DK168260B1 - Fremgangsmåde og apparat til stykvis tilførsel af komponenter til monteringsautomat - Google Patents

Description

i DK 168260 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til stykvis tilførsel eller udlevering af komponenter, navnlig SMD-kompo-nenter til monteringsautomat, og af den i indledningen til krav 1 angivne art.

5

Monteringsautomater til placering af små SMD-komponenter på chips og små printkort er normalt indrettet til at arbejde med SMD-komponenter, der fra fabrik er monteret på bæretape i ruller, dvs. at der i forbindelse med monteringsautomaten skal 10 foregå demontering af SMD-komponenterne fra bæretapen.

Denne midlertidige montering af små SMD-komponenter har indtil fornylig været en nødvendighed, som naturligvis indebærer en mærkbar medpris på de aktuelle SMD-komponenter, f.eks. fysisk 15 set ganske små modstande, kondensatorer, spoler m.m.

Fra GB-A 2 239 010 kendes et apparat, der er indrettet til ved hjælp af luft at fremføre eksempelvis løse SMD-komponenter med ens orientering gennem en fødekanal til udleveringspost ion, 20 hvilket apparat desuden omfatter en skrå sorteringsrende.

Opfindelsen har til formål at angive en forbedret fremgangsmåde til at arbejde små SMD-komponenter i "løs vægt", og som gør det muligt at billiggøre og forenkle produktion af elektroni-25 ske kredsløb, hvori indgår SMD-komponenter.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er kendetegnet ved, at en portion af SMD-komponenter tilføres et smalt, opretstående doseringshjul, der roteres fortrinsvis trinvis om en vandret ak-30 se, at komponenterne ved hjælp af medbringerorganer langs inderside-periferien af doseringshjulet føres opad til en position, hvorfra komponenterne tillades at falde ned over den skråtstillede soteringsrende, der har i hovedsagen V-formet tværsnit og en bundflade, hvis bredde svarer til bredden af 35 komponenterne, at komponenterne mellem sorteringsrenden og fødekanalen, der har et tværsnit, der er tilpasset tværsnittet af komponenterne, føres i en åben rende med en bredde, der 2 DK 168260 B1 svarer til bredden af komponenterne, at komponenter, der ikke er placeret med korrekt orientering i den åbne rende umiddelbart foran indgangen til fødekanalen pustes væk ved hjælp af en tværstillet luftdyse, inden komponenter, der er korrekt 5 indført i fødekanalen fremføres deri ved hjælp af luft, dei tilføres via en fremadrettet luftdyse, og at komponenterne vec en udleveringsende af fødekanalen successivt løftes opad ti] udleveringspositionen.

10 På enkel måde og ved udnyttelse af det forskellige længde/ bredde-forhold af SMD-komponenterne bliver det herved muligt at opnå en præcis orientering af en del af de tilførte SMD-komponenter i bunden af den V-formede sorteringsrende, således at der ved SMD-komponenternes efterfølgende passage af den åb-15 ne rende sker en første frasortering af komponenter, der ei placeret på tværs af den åbne rende, hvorefter endelig frasortering af ukorrekt orienterede SMD-komponenter foregår vec hjælp af den tværstillede luftdyse, således at SMD-komponentei med korrekt orientering ind- og fremføres i fødekanalen.

20

For at tilsikre tilstrækkelig kapacitet, dvs. forsyning aj SMD-komponenter til udleveringspositionen fremføres der hensigtsmæssigt til nævnte position fremføres overskud af SMD-komponenter, således at sorteringsrenden, den åbne rende o< 25 fødekanalen kan holdes tilpas fyldt med komponenter.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes der til rotation af doseringstromlen og til drift af en luftpumpeindret-ning for nævnte luftdyser med fordel en fælles mekanisme, de: 30 drives af den tilhørende monteringsautomat.

