CN106654800A - 一种凸轮插针模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凸轮插针模组，包括插针机构、插针推动凸轮、马达、主轴、驱动轮及切刀机构，插针推动凸轮和驱动轮安装于主轴上，驱动轮连接有杠杆机构，切刀机构亦连接该杠杆机构，插针推动凸轮通过卸力机构连接驱动板，插针机构亦连接驱动板，切刀机构与插针机构对接；驱动板安装于一对滑轨上，卸力机构包括一组凸轮随动器和一卸力底座，凸轮随动器一边分别与插针推动凸轮和推动杆对接，推动杆固定于驱动板上。本发明通过采用非平面结构的普通圆形轮驱动切端子和采用插针推动凸轮驱动插针，避免了传统采用多个插针推动凸轮驱动存在的弊端，将设备成本降低约三分之一，插针速度提高30%以上，插针精度、运行稳定性和使用寿命均得到较大提升。

Description

一种凸轮插针模组

技术领域

本发明涉及电子行业加工设备技术领域，尤其涉及一种连接器插针的凸轮插针设备。

背景技术

随着电子产品大量普及及快速发展，对于用于电子产品之间的电子连接部件的需求也越来越大。电子连接部件的座体一般以塑胶注塑成型，即HOUSING（塑胶壳），在塑胶壳的主体上设置有用来插设端子的圆孔。对端子的插设，最传统的方式是以手工方式将端子一一插入圆孔内。后来，人们采用插针机来进行插端子工作。传统插针机的加工转速通常只能达到每分钟300~400转，生产效率低下。

而随着电子产品的飞速发展，且大多数电子产品都朝着更小、更精密地方向发展，这就使得人们对连接器端子的小型化、高密度化都提出了更高的要求，而显然传统插针机已无法满足人们的加工需求。接着就出现了高速自动凸轮插针机，基本原理是通过马达带动凸轮作为动力来完成插针，如专利号为ZL 201310310304.3的发明专利公开了一种高速凸轮插针机，其采用了三套凸轮的结构，即夹紧定位和裁切均采用凸轮驱动，其缺点在于，第一，凸轮的制作极为精密，三套凸轮需要较高的成本，其控制结构也比较复杂，精度较低；第二，由于凸轮数量过多，导致速度还是不够快，制约了插针的效率；第三，设备运行过程中的稳定性较差，这也会影响插针效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构设计更合理、插针速度快、配合精度高、综合成本更低的凸轮插针模组。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种凸轮插针模组，包括插针机构和插针推动凸轮，其特征在于：还包括有马达、主轴、驱动轮及切刀机构，主轴通过联轴器连接马达，插针推动凸轮和驱动轮安装于主轴上形成同轴固定，驱动轮连接有杠杆机构，切刀机构亦连接所述杠杆机构，插针推动凸轮通过一卸力机构连接一驱动板，插针机构亦与该驱动板连接，切刀机构与插针机构对接；所述驱动板安装于一对滑轨上，所述卸力机构包括一组凸轮随动器和一可摆动的卸力底座，凸轮随动器固定于卸力底座上，凸轮随动器一边与插针推动凸轮对接，另一边与一推动杆对接，推动杆固定于驱动板上，驱动板连接有复位装置；通过插针推动凸轮推动凸轮随动器连同卸力底座一起摆动，凸轮随动器带动推动杆随之移动，由此带动驱动板前进，从而推动插针机构前进完成插端子操作，驱动板由复位装置带动复位，由此形成往复。

进一步地，所述主轴通过轴承座固定于一下板中，在下板上安装有前板、后板、侧板及上板，上述各板将插针推动凸轮、驱动轮、杠杆机构和卸力机构围盖在内，插针机构和切刀机构露出于侧板之外；所述滑轨安装于后板上。

