CN110299660B - 一种电子凸轮插针机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型电子凸轮插针机构，包括第一安装架，所述第一安装架的左侧设有左侧送料机构，右侧设有右侧送料机构，所述左侧送料机构和右侧送料机构之间设有裁剪模具，所述第一安装架后侧设有裁剪机构，所述第一安装架的中间设有压料机构，所述压料机构上设有插针机构，所述第一安装架滑动连接有第二安装架，所述第二安装架的后端固定有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴端部通过联轴器固定有第一丝杆，所述第一丝杆传动连接有第一安装块，所述第一安装块固定有第一连接板，所述第一连接板与第一安装架固定连接。通过上述结构实现对不同型号产品进行插针，结构和方式简单，可以灵活精确控制，运行稳定速度快，机器维修方便调整。

Description

一种电子凸轮插针机构

技术领域

本发明属于插针机构技术领域，具体涉及一种新型电子凸轮插针机构。

背景技术

凸轮插针机构用于接插件产品高速、连续插针，结构由多个盘型凸轮、摆杆、移动平台所组成的单驱动多凸轮副机构，通过匹配每个凸轮的角度位移和行程关系时序，从而达到循环高速插针。

传统的机械式凸轮插针机构，尺寸固定不能灵活精确控制，只能专一料号对应一个机器，维修不方便调整，只能做一个规格产品，不灵活，没有共用性，插针速度慢，生产效率低，而且结构和方式复杂、机械高速运行不稳定不能满足现有的生产需求，为此，我们提出一种新型电子凸轮插针机构来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型电子凸轮插针机构，以解决上述背景技术中提出传统的机械式凸轮插针机构，尺寸固定不能灵活精确控制，只能专一料号对应一个机器，维修不方便调整，只能做一个规格产品，不灵活，没有共用性，插针速度慢，生产效率低，而且结构和方式复杂、机械高速运行不稳定不能满足现有的生产需求的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新型电子凸轮插针机构，包括第一安装架，所述第一安装架的前端左侧设置有左侧送料机构，所述第一安装架的前端右侧设置有右侧送料机构，所述左侧送料机构和右侧送料机构之间设置有裁剪模具，所述第一安装架的上端后侧设置有裁剪机构，所述第一安装架的中间内部设置有压料机构，所述压料机构的上端设置有插针机构，所述第一安装架的底端通过线轨滑动连接有第二安装架，所述第二安装架的后端固定有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴端部通过联轴器固定有第一丝杆，所述第一丝杆上螺纹传动连接有第一安装块，所述第一安装块的上端固定有第一连接板，所述第一连接板的上端与第一安装架固定连接。

优选的，所述左侧送料机构包括第一安装板，所述第一安装板与第一安装架固定连接，所述第一安装板上固定有第一送料伺服电机，所述第一送料伺服电机的输出轴端部键连接有第一棘轮。

优选的，所述右侧送料机构包括第二安装板，所述第二安装板与第一安装架固定连接，所述第二安装板上固定有第二送料伺服电机，所述第二送料伺服电机的输出轴端部键连接有第二棘轮，所述第二棘轮与第一棘轮位于同一高度。

优选的，所述第一安装板和第二安装板的外侧均固定有第一安装块，两个所述第一安装块上均转动连接有两个端子压料辊。

优选的，所述第一棘轮和第二棘轮的下方均设置有端子流道，所述端子流道与第一安装架固定连接，两个所述端子流道的中间设置有第二安装块，所述裁剪模具固定在第二安装块的上端，两个所述端子流道靠近裁剪模具的一侧均固定有端子检测感应器。

优选的，所述裁剪机构包括第三安装架，所述第三安装架固定在第一安装架的上端后侧，所述第三安装架上固定有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴端部固定有第二丝杆，所述第二丝杆上螺纹传动连接有第二安装块，所述第二安装块远离第二伺服电机的一端端部固定有驱动块，所述驱动块内转动连接有裁剪连杆，所述裁剪连杆的上端与第三安装架转动连接，所述裁剪连杆的下端转动连接有裁剪连接块，所述裁剪连接块在裁剪滑轨上滑动，所述裁剪滑轨固定在第三安装架上，所述裁剪连接块的下端与裁剪模具固定连接。

