Устройство для установки радиоэлементов на печатные платы

 

Изобретение относится к установке радиоэлементов на печатные платы. Устройство позволяет повысить качество установки радиоэлементов на печатные платы за счет повышения точности их установки и упростить конструкцию. Цель достигается за счет того, что сменные установочные головки жестко соединяются со шпинделем 17 механизма установки, для чего в шпинделе 17 выполнено отверстие для размещения корпуса установочных головок, в котором расположен пневмоцилиндр с гильзой 18 и поршнем 30 для привода установочных го-'it*2937««>&«фиг. 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 05 К 13/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4819724/21 (22) 26.04.90 (46) 30.01.92.Бюль 4 (71) Центральный научно-исследовательский технологический институт (72) В.И.Дрель и М.И.Чубуров (53) 621,3.099.75(088,8) (56) Патент США №. 4527327, кл. В 23 P 19/00, 1988.

Европейский патент ¹ 0253226, кл. Н 05 К 13/04, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ РАДИОЭЛЕМЕНТОВ НА ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ, Ы2„„1709575 А1 (57) Изобретение относится к установке радиоэлементов на печатные платы. Устройство позволяет повысить качество установки радиоэлементов на печатные платы за счет повышения точности их установки и упростить конструкцию,. Цель достигается за счет того, что сменные установочные головки жестко соединяются со шпинделем 17 механизма установки, для чего в шпинделе

17 выполнено отверстие для размещения корпуса установочных головок, в котором расположен пневмоцилиндр с гильзой 18 и поршнем 30 для привода установочных го1709575 новки радиоэлементов с поворотным шпинделем и механизмом привода установочных головок, механизм сменных установочных головок, выполненный в виде ползуна с установленными на нем держателями сменных установочных головок, неподвижно установленные механизмы подачи радиоэлементов и сменные установочные головки, выполненные с механизмом центрирования радиоэлементов и вакуумной присоской; выполненной в виДе подпружиненного стержня, и средство для соединения корпуса установочных головок со шпинделем механизма установки, при этом корпуса сменных установочных головок выполнены с привалочным фланцем, Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью установки радиоэлементов на печатные платы, так как механизм центрирования установочных головок не фиксируется жестко относительно оси шпинделя установочной головки, и сложностью конструкции.

Цель изобретения — повышение качества установки радиоэлементов за счет повышения.точности их устан1овки и упрощение конструкции — достигается за счет того, что в устройстве для установки радиоэлементов на печатные платы, содержащем установ. ленный на каретке механизм координатных . перемещений, механизм установки радиоэлементов с поворотным шпинделем и ме- . ханизмом привода уста ;явочных головок, магазин сменных установочных головок, вы5 полненный в виде ползуна с установленными на нем держателями сменных установочных головок, неподвижно установленные механизмы подачи радиоэлементов и. сменные установочные головки, выполненные с механизмом центрирования радиоэлементов и вакуумной присоской, выполненной в виде подпружиненного стержня, и средством для соединения корпуса установочных головок со шпинделем механизма. установки, при этом корпуса установочных головок выполнены с привалочным, фланцем, вакуумные присоски сменных установочных головок снабжены установленным на их стержне подпружиi0

25 ональные возможности

Наиболее близким к предлагаемому яв- 45 ляется устройство для установки радиоэле-. ловок, а установочные головки снабжены установленными на вакуумных присосках подпружиненными поршнями, при этом средство для соединения установочных головок со шпинделем 17 расположено на шпинделе и выполнено в виде шариков 34 и

Изобретение относится к установке радиоэлементов на печатные платы и может быть использовано для изготовления блоков радиоаппаратуры в радиотехнической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для установки радиоэлементов на печатные платы, содержащие установленный на каретке механизм координатных перемещений, механизм установки радиоэлементов с поворотным шпинделем и механизмом привода установочных головок, выполненный в виде толкателя, механизм сменных установочных головок, выполненный в виде ползуна с держателями сменных установочных головок, неподвижно установленные механизмы подачи радиоэлементов, сменная установочная головка с элементами для фиксации радиоэлементов и средство для фиксации установочных головок, расположенное на механизме установки радиоэлементов.

Известное устройство обеспечивает установку на печзтные платы различных ра.диоэлементов, устанавливая выводы радиоэлементов в отверстия печатной платы, однако оно не может быть использовано для установки радиоэлементов поверхностного монтажа, что ограничивает его функциИзвестно устройство для установки ра- 30 диоэлементов на печатные платы, содержащее механизм установки радиоэлементов, соединенный с механизмом привода установочной головкой, выполненной с механизмом центрирования и ваккумной присоской.

