DE3735799C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Richten von Drahtanschlüssen von Bauelementen auf Sollstellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Elektronische Bauelemente, wie Widerstände, Transistoren, IC′s werden in Leiterplatten, Montagesockel oder derglei­ chen seit einiger Zeit verstärkt mit Hilfe von Industrie­ robotern, Bestückungsautomaten etc. gefügt. Beim Fügen von elektronischen, aber auch von beliebigen Bauelementen aller Art mit Drahtanschlüssen mit Hilfe einer Fügeein­ richtung ist es entweder vor dem eigentlichen Fügevorgang erforderlich, die Drahtanschlüsse der Bauelemente in die Sollstellung, also beispielsweise in das Rastermaß der Bohrungen auf der Leiterplatte zu überführen, oder die Fügeeinrichtung mit einer aufwendigen Sensorik zu be­ stücken und die Bauelemente mit komplizierten Quer- und Schwenkbewegungen zu fügen, damit die Drahtanschlüsse auch tatsächlich in die Bohrungen "hineintreffen". Da der Füge­ vorgang im letzteren Falle wesentlich mehr Zeit bean­ sprucht und darüber hinaus eine deutlich aufwendigere und damit teurere Fügeeinrichtung erforderlich ist, ist es in jedem Falle vorzuziehen, wenn die Drahtanschlüsse vor dem eigentlichen Fügevorgang bereits in ihre Sollstellung überführt sind.

Bei Standard-Bauelementen mit axialen Drahtanschlüssen, wie beispielsweise Widerständen, werden die Anschluß­ drähte vor dem Bestücken maschinell in Soll-Position ge­ bogen. Standard-Bauelemente mit zwei, allenfalls auch mit drei radial angeordneten Anschlußdrähten werden beim automatischen Bestücken an den Anschlußdrähten gefaßt, so daß diese in ihrer Lage defi­ niert sind und ein problemloser Fügevorgang möglich wird.

Für Bauelemente mit mehreren, zum Teil unregelmäßig radial angeordneten Drahtanschlüssen, die typischerweise nur in geringen Stückzahlen pro Leiterplatte Verwendung finden, sind jedoch bislang keine Bestückungs-Vorrichtungen be­ kannt, mit denen die Drahtanschlüsse derartiger Bauelemen­ te beim Fügevorgang in Sollstellung gefaßt und eingesetzt werden können.

Aus der US-PS 46 43 234 ist eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Richten von Drahtanschlüssen bekannt. In dieser bekannten Vorrichtung muß das Bauelement mit seiner Halterung viermal in einem rechten Winkel gedreht werden; in jeder dieser Stellungen werden Messerklingen eingefahren und zum Richten geschwenkt.

Damit erfordert diese bekannte Vorrichtung einen aufwendigen Dreh- und Rastmechanismus für die Halterung.

Aus der EP-A-01 67 348 ist eine Vorrichtung zum Richten von Drahtanschlüssen mit einer Platte bekannt, die Aufnahmebohrungen zum Richten der Drahtanschlüsse aufweist. Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt jedoch kein hin- und hergehender Biegevorgang bis in den plastischen Bereich hinein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Richten von Drahtanschlüssen von elektrischen Bauelementen auf Sollstellung anzugeben, mit der beliebige Bauelemente mit vergleichsweise langen Drahtanschlüssen auch bei ursprünglich stark von der Sollstellung abweichenden Drahtanschlüssen gerichtet werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist das Richtwerkzeug eine Richtplatte, die entsprechend der Sollstellung angeordnete Aufnahmebohrungen für die Drahtanschlüsse aufweist, und die aus einem feststehenden Oberteil und einem längs der wenigstens zwei Linien verschiebbaren Unterteil besteht.

Durch die Verwendung einer zweigeteilten Richtplatte ist es möglich, sämtliche Anschlußdrähte des Bauelements gleichzeitig und damit in einheitlicher Weise zu richten. Hierzu werden die Drahtanschlüsse in einer zur Sollstellung senkrechten Ebene längs wenigstens zwei einen Winkel miteinander einschließenden Linien im teilplastischen Bereich verformt. Dabei erfolgen längs jeder Linie mindestens zwei entgegengesetzt gerichtete Verformungen. Die Verformungshübe der vor der letzten Verformung längs einer Linie stattfindenen Verformungen sind so groß gewählt, daß vor der letzten Verformung alle Drahtanschlüsse Verformungen in der gleichen Richtung aufweisen. Der Verformungshub der letzten Verformung ist entgegengesetzt zu der Maßabweichung gerichtet und so groß, daß die elastische Rückfederung der Drahtanschlüsse kompensiert wird.

Durch diesen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführten Richtvorgang wird erreicht, daß die Anschlußdrähte durch die elastische Rückfederung in ihre Sollstellung gelangen, in der sie aufgrund ihrer Eigenstabilität verbleiben.

Selbstverständlich ist es möglich, längs mehrerer Linien eine Reihe von Verformungen auszuführen. In der Regel ist es jedoch ausreichend, wenn gemäß Anspruch 2 die einzelnen Verformungshübe längs zweier Linien erfolgen, die einen 90°-Winkel einschließen.

