SE526693C2 - Integrerad luftflödeskontroll för en plock- och placeringsspindelkonstruktion - Google Patents

Description

25 30 35 526 693 spindelkonstruktion var emellertid relativt stora. Följaktligen placerades ventilkonstruktionerna på ett visst avstånd från spindelkonstruktionerna för att få plats med så många spindelkonstruktioner som möjligt i den relevanta delen av plock- och piaceringshuvudet. En nackdel med att placera ventilkonstruktionen på ett visst avstånd från spindelkonstruktionen är att tiden för vakuumet som anbringas venturiröret att nå spetsen av munstycket adderade tid tiil processtiden för plock- och placeringsmaskinen.

Vissa konventionella ventilkonstruktioner som användes i ett plock- och placeringshuvud hade en påverkanstid om ungefär 4,5 millisekunder. När påverkanstiden följaktligen sammanvägs med avståndet från ventilkonstruktionen till spindelkonstruktionen i konventionella plock- och placeringsmaskiner tar det omkring 40 millisekunder för vakuumet att nå den erforderliga nivån, typiskt omkring 20 tum kvicksilver.

I andra konventionella konstruktioner är ventilerna monterade på spindelhuvudets stomme, men ansluts till spindlarna via rör. Sådana anordningar är svåra att konstruera.

SYFTE OCH SAMMANFATTNING Följaktligen är det ett syfte med den föreliggande uppfinnlngen att tillhandahålla ett plock- och placeringshuvud för en plock- och placeringsmaskin, där påverkanstiden kan reduceras.

Det är ett ytterligare syfie med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla en spindelkonstruktion för en plock- och placeringsmaskin, där ventilkonstruktionen är tillräckligt liten för att kunna placeras i närheten av spindeln och reducera den tid som fordras för vakuumet luftrycket att anbringas mot munstyckets spets.

Det är ytterligare ett annat syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla en ventilkonstruktion för en plock- och placeringsmaskin, där påverkanstiden hos ventilen kan reduceras för att minimera processtiden.

I enlighet med en utföringsform av den föreliggande uppfinnlngen innefattar spindelkonstruktionen hos en plock- och placeringsmaskin för komponenter ett hölje som innehåller en spindel vilken kan förflytta sig längs en longitudinell axel hos spindeln; höljei: innesluter en ventil för kontroll av luftflödet till ett inre borrhåi hos spindeln; spindelns inre borrhåi har en öppning vid en ände för att kommunicera luftflödet för plockning och placering av komponenter; och luftflödet från ventilen till det inre borrhålet hos spindeln är inuti höljets förbipassagevägar. 10 15 20 25 30 35 526 693 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur 1 är en vy i genomskärning längs linjen I-l i figur 2 av en spindelkonstruktion i enlighet med en föredragen utföringsform av den föreliggande uppfinningen.

Figur 2 är en upprätt vy från sidan av en spindelkonstruktion i enlighet med de föredragna utföringsformerna av den föreliggande uppfinningen.

Figur 3 är en schematisk vy av en spindelkonstruktion i enlighet med de föredragna utföringsformerna av den föreliggande uppfinningen.

Figur 4 är en schematisk återgivning som illustrerar luftflödespassagerna hos den föredragna utföringsformen av den föreliggande uppfinningen.

DE'l'ALJERAD BESKRIVNING AV DE FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMERNA Figur 1 är en vy i genomskärning av en föredragen exemplifierande utföringsform av en spindelkonstruktion 10 för en plock- och placeringsmaskin i enlighet med den föreliggande uppfinningen. Vyn är en genomskärning längs linjen I-I i figur 2. Spindelkonstruktionen 10 används i ett plock- och placeringshuvud för att plocka upp elektroniska komponenter och placera dessa på deras avsedda platser under en sammansättningsoperation.

För att nu återgå till figur 1 innefattar spindelkonstruktionen 10 ett stomhölje 16 som har en vertikal kavitet i vilken spindeln 12 är uppburen. Vid en lägre ände av spindeln 12 finns ett munstycke 14. Munstycket 14 är den del av spindeln 12 som skapar kontakt med de kretsar och komponenter som ska plockas upp av spindeln 12.

Så som framgår av figur 1 är åtminstone en del av spindeln 12 ihålig, vilket således skapar en luftpassage 15 genom vilken vakuum eller trycklufi kan passera. Den nedersta änden av munstycket 14 är öppen så att vakuum eller tryckluft kan anbringas, vilket gör det i möjligt för kretsen eller komponenten att bli upplockad och lösgjord från munstycket 14.

