CN103582311B - 全自动高速插针机 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
:
[0001]本发明涉及插针设备产品技术领域，特指一种全自动高速插针机。
背景技术
:
[0002]在PCB板生产过程中，有时需要在PCB板上装配大量的PIN针，而PIN针是一种尺寸较细小的金属针件。传统的方式为:先将金属针件从市面上购回后，通过人工方式将金属针件一支一支插入PCB板的针孔位处，然后再通过夹具将金属针件压紧，或将插入金属针件后的PCB板放置于小型的冲压机床上将金属针件压紧。这种方式一方面原料金属针件的价格及人工成本均较高，从而提高了生产成本;一方面人工工作效率低下，跟不上社会现代化的要求，从而使生产效率低;另一方面，由于人工确定金属针件的摆放和压紧存在金属针件是否置入正确针孔位、金属针件插入的深度是否达到要求、金属针件是否紧固于PCB板上等问题，整个工作过程的可靠性不高，产品质量得不到保证，从而使生产精度不高。
[0003]近年来工商业的快速发展，自动化产业的迅速成长，以提高生产效率，降低成本，节省时间、人力资源的紧缺，特别是电子相关产业，需要大量的人力资源来解决企业的生产时，而人力资源的缺乏，人力成本的不断上涨，使企业要解决生产的矛盾越来越突出。所以企业要生存发展就不得不以产品在生产过程中采用自动化来提高产品的市场竞争力。因此，出现了自动化插针设备，该自动化插针设备工作方式为:将从市面上购回的金属针件放置于自动化插针设备中，再自动将金属针件一支一支插入PCB板的针孔位处，金属针件插入后能够与PCB板稳固结合。但是还是存在一些不足:目前的自动化插针设备在对金属针件顶出时，为了能够将每支金属针件顶出，自动化插针设备的运行速度一般较慢，导致整个自动化插针设备工作效率不高。另外，由于金属针件的尺寸较细小，在传送的过程中往往会重叠，这样不便于自动化插针设备对金属针件顶出，以致插入PCB板中，甚至会出现金属针件在传送中卡死的现象，对生产者造成极大的困扰。
发明内容
:
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全自动高速插针机。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案:该全自动高速插针机包括:一机架，该机架中设置有可沿X、Y轴方向移动的工作台；一用于传送PCB板的第一送料装置，其包括:成对装配并可调整大小的导轨、设置于导轨上并与所述工作台相配合的输送带及第一驱动装置;所述的机架上还设置有:两个对称分布并用于传送钢线的第二送料装置、与第二送料装置对应并用于对钢线进行裁剪的切断装置，以及用于对经切断装置裁剪的钢线进行顶出，直至插进定位于工作台上的PCB板的插针装置和一用于对完成插针后的PCB板进行传送出去的自动出料装置，其中，切断装置位于工作台上方;所述的切断装置下端设置有一用于在插针装置未工作时保持钢线经切断装置切断后形成的钢针位于所述插针装置中顶针正下方的针嘴，该针嘴包括两片半圆形并可张开和收紧的弧形板;所述的工作台下方设置有与针嘴对应并用于检测钢线是否插到位或是否与PCB板的线路短路的检测基座，该检测基座位于针嘴正下方。
[0006]进一步而言，上述技术方案中，每一所述的第二送料装置均包括有:用于承放钢线卷的承载架、传送滚轮、用于计算钢线输送长度和检测钢线好坏的光栅盘、用于消除钢线应力的第一校正滚轮组、第二校正滚轮组、安装于第二校正滚轮组下方的用于夹紧钢线进行送料的且通过步进马达驱动的送料滚轮组，其中，所述的光栅盘上设置有分别衔接传送滚轮和第一校正滚轮组的第一张紧轮及第二张紧轮。
[0007]进一步而言，上述技术方案中，所述的第一校正滚轮组与第二校正滚轮组分别安装于所述机架中两个垂直的面板上，其中，第一校正滚轮组的夹紧间隙与第二校正滚轮组的夹紧间隙相对应。
[0008]进一步而言，上述技术方案中，所述的第二校正滚轮组的夹紧间隙与送料滚轮组之间的间隙通过一可供钢线穿过的第一导线管衔接。
