CN105744755A - 一种中型电子元件贴插作业头及其贴插方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中型电子元件贴插作业头及其贴插方法，贴插作业头包括贴插头支座、同步带装置一、控制电机一、L型滑块、夹紧气缸、同步带装置二、控制电机二、单侧活动夹爪式夹头、花键轴、花键轴套一、花键轴套二、拉杆、拉杆连接套和推力轴承；在夹紧气缸动作下，通过拉杆能控制单侧活动夹爪式夹头处于夹紧或松开状态；在控制电机一转动下，同步带一能带动L型滑块、夹紧气缸、花键轴和单侧活动夹爪式夹头一起沿垂向上、下移动；同步带装置二的从动轮二与花键轴套一的外周面固接，通过控制电机二转动，能带动从动轮二、花键轴套一、花键轴、花键轴套二、单侧活动夹爪式夹头、拉杆和推力轴承的上圈围绕花键轴的轴线在水平方向上转动。

Description

一种中型电子元件贴插作业头及其贴插方法

技术领域

本发明涉及一种电子元件贴插头及其贴插方法，尤其涉及一种中型电子元件贴插作业头及其贴插方法。

背景技术

贴插机在生产线中配置在点胶机或丝网印刷机之后，是通过移动贴插头把电子元件准确地贴插到PCB焊盘上的一种设备。全自动贴插机是用来实现高速、高精度地全自动地贴插电子元件的设备，是整个SMT生产中最关键、最复杂的设备，贴插机已从早期的低速机械贴插机发展为高速光学对中贴插机，并向多功能、柔性连接模块化发展。贴插头作为贴插机的一个至关重要的功能部件，它通过吸取-位移-定位-放置等功能，在不损伤元件和印制电路板的情况下，将电子元件元件快速而准确地贴插到PCB板上。贴插头对于贴插机的贴插速度、贴插精度以及工作效率具有举足轻重的地位，甚至直接决定贴插机的档次。

PCB板加工过程中,还有大量的异型电子元件需要贴插到PCB板上,如一些异型的中型电子元件，最大尺寸为长×宽×高=40mm×20mm×20mm，最大重量为30g，最小尺寸为10mm×5mm×10mm，最小重量为2g。现有的高速贴片机往往是负压吸附的贴片头和夹持元件的贴插头组合在一起，这样一般的高速贴片机采用负压吸附贴装的方式是无法完成的，必须专门设计专门的异性电子元件贴插头。因此，现有的贴插头就很难保证将异型的中型电子元件快速而准确地贴插到PCB板上，从而影响了贴插机的贴插速度、贴插精度以及工作效率。

公开号为CN202818781U，公开日为2013年3月20日的中国实用新型专利公开了一种多功能异型贴插机贴装头装置，包括一安装框架，在所述安装框架上设置有至少一个贴装头，所述贴装头包括元器件吸取装置以及分别与其相连的垂直运动控制机构、水平转动控制机构和气控装置，所述垂直运动控制机构用于带动所述元器件吸取装置上下运动，所述水平转动控制机构用于带动所述元器件吸取装置转动，所述元器件吸取装置上设置有腔体，所述气控装置用于抽取所述腔体内的空气，所述元器件吸取装置用于在所述腔体形成真空负压后吸取元器件。

公开号为CN203416568U，公开日为2014年1月29日的中国实用新型专利公开了一种新型贴插机贴装头，包括骨架、铜套、冠齿轮、吸料管、吸嘴、电机、排线支板，下料管下部连接吸嘴,吸料管外部通过固定销固定在铜套上，铜套通过轴承嵌接在骨架中心，吸料管上设有限位块，排线支板固定在骨架的侧部。

公开号为CN204652794U，公开日为2015年9月16日的中国实用新型专利公开了一种应用于LED贴插机的贴装头，包括有可相对活动地装设于LED贴插机的机架的活动安装架，活动安装架包括有竖向布置的活动安装竖板以及螺装于活动安装竖板上端部且水平横向布置的活动安装横板，活动安装竖板的前表面装设有两个左右对称且间隔布置的摄像头安装架，各摄像头安装架分别装设有定位摄像头，活动安装竖板的前端侧于两个定位摄像头之间可相对活动地装设有六个竖向间隔布置且分别呈中空状的竖直吸杆，各竖直吸杆的上端部分别穿过活动安装横板并延伸至活动安装横板的上端侧，各竖直吸杆的下端部分别装设有灯粒吸头；活动安装横板与各竖直吸杆的上端部之间分别装设有吸头转动调节机构，各吸头转动调节机构分别包括有装设于活动安装横板的转动调节驱动电机、装设于转动调节驱动电机的动力输出轴的第一主动同步带轮、可相对转动地装设于活动安装横板的转动体，各转动体分别包括有同步转动且分别套装于相应的竖直吸杆上端部外围的第一从动同步带轮以及转动套，各转动套分别位于相应的第一从动同步带轮的下端侧，各第一主动同步带轮与相应的第一从动同步带轮之间分别绕装有第一传动同步带，各转动套的中心孔内分别嵌装有与相应的转动套同步动作且套装于相应的竖直吸杆外围的杆套，各竖直吸杆的上端部于活动安装横板的上端侧分别装设有挡块，各竖直吸杆于相应的挡块的下端侧分别套装有弹簧，各弹簧的上端部分别与相应的挡块抵接，各弹簧的下端部分别穿过相应的第一从动同步带轮的中心孔并与相应的杆套的上端部抵接；活动安装竖板于活动安装横板的下端侧对应各竖直吸杆分别装设有吸头升降驱动机构，各吸头升降驱动机构分别与相应的竖直吸杆驱动连接。

公开号为CN204697399U，公开日为2015年10月7日的中国实用新型专利公开了一种贴插机贴装头，包括承接体；所述承接体为圆形柱体且其中部开设有安装槽上端设置有安装柱；所述安装柱上开设有与所述安装槽连通的气孔；所述安装槽上固定设置有安装块，所述安装块规格小于所述安装槽且所述安装块外表面与所述安装槽内壁形成环形吸口；所述安装块上固定设置有气压缸，所述气压缸连接有推出块；所述承接体底端还设置有感应槽，所述感应槽上设置有激光感应器；所述激光感应器通过导线与所述气缸连接。