Opfindelsen angår tillige et apparat til brug ved den angivn fremgangsmåde, og af den i indledningen til krav 4 angivn art, hvilket apparat er kendetegnet ved, at omfatte et smalt 35 opretstående doseringshjul, der ved hjælp af en drivmekanism roteres fortrinsvis trinvis om en vandret akse, og som lang indersideperiferien er forsynet med medbringerorganer fo DK 168260 B1 3 SMD-komponenter, der tilføres via en ifyldningsåbning, nævnte delvis i doseringshjulet indragende skråtstillet sorteringsrende, der er udformet med i hovedsagen V-formet tværsnit og med en bundflade, hvis bredde svarer til bredden af komponen-5 terne, en mellem sorteringsrenden og fødekanalen anbragt åben rende med en bredde, der ligeledes svarer til bredden af komponenterne, en umiddelbart foran fødekanalen anbragt luftdyse, der er indrettet til at bortpuste komponenter, der ikke er korrekt orienteret til at kunne indføres i fødekanalen, en in-10 denfor en indgang dertil anbragt fremadrettet luftdyse, ved hjælp af hvilken komponenterne føres fremad i fødekanalen mod udleveringspositionen, hvilken luftdyse fortrinsvis forsynes med luft fra en indbygget luftpumpe, og en udleveringsmekanisme, der er indrettet til at løfte forreste komponent i føde-15 kanalen opad til udleveringspositionen.

Hensigtsmæssigt er apparatet ifølge opfindelsen udformet således, at det omfatter en fælles drivmekanisme i form af en fjederpåvirket arm, der er svingbar om en vandret akse i apparat-20 stellet, og som driver en palarm, der indgriber med en udvendig tandkrans på doseringshjulet, og et stempel af en luftpumpe, der er indrettet til fortrinsvis under returføring af stemplet i en pumpecylinder at tilføre luft gennem en fortrinsvis fælles luftslange til nævnte luftdyser, hvilken arm 25 fortrinsvis er indrettet til svingpåvirkes ved hjælp af en bevægeindretning af den tilhørende monteringsautomat.

Og fortrinsvis udgøres udleveringsmekanismen af en i hovedsagen vandret løftearm, der ved en ende er indrettet til at på-30 virkes med en nedadrettet bevægelse af en lodret aktiveringsarm, og som ved modsatte ende via en fjeder er forbundet med et tyndt, lodret løftestempel, der forløber gennem fødekanalen ud for udleveringspositionen, og som ved aktivering løfter forreste komponent opad til udleveringspositionen, hvilken ak-35 tiveringsarm fortrinsvis er indrettet til at trykpåvirkes nedad ved hjælp af en bevægeindretning af den tilhørende monteringsautomat .

4 DK 168260 B1

Med henblik at tilsikre korrekt og problemfri forsortering henholdsvis kontinuerlig udlevering af SMD-komponenter er den V-formede sorteringsrende placeret med en hældning på ca. 45° med vandret. Den åbne rende har en tilsvarende hældning, me-5 dens hældningen af fødekanalen fra den åbne rende og fremad mod udleveringspositionen, hvor fødekanalen forløber i hovedsagen vandret, har en hældning på ca. 20°.

For på sikker måde at få ukorrekt orienterede SMD-komponenter 10 til i størst muligt omfang selv at falde ned fra den åbne rende, er denne udformet med sidevægge, der indvendigt forløber lodret og indbyrdes parallelle, og som udvendigt har mod hinanden skånende forløb til dannelse af øvre, skarpe sidekanter.

15 Med særlig fordel udgøres luftdysen umiddelbart foran indgangen til fødekanalen af en tynd, tværstillet luftdyse, idet det herved tilsikres, at kun én komponent pustes bort fra positionen umiddelbar foran fødekanalen, medens den nævnte fremadrettede luftdyse udmunder i den glatte bund af fødekanalen un-20 der en vinkel med denne på ca. 45°.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere i forbindelse med tegningen, på hvilken:- 25 Fig. 1 viser et plant sidebillede af en udførelsesform for et udleveringsapparat ifølge opfindelsen, hvorpå den smalle doseringstromle eller doseringshjulet dog ikke er vist, fig. 2 viser et sidebillede af en udførelsesform for et dose-30 ringshjul til udleveringsapparatet jfr. fig. 1, fig. 3 viser en udførelsesform for en luftpumpe til udleveringsapparatet ifølge opfindelsen, og 35 fig. 4 viser en detalje ved udleveringsapparatet jfr. fig. 1.

