DE3633478A1

DE3633478A1 - Automatic component-fitting machine having a changing component magazine

Info

Publication number: DE3633478A1
Application number: DE19863633478
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Spengler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-03-31

Abstract

The invention relates to an automatic component-fitting machine for printed circuit boards, having a table which can move in the X and Y directions in the horizontal plane and is used for holding printed circuit boards, having a transfer device which is arranged above the table, removes the components, which are required to be fitted to the printed circuit boards, in a step by step manner from a component magazine which can be inserted into a magazine holder, which magazine holder is arranged behind the table and can be moved in the X direction by means of a carriage drive device, and positions said components on the printed circuit board, the magazine holder having a removal region and being guided on a rail whose end regions project beyond the operating region of the handover gripping device in order to enable unimpeded manual feeding and removal of the magazine holder. A carriage part (WT) can be fed in the freely accessible removal region (NB) of the magazine holder (MA). This carriage part (WT) represents an extension of the transverse guide (QF) to a magazine holder (MA) which moves on a carriage plate (SP) (Figure 1), and in consequence makes it possible to change the component magazine. Such automatic component-fitting machines having changing magazines are used to manufacture printed circuit boards having an extended range of components. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Bestückungsautomaten für Leiterplatten mit einem in Horizontalebene in X-Y-Richtung verfahrbaren, der Aufnahme von Leiterplatten dienenden Tisch, mit einer über dem Tisch angeordneten Übergabegreif einrichtung, die aus einer hinter dem Tisch angeordneten, mittels einer Schlittenantriebseinrichtung in X-Richtung verfahrbaren Magazinaufnahme die zur Bestückung der Leiter platten benötigten Bauteile schrittweise aus einem in die Magazinaufnahme einsetzbaren Bauteile-Magazin entnimmt und auf der Leiterplatte positioniert, wobei die Magazinaufnahme einen Entnahmebereich aufweist und auf einer Schiene geführt ist, deren Endbereiche über den Arbeitsbereich der Übergabegreifeinrichtung hinausragen, um eine ungehinderte manuelle Zuführung bzw. Entnahme der Magazinaufnahme zu ermöglichen.The invention relates to an automatic placement machine for Printed circuit boards with a horizontal plane in the X-Y direction movable, which serves to accommodate printed circuit boards Table, with a transfer handle arranged above the table device, which consists of a arranged behind the table, by means of a carriage drive device in the X direction movable magazine holder for loading the ladder plates required components gradually from one to the Magazine holder insertable component magazine and positioned on the circuit board, with the magazine holder has a removal area and guided on a rail is, the end areas over the working area of the Transfer gripping device protrude to an unobstructed manual feeding or removal of the magazine holder enable.

