CN109890147A - 一种预切高速插针机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预切高速插针机构，包括机架、插针装置、送针装置和切针装置，机架上设有驱动转轴，插针装置包括滑槽座、第一滑块、插针座、插针嘴、插针压头、拨动件、拨动轴承和插针凸轮驱动机构，送针装置包括第二滑块、送针座、送针块和送针嘴，切针装置包括切刀和切针凸轮驱动机构。本发明的结构简单、紧凑，集自动送针、切针和插针功能为一体，只需要设置一个动力源即可通过同一根驱动转轴驱动各个装置工作，各个装置动作协调，可实现高速插针，速度快，运行稳定可靠，精度高，节能省电，设备成本低，大大提高了生产效率和产品的生产质量，能满足企业的规模化生产要求。
Description
技术领域
本发明涉及电路板组装设备技术领域，更具体地说，是涉及一种预切高速插针机构。
背景技术
在电路板的生产工艺中，有时需要将PIN针插装在电路板上，传统的组装方式是通过人工将PIN针一根一根插入到电路板的孔位中，由于PIN针的体积小，人工插装起来非常困难，劳动强度大，导致生产效率低下，生产质量难以得到保障。虽然，近年来也出现了一下自动化插针设备，但是现有的自动化插针设备仍存在结构复杂、能耗高、设备成本高、运行不稳定、精度低、插针速度慢、生产效率低等不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种预切高速插针机构。
为实现上述目的，本发明提供了一种预切高速插针机构，包括：
机架，所述机架上设有纵向设置的驱动转轴；
插针装置，其包括滑槽座、第一滑块、插针座、插针嘴、插针压头、拨动件、拨动轴承和用于驱动第一滑块上下移动的插针凸轮驱动机构，所述滑槽座纵向安装在机架的正面板背部，所述第一滑块纵向穿过滑槽座的滑槽，所述插针凸轮驱动机构由驱动转轴驱动并与第一滑块的上端传动连接，所述插针座安装在第一滑块的下端，所述插针嘴安装在插针座的下端，所述插针压头左右横向安装在插针座的孔位中并位于插针嘴的进针口上方，所述插针压头的尾部设有插针压头弹簧，所述拨动件位于插针座的槽位中，所述拨动件的上端与插针座相铰接，所述拨动件的下端与插针压头相接触，所述拨动轴承安装在拨动件上；
送针装置，其包括第二滑块、送针座、送针块和送针嘴，所述第二滑块纵向穿过滑槽座的滑槽并与第一滑块并列设置，所述第二滑块的内侧面上开设有供第一滑块上设置的滑块销钉插入的纵向槽，所述送针座安装在第二滑块的下端，所述送针嘴安装在送针座的正面上并对准下方的插针嘴的进针口，所述送针块铰接在送针座的正面上，所述送针块的下部尖端位于送针嘴的进针口部位，所述送针块的上端与送针座之间设有送针块弹簧，所述送针座的侧面设有上凸下凹的轨迹坡面，所述拨动轴承能够沿着轨迹坡面移动，以驱使拨动件拨动插针压头；
切针装置，其包括切刀和用于驱动切刀前后移动的切针凸轮驱动机构，所述切刀前后横向安装在送针座的孔位中，所述切刀的刀头端位于送针嘴的出针口，所述切针凸轮驱动机构由驱动转轴驱动并能够推动切刀伸出切料。
作为优选的实施方式，所述插针凸轮驱动机构包括插针凸轮、插针摆臂、插针摆臂座、插针驱动连杆和插针凸轮滚动件，所述插针凸轮安装在驱动转轴上，所述插针凸轮的外壁设有一圈具有高低落差的轨迹槽，所述插针摆臂的一端铰接在插针摆臂座上，所述插针摆臂座固定在机架的背板上，所述插针摆臂的另一端与插针驱动连杆的下端相铰接，所述插针驱动连杆的上端与第一滑块的上端相铰接，所述插针凸轮滚动件安装在插针摆臂的内侧面，所述插针凸轮滚动件置于插针凸轮的轨迹槽内，所述插针凸轮随驱动转轴转动时能够通过插针凸轮滚动件驱动插针摆臂摆动，从而使插针驱动连杆带动第一滑块上下移动。
作为优选的实施方式，所述切针凸轮驱动机构包括切针凸轮、切针摆臂、切针摆臂座和切针凸轮滚动件，所述切针凸轮安装在驱动转轴上，所述切针摆臂的一端铰接在切针摆臂座上，所述切针摆臂座固定在机架的底部，所述切针凸轮滚动件安装在切针摆臂上并能够与切针凸轮的外侧壁相接触，所述切针摆臂的正面设有纵向延伸的推动接触部，所述切刀的尾部端与送针座之间设有切刀弹簧，所述切刀的尾部端设有摆臂配合滚动件，所述摆臂配合滚动件能够与切针摆臂的推动接触部相接触。
作为优选的实施方式，所述第二滑块的顶部设有用于与滑槽座的顶部限位配合的限位件。
作为优选的实施方式，所述送针座上设有纵向设置的送针通道，所述送针通道的出针口对准送针嘴的进针口。