公开号为CN204929551U，公开日为2015年12月30日的中国实用新型专利公开了一种SMT贴插机贴装头结构，包括吸嘴组件、回转电机支架、回转电机、旋转接头、真空发生器组件、电机安装座、升降电机、滚珠丝杠、直线导轨、贴装头安装架、滑块、贴装头基板和轴承座；所述贴装头安装架固定安装在贴装头基板背面上，贴装头基板正面设有凹槽，所述升降电机固定安装在电机安装座上，所述电机安装座通过螺栓固定安装在贴装头基板凹槽内，所述滚珠丝杠上端通过联轴器与升降电机的输出轴连接，其下端通过轴承安装在轴承座上，所述轴承座通过螺栓固定安装在贴装头基板正面上靠近底端，螺母与滚珠丝杠配合，螺母固定安装在回转电机支架底端，所述直线导轨通过螺栓固定安装在贴装头基板正面上，滑块安装在直线导轨上，所述回转电机支架通过螺栓固定安装在滑块上，所述回转电机安装在回转电机支架上，所述吸嘴组件固定安装在回转电机旋转轴下端，所述真空发生器组件通过旋转接头与回转电机旋转轴的上端连接。

上述专利文献中的贴装头均很难保证将中型电子元件快速而准确地贴插到PCB板上，从而影响了贴插机的贴插速度、贴插精度以及工作效率。

综上，如何设计一种新型贴插头及其贴插方法，使其能将中型电子元件快速而准确地贴插到PCB板上，提高贴插机的贴插速度、贴插精度以及工作效率是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种中型电子元件贴插作业头及其贴插方法，其能将中型电子元件快速而准确地贴插到PCB板上，提高了贴插机的贴插速度、贴插精度以及工作效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种中型电子元件贴插作业头，包括贴插头支座、设置在贴插头支座一端上的同步带装置一及用于驱动同步带装置一的控制电机一、固接在同步带装置一的同步带一上的L型滑块、设置在L型滑块上的夹紧气缸和设置在贴插头支座另外一端上的同步带装置二及用于驱动同步带装置二的控制电机二；

所述中型电子元件贴插作业头还包括滚珠花键组件和用于夹取中型电子元件的单侧活动夹爪式夹头，滚珠花键组件包括中空的花键轴、花键轴套一和花键轴套二，花键轴套一转动连接在贴插头支座另外一端的内部，花键轴套二固接在单侧活动夹爪式夹头的内部，花键轴的一端转动连接在L型滑块上，花键轴的另外一端依次穿过花键轴套一和花键轴套二伸入到单侧活动夹爪式夹头中与单侧活动夹爪式夹头连接；

所述中型电子元件贴插作业头还包括拉杆和拉杆连接套，拉杆连接套固接在夹紧气缸的活塞杆上，在拉杆连接套的内部还设置有推力轴承，推力轴承的下圈与拉杆连接套固接，推力轴承的上圈与拉杆连接套之间留有间隙，拉杆的一端穿过推力轴承与推力轴承的上圈固接，从而使得拉杆通过拉杆连接套连接在夹紧气缸的活塞杆上；拉杆的另外一端穿过花键轴的内部空腔后与单侧活动夹爪式夹头连接，在夹紧气缸的活塞杆的动作下，通过拉杆能控制单侧活动夹爪式夹头处于夹紧状态或处于松开状态，从而利用单侧活动夹爪式夹头夹紧或松开中型电子元件；

在控制电机一的转动下，同步带一能带动L型滑块沿垂向上、下移动，从而带动夹紧气缸、拉杆连接套、推力轴承、拉杆、花键轴、花键轴套二和单侧活动夹爪式夹头一起沿垂向上、下移动；

同步带装置二的从动轮二与花键轴套一的外周面固接，通过控制电机二的转动，能带动从动轮二转动，从而依次带动花键轴套一、花键轴、花键轴套二、单侧活动夹爪式夹头、拉杆和推力轴承的上圈围绕花键轴的轴线在水平方向上转动，实现对单侧活动夹爪式夹头转角的控制。

优选的，L型滑块的一侧边和贴插头支座之间设置有导轨滑块组件，L型滑块的一侧边通过导轨滑块组件与贴插头支座连接；L型滑块的另外一侧边设置有轴承安装孔一，轴承安装孔一内部设置有向心轴承一，轴承安装孔一上部设置有轴承孔盖板，轴承孔盖板上设置有支撑架，夹紧气缸固接在支撑架上从而使得夹紧气缸设置在L型滑块上；花键轴的一端穿过L型滑块的另外一侧边伸入到向心轴承一的内圈中与向心轴承一配合连接，从而使得花键轴的一端转动连接在L型滑块上。

优选的，在贴插头支座的另外一端上设置有轴承安装孔二，在轴承安装孔二内设置有向心轴承二和向心轴承三，花键轴套一的外周面固接有上环体和下环体，上环体和下环体分别固接在向心轴承二和向心轴承三的内圈上从而使得花键轴套一转动连接在贴插头支座另外一端的内部；下环体的一端外露于轴承安装孔二，从动轮二套接在外露于轴承安装孔二的下环体的一端上从而使得从动轮二与花键轴套一的外周面固接。

优选的，所述单侧活动夹爪式夹头包括夹头支座、左V型夹紧块、左连接杆和右平板式夹爪；左V型夹紧块的中部铰接在夹头支座的一侧上，右平板式夹爪固接在夹头支座的另外一侧上；

花键轴套二固接在夹头支座的内部，穿过花键轴套二后的花键轴的另外一端上固接有下限位环，通过下限位环与夹头支座相接触使得花键轴的另外一端与单侧活动夹爪式夹头连接；

所述单侧活动夹爪式夹头还包括夹头滑块，夹头滑块设置在夹头支座的内部且夹头滑块能沿夹头支座上、下移动，左连接杆的一端铰接在夹头滑块上，左连接杆的另外一端与左V型夹紧块的一端铰接，通过夹头滑块上、下移动能带动左V型夹紧块的另外一端朝靠近右平板式夹爪的方向移动形成夹紧状态或带动左V型夹紧块的另外一端朝远离右平板式夹爪的方向移动形成松开状态，穿过花键轴的内部空腔后的拉杆的另外一端与夹头滑块固接；