Da die Aufnahmebohrungen in der Richtplatte ein nur gerin­ ges Übermaß gegenüber dem Durchmesser der Anschlußdrähte haben sollten, ist es gemäß Anspruch 3 vorteilhaft, wenn die Aufnahmebohrungen im Oberteil Einführschrägen aufwei­ sen, so daß es in einfacher Weise möglich ist, die "unge­ richteten" Anschlußdrähte des Bauelements in die Richt­ platte einzuführen. Die maximal zu bewältigende Lageab­ weichung der "ungerichteten" Anschlußdrähte ist bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 3 durch den oberen Durch­ messer der Einführschrägen und den Winkel zwischen An­ schlußdraht und Einführschräge begrenzt.

Um den Verformungsgrad pro Längeneinheit der Anschlußdräh­ te so gering wie möglich zu halten, ist es gemäß Anspruch 4 bevorzugt, wenn die Dicke des Oberteils dünn im Ver­ gleich zur Länge der zu richtenden Drahtanschlüsse ist.

Ferner ist es nach Anspruch 5 vorteilhaft, wenn das Un­ terteil vor dem eigentlichen Richtvorgang senkrecht zur Plattenfläche von dem Oberteil weg verschiebbar ist, so daß die Anschlußdrähte nur noch so weit in die Bohrungen des Unterteils hineinragen, daß sie bei der folgenden Be­ wegung des Unterteils nicht aus diesem herausrutschen können. Damit wird ein möglichst großer Teil der Anschluß­ drähte beim Richtvorgang verformt, so daß an keiner Stelle zu große Verformungen auftreten können.

Die im Anspruch 6 gekennzeichnete Fixiereinrichtung ver­ hindert, daß das Bauelement während des Richtvorgangs Be­ wegungen und insbesondere Kippbewegungen gegen das Richt­ platten-Oberteil ausführt, die das Ergebnis des Richtvor­ gangs verschlechtern würden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders zur Durchführung von Richtvorgängen in automatisch gesteuerten Bestückungseinrichtungen. Deshalb ist es besonders bevor­ zugt, wenn gemäß Anspruch 7 eine elektronische Steuerein­ heit vorgesehen ist, die die einzelnen Richtvorgänge abge­ stimmt auf die jeweils zu richtenden Bauelemente steuert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher beschrieben.

In der Figur der Zeichnung ist eine erfindungsgemäß ausge­ bildete Richtplatte (1) mit einem Oberteil (11) und einem Unterteil (12) dargestellt. Sowohl das Oberteil (11) als auch das Unterteil (12) weisen miteinander fluchtende Auf­ nahmebohrungen (13) mit Einführschrägen (14) auf. Die Aufnahmebohrungen befinden sich in der Sollposition der einzelnen Anschlußdrähte. In die Aufnahmebohrungen (13) sind die Anschlußdrähte (15) eines nur teilweise darge­ stellten elektronischen Bauelements (2) eingesetzt.

Das Unterteil (12) ist durch nichtdargestellte Bewegungs­ elemente vor Durchführung des eigentlichen Richtvorgangs in Richtung eines Pfeils (z) und zur Durchführung des Richtvorgangs in zwei Richtungen parallel zur Plattenober­ fläche des Oberteils (Pfeile x und y) verschiebbar. Die Elemente, mit denen diese Bewegungsabläufe ausgeführt sind, sind entsprechend dem Stand der Technik ausgeführt und müssen deshalb an dieser Stelle nicht weiter beschrie­ ben werden.

Im folgenden soll die Durchführung eines Richtvorgangs mit der in der Figur dargestelllten Richtplatte (1) beschrie­ ben werden:

Die Aufnahmebohrungen (13) haben nur ein geringes Übermaß gegenüber dem Durchmesser der Anschlußdrähte (15); die Einführschrägen (14) gestatten jedoch ein sicheres Ein­ setzen der Anschlußdrähte (14) des Bauelements (2) in die Aufnahmebohrungen (13), auch wenn die Stellung der An­ schlußdrähte (15) von der Sollstellung abweicht. Die maximal zu bewältigende Lageabweichung der Anschlußdrähte (15) ist durch den oberen Durchmesser der Einführschrägen und den Winkel zwischen Anschlußdraht und Einführschräge begrenzt.

In der in der Figur mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung der Teile (11) und (12) der Richtplatte (1) be­ finden sich die Anschlußdrähte (15) zwar bereits in ihrer Sollstellung, sie würden jedoch bedingt durch die materi­ alabhängige Elastizität nach dem Herausziehen der Drähte (15) auf den Bohrungen (13) wieder in ihre ursprüngliche ungerichtete Stellung zurückkehren.

Deshalb wird zu Beginn des Richtvorgangs das Unterteil (12) in Richtung des Pfeils (z) nach unten bewegt, so daß die Anschlußdrähte nur noch soweit in die Bohrungen (13) des Unterteils (12) hineinragen, daß sie bei der nachfol­ genden Richtbewegung des Unterteils (12) nicht aus den Bohrungen (13) des Unterteils (12) herausrutschen können (gestrichelte Stellung des Unterteils 12).