Известное устройство обеспечивает установку на печатную плату радиоэлементов поверхностного монтажа. Недостатком известного устройства являются ограниченные эксплуатационные возможности, так как оно обеспечивает установку радиоэлементов ограниченного диапазона типоразмеров, ментов на печатную плату, содержащее установленный на каретке механизма координатных перемещений механизм устаустановленного на шпиндеде 17 поворотно го кольца 33, выполненного с пазами для шариков. Гильза 18 неподвижно соединена с кареткой механизма координатных перемещений, а шпиндель 17 установлен на гильзе. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

1709575 сменных установочных головок, механизмы 55

6-8 подачи радиоэлементов, механизм, 9 фиксации печатных плат, В состав механизма 4 координатных пе-. ремещений входит каретка 10, установленная с воэможностью перемещения по двум ненным поршнем, а в шпинделе выполнено отверстие для размещения корпуса сменных установочных головок, в котором размещен механизм привода сменных установочных головок, выполненный в виде пневмоцилиндра с гильзой и поршнем, установленным с возможностью взаимодействия с поршнем вакуумной присоски, при этом средство для соединения корпуса сменных установочных головок со шпинделем механизма установки расположено на ш пинделе.

За счет ввода новых элементов обеспечивается точное и жесткое соединение установочных головок и их механизмов центрирования со шпинделем, что обеспечивает повышение точности установки радиоэлементов и упрощение конструкции установочных головок и механизма установки радиоэлементов

Соединение гильзы пневмоцилиндра механизма привода сменных установочных головок с кареткой механизма координатных перемещений и установка шпинделя механизма установки на гильзе обеспечивают упрощение конструкции механизма установки, а выполнение держателя магазина сменных установочных головок и средства для соединения корпуса установочных. головок со шпинделем механизма установки обеспечивает повышение надежности соединения установочных головок со шпинделем механизма установки радиоэлементов.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 — механизм установки радиоэлементов, Осевой разрез; на фиг.3 — разрез А-А на фиг,2; на фиг.4— разрез Б-Б на фиг.2„ на фиг.5 — держатель магазина сменных установочных головок, осевой разрез; на фиг.б — вид В на фиг 5; на фиг.7 — сменная установочная головка, осевой разрез; на фиг, — разрез Г-Г на фиг.7; на фиг.9 — разрез Д-Д на фиг,7; на фиг.10 и

11 — стадии передачи сменной установочной головки из держателя магазина в механизм установки радиоэлементов: на фиг.12— механизм установки радиоэлементов с зафиксированной в нем установочной головкой в момент установки радиоэлементов на печатную плату.

Устройство для установки радиоэлементов 1 на печатную плату 2 содержит установленные на станине 3 механизм 4 косрдинатных перемещений, магазин 5

50 взаимно перпендикулярным координатам.

На каретке 10 закреплен механизм 11 установки радиоэлементов, Механизм 5 сменных установочных головок выполнен B виде ползуна 12, подъем и опускание которого осуществляется с помощью привода 13. На ползуне 12 закреплены держатели 14 с установленными в них сменными установочнымй головками 15.

Механизм 11 установки радиоэлементов содержит размещенный в корпусе 16 поворотный шпиндель 17, механизм приво-. да установочных головок, механизм поворота и средство для соединения корпуса установочной головки со шпинделем. Механизм привода установочных головок выполнен в виде пневмоцилиндра с гильзой 18 и поршнем 19, в нижней части которого размещен толкатель 20, подпружиненный пружиной 21. Гильза 18 неподвижно закреплена в корпусе 16, а шпиндель 17 установлен с возможностью вращения на гильзе

18.

Механизм поворота шпинделя содержит установленную в корпусе 16 плунжеррейку 22, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом 23, подача вращения от которого шпинделю 17 осуществляется посредством храповой муфты 24. Угловое по-, ложение шпинделя 17 определяется шариковым фиксатором 25, установленным с возможностью взаимодействия с корончатым венцом 2б шпинделя 17. Возврат плунжер-рейки 22 в исходное положение осуществляется пружиной. 27, Для угловой ориентации сменной установочной головки

15 относительно шпинделя 17 в его стенке закреплен штифт 28. Подвод сжатого воздуха в надпоршневую полость 29 и вакуума в полость 30 осуществляется через кольцевые каналы 31 и 32, выполненные в корпусе 16.

Средство для соединения корпуса установочной головки 15 со шпинделем 17 выполнено в виде установленного на шпинделе 17 поворотного кольца 33 и шариков 34, расположенных в отверстиях 35 шпинделя 17. На внутренней поверхности поворотного кольца 33 выполнены пазы 36 для размещения шариков 34, а на его торцовой поверхности выполнены пазы 37.

