Устройство для пайки волной припоя

 

Изобретение относится к области пайки и может быть использовано для пайки печатных плат в поточных линиях сборки. Целью изобретения является автоматизация процесса пайки за счет осуществления загрузки-выгрузки с помощью промыщленного робота. Для этого устройство содержит каркас 1, узел 5 пайки, размещенный в каркасе 1 транспортер (Т) 4 с приводом 20. Изменение положения Т 4 осуществляется с помощью пневмоцилиндра И от фиксированного горизонтального положения до наклонного положения. Загрузка и выгрузка плат осуществляется с помощью промышленного робота 3. Т 4 снабжен токоподводами 57 и 58 к каретке 28. Вдоль направляющих 16 17 установлены датчики сигнализации положения каретки 28. Последняя снабжена съемной маской, которая содержит датчики контроля времени пайки, датчики контроля прижатия плат и подпружиненные реечные зажимные механизмы. Управление устройством волновой пайки осуществляется системой 78 управления. Выполнение транспортера с возможностью регулировки угла наклона и автоматическое зажатие плат обеспечивают возможность его использования в автоматизированных робототехнологических комплексах. 14 ил. S (Л iDDDPOaDDOl О О О О О о о о о о е & е 77 г9 26 58 , / rifri //I 00 4 CD со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1349917 А 1 (5g 4 В 23 К 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

24

23

20 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4030369/25-27 (22) 27.02.86 (46) 07.11.87. Бюл. № 41 (72) Г. П. Грызунов (53) 621.791.356 (088.8) (56) Патент США № 3386166, кл. 29 — 625.

1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАЙКИ ВОЛНОЙ ПРИПОЯ (57) Изобретение относится к области пайки и может быть использовано для пайки печатных плат в поточных линиях сборки.

Целью изобретения является автоматизация процесса пайки за счет осуществления загрузки-выгрузки с помощью промышленного робота. Для этого устройство содержит каркас 1, узел 5 пайки, размещенный в каркасе 1 транспортер (Т) 4 с приводом 20. Изменение положения Т 4 осуществляется с помощью пневмоцилиндра 11 от фиксированного горизонтального положения до наклонного положения. Загрузка и выгрузка плат осуществляется с помощью промышленного робота 3. Т 4 снабжен токоподводами 57 и

58 к каретке 28. Вдоль направляющих 16

l7 установлены датчики сигнализации положения каретки 28. Последняя снабжена съемной маской, которая содержит датчики контроля времени пайки, датчики контроля прижатия плат и подпружиненные реечные зажимные механизмы. Управление устройством волновой пайки осуществляется системой 78 управления. Выполнение транспортера с возможностью регулировки угла наклона и автоматическое зажатие плат обеспечивают возможность его использования в автоматизированных робототехнологических комплексах. 14 ил.

1349917

Изобретение относится к области пайки и может быть использовано для пайки в робототехнологических комплексах и в поточных линиях сборки печатных плат.

Цель изобретения — автоматизация процесса пайки печатных плат.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — маска, вид в плане; на фиг. 5 — разрез Б — Б на фиг. 4; на фиг. 6 — разрез  — В на фиг. 4; на фиг. 7 — разрез à — Г на фиг. 4; на фиг. 8 — узел 1 на фиг. 3 с вариантом контактного датчика; на фиг. 9 — вид Д на фиг. 8 на фиг. 10 — узел на фиг. 3 с вариантом контактного датчика с высоким пределом температуры; на фиг. 11 — вид Е на фиг. 10; на фиг. 12 — разрез Ж вЂ” Ж на фиг. 2; на фиг. 13 — вид 3 на фиг. 2; на фиг. 14 — разрез И вЂ” И на фиг. 13.

Устройство для пайки волной припоя содержит каркас 1, смонтированный на основании 2 с возможностью перемещения относительно этого основания 2 и относительно двурукого промышленного робота 3, установленного рядом с устройством волновой пайки для загрузки и выгрузки плат. Каркас 1 представляет собой сварную конструкцию из металлопроката. На двух его стойках шарнирно установлен транспортер 4 с возможностью изменения положения в процессе работы устройства относительно узла 5 пайки, смонтированного на каркасе 1 под транспортером 4. Устройство содержит также фиксаторы 6, упоры 7 и 8 и опоры 9, осуществляющие фиксацию транспортера 4 на двух других стойках каркаса 1, Также на каркасе 1 при помощи кронштейна 10, закреплен шарнирно пневмоцилиндр 11, связанный шарнирно через вилку 12, оси 13, вилки

14 с транспортером 4.

Транспортер 4 содержит сварную раму

15, соединенную посредством направляющих

16 и 17 со сварной аркой 18 в единую металлоконструкцию так, что обеспечивается параллельность направляющих 16 и 17 и их перпендикулярность относительно плоскости, пересекающей ось вращения транспортера 4 на шарнирах 19. На раме 15 транспортера 4 установлен привод 20, содержащий электродвигатель 21 постоянного тока, червячный редуктор 22, барабан 23 с предохранительной фрикционной муфтой 24 и предохранительную шариковую соединительную муфту 25.

