CN112077239A - 用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪脚机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪脚机构及方法、组装机。剪脚机构包括：被配置为沿竖向轴线移动的驱动轴，被配置为在驱动轴的运动期间保持固定的固定砧座，具有剪切尖的切刀，以及被配置为绕肘节旋转轴旋转的肘节，该肘节包括被配置为在切刀的渐开线梯形槽滚动以使切刀相对于固定砧座运动的渐开线齿轮状齿。驱动轴沿线性轴线的运动被配置为使切刀相对于固定砧座运动，并且使剪切尖在固定砧座上运动，以剪切位于剪切尖和固定砧座之间的电子引线，并且使肘节绕该轴旋转。
Description
相关申请
本申请要求2019年06月14日提交的标题为“Improved Cut/Clinch Mechanismfor a Radial Electronics Component Insertion Machine(用于径向电子 元器件插入机的改进的剪切/剪脚机构)”的美国临时专利申请No.62/861,469 的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于组装印刷电路板和电子元器件的剪脚机构。更具体 地，本发明涉及一种用于在电子元器件引线已插入印刷电路板之后对其进行剪 切的剪脚机构。
背景技术
当在印刷电路板(PCB)上组装电子元器件时，径向引线插入机插入元器 件引线使其通过PCB的孔，并且在同一运动中通过PCB下的剪脚机构的切刀 和砧座部分之间的开口。切刀是运动以产生剪切作用的活动部件，而砧座是固 定部件，在剪切过程中，引线会被运动的切刀压抵在砧座上。在引线的下部被 砧座移除后，切刀将继续执行推动动作，使引线向上弯曲抵靠PCB的底部。 剪脚机构由此使从PCB底部突出的引线剪成所需的长度，随后弯曲，或扭曲 并且弯曲靠近PCB底部的引线，以将元器件固定到位，以用于后续的处理步 骤，直到对PCB进行波峰焊或可以用手或通过自动选择性焊接机将元器件焊 接到位。剪脚工艺的预期结果是短引线，该引线紧靠PCB底表面弯曲。
举例而言，现有技术的剪脚机构由气缸或由凸轮/伺服机构所产生的垂直 线性运动驱动。这种垂直运动直接或经由肘节臂使切刀在砧座的上方向砧座移 动，同时剪切引线并且使引线弯曲以形成元器件的剪脚。现有技术的剪脚机构 通过在平的钢表面上滑动的销或圆柱形零件将垂直运动连接到肘节和切刀。这 导致这些零件的不必要的磨损。在一种配置中，现有技术的剪脚机构使切刀平 行于PCB的底部移动。在剪切和剪脚过程中，这会在引线上产生很大的力。 通常，切刀和砧座零件都经过精心加工，并且用硬化钢磨削，这使得这些易磨 损零件的更换成本很高。
使用在平坦表面上滑动的圆销的一个缺点是这种配置导致过度磨损，需要 经常更换这些零件。用淬硬的工具钢在各个侧面加工和磨削的切刀零件的制造 成本很高。
一些现有技术的剪脚机构的另一个缺点是切刀在砧座上的水平运动。在剪 切阶段，引线紧紧保持在切刀和砧座之间。切刀的持续水平运动会在引线上施 加很大的拉力，从而在引线与PCB上方的电子元器件之间的连接上施加很大 的拉力。对于引线材料、厚度和与电子元器件的连接类型的某些组合，这个力 高得难以接受，并且剪切和剪脚过程可能会损坏电子元器件。
因此，用于将印刷电路板与电子元器件组装在一起的改进的剪脚机构在本 领域中将很受欢迎。
发明内容
在一个实施例中，一种用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪脚机构包 括：驱动轴，其被配置为沿着竖向轴线运动；固定砧座，其被配置为在驱动轴 运动期间保持固定；具有剪切尖的切刀，其中驱动轴沿线性轴线的运动被配置 为使切刀相对于固定砧座运动，其中切刀通过驱动轴的运动被配置为使剪切尖 越过固定砧座运动以剪切位于剪切尖端和固定砧座之间的电子引线；以及肘 节，其被配置为绕肘节旋转轴线旋转，其中驱动轴沿竖向轴线的运动被配置为 使肘节围绕该轴线旋转，肘节包括接触部分，接触部分被配置在切刀的接合部 分滚动以使切刀相对于固定砧座运动的，其中肘节的接触部分包括渐开线齿轮 形齿，并且切刀的接触部分包括渐开线梯形槽。