Ein derartig definierter Bestückungsautomat ist von der Firma Panasonic/National in dem Prospekt mit der Dokumenten nummer TI-088-5 als Panasert DII beschrieben, bei dem bis ca. 75 unterschiedliche Bauteiletypen im Rahmen einer Bestückung zur Fertigung von Leiterplatten verarbeitet werden können. Die einzelnen Bauteile befinden sich dabei in sogenannten Bauteile-Magazinen, die durch eine Schlittenan triebseinrichtung bedarfsweise in den Arbeitsbereich der Übergabegreifeinrichtung gefahren werden, um von dort von der Übergabegreifeinrichtung entnommen und auf der Lei terplatte positioniert werden zu können. Beim Überschreiten des verarbeitbaren Bauteilespektrums, d. h. beim Einbau von mehr als 75 unterschiedlichen Bauteiletypen auf einer Lei terplatte, sind Mehrfachdurchgänge der Leiterplatten durch den Bestückungsautomaten notwendig, die entweder durch einen zusätzlichen Bestückungsautomaten oder durch erhebliche Umrüstarbeiten an dem Bestückungsautomaten selbst, beispielsweise durch Einsetzen neuer Bauteile-Magazine in die Magazinaufnahmen, realisiert werden können.A placement machine defined in this way is from Panasonic / National company in the prospectus with the documents number TI-088-5 described as Panasert DII, in which up to approx. 75 different component types within the scope of one Assembly for the production of printed circuit boards processed can be. The individual components are in so-called component magazines, which are carried by a sledge drive device if necessary in the work area of Transfer gripper to be driven to from there removed from the transfer gripping device and on the lei to be positioned. When crossing the range of components that can be processed, d. H. when installing more than 75 different types of components on one line terplatte, multiple passes of the printed circuit boards through the pick and place machines necessary, either by a additional placement machines or by considerable Retrofitting work on the placement machine itself, for example by inserting new component magazines in the magazine recordings can be realized.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, den Bestückungsautomaten so zu erweitern, daß das verarbeit bare Bauteilespektrum erhöht ist und in einfacher Weise in kurzen Zeiten der Wechselvorgang der Bauteile-Magazine erfolgen kann. Erfindungsgemäß wird dies durch die Kombination der Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht.The object underlying the invention is to expand the pick and place machine so that it can process bare range of components is increased and in a simple manner short times of changing the component magazines can be done. According to the invention this is achieved by the Combination of the features of claim 1 achieved.

Mit dem Vorsehen der Schlittenplatte, die mittels der Schlittenanstriebseinrichtung auf der Schiene geführt wird und zu dieser eine annähernd rechtwinklig verlaufende Querführung aufweist, kann in einfacher Weise und in sehr kurzer Zeit eine Magazinaufnahme von der Schlittenplatte zum Wagenteil und umgekehrt befördert werden, um beispielsweise in einem weiteren Bestückungsdurchlauf die noch fehlenden Bauteile auf der Leiterplatte aufbringen zu können. Als besonders vorteilhaft für die Erfindung ist anzusehen, daß auf dem Wagenteil zwei Magazinaufnahmen Platz finden, deren Bauteile-Entnahmebereiche direkt den Stirnseiten des Wagenteils zugewandt sind. Der Wechsel einer Magazinaufnahme kann somit durch eine einfache 180°-Drehung des Wagens erfolgen; denn die erste (leere) Magazinaufnahme wird von der Schlittenplatte zum Wagenteil befördert und anschließend durch die Drehung des Wagenteils eine zweite (volle) Magazinaufnahme vom Wagenteil zur Schlittenplatte überführt. Mit entsprechenden Antriebssteuerungen ist darüber hinaus ein vollautomatischer Wechselvorgang für den Bestückungs automaten realisiert, so daß die Wechsel der Bauteile-Maga zine ohne manuellen Eingriff erfolgen kann.With the provision of the slide plate, which by means of the Carriage drive device is guided on the rail and to this an almost right-angled one Having transverse guidance can be done in a simple manner and in very a short time a magazine recording from the slide plate to the Carriage part and vice versa, for example in a further assembly run the missing ones To be able to apply components to the circuit board. It is to be regarded as particularly advantageous for the invention that that there are space for two magazine recordings on the carriage part, whose component removal areas directly on the end faces of the Car parts are facing. The change of a magazine recording can be done by simply turning the trolley by 180 ° respectively; because the first (empty) magazine recording is made by the carriage plate to the carriage part and then by turning the car part a second (full) Magazine holder transferred from the carriage part to the sled plate. With appropriate drive controls is beyond that a fully automatic change process for the assembly automates realized, so that the change of components Maga zine can be done without manual intervention.

