CN107734872A - 自动插针机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动插针机，包括端子送料模组、高速凸轮裁切和插针模组、载料托盘送料模组和固定载料托盘的转盘模组，固定载料托盘的转盘模组包括转盘、可分离的载具定位机构和转盘旋转机构，载料托盘送料模组将装载待插针的PCB板的载料托盘输送至转盘上，载料托盘通过可分离的载具定位机构固定，再通过转盘旋转机构驱动以变换放置于该载料托盘上的PCB板的位置来对PCB板的不同位置进行插针作业，具有结构设置简洁、合理，自动化程度高，产品加工效率高，以及产品质量稳定性高等优点。

Description

自动插针机

技术领域

本发明属于自动化加工设备技术领域，具体的说是涉及一种自动插针机。

背景技术

PCB板插针设备的作用就是将插针端子插入PCB板。而插针端子来料是每个连接在一起的端子排，设备需要先对其进行裁切，将一个插针端子从端子排上分离出来，再通过插针机构将插针端子插入PCB板内。

目前，汽车用PCB占整体PCB份额约10％左右，不是最高的，但却是增长最快的，根据Prismark预测，2015-2019年，车用PCB的复合增长率达到5％，高于PCB的整体增长率，产业市场巨大。而目前PCB板插针比较先进的设备是西班牙PCB板自动插针机，价格非常高一般企业根本不能接受，因此国内目前仅有少量几台，制约了这些企业的发展。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种自动插针机，可以实现PCB端子的自动插针。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动插针机，包括端子送料模组、高速凸轮裁切和插针模组、载料托盘送料模组和固定载料托盘的转盘模组，所述固定载料托盘的转盘模组包括转盘、可分离的载具定位机构和用于驱动所述转盘运动的转盘旋转机构，所述载料托盘送料模组将装载待插针的PCB板的载料托盘输送至所述转盘上，所述载料托盘通过所述可分离的载具定位机构固定，再通过所述转盘旋转机构驱动以变换放置于该载料托盘上的PCB板的位置来对PCB板的不同位置进行插针作业；所述高速凸轮裁切和插针模组上设有插针头、插针护套、一对匹配的裁切凹模及裁切凸模以及分别驱动所述插针头、插针护套和裁切凸模运动的凸轮驱动机构，所述端子送料模组将待裁切的端子排上的每个端子依次输送至所述裁切凹模，所述高速凸轮裁切和插针模组的凸轮驱动机构驱动所述裁切凸模与所述裁切凹模合模将置于所述裁切凹模内的端子裁切后送入所述插针头上，所述插针头和插针护套通过所述高速凸轮裁切和插针模组的凸轮驱动机构的驱动护送被裁切后的端子插入置于所述转盘和载料托盘上的PCB板。

作为本发明的进一步改进，所述高速凸轮裁切和插针模组包括插针机架，所述插针机架的上端部上沿横向设有凸轮组转轴，所述凸轮轴转轴上依次固定有从动轮、插针凸轮A、插针凸轮B和裁切凸轮C，所述插针凸轮A的端面上环绕其轴心设有封闭的第一限位滑槽A，所述插针凸轮B的端面上环绕其轴心设有封闭的第一限位滑槽B，所述裁切凸轮C的外侧面上设有环绕一周的第一限位滑槽C；所述插针机架上设有轴线与所述凸轮轴转轴平行的伺服电机和凸轮A、B连杆旋转轴，所述伺服电机的输出轴上设有主动轮，所述主动轮和从动轮通过传送皮带传动连接；另设有凸轮连杆A和凸轮连杆B，所述凸轮连杆A和凸轮连杆B的一端分别可转动固定于所述凸轮A、B连杆旋转轴上，所述凸轮连杆A的中部固定设有第一凸轮滚子A，所述凸轮连杆B的中部固定设有第一凸轮滚子B，所述第一凸轮滚子A滑动限位于所述插针凸轮A的第一限位滑槽A中，所述第一凸轮滚子B滑动限位于所述插针凸轮B的第一限位滑槽B中；所述凸轮连杆A的另一端设有第二限位滑槽A，所述凸轮连杆B的另一端设有第二限位滑槽B；所述插针机架一侧沿竖直方向分别设有限位槽A和限位槽B，所述限位槽A中设有能够沿所述限位槽A上下滑动的滑块A，所述滑块A的上端设有第二凸轮滚子A，所述滑块A的下端固定连接插针护套，所述第二凸轮滚子A滑动限位于所述第二限位滑槽A中；所述限位槽B中设有能够沿所述限位槽B上下滑动的滑块B，所述滑块B的上端设有第二凸轮滚子B，所述滑块B的下端固定连接插针头，所述第二凸轮滚子B滑动限位于所述第二限位滑槽B中；所述裁切凸轮C的下方沿竖直方向分别设有凸轮连杆C1和凸轮连杆C2，所述凸轮连杆C1的中心通过凸轮连杆C1旋转轴可转动固定于所述插针机架上，所述凸轮连杆C2的中心通过凸轮连杆C2旋转轴可转动固定于所述插针机架上，所述凸轮连杆C1的上端设有第一凸轮滚子C，所述第一凸轮滚子C滑动限位于所述裁切凸轮C的第一限位滑槽C中，所述凸轮连杆C1的下端与所述凸轮连杆C2的上端铰接，所述凸轮连杆C2的下端设有第二限位滑槽C，所述插针机架上设有横向滑槽，所述横向滑槽内设有滑块C，所述滑块C上设有第二凸轮滚子C，所述第二凸轮滚子C滑动限位于所述第二限位滑槽C内。

作为本发明的进一步改进，所述凸轮组转轴旋转时，通过所述第一凸轮滚子A在所述插针凸轮A的第一限位滑槽A内的限位，和所述第二凸轮滚子A在所述凸轮连杆A的第二限位滑槽A内的限位，所述凸轮连杆A带动所述滑块A沿竖直方向在所述限位槽A做上下往复运动；所述凸轮组转轴旋转时，通过所述第一凸轮滚子B在所述插针凸轮B的第一限位滑槽B内的限位，和所述第二凸轮滚子B在所述凸轮连杆B的第二限位滑槽B内的限位，所述凸轮连杆B带动所述滑块B沿竖直方向在所述限位槽B做上下往复运动；所述凸轮组转轴旋转时，通过所述第一凸轮滚子C在所述裁切凸轮C的第一限位滑槽C中的限位，以及所述第二凸轮滚子C在所述凸轮连杆C2的第二限位滑槽C中的限位，所述凸轮连杆C1的上端左右摆动并通过所述凸轮连杆C2带动所述滑块C在所述横向滑槽内沿水平方向做往复运动。