进一步地，所述驱动轮包括上驱动轮和下驱动轮，所述杠杆机构包括有上杠杆和下杠杆，切刀机构包括有上切刀和下切刀；下驱动轮连接下杠杆，下杠杆前端连接一下切刀滑座，下切刀滑座连接有下切刀固定座，下切刀安装于下切刀固定座上，端子位于下切刀上，用于接受端子的塑胶壳（HOUSING）位于端子对面，由专门的固定机构固定，端子则由专门配备的机械手（当然人工也可以）送至端子放置位；上驱动轮连接上杠杆，上杠杆前端连接一上切刀滑座，上切刀通过上切刀滑座固定；上切刀滑座和下切刀滑座均与插针机构连接。

进一步地，下杠杆和上杠杆具有相同的结构，均包括有前臂和后臂，前臂与后臂之间形成上下错落结构，且两者由轴套连为一体，前臂前部设有滚轴，后臂后部设有驱动轮随动轮，驱动轮随轮与驱动轮对接；上杠杆和下杠杆各自通过一导轴活动固定于前板与后板之间形成杠杆结构。

进一步地，上切刀滑座具有一滑槽，上杠杆前部的滚轴卡于上切刀滑座的滑槽中形成上切刀可上下活动的结构；下切刀滑座也具有一滑槽，下杠杆前部的滚轴卡于下切刀滑座的滑槽中形成下切刀可上下滑动的结构。

进一步地，所述上驱动轮和下驱动轮具有相同的结构，其轮盘表面均为非平面结构，但轮盘的厚度均匀，其上均具有上凸部和下凹部，上凸部和下凹部相互交替，轮盘的表面为平滑过渡；上驱动轮和下驱动轮交错设置；所述驱动轮随动轮平行设有两个，上驱动轮的轮盘卡于上杠杆的两个驱动轮随动轮之间，而下驱动轮的轮盘则卡于下杠杆的两个驱动轮随动轮之间；通过上驱动轮和下驱动轮的摇摆式转动经驱动轮随动轮转换成上杠杆和下杠杆的摇摆动作以驱动上切刀和下切刀的上下移动。

进一步地，所述凸轮随动器包括有两个滚轮，均安装于卸力底座的首端，其中一个滚轮与插针推动凸轮相接，另一个滚轮与推动杆相接。

进一步地，在下板上设有一固定块，卸力底座的尾端通过一固定轴安装于该固定块上构成可摆动结构。

进一步地，上杠杆及下杠杆与各自的导轴之间分别通过一导套固定。

优选地，主轴的前端安装有光电开关，光电开关靠近主轴的一侧，与光电开关相配的遮光片则固定在主轴上，光电开关与遮光片一起由一保护板盖住。光电开关的功能主要有两点，一是确定（主轴、插针推动凸轮及驱动轮）相对零点；二是通过“回零点”的方式消除马达（伺服电机）在运行过程中的累计误差。

本发明通过采用非平面结构的普通圆形轮驱动切端子和采用插针推动凸轮驱动插针，整个过程可完全自动进行，避免了传统采用多个凸轮驱动所存在的弊端，不仅将设备的综合成本降低约三分之一，且将插针速度提高30%以上，同时插针精度也得到较大提升，并且提高了设备的运行稳定性和使用寿命。

附图说明

图1为本发明主体部分结构图；

图2为本发明主体部分正面结构图；

图3为本发明主体部分侧面结构图；

图4为本发明插针推动凸轮与插针机构装配结构图；

图5为本发明插针推动凸轮与插针机构平面装配图；

图6为本发明主轴与上下驱动轮及插针推动凸轮装配结构图；

图7为本发明插针机构安装结构图；

图8为杠杆结构图；

图9为上下驱动轮及齿轮工作过程时序示意图。

图中，1为马达，2为联轴器，3为轴承座，4为下板，5为主轴，6为后板，7为前板，8为下驱动轮，9为插针推动凸轮，10为上驱动轮，11为插针机构，12为驱动板，13为推动杆，14为卸力机构，15为滑轨，16为下杠杆，17为导轴，18为下切刀滑动座，19为固定柱，20为下切刀固定座，21为下切刀，22为上杠杆，23为上动刀滑座，24为上动刀，25为端子，26为塑胶壳，27为卸力底座，28为凸轮随动器，29为固定轴，30为固定块，31为光电开关，32为遮光片，33为后臂，34为前臂，35为轴套，36为驱动轮随动轮，37为滚轴，38为导套。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中所使用的术语，如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等，只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