作为优选的实施方式，所述机架的正面板上设有位于送针座上方的导针止退装置，所述导针止退装置包括安装底板和用于限制针材上移的止退块，所述安装底板上设有导针块，所述导针块上设有纵向设置的导针通道，所述导针块的侧面设有通向导针通道的缺口，所述止退块铰接在安装底板上，所述止退块的下部尖端位于导针块的缺口，所述止退块的上端与安装底板的孔位之间设有止退块弹簧。
作为优选的实施方式，所述安装底板上设有位于导针块上方的弹性压板装置，所述弹性压板装置包括固定压板、活动压板、压板销钉和压板弹簧，所述固定压板固定在安装底板上，所述活动压板通过压板销钉安装在固定压板上，所述压板弹簧安装在压板销钉上并位于压板销钉的头部端与活动压板之间，所述固定压板与活动压板之间设有进针通道，所述进针通道的出针口对准导针块的导针通道的进针口。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的结构简单、紧凑，集自动送针、切针和插针功能为一体，只需要设置一个动力源即可通过同一根驱动转轴驱动各个装置工作，各个装置动作协调，可实现高速插针，速度快，运行稳定可靠，精度高，节能省电，设备成本低，大大提高了生产效率和产品的生产质量，能满足企业的规模化生产要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的预切高速插针机构的结构示意图一；
图2是本发明实施例提供的预切高速插针机构的结构示意图二；
图3是本发明实施例提供的预切高速插针机构隐去机架的正面机构后的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的凸轮驱动机构的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的滑块部位的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的插针部位的结构示意图；
图7是图6隐去插针座后的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的送针部位的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的拨动轴承沿着送针座的轨迹坡面上下移动时的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的导针止退装置和弹性压板装置的结构示意图。
图11是本发明实施例提供的其中一种动力源(即驱动电机)的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1和图2，本发明的实施例提供了一种预切高速插针机构，包括机架1、驱动转轴2、插针装置3、送针装置4和切针装置5等部件，下面结合附图对本实施例各个组成部分进行详细说明。
如图1至图3所示，机架1的正面可以设有正面板11，背部可以设有背板12，顶部可以设有顶板，底部可以设有底板。驱动转轴2可以纵向穿过机架1的顶板和底板，并可通过转轴轴承与机架1实现转动连接。
如图3和图4所示，插针装置3包括滑槽座31、第一滑块32、插针座33、插针嘴34、插针压头35、拨动件36、拨动轴承37和用于驱动第一滑块32上下移动的插针凸轮驱动机构38，滑槽座31大体呈“凹”字形，滑槽座31纵向安装在机架1的正面板11背部，第一滑块32纵向穿过滑槽座31的滑槽，插针凸轮驱动机构38由驱动转轴2驱动并与第一滑块32的上端传动连接。
具体而言，如图3至图5所示，插针凸轮驱动机构38包括插针凸轮381、插针摆臂382、插针摆臂座383、插针驱动连杆384和插针凸轮滚动件385，插针凸轮381固定安装在驱动转轴2上，插针凸轮381的外壁设有一圈具有高低落差的轨迹槽3811，插针摆臂382的一端铰接在插针摆臂座383上，插针摆臂座383固定在机架1的背板12上，插针摆臂382的另一端与插针驱动连杆384的下端相铰接，插针驱动连杆384的上端与第一滑块32的上端相铰接，插针凸轮滚动件385安装在插针摆臂382的内侧面，插针凸轮滚动件385置于插针凸轮381的轨迹槽3811内，在本实施例中，该插针凸轮滚动件385可以优选设置为CF轴承。
当插针凸轮381随着驱动转轴2转动时，插针凸轮381能够通过插针凸轮滚动件385驱动插针摆臂382上下翻转摆动，从而使插针驱动连杆384带动第一滑块32上下移动。