作为本发明的进一步改进，所述凸轮连杆C1的下端设有开口槽，所述凸轮连杆C2的上端置于所述开口槽内，所述轮连杆C2的上端左侧设有调整螺钉，所述轮连杆C2的上端右侧设有压缩弹簧；所述插针凸轮A的端面上环绕其轴心设有的封闭的第一限位滑槽A呈椭圆形，所述插针凸轮B的端面上环绕其轴心设有的封闭的第一限位滑槽B呈椭圆形，所述裁切凸轮C的外侧面上设有的环绕一周的第一限位滑槽C呈S形；所述裁切凸模与所述滑块C固定连接，所述裁切凹模设置在所述插针机架上，所述裁切凸模在所述滑块C的驱动下与所述裁切凹模配合将待裁切端子从端子排上裁切下来并送到插针位置；所述插针头在所述滑块B的驱动下带动被裁切好的端子向下运动至所述端子与所述插针护套的弹片接触，所述插针护套在所述滑块A的驱动下与所述插针头一起运动，当所述端子头部插入位于下方的PCB板内后，所述插针护套停止运动，所述插针头继续运动直至将所述端子打入所述PCB板内；所述端子插入后，所述插针头和插针护套一起向上运动复位。

作为本发明的进一步改进，所述转盘旋转结构包括转盘机架、底板A、底板B和转盘，以所述转盘机架的上侧面的横向为Y轴，纵向为X轴，所述底板A沿X轴方向滑动设于所述转盘机架的上侧面上，所述底板B沿Y轴方向滑动设于所述底板A的上侧面上；所述底板B的上侧面上设有圆形导轨，所述转盘的下侧面上设有导轨滑块，所述转盘通过所述导轨滑块滑动配合于所述底板B的圆形导轨上；所述底板B的上侧面位于所述圆形导轨外侧设有用于使所述转盘止转定位的转盘定位模组，所述底板B的上侧面位于所述转盘下方设有能够伸缩的旋转定位销，所述转盘上设有旋转定位销孔，所述旋转定位销能够卡入所述旋转定位孔内使所述转盘相对所述旋转定位销旋转。

作为本发明的进一步改进，所述转盘定位模组包括转盘定位底座、转盘定位气缸和转盘定位片，所述转盘外周对应设有若干转盘定位槽，所述转盘定位气缸固定于所述转盘定位底座上，并能够带动所述转盘定位片伸缩以与所述转盘的转盘定位槽卡合和脱离；所述底板B的上侧面位于所述转盘外周还设有至少三组转盘限位模组。

作为本发明的进一步改进，所述转盘限位模组包括固定于所述底板B上的限位模组底座和设于该限位模组底座靠近所述转盘的一侧面上的上滚轮、下滚轮和外圆滚轮，所述上滚轮和下滚轮平行间隔设置并夹设于所述转盘边缘的上下两侧面上，所述外圆滚轮位于所述上滚轮和下滚轮之间并与所述转盘的外端面相切；所述旋转定位孔内设有旋转定位销衬套；所述底板A的下侧面与所述转盘机架的上侧面之间通过一对沿X轴方向的导轨滑动配合，所述底板B的下侧面与所述底板A的上侧面之间通过一对沿Y轴方向的导轨滑动配合；所述底板A上设有伺服电机、主动轮、从动轮、丝杆和丝杆螺母，所述主动轮固定于所述伺服电机的主动轴上，所述主动轮和从动轮通过皮带传动连接，所述丝杆通过轴承架设于所述底板A上，所述从动轮固定于所述丝杆的一端上，所述丝杆螺母通过螺纹套设于所述丝杆上，所述丝杆螺母与所述底板B固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述可分离的载具定位机构包括固定于所述底板B上的定位动力源组件和固定于所述转盘上的载具定位组件，所述定位动力源组件包括固定块A、滑块、连杆和气缸，所述固定块A固定于所述底板上，所述固定块A内设有滑槽，所述滑块滑动置于所述固定块A的滑槽内；所述气缸的底座可转动铰接于所述底板上，所述连杆为三叉连杆，具有第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述第一连接端与所述气缸的活塞杆铰接，所述第二连接端可转动固定于所述底板上，所述第三连接端上设有活动槽，所述滑块的外侧面上固定设有限位销钉，所述限位销钉活动限位于所述活动槽内，所述气缸伸出时带动所述滑块向内移动呈缩回状态，所述气缸缩回时带动所述滑块向外移动呈伸出状态；所述载具定位组件包括固定块B、活动穿置于所述固定块B内的活动夹爪、压缩弹簧和载具限位块，所述固定块B固定于所述转盘上，所述载具限位块固定于所述固定块B的上侧面外端，所述活动夹爪的外端形成夹持端，所述压缩弹簧一端固定于所述固定块B上，所述压缩弹簧的另一端与所述活动夹爪固定连接，所述压缩弹簧在自由状态下使所述夹持端伸出所述固定块B的外端即使所述活动夹爪呈伸出状态，所述活动夹爪在伸出状态时所述夹持端位于所述载具限位块的下方，并与所述载具限位块形成夹持载具的上、下夹具；所述滑块的外端上设有槽口，所述活动夹爪的内端上设有勾头，所述活动夹爪的勾头能够活动置于所述滑块的槽口内，所述滑块和活动夹爪均呈伸出状态时，所述载具定位组件随所述转盘转动时所述勾头能够随所述转盘的旋转在所述槽口内自由运动。

作为本发明的进一步改进，所述气缸的底座通过第一铰链销可转动铰接于所述底板上，所述连杆的第一连接端通过第三铰链销与所述气缸的活塞杆铰接，所述连杆的第二连接端通过第二铰链销可转动固定于所述底板上。