在夹头滑块和夹头支座的内部之间还设置有复位压簧一，当夹头滑块朝上移动时，在夹头滑块的作用下，复位压簧一处于压缩状态。

优选的，夹头支座包括支座座体和设置在支座座体顶部上的支座套筒，花键轴套二固接在支座套筒内，下限位环固接在穿过花键轴套二的花键轴的另外一端上。

优选的，支座套筒的内腔包括上安装孔和下安装孔，两个安装孔之间且位于支座套筒的内侧壁上设置有凸缘，花键轴套二固接在上安装孔内，花键轴的另外一端穿过花键轴套二位于下安装孔内，下限位环就固接在位于下安装孔内的花键轴的另外一端上；夹头滑块和复位压簧一也设置在下安装孔内且夹头滑块能沿下安装孔上、下移动，复位压簧一的一端与夹头滑块相接触，复位压簧一的另外一端与凸缘的底面相接触。

优选的，在位于从动轮二和支座套筒之间的花键轴上固接有上限位环，在位于上限位环和支座套筒之间的花键轴上还套接有处于预压缩状态的缓冲压簧。

本发明还公开一种根据如上所述的中型电子元件贴插作业头的贴插方法，包括以下步骤：

1）、贴插机确定好待贴插工位上每个元件在PCB板上的精准位置后，供料器或者料盘将待贴插的中型电子元件送到贴插头夹持元件的位置，贴插机将中型电子元件贴插作业头驱动到待贴插的中型电子元件上方，通过控制电机二动作，使得从动轮二转动，从而依次带动花键轴套一、花键轴、花键轴套二、单侧活动夹爪式夹头、拉杆和推力轴承的上圈围绕花键轴的轴线在水平方向上转动，将单侧活动夹爪式夹头旋转到中型电子元件的合理夹持方向，然后通过控制电机一动作，使得同步带装置一的同步带一带动L型滑块下移，从而带动夹紧气缸、拉杆、花键轴、花键轴套二和单侧活动夹爪式夹头一起下移；

2）、控制夹紧气缸的活塞杆动作，通过拉杆控制单侧活动夹爪式夹头处于夹紧状态，从而利用单侧活动夹爪式夹头夹紧中型电子元件；

3）、通过控制电机一再次动作，使得同步带装置一的同步带一带动L型滑块上移，从而带动单侧活动夹爪式夹头上移，利用单侧活动夹爪式夹头将中型电子元件从供料器或者料盘中夹起，当上移到一定高度时，贴插机驱动中型电子元件贴插作业头移动过安装在贴插机台面的相机与光源组件，从单侧活动夹爪式夹头夹起的中型电子元件的下方对所述中型电子元件进行拍照，贴插机根据获取的电子元件底面图像并进行图形图像处理，分析中型电子元件引脚及方向与贴插位置要求的位置与方向的偏差，计算出各个直角坐标运动轴的位移值和中型电子元件需要转动的角度值后，通过控制电机二再次动作，控制单侧活动夹爪式夹头再次旋转对单侧活动夹爪式夹头转角进行调整，当单侧活动夹爪式夹头中的中型电子元件角度与PCB板上要求的电子元件角度一致时，通过贴插机驱动中型电子元件贴插作业头移动，使得单侧活动夹爪式夹头中的电子元件位于待贴工位的上方；

4）、通过控制电机一动作，使得单侧活动夹爪式夹头带动中型电子元件一起下移，当中型电子元件的下方的引脚插入PCB板上贴插位置的孔内时，控制夹紧气缸的活塞杆动作，通过拉杆控制单侧活动夹爪式夹头处于张开状态，从而使得单侧活动夹爪式夹头松开对中型电子元件的夹持，再通过控制电机一动作，使得单侧活动夹爪式夹头上移，完成一个中型电子元件的贴插；

当完成第4）步骤后，转到执行第1）步骤对下一个中型电子元件进行贴插，直至完成所有中型电子元件的贴插。

优选的，在贴插头支座的另外一端上设置有轴承安装孔二，在轴承安装孔二内设置有向心轴承二和向心轴承三，花键轴套一的外周面固接有上环体和下环体，上环体和下环体分别固接在向心轴承二和向心轴承三的内圈上从而使得花键轴套一转动连接在贴插头支座另外一端的内部；下环体的一端外露于轴承安装孔二，从动轮二套接在外露于轴承安装孔二的下环体的一端上从而使得从动轮二与花键轴套一的外周面固接；

所述单侧活动夹爪式夹头包括夹头支座、左V型夹紧块、左连接杆和右平板式夹爪；左V型夹紧块的中部铰接在夹头支座的一侧上，右平板式夹爪固接在夹头支座的另外一侧上；花键轴套二固接在夹头支座的内部，穿过花键轴套二后的花键轴的另外一端上固接有下限位环，通过下限位环与夹头支座相接触使得花键轴的另外一端与单侧活动夹爪式夹头连接；所述单侧活动夹爪式夹头还包括夹头滑块，夹头滑块设置在夹头支座的内部且夹头滑块能沿夹头支座上、下移动，左连接杆的一端铰接在夹头滑块上，左连接杆的另外一端与左V型夹紧块的一端铰接，通过夹头滑块上、下移动能带动左V型夹紧块的另外一端朝靠近右平板式夹爪的方向移动形成夹紧状态或带动左V型夹紧块的另外一端朝远离右平板式夹爪的方向移动形成松开状态，穿过花键轴的内部空腔后的拉杆的另外一端与夹头滑块固接；在夹头滑块和夹头支座的内部之间还设置有复位压簧一，当夹头滑块朝上移动时，在夹头滑块的作用下，复位压簧一处于压缩状态；

所述第1）步骤和第3）步骤中单侧活动夹爪式夹头旋转是通过控制电机二动作，依次带动同步带装置二的从动轮二、下环体、花键轴套一、花键轴、花键轴套二、单侧活动夹爪式夹头、拉杆和推力轴承的上圈一起转动来实现的。