[0009]进一步而言，上述技术方案中，所述的切断装置包括:一安装于所述机架上的固定座、活动安装于固定座中的滑轨式切刀以及用于驱动滑轨式切刀于固定座中往复运动的第一驱动装置，其中，固定座上设置有与所述第二送料装置对应的裁剪台，该裁剪台端面与滑轨式切刀的端面接触，且裁剪台与滑轨式切刀分别形成有供钢线穿过的第一穿孔及第二穿孔，通过滑轨式切刀与裁剪台错位以致对穿过第一穿孔及第二穿孔的钢线进行裁剪，令切断形成的钢针留在滑轨式切刀的第二穿孔中。
[0010]进一步而言，上述技术方案中，所述裁剪台的下端设置有一型槽，该型槽的底部为斜面，所述滑轨式切刀的上端为与型槽匹配的凸出部，该凸出部上端面为斜面。
[0011 ]进一步而言，上述技术方案中，所述的插针装置安装于两个所述第二送料装置的中间，其包括:固定于所述机架上的承载座、活动安装于承载座中的移动座以及驱动移动座在承载座上高速上下往返运动的杠杆驱动结构，其中，移动座中固定安装有一用于对切断形成的钢针进行顶出以致将钢线插进PCB板的顶针，该顶针位于所述针嘴正上方。
[0012]进一步而言，上述技术方案中，所述的移动座中安装有一顶杆，该顶杆通过一第一弹簧活动安装于移动座中；所述的固定座对应顶杆的位置上安装有一缓冲平台，该缓冲平台与固定座之间设置有第二弹簧;所述缓冲平台一侧设置固定有一具有条形孔的限位板，移动座安装有顶杆的一侧设置有凸柱，凸柱穿过该限位板的条形孔，并可沿条形孔上下移动。
[0013]进一步而言，上述技术方案中，所述的杠杆驱动结构包括:稳定安装于所述机架中的杠杆座、中间部分枢接于杠杆座的杠杆以及与杠杆一端连接并用于驱动杠杆上下高速往返移动的气缸，杠杆的另一端与所述的移动座上端活动连接。
[0014]进一步而言，上述技术方案中，该插针机还包括一用于对所述工作台上的PCB板的孔位进行定位基点和校正的孔位校正装置，该孔位校正装置包括:设置于工作台上方的摄像头及位于摄像头旁侧的探头。
[0015]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果:
[0016] 1、本发明工作时，通过第二送料装置同时将两卷钢线卷进行送料，使钢线卷端部被传送至切断装置中，第二送料装置在传送过程的同时，对钢线卷进行传送长度计算及弯曲校正，使传送至切断装置中的钢线呈笔直状。切断装置在切断一卷钢线形成钢针的同时，将另一卷钢线被切断后的钢针传送至插针装置中插针的正下方，其中，该钢针则落入位于切断装置下端的针嘴中，该针嘴则夹紧钢针以防止其意外掉下。插针装置中顶针运行，该顶针插入针嘴中，以将针嘴挤开，令钢针能够顺利被顶针顶出，以致将钢针插进PCB板，且钢针与检测基座接触，并确定钢针插到位，此时完成一次插针动作。上述插针装置在运行过程中，插针装置中的顶杆与安装在切断装置上的缓冲平台接触后，由于其之间形成有双重弹性作用，使插针装置中的移动座在向下移动后，马上形成向上的恢复力，即可使顶针能够实现高速运行，且运行起来十分顺畅，能够达到1.5万个每小时。最终可使本发明能够实现全自动高速插针功能，以提高本发明的工作效率、质量，降低人工成本，以致增强市场竞争力。
[0017] 2、本发明通过孔位校正装置能够对PCB板的位置或PCB板中针孔的位置进行检测，而孔位校正装置中的摄像头则将拍摄的实况反馈至触控面板上，并在触控面板上操作，控制工作台在X、Y轴方向移动，使PCB板移动至预定的位置，定位十分准确，以致加工精密。
[0018] 3、本发明能够自动传送PCB板，并自动对PCB板进行插针，然后通过自动出料装置将PCB板传送出去，在对PCB板进行插针后，位于工作台下方的检测基座能够检测钢针是否与PCB板的线路形成短路，以保证插针后PCB板的质量，因此，本发明自动化程度极高，令一个操作员可同时操作5-8台本发明所述的全自动高速插针机。另外，通过该检测基座及所述的孔位校正装置检测PCB板的针孔是否插有钢针，如果没有，则再通过移动工作台，配合插针装置工作，对PCB板上未插有钢针的针孔进行插针，以致实现自动补插的功能，这样可以节省插件成本和降低使用成本。