如图3、图6和图7所示，插针座33安装在第一滑块32的下端，插针嘴34安装在插针座33的下端侧面，插针压头35左右横向安装在插针座33的孔位中并位于插针嘴34的进针口上方，插针压头35的尾部设有复位用的插针压头弹簧39，拨动件36位于插针座33的槽位中，拨动件36的上端与插针座33相铰接，拨动件36能够转动，拨动件36的下端能够与插针压头35相接触以拨动插针压头35进行移动，拨动轴承37安装在拨动件36上。其中，插针压头35在插针压头弹簧的弹性作用下和拨动件36的拨动作用下能够左右横向移动，插针压头35的头部可以伸出移动到插针嘴34的进针口的正上方，也可以往内回缩。
如图1、图3、图5和图8所示，送针装置4包括第二滑块41、送针座42、送针块43和送针嘴44，第二滑块41纵向穿过滑槽座31的滑槽并与第一滑块32并列设置，第二滑块41的顶部设有用于与滑槽座31的顶部限位配合的限位件46，第二滑块41的内侧面上开设有供第一滑块32上设置的滑块销钉310插入的纵向槽411，该纵向槽411的长度较长，提供了滑块销钉310的活动空间，当第二滑块41下移到位后，第一滑块32仍可相对于第二滑块41继续向下移动一段行程，其中，第一滑块32可以通过滑块销钉310带动第二滑块41向上移动。
送针座42安装在第二滑块41的下端，送针嘴44安装在送针座42的正面上并对准下方的插针嘴34的进针口，送针块43铰接在送针座42的正面上，送针块43可转动，送针块43的下部尖端位于送针嘴44的进针口部位，送针块43的上端与送针座42之间设有送针块弹簧45，送针块弹簧45能够对送针块43始终施加一个往右下方的拉力，送针块43的下部尖端能够卡在两根针之间的连接处的凹槽中，这样送针座42向下移动时，送针块43能够卡住针材一起向下移动，往下送针，当送针座42向上移动时，送针块43允许送针座42相对于针材向上移动。
如图9所示，送针座42的侧面设有上凸下凹的轨迹坡面421，拨动轴承37能够沿着轨迹坡面421上下移动，当拨动轴承37位于轨迹坡面421的上凸部位时，轨迹坡面421的上凸部位压迫拨动件36转动，使拨动件36能够拨动插针压头35的头部往内回缩，离开插针嘴34的进针口的正上方，当拨动轴承37向下移动并位于轨迹坡面421的下凹部位时，在插针压头弹簧的弹性复位作用下，插针压头35的头部可以伸出，移动恢复到插针嘴34的进针口的正上方，压住切断后且位于插针嘴34上的PIN针的顶部。
较佳的，为了对针材进行导向，送针座42上可以设有纵向设置的送针通道422，送针通道422的出针口对准送针嘴44的进针口。
如图4所示，切针装置5包括切刀51和用于驱动切刀51前后移动的切针凸轮驱动机构52，切刀51前后横向安装在送针座42的孔位中，切刀51的刀头端位于送针嘴44的出针口，切刀51的尾部端与送针座42之间设有复位用的切刀弹簧53，切针凸轮驱动机构52由驱动转轴2驱动并能够推动切刀51伸出切料。
具体而言，如图4和图9所示，切针凸轮驱动机构52包括切针凸轮521、切针摆臂522、切针摆臂座523和切针凸轮滚动件524，切针凸轮521安装在驱动转轴2的下端并位于机架的底板下方，切针摆臂522的一端铰接在切针摆臂座523上，切针摆臂座523固定在机架1的底板底部，切针凸轮滚动件524安装在切针摆臂522上并能够与切针凸轮521的外侧壁(局部具有凸起部位)相接触，切针摆臂522的正面设有纵向延伸的推动接触部5221，切刀51的尾部端设有摆臂配合滚动件54，摆臂配合滚动件54能够与切针摆臂522的推动接触部5221相接触。在本实施例中，摆臂配合滚动件54和切针凸轮滚动件524可以优选设置为CF轴承。
当切针凸轮521随着驱动转轴2转动时，切针凸轮521外壁上的凸起部位能够对切针凸轮滚动件524施加一个压力，通过切针凸轮滚动件524带动切针摆臂522摆动，进而通过切针摆臂522的推动接触部5221推动切刀51伸出与送针嘴44配合切断针材。
如图1和图10所示，机架1的正面板11上还可以设有位于送针座42上方的导针止退装置6，导针止退装置6包括安装底板61和用于限制针材上移的止退块62，安装底板61上设有导针块63，导针块63上设有纵向设置的导针通道631，导针块63的侧面设有通向导针通道631的缺口632，止退块62铰接在安装底板61上，止退块62可以转动，止退块62的下部尖端位于导针块63的缺口632，止退块62的上端与安装底板61的孔位之间设有止退块弹簧64，止退块弹簧64能够对止退块62始终施加一个往右下方的拉力，止退块62的下部尖端能够卡在两根针之间的连接处的凹槽中，这样止退块62只允许针材向下移动，禁止针材上移，辅助送针座42相对于针材向上移动。