优选的，所述第2）步骤中控制单侧活动夹爪式夹头处于夹紧状态是通过控制夹紧气缸的活塞杆收缩，带动拉杆连接套、推力轴承、拉杆和夹头滑块上移，当夹头滑块向上移动时，利用左连接杆带动左V型夹紧块围绕左V型夹紧块和夹头支座的铰接点转动，从而带动左V型夹紧块的另外一端朝靠近右平板式夹爪的方向移动来实现的，在单侧活动夹爪式夹头处于夹紧状态时，在夹头滑块的作用下，复位压簧一处于压缩状态；

所述第4）步骤中控制单侧活动夹爪式夹头处于张开状态是通过控制夹紧气缸的活塞杆伸出，在复位压簧一的回复力作用下，夹头滑块向下移动，从而使得左V型夹紧块的另外一端朝远离右平板式夹爪的方向移动来实现的。

本发明的有益效果在于：本发明能将中型电子元件快速而准确地贴插到PCB板上，提高了贴插机的贴插速度、贴插精度以及工作效率。本发明通过结构设计，能精确的对单侧活动夹爪式夹头的升降过程、旋转过程和夹持过程进行控制，进一步提高了中型电子元件的贴插精度。通过设置推力轴承、拉杆、拉杆连接套和夹紧气缸活塞杆相配合的结构，使得单侧活动夹爪式夹头在夹紧电子元件时不会因为单侧活动夹爪式夹头的角度旋转而改变夹紧的状态。通过设置夹头滑块、连接杆、V型夹紧块与平板式夹爪相配合，从而能方便快捷的对单侧活动夹爪式夹头的夹紧状态和松开状态进行控制。通过在花键轴上设置上、下限位环以及通过设置缓冲压簧与单侧活动夹爪式夹头配合，可以使得当在贴插过程中，由于某种失误导致贴插头出现从上往下的撞击时，保证单侧活动夹爪式夹头上夹持的电子元件不会自动掉落，也不会由于存在从下往上的撞击力而破坏贴插头。

附图说明

图1为本发明实施例中的中型电子元件贴插作业头的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中的中型电子元件贴插作业头的主视结构示意图；

图3为本发明实施例中的中型电子元件贴插作业头沿花键轴轴向的剖视结构示意图；

图4为图3中A部放大结构示意图；

图5为图3中B部放大结构示意图；

图6为图1中位于单侧活动夹爪式夹头处的局部放大结构示意图；

图7为图3中位于单侧活动夹爪式夹头处的局部放大结构示意图；

图8为图7中C部放大结构示意图；

图中：1.贴插头支座，2.同步带装置一，211.同步带一，3.控制电机一，4.L型滑块，5.夹紧气缸，6.同步带装置二，611.从动轮二，7.控制电机二，8.单侧活动夹爪式夹头，9.花键轴，10.花键轴套一，11.花键轴套二，12.拉杆，13.拉杆连接套，14.推力轴承，15.活动支架，16.导轨滑块组件，17.向心轴承一，18.轴承孔盖板，19.支撑架，20.向心轴承二，21.向心轴承三，22.上环体，23.下环体，24.夹头支座，241.支座座体，242.支座套筒，25.左V型夹紧块，26.左连接杆，27.右平板式夹爪，28.销轴一，29.下限位环，30.夹头滑块，31.复位压簧一，32.下安装孔，33.凸缘，34.上限位环，35.缓冲压簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。

实施例：如图1至图4所示，一种中型电子元件贴插作业头，包括贴插头支座1、设置在贴插头支座1一端上的同步带装置一2及用于驱动同步带装置一2的控制电机一3（同步带装置一2包括主动轮一、从动轮一和同步带一211）、固接在同步带装置一的同步带一211上的L型滑块4、设置在L型滑块4上的夹紧气缸5和设置在贴插头支座1另外一端上的同步带装置二6及用于驱动同步带装置二6的控制电机二7（同步带装置二6包括主动轮二、从动轮二611和同步带二）；

所述中型电子元件贴插作业头还包括滚珠花键组件和用于夹取中型电子元件的单侧活动夹爪式夹头8，滚珠花键组件包括中空的花键轴9、花键轴套一10和花键轴套二11，花键轴套一10转动连接在贴插头支座1另外一端的内部，花键轴套二11固接在单侧活动夹爪式夹头8的内部，花键轴9的一端转动连接在L型滑块4上，花键轴9的另外一端依次穿过花键轴套一10和花键轴套二11伸入到单侧活动夹爪式夹头8中与单侧活动夹爪式夹头8连接；

所述中型电子元件贴插作业头还包括拉杆12和拉杆连接套13，拉杆连接套13固接在夹紧气缸5的活塞杆上，在拉杆连接套13的内部还设置有推力轴承14，推力轴承14的下圈与拉杆连接套13固接，推力轴承14的上圈与拉杆连接套13之间留有间隙，拉杆12的一端穿过推力轴承14与推力轴承14的上圈固接，从而使得拉杆12通过拉杆连接套13连接在夹紧气缸5的活塞杆上；拉杆12的另外一端穿过花键轴9的内部空腔后与单侧活动夹爪式夹头8连接，在夹紧气缸5的活塞杆的动作下，通过拉杆12能控制单侧活动夹爪式夹头8处于夹紧状态或处于松开状态，从而利用单侧活动夹爪式夹头8夹紧或松开中型电子元件；此处设置推力轴承以及将推力轴承的下圈与拉杆连接套固接，推力轴承的上圈与轴承安装孔三的内侧壁之间留有间隙且将推力轴承的上圈与拉杆的一端固接是为了保证在单侧活动夹爪式夹头转动时，拉杆与拉杆连接套处于断开的状态，因为当单侧活动夹爪式夹头转动时，拉杆也是一起转动的，此时如果拉杆不与拉杆连接套断开，拉杆连接套就会和拉杆一起转动，而拉杆连接套又是和夹紧气缸的活塞杆连接在一起的，因此这样设置避免了夹紧气缸的活塞杆旋转，使得拉杆（或者拉索）不产生扭转变形，即单侧活动夹爪式夹头在夹紧电子元件时不会因为单侧活动夹爪式夹头的角度旋转而改变夹紧的状态。

在控制电机一3的转动下，同步带一211能带动L型滑块4沿垂向上、下移动，从而带动夹紧气缸5、拉杆连接套13、推力轴承14、拉杆12、花键轴9、花键轴套二11和单侧活动夹爪式夹头8一起沿垂向上、下移动；

