfyrningspipa betecknas med 4, ett mothàll med 23 och ett mönsterkort med 7. Mönsterkortet 7 är placerat pa ett icke visat koordinatbord av standardtyp som kan förflytta kretskortet till önskat läge i förhållande till pipan 4 genom linjär förskjutning och/eller vridning. Inmatningen av stiften till pipan styrs med hjälp av ett batteri elektriskt manövrerade ventiler 22 för tryckluft som ombesörjer selektiv in- matning av virstift i laddningsmekanismen. 8300182-6 För att hålla kretskortet plant då virstiften sätts i finns tillhàllareorgan 24, 40.PREFERRED EMBODIMENTS in the equipment according to the invention shown by way of example in the invention include a container, for swivel pins in the form of a vibration feeder 1, a feed device 2, a charging and control unit 3 with actuators 3Ba, 38b, 39 in the form of compressed air cylinders and a stepper motor 37. A firing barrel is denoted by 4, an abutment by 23 and a printed circuit board by 7. The printed circuit board 7 is placed on a standard type coordinate table (not shown) which can move the circuit board to the desired position relative to the barrel 4 by linear displacement and / or twist. The supply of the pins to the barrel is controlled by means of a battery of electrically operated valves 22 for compressed air which provide for the selective supply of wire pins into the charging mechanism. 8300182-6 To keep the circuit board flat when the wire pins are inserted, there are tumbler means 24, 40.

För att övervaka frammatning och isättning av virstift anordnas avkännings- organ pà ett antal ställen. Dessa avkänningsorgan kan besta av fotoceller med tillhörande belysning som känner närvaro av stift i frammatningsanordningen 2 _ 5 vid A och B, i laddnings- och styrenheten 3 vid C, i avfyrningspipans mynning "j vid D och om stift fastsatts i kortet vid E. De olika manöver- och avkännings- _ organen är kopplade till en lämpligen datorstyrd styrenhet (ej visad) som ombesörjer positionering av mönsterkortet och isättning av virstift pa önskade ' ställen och som indikerar om stift saknas. w Med hänvisning till figur 2-4 kommer att närmare beskrivas laddnings-och avfyrningsmekanismen 3, och ett under kretskortet 7 anordnat mothâll. Härvid V-"ç redogöres emellertid ej för detaljer som är oväsentliga för uppfinningens förståelse.To monitor the feed and insertion of wire pins, sensing means are arranged in a number of places. These sensing means may consist of photocells with associated illumination which detect the presence of pins in the feed device 2 - 5 at A and B, in the charging and control unit 3 at C, in the mouth of the firing barrel "j at D and if pins are fixed in the card at E. The various operating and sensing means are connected to a suitably computer-controlled control unit (not shown) which provides for positioning of the printed circuit board and insertion of wire pins in desired places and which indicates whether pins are missing.W Referring to Figures 2-4, the charging and firing mechanism 3 is described, and an abutment arranged below the circuit board 7. In this case, however, no details are given which are irrelevant to the understanding of the invention.

F rammatningsanordningen 2, efter vilken virstiften frammatas från vibrations- 15 mataren 1 till laddnings- och avfyringsmekanismen 3, är utformad med ett antal åtskilda, parallella rännor eller kanaler, t ex 25 st, med ett tvärsnitt anpassat till virstiftens tvärsnitt. Dessa kanaler övergår i motsvarande kanaler 8 i laddnings-och avfyringsmekanismen 3. I figur 2 är en av dessa kanaler 8 visad och även visat i kanalen inmatade virstift 9. Kanalerna 8 övergår i motsvarande 20 kanaler 10 i ett fast lager ll för ett laddningsmagasin 12, vilket är försett med motsvarande kanaler 13 (se figur 3) och är vridbart 900 med hjälp av en stegmotor 37, mellan ett läge, där kanalerna 13 ligger i linje med kanalerna 10 (det i figur 2 visade läget), och ett läge där kanalerna 13 via kanaler 14 i lagret ll ligger i linje med motsvarande kanaler (icke visade) i avfyringspipan 4.The feed device 2, after which the wire pins are fed from the vibration feeder 1 to the charging and firing mechanism 3, is formed with a number of separate, parallel grooves or channels, for example 25 pcs, with a cross section adapted to the cross section of the wire pins. These channels merge into corresponding channels 8 in the charging and firing mechanism 3. In Figure 2, one of these channels 8 is shown and also shown in the duct input wire pins 9. The channels 8 merge into corresponding 20 channels 10 in a fixed bearing 11 for a charging magazine 12 , which is provided with corresponding channels 13 (see figure 3) and is rotatable 900 by means of a stepper motor 37, between a position where the channels 13 are in line with the channels 10 (the position shown in figure 2), and a position where the channels 13 via channels 14 in the bearing 11 are in line with the corresponding channels (not shown) in the firing barrel 4.