优选的，所述压料机构包括第三伺服电机，所述第三伺服电机固定在第一安装架的中间，所述第三伺服电机的输出轴端部键连接有第一同步轮，所述第一同步轮通过同步带传动连接有第二同步轮，所述第二同步轮键连接有第三丝杆，所述第三丝杆上螺纹传动连接有第三安装板，所述第三安装板的上端四角位置均固定有导柱，所述导柱在导套内滑动，所述导套镶嵌在第一安装架的中间，所述导柱的上端端部固定有第四安装板。

优选的，所述插针机构包括第五安装板，所述第五安装板固定在第一安装架的中间，所述第五安装板上固定有第四伺服电机，所述第四伺服电机的输出轴端部通过联轴器固定有第四丝杆，所述第四丝杆上螺纹传动连接有第三安装块，所述第三安装块的上端固定有端子插针，所述端子插针位于第四安装板的上端且通过线轨与第四安装板滑动连接。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种新型电子凸轮插针机构，与现有技术相比，具有以下优点：

本发明把端子原料从左侧的两个端子压料辊中间插入，然后使其沿端子流道向前移动，第一送料伺服电机带动第一棘轮旋转，第一棘轮与端子流道配合把端子原料向前驱动，进而端子原料沿端子流道向前滑动，端子原料移动到裁剪模具下方，在裁剪机构的作用下裁剪模具工作对端子原料实现裁剪，同时压料机构对裁剪下的端子进行压料，然后插针机构运动实现插针，压料及插针形成都是参数控制，通过变更参数可实现不同规格的产品生产，第二送料伺服电机带动第二棘轮旋转，进而第二棘轮与端子流道的配合下向前运动滑出装置，实现排料，产品在机械的每个动作都可以独立调节，灵活方便只要将端子上料后，启动机械就可以稳定的循环动作，改后的结构和方式简单，可以灵活精确控制，运行稳定速度快，机器维修方便调整。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的左侧送料机构和右侧送料机构结构图；

图4为本发明的裁剪机构结构图；

图5为本发明的压料机构和插针机构结构图一；

图6为本发明的压料机构和插针机构结构图二；

图7为本发明的轴测图；

图8为本发明简易的系统原理框图；

图9为伺服电机的电路连接图；

图10为220VAC主电源接线图；

图11为本发明的伺服电机控制电路图。

附图标记：1、第一安装架；2、左侧送料机构；201、第一安装板；202、第一送料伺服电机；203、第一棘轮；3、右侧送料机构；301、第二安装板； 302、第二送料伺服电机；303、第二棘轮；4、裁剪模具；5、裁剪机构；501、第三安装架；502、第二伺服电机；503、第二丝杆；504、第二安装块；505、驱动块；506、裁剪连杆；507、裁剪连接块；508、裁剪滑轨；6、压料机构； 601、第三伺服电机；602、第一同步轮；603、同步带；604、第二同步轮； 605、第三丝杆；606、第三安装板；607、导柱；608、导套；609、第四安装板；7、插针机构；701、第五安装板；702、第四伺服电机；703、第四丝杆； 704、第三安装块；705、端子插针；8、第二安装架；9、第一伺服电机；10、第一丝杆；11、第一安装块；12、第一连接板；13、第一安装块；14、端子压料辊；15、端子流道；16、第二安装块；17、端子检测感应器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明提供了如图1-7所示的一种新型电子凸轮插针机构，包括第一安装架1，所述第一安装架1的前端左侧设置有左侧送料机构2，所述第一安装架1的前端右侧设置有右侧送料机构3，所述左侧送料机构2和右侧送料机构 3之间设置有裁剪模具4，所述第一安装架1的上端后侧设置有裁剪机构5，所述第一安装架1的中间内部设置有压料机构6，所述压料机构6的上端设置有插针机构7，所述第一安装架1的底端通过线轨滑动连接有第二安装架8，所述第二安装架8的后端固定有第一伺服电机9，所述第一伺服电机9的输出轴端部通过联轴器固定有第一丝杆10，所述第一丝杆10上螺纹传动连接有第一安装块11，所述第一安装块11的上端固定有第一连接板12，所述第一连接板12的上端与第一安装架1固定连接。

较佳地，所述左侧送料机构2包括第一安装板201，所述第一安装板201 与第一安装架1固定连接，所述第一安装板201上固定有第一送料伺服电机 202，所述第一送料伺服电机202的输出轴端部键连接有第一棘轮203。