本实施例中，参照图1、图2、图3、图4和图5，所述凸轮插针模组，包括有马达1、主轴5、驱动轮、插针推动凸轮9、插针机构11及切刀机构，主轴5通过联轴器2连接马达1，插针推动凸轮9和驱动轮安装于主轴5上形成同轴固定，驱动轮连接有杠杆机构，切刀机构亦连接杠杆机构，插针推动凸轮9通过一卸力机构14连接一驱动板12，插针机构11与该驱动板12连接，切刀机构与插针机构11对接；所述驱动板12安装于一对滑轨15上，所述卸力机构14包括一组凸轮随动器28和一可摆动的卸力底座27，凸轮随动器28固定于卸力底座27上，凸轮随动器28一边与插针推动凸轮9对接，另一边与一推动杆13对接，推动杆13固定于驱动板12上，驱动板12连接有复位装置（未图示）；通过插针推动凸轮9推动凸轮随动器28连同卸力底座27一起摆动，凸轮随动器28带动推动杆13随之移动，由此带动驱动板12前进，从而推动插针机构11前进完成插端子25操作，驱动板12由复位装置带动复位，由此形成往复。

所述主轴5通过轴承座3固定于一下板4中，在下板4上安装有前板7、后板6、侧板（未图示）及上板（未标识）将插针推动凸轮9、驱动轮、杠杆机构和卸力机构14围盖在内，插针机构11和切刀机构露出于侧板之外；所述滑轨15安装于后板6上。

参照图1、图2、图6和图7，所述驱动轮包括上驱动轮10和下驱动轮8，所述杠杆机构包括有上杠杆22和下杠杆16，切刀机构包括有上切刀24和下切刀21；下驱动8轮连接下杠杆16，下杠杆16前端连接一下切刀滑座18，下切刀滑座18连接有下切刀固定座20，下切刀21安装于下切刀固定座20上，端子25位于下切刀21上，用于接受端子25的塑胶壳26（即HOUSING）位于端子25对面，由专门的固定机构（不属于本发明范围，未图示）固定，端子25则由专门配备的机械手（不属于本发明范围，未图示）送至端子放置位（当然也可以人工送料）；上驱动轮10连接上杠杆22，上杠杆22前端连接一上切刀滑座23，上切刀24通过上切刀滑座23固定；上切刀滑座23和下切刀滑座18均与插针机构11连接。

参照图1、图3和图8，下杠杆16和上杠杆22具有相同的结构，均包括有前臂34和后臂33，前臂34与后臂33之间形成上下错落结构，且两者由轴套35连为一体，前臂34前部设有滚轴37，后臂33后部设有驱动轮随动轮36，驱动轮随轮36与驱动轮对接；上杠杆22和下杠杆16各自通过一导轴19活动固定于前板7与后板6之间形成杠杆结构。

参照图1、图7和图8，上切刀滑座23具有一滑槽，上杠杆22前部的滚轴37卡于上切刀滑座23的滑槽中形成上切刀24可上下活动的结构；下切刀滑座18也具有一滑槽，下杠杆16前部的滚轴37卡于下切刀滑座18的滑槽中形成下切刀21可上下滑动的结构。同时，由于上切刀滑座23和下切刀滑座18中滑槽的存在，使得上切刀24和下切刀21可以随上切刀滑座23和下切刀滑座18在驱动板12的带动做往复移动。