DK 168260 B1 5

Det i fig. 1 viste udleveringsapparat er opbygget på en relativ smal bæreplade 2, der er udformet i letmetal enten ved spåndtagende bearbejdning eller ved støbning. Bærepladen 2 er udformet med et delvis cirkulært sorteringskammer 4, uden for 5 hvilket et doseringshjul 6 (fig. 2) er lejret på en sådan må-· de, at doseringshjulet 6 roterer tæt langs en omsluttende flange 7. Sorteringskammeret 4 er forsynet med en øvre ifyld-ningsåbning 8 med en forbindelsesfatning 10 for en ikke vist container med løse SMD-komponenter, der via ifyldningsåbningen 10 8 kan udtømmes i doseringskammeret 4, der er omsluttet af doseringshjulet 6. Dette har en bredde (vinkelret på papirets plan - fig. 2) på ca. 5 mm. og er indesluttet bag en cirkulær dækplade (ikke vist).

15 Doseringshjulet 6 er langs inderside-periferien forsynet med et stort antal medbringerorganer i form af udstående L-formede hylder 12 og langs yderside-periferien er doseringshjulet 6 udformet med en tandkrans 14, der tjener til trinvis rotation af doseringshjulet 6 ved hjælp af en palarm 16, der ved 18 er 20 fjederpåvirket ind mod tandkransen 14, og som drives af en svingarm 20, der er lejret i bærepladen 2 om en vandret akseltap 22, og som betjenes ved hjælp af en betjeningsarm 24 tilhørende en monteringsautomat i forbindelse med hvilken udleveringsapparat et anvendes.

25

Svingarmen 20 driver også en luftpumpe 26, idet en nedre· endedel af svingarmen 20 ved 30 er forbundet med en yderende af en stempelstang 28, hvis modsatte ende samvirker med en pumpecylinder 32 med et pumpestempel 34 (fig. 3). Udenfor luftpum-30 pen 26 er stempelstangen 28 omsluttet af en trykfjeder 36, der sørger for returføring af svingarmen 20, palarmen 16 og for udførelse af selve pumpeslaget, idet luftpumpen 26 er opbygget som en omvendt cykelpumpe, hvor den sammenpressede luft udføres fra pumpecylinderen, når en forreste indsnævring 38 af 35 stempelstangen 28 passerer en tætningsring 40, hvorved den sammenpressede luft næsten momentant udtømmes gennem en side- 6 DK 168260 B1 kanal 42 til en slange (ikke vist), der som beskrevet nedenfoi leder luften til udleveringsapparatet.

Udleveringsapparatet virker på følgende måde: 5

Et forråd af ganske små SMD-komponenter, f.eks. modstande, kondensatorer, spoler eller lignende, udtømmes via ifyldnings-åbningen 8 i doseringskammeret 4. Ved påvirkning af svingarmei 20 mod venstre ved hjælp af monteringsautomatens betjeningsan 10 24 føres palarmen 16 mod højre og drejer doseringshjulet 6 : pilens retning og medtager ved hjælp af de L-formede medbringer e SMD-komponenter opad til en ophævet position 44, hvorfr. SMD-komponenterne falder ned i en skråtstillet sorteringsrend« 46, der har V-formet tværsnit, hvoraf den ene flange er længe-15 re end den anden og rager ind under doseringshjulet 6, og so] har en bundrende 48 med en glat bundflade og en bredde, der e: afstemt efter bredden af de aktuelle SMD-komponenter.

Fra den V-formede sorteringsrende 46 glider korrekt orientere· 20 de SMD-komponenter (det skal indskydes, at der arbejdes me SMD-komponenter med en udpræget kortside og en udpræget lang side, dvs. med tilpas forskel på bredde/længde-forholdet), vi bundrenden 48 ud i en åben rende 50, der har sidevægge, hvi højde er afstemt efter tykkelsen af SMD-komponenterne, og so: 25 desuden har knivskarpe øvre sidekanter, således at ikke kor rekt orienterede SMD-komponenter let falder ved siden af de åbne rende 50 og tilbage ned i bunden af doeseringskammeret henholdsvis doseringshjulet 6. For at styre sådan frasortered komponenter tilbage til bunden af doseringskammeret 4 er dett 30 ud for den åbne rende 50 udformet med en skrå ledeflade 5 samt en buet, skrå ledeflade 54 langs den nedre del af dose ringskammeret 4.