同步带装置二的从动轮二611与花键轴套一10的外周面固接，通过控制电机二7的转动，能带动从动轮二611转动，从而依次带动花键轴套一10、花键轴9、花键轴套二11、单侧活动夹爪式夹头8、拉杆12和推力轴承14的上圈围绕花键轴9的轴线在水平方向上转动，实现对单侧活动夹爪式夹头转角的控制。通过上述结构设计，使得本实施例能将中型电子元件快速而准确地贴插到PCB板上，提高了贴插机的贴插速度、贴插精度以及工作效率。在本实施例中，控制电机一3采用伺服电机，控制电机二7采用步进电机。控制电机一3固接在贴插头支座1的一端上，主动轮一固接在控制电机一3的转轴上，在贴插头支座1上还设置有活动支架15，活动支架15能沿贴插头支座1在垂向上来、回移动，从动轮一转动连接在活动支架15上，主动轮一和从动轮一之间通过同步带一211配合传动连接起来，设置活动支架后将能通过活动支架对从动轮一进行上下调节，从而能方便快捷的将同步带张紧。在本实施例中，拉杆12也可以采用软性无弹性的拉索来替代，拉杆12穿过花键轴9的空腔且拉杆12与花键轴9空腔的内侧壁之间留有间隙。

如图2和图4所示，L型滑块4的一侧边和贴插头支座1之间设置有导轨滑块组件16，L型滑块4的一侧边通过导轨滑块组件16与贴插头支座1连接，当L型滑块4在同步带一211的带动下沿垂向上、下移动时，就能通过导轨滑块组件16进行导向，从而保证L型滑块移动得更加平稳；L型滑块4的另外一侧边设置有轴承安装孔一，轴承安装孔一内部设置有向心轴承一17，轴承安装孔一上部设置有轴承孔盖板18，轴承孔盖板18上设置有支撑架19，夹紧气缸5固接在支撑架19上从而使得夹紧气缸5设置在L型滑块4上；花键轴9的一端穿过L型滑块4的另外一侧边伸入到向心轴承一17的内圈中与向心轴承一17配合连接，从而使得花键轴9的一端转动连接在L型滑块4上。在本实施例中，支撑架19为L型。

如图3和图5所示，在贴插头支座1的另外一端上设置有轴承安装孔二，在轴承安装孔二内设置有向心轴承二20和向心轴承三21，花键轴套一10的外周面固接有上环体22和下环体23，上环体22和下环体23分别固接在向心轴承二20和向心轴承三21的内圈上从而使得花键轴套一10转动连接在贴插头支座1另外一端的内部；下环体23的一端外露于轴承安装孔二，从动轮二611套接在外露于轴承安装孔二的下环体23的一端上从而使得从动轮二611与花键轴套一10的外周面固接。控制电机二7固接在贴插头支座1的另外一端上，主动轮二固接在控制电机二7的转轴上，主动轮二和从动轮二611通过同步带二配合传动连接。当控制电机二7转动时，依次通过主动轮二、同步带二和从动轮二611带动下环体23转动，下环体23转动又依次带动键轴套一10、花键轴9、花键轴套二11和单侧活动夹爪式夹头8转动，从而对单侧活动夹爪式夹头转角进行控制。

如图6至图8所示，所述单侧活动夹爪式夹头8包括夹头支座24、左V型夹紧块25、左连接杆26和右平板式夹爪27；左V型夹紧块25的中部（即角部）通过销轴一28铰接在夹头支座24的一侧上，右平板式夹爪27固接在夹头支座24的另外一侧上；

花键轴套二11固接在夹头支座24的内部，穿过花键轴套二11后的花键轴9的另外一端上固接有下限位环29，通过下限位环29与夹头支座24相接触使得花键轴9的另外一端与单侧活动夹爪式夹头8连接；

所述单侧活动夹爪式夹头8还包括夹头滑块30，夹头滑块30设置在夹头支座24的内部且夹头滑块30能沿夹头支座24上、下移动，左连接杆26的一端铰接在夹头滑块30上，左连接杆26的另外一端与左V型夹紧块25的一端铰接，通过夹头滑块30上、下移动能带动左V型夹紧块25的另外一端朝靠近右平板式夹爪27的方向移动形成夹紧状态或带动左V型夹紧块25的另外一端朝远离右平板式夹爪27的方向移动形成松开状态，穿过花键轴9的内部空腔后的拉杆12的另外一端与夹头滑块30固接；

在夹头滑块30和夹头支座24的内部之间还设置有复位压簧一31，当夹头滑块30朝上移动时，在夹头滑块30的作用下，复位压簧一31处于压缩状态。

当夹紧气缸5的活塞杆收缩时，依次通过拉杆连接套13、推力轴承14和拉杆12带动夹头滑块30向上移动时，在左连接杆26的作用下，左V型夹紧块25围绕销轴一28转动，从而利用左V型夹紧块25的另外一端朝靠近右平板式夹爪27的方向移动形成夹紧状态，将中型电子元件夹紧，同时，在受到夹头滑块30向上移动的作用下，复位压簧一31会被压缩，处于压缩状态。当夹紧气缸5的活塞杆伸出时，在复位压簧一31的回复力作用下，左V型夹紧块25的另外一端朝远离右平板式夹爪27的方向移动形成松开状态，将中型电子元件松开。

夹头支座24包括支座座体241和设置在支座座体241顶部上的支座套筒242，花键轴套二11固接在支座套筒242内，下限位环29固接在穿过花键轴套二11的花键轴9的另外一端上。

支座套筒242的内腔包括上安装孔和下安装孔32，两个安装孔之间且位于支座套筒242的内侧壁上设置有凸缘33，花键轴套二11固接在上安装孔内，花键轴9的另外一端穿过花键轴套二11位于下安装孔32内，下限位环29就固接在位于下安装孔32内的花键轴9的另外一端上；夹头滑块30和复位压簧一31也设置在下安装孔32内且夹头滑块30能沿下安装孔32上、下移动，复位压簧一31的一端与夹头滑块30相接触，复位压簧一31的另外一端与凸缘33的底面相接触。在本实施例中，在夹头滑块30开有压簧安装孔，复位压簧一31的一端设置在压簧安装孔内，复位压簧一31的另外一端套接在下限位环29的外周面上。