Motsatt kanalerna 14 är i lagret ll anordnat kanaler 15 till en anslutning 16 till en tryckluftkälla. l sistnämnda läge utskjutes de i laddningsmagasinet 12 inmatade stiften medelst tryckluft (pil P) med stor kraft ur magasinet genom 25 avfyringspipan 4 och indrives i kretskortet 7.Opposite the ducts 14, ducts 15 are arranged in the bearing 11 to a connection 16 to a compressed air source. In the latter position, the pins fed into the charging magazine 12 are ejected by means of compressed air (arrow P) with great force from the magazine through the firing barrel 4 and are driven into the circuit board 7.

För selektiv inmatnin av virstift i laddningsmagasinet 12 allt efter önskat 9 3D virstiftmönster i kretskortet är före magasinet anordnad en allmänt med 17 betecknad laddningsanordning. Den visade laddningsanordningen innefattar här- vid för varje kanal 8 tva bakre, t ex av tryckluftskolvar 38a, 38b magnetventil- u» nav vn 10 15 20 25 30 asoo1a2-s påverkade stopp l8a och l8b och ett främre närmast laddningsmagasinet 12 beläget stopp 19. Mellan stoppet 19 och stoppet l8a respektive l8b bildas i varje kanal 8 en laddningskammare 20, varvid stoppen l8a och l8b är selektivt valbara t ex genom magnetventiler för anpassning till kortare respektive längre Virstift och varvid stoppen l8a eller l8b bildar bakre mothàll för Virstift i laddningskamrarna 20. När stoppen l8a, l8b pâverkas av kolvarna 3Ba, 3Bb de- formeras de sä att det elastiska materialet tränger ner i kanalerna 8. Såsom framgår av figur 3 utgöres det främre stoppet 19 av en slid, vilken mot verkan av en gummikuts 21 såsom fjäder är påverkad, t ex medelst tryckluftcylinder, fran ett läge, i vilket sliden häller kanalerna 8 stängda, till ett öppet läge, där genomgående urtag i sliden (ej visade) ligger i linje med kanalerna 8. I det öppna läget kan således i laddningskamrarna 20 befintliga virstift förskjutas in i laddningsmagasinets 12 kanaler 13. Detta sker medelst tryckluft som tillföres laddningskamrarna via ventiler 22 och kanaler (ej visade), varvid en ventil och en kanal förefinnes för varje kammare. Virstift tillföras samtliga laddnings- kammare 20 och genom vald paverkan av ventiler 22 tillföres laddningsmaga- sinet 12 i sina kanaler 13 valda Virstift motsvarande önskat virstiftsmönster i kretskortet 7.For selective feeding of swivel pins into the charging magazine 12 according to the desired 9 3D swivel pin pattern in the circuit board, a charging device generally designated 17 is arranged in front of the magazine. The charging device shown here comprises for each channel 8 two rear, for example of compressed air pistons 38a, 38b solenoid valve uv nav 10 15 20 25 30 asoo1a2-s actuated stops 18a and 18b and a front 19 located closest to the charging magazine 12. Between the stop 19 and the stops 18a and 18b, respectively, a charging chamber 20 is formed in each channel 8, the stops 18a and 18b being selectively selectable, for example by solenoid valves for adaptation to shorter and longer wire pins, and the stops 18a or 18b forming rear abutments in the charging chambers 20. When the stops 18a, 18b are actuated by the pistons 3Ba, 3Bb, they are deformed so that the elastic material penetrates into the channels 8. As can be seen from Figure 3, the front stop 19 is formed by a slide, which against the action of a rubber cushion 21 such as a spring is actuated, for example by means of a compressed air cylinder, from a position in which the slide pours the channels 8 closed, to an open position, where continuous recesses in the slide (not shown) are in line with the ducts 8. Thus, in the open position, existing wire pins existing in the loading chambers 20 can be displaced into the ducts 13 of the loading magazine 12. This is done by means of compressed air supplied to the loading chambers via valves 22 and ducts (not shown), with a valve and a duct for each chamber. Swivel pins are supplied to all charging chambers 20 and by selected influence of valves 22 the charging magazine 12 is supplied in its channels 13 selected Swivel pins corresponding to the desired swivel pin pattern in the circuit board 7.

