Устройство для поштучной выдачи радиоэлементов из стопы

 

Устройство предназначено для монтажа полупроводниковых приборов и радиоэлементов преимущественно плоской формы на печатные платы и подложки микрocборок. Устройство, содержащее накопитель с отсекателем, установленным с возможностью возвратно-поворотного движения и кинематически связанным со стержнем управления, смонтированным на накопителе и подпружиненным относительно последнего, питатель, снабжено двумя кривошипно-ползунными механизмами, смонтированными в верхней части накопителя так, что их ползуны, являющиеся элементами двух отсекателей, частично перекрывают полость накопителя, тормозным механизмом, противовесом, связанным гибким элементом, например тросиком, через два блока с питателем, стержень управления выполнен с элементами, один из которых установлен с возможностью одновременного взаимодействия с двумя кривошипами, а остальные - с возможностью одновременного взаимодействия с тормозным механизмом, который установлен с возможностью взаимодействия с противовесом в любом его рабочем положении. Кривошип выполнен в виде двуплечего рычага с кулачком на свободном конце. Тормозной механизм выполнен в виде двух тормозных колодок, размещенных на накопителе, связанных между собой пружинами и снабженных каждая кареткой и кулачком. Питатель и противовес снабжены цилиндрическими катками, смонтированными с возможностью взаимодействия с общими направляющими. Элементы стержня управления выполнены в виде толкателей. В результате производительность обеспечивается более высокая, производительность за счет совмещения во времени двух операций. 6 з. п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, в частности к радиоэлектронному машиностроению, а именно к оборудованию для монтажа полупроводниковых приборов и радиоэлементов преимущественно плоской формы на печатные платы и подложки микросборок.

Известна кассета, по а.с. N 856061, кл. МКИ⁶ H 05 K 13/02, опубл. в БИ N 30, 1981 г, содержащая корпус квадратного сечения с направляющими для радиоэлементов, две пары профилированных пластин с полками на концах, подпружиненных к корпусу и установленных на его наружных стенках с возможностью возвратно-поворотного движения.

Недостатком известной кассеты является то, что после выдачи плоских элементов положение их каждый раз отличается на 90^o. Это создает дополнительные трудности при их захвате схватом промышленного робота, поскольку требует переориентации плоских элементов через один раз. Кроме того, для захвата плоского элемента схват должен совершить несколько движений, вначале нажать на одну из пар профилированных пружин, а затем подойти к выпавшему из кассеты плоскому элементу и осуществить его захват. При нажатии на пару профилированных пластин также возникают дополнительные трудности поскольку эти пары развернуты относительно друг друга на 90^o. В результате схват через один раз должен также переориентироваться. В результате теряется время, поэтому производительность низкая.

Известное устройство для поштучной выдачи пластин из стопы, по а.с. N 760503, кл. МКИ⁶ H 05 K 13/02, опубл. в БИ N 32, 1980 г, содержащее накопитель с отсекателем, установленным с возможностью возвратно-поворотного движения и кинематически связанным со стержнем управления, смонтированным на накопителе и подпружиненным относительно последнего, питатель.

Недостатком данного устройства является то, что для захвата плоского элемента схват должен совершать несколько движений, вначале нажать на стержень управления, а затем подойти к выпавшему из устройства плоскому элементу и осуществить его захват. В результате теряется время, поэтому производительность низкая.

Задачей решаемой данным изобретением является повышение производительности.