In dieser gestrichelten Stellung führt das Unterteil (12) nacheinander zwei Bewegungsabläufe längs der senkrecht aufeinander stehenden Pfeile x und y parallel zur Richt­ plattenebene aus.

Jeder Bewegungsablauf setzt sich dabei aus zwei Teilen zu­ sammen. Zunächst wird das Unterteil (12) in positiver Richtung verfahren. Der Verfahrweg ist so bemessen, daß die Anschlußdrähte über ihre Elastizitätsgrenze hinaus so weitbleibend verformt werden, daß sie auch nach Abzug der Rückfederung eine positive Maßabweichung aufweisen. Anschließend wird das Unterteil (12) in entgegengesetzter Richtung genauso weit über die Null-Lage hinaus verfahren, daß die Anschlußdrähte durch ihre Rückfederung nun in ihre Soll-Lage zurückfedern, während das Richtplattenunterteil wieder in seine Ausgangslage zurückgeführt wird.

Anschließend folgt der Richtvorgang mit um 90° gedrehter Bewegungsrichtung.

Nach diesen zwei Richtvorgängen befinden sich die An­ schlußdrähte (15) bezüglich beider Richtungskomponenten der Ebene in Sollstellung, wodurch auch die Lage der An­ schlüsse zueinander definiert ist.

Die Erfindung ist vorstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge­ dankens, wie er sich aus den Ansprüchen ergibt, beschrie­ ben worden. Innerhalb dieses allgemeinen Erfindungsgedan­ kens sind selbstverständlich die verschiedensten Modifika­ tionen möglich:

Beispielsweise ist es möglich, das Unterteil nicht nur in zwei Richtungen, die aufeinander senkrecht stehen, zu be­ wegen, sondern auch in mehr als zwei Richtungen, die mit­ einander andere Winkel als 90° einschließen. Dies kann beispielsweise bei Sonder-Bauelementen mit sehr unregel­ mäßig angeordneten Drahtanschlüssen von Vorteil sein.

Auch kann die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung nicht nur für elektronische Bau­ elemente der in der Figur dargestellten Art, sondern auch für andere Bauelemente verwendet werden, bei denen bei­ spielsweise die Drahtanschlüsse anders als dargestellt an­ gebracht sind.

Ferner kann ein eventuelles Wegkippen oder Ausweichen der Bauelemente während des Richtvorgangs dadurch ausge­ schlossen werden, daß das Bauelement nicht nur lose im Oberteil (11) durch sein Eigengewicht fixiert ist, sondern zusätzlich gespannt oder gehalten wird. Dies kann entweder durch eine spezielle Fixiereinrichtung (16) als auch di­ rekt durch das Bestückgerät oder von Hand erfolgen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann selbstverständlich in eine Bestückungseinrichtung oder eine Anlage integriert werden, in der ein Bestückvorgang mittels eines Industrie­ roboters ausgeführt wird. Die Steuereinheit der Anlage oder des Industrieroboters kann auch die Steuerung der Be­ wegungen des Richtplatten-Unterteils (12) sowie das Ein­ führen des Bauelements (2) in die Richtplatte (1) über­ nehmen. Darüber hinaus kann die Steuereinheit entsprechend den jeweiligen Materialeigenschaften der Anschlußdrähte (15) die Verformungshübe steuern.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Richten von Drahtanschlüssen von elektrischen Bauelementen auf Sollstellung und insbesondere von Bauelementen mit einer Vielzahl von parallel zueinander einseitig abstehenden Drahtanschlüssen auf Rastermaß, mit einem Richtwerkzeug, das längs wenigstens zweier einen Winkel einschließender Linien senkrecht zur Sollstellung der Drahtanschlüsse derart beweglich ist, daß die Drahtanschlüsse längs jeder Linie mindestens zwei entgegengesetzt gerichtete Verformungen im teilplastischen Bereich erfahren und nach der letzten Verformung die Sollstellung einnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtwerkzeug eine Richtplatte (1) ist, die entsprechend der Sollstellung angeordnete Aufnahmebohrungen (13) für die Drahtanschlüsse (15) aufweist und aus einem feststehenden Oberteil (14) und einem längs der wenigstens zwei Linien (x, y) verschiebbaren Unterteil (12) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (12) längs zweier einen rechten Winkel einschließender Linien beweglich ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrungen (13) im Oberteil Einführschrägen (14) aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Oberteils (11) dünn im Vergleich zur Länge der zu richtenden Drahtan­ schlüsse (15) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (12) vor dem eigentlichen Richtvorgang senkrecht (Pfeil 2) zur Platten­ fläche (x,y) von dem Oberteil (11) weg so weit verschiebbar ist, daß sich in seinen Bohrungen die Enden der Drahtanschlüsse befinden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fixiereinrichtung vorge­ sehen ist, mit der das Bauelement (2) an dem Oberteil (11) während des Richtvorgangs festlegbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Steuerein­ heit vorgesehen ist, die den Richtvorgang entsprechend dem jeweils eingesetzten Bauelement steuert.