Mit dem Arbeitspositionsanschlag auf der Schlittenplatte sind die Magazinaufnahmen im Arbeitsbereich des Bestückungs automaten fest fixiert, so daß Fehlfunktionen bei der schrittweisen Bauteileentnahme aus den Bauteile-Magazinen verhindert sind.With the working position stop on the slide plate are the magazine recordings in the assembly work area Automatically fixed, so that malfunctions in the gradual removal of components from the component magazines are prevented.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Querführung durch eine Doppelschiene aus T-Profilstäben gebildet, so daß ein problemloses Verfahren der Magazinauf nahmen vom Wagenteil zum Bestückungsautomaten auch bei leichten Bauteile-Magazinen durch eine einwandfreie Führung der Magazinaufnahmen gewährleistet ist.According to an advantageous embodiment of the invention transverse guidance by means of a double rail made of T-profile bars formed, so that a trouble-free procedure of the magazine also participated from the carriage part to the pick and place machine lightweight component magazines thanks to perfect guidance the magazine recordings is guaranteed.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Wagenteil im Bereich der Stirnseiten mit hydraulischen Stoßdämpfern versehen ist und die hydrau lischen Stoßdämpfer mit der Verklinkeinrichtung derart gekop pelt sind, daß mit deren Freigabe der Wagenteil zwangsläufig von dem Bestückungsautomaten weggedrückt ist. Damit ist sichergestellt, daß nach vollzogenem Magazinwechsel der Bestückungsautomat in seine Funktionsweise nicht mehr von dem Wagenteil behindert ist, da die Verklinkung des Wagenteils mit der Schlittenplatte gelöst und der Wagenteil vom Bestückungsautomaten örtlich getrennt ist.A further advantageous embodiment of the invention provides before that the car part in the area of the end faces with hydraulic shock absorbers is provided and the hydrau mischen shock absorber with the latching device in such a way pelt are that with their release the car part inevitably is pushed away from the pick and place machine. So that is ensured that after the magazine change the Pick and place machine no longer works the car part is disabled because the latching of the Part of the carriage released with the slide plate and the carriage part is locally separated from the placement machine.

Darüber hinaus sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, die Verklinkeinrichtung mit einem End schalter zu koppeln, der die Stromzufuhr für den Bestückungs automaten im Verrieglungszustand des Wagenteils mit der Schlittenplatte unterbricht, so daß der Bestückungsvorgang während des automatisch oder manuell ablaufenden Magazinwechsels zwangsweise unterbunden ist.It also sees a further advantageous embodiment the invention, the latching device with one end switch to couple the power supply for the assembly machines in the locked state of the car part with the Slide plate interrupts, so that the assembly process during the automatic or manual process Magazine change is forbidden.

Die Erfindung wird durch ein in zwei Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die Fig. 1 die Seitenansicht des Bestückungsautomaten mit dem Wagenteil zeigt und der Fig. 2 die entsprechende Draufsicht dieser Anordnung zu entnehmen ist. The invention is explained in more detail by an embodiment shown in two figures, with FIG. 1 showing the side view of the automatic placement machine with the carriage part and FIG. 2 showing the corresponding top view of this arrangement.