Технический результат, полученный при разработке, заключается в том, что захват радиоэлемента осуществляется одновременно с нажатием на стержень управления. В результате производительность более высокая, за счет совмещения во времени двух операций. В момент подхода схвата к устройству сверху радиоэлемент всякий раз находится на позиции его выдачи. Одновременное с этим движением нажатие на стержень управления необходимо для осуществления возможности изъятия радиоэлемента из устройства, путем расфиксирования отсекателей. Перемещение следующего радиоэлемента на позицию его выдачи осуществляется при возвращении стержня управления в исходное состояние, то есть при уходе схвата с захваченным им радиоэлементом. Следует подчеркнуть, что полученный результат стал возможным за счет обеспечения данной разработкой однозначности положения радиоэлемента (без погрешности, а также без ее накопления в процессе работы) в позиции его выдачи.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для поштучной выдачи радиоэлементов из стопы, содержащее накопитель с отсекателем, установленным с возможностью возвратно-поворотного движения и кинематически связанным со стержнем управления, смонтированным на накопителе и подпружиненным относительно последнего, питатель, снабжено двумя кривошипно-ползунными механизмами смонтированными в верхней части накопителя так, что их ползуны, являющиеся элементами двух отсекателей, частично перекрывают полость накопителя, тормозным механизмом, противовесом, связанным гибким элементом, например, тросиком, через два блока с питателем, стержень управления выполнен с элементами, один из которых установлен с возможностью одновременного взаимодействия с двумя кривошипами, а остальные - с возможностью одновременного взаимодействия с тормозным механизмом, который установлен с возможностью взаимодействия с противовесом в любом его рабочем положении. Каждый из кривошипов выполнен в виде двухплечевого рычага с кулачком на свободном конце. Тормозной механизм выполнен в виде двух тормозных колодок, размещенных на накопителе, связанных между собой пружинами и снабженных, каждая, кареткой и кулачком. Питатель и противовес снабжены цилиндрическими катками, смонтированными с возможностью взаимодействия с направляющими, закрепленными в накопителе. Элементы стержня управления, выполнены в виде толкателей. Один из толкателей установлен с возможностью одновременного взаимодействия с двумя кулачками кривошипов. Два толкателя, по меньшей мере, установлены с возможностью одновременного взаимодействия каждого с кулачком одной из двух тормозных колодок.

Совокупность отличительных признаков обеспечила повышение производительности путем получения возможности подачи радиоэлемента в верхнюю часть накопителя и однозначности его положения на позиции выдачи в течение всего времени работы.

Для кривошипно-ползунных механизма, смонтированных в верхней части накопителя, обеспечивают кинематическую связь отсекателей со стержнем управления. Для обеспечения указанного технического результата механизмы размещены в верхней части накопителя. Их ползуны являются элементами двух отсекателей, которые частично перекрывают полость накопителя. Отсекатели обеспечивают удержание радиоэлемента на позиции его выдачи и кроме того являются базовыми элементами задающими однозначность положения радиоэлемента на позиции выдачи в течение всего времени работы. Противовес, связанный гибким элементом, например, тросиком, через два блока с питателем, обеспечивает за счет избыточного веса питателю со стопой радиоэлементов подниматься вверх до соприкосновения верхнего радиоэлемента с ползунами. Тормозной механизм противовеса обеспечивает удержание питателя со стопой в заданном отсекателем положении, при смещении ползунов и освобождении прохода в полости накопителя.

Выполнение элементов на стержне и установка одного с возможностью одновременного взаимодействия с двумя кривошипами, а остальных - с возможностью одновременного взаимодействия с тормозным механизмом, который установлен с возможностью взаимодействия с противовесом в любом его рабочем положении, позволила обеспечить необходимую последовательность работы механизмов устройства, при нажатии на стержень управления. Для этого каждый из кривошипов выполнен в виде двухплечевого рычага с кулачком на свободном конце, а тормозной механизм выполнен в виде двух тормозных колодок, размещенных на накопителе, связанных между собой пружинами и снабженных, каждая кареткой и кулачком. Элементы стержня управления выполненные в виде толкателей имеют возможность одновременного взаимодействия на кулачки кривошипно-ползунных и тормозных механизмов, при этом формы кулачков этих механизмов обеспечивают последовательность и время их срабатывания по заданной программе. Снабжение питателя и противовеса цилиндрическими катками, смонтированными с возможностью взаимодействия с направляющими, закрепленными на накопителе, обеспечило точность позиционирования радиоэлементов, а, кроме того, исключило трение между питателем и накопителем, противовесом и накопителем, уменьшив затраты энергии на перемещение накопителя со стопой радиоэлементов и противовеса, то есть противовес может быть выполнен более легким.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А; на фиг. 3 - вид Б; на фиг. 4 - разрез В-В; на фиг. 5 - разрез Г-Г; на фиг. 6 - разрез Д-Д.

Устройство (см. фиг. 3) содержит накопитель 1, состоящий (см. фиг. 1, 2, 3 и 5) из передней стенки 2, задней стенки 3 и двух вкладышей 4 и 5. На накопителе 1 закреплены направляющие пластины 6, 7 и 8, 9. В полости накопителя 1 размещен питатель 10. На накопителе 1 смонтирован стержень управления 11, установленный в направляющих отверстиях, выполненных в передней стенке 2 и подпружиненный пружиной 12.