Så som framgår av åtminstone figurerna 1, 3 och 4 är två ventiler 18, 20 anordnade på spindels hölje 16. Var och en av ventilerna 18, 20 är anslutna till en tryckluftskälla via en luftpassage 22. Elektriska kontakter 24 är anordnade vid en ände av varje ventil 18, 20, så att en elektrisk ström kan anbringas för att påverka ventilen 18, 20. En luflrutblåsningsport S0 är anordnad på en sida av varje ventilkropp för att medge en passage av tryckluften genom ventilerna 18, 20.

I enlighet med en föredragen utföringsform av den föreliggande uppfinnlngen är det möjligt att påverka ventilerna genom att anbringa en mycket kort strömpuls. Mer precist är det tillräckligt att anbringa en ström om cirka 2,5 till 10 ampere under cirka 0,5 till 1 10 15 20 25 30 35 526 693 milllsekund för att påverka ventilerna så att de öppnas. När ventilerna är påverkade kan luft flöda från inluftsporten 56 genom ventilkroppen och ut genom luftutblåsningsporten 50.

För att stänga ventilen anbringas en deaktiverande ström till ventilen, där strömmen har en motsatt polarltet jämfört den ursprungliga aktiverande strömmen. Den deaktiverande strömmen är mindre än den aktiverande strömmen. Den deaktiverande strömmen kan anbringas med cirka 0,3 ampere under cirka 0,1 till 0,5 millisekunder, företrädesvis 0,12 millisekunder. Alternativt kan den deaktiverande strömmen utgöra en sekvens av alternerande avmagnetiserande strömmar. Den föredragna spänningen till ventilerna är 12 volt. Emellertid är den föreliggande uppfinningen inte begränsad till de värden för spänningar, strömmar eller tider som angivits ovan.

Den föreliggande uppfinningen är inte begränsad till särskilda detaljer hos en ventil. En fackman med ordinära kunskaper inom området inser att andra typer av ventiler kan användas i enlighet med den föreliggande uppfinningen. Det är emellertid föredraget att den ventil som används har en liten storlek och hög arbetshastighet.

Riktas nu uppmärksamheten mot figur 3 och 4 framgår en luftflödeskrets enligt en utföringsform av den föreliggande uppfinningen. De olika komponenterna i den föredragna utföringsformen av hos aktuella uppfinningen illustreras i schematisk form och de är inte nödvändigtvis skalenligt ritade. En lufiförsörjningskanal 22 är ansluten till en tryckluftskälla och används för att leverera tryckluft till de två ventilerna 18, 20.

Ett venturirör 36 är också anordnat i höljet 16 för spindelkonstruktionen 10. En luftpassagekanal 28 ansluter luftutsläppet hos ventilen 20 med en första ände av venturiröret 36. venturiröret 36 är så konstruerat att när tryckluft levereras till den första änden därav skapas ett vakuum vid utsläppet 39 hos venturiröret 36. En annan lufcpassagekanal 38 ansluter utsläppet 39 hos venturiröret 36 med spindeln 12. När »ventilen 20 påverkas så att den öppnas passerar följaktligen tryckluft från luftkällspassagekanalen 22 in till ventilen 20 via en luftpassagekanal 26 och vidare genom lufipassagekanalen 28 in i venturiröret 36. Ett vakuum som skapas av venturiröret 36 anbringas sedan till spindeln 12 genom Iufipassagekanalen 38.

En utsläppspassagekanal 34 sträcker sig från en andra ände av venturiröret 36 genom en expansionskammare 32 och leder till ett luftsystem som används för att kyla en motor som driver plock- och placeringshuvudet. Det är emellertid inte nödvändigt att använda luften från utsläppspassagekanalen 34 för att kyla motorn. 10 15 20 25 30 35 Expansionskammaren 32 medger i sin enklaste form en expansion av en luftpuls som rör sig från ventilen 18 till spindeln 12, så att trycket därav modereras. I en föredragen utföringsform innefattar expansionskammaren 32 ett slutet utrymme som är fixerat kring den andra änden av venturiröret 36. I den föredragna utföringsformen innefattar expansionskammaren en öppning 25 i en sida därav, genom vilken luft kan strömma ut.

Så som framgår av figur 3 sträcker sig passagen 34 genom denna öppning 25. En annan luftpassage 30 sammankopplar utloppet från ventilen 18 med expansionskammaren 32. luftpassagen 30 är konstruerad så att den avslutas en kort sträcka från den andra änden av venturiröret 36. Denna korta sträcka medverkar till att moderera Iufcpulserna som passerar från luftpassagekanalen 30 till venturiröret 36. Det ska emellertid förstås att alternativa arrangemang kan användas för att moderera luftrycket.