作为本发明的进一步改进，所述底板和转盘位于所述空腔的相对两侧外分别对称设有一对可分离的载具定位机构，一对可分离的载具定位机构之间也对称设置；所述定位动力源组件的滑块与所述载具固定机构的活动夹爪均沿所述转盘的径向方向设置；所述压缩弹簧一端通过固定块C固定于所述固定块B上，所述压缩弹簧的另一端通过固定块D与所述活动夹爪的上侧面固定连接。

本发明的有益效果是：该自动插针机可以实现PCB端子的自动插针，最大插针速度0.35S每针，通过更换插针头可以实现不同类型端子的插针；通过载料托盘搬运用皮带线将多台设备串联在一起，就可以自动将各种不同类型的端子分别插入到PCB板上，全程自动化，大大提高了产品的加工效率和产品质量稳定性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明所述高速凸轮裁切和插针模组结构示意图；

图3为图2另一视角结构示意图；

图4为图2部分结构示意图；

图5为本发明结构所述转盘旋转结构示意图；

图6为图5中A部放大结构示意图；

图7为图5中B部放大结构示意图；

图8为本发明所述可分离的载具定位机构结构示意图；

图9为图8中A部放大结构示意图；

图10为本发明所述可分离的载具定位机构的局部结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——端子送料模组； 2——高速凸轮裁切和插针模组；

3——载料托盘送料模组；

4——固定载料托盘的转盘模组；

201——插针机架； 202——凸轮轴转轴；

203——从动轮； 204——插针凸轮A；

205——插针凸轮B； 206——裁切凸轮C；

241——第一限位滑槽A； 261——第一限位滑槽C；

207——伺服电机； 208——凸轮A、B连杆旋转轴；

209——主动轮； 210——传送皮带；

211——凸轮连杆A； 212——凸轮连杆B；

213——第一凸轮滚子A； 214——第二限位滑槽A；

215——滑块A； 216——第二凸轮滚子A；

217——插针护套； 218——滑块B；

219——插针头； 220——凸轮连杆C1；

221——凸轮连杆C2； 222——凸轮连杆C1旋转轴；

23——凸轮连杆C2旋转轴； 224——第一凸轮滚子C；

225——滑块C； 226——第二凸轮滚子C；

227——开口槽； 228——调整螺钉；

229——压缩弹簧； 100——端子排；

101——裁切凸模； 40——载料托盘；

401——转盘机架； 402——底板A；

421——伺服电机； 422——主动轮；

423——从动轮； 424——丝杆；

425——丝杆螺母； 426——皮带；

403——底板B； 431——圆形导轨；

432——转盘定位模组； 4321——转盘定位底座；

4322——转盘定位气缸； 4323——转盘定位片；

434——转盘限位模组； 4341——限位模组底座；

4342——上滚轮； 4343——下滚轮；

4344——外圆滚轮； 404——转盘；

441——导轨滑块； 442——旋转定位销孔；

4421——旋转定位销衬套； 443——转盘定位槽；

501——定位动力源组件； 502——载具定位组件；

511——固定块A； 512——滑块；

513——连杆； 514——气缸；

515——滑槽； 516——第一连接端；

517——第二连接端； 518——第三连接端；

519——活动槽； 520——限位销钉；

521——固定块B； 522——活动夹爪；

523——压缩弹簧； 524——载具限位块；

525——夹持端； 526——槽口；

527——勾头； 528——第一铰链销；

529——第二铰链销； 530——第三铰链销；

531——固定块C； 532——固定块D。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。

参阅图1-10，为本发明所述的一种自动插针机，包括端子送料模组1、高速凸轮裁切和插针模组2、载料托盘送料模组3和固定载料托盘的转盘模组4，所述固定载料托盘的转盘模组包括转盘、可分离的载具定位机构和用于驱动所述转盘运动的转盘旋转机构，所述载料托盘送料模组将装载待插针的PCB板的载料托盘40输送至所述转盘上，所述载料托盘通过所述可分离的载具定位机构固定，再通过所述转盘旋转机构驱动以变换放置于该载料托盘上的PCB板的位置来对PCB板的不同位置进行插针作业；所述高速凸轮裁切和插针模组上设有插针头、插针护套、一对匹配的裁切凹模及裁切凸模以及分别驱动所述插针头、插针护套和裁切凸模运动的凸轮驱动机构，所述端子送料模组将待裁切的端子排上的每个端子依次输送至所述裁切凹模，所述高速凸轮裁切和插针模组的凸轮驱动机构驱动所述裁切凸模与所述裁切凹模合模将置于所述裁切凹模内的端子裁切后送入所述插针头上，所述插针头和插针护套通过所述高速凸轮裁切和插针模组的凸轮驱动机构的驱动护送被裁切后的端子插入置于所述转盘和载料托盘上的PCB板。