В верхней части накопителя 1, на передней стенке 2, смонтированы два, кривошипно-ползунных механизма. Первый механизм (см. фиг. 4), расположенный слева, состоит из кривошипа 13, шатуна 14 и ползуна 15. Второй механизм, расположенный справа, состоит из кривошипа 16, шатуна 17 и ползуна 18. Ползуны 15 и 18, являющиеся элементами двух отсекателей, расположены на одном уровне и частично перекрывают полость накопителя 1.

Отсекатель, расположенный в левой части накопителя 1, состоит из ползуна 15, установленного в направляющих элементах, например, выполненных в виде цилиндрических катков 19 и 20, которые, в свою очередь смонтированы, с возможностью вращения, на осях 21, закрепленных на основании 22. Основание 22 шарнирно соединено двумя осями 23 с накопителем 1 и прижато к нему пружиной 24. Шарнирное соединение шатуна 14 и ползуна 15, образованное осью 25, соосно с шарнирным соединением основания 22. В результате отсекатель имеет возможность поворота на 180^o в направлении Ж и обратно. Отсекатель, расположенный в правой части накопителя 1 аналогичен первому по выполнению. Он состоит из ползуна 18, направляющих элементов 26 и 27, установленных на осях 21 основания 28, смонтированного на двух осях 23 и пружины 24. В результате отсекатель имеет возможность поворота 180^o в направлении E и обратно.

Цилиндрические катки 19 и 26 выполнены с ребордами, а цилиндрические катки 20 и 27 - без реборд. Направляющие элементы 19, 20, 26 и 27 могут быть выполнены и другими, например, в виде пазов, выполненных в основаниях 22 и 28.

Кривошипы 13 и 16 выполнены каждый в виде двухплечего рычага с кулачком на свободном конце (см. фиг. 4). Кулачок выполнен в виде профилированного паза с участками "a", "b", "c". Пазы кривошипов 13 и 16 расположены зеркально по отношению друг к другу.

На стенке 2 смонтированы две тормозные колодки 29 и 30, представляющие собой планки П-образного сечения, расположенные вдоль накопителя (по высоте H). В пазы тормозных колодок 29 и 30 вставлено по пластине 31 из эластичного материала, например, из резины. Тормозная колодка 29 снабжена кареткой, выполненной в виде двух пластин 32 и 33, прикрепленных к планке перпендикулярно. Тормозная колодка 30 выполнена аналогично первой и снабжена пластинами 34 и 35. Направляющими для пластин 32, 33, 34 и 35 являются двенадцать роликов 36, установленных на осях 37 с возможностью вращения. Ролик 36 имеет две реборды. Направляющие могут быть выполнены, например, в виде пазов, выполненных в стенке 2.

Тормозные колодки связаны между собой двумя пружинами 38, одна из которых закреплена своими концами на тормозной колодке 29 и пластине 35, а другая - на тормозной колодке 30 и пластине 33. На пластинах 32, 33, 34 и 35 установлены четыре кулачка 39, по два на каждую тормозную колодку. При небольшой высоте устройства можно ограничиться одним кулачком на тормозную колодку, разместив его посередине между пластинками каретки. Рабочая поверхность кулачка выполнена в виде прямолинейного наклонного и вертикального участков.

Противовес 40, выполненный в виде каретки П-образного сечения, размещен снаружи около накопителя 1. Питатель 10 и противовес 40 связаны между собой гибким элементом 41, например, тросиком, через два блока 42 (см. фиг. 1 и 6). Оба конца гибкого элемента 41 закреплены за оси 43, закрепленные на противовесе 40, а питатель 10 свободно подвешен на гибком элементе 41. Цилиндрические катки 44, имеющие возможность вращаться, питателя 10 установлены на гибком элементе 41.

Питатель 10 смонтирован в полости накопителя 1 с возможностью взаимодействия с направляющими пластинами 6, 7, 8 и 9 через цилиндрические катки 45 (восемь штук), а противовес 40 - через цилиндрические катки 46 (также восемь штук). В питателе 10 и противовесе 40 вместо цилиндрических катков 45 и 46 могут быть выполнены, например, направляющие пазы.