参照图1、图6和图8，所述上驱动轮10和下驱动轮8具有相同的结构，其轮盘表面均为非平面结构，但轮盘的厚度均匀，其上均具有上凸部和下凹部，上凸部和下凹部相互交替，轮盘的表面为平滑过渡；上驱动轮10和下驱动轮8交错设置；所述驱动轮随动轮36平行设有两个，上驱动轮10的轮盘卡于上杠杆22的两个驱动轮随动轮36之间，而下驱动轮8的轮盘则卡于下杠杆16的两个驱动轮随动轮36之间；通过上驱动轮22和下驱动轮16的摇摆式转动经驱动轮随动轮36转换成上杠杆22和下杠杆16的摇摆动作以驱动上切刀24和下切刀21的上下移动。以上驱动轮10为例具体来说，当上驱动轮10的轮盘中的上凸部旋转至驱动轮随动轮36之间时，上杠杆22的尾端抬起，前端下压，上切刀24向下运动；反之，当上驱动轮10的轮盘中的下凹部旋转至驱动轮随动轮36之间时，上杠杆22的尾端下压，前端上翘，上切刀24向上运动。下切刀21和下驱动轮8的动作过程原理相同，区别在于，上驱动轮10和下驱动轮8是交错设置的，因此，下切刀21和上切刀24的动作过程沿反方向进行，即当上切刀24向下运动时，下切刀21则向上运动。

参照图4和图5，所述凸轮随动器28包括有两个滚轮，均安装于卸力底座27的首端，其中一个滚轮与插针推动凸轮9相接，另一个滚轮与推动杆13相接。

在下板4上设有一固定块30，卸力底座27的尾端通过一固定轴29安装于该固定块30上构成可摆动结构。

参照图1，上杠杆22及下杠杆16与各自的导轴19之间分别通过一导套38固定。

参照图1、图2和图6，主轴5的前端安装有光电开关31，光电开关31靠近主轴5的一侧，与光电开关31相配的遮光片32则固定在主轴5上，光电开关31与遮光片32一起由一保护板（未标识）盖住。光电开关31的功能主要有两点，一是确定（主轴5、插针推动凸轮9及驱动轮）相对零点；二是通过“回零点”的方式消除马达1（伺服电机）在运行过程中的累计误差。