额外地或可选地，渐开线齿轮形齿被配置为在切刀的渐开线梯形槽滚动， 以使切刀相对于固定砧座运动，而不需要一延伸穿过肘节和切刀的滑动销。
额外地或可选地，切刀和固定砧座均由平板加工而成。
额外地或可选地，剪脚机构还包括多个切刀和多个相应的固定砧座，其中 驱动轴沿线性轴线的运动被配置为使该多个切刀中的每个切刀同时相对于相 应的固定砧座运动。
额外地或可选地，多个切刀和多个相应的固定砧座包括第一堆叠和第二堆 叠，并且其中第一堆叠和第二堆叠中的每个包括该多个切刀中的至少一个以及 该多个相应的固定砧座中的至少一个。
额外地或可选地，切刀被配置为沿着不垂直于竖向轴线的轴线线性地移 动。
额外地或可选地，剪脚机构还包括可旋转地附接至驱动轴和肘节并且在驱 动轴和肘节个之间延伸的连杆，其中，驱动轴包括第一销，在驱动轴沿着竖向 轴线移动时连杆绕第一销旋转，其中第二销延伸穿过肘节和连杆，肘节和连杆 被配置为围绕第二销旋转。
额外地或可选地，肘节被配置为绕与肘节旋转轴线对准的固定销旋转，其 中肘节还被配置为绕第二销旋转，其中第二销被配置为当驱动轴沿竖向轴线运 动时该固定销旋转。
额外地或可选地，第一销未被配置为相对于连杆滑动。
在另一个实施例中，一种组装机包括：板处理系统，其被配置为在组装机 内移动印刷电路板；一个或多个组装头，其被配置为选取元器件并且将其放置 在印刷电路板上；以及剪脚机构，其包括：驱动轴，其被配置为沿着竖向轴线 移动；固定砧座，其被配置为在驱动轴运动期间保持固定；具有剪切尖的切刀， 其中驱动轴沿线性轴线的运动被配置为使切刀相对于固定砧座运动，其中切刀 通过驱动轴的运动被配置为使剪切尖越过固定砧座运动以剪切位于剪切尖端 和固定砧座之间的电子引线；以及肘节，其被配置为绕肘节旋转轴线旋转，其 中驱动轴沿竖向轴线的运动被配置为使肘节围绕该轴线旋转，肘节包括接触部 分，接触部分被配置为滚动穿过切刀的接合部分以在切刀上施加相对于固定砧 座的运动，其中肘节的接触部分包括渐开线齿轮形齿，并且切刀的接触部分包 括渐开线梯形槽。
在另一个实施例中，一种将印刷电路板与电子元器件组装的方法包括：通 过剪脚机构在切刀与剪脚机构的固定砧座之间接收至少一个元器件引线；通过 剪脚机构的驱动轴沿竖向轴线移动；通过驱动轴的移动使肘节绕肘节旋转轴线 旋转；由于肘节的旋转，肘节的接触部分在切刀的接触部分滚动，其中，肘节 的接触部分包括渐开线齿轮形齿，并且切刀的接触部分包括渐开线梯形槽；通 过肘节的接触部分使切刀相对于固定砧座运动；及通过使切刀的剪切尖在固定 砧座上运动来剪切至少一个部件引线。
额外地或可选地，该方法还包括通过径向引线插入机将电子元器件的至少 一个元器件引线通过位于剪脚机构上方的印刷电路板中的至少一个孔插入。
额外地或可选地，该方法还包括通过切刀使剪切的至少一个元器件引线弯 曲为抵靠印刷电路板。
额外地或可选地，该方法还包括通过肘节的渐开线齿轮形齿在切刀的渐开 线梯形槽滚动；及通过肘节的渐开线齿轮形齿使切刀相对于固定砧座运动，而 不需要一延伸穿过肘节和切刀的滑动销。
额外地或可选地，切刀和固定砧座均由平板加工而成。
额外地或可选地，剪脚机构包括多个切刀和多个相应的固定砧座，其中驱 动轴沿竖向轴线的运动使该多个切刀中的每个切刀同时相对于相应的固定砧 座移动。
额外地或可选地，该方法还包括使切刀沿着不垂直于竖向轴线的轴线线性 地移动。
额外地或可选地，该方法还包括通过驱动轴的竖向运动来使被附接到驱动 轴和肘节并且在驱动轴和肘节之间延伸的连杆旋转，其中，驱动轴包括第一销， 连杆被配置在驱动轴沿着竖向轴线运动时绕第一销旋转，并且第二销延伸穿过 肘节和连杆，肘节和连杆被配置为绕其旋转；通过驱动轴的竖向运动，使肘节 绕与肘节旋转轴线对准的固定销旋转；及通过驱动轴的竖向运动使肘节围绕第 二销旋转，使得第二销绕固定销旋转。
额外地或可选地，第一销未被配置为相对于连杆滑动。
额外地或可选地，该方法还包括通过切刀使至少一个元器件引线弯曲为抵 靠印刷电路板。
附图说明