其中，所述高速凸轮裁切和插针模组2包括插针机架201，所述插针机架的上端部上沿横向设有凸轮组转轴202，所述凸轮轴转轴上依次固定有从动轮203、插针凸轮A 204、插针凸轮B 205和裁切凸轮C 206所述插针凸轮A的端面上环绕其轴心设有封闭的第一限位滑槽A241，所述插针凸轮B的端面上环绕其轴心设有封闭的第一限位滑槽B，所述裁切凸轮C的外侧面上设有环绕一周的第一限位滑槽C 261；所述插针机架上设有轴线与所述凸轮轴转轴平行的伺服电机207和凸轮A、B连杆旋转轴208，所述伺服电机的输出轴上设有主动轮209，所述主动轮和从动轮通过传送皮带210传动连接；另设有凸轮连杆A 211和凸轮连杆B212，所述凸轮连杆A和凸轮连杆B的一端分别可转动固定于所述凸轮A、B连杆旋转轴上，所述凸轮连杆A的中部固定设有第一凸轮滚子A 213，所述凸轮连杆B的中部固定设有第一凸轮滚子B，所述第一凸轮滚子A滑动限位于所述插针凸轮A的第一限位滑槽A中，所述第一凸轮滚子B滑动限位于所述插针凸轮B的第一限位滑槽B中；所述凸轮连杆A的另一端设有第二限位滑槽A 214，所述凸轮连杆B的另一端设有第二限位滑槽B；所述插针机架一侧沿竖直方向分别设有限位槽A和限位槽B，所述限位槽A中设有能够沿所述限位槽A上下滑动的滑块A215，所述滑块A的上端设有第二凸轮滚子A 216，所述滑块A的下端固定连接插针护套217，所述第二凸轮滚子A滑动限位于所述第二限位滑槽A中；所述限位槽B中设有能够沿所述限位槽B上下滑动的滑块B 218，所述滑块B的上端设有第二凸轮滚子B，所述滑块B的下端固定连接插针头219，所述第二凸轮滚子B滑动限位于所述第二限位滑槽B中；所述裁切凸轮C的下方沿竖直方向分别设有凸轮连杆C1 220和凸轮连杆C2 221，所述凸轮连杆C1的中心通过凸轮连杆C1旋转轴222可转动固定于所述插针机架上，所述凸轮连杆C2的中心通过凸轮连杆C2旋转轴223可转动固定于所述插针机架上，所述凸轮连杆C1的上端设有第一凸轮滚子C224，所述第一凸轮滚子C滑动限位于所述裁切凸轮C的第一限位滑槽C中，所述凸轮连杆C1的下端与所述凸轮连杆C2的上端铰接，所述凸轮连杆C2的下端设有第二限位滑槽C，所述插针机架上设有横向滑槽，所述横向滑槽内设有滑块C 225，所述滑块C上设有第二凸轮滚子C226，所述第二凸轮滚子C滑动限位于所述第二限位滑槽C内。

所述凸轮组转轴旋转时，通过所述第一凸轮滚子A在所述插针凸轮A的第一限位滑槽A内的限位，和所述第二凸轮滚子A在所述凸轮连杆A的第二限位滑槽A内的限位，所述凸轮连杆A带动所述滑块A沿竖直方向在所述限位槽A做上下往复运动；所述凸轮组转轴旋转时，通过所述第一凸轮滚子B在所述插针凸轮B的第一限位滑槽B内的限位，和所述第二凸轮滚子B在所述凸轮连杆B的第二限位滑槽B内的限位，所述凸轮连杆B带动所述滑块B沿竖直方向在所述限位槽B做上下往复运动；所述凸轮组转轴旋转时，通过所述第一凸轮滚子C在所述裁切凸轮C的第一限位滑槽C中的限位，以及所述第二凸轮滚子C在所述凸轮连杆C2的第二限位滑槽C中的限位，所述凸轮连杆C1的上端左右摆动并通过所述凸轮连杆C2带动所述滑块C在所述横向滑槽内沿水平方向做往复运动。

所述凸轮连杆C1的下端设有开口槽227，所述凸轮连杆C2的上端置于所述开口槽内，所述轮连杆C2的上端左侧设有调整螺钉228，所述轮连杆C2的上端右侧设有压缩弹簧229；所述插针凸轮A的端面上环绕其轴心设有的封闭的第一限位滑槽A呈椭圆形，所述插针凸轮B的端面上环绕其轴心设有的封闭的第一限位滑槽B呈椭圆形，所述裁切凸轮C的外侧面上设有的环绕一周的第一限位滑槽C呈S形；所述裁切凸模与所述滑块C固定连接，所述裁切凹模设置在所述插针机架上，所述裁切凸模在所述滑块C的驱动下与所述裁切凹模配合将待裁切端子从端子排上裁切下来并送到插针位置；所述插针头在所述滑块B的驱动下带动被裁切好的端子向下运动至所述端子与所述插针护套的弹片接触，所述插针护套在所述滑块A的驱动下与所述插针头一起运动，当所述端子头部插入位于下方的PCB板内后，所述插针护套停止运动，所述插针头继续运动直至将所述端子打入所述PCB板内；所述端子插入后，所述插针头和插针护套一起向上运动复位。

参阅图2-4，详细说明下该高速凸轮裁切和插针模组的工作原理和过程：

伺服电机通过同步带传递动力至凸轮组转轴，凸轮组转轴可带动插针凸轮A、插针凸轮B、裁切凸轮一起旋转。当凸轮组转轴旋转时，各凸轮会带动其对应的连杆作往复摆动，连杆再带动其对应的滑块作往复直线运动。

其中，凸轮连杆A上的第一凸轮滚子A的路径被限制在插针凸轮A的第一限位滑槽A内，当插针凸轮A作旋转运动时，第一凸轮滚子A会按规定路径(由插针凸轮A的第一限位滑槽A约束)作往复运动(近似于上下运动)，带动凸轮连杆A绕凸轮A、B连杆旋转轴作往复摆动运动；滑块A被机构限制只能沿竖直方向作上下运动，滑块A上的第二凸轮滚子A的路径被限制在凸轮连杆A的第二限位滑槽A内，当凸轮连杆A作往复摆动运动时，第二凸轮滚子A会按规定路径(由凸轮连杆A的第二限位滑槽A约束)作往复(上下)运动，带动滑块A沿图中竖直方向作上下往复运动。

插针凸轮B的运动方式与原理与插针凸轮A相似，在此不做过多描述，两者由于插针凸轮A、B的滑槽不同，造成两者滑块运动的往复行程和时间也不相同，但两者按各自的规律有序动作，为后续的插针动作提供动力。