В корпусе каждого держателя 14 размещена поворотная втулка 38, подпружиненная пружиной 39, На торцовых поверхностях корпуса держателя 14 и втулки 38 выполнены выступы 40 и 41, Втулка 38 установлена с возможностью поворo Ta c фиксацией через 90 с помощью шарикового фиксатора 42.

Установочная головка 15 содержит размещенные в корпусе 43 вакуумную присо1709575 надпоршневую полость плунжер-рейки 22 подается импульс сжатого воздуха, который перемещает плунжер-рейку 22, поворачивает находящееся в ней в зацеплении зубчатое колесо 23 и через храповую муфту 24 поворачивает шпиндель 17. Для поворота

55 ску, выполненную в виде полого стержня 44 с наконечником 45 и механизмом центрирования радиоэлементов, который включает в себя центрирующие губки 46 и 47, шарнирно закрепленные на ползунах 48 и 49, под- 5 пружиненных пружинами 50, 51. На стержне вакуумной присоски 44 подвижно

- установлен поршень 52, подпружиненный пружиной 53, опирающейся на корпус 43.

Сверху подвижность поршня 52 ограничена 10 штифтом 54,, закрепленным в стержне вакуумной присоски 44. На корпусе 43 выполнен привалочный фланец 55 с пазами 56, кольцевая канавка 57, на верхней торцовой поверхности корпуса 43 выполнены откры- 15 тые пазы 58.

Сменные установочные головки 15, предназначенные для установки радиоэлементов разных размеров, отличаются размерами центрирующих губок 46, 47 и 20 наконечников 45.

Устройство работает следующим образом.

Каретка 10 механизма 4 координатных перемещений с установленным на ней ме- 25 ханизмом 11 установки радиоэлементов перемещается в позицию над магазином 5 таким образом, чтобй ось шпинделя t7 механизма 11 установки радиоэлементов совпадала с осью одного из держателей 14 и 30 размещенной в нем установочной головки

15. Ползун 12 при этом находится в нижнем положении, пазы 37 на поворотном кольце

33 размещены над выступами 40 держателя

14, штифт 28 в шпинделе 17 расположен над 35 одним из пазов 58 в корпусе 43 установочной головки 15, пазы 36 на внутренней поверхности поворотного кольца ЗЗ совпадают с шариками 34, пазы 56 фланца совмещены с выступами 41 втулки 38 и по- 40 вернуты на 90 относительно выступов 40 держателя 14, а фланец 55 зафиксирован под выступами 40.

При подьеме ползуна 12 в верхнее положение (фиг.10) поршень 52 и корпус 43 45 установочной головки 15 вводятся в полость шпинделя 17 до упора привалочного фланца

55 в торцовую поверхность шпинделя 17, штифт 28 при этом входит в паз 58, пазы 37 совмещаются с выступами 40, а кольцевая 50 канавка 57 размещается напротив шариков

34.

Для соединения корпуса 43 установочной головки 15 со шпинделем 17 в, шпинделя 17 на 90 при дискретности в 45 необходимо подать два импульса сжатого воздуха, Поворотное кольцо 33 при этом удерживается от вращения выступами 40, размещенными в пазах 37..

После того как шпиндель 17 с установочной головкой 15 повернется на 90 (фиг.11), шарики 34 переходят из пазов 36 в канавку

57 и стопорят корпус 43 установочной головки 15 относительно шпинделя 17. Одновременно со шпинделем 17 и установочной головкой 15 поворачивается на 90 втулка 38 таким образом, что ее выступы 41 и пазы 56 фланца установочной головки 15 размещаются под выступами 40 держателя. В результате установочная головка 15 оказывается соединенной со шпинделем 17 и освобождается из держателя 14, что обеспечивает возможность для опускания ползуна 12 магазина 5 в исходное нижнее положение,—

Механизм подачи 6-8 обеспечивают.поштучную подачу радиоэлементов 1 в зону захвата, Механизм 11 установки с установочной головкой 15 перемещается с помощью механизма 4 координатных перемещений в зону захвата таким образом, чтобы ось установочной головки 15 совпадала с центром одного иэ радиоэлементов 1. В канал вакуумной .присоски 44 подается вакуум, после чего в надпоршневую полость 29 подается сжатый воздух, поршень 19 приходит в движение, раздвигая центрирующие губки

46, 47 и опуская присоску 44, до упора в радиоэлемент 1. Затем полость 29 соединяется с атмосферой, поршень 19 возвращается пружиной 53 в верхнее положение, уде ржи ваем ый ва куумом ради оэле ме нт 1 поднимается вместе с присоской 44 и центрируется губками 46,47, После этого радиоэлемент 1 перемещается вместе с установочной головкой 15 в позицию установки, производится его угловая ориентация с помощью механизма поворота шпинделя 17 в полость 29 подается сжатый воздух и радиоэлемент 1 прижимается присоской 44 к печатной плате 2 с предварительно нанесенным на ее поверхность адгезивом.