结合附图并参考以下描述，可以更好地理解本发明的上述和进一步的优 点，其中，在各个附图中，相同的附图标记表示相同的元件和特征。为了清楚 起见，并非每个元素都在每个图中标记。附图不一定按比例绘制，而是将重点 放在说明本发明的原理上。
图1示出了现有技术中的一种剪脚机构的示例的透视图；
图2示出了根据一个实施例的用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪 脚机构的第一侧的透视图，该剪脚机构具有四套切刀和砧座，每套包括一个切 刀和一个砧座；
图3示出了图2的根据一个实施例的剪脚机构的第二侧的侧视图，其中切 刀处于打开位置；
图4示出了图2-3的根据一个实施例的剪脚机构的第二侧的侧视图，其中 切刀处于闭合位置；
图5示出了图2-4的根据一个实施例的剪脚机构的第二侧的侧视图；
图6A示出了图5中A处的局部放大图，示出了图2-4的根据一个实施例 的剪脚机构的砧座剪切刃和切刀刃的局部视图；
图6B示出了图5中B处的局部放大图，示出了图2-5的根据一个实施例 的剪脚机构的肘节的齿轮轮廓的局部透视图；
图7示出了图2-6B的根据一个实施例的具有额外一套一个切刀和一个砧 座并且具有被插入在每一套的一个切刀和一个砧座之间的电子引线的剪脚机 构的透视图；
图8示出了图2-7的根据一个实施例的已经剪切了电子引线并且使该电子 引线向PCB弯曲的剪脚机构的第一侧的侧视图；
图9示出了根据本文描述的实施例的包括图2-7的剪脚机构的PCB组装 机。
具体实施方式
说明书中对“一个实施例”的引用是指结合该实施例描述的特定特征、结 构或特性被包括在本教导的至少一个实施例中。说明书中对特定实施例的引用 不一定都指同一个实施例。
现在将参考如附图所示的示例性实施例更详细地描述本发明。尽管结合各 种实施例和示例描述了本发明，但是并不旨在将本发明限于这些的实施例。相 反，本领域技术人员将理解，本发明涵盖各种替代、修改和等同形式。获得本 文教导的普通技术人员将能认识到在本文所述的本公开的范围内的另外的实 施方式、修改和实施例以及其他使用领域。
图1示出了现有技术中的一种剪脚机构10的示例的透视图。如图所示， 剪脚机构10包括至少一个砧座12和至少一个枢转切刀14。特别地，示出了 具有四个砧座/切刀对的现有技术的剪脚机构10。切刀14由驱动轴16驱动， 该驱动轴16被配置为通过气缸(未示出)以线性方式竖向移动。如图所示， 驱动轴16的竖向运动使切刀14相对于保持固定的砧座12运动。当已经插入 到PCB中的电子元器件的引线位于切刀14和砧座12之间时，切刀14的移动 使引线被移动的切刀14压抵于砧座12上从而剪切引线。剪切之后，切刀14 继续推动现在已剪切的被剪切下部后的引线。这使引线弯曲抵靠PCB的底部， 该PCB的底部在使用中将位于剪脚机构10的正上方。这样就将钉住靠近PCB 下侧底部的引线以将元器件保持到位，以用于随后的处理步骤，直到通过将 PCB波峰焊，或者通过手工或自动焊接机将组件焊接到位。
现有技术的剪脚机构10由驱动轴16的竖向运动驱动。这种竖向运动使切 刀14朝向砧座12移动。现有技术的剪脚机构10将该竖向运动联接至销18。 销18在平钢槽20中滑动。随着时间的推移，这种滑动会导致不必要的磨损。 此外，在一个所示实施例中，现有技术的剪脚机构10使切刀14平行于PCB (未示出)的底部移动。在剪切和剪脚过程中，这种切刀14的平行运动会在 引线上产生很大的力。如图所示，切刀14和砧座12零件都经过精心加工，并 且用硬化钢磨削，这使得这些易磨损零件的更换成本很高。
在本公开的关于图2至图9所示的实施例的主题中，在切刀驱动机构中取 消了销(如现有技术的销18所示)在平坦表面上的滑动。这是通过在制动器 和移动切刀之间添加连杆和肘节来实现的。此外，其中图1的现有技术的剪切 /剪脚机构包括在驱动切刀的狭槽中滑动的销，而新设计提供了具有渐开线齿 轮形齿的肘节。这个齿形肘节与切刀中相应的渐开线梯形槽或接触表面接合。 通过这种形状，齿形肘节在切刀表面上滚动而不是滑动。本文中所描述的实施 例被配置为除了几乎消除了引线剪切表面的磨损，还几乎消除了在剪切/剪脚 机构内部的零件的更换。