裁切凸轮C旋转带动滑块C往复运动的结构是通过凸轮连杆C1和凸轮连杆C2共同实现的，由于凸轮连杆C1通过凸轮连杆C1旋转轴可转动固定于插针机架上，凸轮连杆C2的中心通过凸轮连杆C2旋转轴可转动固定于插针机架上，凸轮连杆C1的上端设有第一凸轮滚子C，第一凸轮滚子C滑动限位于裁切凸轮C的第一限位滑槽C中，凸轮连杆C1的下端与凸轮连杆C2的上端铰接，凸轮连杆的下端连接滑块C，滑块C滑动限位于设于插针机架上的横向滑槽内，因此，裁切凸轮C在凸轮组转轴的带动下旋转时，第一凸轮滚子C的路径被限制在插针凸轮C的第一限位滑槽C中，当插针凸轮C作旋转时，第一凸轮滚子C受第一限位滑槽C的约束按规定路径作往复运动(近似于左右运动)，带动带动凸轮连杆C1绕凸轮连杆C1旋转轴作往复摆动运动；凸轮连杆C1又带动凸轮连杆C2绕凸轮连杆C2旋转轴作往复摆动运动，调整螺钉可以调整凸轮连杆C2绕凸轮连杆C2旋转轴顺时针旋转时的最大角度，即滑块C向左运动时的最大位移(用于调整端子裁切后的送出位置)，压缩弹簧可以保证凸轮连杆C2始终与调整螺钉接触；滑块C被机构限制只能沿水平方向作左右运动，滑块C上的第二凸轮滚子C的路径被限制在凸轮连杆C2的第二限位滑槽C内，当凸轮连杆C2作往复摆动运动时，第二凸轮滚子C会按规定路径(由凸轮连杆A的第二限位滑槽C约束)作往复(左右)运动,带动滑块C沿水平方向作往复左右运动。

该机构主要用于插针机，在工作时，插针机的送料机构将端子排100送至裁切位置，伺服电机驱动凸轮组转轴转动，通过带动裁切凸轮C旋转再带动滑块C带动裁切凸模101与裁切凹模配合，将端子从端子排上裁切下来，并送出至插针位置。在插针位置，插针护套通过滑块A驱动，插针头通过滑块B驱动，而滑块A和滑块B的动力通过凸轮机构提供，这样通过他们的共同配合，可实现端子的裁切和插针一体实现。

该高速凸轮裁切和插针模组通过一个凸轮组提供动力，根据凸轮机构的动力，分配三个滑块的运动行程和先后顺序，即使在高速的情况下也会有序动作，特别适用于高速情况下的插针，实现了裁切、插针由一个动力源驱动，具有运行速度快、可靠率高、故障率低等优点，可作为各类插针机构的核心部件。

其中，所述转盘旋转结构包括转盘机架401、底板A 402、底板B 403和转盘404，参阅图5-7，以所述转盘机架的上侧面的横向为Y轴，纵向为X轴，所述底板A沿X轴方向滑动设于所述转盘机架的上侧面上，所述底板B沿Y轴方向滑动设于所述底板A的上侧面上；所述底板B的上侧面上设有圆形导轨431，所述转盘的下侧面上设有导轨滑块441，所述转盘通过所述导轨滑块滑动配合于所述底板B的圆形导轨上；所述底板B的上侧面位于所述圆形导轨外侧设有用于使所述转盘止转定位的转盘定位模组432，所述底板B的上侧面位于所述转盘下方设有能够伸缩的旋转定位销，所述转盘上设有旋转定位销孔442，所述旋转定位销能够卡入所述旋转定位孔内使所述转盘相对所述旋转定位销旋转。当转盘404需要旋转角度时，转盘404通过X轴和Y轴移动至转盘旋转位，旋转定位销(图中未标示)伸出卡入转盘的旋转定位销孔内，同时转盘定位模组松开转盘，在底板A的X轴方向移动和底板B的Y轴方向移动的共同配合驱动下，转盘404就会相对转盘机架401以旋转定位销为轴心旋转。旋转到位时(45度或90度或其他指定角度)，转盘定位模组将转盘定位无法转动，旋转定位销从旋转定位销孔中缩回，转盘又被固定在底板B上，不能旋转。

所述转盘定位模组包括转盘定位底座4321、转盘定位气缸4322和转盘定位片4323，所述转盘外周对应设有若干转盘定位槽443，所述转盘定位气缸固定于所述转盘定位底座上，并能够带动所述转盘定位片伸缩以与所述转盘的转盘定位槽卡合和脱离；转盘定位气缸动作，驱动转盘定位片向外运动并卡入转盘的转盘定位槽内，将转盘固定，防止转盘旋转，当转盘定位气缸带动转盘定位片与转盘定位槽脱落时，转盘可以相对底板B旋转，转盘上设置多个转盘定位槽，对应转盘相对于底板B不同的角度，可根据角度需求设置转盘定位槽的位置，灵活性高。所述底板B的上侧面位于所述转盘外周还设有至少三组转盘限位模组434，用于使转盘只能在底板B上旋转。

所述转盘限位模组包括固定于所述底板B上的限位模组底座4341和设于该限位模组底座靠近所述转盘的一侧面上的上滚轮4342、下滚轮4343和外圆滚轮4344，所述上滚轮和下滚轮平行间隔设置并夹设于所述转盘边缘的上下两侧面上，所述外圆滚轮位于所述上滚轮和下滚轮之间并与所述转盘的外端面相切；所述旋转定位孔内设有旋转定位销衬套4421；所述底板A的下侧面与所述转盘机架的上侧面之间通过一对沿X轴方向的导轨滑动配合，所述底板B的下侧面与所述底板A的上侧面之间通过一对沿Y轴方向的导轨滑动配合；所述底板A上设有伺服电机421、主动轮422、从动轮423、丝杆424和丝杆螺母425，所述主动轮固定于所述伺服电机的主动轴上，所述主动轮和从动轮通过皮带426传动连接，所述丝杆通过轴承架设于所述底板A上，所述从动轮固定于所述丝杆的一端上，所述丝杆螺母通过螺纹套设于所述丝杆上，所述丝杆螺母与所述底板B固定连接。伺服电机通过主动轮、皮带带动从动轮和丝杆旋转，从而带动丝杆螺母沿丝杆在Y轴方向运动，丝杆螺母运动再带动底板B相对底板A沿Y轴方向移动。转盘机架驱动底板A相对转盘机架沿X轴方向移动的驱动机构可以采用和上述结构类似的结构，也可以采用气缸驱动机构，此为本领域技术人员所熟知的技术内容，再此不在赘述。

该转盘旋转结构通过在转盘机架上依次设置可滑动的底板A和底板B，且底板A和底板B分别沿X轴和Y轴方向滑动设置，转盘设置底板B上，底板B上又设置了转盘定位模组、转盘限位模组和旋转定位销组件，使得转盘在旋转时，动力通过X轴和Y轴来提供即可，不需要额外的动力，且旋转角度任意，定位准确，具有高可靠性，并且整体结构简单，维护也方便。