После снятия давления в полости 29 присоска 44 поднимается в исходное положение, а,радиоэлемент 1 остается на печатной плате 2, удерживаемый силой адгезии.

Смена установочных головок 15 производится следующим образом.

Механизм 4 координатных перемещений перемещает установочную головку 15 в позицию над пустым держателем 14, при этом пазы 37 поворотного кольца ЗЗ и пазы

56 фланца 55 располагаются над выступами

1709575

40 и 41 держателя 14 и втулки 38. После этого производятся операции подъема ползуна 12, поворота шпинделя 17 на 90,и опускания ползуна 12, В результате установочная головка 15 оказывается зафиксиро- 5 ванной в держателе 14; а шпиндель 17 механизма 11 установки радиоэлементов освобождается для следующей установочной головки.

Таким образом, за счет соединения 10 гильзы 18 пневмоцилиндра механизма привода сменных установочных головок с кареткой 10 механизма 4 координатных перемещений и установки шпинделя 17 на гильзе 18 достигается упрощение конструк- 15 ции механизма установки рядиоэлементов.

11.

Выполнение держателя 14 магазина сменных установочных головок 5 и средств для соединения корпуса 43 сменных устано- 20 вочных головок 15 со шпинделем 17 механизма установки обеспечивают повышение надежности соединения установочных головок 15 со шпинделем 17, и, как следствие, повышение точности установки радиоэле- 25 ментов по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

1. Устройство для установки радиоэлементов на печатные платы, содержа- 30 щие .установленный на каретке механизм координатных перемещений, механизм ус-. тановки радиоэлементов с поворотным шпинделем и механизмом привода установочных головок, магазин сменных устано- 35 вочных головок, выполненный в виде ползуна с установленными на нем держателями сменных установочных головок, неподвижно установленные механизмы подачи радиоэлементов и сменные устано- 40 вочные головки, выполненные с механизмом центрирования радиоэлементов и вакуумной присоской, выполненной в виде подпружиненного стержня, и средство для соединения корпуса установочных головок 45 со шпинделем механизма установки, при этом корпуса сменных установочных головок выполнены с привалочным фланцем, о тлича ющееся тем,что,с цепью повышения качества установки радиоэлементов эа счет повышения точности их установки на печатные платы, вакуумные присоски сменных установочных головок снабжены установленным на их стержне подпружиненным поршнем, а в шпинделе выполнено отверстие для размещения корпуса сменных установочных головок, в котором размещен механизм привода сменных установочных головок, выполненный в виде пневмоцилиндра с гильзой и поршнем, установленным с .возможностью взаимодействия с поршнем вакуумной присоски, при этом средство дпя соединения корпуса сменных установочных головок со шпинделем механизма установки расположено на шпинделе.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что гильза пневмоцилиндра механизма привода сменных установочных головок неподвижно соединена с кареткой механизма координатных перемещений, а шпиндель механизма установки установлен с возможностью вращения на гильзе.

3. Устройство по п.1, о т и и ч а ю щ е ес я тем, что держатели магазина сменных установочных головок снабжены подпружиненными втулками, установленными с возможностью вращения в отверстии, выполненном в держателе, фиксаторами этих втулок, а средство для соединения корпуса установочных головок со шпинделем механизма установки выполнено в виде установленного на шпинделе поворотнОго кольца и шариков, расположенных в отверстиях, выполненных в шпинделе напротив поворотного кольца, а на внутренней поверхности поворотного кольца выполнены пазы для размещения шариков, при этом на держателях магазина и их подпружиненных втулках выполнены-выступы для фиксации фланца корпуса головок, на привалочных фланцах корпусов установочных головок выполнены пазы для прохода выступов держателей и их подпружиненных втулок, а на поворотном кольце выполнены пазы для выступов держателей магазина.

3709575

27

Г

1709575

1709575

Г- Г

1709575

1709575

1709575

Составитель В.Дрель

Техред М.Моргентал

Корректор М-.Кучерявая

Редактор М.Циткина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. Ул,Гагарин, 101

Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета flo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

-1—