较佳的，安装底板61上设有位于导针块63上方的弹性压板装置7，弹性压板装置7包括固定压板71、活动压板72、压板销钉73和压板弹簧74，固定压板71固定在安装底板61上，活动压板72通过压板销钉73安装在固定压板71上，压板弹簧74安装在压板销钉73上并位于压板销钉73的头部端与活动压板72之间，固定压板71与活动压板72之间设有进针通道711，进针通道711的出针口对准导针块63的导针通道631的进针口，进针通道711、导针通道631、送针通道422、送针嘴44的通道和插针嘴34的通道均处于同一直线，针材从上往下依次经过。其中，活动压板72在压板弹簧74的作用下，能够对经过进针通道711的针材产生一个预压力，有利于针材导向。
在此需要说明的是，本实施例的针材由若干根PIN针串连而成，相邻两根PIN针的连接处设有凹槽。
本发明的工作原理如下：
当驱动转轴2转动时，插针凸轮381能够带动第一滑块32和插针座33上的部件向下移动，第二滑块41和送针座42上的部件也随着第一滑块32的下行而向下移动，在送针块43的作用下，针材被推动往下送，而切针凸轮521则能够带动切刀51伸出与送针嘴44配合切断针材，当第二滑块41在限位件的限制而下行到位后，第一滑块32和插针座33上的部件仍能继续下行，此时拨动轴承37能够向下移动到送针座42的轨迹坡面421的下凹部位时，在插针压头弹簧的弹性复位作用下，插针压头35的头部可以伸出，移动到插针嘴34的进针口的正上方，压住切断后且位于插针嘴34上的PIN针的顶部，进而将PIN针插入电路板的孔位中。
插针完成后，插针凸轮381能够带动第一滑块32和插针座33上的部件向上移动，拨动轴承37移动到轨迹坡面421的上凸部位，拨动件36拨动插针压头35的头部往内回缩，离开插针嘴34的进针口的正上方，继续上行，第一滑块32能够通过滑块销钉310带动第二滑块41和送针座42上的部件一起向上移动，由于止退块62禁止针材上移，此时针材不动，送针座42只能相对于针材向上移动。后续动作，以此循环。
综上所述，本发明的结构简单、紧凑，集自动送针、切针和插针功能为一体，只需要设置一个动力源即可通过同一根驱动转轴驱动各个装置工作，各个装置动作协调，可实现高速插针，速度快，运行稳定可靠，精度高，节能省电，设备成本低，大大提高了生产效率和产品的生产质量，能满足企业的规模化生产要求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种预切高速插针机构，其特征在于，包括：
机架(1)，所述机架(1)上设有纵向设置的驱动转轴(2)；
插针装置(3)，其包括滑槽座(31)、第一滑块(32)、插针座(33)、插针嘴(34)、插针压头(35)、拨动件(36)、拨动轴承(37)和用于驱动第一滑块(32)上下移动的插针凸轮驱动机构(38)，所述滑槽座(31)纵向安装在机架(1)的正面板(11)背部，所述第一滑块(32)纵向穿过滑槽座(31)的滑槽，所述插针凸轮驱动机构(38)由驱动转轴(2)驱动并与第一滑块(32)的上端传动连接，所述插针座(33)安装在第一滑块(32)的下端，所述插针嘴(34)安装在插针座(33)的下端，所述插针压头(35)左右横向安装在插针座(33)的孔位中并位于插针嘴(34)的进针口上方，所述插针压头(35)的尾部设有插针压头弹簧(39)，所述拨动件(36)位于插针座(33)的槽位中，所述拨动件(36)的上端与插针座(33)相铰接，所述拨动件(36)的下端与插针压头(35)相接触，所述拨动轴承(37)安装在拨动件(36)上；
送针装置(4)，其包括第二滑块(41)、送针座(42)、送针块(43)和送针嘴(44)，所述第二滑块(41)纵向穿过滑槽座(31)的滑槽并与第一滑块(32)并列设置，所述第二滑块(41)的内侧面上开设有供第一滑块(32)上设置的滑块销钉(310)插入的纵向槽(411)，所述送针座(42)安装在第二滑块(41)的下端，所述送针嘴(44)安装在送针座(42)的正面上并对准下方的插针嘴(34)的进针口，所述送针块(43)铰接在送针座(42)的正面上，所述送针块(43)的下部尖端位于送针嘴(44)的进针口部位，所述送针块(43)的上端与送针座(42)之间设有送针块弹簧(45)，所述送针座(42)的侧面设有上凸下凹的轨迹坡面(421)，所述拨动轴承(37)能够沿着轨迹坡面(421)移动，以驱使拨动件(36)拨动插针压头(35)；