通过采用上述技术方案，实现对端子原料的自动进料，无需人工进料，工作效率高。

较佳地，所述右侧送料机构3包括第二安装板301，所述第二安装板301 与第一安装架1固定连接，所述第二安装板301上固定有第二送料伺服电机 302，所述第二送料伺服电机302的输出轴端部键连接有第二棘轮303，所述第二棘轮303与第一棘轮203位于同一高度。

通过采用上述技术方案，实现对端子的自动出料，把产品从装置内自动送出，工作效率高。

较佳地，所述第一安装板201和第二安装板301的外侧均固定有第一安装块13，两个所述第一安装块13上均转动连接有两个端子压料辊14。

通过采用上述技术方案，端子压料辊14的设置实现对产品的夹紧，使产品在装置内移动平稳，不易滑动。

较佳地，所述第一棘轮203和第二棘轮303的下方均设置有端子流道15，所述端子流道15与第一安装架1固定连接，两个所述端子流道15的中间设置有第二安装块16，所述裁剪模具4固定在第二安装块16的上端，两个所述端子流道15靠近裁剪模具4的一侧均固定有端子检测感应器17。

通过采用上述技术方案，端子检测感应器17用来检验是否有产品进入和移出裁剪模具4，避免设备空运行，提高生产效率。

如图2和图4所示，所述裁剪机构5包括第三安装架501，所述第三安装架501固定在第一安装架1的上端后侧，所述第三安装架501上固定有第二伺服电机502，所述第二伺服电机502的输出轴端部固定有第二丝杆503，所述第二丝杆503上螺纹传动连接有第二安装块504，所述第二安装块504远离第二伺服电机502的一端端部固定有驱动块505，所述驱动块505内转动连接有裁剪连杆506，所述裁剪连杆506的上端与第三安装架501转动连接，所述裁剪连杆506的下端转动连接有裁剪连接块507，所述裁剪连接块507在裁剪滑轨508上滑动，所述裁剪滑轨508固定在第三安装架501上，所述裁剪连接块507的下端与裁剪模具4固定连接。

通过采用上述技术方案，通过第二伺服电机502带动第二安装块504沿第二丝杆503运动，进而第二安装块504带动驱动块505运动，进而驱动块 505驱动裁剪连杆506运动，进而裁剪连杆506通过裁剪连接块507带动裁剪模具4在裁剪滑轨508内上下加力运动，进而实现裁剪模具4对原料的裁剪，结构简单，自动运行，便于调节，工作效率高。

如图2、图5和图6所示，所述压料机构6包括第三伺服电机601，所述第三伺服电机601固定在第一安装架1的中间，所述第三伺服电机601的输出轴端部键连接有第一同步轮602，所述第一同步轮602通过同步带603传动连接有第二同步轮604，所述第二同步轮604键连接有第三丝杆605，所述第三丝杆605上螺纹传动连接有第三安装板606，所述第三安装板606的上端四角位置均固定有导柱607，所述导柱607在导套608内滑动，所述导套608镶嵌在第一安装架1的中间，所述导柱607的上端端部固定有第四安装板609。

通过采用上述技术方案，通过第三伺服电机601带动第一同步轮602转动，通过同步带603驱动第二同步轮604转动进而驱动第三丝杆605旋转，进而驱动第三安装板606沿第三丝杆605上下运动，进而带动插针机构7上下运动，进而实现对端子的压料，自动压料，方便调节。

所述插针机构7包括第五安装板701，所述第五安装板701固定在第一安装架1的中间，所述第五安装板701上固定有第四伺服电机702，所述第四伺服电机702的输出轴端部通过联轴器固定有第四丝杆703，所述第四丝杆703 上螺纹传动连接有第三安装块704，所述第三安装块704的上端固定有端子插针705，所述端子插针705位于第四安装板609的上端且通过线轨与第四安装板609滑动连接。

通过采用上述技术方案，第四伺服电机702驱动第四丝杆703旋转，进而驱动第三安装块704沿第四丝杆703前后运动，进而带动端子插针705实现自动插针，自动插针，形成可自行调节，适用范围广。

如图8、图9和图10所示，PLC通过通讯接口分别和触摸屏、驱动执行机构、传感器检测元件等连接，驱动执行机构包括至少6个伺服驱动器和6 个伺服电机来实现电子凸轮插针动作，传感器检测元件来检测位置、端子等信号后转化成电信号辅助驱动执行机构的运行。