На направляющих 17 установлен ролик

26, относительно которого натянута гибкая связь 27 (трос) привода 20. На направляющих 16 установлена каретка 28 с возможностью перемещения вперед и назад до упоров

29 — 31 с помощью привода 20 посредством гибкой связи 27, концы которой сцеплены с кронштейном 32, соединенным с кареткой 28.

Каретка 28 снабжена токосъемниками 33, катками 34 и 35, имеющими эксцентрич5

10 l5

55 ные оси 36 и 37, предназначенные для обеспечения минимального зазора между направляющими 16 и катками 34, а также для обеспечения точности позиционирования прикрепленной к каретке 28 маски 38 относительно транспортера 4 и промышленного робота

3 К каретке 28 прикреплены шины 39, предназначенные для взаимодействия с датчиками 40 — 44 сигнализации положения каретки

28, установленными на направляющих 17 транспортера 4 параллельно направляющим 16.

Маска 38 представляет собой сварную конструкцию корытообразной формы с прямоугольным отверстием в донной части, по периметру которого снизу к плоскости уровня пайки прикреплены планки 45 и 46, куда помещается плата. В вогнутой части маски

38 установлены подпружиненные реечные зажимные механизмы, содержащие рейки 47, шестерни 48 с кулачками 49, пружины 50, стопорные кольца 51 со стопорными винтами

52, соединенные последовательно датчики

53 для контроля зажатия платы, рычаги 54 с пружинами 55. К маске 38 прикреплен датчик 56 контроля времени пайки.

Для подвода электропитания к датчикам

53 на транспортере 4 установлены пружинные токоподводы 57, а для датчика 56— троллейный токоподвод 58.

В отверстиях арки 18 установлены и закреплены винтами 59 колонки 60, на которых установлен упор 61 реек 47 с датчиками

62 контроля зажатия платы.

В центральном отверстии арки 18 смонтирован пневмоцилиндр 63 с установленным на нем столиком 64, предназначенным для приема и опускания платы на планки 45 и 46 маски 38 при загрузке плат двуруким промышленным роботом 3 и поднятия платы над планками 45 и 46 маски 38 для обеспечения возможности схвата платы двуруким промышленным роботом 3. На штанге 65, закрепленной на арке 18, смонтированы датчики 66 и 67 для контроля работы столика

64. На штанге 68 подъемного столика 64 установлена шина 69 включения датчиков

66 и 67.

На упорах 7 и 8, смонтированных на каркасе 1, установлены датчики 70 и 71 контроля изменения положения транспортера

4. Узел 5 пайки установлен на домкратах

72, размещенных в подвижной рамке 73, закрепленной на каркасе 1 винтами 74 с возможностью регулировки расположения узла

5 пайки относительно транспортера 4. Пневмоцилиндр 11 с торможением предназначен для изменения положения транспортера 4 (наклона его на угол a) относительно узла 5 волновой пайки и регулировки наклона этого транспортера 4, причем, с изменением угла я наклона горизонтальное положение транспортера 4 остается неизменным. Пневмоцилиндр 11 состоит из поршня 75, перемещающегося дна 76 и гайки 77 для осевого

1349917

3 перемещения дна 76 с целью изменения длины хода поршня 75.

Управление устройством волновой пайки осуществляется системой 78 управления.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устройства транспортер 4 находится в горизонтальном положении, столик 64 поднят пневмоцилиндром

63 в верхнее положение. Каретка 28 с маской

38 находятся в крайнем заднем положении (на позиции загрузки), рейки 47 вдавлены в маски 38 с помощью упора 61, шестерни 48 с кулачками 49 повернуты рейками 47 так, что обеспечен доступ платы к планкам

45 и 46. Датчики 40, 67 и 70 включены, оловянный припой узла 5 пайки расплавлен, узел

5 пайки работает, образуя волну припоя, вентиляция включена.

По сигналу готовности система 78 управления включает двурукий промышленный робот 3, который одной рукой устанавливает подготовленную к пайке плату на столик 64. Последний с помощью пневмоцилиндра 63 опускает ее в маску 38 на рычаги 54 и планки 45 и 46. Сам столик останавливается под маской 38. При этом шиной 69 отключается датчик 67 и включается датчик

66, по сигналу которого система 78 управления включает электродвигатель 21 привода

20, который посредством соединительной муфты 25, червячного редуктора 22, барабана 23 с предохранительной фрикционной муфтой 24, гибкой связи 27 и кронштейна

32 приводит к движение каретку 28 с маской 38, перемещающуюся с помощью катков 34 и 35 по направляющим 16 со скоростью, равной скорости пайки плат. При этом, освобождаясь от упора 61, рейки 47 с помощью сжатых пружин 50 перемешаются в осевом направлении, поворачивая шестерни 48 и кулачки 49. Кулачки 49 своими скосами Х (фиг. 5) прижимают плату к дну маски 38, т.е. к планкам 46 и 45. При этом плата нажимает на подпружиненные пружинами 55 рычаги 54, которые, поворачиваясь, включают датчики 53, сигнализирующие о прижатии платы к дну маски 38, т.е. к планкам

45 и 46, а после отвода торцов реек 47 от упора 61 выключаются датчики 62, сигнализирующие о своевременном срабатывании реечных зажимных устройств.