[0019] 4、本发明可根据实际需求装配方形或圆形的钢线，以实现对PCB板插入方针或圆针。另外，通过光栅盘计算钢线传送的长度以及检测钢线的好坏，以致切断装置能够根据实际需求裁剪不同长度的钢针，以满足不同PCB板的需求。
[0020] 5、本发明中用于对钢线进行传送的送料滚轮组是通过步进马达驱动，以实现精确传送钢线的目的。
[0021] 6、本发明通过可编程程序控制，在工作过程中不需要采用模具进行配合使用，而且便于机器的升级和功能的改进，这样能够增强本发明的灵活性，降低使用成本。
[0022] 7、本发明中第一送料装置和自动出料装置的导轨之间的相对距离可调整，以致能够适用于各种不同规格大小的PCB板，且调整起来简单、快捷。另外，还可以先将有多个PCB板组合形成的组合板进行切片形成多个小的PCB板，再进行插针，这样的方式可以免后模印刷，无需后模印刷费用，有利于降低成本。
附图说明
:
[0023]图1是本发明的立体图；
[0024]图2是本发明的主视图；
[0025]图3是图2中把掀盖合起来后的示意图；
[0026]图4是本发明中机架、第二送料装置、切断装置、插针装置的装配示意图；
[0027]图5是图4中A部分的局部放大示意图；
[0028]图6是本发明中切断装置的立体图；
[0029]图7是本发明中切断装置另一视角的立体图；
[0030]图8是本发明中插针装置的结构示意图；
[0031 ]图9是本发明中插针装置与检测基座的装配示意图；
[0032]图10是本发明中移动座的结构透视图；
具体实施方式
:
[0033]下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
[0034]参见图1-10所示，为一种全自动高速插针机，其包括:一机架1、安装于机架上并可打开或盖合的掀盖100、工作台10、用于传送PCB板的第一送料装置2以及两个对称分布并用于传送钢线的第二送料装置3、与第二送料装置3对应并用于对钢线进行裁剪的切断装置4、用于对经切断装置4裁剪的钢线进行顶出，直至插进定位于工作台10上的PCB板的插针装置5和一用于对完成插针后的PCB板进行传送出去的自动出料装置8，其中，切断装置4位于工作台10上方;所述的切断装置4下端设置有一用于在插针装置5未工作时保持钢线经切断装置4切断后形成的钢针位于所述插针装置5中顶针54正下方的针嘴200，该针嘴200包括两片半圆形并可张开和收紧的弧形板;所述的工作台10下方设置有与针嘴200对应并用于检测钢线是否插到位或是否与PCB板的线路短路的检测基座6，该检测基座6位于针嘴200正下方。
[0035]所述的机架I上还安装有一用于对所述工作台10上的PCB板的孔位进行定位基点和校正的孔位校正装置7，该孔位校正装置7包括:设置于工作台10上方的摄像头71及位于摄像头71旁侧的探头72、触控面板73。
[0036]所述的工作台10以可沿X、Y轴方向移动的装配方式稳定安装于机架I中。
[0037]所述的第一送料装置2包括:成对装配并可调整大小的导轨21、设置于导轨21上并与所述工作台10相配合的输送带及第一驱动装置22。
[0038]每一所述的第二送料装置3均包括有:用于承放钢线卷的承载架31、传送滚轮32、用于计算钢线输送长度和速度的光栅盘33、用于消除钢线应力的第一校正滚轮组34、第二校正滚轮组35、安装于第二校正滚轮组35下方的用于夹紧钢线进行送料的且通过步进马达驱动送料滚轮组36，其中，所述的光栅盘33上设置有分别衔接传送滚轮32和第一校正滚轮组34的第一张紧轮331及第二张紧轮332。所述的第二校正滚轮组35的夹紧间隙与送料滚轮组36之间的间隙通过一可供钢线穿过的第一导线管37衔接。
[0039]所述的钢线顺序经过所述的传送滚轮32、第一张紧轮331、光栅盘33、第二张紧轮332、第一校正滚轮组34、第二校正滚轮组35、送料滚轮组36，其中，送料滚轮组36为钢线传送的动力组。该送料滚轮组36包括:主动滚轮以及与主动滚轮配合的从动滚轮，其中，主动滚轮与一步进马达连接，并通过该步进马达精确驱动主动滚轮转动，以实现精确传送钢线的目的。
