DE3805781A1 - Teile-zufuehreinrichtung fuer eine automatische leiterplatten-bestueckungsmaschine - Google Patents
Teile-zufuehreinrichtung fuer eine automatische leiterplatten-bestueckungsmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Teile-Zuführeinrichtung der
im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art. Sie ist
für eine automatische Bestückungsmaschine oder dergleichen
bestimmt, der auf einem aufgerollten Gurt befestigte Kom
ponenten in vorbestimmter Lage für die anschließende Be
stückung einer Leiterplatte zugeführt werden.
Es ist gängige Praxis, Leiterplatten durch Verwendung
automatischer Maschinen oder Roboter mit den Komponenten
zu bestücken. Im allgemeinen versteht man darunter Maschi
nen, die sich zu Zuführungsstationen hin bewegen und Kom
ponenten oder Teile aufnehmen, die dann zu der Leiterplatte
transportiert und auf diese durch Einführen der Anschlüsse
in vorgebohrte Öffnungen in der Leiterplatte aufgesetzt
werden. Danach werden die Anschlüsse abgeschnitten und
können unterhalb der Leiterplatte umgebogen werden, um
die Komponente mechanisch zu halten, bis sie verlötet ist.
Bei der Geschwindigkeit und der Komplexität, mit der diese
Maschinen arbeiten, ist es erforderlich, daß eine Vielzahl
von Zuführstationen neben der Bestückungsmaschine angeord
net ist, und zwar im allgemeinen eine für jeden Typ der
unterschiedlichen, für die Bestückung der Leiterplatte vor
gesehenen Komponenten. Die Geschwindigkeit, mit der der
artige Maschinen arbeiten, erfordert, daß ein erheblicher
Vorrat von Komponenten jederzeit verfügbar ist. Außerdem
sollten die Bestückungsstationen schnell mit geringer
oder ohne Unterbrechung der Arbeit des Roboters neu mit
Komponenten-Gurtrollen geladen werden können.
Viele der in Leiterplatten eingesetzten Komponenten sind
Widerstände, Kondensatoren oder ähnliche Komponenten mit
Anschlüssen. Vor der Zuführung zur Leiterplatte müssen die
Komponenten-Anschlüsse auf eine gewünschte Länge abgeschnit
ten und so gebogen oder gestreckt werden, daß sie in die
Bewegungsrichtung weisen und in die vorgebohrten Löcher
der Leiterplatte, die diese aufnehmen soll, eintreten. Die
Zuführmaschinen müssen demnach die Komponenten nicht nur
in einer gewünschten Lage zuführen, sondern sie müssen aus
serdem die Anschlüsse in einer Weise zurichten, daß diese
eine korrekte Lage und Ausrichtung haben, so daß sie kor
rekt in die in der Leiterplatte ausgebildeten Öffnungen
eintreten oder aufdie Leiterplattenoberfläche aufgesetzt
werden.
Ein zusätzliches Merkmal einer idealen Bestückungsstation
ist die Möglichkeit, sowohl einen schnellen Austausch von
Teilen als auch eine einfache Justierung zu ermöglichen,
so daß jede Zuführeinrichtung so eingestellt werden kann,
daß sie Komponenten unterschiedlicher Größen und Formen
handhaben kann. Es ist außerdem erwünscht, daß eine ein
zige Zuführmaschine schnell für die Handhabung aller Kom
ponenten bestimmter Größenabweichung eingerichtet werden
kann, die in der gleichen Lage zugeführt werden.
Es ist demnach die Aufgabe der Erfindung, eine Zuführein
richtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art
zu schaffen, die ein schnelles Laden mit Teilen, ein kor
rektes Abrichten der Teile und eine präzise Darbietung
dieser Teile für den Greiferkopf ermöglicht.