Fra den åbne rende 50, der ligesom den V-f ormede sorterings 35 rende 46 forløber i en vinkel med vandret på ca. 45°, lede korrekt orienterede komponenterne ind i en overdækket fødeka nal 56, der strækker sig fremad/nedad til en vandret udleve DK 168260 B1 7 ringsposition 58, idet hældningen undervejs overvejende er ca. 20°. Umiddelbart foran indgangen til den overdækkede fødekanal 56, hvis tværsnit også er tilpasset tværsnittet af de aktuelle 5 SMD-komponenter, bliver eventuelt ukorrekt orienterede komponenter (dvs. komponenter der ikke er korrekt placeret på række i bunden af den åbne rende 50) pustet bort ved hjælp af en tynd, tværstillet luftdyse 60, der forsynes med luft fra den tidligere beskrevne luftpumpe 26.

10

Samtidig forsyner luftpumpen 26 en fremadrettet luftdyse 62, der udmunder i den glatte bundflade af den overdækkede fødekanal 56, således at der successivt pustes og skubbes en tæt række af komponenter fremad mod udleveringspositionen 58, hvor 15 den forreste SMD-komponent løftes op i afleveringspositionen 58 ved hjælp af et tyndt lodret stempel, der betjenes af en vandret vippearm 64, en lodret aktiveringsstang 66 og en be-tjeningssknast 68 af monteringsautomaten.

20 I udleveringspositionen 58 opsamles SMD-komponenterne ved hjælp af en tynd suge-pick-up og anbringes i korrekt position på chip eller printplade på sædvanlig måde. Forsøg har vist, at udleveringsapparatet ifølge opfindelsen kan udlevere op til 10 komponenter pr. sekund, hvilket svarer til mere end det 25 dobbelte af det i dag normale antal ved brug af komponenter, der tilføres fra tape.

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til stykvis tilførsel eller udlevering af komponenter, navnlig SMD-komponenter til monteringsautomat, og ved hvilken der anvendes løse, aflange komponenter, hvor af-5 standen mellem komponentens terminalender er større end bredden af komponenten, hvor SMD-komponenterne fra et forrådslager (4) føres til en skråtstillet soteringsrende (46), hvorfra komponenter via en fødekanal (56) ved hjælp af luft føres til en udleveringsposition (58), kendetegnet ved, at en 10 portion af SMD-komponenter tilføres et smalt, opretstående doseringshjul (6), der roteres fortrinsvis trinvis om en vandret akse, at komponenterne ved hjælp af medbringerorganer (12) langs inderside-periferien af doseringshjulet (6) føres opad til en position, hvorfra komponenterne tillades at falde ned 15 over den skråtstillede soteringsrende (46), der har i hovedsagen V-formet tværsnit og en bundflade (48), hvis bredde svarer til bredden af komponenterne, at komponenterne mellem sorteringsrenden (46) og fødekanalen (56), der har et tværsnit, der er tilpasset tværsnittet af komponenterne, føres i en åben 20 rende (50) med en bredde, der svarer til bredden af komponenterne, at komponenter, der ikke er placeret med korrekt orientering i den åbne rende (50) umiddelbart foran indgangen til fødekanalen (56) pustes væk ved hjælp af en tværstillet luftdyse (60), inden komponenter, der er korrekt indført i fødeka-25 nalen (56) fremføres deri ved hjælp af luft, der tilføres via en fremadrettet luftdyse (62), og at komponenterne ved en udleveringsende af fødekanalen successivt løftes opad til.udleveringspositionen (58) .

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der ved hjælp af doseringshjulet (6) føres overskud af SMD-komponenter til nævnte position, således at sorteringsrenden (46), den åbne rende (50) og fødekanalen (56) kan holdes tilpas fyldt med komponenter. DK 168260 B1 9

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet vedf at der til rotation af doseringshjulet (6) og til drift af en luftpumpe indretning (26) for nævnte luftdyser (60, 62) anvendes en fælles mekanisme, der drives af den tilhørende monte- 5 ringsautomat.