如图5至图7所示，在位于从动轮二611和支座套筒242之间的花键轴9上固接有上限位环34，在位于上限位环34和支座套筒242之间的花键轴9上还套接有处于预压缩状态的缓冲压簧35。在缓冲压簧的压力作用下，正常工作时，单侧活动夹爪式夹头位于花键轴的最下方，但是当在贴插过程中，由于某种失误导致贴插头出现从上往下的撞击时，撞击力会克服缓冲压簧的阻力使单侧活动夹爪式夹头上升，同时由于采用夹紧气缸控制拉杆，电子元件被在夹持的过程中，夹紧气缸有杆腔始终存在气压，当单侧活动夹爪式夹头受到撞击力上升时，气缸中的活塞在气压的作用下也会同时上升，可以保证单侧活动夹爪式夹头上夹持的电子元件不会自动掉落，也不会由于存在从下往上的撞击力而破坏贴插头。在本实施例中，上限位环和下限位环均采用紧定螺钉与花键轴固接在一起。

优选的，缓冲压簧的预压力比单侧活动夹爪式夹头夹持最大电子元件时拉杆的拉力大5％-10％，这样在正常贴插时，不会因为负载增加而导致缓冲弹簧被进一步压缩使单侧活动夹爪式夹头上升。

如图1至图4所示，本发明还公开了一种根据如上所述的中型电子元件贴插作业头的贴插方法，包括以下步骤：

1）、贴插机确定好待贴插工位上每个元件在PCB板上的精准位置后，供料器或者料盘将待贴插的中型电子元件送到贴插头夹持元件的位置，贴插机将中型电子元件贴插作业头驱动到待贴插的中型电子元件上方，通过控制电机二7动作，使得从动轮二611转动，从而依次带动花键轴套一10、花键轴9、花键轴套二11、单侧活动夹爪式夹头8、拉杆12和推力轴承14的上圈围绕花键轴9的轴线在水平方向上转动，将单侧活动夹爪式夹头8旋转到中型电子元件的合理夹持方向，然后通过控制电机一3动作，使得同步带装置一的同步带一211带动L型滑块4下移，从而带动夹紧气缸5、拉杆12、花键轴9、花键轴套二11和单侧活动夹爪式夹头8一起下移；

2）、控制夹紧气缸5的活塞杆动作，通过拉杆12控制单侧活动夹爪式夹头8处于夹紧状态，从而利用单侧活动夹爪式夹头8夹紧中型电子元件；

3）、通过控制电机一3再次动作，使得同步带装置一的同步带一211带动L型滑块4上移，从而带动单侧活动夹爪式夹头8上移，利用单侧活动夹爪式夹头8将中型电子元件从供料器或者料盘中夹起，当上移到一定高度时，贴插机驱动中型电子元件贴插作业头移动过安装在贴插机台面的相机与光源组件，从单侧活动夹爪式夹头8夹起的中型电子元件的下方对所述中型电子元件进行拍照，贴插机根据获取的电子元件底面图像并进行图形图像处理，分析中型电子元件引脚及方向与贴插位置要求的位置与方向的偏差，计算出各个直角坐标运动轴的位移值和中型电子元件需要转动的角度值后，通过控制电机二再次动作，控制单侧活动夹爪式夹头8再次旋转对单侧活动夹爪式夹头转角进行调整，当单侧活动夹爪式夹头8中的中型电子元件角度与PCB板上要求的电子元件角度一致时，通过贴插机驱动中型电子元件贴插作业头移动，使得单侧活动夹爪式夹头8中的电子元件位于待贴工位的上方；

4）、通过控制电机一3动作，使得单侧活动夹爪式夹头8带动中型电子元件一起下移，当中型电子元件的下方的引脚插入PCB板上贴插位置的孔内时，控制夹紧气缸5的活塞杆动作，通过拉杆12控制单侧活动夹爪式夹头8处于张开状态，从而使得单侧活动夹爪式夹头8松开对中型电子元件的夹持，再通过控制电机一3动作，使得单侧活动夹爪式夹头8上移，完成一个中型电子元件的贴插；

当完成第4）步骤后，转到执行第1）步骤对下一个中型电子元件进行贴插，直至完成所有中型电子元件的贴插。

中型电子元件贴插作业头是贴插机的末端执行机构，贴插机使通过相机找到PCB板上的mark点，从而确定好待贴插工位上每个元件在PCB板上精准位置的。

所述第1）步骤和第3）步骤中单侧活动夹爪式夹头旋转是通过控制电机二7动作，依次带动同步带装置二的从动轮二611、下环体23、花键轴套一10、花键轴9、花键轴套二11、单侧活动夹爪式夹头8、拉杆12和推力轴承14的上圈一起转动来实现的。

所述第2）步骤中控制单侧活动夹爪式夹头处于夹紧状态是通过控制夹紧气缸5的活塞杆收缩，带动拉杆连接套13、推力轴承14、拉杆12和夹头滑块30上移，当夹头滑块30向上移动时，利用左连接杆26带动左V型夹紧块25围绕左V型夹紧块25和夹头支座24的铰接点转动，从而带动左V型夹紧块25的另外一端朝靠近右平板式夹爪27的方向移动来实现的，在单侧活动夹爪式夹头8处于夹紧状态时，在夹头滑块30的作用下，复位压簧一31处于压缩状态；

所述第4）步骤中控制单侧活动夹爪式夹头处于张开状态是通过控制夹紧气缸5的活塞杆伸出，在复位压簧一31的回复力作用下，夹头滑块30向下移动，从而使得左V型夹紧块25的另外一端朝远离右平板式夹爪27的方向移动来实现的。