参阅图8-10，所述可分离的载具定位机构包括固定于所述底板B 403上的定位动力源组件501和固定于所述转盘404上的载具定位组件502，所述定位动力源组件包括固定块A 511、滑块512、连杆513和气缸514，所述固定块A固定于所述底板上，所述固定块A内设有滑槽515，所述滑块滑动置于所述固定块A的滑槽内；所述气缸的底座可转动铰接于所述底板上，所述连杆为三叉连杆，具有第一连接端516、第二连接端517和第三连接端518，所述第一连接端与所述气缸的活塞杆铰接，所述第二连接端可转动固定于所述底板上，所述第三连接端上设有活动槽519，所述滑块的外侧面上固定设有限位销钉520，所述限位销钉活动限位于所述活动槽内，所述气缸伸出时带动所述滑块向内移动呈缩回状态，所述气缸缩回时带动所述滑块向外移动呈伸出状态；所述载具定位组件包括固定块B 521、活动穿置于所述固定块B内的活动夹爪522、压缩弹簧523和载具限位块524，所述固定块B固定于所述转盘上，所述载具限位块固定于所述固定块B的上侧面外端，所述活动夹爪的外端形成夹持端525，所述压缩弹簧一端固定于所述固定块B上，所述压缩弹簧的另一端与所述活动夹爪固定连接，所述压缩弹簧在自由状态下使所述夹持端伸出所述固定块B的外端即使所述活动夹爪呈伸出状态，所述活动夹爪在伸出状态时所述夹持端位于所述载具限位块的下方，并与所述载具限位块形成夹持载具的上、下夹具；所述滑块的外端上设有槽口526，所述活动夹爪的内端上设有勾头527，所述活动夹爪的勾头能够活动置于所述滑块的槽口内，所述滑块和活动夹爪均呈伸出状态时，所述载具定位组件随所述转盘转动时所述勾头能够随所述转盘的旋转在所述槽口内自由运动。

所述气缸的底座通过第一铰链销528可转动铰接于所述底板上，所述连杆的第一连接端通过第三铰链销530与所述气缸的活塞杆铰接，所述连杆的第二连接端通过第二铰链销529可转动固定于所述底板上。

所述底板和转盘位于所述空腔的相对两侧外分别对称设有一对可分离的载具定位机构，一对可分离的载具定位机构之间也对称设置；所述定位动力源组件的滑块与所述载具固定机构的活动夹爪均沿所述转盘的径向方向设置；所述压缩弹簧一端通过固定块C531固定于所述固定块B上，所述压缩弹簧的另一端通过固定块D 532与所述活动夹爪的上侧面固定连接。

由于滑块只能在固定块A的滑槽内往复运动，连杆只能绕第二铰链销旋转，滑块上的限位销钉可以在连杆的获得槽内滑动，气缸只能绕第一铰链销旋转，气缸轴头部即活塞杆与连杆通过第一连接端第三铰链销连接在一起，可相对旋转。以图10中左侧定位的动力源为例，当气缸处于伸出状态时，连杆绕第二铰链销旋转(沿图10中顺时针方向)，带动滑块沿向内运动(沿图10中向上)，滑块处于缩回状态。当气缸处于缩回状态时，连杆绕第二铰链销向反方向旋转(沿图10中逆时针方向)，带动滑块沿向外运动(沿图中向下)，滑块处于伸出状态。

以图10为例，活动夹爪只能在固定块B中沿竖直方向往复运动，自由情况下，由于压缩弹簧的张力作用，使活动夹爪保持在伸出状态，即活动夹爪的夹持端伸出固定块B下端，活动夹爪的夹持端与载具限位块形成上、下夹具将载具将载具夹持固定住。当有外力将活动夹爪向内端(图10中向上)拉动时，压缩弹簧会被进一步压缩，活动夹爪被外力保持在缩回状态。

参阅图10，为定位动力源组件与载具定位组件的结合示意图，其中，滑块的外端上设有槽口，活动夹爪的内端上设有勾头。当定位动力源组件的滑块和载具定位组件的活动夹爪均处于伸出状态时，勾头可以在随着转盘旋转时在槽口内自由运动(此状态下勾头和槽口间有间隙)，从而可以使二者处于分离状态，又能处于连接位置，当二者处于连接位置时，若定位动力源组件的滑块回缩，槽口会拉着勾头运动，从而带动载具定位组件的活动夹爪回缩。同意，定位动力源组件的滑块伸出，也会带动载具定位组件的活动夹爪伸出。

当载具需要与转盘固定时，载具定位组件呈回缩状态，载具在外力作用下在空腔内向上移动并与转盘通过定位销精准配合在一起，载具被载具限位块限位在固定位置，转盘固定机构伸出，将转盘固定，载具定位组件和定位动力源组件通过勾头和槽口配合连接，可以分离，分离后转盘固定机构可以保持在伸出状态，以防转盘掉落。

该可分离的载具定位机构通过设置固定于底板上的定位动力源组件和固定于转盘上的载具定位组件，二者可以分离，分离后载具可方便的相对底板旋转、移动，不受其他器件(气缸、气管、感应器等跟随载具)约束，当载具需要脱离时，回到原位，通过定位动力源组件使载具脱离，大大的方便了使用的便捷性，具有结构简单，稳定性好能优点，不仅限用于本插针机上，还同时可广泛应用于插件机和贴片机等载具需要相对旋转或移动的设备上。

另外，包括端子送料模组和载料托盘送料模组可采用常规的输送流线，在此不再赘述。

由此可见，该插针机通过载料托盘送料模组将装载待插针的PCB板的载料托盘输送至转盘上，载料托盘通过可分离的载具定位机构固定，再通过转盘旋转机构驱动以变换放置于该载料托盘上的PCB板的位置来对PCB板的不同位置进行插针作业，具有结构设置简洁、合理，自动化程度高，产品加工效率高，产品质量稳定性高等优点。

Claims (10)