När ventilen 18 påverkas så att ventilen öppnas passerar trycklufc från luftkällspassage- kanalen 22 genom ventilen 18 och vidare genom luftpassagen 30 in i expansionskamma- ren 32. Eftersom den andra änden av venturiröret 36 är separerat från luftpassagekanalen 30 kommer lufttrycket att modereras innan det kommer in i venturiröret 36 när tryckluft från ventilen 18 och luftpassagen 30 kommer in l expansionskammaren och en mjuk puls av luft passerar genom venturiröret 36 in i luftpassagen 38 och vidare till spindeln 12.

Följaktligen kan en lufcpuls levereras till spindeln 12 genom aktivering av ventilen 18.

Luftpulsen passerar genom ventilen 18, luftpassagen 30, expansionskammaren 32, venturiröret 36 och luftpassagen 38 till spindeln 12. Anordningen som utgör expansionskammaren 32, vilken innefattar volym, position, distans och utloppsöppning 25, väljs på ett sådant sätt att luftpulsen som sänds ut från ventilen 18 modereras.

Följaktligen modererar expansionskammaren 32 pulsen av luft och förhindrar att en onödigt abrupt luftpuls anbringas till spindeln 12.

I en föredragen utföringsform har expansionskammaren 32 en inre volym av omkring 450 kubikmillimeter.

I en alternativ utföringsform av den föreliggande uppfinningen kan den andra änden av venturiröret 36 anslutas direkt till luft passagekanalen 34 och förbikoppla expansions- kammaren 32. I en sådan utföringsform kommer en luftpassage från expansionskammaren 32 att vara direkt ansluten till spindeln 12. Följaktligen kan luftpulsen dirigeras genom expansionskammaren 32 direkt in till spindeln 12, utan behöva passera genom venturiröret 36.

På grund av den lilla lättviktiga storleken hos ventilerna 18, 20 kan de påverkas inom cirka 0,5 till 0,8 millisekunder. I alternativa utföringsformer av den föreliggande uppfinningen 10 15 2D 25 30 35 526 693 kan ventilerna emellertid påverkas inom en eller två millisekunder, eller inom andra lämpliga tider.

I en föredragen utföringsform av den föreliggande uppfinningen väger var och en av ventilerna ungefär 4 gram, har en längd av omkring 19 millimeter och en diameter av omkring 9 millimeter. Den föreliggande uppfinning är emellertid inte begränsad till sådana ventiler och ventiler med andra alternativa storlekar och vikter kan användas i enlighet med den föreliggande uppfinningen. ventilerna hos den föredragna uppfinningen tillverkas av Sturman Industries of Woodland Park, Colorado.

På grund av den lilla storleken hos ventilema 18, 20 kan ventilerna 18, 20 placeras i höljet 16 hos spindelkonstruktionen 10, vilket gör det möjligt att anordna ventilen 18, 20 mycket nära spindeln 12. I en annan föredragen utföringsform av den föreliggande uppfinningen finns ventilerna 18, 20 ungefär 2 tum från spindeln 12. I alternativa utföringsformer kan ventilerna 18, 20 emellertid finnas 5, 4, eller 3 tum eller mindre från spindeln 12. På grund av att avståndet mellan ventilerna 18, 20 och spindeln 12 är litet finns det en relativt liten mängd luft i de sammankopplande passagevägama som måste evakueras under varje aktivering. I en utföringsform är den totala volymen som ska evakueras omkring 500 kubikmiilimeter. Följaktligen minskar påverkanstiden när ventilerna 18, 20 placeras nära spindeln 12. Den lilla storleken hos ventilerna18, 20, den snabba omstäilningstiden och den täta närheten mellan ventilerna 18, 20 och spindeln 12 svarar alla för den snabba omställningshastigheten.

Ytterligare en aspekt hos den föreliggande uppfinningen kan noteras i den föredragna exemplifierande utföringsformen som illustreras i figur 4, där passagevägarna kan utformas direkt i stommen eller höljet 16. Mer precist, istället för att tillhandahålla ett rörsystem som kanaliserar luftflödet genom systemet innefattar den exemplifierande utföringsformen passagevägar som är borrade, pressade, gjutna eller på annat sätt utformade i själva huset för att dirigera luftflödet genom systemet.

I en utföringsform är höljet 16 gjutet i polyeterimid. Exempelvis kan plaster som säljs av GE Plastics under varumärket ULTEMT" användas. I en sådan utföringsform är alla eller några passager, så som passagerna 22, 26, 28, 30, 34 och 38, endera gjutna direkt i höljet 16 eller borrade in i höljet 16 efter det att höljet har gjutits. Företrädesvis kommer några passagevâgar att gjutas direkt in i höljet 16 och andra kommer att borras.