Die Fig. 1 zeigt in der linken Bildhälfte die Außenkontur des nicht bezeichneten Bestückungsautomaten, an dem sich in der rechten Bildhälfte der Wagenteil WT anschließt. Der Bestückungsautomat weist die Schiene S auf, die die Schlittenplatte SP mittels einer nicht bezeichneten Schlittenantriebseinrichtung entlang dieser Schiene S führt. Auf dieser Schlittenplatte SP befindet sich die Magazinaufnahme MA, die, durch die Pfeilrichtung angedeutet, von der Schlittenplatte SP über die in Fig. 2 dargestellte Querführung QF in den Bereich des Wagenteils überführt werden kann. Weiterhin ist erkennbar, daß die Magazinaufnahme MA den Entnahmebereich MB aufweist, wobei dieser Entnahmebereich MB der Magazinaufnahme MA jeweils der Stirnseiten SS des Wagenteils WT zugewandt ist. Die Stirnseite SS des Wagenteils WT sind außerdem mit der Verklinkeinrichtung VK versehen, die beim Zusammentreffen der Querführung QF (Fig. 2) der Schlittenplatte SP mit der des Wagenteils WT beide Teile so miteinander verklinkt, daß die Magazinaufnahmen MA auf der gesamten Querführung verfahrbar sind. Weiterhin ist ersichtlich, daß der Wagenteil WT im Bereich seiner Stirnseiten SS jeweils mit einem hydraulischen Stoßdämpfer HD versehen ist, der im entriegelten Zustand der Verklinkeinrichtung VK den Wagenteil WT von dem Bestückungsautomaten wegschiebt. Fig. 1 shows in the left half of the outer contour of the placement machine, not designated, of the joins in the right half of the carriage part WT. The pick and place machine has the rail S , which guides the slide plate SP along this rail S by means of a slide drive device (not shown). On this slide plate SP is the magazine holder MA , which, indicated by the direction of the arrow, can be transferred from the slide plate SP to the region of the carriage part via the transverse guide QF shown in FIG. 2. Furthermore, it is seen that the magazine containing MA has the removal area MB, said removal area MB of the magazine containing MA of the end faces of the carriage part SS WT each other. The front side SS of the carriage part WT are also provided with the Verklinkeinrichtung VK that the confluence of the transverse guide QF (Fig. 2) of the slide plate SP with that of the carriage part WT latched both parts together so that the magazine receptacles MA can be moved on the entire traverse guide. Furthermore, it can be seen that the carriage part WT is provided in the region of its end faces SS with a hydraulic shock absorber HD which pushes the carriage part WT away from the pick-and-place machine in the unlocked state of the latching device VK .

Die Fig. 2 zeigt in der Draufsicht auszugsweise den Bestückungsautomaten im Bereich des Wagenteils WT. Die doppelte Pfeilrichtung im Zusammenhang mit der Querführung QF des Wagenteils WT deutet an, daß die Magazinaufnahmen MA auf dieser Querführung QF verfahrbar sind, um somit den Bestückungsautomaten je nach Bedarf mit entsprechenden Bauteilen versehen zu können. In dieser Darstellung ist die Schlittenplatte SP (Fig. 1) durch die nicht bezeichnete Magazinaufnahme auf der Schiene S verdeckt. Durch die Mittellinien der Querführung QF ist außerdem der Endbereich EB angegeben, in dem die Magazinaufnahmen MA von der Schlittenplatte SP (Fig. 1) zum Wagenteil WT bzw. umgekehrt verfahren werden können. Der Wagenteil WT weist den freizugänglichen Entnahmebereich NB auf, aus denen die Magazinaufnahmen MA entnommen werden können. Außerdem ist der Arbeitspositionsanschlag AP der Magazinaufnahme MA angedeutet, mit dem sichergestellt ist, daß die im Magazin befindlichen Bauteile von der nicht bezeichneten Übergabegreifeinrichtung in der richtigen Arbeitsposition entnommen werden können. Fig. 2 shows in plan view in part of the placement machine in the region of the carriage part WT. The double arrow direction in connection with the transverse guide QF of the carriage part WT indicates that the magazine receptacles MA can be moved on this transverse guide QF in order to be able to provide the pick and place machines with corresponding components as required. In this illustration, the slide plate SP ( FIG. 1) is covered by the magazine holder on the rail S, which is not shown. The center lines of the transverse guide QF also indicate the end region EB in which the magazine receptacles MA can be moved from the slide plate SP ( FIG. 1) to the carriage part WT or vice versa. The carriage part WT has the freely accessible removal area NB , from which the magazine receptacles MA can be removed. In addition, the working position stop AP of the magazine receptacle MA is indicated, with which it is ensured that the components located in the magazine can be removed in the correct working position by the transfer gripping device, not shown.