Gemäß der Erfindung umfaßt die Bestückungsstation zum
Zuführen von Komponenten zu einer automatischen Bestückungsmaschine
für Leiterplatten ein Grundgestell, welches
an der automatischen Maschine angebracht werden kann,
eine Kassette, die am Grundgestell angebracht werden kann
und eine Montagevorrichtung zur Aufnahme einer Gurtrolle
aufweist, auf der die Komponenten mit Abstand zueinan
der befestigt sind, ferner einen Ratschenantrieb, um
den Gurt mit jeder Betätigung um einen vorbestimmten
Wegschritt zu transportieren und so den Gurt in eine Ebe
ne vorzuschieben, die für die Zuführung zur Bestückungs
maschine geeignet ist, sowie schließlich eine Abricht
einrichtung zum Ausrichten der Anschlüsse in eine vor
bestimmte Richtung und zum Abschneiden dieser Anschlüsse
auf eine geeignete Länge, so daß diese passend für den
Eingriff in die Löcher der Leiterplatte oder für das Auf
setzen auf die Oberfläche der Leiterplatte sind.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beispielsbe
schreibung.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer typi
schen roboterartigen Bestückungsstation, bei
der die vorliegende Erfindung Verwendung
findet;
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine perspektivische
Ansicht der Station für den Vorschub und das
Abrichten der Komponenten;
Fig. 3, 4, 5 und 6 die Station gemäß Fig. 2 in Seiten
ansichten, jeweils bei verschiedenen
Stadien des Vorschubweges und des
Abrichtvorganges der Komponenten;
Fig. 7 in vergrößertem Maßstab eine per
spektivische Ansicht einer Zuführsta
tion gemäß Fig. 1;
Fig. 8 und 9 eine Draufsicht bzw. eine Seitenan
sicht einer zweiten Ausgestaltung der
Zuführstation, wobei die Kassette
entfernt ist;
Fig. 10 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht
der Zuführstation gemäß den Fig. 8
und 9, wobei die Kassette eingesetzt
ist;
Fig. 11 in verkleinertem Maßstab eine Ansicht
der Kassette.
In Fig. 1 ist eine Teile-Bestückungsstation zum Einsetzen
von Teilen 20 gezeigt, die mittels einer Rolle 21 einem
Greiferkopf 24 zugeführt werden, welcher an einer servo
gesteuerten Betätigungseinrichtung 25 angeordnet ist und
sich zwischen einer Vielzahl von Leiterplatten 26 bewegen
kann, die jeweils Löcher 27 aufweisen, um diese Teile auf
zunehmen. Die Teile werden durch Teile-Zuführeinrichtungen
30 zugeführt, die auf auf einem Tisch 32 verteilte Zapfen
31 aufsetzbar sind, welche innerhalb der Reichweite der Be
tätigungseinrichtung 25 angeordnet sind. Jedes Teil umfaßt
eine elektronische Komponente 34 (Fig. 2), an der gewöhn
lich wenigstens zwei Leiter oder Anschlüsse 35 und 36 an
geordnet und die auf einem oder mehreren Bändern 37 be
festigt sind. Die Bandrollen sind zum Zwecke eines leichten
Vorschubtransportes auf Trommeln 38 angeordnet. Die Zu
führeinrichtung arbeitet so, daß sie diese Teile der Be
stückungseinrichtung in einer Form zuführt, die geeignet
ist, die Anschlüsse in vorbestimmte Löcher 27 in den Lei
terplatten einzuführen, wobei die Anschlüsse korrekt aus
gerichtet, auf die richtige Länge abgeschnitten und passend
für den Eingriff in die Löcher abgerichtet sind. Danach
werden die Leiterplatten durch eine Schwall-Löteinrich
tung (nicht dargestellt) geführt, um die Teile mit der
Leiterplatte zu verbinden und elektrischen Kontakt zwischen
den Leiterplatten und den Anschlüssen herzustellen. Wenn
eine Leiterplatte 26 bestückt ist, wird ein Paar Ketten durch
einen (nicht dargestellten) Motor angetrieben, um die be
stückte Leiterplatte weiterzutransportieren und eine
neue Leiterplatte für die Bestückung in die Bestückungs
position zu bringen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Teile-Zuführeinrich
tung ist in erster Linie in den Fig. 2 bis 7 dargestellt.