其中端子检测感应器17是对射光电传感感应器，型号EX-13EB(松下)检测距离500mm,输出方式：入光时ON。

根据系统控制要求和控制功能分析，PLC程序模块选德国西门子的S7-200 系列CPU224XP CN作为核心控制单元，另外扩展一个EM223CN(16点输入 /16点输出)模块、一个EM221CN(16点输入)模块和一个EM232(2入模拟量输出)模块；CPU224XP集成14输入/10输出共24个数字量I/O点， 2输入/1输出共3个模拟量I/O点，6个独立的高速计数器(100kHz)，2个 100kHz的高速脉冲输出，该型号PLC结构紧凑、处理速度快、价格适中，且具有一定的扩展能力，主要用于控制变频器、伺服驱动器、接收编码器的高速脉冲及其他外部I/O数字量的处理等任务。

伺服电机3采用的是2.5-4.5kW/2500-3000转带刹车伺服电机，配HS系列驱动器，采用位置模式接线方式，如图11所示，HS系列伺服驱动器的脉冲输入端口电平为标准TTL电平，脉冲和方向信号必须配置合适的限流电阻值，否则会造成端口损坏。当VCC＝24V±5％时，R＝2kΩ/0.25W。图11中4和20端子为扭矩到达(AT-TRQ)信号，当扭矩达到Fn 049设定时，4和20导通，表示夹紧到位。6和22端子为报警信号。参数配置如下：控制模式Fn 000设为1，通常的控制端口硬线连接工作模式；Fn 001设为2，外部脉冲位置模式；外部脉冲指令方式的旋转Fn 038设为1，单脉冲正逻辑；电子齿轮比Fn 050 (分子)设为5，Fn 054(分母)设为2，当PLC产生200kHz脉冲时，伺服电机达到最大转速3000r/min。

伺服电机的伺服控制，可采用V4.0STEP 7Mi-WIN SP9软件自带的 PTO/PWM发生器，配置Q0.0和Q0.1作为方波脉冲发生器，以Q0.0为例进行说明，配置SMB67为16#81，方波，周期单位为1us，单段连续脉冲输出，周期SMW68从触摸屏输入。

编码器的脉冲计数，采用高速计数器HC0～HC2，三个计数器均采用工作模式10，即两路脉冲输入的双相正交计数，A相脉冲超前B相脉冲，加计数，A 相脉冲滞后B相脉冲，减计数。

工作原理：首先把端子原料从左侧的两个端子压料辊14中间插入，然后使其沿端子流道15向前移动，第一送料伺服电机202带动第一棘轮203旋转，第一棘轮203与端子流道15配合把端子原料向前驱动，进而端子原料沿端子流道15向前滑动，端子原料移动到裁剪模具4的下方；

启动第二伺服电机502，进而第二伺服电机502带动第二丝杆503旋转，进而第二丝杆503驱动第二安装块504沿第二丝杆503运动，进而第二安装块504带动驱动块505运动，进而驱动块505驱动裁剪连杆506运动，进而裁剪连杆506通过裁剪连接块507带动裁剪模具4在裁剪滑轨508内上下运动，进而实现裁剪模具4对原料的裁剪；

同时启动第三伺服电机601，进而第三伺服电机601带动第一同步轮602 旋转，进而第一同步轮602通过同步带603带动第二同步轮604旋转，进而第二同步轮604带动第三丝杆605旋转，进而第三丝杆605驱动第三安装板 606沿第三丝杆605上下运动，进而第三安装板606通过导柱607带动插针机构7上下运动，插针机构7上有端子，进而实现对端子的压料；

然后启动第四伺服电机702，进而第四伺服电机702驱动第四丝杆703旋转，进而第四丝杆703驱动第三安装块704沿第四丝杆703前后运动，进而第三安装块704在第四安装板609上前后滑动，进而第三安装块704带动端子插针705实现自动插针，压料及插针形成都是参数控制，通过变更参数可实现不同规格的产品生产；