Alternativt kan för det selektiva valet av Virstift stoppen l8a eller l8b styras individuellt för varje kanal 8, så att valda laddningskammare 20 förses med virstift, vilka efter öppnande av stoppet 19 inskjutes medelst tryckluft in i laddningsmagasinets 12 motsvarande kanaler.Alternatively, for the selective selection of Virstick, the stop 18a or 18b can be controlled individually for each channel 8, so that selected charging chambers 20 are provided with Virst, which after opening the stop 19 are pushed by means of compressed air into the corresponding channels of the charging magazine 12.

Vid virstiftsinskjutningen i kretskortet7 är detta lämpligen understött av mothäll. Ett fördelaktigt dylikt mothàll 23 är visat i figur 4. Mothàllet består av ett stöd 24, mot vilket dynor 25, en för varje virstift 9, är glidbart anordnade fran ett övre läge med verkan av en fjäder 26 till ett av i kretskortet7 inskjutna Virstift nedpressat läge bestämt av stödets 24 nederdel 27. Sasom visat är stödet 24 i sin stödyta mot kretskortet försett med urtag 28 för tidigare insatta Virstift. Stödet 24 är vidare försett med urtag 29 för en fotocellrad med en fotocell33 för varje dyna 25. Mellan fotocellerna och dynornas glidyta 30 mot stödet 24 finnes genomgående kanaler 31 och pa motsatt sida om dynorna 25 förefinnes i det V-formade urtaget 32 en ljus- källa 34. Vid korrekt inskjutna Virstift i lretskortet 7 sluter dynorna 25 för- bindelsen mellan fotoceller och ljuskälla. . 10 15 20 25 30 8300182-6 Då kretskort alltid ej är helt plana tjänstgör stödet 24 för att rikta kretskorten.When inserting the wire pin into the circuit board7, this is suitably supported by a counter hob. An advantageous such support 23 is shown in Figure 4. The support consists of a support 24, against which pads 25, one for each swivel pin 9, are slidably arranged from an upper position with the action of a spring 26 to one of the swivel pins inserted into the circuit board 7 depressed position determined by the lower part 27 of the support 24. As shown, the support 24 is provided in its support surface against the circuit board with recesses 28 for previously inserted Vir pins. The support 24 is further provided with recesses 29 for a photocell row with a photocell 33 for each pad 25. Between the photocells and the sliding surface 30 of the pads towards the support 24 there are continuous channels 31 and on the opposite side of the pads 25 there is in the V-shaped recess 32 a light source 34. When the Virstick is inserted correctly in the screen card 7, the pads 25 close the connection between photocells and the light source. . 10 15 20 25 30 8300182-6 As circuit boards are not always completely flat, the support 24 serves to direct the circuit boards.

Stödet 24 kan alternativt vara rörligt och inställas med hjälp av ett manöver- organ 42. Som rnotstöd och fastlasning av kretskortet vid inskjutning av virstift är avfyringspipan lämpligen försedd med ett relativt pipan vertikalt rörligt element 4D påverkat av ett manöverorgan 41 och pipan vid inskjutningen finns ett luftgap större än utskjutande virstiftsdel. Avfyringspipan 4 skjuter da in virstiften i kretskortet via luftgapet och utan stöd fran pipan. Alternativt kan själva avfyringspipanlz anligga mot kretskortets ovsnsida, varvid pipan da lämpligen är rörligt anordnad i vertikal led ett stycke längre än det stycke isatta virstift skjuter ut ovanför kretskortet.The support 24 can alternatively be movable and adjusted by means of an actuator 42. As a support and securing of the circuit board when inserting wire pins, the firing barrel is suitably provided with a relatively movable element 4D vertically actuated by an operating member 41 and the barrel at the insertion is a air gap larger than projecting wire pin part. The firing barrel 4 then pushes the wire pins into the circuit board via the air gap and without support from the barrel. Alternatively, the firing barrel itself may abut against the upper side of the circuit board, the barrel then suitably being movably arranged in the vertical direction a distance longer than the piece of inserted pin extending above the circuit board.