Die Teile-Zuführeinrichtung ist als Kassette 30 ausgebildet;
in dieser ist eine Rolle 21 montiert, welche die Teile hält,
die jeweils einzeln dem Greifkopf 24 zum Einsetzen in die
Leiterplatten 26 zugeführt werden müssen. Zu diesem Zweck
umfaßt die Trommel 38 eine zentrale Öffnung 45, die über
eine stationäre Achse 46 paßt. Danach wird auf die Achse
ein Halteteil 47 mit einer Sicherungsschraube 44 zum Halten
der Trommel aufgesetzt. Das Band wird von der Rolle in
horizontaler Richtung abgeführt, läuft über eine Rampe
48 und unter einer Halteplatte 49 hindurch, an der ein
Paar Haltefedern 50 befestigt sind. Danach durchläuft das
Band die Abrichtstation 43, die ein Paar Tragplatten 51
aufweist, deren Oberseite jeweils so gezahnt ist, daß sie
eine Vielzahl von V-förmigen Vertiefungen 52 bildet, wel
che so angeordnet sind, daß sie die Anschlüsse 35 der
Teile aufnehmen können. Die Komponenten 34 bewegen sich
zwischen diesen Tragplatten, die ihrerseits mit einer ver
tikal verstellbaren Betätigungseinrichtung 54 verbunden
und dementsprechend über einen Weg auf- und abbewegbar
sind, der geringfügig größer als die Tiefe der Vertiefun
gen 52 ist.
Die allgemeine Aufgabe der Abrichtstation ist es, die Kom
ponenten jeweils einzeln nacheinander in einer Lage bereit
zuhalten, die eine Aufnahme durch den Greiferkopf 24 er
möglicht, wobei die Anschlüsse so zugeschnitten und ausge
richtet sein sollen, daß sie für den Eingriff in die vor
gebohrten Löcher 27 der Leiterplatten 26 passend sind. Wie
in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Abrichtvorgang dadurch ge
startet, daß die Betätigungseinrichtung 54 nach oben be
wegt wird, wodurch der Hebelarm 55 um einen Lagerbolzen 56
unter Mitnahme eines Stiftes 57 in dem Schlitz 58 im Gegen
uhrzeigersinn verschwenkt wird. Durch die Schwenkbewegung
des Hebelarmes 55 wird ein Stift 60, der in den am anderen
Ende des Armes ausgebildeten Schlitz 61 eingreift, nach
unten bewegt und nimmt die Befestigungsanordnung 62 mit,
die sich zwischen den Führungen 64 bewegt. Die mit der
Befestigungsanordnung 62 über Bolzen 65 verbundenen Trag
platten 51 werden demzufolge nach unten bewegt, während
ein Schneid- und Formblock 66 jeweils neben den Tragplat
ten 51 nach oben bewegt wird, da er mit der Betätigungs
einrichtung 54 fest verbunden ist. Dann wird sofort eine
zweite Betätigungseinrichtung 70 aktiviert, wodurch die
gesamte Abrichteinrichtung entlang den Führungen 71 von
rechts nach links bzw. aus der in Fig. 3 dargestellten
Position in die in Fig. 4 dargestellte Position verstellt wird,
so daß die Komponenten bzw. Teile 34 jeweils zur nächsten
Vertiefung ausgerichtet werden. Danach wird die Betäti
gungseinrichtung 54 aktiviert, um den Block 66 gering
fügig abzusenken und die Befestigungsanordnung 62 anzu
heben, wodurch sich die Anschlüsse jeweils in die nächste
benachbarte Vertiefung legen, während die Betätigungs
einrichtung 70 wieder aktiviert wird, um die Abrichtein
richtung (in der Zeichnung) von links nach rechts zu be
wegen und diese Einrichtung um einen Weg zu verstellen,
der gleich dem Abstand zwischen den auf dem Band befestig
ten Teilen ist.