Перемещаясь вместе с кареткой 28, шина

39 отключает датчик 40 и включает датчик

41, которыйФает сигнал отключения двигателя 21 привода 20. Каретка 28 с маской 38 останавливается, система 78 управления производит анализ зажатия платы и подает сигнал включения пневмоцилиндра 11, который посредством вилки 12, оси 13, вилок 14 и арки 18 наклоняет транспортер 4 на угол сс до соприкосновения опор 9 с упорами 8.

При этом плоскость пайки пересекается с волной расплавленного припоя узла 5 пайки на длине t пайки. При этом в начале наклона

55 транспортера 4 отключается датчик 70, а в конце наклона включается датчик 7!. подающий сигнал в систему 78 управления о наклонном (рабочем) положении транспортера 4, после чего по сигналу системы 78 управления включается двигатель 21 привода 20 и происходит быстрый подвод каретки 28 к узлу 5 пайки. При этом шина 39, отключив датчик 41, включает датчик 41, затем датчик 42, после чего происходит переключение вращения двигателя 21 с ускоренного хода на рабочий ход, обеспечивающий необходимую скорость пайки, которая измеряется известным прибором посредством датчика 56 контроля времени пайки за время контакта его с припоем волны узла

5 пайки на длине пайки с помощью соответствующего прибора, вмонтированного в систему 78 управления.

После пайки платы и выхода ее из припоя шина 39 включает датчик 43, который дает сигнал включения (через систему 78 управления) пневмоцилиндру !1, с помощью которого транспортер 4 занимает горизонтальное положение, упираясь фиксаторами 6 в упоры 7. При этом отключается датчик

71 и включается датчик 70, который подает сигнал включения двигателя 21 привода 20 и ускоренного отвода каретки 28 с маской

38 в обратном направлении. В конце ускоренного отвода каретки 28 шина 39 включает датчик 44, который дает сигнал на переключение двигателя 21 на небольшую скорость, равную скорости пайки, с целью медленного (без удара) подвода ка ретки

28 с маской 38 к упорам 29 — 31 и 6!. При упоре реек 47 в упор 61 включаются датчики 62. Рейки 47 останавливаются, шестерни 48 с кулачками 49 поворачиваются и раскрепляют плату. Пружины 50 сжимаются.

В конце хода каретки 28 шина 29 включает датчик 40, который подает сигнал на отключение двигателя 21 привода 20 и включение пневмоцилиндра 63, который посредством столика 64 поднимет плату с дна маски 38.

При этом подпружиненные пружинами 55 рычаги 54 отключают датчики 53, а шина 69 включает датчик 67, который подает сигнал на включение двурукого промышленного робота 3. Последний одной рукой снимает паяную плату, а другой рукой устанавливает не паяную плату на столик 64, после чего выдает сигнал в систему 78 управления о начале очередного цикла работы устройства волновой пайки.

Выполнение транспортера с возможностью изменения положения относительно узла волновой пайки, фиксация его в горизонтальном и наклонном положениях с возможностью регулировки угла наклона, автоматическое зажатие и разжатие платы обеспечивают возможность использования его в автоматизированных робототехнологических комплексах панки печатных плат и линиях сборки радиоаппаратуры.

5

Формула изобретения

Устройство для пайки волной припоя, содержащее расположенный в каркасе узел пайки, транспортер с приводами вертикального и горизонтального перемещений и направляющими, на которых установлена каретка с маской, и пульт управления, отличаюигееся тем, что, с целью автоматизации процесса пайки печатных плат, оно снабжено закрепленными на транспортере упорами, зажимными механизмами с дат349917 чиками, установленными на маске с возможностью взаимодействия с упорами транспортера, связанными с пультом управления токоподводами, расположенными на транспортере и установленными с возможностью взаимодействия с датчиками, при этом один конец транспортера шарнирно закреплен на каркасе, другой связан с приводом вертикального перемещения, а каретка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

l3499l7

Фига

Фиг. 7

1349917

Ясг. 12

1349917 ,77

1в гЛ

Составитель Е. Тютченкова

Редактор Е. Папп Техред И. Верес. Корректор N. Шароши

Заказ 4946/1! Тираж 970 Подписно

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4