综上，本发明能将中型电子元件快速而准确地贴插到PCB板上，提高了贴插机的贴插速度、贴插精度以及工作效率。本发明通过结构设计，能精确的对单侧活动夹爪式夹头的升降过程、旋转过程和夹持过程进行控制，进一步提高了中型电子元件的贴插精度。通过设置推力轴承、拉杆、拉杆连接套和夹紧气缸活塞杆相配合的结构，使得单侧活动夹爪式夹头在夹紧电子元件时不会因为单侧活动夹爪式夹头的角度旋转而改变夹紧的状态。通过设置夹头滑块、连接杆、V型夹紧块与平板式夹爪相配合，从而能方便快捷的对单侧活动夹爪式夹头的夹紧状态和松开状态进行控制。通过在花键轴上设置上、下限位环以及通过设置缓冲压簧与单侧活动夹爪式夹头配合，可以使得当在贴插过程中，由于某种失误导致贴插头出现从上往下的撞击时，保证单侧活动夹爪式夹头上夹持的电子元件不会自动掉落，也不会由于存在从下往上的撞击力而破坏贴插头。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种中型电子元件贴插作业头，其特征在于：包括贴插头支座、设置在贴插头支座一端上的同步带装置一及用于驱动同步带装置一的控制电机一、固接在同步带装置一的同步带一上的L型滑块、设置在L型滑块上的夹紧气缸和设置在贴插头支座另外一端上的同步带装置二及用于驱动同步带装置二的控制电机二；

所述中型电子元件贴插作业头还包括滚珠花键组件和用于夹取中型电子元件的单侧活动夹爪式夹头，滚珠花键组件包括中空的花键轴、花键轴套一和花键轴套二，花键轴套一转动连接在贴插头支座另外一端的内部，花键轴套二固接在单侧活动夹爪式夹头的内部，花键轴的一端转动连接在L型滑块上，花键轴的另外一端依次穿过花键轴套一和花键轴套二伸入到单侧活动夹爪式夹头中与单侧活动夹爪式夹头连接；

所述中型电子元件贴插作业头还包括拉杆和拉杆连接套，拉杆连接套固接在夹紧气缸的活塞杆上，在拉杆连接套的内部还设置有推力轴承，推力轴承的下圈与拉杆连接套固接，推力轴承的上圈与拉杆连接套之间留有间隙，拉杆的一端穿过推力轴承与推力轴承的上圈固接，从而使得拉杆通过拉杆连接套连接在夹紧气缸的活塞杆上；拉杆的另外一端穿过花键轴的内部空腔后与单侧活动夹爪式夹头连接，在夹紧气缸的活塞杆的动作下，通过拉杆能控制单侧活动夹爪式夹头处于夹紧状态或处于松开状态，从而利用单侧活动夹爪式夹头夹紧或松开中型电子元件；

在控制电机一的转动下，同步带一能带动L型滑块沿垂向上、下移动，从而带动夹紧气缸、拉杆连接套、推力轴承、拉杆、花键轴、花键轴套二和单侧活动夹爪式夹头一起沿垂向上、下移动；

同步带装置二的从动轮二与花键轴套一的外周面固接，通过控制电机二的转动，能带动从动轮二转动，从而依次带动花键轴套一、花键轴、花键轴套二、单侧活动夹爪式夹头、拉杆和推力轴承的上圈围绕花键轴的轴线在水平方向上转动，实现对单侧活动夹爪式夹头转角的控制。

2.根据权利要求1所述的中型电子元件贴插作业头，其特征在于：L型滑块的一侧边和贴插头支座之间设置有导轨滑块组件，L型滑块的一侧边通过导轨滑块组件与贴插头支座连接；L型滑块的另外一侧边设置有轴承安装孔一，轴承安装孔一内部设置有向心轴承一，轴承安装孔一上部设置有轴承孔盖板，轴承孔盖板上设置有支撑架，夹紧气缸固接在支撑架上从而使得夹紧气缸设置在L型滑块上；花键轴的一端穿过L型滑块的另外一侧边伸入到向心轴承一的内圈中与向心轴承一配合连接，从而使得花键轴的一端转动连接在L型滑块上。

3.根据权利要求1所述的中型电子元件贴插作业头，其特征在于：在贴插头支座的另外一端上设置有轴承安装孔二，在轴承安装孔二内设置有向心轴承二和向心轴承三，花键轴套一的外周面固接有上环体和下环体，上环体和下环体分别固接在向心轴承二和向心轴承三的内圈上从而使得花键轴套一转动连接在贴插头支座另外一端的内部；下环体的一端外露于轴承安装孔二，从动轮二套接在外露于轴承安装孔二的下环体的一端上从而使得从动轮二与花键轴套一的外周面固接。

4.根据权利要求1所述的中型电子元件贴插作业头，其特征在于：所述单侧活动夹爪式夹头包括夹头支座、左V型夹紧块、左连接杆和右平板式夹爪；左V型夹紧块的中部铰接在夹头支座的一侧上，右平板式夹爪固接在夹头支座的另外一侧上；

花键轴套二固接在夹头支座的内部，穿过花键轴套二后的花键轴的另外一端上固接有下限位环，通过下限位环与夹头支座相接触使得花键轴的另外一端与单侧活动夹爪式夹头连接；

所述单侧活动夹爪式夹头还包括夹头滑块，夹头滑块设置在夹头支座的内部且夹头滑块能沿夹头支座上、下移动，左连接杆的一端铰接在夹头滑块上，左连接杆的另外一端与左V型夹紧块的一端铰接，通过夹头滑块上、下移动能带动左V型夹紧块的另外一端朝靠近右平板式夹爪的方向移动形成夹紧状态或带动左V型夹紧块的另外一端朝远离右平板式夹爪的方向移动形成松开状态，穿过花键轴的内部空腔后的拉杆的另外一端与夹头滑块固接；

在夹头滑块和夹头支座的内部之间还设置有复位压簧一，当夹头滑块朝上移动时，在夹头滑块的作用下，复位压簧一处于压缩状态。

5.根据权利要求4所述的中型电子元件贴插作业头，其特征在于：夹头支座包括支座座体和设置在支座座体顶部上的支座套筒，花键轴套二固接在支座套筒内，下限位环固接在穿过花键轴套二的花键轴的另外一端上。

6.根据权利要求5所述的中型电子元件贴插作业头，其特征在于：支座套筒的内腔包括上安装孔和下安装孔，两个安装孔之间且位于支座套筒的内侧壁上设置有凸缘，花键轴套二固接在上安装孔内，花键轴的另外一端穿过花键轴套二位于下安装孔内，下限位环就固接在位于下安装孔内的花键轴的另外一端上；夹头滑块和复位压簧一也设置在下安装孔内且夹头滑块能沿下安装孔上、下移动，复位压簧一的一端与夹头滑块相接触，复位压簧一的另外一端与凸缘的底面相接触。