Стержень управления 11 снабжен одним элементом 47 (см. фиг. 4), выполненным с возможностью одновременного взаимодействия с двумя кривошипами 13 и 16, и четырьмя элементами 48 (см. фиг. 1), выполненными с возможностью одновременного взаимодействия с тормозным механизмом противовеса. Элементы 47 и 48 выполнены в виде толкателей (цилиндрических штифтов). Форма выполнения элементов может быть любой. Толкатель 47 размещен одновременно в двух профилированных пазах кривошипов 13 и 16. Четыре толкателя 48 установлены с возможностью одновременного взаимодействия каждого с четырьмя кулачками 39, закрепленных на планках 32, 33, 34 и 35.

Устройство работает следующим образом.

При подготовке устройства к работе необходимо на питатель 10 установить стопу радиоэлементов. В исходном состоянии питатель 10 находится в крайнем верхнем положении, соприкасаясь с ползунами 15 и 18. Для доступа радиоэлементов к питателю 10 необходимо вручную нажать на стержень управления 11 и, удерживая питатель 10, повернуть на 180^o основание 22 в направлении Ж, а основание 28 - в направлении Е. При этом каждое из оснований удерживается в первоначальном и повернутом положениях пружиной 24 (по одной на каждое основание). После поворота отсекателей доступ к питателю 10 свободен. Радиоэлементы один за другим загружаются на питатель 10, образуя стопу, их металлические выводы (электрические контакты) при этом размещаются на направляющих пластинах 6, 7 и 8, 9. После окончания загрузки питатель 10 оказывается в крайнем нижнем положении, а противовес 40 - в крайнем верхнем положении. Для удержания стопы загруженных радиоэлементов в полости накопителя 1 оба отсекателя возвращают поворотом на 180^o в их первоначальные положения. После снятия удерживающего усилия на стопу радиоэлементов (от руки оператора) питатель 10 под действием веса противовеса переместится вверх до соприкосновения верхнего в стопе радиоэлемента с ползунами 15 и 18 отсекателей. Устройство готово к поштучной выдаче радиоэлементов из стопы.

Поштучная выдача радиоэлементов осуществляется при нажатии на стержень управления 11 подходящим сверху к радиоэлементу схватом промышленного робота (на фиг. не показан). При нажатии на стержень управления 11 происходит следующее.

В начальный момент толкатель 47 перемещается по профилированным пазам на вертикальных участках "a" кривошипов 13 и 16. При этом кривошипы 13 и 16 остаются неподвижными. В этот же момент четыре толкателя 48, опускаясь вниз, воздействуют на четыре кулачка 39. Два кулачка 39, закрепленные на планках 32 и 33, смещают их влево, а вместе с ними и тормозную колодку 29, другие два кулачка 39, закрепленные на планках 34 и 35, смещают их вправо, а вместе с ними и тормозную колодку 30. Эластичные пластины 31, например, из резины, тормозных колодок 29 и 30 в какой-то момент соприкоснутся с противовесом 40 и фиксируют его положение.

При дальнейшем перемещении толкателя 47 по профилированным пазам зеркальных участков "b" кривошипов 13 и 16, последние повернутся в разных направлениях в ползун 15 сместится влево, а ползун 18 - вправо. Доступ к радиоэлементу, находящемуся в стопе сверху свободен. Одновременно перемещаются и четыре толкателя 48, которые в этот момент взаимодействуют с четырьмя кулачками 39, соприкасаясь с вертикальной поверхностью каждого. Кулачки 39 остаются неподвижными, а тормозные колодки 29 и 30 по-прежнему фиксируют противовес 40. Вследствие этого и питатель 10 со стопой радиоэлементов остается неподвижным.

Схват промышленного робота (на фиг. не показан) в этот момент подошел сверху к уровню, в котором расположены ползуны 15 и 18.

При дальнейшем перемещении толкателя 47 вниз он перемещается по профилированным пазам на участках "c" кривошипов 13 и 16. После поворота кривошипов 13 и 16 участки "c" пазов в этот момент совмещены и расположены вертикально. Вследствие этого при перемещении толкателя 47 кривошипы 13 и 16 остаются неподвижными. Продолжают перемещаться толкатели 48, взаимодействующие с вертикальными поверхностями кулачков 39, а тормозные колодки 29 и 30 по-прежнему фиксируют противовес 40. Питатель 10 со стопой радиоэлементов остается неподвижным.