Ein Wechsel der Bauteile-Magazine erfolgt nun in der Weise, daß die im Bestückungsautomaten vorhandene Magazinaufnahme in den Endbereich EB der Schiene S gefahren wird. Gleichzeitig wird der Wagenteil WT mit der Querführung QF derart mit dem Bestückungsautomat in Eingriff gebracht, daß die Verklinkeinrichtung VK (Fig. 1) des Wagenteils WT mit der Schlittenplatte fest verbunden ist. Anschließend wird die Magazinaufnahme MA - manuell oder durch einen Antrieb geführt - über die Querführung QF zum Wagenteil WT überführt und durch Entriegelung der Verklinkeinrichtung VK mittels des hydraulischen Stoßdämpfers HD der Wagenteil WT vom Bestückungsautomaten weggeschoben. Durch eine 180°-Drehung des Wagenteils WT kann dieser erneut mit dem Bestückungsautomaten in Eingriff gebracht werden, so daß eine zweite Magazinaufnahme MA über die Querführung QF des Wagenteils WT auf die Schlittenplatte SP überführt werden kann. Mit dieser Maßnahme ist erreicht, daß das ursprünglich vorgesehene Bauteilespektrum, das der Bestückungsautomat für die Bestückung von Leiterplatten zur Verfügung hat, verdoppelt werden kann, ohne daß komplizierte Umrüstvorgänge bzw. weitere Maschinenteile zur Bestückung von Leiterplatten vorgesehen sein müssen.The component magazines are now changed in such a way that the magazine receptacle present in the pick and place machine is moved into the end region EB of the rail S. At the same time, the carriage part WT with the transverse guide QF is brought into engagement with the pick and place machine such that the latching device VK ( FIG. 1) of the carriage part WT is firmly connected to the slide plate. Then the magazine holder MA - manually or by a drive - is transferred to the carriage part WT via the transverse guide QF and the carriage part WT is pushed away from the pick and place machine by unlocking the latching device VK by means of the hydraulic shock absorber HD . By a 180 ° rotation of the carriage part WT , this can be brought into engagement with the pick and place machine again, so that a second magazine holder MA can be transferred to the carriage plate SP via the transverse guide QF of the carriage part WT . With this measure it is achieved that the originally intended range of components, which the automatic placement machine has for the assembly of printed circuit boards, can be doubled without the need for complicated retooling processes or further machine parts for the assembly of printed circuit boards.

Claims

1. Bestückungsautomat für Leiterplatten mit einem in Horizontalebene in X-Y-Richtung verfahrbaren, der Aufnahme von Leiterplatten dienenden Tisch, mit einer über dem Tisch angeordneten Übergabegreifeinrichtung, die aus einer hinter dem Tisch angeordneten, mittels einer Schlittenantriebsein richtung in X-Richtung verfahrbaren Magazinaufnahme die zur Bestückung der Leiterplatten benötigten Bauteile schritt weise aus einem in die Magazinaufnahme einsetzbaren Bautei le-Magazin entnimmt und auf der Leiterplatte positioniert, wobei die Magazinaufnahme einen Entnahmebereich aufweist und auf einer Schiene geführt ist, deren Endbereiche über den Arbeitsbereich der Übergabegreifeinrichtung hinausragen, um eine ungehinderte manuelle Zuführung bzw. Entnahme der Magazinaufnahme zu ermöglichen, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale

1.1 die Magazinaufnahme (MA) weist eine in einem der Schiene (S) zugewandten Bereich eine Schlittenplatte (SP) mit einer zur Schiene (S) annähernd rechtwinklig verlaufenden Querführung (QF) auf,
1.2 die Magazinaufnahme (MA) ist auf der Schlittenplatte (SP) entlang der Querführung (QF) in den Endbereichen (EB) der Schiene (S) derart verfahrbar, daß die Zuführung der Magazinaufnahme (MA) durch einen Arbeitspositionsanschlag (AP) begrenzt ist und die Entnahme der Magazinaufnahme (MA) in einem frei zugänglichen Entnahmebereich (NB) erfolgt,
1.3 der frei zugängliche Entnahmebereich (NB) ist durch einen die Querführung (QF) der Schlittenplatte (SP) verlängernden Wagenteil (WT) gebildet, der mittels einer Verklinkeinrichtung (VK) wahlweise mit einer seiner beiden Stirnseiten (SS) mit der Schlittenplatte (SP) verriegelbar ist,
1.4 der Wagenteil (WT) ist derart bemessen, daß in Längsrichtung zur verlängerten Querführung (QF) zwei Magazinaufnahmen (MA) angeordnet sind, deren Entnahmebereiche (MB) den Stirnseiten (SS) des Wagenteils (WT) zugewandt sind.

1. Pick and place machine for printed circuit boards with a table that can be moved in the horizontal plane in the XY direction and serves to hold the printed circuit boards, with a transfer gripping device that is arranged above the table and that consists of a magazine holder that can be moved in the X direction by means of a carriage drive device that is arranged behind the table Assembling the circuit board required components step by step from a usable in the magazine receptacle le magazine and positioned on the circuit board, the magazine receptacle has a removal area and is guided on a rail, the end areas of which protrude beyond the work area of the transfer gripping device to an unobstructed manual To enable feeding or removal of the magazine holder, characterized by the combination of the features

1.1 the magazine holder (MA) has a slide plate (SP) in a region facing the rail (S) with a transverse guide (QF) running approximately at right angles to the rail (S) ,
1.2 the magazine holder (MA) can be moved on the slide plate (SP) along the transverse guide (QF) in the end regions (EB) of the rail (S) such that the feed of the magazine holder (MA) is limited by a working position stop (AP) and the magazine holder (MA) is removed in a freely accessible removal area (NB) ,
1.3 the freely accessible removal area (NB) is formed by a carriage part (WT) which extends the transverse guide (QF) of the slide plate (SP) and which can optionally be connected with one of its two end faces (SS) to the slide plate (SP) by means of a latching device (VK ) can be locked,
1.4 the carriage part (WT) is dimensioned such that two magazine receptacles (MA) are arranged in the longitudinal direction for the extended transverse guide (QF) , the removal areas (MB) of which face the end faces (SS) of the carriage part (WT) .

2. Bestückungsautomat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale

2.1 die Querführung (QF) ist durch eine Doppelschiene realisiert,
2.2 die Doppelschiene ist aus T-Profil-Stäben gebildet.

2. Pick and place machine according to claim 1, characterized by the features

2.1 the transverse guidance (QF) is realized by a double rail,
2.2 the double rail is formed from T-profile bars.

3. Bestückungsautomat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale

3.1 der Wagenteil (WT) ist im Bereich der Stirnseiten (SS) mit hydraulichen Stoßdämpfern (HD) versehen,
3.2 die hydraulischen Stoßdämpfer (HD) sind mit der Verklinkeinrichtung (VK) derart gekoppelt, daß mit deren Freigabe der Wagenteil (WT) von dem Bestückungsautomat weggedrückt ist.

3. Pick and place machine according to claim 1, characterized by the features

3.1 the wagon part (WT) is provided with hydraulic shock absorbers (HD) in the area of the end faces (SS) ,
3.2 the hydraulic shock absorbers (HD) are coupled to the latching device (VK) in such a way that when they are released the carriage part (WT) is pushed away from the pick and place machine.

4. Bestückungsautomat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal

4.1 die Verklinkeinrichtung (VK) ist mit einem Endschalter gekoppelt, der die Stromzufuhr für den Bestückungsautomat im Verriegelungszustand des Wagenteils (WT) mit der Schlittenplatte (SP) unterbricht.

4. Pick and place machine according to claim 1, characterized by the feature

4.1 The latching device (VK) is coupled to a limit switch which interrupts the power supply for the pick and place machine when the carriage part (WT) is locked with the slide plate (SP) .