[0040]所述的光栅盘用于计算钢线传送的长度以及检测钢线的好坏，以致切断装置能够根据实际需求裁剪不同长度的钢针，以满足不同PCB板的需求。
[0041 ]所述的第一校正滚轮组34与第二校正滚轮组35分别安装于所述机架I中两个垂直的面板上，其中，第一校正滚轮组34的夹紧间隙与第二校正滚轮组35的夹紧间隙相对应。所述第一校正滚轮组34与第二校正滚轮组35的分布方式有利于充分对钢线消除应力。
[0042]所述的切断装置4包括:一安装于所述机架I上的固定座41、活动安装于固定座41中的滑轨式切刀42以及用于驱动滑轨式切刀42于固定座41中往复运动的第一驱动装置43，其中，固定座41上设置有与所述第二送料装置3对应的裁剪台44，具体而言，固定座41上设置有两个裁剪台。
[0043]所述的裁剪台44端面与滑轨式切刀42的端面接触，且裁剪台44与滑轨式切刀42分别形成有供钢线穿过的第一穿孔441及第二穿孔421，通过滑轨式切刀42与裁剪台44错位以致对穿过第一穿孔441及第二穿孔421的钢线进行裁剪，令切断形成的钢针穿过滑轨式切刀42的第二穿孔421，落入所述的针嘴200中，该针嘴200夹住钢针，以防止意外脱落。具体而言，滑轨式切刀42设置有两个第二穿孔421，该第二穿孔421之间的间距为两个裁剪台中第一穿孔之间的距离的一半。所述裁剪台44的下端设置有一型槽442，该型槽442的底部为斜面，所述滑轨式切刀42的上端为与型槽442匹配的凸出部422，该凸出部422上端面为斜面。
[0044]所述的固定座41的一端设置有用于防止滑轨式切刀42过度移动的第一限位杆45，该第一限位杆45朝向滑轨式切刀42的一端设置有橡胶块或其它能起到缓冲作用的物件。
[0045]所述第一驱动装置43为电机或气缸中的任意一种，于本实施例中，所述第一驱动装置43为气缸，该气缸具有成对的活塞杆431，该活塞杆431前端设置有一移动板432，该移动板432前端设置有移动杆，并通过该移动杆与滑轨式切刀42连接。具体而言，所述的滑轨式切刀42相对于第一限位杆45的另一端设置有一安装位，所述移动杆的端部卡嵌于该安装位中。所述固定座41相对第一限位杆45的另一端设置有成对的第二限位杆46，该第二限位杆46朝向移动板432，且其端部设置有橡胶块。
[0046]所述的送料滚轮组36与裁剪台44的第一穿孔441之间设置有可供钢线穿过的第二导线管38。
[0047]所述的插针装置5安装于两个所述第二送料装置3的中间，其包括:固定于所述机架I上的承载座51、活动安装于承载座51中的移动座52以及驱动移动座52在承载座51上高速上下往返运动的杠杆驱动结构53，其中，移动座52中固定安装有一用于对切断形成的钢针进行顶出以致将钢线插进PCB板的顶针54，该顶针54位于所述检测基座6正上方。
[0048]所述的顶针54的直径大小与所述裁剪台44中第一穿孔441及滑轨式切刀42中第二穿孔421的大小相匹配。
[0049]所述的移动座52中安装有一顶杆55，该顶杆55通过一第一弹簧551活动安装于移动座52中；所述的固定座41对应顶杆55的位置上安装有一缓冲平台56，该缓冲平台56与固定座41之间设置有第二弹簧561;所述缓冲平台56—侧设置固定有一具有条形孔的限位板562，移动座52安装有顶杆55的一侧设置有凸柱521，凸柱521穿过该限位板562的条形孔，并可沿条形孔上下移动，该限位板562能够防止移动座52过度太高。
[0050]本发明通过上述的顶杆55与缓冲平台56的弹性作用，使移动座52在向下移动后，马上形成向上的恢复力，以便能够使顶针54实现高速运行。
[0051 ]所述的杠杆驱动结构53包括:稳定安装于所述机架I中的杠杆座531、中间部分枢接于杠杆座531的杠杆532以及与杠杆532—端连接并用于驱动杠杆532上下高速往返移动的气缸533，杠杆532的另一端与所述的移动座52上端活动连接。