4. Apparat til brug ved fremgangsmåden ifølge krav 1 og fortrinsvis beregnet til påbygning på eksisterende monteringsautomat, dvs. omfattende et apparatstel, der er beregnet til at 10 kunne forskydes langs føringsskinner af monteringsautomaten, hvilket apparat omfatter en skråtstillet sorteringsrende (46) og en fødekanal (56) med et tværsnit, der er tilpasset tværsnittet af komponenterne, gennem hvilken fødekanal SMD-kompo-nenter ved hjælp af luft føres til en udleveringsposition 15 (58), kendetegnet ved, at apparatet omfatter et smalt, opretstående doseringshjul (6), der ved hjælp af en drivmekanisme roteres fortrinsvis trinvis om en vandret akse, og som langs indersideperiferien er forsynet med medbringeror-ganer (12) for SMD-komponenter, der tilføres via en ifyld-20 ningsåbning (8), nævnte delvis i doseringshjulet (6) indragende skråtstillet sorteringsrende (46) , der er udformet med i hovedsagen V-formet tværsnit og med en bundflade, hvis bredde svarer til bredden af komponenterne, en mellem sorteringsrenden (46) og fødekanalen (56) anbragt åben rende (50) med en 25 bredde, der ligeledes svarer til bredden af komponenterne, en umiddelbart foran fødekanalen (56) anbragt luftdyse (60), der er indrettet til at bortpuste komponenter, der ikke er korrekt orienteret til at kunne indføres i fødekanalen (56), en indenfor en indgang dertil anbragt fremadrettet luftdyse (62), ved 30 hjælp af hvilken komponenterne føres fremad i fødekanalen (56) mod udleveringspositionen (58), hvilke luftdyser (60, 62) fortrinsvis forsynes med luft fra en indbygget luftpumpe (26), og en udleveringsmekanisme, der er indrettet til at løfte forreste komponent i fødekanalen opad til udleveringspositionen. 35

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det omfatter en fælles drivmekanisme i form af en fjederpåvirket 10 DK 168260 B1 arm (20) , der er svingbar om en vandret akse (22) i apparatstellet, og som driver en palarm (16) , der indgriber med en udvendig tandkrans (14) på doseringshjulet (6), og et stempel (28) af en luftpumpe (2 6) , der er indrettet til fortrinsvis 5 under returføring af stemplet (34) i en pumpecylinder (32) at tilføre luft gennem en fortrinsvis fælles luftslange til nævnte luftdyser (60, 6.2)/ hvilken arm (20) fortrinsvis er indrettet til svingpåvirkes ved hjælp af en bevægeindretning (24) af den tilhørende monteringsautomat. 10

6. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at udleveringsmekanismen udgøres af en i hovedsagen vandret løftearm (64), der ved en ende er indrettet til at påvirkes med en ned-adrettet bevægelse af en lodret aktiveringsarm (66), og som 15 ved modsatte ende via en fjeder er forbundet med et tyndt, lodret løftestempel, der forløber gennem fødekanalen (56) ud for udleveringspositionen (58), og som ved aktivering løfter forreste komponent opad til udleveringspositionen (58), hvilken aktiveringsarm (66) fortrinsvis er indrettet til at tryk- 20 påvirkes nedad ved hjælp af en bevægeindretning (68) af den tilhørende monteringsautomat.

7. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at nævnte V-formede sorteringsrende (46) er placeret med en hældning på 25 ca. 45° med vandret, at den åbne rende (50) har en tiisvårende hældning, og at hældningen af fødekanalen (56) fra den åbne rende (50) og fremad mod udleveringspositionen (58), hvor fødekanalen forløber i hovedsagen vandret, har en hældning på ca. 20°. 30

8. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den åbne rende (50) er udformet med sidevægge, der indvendigt forløber lodret og indbyrdes parallelle, og som udvendigt har mod hinanden skånende forløb til dannelse af øvre, skarpe sidekan- 35 ter. DK 168260 B1 11 »

8 DK 168260 B1

9. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at luftdysen umiddelbart foran indgangen til fødekanalen (56) udgøres af en tynd, tværstillet luftdyse (60).

10. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den nævnte fremad-rettede luftdyse (62) udmunder i den glatte bund af fødekanalen (56) under en vinkel med denne på ca. 4r’