Одновременно с этим схват промышленного робота, перемещающий стержень управления 11, подходит к верхнему в стопе радиоэлементу и осуществляют его захват. Затем он начинает вместе с захваченным радиоэлементом движение вверх.

Стержень управления 11 вместе с схватом промышленного робота перемещается вверх. Вначале толкатель 47 перемещается по профилированным пазам на участках "c" кривошипов 13 и 16, которые совмещены и расположены вертикально. Вследствие этого при перемещении толкателя 47 кривошипы 13 и 16 остаются неподвижными. Одновременно перемещаются и четыре толкателя 48, взаимодействующие каждые с одной из вертикальных поверхностей четырех кулачков 39. Кулачки 39 остаются неподвижными, а тормозные колодки 29 и 30 по-прежнему фиксируют противовес 40. В результате питатель 10 со стопой радиоэлементов остается неподвижным.

Схват промышленного робота (на фиг. не показан) подходит снизу к уровню, в котором расположены ползуны 15 и 18.

При дальнейшем перемещении толкателя 47 по профилированным пазам зеркальных участков "b" кривошипов 13 и 16, последние повернутся в разных направлениях и ползун 15 сместится вправо, а ползун 18 - влево. Кривошипы 13 и 16 займут первоначальное положение, а ползуны 15 и 18 частично перекроют полость накопителя 1. Одновременно толкатели 48 продолжают перемещаться, взаимодействуя с вертикальными поверхностями кулачков 39 и тормозные колодки 29 и 30 по-прежнему фиксируют противовес 40. Питатель 10 со стопой радиоэлементов остается неподвижным.

Схват промышленного робота продолжает подниматься вверх.

В заключительный момент толкатель 47 перемещается по профилированным пазам на вертикальных участках "a" кривошипов 13 и 16. При этом кривошипы 13 и 16 остаются неподвижными. В этот момент четыре толкателя 48 поднимаясь вверх взаимодействуют с четырьмя кулачками 39, которые поджаты к ним пружинами 38. Тормозные колодки 29 и 30 отходят от противовеса 40. Освобожденный противовес 40 под действием собственного веса смещается вниз, а питатель 10 со стопой радиоэлементов вверх до соприкосновения верхнего радиоэлемента с ползунами 15 и 18 отсекателей.

Устройство готово к выдаче следующего радиоэлемента.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что повышение производительности достигнуто путем совмещения всех операций по подготовке устройства к выдаче радиоэлемента и его захвата с нажатием на стержень управления.

Формула изобретения

1. Устройство для поштучной выдачи радиоэлементов из стопы, содержащее накопитель с отсекателем, установленным с возможностью возвратно-поворотного движения и кинематически связанным со стержнем управления, смонтированным на накопителе и подпружиненным относительно последнего, питатель, отличающееся тем, что оно снабжено двумя кривошипно-ползунными механизмами, смонтированными в верхней части накопителя так, что их ползуны, являющиеся элементами двух отсекателей, частично перекрывают полость накопителя, тормозным механизмом, противовесом, связанным гибким элементом, например тросиком, через два блока с питателем, стержень управления выполнен с элементами, один из которых установлен с возможностью одновременного взаимодействия с двумя кривошипами, а остальные с возможностью одновременного взаимодействия с тормозным механизмом, который установлен с возможностью взаимодействия с противовесом в любом его рабочем положении.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кривошип выполнен в виде двуплечего рычага с кулачком на свободном конце.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тормозной механизм выполнен в виде двух тормозных колодок, размещенных на накопителе, связанных между собой пружинами и снабженных каждая кареткой и кулачком.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что питатель и противовес снабжены цилиндрическими катками, смонтированными с возможностью взаимодействия с общими направляющими.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элементы стержня управления выполнены в виде толкателей.

6. Устройство по пп.1, 2 и 5, отличающееся тем, что один толкатель установлен с возможностью одновременного взаимодействия с двумя кулачками кривошипов.

7. Устройство по пп.1, 3 и 5, отличающееся тем, что, по меньшей мере, два толкателя установлены с возможностью одновременного взаимодействия каждого с кулачком одной из двух тормозных колодок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6