Auf diese Weise werden die Teile einzeln nacheinander dem
Schneidkloben 74 zugeführt; durch eine weitere Betäti
gung der Schneid- und Formblöcke 66 nach unten werden die
Anschlüsse 35 abgeschnitten und gleichzeitig um die Kante
76 der Befestigungsanordnung gebogen, so daß sie sich
rechtwinklig zur ursprünglichen Ausrichtung erstrecken und
passend für einen korrekten Eingriff in die vorgesehenen
Öffnungen 27 der Leiterplatte 26 ausgerichtet sind. Wäh
rend die Abrichteinrichtung das Teil in dieser Position
jeweils mit einem in einem Schlitz 77 des Schneidklobens
74 ausgerichteten Anschluß hält, dienen die Führungs
schlitze 78 dazu, die Ausrichtung des Greiferkopfes 24
sicherzustellen, wenn die Greiferarme 80 und 81 zwischen
die Schneidkloben abgesenkt werden, um die Komponente 34
zu ergreifen und aus der Abrichtstation zu heben. Selbst
verständlich sind Sensoren (nicht dargestellt) an ver
schiedenen Stellen über die Abrichtstation verteilt vor
gesehen, um die Anwesenheit von Teilen festzustellen
und eine korrekte Arbeitsfolge der Maschine zu gewährlei
sten.
Die Kassette 30 ist so ausgebildet, daß sie ein schnelles
und leichtes Auswechseln einer Teile-Rolle ermöglicht,
falls erforderlich. Wie Fig. 7 zeigt, umfaßt die Kassette
zwei Seitenwände 85, jeweils mit Schlitzen 86 und 87, die
mit Stiften 88 bzw. 89 zusammenwirken, um die Kassette
auf der Teile-Zuführeinrichtung an ihrem Platz festzuhal
ten. Durch Erfassen der Handgriffe 90 und 91, Verschwenken
der Kassette um den Stift 88, bis der Schlitz 87 den Stift
89 freigibt, und anschließendes Ziehen in horizontaler
Richtung, um den Schlitz 86 vom Stift 88 zu lösen, kann
die Kassette dann, wenn die Teile verbraucht sind, gelöst
und durch eine volle Kassette ersetzt werden.
In den Fig. 8 bis 11 ist ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, um Teile 100 in vertikaler Aus
richtung anstatt, wie im vorstehenden Ausführungsbeispiel
beschrieben, in horizontaler Ausrichtung bereitzuhalten.
Die Kassette 30 ist identisch zu der vorstehend beschrie
benen und umfaßt die Seitenwände 85, die Schlitze 86 und
87 für das Zusammenwirken mit den Stiften 88 und 89, so
wie die Achse 46 mit dem Halteteil 47 zum Halten einer
Trommel 38, die die Rolle 21 trägt. In diesem Ausführungs
beispiel ist ein Band 101 nur an einer Seite des Teils 100
vorgesehen und haftet an den Kontakten, die sich jeweils
in eine Richtung von der Komponente 102 aus erstrecken.
Wenn das Band über die Rampe 48 hinweggelaufen ist, wird
es durch einen Umlenker 105 in eine vertikale Lage ge
dreht, so daß es durch eine Rinne 106 in der Abrichtein
richtung 107 hindurchlaufen kann. Zur Weiterbeförderung
der Teile weist das Band im Abstand zueinander angeordne
te Löcher 108 auf, die jeweils zwischen den Teilen ange
ordnet sind und in die ein Paar Stifte 109 eingreift, die
horizontal von einer Betätigungseinrichtung 110 abstehen.