7.根据权利要求5所述的中型电子元件贴插作业头，其特征在于：在位于从动轮二和支座套筒之间的花键轴上固接有上限位环，在位于上限位环和支座套筒之间的花键轴上还套接有处于预压缩状态的缓冲压簧。

8.一种根据权利要求1至7中任意一项权利要求所述的中型电子元件贴插作业头的贴插方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、贴插机确定好待贴插工位上每个元件在PCB板上的精准位置后，供料器或者料盘将待贴插的中型电子元件送到贴插头夹持元件的位置，贴插机将中型电子元件贴插作业头驱动到待贴插的中型电子元件上方，通过控制电机二动作，使得从动轮二转动，从而依次带动花键轴套一、花键轴、花键轴套二、单侧活动夹爪式夹头、拉杆和推力轴承的上圈围绕花键轴的轴线在水平方向上转动，将单侧活动夹爪式夹头旋转到中型电子元件的合理夹持方向，然后通过控制电机一动作，使得同步带装置一的同步带一带动L型滑块下移，从而带动夹紧气缸、拉杆、花键轴、花键轴套二和单侧活动夹爪式夹头一起下移；

2）、控制夹紧气缸的活塞杆动作，通过拉杆控制单侧活动夹爪式夹头处于夹紧状态，从而利用单侧活动夹爪式夹头夹紧中型电子元件；

3）、通过控制电机一再次动作，使得同步带装置一的同步带一带动L型滑块上移，从而带动单侧活动夹爪式夹头上移，利用单侧活动夹爪式夹头将中型电子元件从供料器或者料盘中夹起，当上移到一定高度时，贴插机驱动中型电子元件贴插作业头移动过安装在贴插机台面的相机与光源组件，从单侧活动夹爪式夹头夹起的中型电子元件的下方对所述中型电子元件进行拍照，贴插机根据获取的电子元件底面图像并进行图形图像处理，分析中型电子元件引脚及方向与贴插位置要求的位置与方向的偏差，计算出各个直角坐标运动轴的位移值和中型电子元件需要转动的角度值后，通过控制电机二再次动作，控制单侧活动夹爪式夹头再次旋转对单侧活动夹爪式夹头转角进行调整，当单侧活动夹爪式夹头中的中型电子元件角度与PCB板上要求的电子元件角度一致时，通过贴插机驱动中型电子元件贴插作业头移动，使得单侧活动夹爪式夹头中的电子元件位于待贴工位的上方；

4）、通过控制电机一动作，使得单侧活动夹爪式夹头带动中型电子元件一起下移，当中型电子元件的下方的引脚插入PCB板上贴插位置的孔内时，控制夹紧气缸的活塞杆动作，通过拉杆控制单侧活动夹爪式夹头处于张开状态，从而使得单侧活动夹爪式夹头松开对中型电子元件的夹持，再通过控制电机一动作，使得单侧活动夹爪式夹头上移，完成一个中型电子元件的贴插；

当完成第4）步骤后，转到执行第1）步骤对下一个中型电子元件进行贴插，直至完成所有中型电子元件的贴插。

9.根据权利要求8所述的贴插方法，其特征在于：在贴插头支座的另外一端上设置有轴承安装孔二，在轴承安装孔二内设置有向心轴承二和向心轴承三，花键轴套一的外周面固接有上环体和下环体，上环体和下环体分别固接在向心轴承二和向心轴承三的内圈上从而使得花键轴套一转动连接在贴插头支座另外一端的内部；下环体的一端外露于轴承安装孔二，从动轮二套接在外露于轴承安装孔二的下环体的一端上从而使得从动轮二与花键轴套一的外周面固接；

所述单侧活动夹爪式夹头包括夹头支座、左V型夹紧块、左连接杆和右平板式夹爪；左V型夹紧块的中部铰接在夹头支座的一侧上，右平板式夹爪固接在夹头支座的另外一侧上；花键轴套二固接在夹头支座的内部，穿过花键轴套二后的花键轴的另外一端上固接有下限位环，通过下限位环与夹头支座相接触使得花键轴的另外一端与单侧活动夹爪式夹头连接；所述单侧活动夹爪式夹头还包括夹头滑块，夹头滑块设置在夹头支座的内部且夹头滑块能沿夹头支座上、下移动，左连接杆的一端铰接在夹头滑块上，左连接杆的另外一端与左V型夹紧块的一端铰接，通过夹头滑块上、下移动能带动左V型夹紧块的另外一端朝靠近右平板式夹爪的方向移动形成夹紧状态或带动左V型夹紧块的另外一端朝远离右平板式夹爪的方向移动形成松开状态，穿过花键轴的内部空腔后的拉杆的另外一端与夹头滑块固接；在夹头滑块和夹头支座的内部之间还设置有复位压簧一，当夹头滑块朝上移动时，在夹头滑块的作用下，复位压簧一处于压缩状态；

所述第1）步骤和第3）步骤中单侧活动夹爪式夹头旋转是通过控制电机二动作，依次带动同步带装置二的从动轮二、下环体、花键轴套一、花键轴、花键轴套二、单侧活动夹爪式夹头、拉杆和推力轴承的上圈一起转动来实现的。

10.根据权利要求9所述的贴插方法，其特征在于：所述第2）步骤中控制单侧活动夹爪式夹头处于夹紧状态是通过控制夹紧气缸的活塞杆收缩，带动拉杆连接套、推力轴承、拉杆和夹头滑块上移，当夹头滑块向上移动时，利用左连接杆带动左V型夹紧块围绕左V型夹紧块和夹头支座的铰接点转动，从而带动左V型夹紧块的另外一端朝靠近右平板式夹爪的方向移动来实现的，在单侧活动夹爪式夹头处于夹紧状态时，在夹头滑块的作用下，复位压簧一处于压缩状态；

所述第4）步骤中控制单侧活动夹爪式夹头处于张开状态是通过控制夹紧气缸的活塞杆伸出，在复位压簧一的回复力作用下，夹头滑块向下移动，从而使得左V型夹紧块的另外一端朝远离右平板式夹爪的方向移动来实现的。