[0052]所述的自动出料装置8，包括:成对装配并可调整大小的导轨、设置于导轨上并与所述工作台10相配合的输送带及第二驱动装置。
[0053]本发明工作时，将PCB板放置于第一送料装置2中导轨21上，通过第一送料装置2的输送带及第一驱动装置22配合，实现对PCB板的输送，并将PCB板传送至所述工作台1上。
[0054]机架I上设置的探头72对PCB板的位置或PCB板中针孔的位置进行检测，而摄像头71则将拍摄的实况反馈至触控面板73上，并在触控面板73上操作，控制工作台10在X、Y轴方向移动，使PCB板移动至预定的位置。
[0055]将两卷钢线卷分别放置于两个所述的承载架31上，所述的钢线顺序经过所述的传送滚轮32、第一张紧轮331、光栅盘33、第二张紧轮332、第一校正滚轮组34、第二校正滚轮组35、第一导线管37、送料滚轮组36、第二导线管38，使钢线位于裁剪台的第二穿孔上方。
[0056]所述的切断装置4工作，当滑轨式切刀42中左边的第二穿孔与位于左边的裁剪台的第一穿孔位于同一垂直线上时，第二送料装置将钢线传送至该第二穿孔及第一穿孔中，滑轨式切刀42中右边的第二穿孔则移动至顶针54正上方。随后，滑轨式切刀42与两个裁剪台相错位，以致对穿过左边裁剪台的第一穿孔及滑轨式切刀42中左边第二穿孔的钢线进行裁剪，令切断形成的钢针穿过滑轨式切刀42的第二穿孔421，落入所述的针嘴200中，该针嘴200夹住钢针，以防止意外脱落。此时，滑轨式切刀42中右边的第二穿孔与位于右边的裁剪台的第一穿孔位于同一垂直线上时，第二送料装置将钢线传送至该第二穿孔及第一穿孔中，滑轨式切刀42中左边的第二穿孔则移动至顶针54正上方，钢针被传送至顶针54正上方。
[0057]此时，所述的插针装置5工作，杠杆驱动结构53驱动所述顶针54进行高速的往返动作，顶针54则穿过滑轨式切刀42中左边的第二穿孔以及所述的针嘴200，该顶针54将针嘴200挤开，并将所述的钢针顶出，使钢针插进PCB板，且钢针与所述的检测基座6接触，确定钢针插到位。此时完成一次插针动作，与此同时，所述的检测基座6及所述的孔位校正装置7检测PCB板的针孔是否插有钢针，如果没有，则再通过移动工作台，配合插针装置工作，对PCB板上未插有钢针的针孔进行插针，以致实现自动补插的功能，这样可以节省插件成本和降低使用成本。
[0058]所述的切断装置4和插针装置5相互配合工作，在切断装置4切断钢线形成一根钢针时，插针装置5将上一次切断装置4切断钢线形成一根钢针顶出，并插进PCB板中，即一边上针，一边将针顶出并插进PCB板中。
[0059]随后，不断重复切断装置4和插针装置5的工作步骤，直至完成对PCB板的插件作业。此后，自动出料装置8通过其输送带将完成插针后的PCB板进行传送出去。
[0060]上述插针装置在运行过程中，插针装置中的顶杆与安装在切断装置上的缓冲平台接触后，由于其之间形成有双重弹性作用，使插针装置中的移动座在向下移动后，马上形成向上的恢复力，即可使顶针能够实现高速运行。最终可使本发明能够实现全自动高速插针功能，以提高本发明的工作效率、质量，降低人工成本，以致增强市场竞争力。
[0061]当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
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| CN203608462U (zh) * | 2013-10-24 | 2014-05-21 | 宗智辉 | 全自动高速插针机 |
-
2013
- 2013-10-24 CN CN201310507243.XA patent/CN103582311B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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