1.一种自动插针机，其特征在于：包括端子送料模组(1)、高速凸轮裁切和插针模组(2)、载料托盘送料模组(3)和固定载料托盘的转盘模组(4)，所述固定载料托盘的转盘模组包括转盘、可分离的载具定位机构和用于驱动所述转盘运动的转盘旋转机构，所述载料托盘送料模组将装载待插针的PCB板的载料托盘(40)输送至所述转盘上，所述载料托盘通过所述可分离的载具定位机构固定，再通过所述转盘旋转机构驱动以变换放置于该载料托盘上的PCB板的位置来对PCB板的不同位置进行插针作业；所述高速凸轮裁切和插针模组上设有插针头、插针护套、一对匹配的裁切凹模及裁切凸模以及分别驱动所述插针头、插针护套和裁切凸模运动的凸轮驱动机构，所述端子送料模组将待裁切的端子排上的每个端子依次输送至所述裁切凹模，所述高速凸轮裁切和插针模组的凸轮驱动机构驱动所述裁切凸模与所述裁切凹模合模将置于所述裁切凹模内的端子裁切后送入所述插针头上，所述插针头和插针护套通过所述高速凸轮裁切和插针模组的凸轮驱动机构的驱动护送被裁切后的端子插入置于所述转盘和载料托盘上的PCB板。

2.根据权利要求1所述的自动插针机，其特征在于：所述高速凸轮裁切和插针模组(2)包括插针机架(201)，所述插针机架的上端部上沿横向设有凸轮组转轴(202)，所述凸轮轴转轴上依次固定有从动轮(203)、插针凸轮A(204)、插针凸轮B(205)和裁切凸轮C(206)，所述插针凸轮A的端面上环绕其轴心设有封闭的第一限位滑槽A(241)，所述插针凸轮B的端面上环绕其轴心设有封闭的第一限位滑槽B，所述裁切凸轮C的外侧面上设有环绕一周的第一限位滑槽C(261)；所述插针机架上设有轴线与所述凸轮轴转轴平行的伺服电机(207)和凸轮A、B连杆旋转轴(208)，所述伺服电机的输出轴上设有主动轮(209)，所述主动轮和从动轮通过传送皮带(210)传动连接；另设有凸轮连杆A(211)和凸轮连杆B(212)，所述凸轮连杆A和凸轮连杆B的一端分别可转动固定于所述凸轮A、B连杆旋转轴上，所述凸轮连杆A的中部固定设有第一凸轮滚子A(213)，所述凸轮连杆B的中部固定设有第一凸轮滚子B，所述第一凸轮滚子A滑动限位于所述插针凸轮A的第一限位滑槽A中，所述第一凸轮滚子B滑动限位于所述插针凸轮B的第一限位滑槽B中；所述凸轮连杆A的另一端设有第二限位滑槽A(214)，所述凸轮连杆B的另一端设有第二限位滑槽B；所述插针机架一侧沿竖直方向分别设有限位槽A和限位槽B，所述限位槽A中设有能够沿所述限位槽A上下滑动的滑块A(215)，所述滑块A的上端设有第二凸轮滚子A(216)，所述滑块A的下端固定连接插针护套(217)，所述第二凸轮滚子A滑动限位于所述第二限位滑槽A中；所述限位槽B中设有能够沿所述限位槽B上下滑动的滑块B(218)，所述滑块B的上端设有第二凸轮滚子B，所述滑块B的下端固定连接插针头(219)，所述第二凸轮滚子B滑动限位于所述第二限位滑槽B中；所述裁切凸轮C的下方沿竖直方向分别设有凸轮连杆C1(220)和凸轮连杆C2(221)，所述凸轮连杆C1的中心通过凸轮连杆C1旋转轴(222)可转动固定于所述插针机架上，所述凸轮连杆C2的中心通过凸轮连杆C2旋转轴(223)可转动固定于所述插针机架上，所述凸轮连杆C1的上端设有第一凸轮滚子C(224)，所述第一凸轮滚子C滑动限位于所述裁切凸轮C的第一限位滑槽C中，所述凸轮连杆C1的下端与所述凸轮连杆C2的上端铰接，所述凸轮连杆C2的下端设有第二限位滑槽C，所述插针机架上设有横向滑槽，所述横向滑槽内设有滑块C(225)，所述滑块C上设有第二凸轮滚子C(226)，所述第二凸轮滚子C滑动限位于所述第二限位滑槽C内。

3.根据权利要求2所述的自动插针机，其特征在于：所述凸轮组转轴旋转时，通过所述第一凸轮滚子A在所述插针凸轮A的第一限位滑槽A内的限位，和所述第二凸轮滚子A在所述凸轮连杆A的第二限位滑槽A内的限位，所述凸轮连杆A带动所述滑块A沿竖直方向在所述限位槽A做上下往复运动；所述凸轮组转轴旋转时，通过所述第一凸轮滚子B在所述插针凸轮B的第一限位滑槽B内的限位，和所述第二凸轮滚子B在所述凸轮连杆B的第二限位滑槽B内的限位，所述凸轮连杆B带动所述滑块B沿竖直方向在所述限位槽B做上下往复运动；所述凸轮组转轴旋转时，通过所述第一凸轮滚子C在所述裁切凸轮C的第一限位滑槽C中的限位，以及所述第二凸轮滚子C在所述凸轮连杆C2的第二限位滑槽C中的限位，所述凸轮连杆C1的上端左右摆动并通过所述凸轮连杆C2带动所述滑块C在所述横向滑槽内沿水平方向做往复运动。

4.根据权利要求3所述的自动插针机，其特征在于：所述凸轮连杆C1的下端设有开口槽(227)，所述凸轮连杆C2的上端置于所述开口槽内，所述轮连杆C2的上端左侧设有调整螺钉(228)，所述轮连杆C2的上端右侧设有压缩弹簧(229)；所述插针凸轮A的端面上环绕其轴心设有的封闭的第一限位滑槽A呈椭圆形，所述插针凸轮B的端面上环绕其轴心设有的封闭的第一限位滑槽B呈椭圆形，所述裁切凸轮C的外侧面上设有的环绕一周的第一限位滑槽C呈S形；所述裁切凸模与所述滑块C固定连接，所述裁切凹模设置在所述插针机架上，所述裁切凸模在所述滑块C的驱动下与所述裁切凹模配合将待裁切端子从端子排上裁切下来并送到插针位置；所述插针头在所述滑块B的驱动下带动被裁切好的端子向下运动至所述端子与所述插针护套的弹片接触，所述插针护套在所述滑块A的驱动下与所述插针头一起运动，当所述端子头部插入位于下方的PCB板内后，所述插针护套停止运动，所述插针头继续运动直至将所述端子打入所述PCB板内；所述端子插入后，所述插针头和插针护套一起向上运动复位。