Die Abrichtstation 107 umfaßt eine Primär-Betätigungs
einrichtung 111 und eine Sekundär-Betätigungseinrichtung
112. Die Primär-Betätigungseinrichtung 111 wird in Rich
tung nach unten betätigt und zieht dabei einen Block 114
außer Eingriff mit den Teilen, während die Betätigungs
einrichtung 110 aktiviert wird, um die Stifte 109 außer
Eingriff mit dem Band zu bringen. Danach zieht eine Be
tätigungseinrichtung 112 die Abrichteinrichtung in Rich
tung zur Kassette, und zwar um eine Strecke, die dem
Abstand zwischen den Löchern 108 entspricht. Die Betäti
gungseinrichtung 110 wird dann aktiviert, so daß die Stif
te 109 in die zu diesen ausgerichteten Löcher des Bandes
eingreifen; durch Betätigung der Betätigungseinrichtung
112 in der Weise, daß die Abrichteinrichtung von der
Kassette fort verschoben wird, wird das Band um eine
Komponente weiterbewegt, so daß der Anschluß zur Anlage
an den Schneidkloben 115 kommt. Durch Aktivieren der Pri
mär-Betätigungseinrichtung 111 wird danach der Block 114
veranlaßt, sich an die Anschlüsse der Komponente anzu
legen und diese gegen den Schneidkloben 115 zu drücken,
wodurch die Anschlüsse ausgerichtet und die Enden auf
die gewünschte Länge abgeschnitten werden. Sodann wird
der Greiferkopf 24 aktiviert, so daß die Arme 80 und 81
in die Lage gelangen, in der sie die Komponente ergreifen
und zu der gewünschten Position auf einer Leiterplatte
bringen können. Ein federbelasteter Arm 116 wird
gegen die Rolle 21 angedrückt; wenn die Trommel leer ist,
hat der Arm soweit schwenken können, daß er einen Schalter
117 kontaktiert und betätigt und damit meldet, daß die
Trommel leer ist.
Claims (5)
1. Teile-Zuführeinrichtung zum Überführen einzelner Teile
von einer Rolle, die eine Vielzahl von jeweils aus einer
Komponente sowie Anschlüssen bestehenden, über ein Band
miteinander verbundenen Teilen enthält, zu einer Arbeits
station, wo das Teil jeweils mit einem Abschnitt in eine
Aufnahmeöffnung eingeführt wird, gekennzeich
net durch:
- - eine Kassette (30) mit für die drehbare Halterung der Bandrolle (21) bestimmten Mitteln (38, 46), die ein Ab rollen des Bandes (37) und ein Bereitstellen der darauf befestigten Teile (20) in einer Reihenanordnung erlauben;
- - eine Bandvorschubeinrichtung mit einem Aufnahmeteil (88, 89) zur lösbaren Halterung der Kassette (30) und mit einer Führung zur Aufnahme und Ausrichtung des Bandes (37) mit den darauf befestigten Teilen (20);
- - Mittel für den Vorschub des Bandes (37) und zum Zuführen der Teile einzeln nacheinander zu einer Abrichtstation (43), wobei diese Abrichtstation (43) Mittel zur Aufnahme der Teile (20) sowie zum Strecken und Ausrichten der Teile anschlüsse (35, 36) aufweist;
- - und eine Schneidstation mit Mitteln zum Halten der Teile (20) und mit Mitteln zum Abtrennen der Teileanschlüsse (35, 36) jeweils zwischen dem Band (20) und der eigentlichen elektronischen Komponente (34), um diese für einen Greifer (24) zum Aufsetzen derselben auf die Aufnahmeöffnung (27) bereitzustellen.
2. Teile-Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kassette (30) wenigstens
einen Handgriff für den erleichterten Transport hat.
3. Teile-Zuführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abrichtstation (107)
Mittel (105) zum Ausrichten der Teile (100) in eine ver
tikale Lage und zum Bereitstellen in dieser Lage für den
Greifer (24) aufweist.
4. Teile-Zuführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abrichtstation (43)
Mittel zum Ausrichten der Teile (20) in eine horizontale
Lage und zum Bereitstellen in dieser Lage für den Greifer
(24) aufweist.
5. Teile-Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bandvorschub
einrichtung eine Halteeinrichtung im Bereich der Kassette
zum Halten des Bandes (37) aufweist sowie Betätigungsan
triebe (70) zum Verstellen der Abrichtstation (43) aus
einer ersten Position in Richtung zu der an der Kassette
(30) angeordneten Bandrolle (21) jeweils um die Distanz zwi
schen den Teilen (20), zum Betätigen der Abrichtstation (43)
derart, daß sie das Band (37) erfaßt, und danach zum Ver
stellen der Abrichtstation (43) zurück in die erste Posi
tion, wobei die Halteeinrichtung so gesteuert wird, daß
sie das Band (37) losläßt und auf diese Weise das Band (37)
um die dem Abstand zwischen den Teilen (20) entsprechende
Distanz verschiebt und jeweils ein neues Teil (20) in die
Abrichtstation (43) einbringt.
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