Utöver nämnda kontrollorgan för indikering av korrekt isättning av virstift i kretskorten kan även finnas ett eller flera kontrollorgan som indikerar att önskat antal virstift frammatas till laddningsmagasinet 12 vilket schematiskt indikeras av A, B och C i figur 1 och/eller kontrollorgan vid avfyringspipans 4 underkant för att ge anvisning om att önskade virstift utskjutits fran pipan vilket schematiskt indikeras med D i figur 1. Kontrollorganen kan vara optiska och av princip samma slag som visats i figur 4.In addition to said control means for indicating correct insertion of wire pins in the circuit boards, there may also be one or more control means indicating that the desired number of wire pins is fed to the charging magazine 12 which is schematically indicated by A, B and C in Figure 1 and / or control means at the lower edge of the barrel 4 for to give an indication that the desired wire pins have been projected from the barrel, which is schematically indicated by D in figure 1. The control means can be optical and in principle the same kind as shown in figure 4.

Samtliga kontrollorgan liksom Utrustningens olika operationer i laddnings-och avfyringsmekanismen 3 samt koordinatbordets 5 inställning kan styras av en styrenhet och härvid lämpligen med databaserat underlag.All control means as well as the various operations of the Equipment in the charging and firing mechanism 3 and the setting of the coordinate table 5 can be controlled by a control unit and in this case suitably with a computerized base.

Uppfinningen 'är icke begränsad till ovan beskrivna och pa ritningen visade utföringsexemplet. Den kan varieras på ett flertal sätt utan att det centrala i uppfinningen frangas, nämligen en automatisk isättning av virstift i kretskort genom användning av en utskjutningsanordning som medelst tryckluft med stor kraft skjuter ut vírstiften och driver in dem i kretskortet. Utskjutningsanord- ningen liksom även övriga i anordningen enligt uppfinningen ingående väsentliga delar och organ, såsom selektivt val av virstift och kontroll av korrekt isättning av virstift, kan härvid vara utformade pa annat sätt än vad som beskrivits och visats även om denna utföringsform visat sig för närvarande vara mest fördelaktig.The invention is not limited to the exemplary embodiment described above and shown in the drawing. It can be varied in a number of ways without compromising the centrality of the invention, namely an automatic insertion of wire pins into circuit boards by using a launching device which by means of compressed air with great force pushes out the wire pins and drives them into the circuit board. The launching device as well as other essential parts and means included in the device according to the invention, such as selective selection of swivel pins and control of correct insertion of swivel pins, can in this case be designed in a different way than described and shown, although this embodiment has been shown at present. be most beneficial.

Claims

1.83 »00182-6 10 15 PATENT REQUIREMENTS Device for automatic insertion of wire pins in the cross-section of the wire pins undercalibrated in circuit boards, comprising a container for wire pins, a feed device provided with grooves or channels with a cross section adapted to the wire pin cross section for feed from the container of wire pins in the channels, and a dispensing device provided with corresponding channels for receiving wire pins from the feed device and discharging the received wire pins simultaneously to the circuit board when the channels of the discharge device are directed towards the slides in the circuit board in which wire pins are to be inserted. characterized in that the discharge device consists of a ejection device (li, 12) with an ejection clone (4), the channels of which in said directed position are connected to a source of compressed air for ejection of the received viruses (9) from the ejection device, and drive into the said undercalibrated hall of the circuit board (7) by means of compressed air and that a charging device (17) is arranged between the ejection device (4, 12) and the feed device (2) for selectively feeding wire pins (9) to the ejection device (4, 12) for inserting the selected number of wire pins into the circuit board (7). ) depending on the desired pin pin pattern in the circuit board.

Device according to claim 1, characterized by means for checking the correct collection of the wire pins (9) in the circuit board (7).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the launching device (4, 12) also comprises a charging magazine (12) arranged in front of the launching device (4), which is adjustable between a position for receiving swivel pins (9 ) from the charging device (17) and said directed position, wherein in the receiving position the connection (15) between the compressed air source and the channels (13) of the launching device (4, 12) is broken.

Device according to claim 3, characterized in that the charging magazine (12) is rotatably arranged between said two positions.

Device according to any one of claims 1-4, characterized by means for controlling the input to the launching device (4, 12) of the correct number of wire pins (9). & 500182-6 6 Device according to one of Claims 1S, characterized by support (24) abutting the side of the circuit board (7) facing away from the firing device (h) when the wire pin (9) is inserted into the circuit board and a counter provided for each pin (25) displaceable by the inserted pin a certain distance relative to the support (24). Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that when the wire pins (9) are ejected from the ejection device, it abuts against the circuit board (7). Device according to any one of claims 1-6, characterized in that when the wire pins (9) are ejected from the ejection device (4), its ejection end is at a distance from the circuit board (7) larger than the wire pins driven into the circuit board in the direction of said end projecting length. Device according to claims 1-ß, characterized in that operations and controls performed in the device are controlled from a central control unit.