Alternativt kan höljet 16 maskinbearbetas fram från ett block av plast eller så kan höljet 16 gjutas och efter gjutprocessen kan ytterligare detaljer i höljet maskinbearbetas fram. 10 526 693 I de fördragna visade utföringsformerna utnyttjas två ventiler. Emellertid kan en utföringsform användas med endast en ventil eller fler än två ventiler. Den enstaka ventilen skulle endast kontrollera det vakuumtryck som anbringas till spindeln. I en sådan utföringsform skulle ingen luftpuls finnas tillgänglig för att lösgöra komponenten från spindelns spets vid placeringen. En sådan utföringsform är mer lämplig för anordningar som är avsedda för att flytta större komponenter som enkelt kan lösgöras från spindeln enbart med hjälp av gravitationskrafier. Även om endast föredragna utföringsformer särskilt illustrerats och beskrivits häri ska det förstås att en mängd modifieringar och variationer av den föreliggande uppfinningen är möjliga i ljuset av ovan beskrivning och inom ramen för de bifogade kraven utan att för den skull avvika från andemeningen och den avsedda omfattningen av uppfinnlngen.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 Krav 526 695 Ett höghastighetssystem för användning i en spindelkonstruktion (10) för en plock- och placeringsmaskin för komponenter, kännetecknat av att, konstruktionen (10) har ett hölje (16) inuti vilket en spindel (12) kan röra sig längs en longitudinell axel hos spindeln (12); höljet (16) innesluter en ventil (20) som är anordnad på avstånd från spindeln (12) för kontroll av luftflödet till ett inre rör (15) i spindeln (12); det inre röret (15) hos spindeln (12) har en öppning vid en ända vilken kommunicerar luftflödet för att plocka och placera komponenterna; flödet av luft från ventilen (20) till det inre röret (15) i spindeln (12) sker internt i höljet (16) genom passager (22, 26, 28, 30, 34, 38) som är integrerat utförda i höljet (16); och höljet (16) innesluter ett venturirör (36) som är anordnat i iuftpassagerna för att skapa ett vakuumtryck i det inre röret (15) hos spindeln (12). Spindelkonstruktionen enligt krav 1, kännetecknad av att, ventilen (20) är anordnad tre tum eller mindre från spindeln (12). Spindelkonstruktionen enligt krav 1, kånnetecknad av att, ventilen (20) är anordnad att växla från ett helt öppet läge till ett helt stängt läge eller omvänt på mindre än två millisekunder. Spindelkonstruktionen enligt krav 1, kännetecknad av att, sagda ventil (20) är ansluten till venturiröret (36) via en luftpassage (28); och venturiröret (36) i sin tur är anslutet till sagda spindel (12) vla en annan luftpassage (26). Spindelkonstruktionen enligt krav 2, kännetecknad av att, luftflödet vid spetsen (14) av spindeln (12) år ett vakuumtryck för fasthållande av komponenter eller ett lufttryck för lösgörande av komponenter. 10 15 20 25 30 35 10. 11. 12. 526 693 Spindelkonstruktionen enligt krav 1, kännetecknad av att, ventilen (20) är anordnad för att växla från en helt öppen position till en helt stängd position eller omvänt på 0,8 millisekunder eller mindre. Spindelkonstruktionen enligt krav 1, kännetecknad av att, konstruktionen (10) innefattar en andra ventil (18, 20), ett venturirör (36) och en expansionskammare (32) och att passagerna (22, 26, 28, 30, 38) innefattar: en första gren (28) som sammankopplar den första av de två ventilerna (20) med en första ände av venturiröret (36) så att luft som anbringas till den första änden av venturiröret (36) skapar ett vakuum som anbringas till spindeln (12); och en andra gren (30) som sammankopplar den andra ventilen (18) med en andra ände av venturiröret (36) så att luft som anbringas till den andra änden av venturiröret (36) skapar en luftpuls till spindeln (12); en tredje gren (38) som sammankopplar venturiröret (36) med spindeln (12); där expansionskammaren (32) är anordnad mellan den andra ventilen (18) och spindeln för att moderera förändringarna i det lufttryck som anbringas till spindeln (12). Spindelkonstruktionen enligt krav 7, kännetecknad av att, var och en av ventilerna (18, 20) är anordnade för att skifta från en helt öppen position till en helt stängd position eller omvänt på mindre än 2 millisekunder. Spindelkonstruktionen enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att, ventilerna (18, 20) inryms i höljet (16). Spindelkonstruktionen enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att, åtminstone några av passagerna (22, 26, 28, 30, 34, 38) borras in i höljet (16). Spindelkonstruktionen enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att, åtminstone några av passagerna (22, 26, 28, 30, 34, 38) gjuts in i höljet (16). Spindelkonstruktionen enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att, sagda ventiler (18, 20) är anslutna till en tryckluftskälla.