动作过程说明：

参照图9，设定插针推动凸轮9和两个驱动轮的时序中0°角为初始位置。

1，马达1转动，到21°角时，下驱动轮8通过下杠杆16撬动下切刀21向上移动，下切刀21开始托料动作；

2，到41°角时，上驱动轮22通过上杠杆22撬动上切刀24开始向下移动，上切刀24开始做切料动作；

3，到46°角时，下切刀21停止向上移动，下切刀21已托住端子25；

4，到86°角时，上切刀24停止向下移动，插针推动凸轮9开始推动插针机构11移动，已切断端子25，开始插针（此时上下切刀已将端子25夹紧）；

5，到176°角时，插针机构11停止前移；端子已经插入塑胶壳（housing）；

6，到181°角时，上切刀24向上移动，下切刀21向下移动，上下切刀张开；

7，到196°角时，插针推动凸轮9推到插针机构11继续前移，开始铆端子入塑胶壳；

8，到201°角时，上切刀24停止向上移动，下切刀21停止向下移动，端子25继续铆入塑胶壳26；

9，到226°角时，插针机构11停止前移，端子25继续铆入塑胶壳26；

10，到246°角时，下切刀21继续向下移动，端子25继续铆入塑胶壳26，下切刀21继续张开；

11, 到261°角时，插针机构11开始后移，插针、铆合完成；

12, 到266°角时，下切刀21停止向下移动，下切刀21回到起始位置；

13，到271°角时，上切刀24停止向上移动，上切刀24回到起始位置；

14，到341°角时，插针机构11停止后移，插针机构11回到起始位置；

15, 到360°角时，插针机构11回到初始状态。

至此，一个周期的动作完成，如此周而复始。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种凸轮插针模组，包括插针机构和插针推动凸轮，其特征在于：还包括有马达、主轴、驱动轮及切刀机构，主轴通过联轴器连接马达，插针推动凸轮和驱动轮安装于主轴上形成同轴固定，驱动轮连接有杠杆机构，切刀机构亦连接所述杠杆机构，插针推动凸轮通过一卸力机构连接有一驱动板，插针机构与该驱动板连接，切刀机构与插针机构对接；所述驱动板安装于一对滑轨上，所述卸力机构包括一组凸轮随动器和一可摆动的卸力底座，凸轮随动器固定于卸力底座上，凸轮随动器一边与插针推动凸轮对接，另一边与一推动杆对接，推动杆固定于所述驱动板上，驱动板连接有复位装置；通过插针推动凸轮推动凸轮随动器连同卸力底座一起摆动，凸轮随动器带动所述推动杆随之移动，由此带动所述驱动板前进，从而推动插针机构前进完成插端子操作，驱动板由复位装置带动复位。

2.根据权利要求1所述的凸轮插针模组，其特征在于：所述主轴通过轴承座固定于一下板中，在下板上安装有前板、后板、侧板及上板，上述各板将插针推动凸轮、驱动轮、杠杆机构和卸力机构围盖在内，插针机构和切刀机构露出于侧板之外；所述滑轨安装于后板上。

3.根据权利要求2所述的凸轮插针模组，其特征在于：所述驱动轮包括上驱动轮和下驱动轮，所述杠杆机构包括有上杠杆和下杠杆，切刀机构包括有上切刀和下切刀；下驱动轮连接下杠杆，下杠杆前端连接一下切刀滑座，下切刀滑座连接有下切刀固定座，下切刀安装于下切刀固定座上，端子位于下切刀上；上驱动轮连接上杠杆，上杠杆前端连接一上切刀滑座，上切刀通过上切刀滑座固定；上切刀滑座和下切刀滑座均与插针机构连接。

4.根据权利要求3所述的凸轮插针模组，其特征在于：所述下杠杆和上杠杆具有相同的结构，均包括有前臂和后臂，前臂与后臂之间形成上下错落结构，且两者由轴套连为一体，前臂前部设有滚轴，后臂后部设有驱动轮随动轮，驱动轮随轮与所述驱动轮对接；上杠杆和下杠杆各自通过一导轴活动固定于前板与后板之间形成杠杆结构。

5.根据权利要求4所述的凸轮插针模组，其特征在于：上切刀滑座具有一滑槽，上杠杆前部的滚轴卡于上切刀滑座的滑槽中形成上切刀可上下活动的结构；下切刀滑座也具有一滑槽，下杠杆前部的滚轴卡于下切刀滑座的滑槽中形成下切刀可上下滑动的结构。

6.根据权利要求4所述的凸轮插针模组，其特征在于：所述上驱动轮和下驱动轮具有相同的结构，其轮盘表面均为非平面结构，但轮盘的厚度均匀，其上均具有上凸部和下凹部，上凸部和下凹部相互交替，轮盘的表面为平滑过渡；上驱动轮和下驱动轮交错设置；所述驱动轮随动轮平行设有两个，上驱动轮的轮盘卡于上杠杆的两个驱动轮随动轮之间，而下驱动轮的轮盘则卡于下杠杆的两个驱动轮随动轮之间；通过上驱动轮和下驱动轮的摇摆式转动经驱动轮随动轮转换成上杠杆和下杠杆的摇摆动作以驱动上切刀和下切刀的上下移动。

7.根据权利要求1所述的凸轮插针模组，其特征在于：所述凸轮随动器包括有两个滚轮，均安装于卸力底座的首端，其中一个滚轮与插针推动凸轮相接，另一个滚轮与推动杆相接。

8.根据权利要求2所述的凸轮插针模组，其特征在于：在下板上设有一固定块，卸力底座的尾端通过一固定轴安装于该固定块上构成可摆动结构。

9.根据权利要求5所述的凸轮插针模组，其特征在于：上杠杆及下杠杆与各自的导轴之间分别通过一导套固定。

10.根据权利要求1所述的凸轮插针模组，其特征在于：在主轴的前端安装有光电开关，光电开关靠近主轴的一侧，与光电开关相配的遮光片则固定在主轴上，光电开关与遮光片一起由一保护板盖住。