切针装置(5)，其包括切刀(51)和用于驱动切刀(51)前后移动的切针凸轮驱动机构(52)，所述切刀(51)前后横向安装在送针座(42)的孔位中，所述切刀(51)的刀头端位于送针嘴(44)的出针口，所述切针凸轮驱动机构(52)由驱动转轴(2)驱动并能够推动切刀(51)伸出切料。
2.根据权利要求1所述的一种预切高速插针机构，其特征在于，所述插针凸轮驱动机构(38)包括插针凸轮(381)、插针摆臂(382)、插针摆臂座(383)、插针驱动连杆(384)和插针凸轮滚动件(385)，所述插针凸轮(381)安装在驱动转轴(2)上，所述插针凸轮(381)的外壁设有一圈具有高低落差的轨迹槽(3811)，所述插针摆臂(382)的一端铰接在插针摆臂座(383)上，所述插针摆臂座(383)固定在机架(1)的背板(12)上，所述插针摆臂(382)的另一端与插针驱动连杆(384)的下端相铰接，所述插针驱动连杆(384)的上端与第一滑块(32)的上端相铰接，所述插针凸轮滚动件(385)安装在插针摆臂(382)的内侧面，所述插针凸轮滚动件(385)置于插针凸轮(381)的轨迹槽(3811)内，所述插针凸轮(381)随驱动转轴(2)转动时能够通过插针凸轮滚动件(385)驱动插针摆臂(382)摆动，从而使插针驱动连杆(384)带动第一滑块(32)上下移动。
3.根据权利要求1所述的一种预切高速插针机构，其特征在于，所述切针凸轮驱动机构(52)包括切针凸轮(521)、切针摆臂(522)、切针摆臂座(523)和切针凸轮滚动件(524)，所述切针凸轮(521)安装在驱动转轴(2)上，所述切针摆臂(522)的一端铰接在切针摆臂座(523)上，所述切针摆臂座(523)固定在机架(1)的底部，所述切针凸轮滚动件(524)安装在切针摆臂(522)上并能够与切针凸轮(521)的外侧壁相接触，所述切针摆臂(522)的正面设有纵向延伸的推动接触部(5221)，所述切刀(51)的尾部端与送针座(42)之间设有切刀弹簧(53)，所述切刀(51)的尾部端设有摆臂配合滚动件(54)，所述摆臂配合滚动件能够与切针摆臂(522)的推动接触部(5221)相接触。
4.根据权利要求1所述的一种预切高速插针机构，其特征在于，所述第二滑块(41)的顶部设有用于与滑槽座(31)的顶部限位配合的限位件(46)。
5.根据权利要求1所述的一种预切高速插针机构，其特征在于，所述送针座(42)上设有纵向设置的送针通道(422)，所述送针通道(422)的出针口对准送针嘴(44)的进针口。
6.根据权利要求1所述的一种预切高速插针机构，其特征在于，所述机架(1)的正面板(11)上设有位于送针座(42)上方的导针止退装置(6)。
7.根据权利要求6所述的一种预切高速插针机构，其特征在于，所述导针止退装置(6)包括安装底板(61)和用于限制针材上移的止退块(62)，所述安装底板(61)上设有导针块(63)，所述导针块(63)上设有纵向设置的导针通道(631)，所述导针块(63)的侧面设有通向导针通道(631)的缺口(632)，所述止退块(62)铰接在安装底板(61)上，所述止退块(62)的下部尖端位于导针块(63)的缺口(632)，所述止退块(62)的上端与安装底板(61)的孔位之间设有止退块弹簧(64)。
8.根据权利要求7所述的一种预切高速插针机构，其特征在于，所述安装底板(61)上设有位于导针块(63)上方的弹性压板装置(7)。
9.根据权利要求8所述的一种预切高速插针机构，其特征在于，所述弹性压板装置(7)包括固定压板(71)、活动压板(72)、压板销钉(73)和压板弹簧(74)，所述固定压板(71)固定在安装底板(61)上，所述活动压板(72)通过压板销钉(73)安装在固定压板(71)上，所述压板弹簧(74)安装在压板销钉(73)上并位于压板销钉(73)的头部端与活动压板(72)之间，所述固定压板(71)与活动压板(72)之间设有进针通道(711)，所述进针通道(711)的出针口对准导针块(63)的导针通道(631)的进针口。
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