5.根据权利要求1所述的自动插针机，其特征在于：所述转盘旋转结构包括转盘机架(401)、底板A(402)、底板B(403)和转盘(404)，以所述转盘机架的上侧面的横向为Y轴，纵向为X轴，所述底板A沿X轴方向滑动设于所述转盘机架的上侧面上，所述底板B沿Y轴方向滑动设于所述底板A的上侧面上；所述底板B的上侧面上设有圆形导轨(431)，所述转盘的下侧面上设有导轨滑块(441)，所述转盘通过所述导轨滑块滑动配合于所述底板B的圆形导轨上；所述底板B的上侧面位于所述圆形导轨外侧设有用于使所述转盘止转定位的转盘定位模组(432)，所述底板B的上侧面位于所述转盘下方设有能够伸缩的旋转定位销，所述转盘上设有旋转定位销孔(442)，所述旋转定位销能够卡入所述旋转定位孔内使所述转盘相对所述旋转定位销旋转。

6.根据权利要求5所述的自动插针机，其特征在于：所述转盘定位模组包括转盘定位底座(4321)、转盘定位气缸(4322)和转盘定位片(4323)，所述转盘外周对应设有若干转盘定位槽(443)，所述转盘定位气缸固定于所述转盘定位底座上，并能够带动所述转盘定位片伸缩以与所述转盘的转盘定位槽卡合和脱离；所述底板B的上侧面位于所述转盘外周还设有至少三组转盘限位模组(434)。

7.根据权利要求5所述的自动插针机，其特征在于：所述转盘限位模组包括固定于所述底板B上的限位模组底座(4341)和设于该限位模组底座靠近所述转盘的一侧面上的上滚轮(4342)、下滚轮(4343)和外圆滚轮(4344)，所述上滚轮和下滚轮平行间隔设置并夹设于所述转盘边缘的上下两侧面上，所述外圆滚轮位于所述上滚轮和下滚轮之间并与所述转盘的外端面相切；所述旋转定位孔内设有旋转定位销衬套(4421)；所述底板A的下侧面与所述转盘机架的上侧面之间通过一对沿X轴方向的导轨滑动配合，所述底板B的下侧面与所述底板A的上侧面之间通过一对沿Y轴方向的导轨滑动配合；所述底板A上设有伺服电机(421)、主动轮(422)、从动轮(423)、丝杆(424)和丝杆螺母(425)，所述主动轮固定于所述伺服电机的主动轴上，所述主动轮和从动轮通过皮带(426)传动连接，所述丝杆通过轴承架设于所述底板A上，所述从动轮固定于所述丝杆的一端上，所述丝杆螺母通过螺纹套设于所述丝杆上，所述丝杆螺母与所述底板B固定连接。

8.根据权利要求5所述的自动插针机，其特征在于：所述可分离的载具定位机构包括固定于所述底板B(403)上的定位动力源组件(501)和固定于所述转盘(404)上的载具定位组件(502)，所述定位动力源组件包括固定块A(511)、滑块(512)、连杆(513)和气缸(514)，所述固定块A固定于所述底板上，所述固定块A内设有滑槽(515)，所述滑块滑动置于所述固定块A的滑槽内；所述气缸的底座可转动铰接于所述底板上，所述连杆为三叉连杆，具有第一连接端(516)、第二连接端(517)和第三连接端(518)，所述第一连接端与所述气缸的活塞杆铰接，所述第二连接端可转动固定于所述底板上，所述第三连接端上设有活动槽(519)，所述滑块的外侧面上固定设有限位销钉(520)，所述限位销钉活动限位于所述活动槽内，所述气缸伸出时带动所述滑块向内移动呈缩回状态，所述气缸缩回时带动所述滑块向外移动呈伸出状态；所述载具定位组件包括固定块B(521)、活动穿置于所述固定块B内的活动夹爪(522)、压缩弹簧(523)和载具限位块(524)，所述固定块B固定于所述转盘上，所述载具限位块固定于所述固定块B的上侧面外端，所述活动夹爪的外端形成夹持端(525)，所述压缩弹簧一端固定于所述固定块B上，所述压缩弹簧的另一端与所述活动夹爪固定连接，所述压缩弹簧在自由状态下使所述夹持端伸出所述固定块B的外端即使所述活动夹爪呈伸出状态，所述活动夹爪在伸出状态时所述夹持端位于所述载具限位块的下方，并与所述载具限位块形成夹持载具的上、下夹具；所述滑块的外端上设有槽口(526)，所述活动夹爪的内端上设有勾头(527)，所述活动夹爪的勾头能够活动置于所述滑块的槽口内，所述滑块和活动夹爪均呈伸出状态时，所述载具定位组件随所述转盘转动时所述勾头能够随所述转盘的旋转在所述槽口内自由运动。

9.根据权利要求8所述的自动插针机，其特征在于：所述气缸的底座通过第一铰链销(528)可转动铰接于所述底板上，所述连杆的第一连接端通过第三铰链销(530)与所述气缸的活塞杆铰接，所述连杆的第二连接端通过第二铰链销(529)可转动固定于所述底板上。

10.根据权利要求8所述的自动插针机，其特征在于：所述底板和转盘位于所述空腔的相对两侧外分别对称设有一对可分离的载具定位机构，一对可分离的载具定位机构之间也对称设置；所述定位动力源组件的滑块与所述载具固定机构的活动夹爪均沿所述转盘的径向方向设置；所述压缩弹簧一端通过固定块C(531)固定于所述固定块B上，所述压缩弹簧的另一端通过固定块D(532)与所述活动夹爪的上侧面固定连接。