同时启动第二送料伺服电机302，进而第二送料伺服电机302带动第二棘轮303旋转，进而在第二棘轮303与端子流道15的配合下端子向前运动滑出装置，实现自动排料，产品在机械的每个动作都可以独立调节，灵活方便只要将端子上料后，启动机械就可以稳定的循环动作，改后的结构和方式简单，可以灵活精确控制，运行稳定速度快，机器维修方便调整。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电子凸轮插针机构，包括第一安装架（1），其特征在于：所述第一安装架（1）的前端左侧设置有左侧送料机构（2），所述第一安装架（1）的前端右侧设置有右侧送料机构（3），所述左侧送料机构（2）和右侧送料机构（3）之间设置有裁剪模具（4），所述第一安装架（1）的上端后侧设置有裁剪机构（5），所述第一安装架（1）的中间内部设置有压料机构（6），所述压料机构（6）的上端设置有插针机构（7），所述第一安装架（1）的底端通过线轨滑动连接有第二安装架（8），所述第二安装架（8）的后端固定有第一伺服电机（9），所述第一伺服电机（9）的输出轴端部通过联轴器固定有第一丝杆（10），所述第一丝杆（10）上螺纹传动连接有第一安装块（11），所述第一安装块（11）的上端固定有第一连接板（12），所述第一连接板（12）的上端与第一安装架（1）固定连接；

所述左侧送料机构（2）包括第一安装板（201），所述第一安装板（201）与第一安装架（1）固定连接，所述第一安装板（201）上固定有第一送料伺服电机（202），所述第一送料伺服电机（202）的输出轴端部键连接有第一棘轮（203）；

所述右侧送料机构（3）包括第二安装板（301），所述第二安装板（301）与第一安装架（1）固定连接，所述第二安装板（301）上固定有第二送料伺服电机（302），所述第二送料伺服电机（302）的输出轴端部键连接有第二棘轮（303），所述第二棘轮（303）与第一棘轮（203）位于同一高度；

所述第一安装板（201）和第二安装板（301）的外侧均固定有第一安装块（13），两个所述第一安装块（13）上均转动连接有两个端子压料辊（14）；

所述第一棘轮（203）和第二棘轮（303）的下方均设置有端子流道（15），所述端子流道（15）与第一安装架（1）固定连接，两个所述端子流道（15）的中间设置有第二安装块（16），所述裁剪模具（4）固定在第二安装块（16）的上端，两个所述端子流道（15）靠近裁剪模具（4）的一侧均固定有端子检测感应器（17）；

所述裁剪机构（5）包括第三安装架（501），所述第三安装架（501）固定在第一安装架（1）的上端后侧，所述第三安装架（501）上固定有第二伺服电机（502），所述第二伺服电机（502）的输出轴端部固定有第二丝杆（503），所述第二丝杆（503）上螺纹传动连接有第二安装块（504），所述第二安装块（504）远离第二伺服电机（502）的一端端部固定有驱动块（505），所述驱动块（505）内转动连接有裁剪连杆（506），所述裁剪连杆（506）的上端与第三安装架（501）转动连接，所述裁剪连杆（506）的下端转动连接有裁剪连接块（507），所述裁剪连接块（507）在裁剪滑轨（508）上滑动，所述裁剪滑轨（508）固定在第三安装架（501）上，所述裁剪连接块（507）的下端与裁剪模具（4）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种电子凸轮插针机构，其特征在于：所述压料机构（6）包括第三伺服电机（601），所述第三伺服电机（601）固定在第一安装架（1）的中间，所述第三伺服电机（601）的输出轴端部键连接有第一同步轮（602），所述第一同步轮（602）通过同步带（603）传动连接有第二同步轮（604），所述第二同步轮（604）键连接有第三丝杆（605），所述第三丝杆（605）上螺纹传动连接有第三安装板（606），所述第三安装板（606）的上端四角位置均固定有导柱（607），所述导柱（607）在导套（608）内滑动，所述导套（608）镶嵌在第一安装架（1）的中间，所述导柱（607）的上端端部固定有第四安装板（609）。

3.根据权利要求2所述的一种电子凸轮插针机构，其特征在于：所述插针机构（7）包括第五安装板（701），所述第五安装板（701）固定在第一安装架（1）的中间，所述第五安装板（701）上固定有第四伺服电机（702），所述第四伺服电机（702）的输出轴端部通过联轴器固定有第四丝杆（703），所述第四丝杆（703）上螺纹传动连接有第三安装块（704），所述第三安装块（704）的上端固定有端子插针（705），所述端子插针（705）位于第四安装板（609）的上端且通过线轨与第四安装板（609）滑动连接。