此外，新的剪切/剪脚机构的设计提供了由平板材料制成且仅二维的切刀 和砧座设计，与在各个侧面进行机械加工和磨削的现有零件相比，简化了制造 过程。板状设计还允许通过分别添加1组板和2组板，将配置从5mm工具(用 3组切刀和砧座的堆叠，以2.5mm或1/10”节距插入具有2或3根引线的电子 组件)简单扩展到7.5mm工具(用于具有高达4根引线的部件)和10mm的 工具(用于具有高达5根引线的部件)。工具的平板设计不仅可以轻松配置不 同类型的电子元器件，还可以降低零件的制造成本。
通过用在圆柱连接孔中滑动的圆柱销代替通过线接触在平面上滑动的圆 柱销，理论上的接触面积已无限增加。利用本公开的实施例，磨损和游隙的发 展显着减少。本文中所述的改进被配置为减少对昂贵的更换部件的需求，尤其 是在设备每天24小时、每周7天运行的常见情况下。此外，现有技术零件的 磨损在零件接合时产生游隙和随后的击打冲击，使组件嘈杂，需要频繁调整并 且导致剪切/剪脚性能质量较低。
而且，现有技术的切刀相对于驱动轴水平地移动。与现有技术不同，下文 描述的本发明的切刀相对于驱动轴以非垂直的角度运动，并且相对于PCB以 非平行的角度运动。这将是的引线上的拉力显着降低，并且提高了处理敏感元 器件或具有难以剪切的引线的元器件的能力。
图2示出了根据一个实施例的用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪 脚机构100的第一侧的透视图，该剪脚机构具有四套切刀和砧座，每套包括一 个切刀和一个砧座。剪脚机构100包括被配置为沿竖向轴线Z运动的驱动轴 102。示出了四个固定砧座104a、104b、104c和104d，其被配置为在驱动轴 102运动期间保持固定。同样，示出了四个切刀106a、106b、106c和106d， 每个切刀都被配置为随驱动轴102的运动而运动。各砧座104a、104b、104c 和104d中的每一个与切刀106a、106b、106c和106d中的一个配对，使得驱 动轴102的竖向运动引起切刀106a越过相应的砧座104a运动，切刀106b越 过相应的砧座104b运动，切刀106c越过相应的砧座104c运动，以及切刀106d 越过相应的砧座104d运动。具体地，每个切刀包括各自的剪切尖112a、112b、 112c和112d。通过驱动轴102的竖向运动，剪切尖112a、112b、112c和112d 被配置为越过相应的固定砧座104a、104b、104c和104d的相应尖端114a、114b、 114c、114d移动。
剪脚机构100包括切刀和/或砧座的两个堆叠108、110。第一堆叠108包 括切刀106a、106b和106c与砧座104d。第二堆叠110包括砧座104a、104b 和104c与切刀106d。因此，在所示的实施例中，第一堆叠108包括三个切刀 和一个砧座，而第二堆叠110相反的包括——三个砧座和一个个切刀。可以想 到其他实施例，例如包括所有切刀的堆叠和包括所有砧座的第二堆叠、每个堆 叠包括一半切刀和一半砧座等。无论实施例如何，驱动轴102的运动被配置为 相对于驱动轴102同时移动所有切刀106a、106b、106c和106d，同时砧座104a、 104b、104c和104d相对于驱动轴102保持固定。
第一堆叠108和第二堆叠110中的每个可以由由实心平板材料加工而成的 切刀106a、106b、106c和106d和砧座104a、104b、104c和104d组成。因此， 可需要二维加工，而不是三维加工，以便对堆叠108、110的平板进行机器加 工和成型。示出了堆叠108、11的各个板彼此堆叠在一起。但是，在切刀106a、 106b、106c和106d与砧座104a、104b、104c和104d的每个相应板之间可能 存在极小的空间，以防止板零件的摩擦、滑动和/或磨损。
剪脚机构100还包括第一肘节116a和第二肘节116b。肘节116a和116b 各自被配置为绕由相应的固定销118a和118b限定的或与之对准的旋转轴旋 转，固定销118a和118b被配置为相对于驱动轴102的运动保持固定。剪脚机 构100还包括第一连杆120a和第二连杆120b。每个连杆120a和120b可旋转 地附接到驱动轴102与相应的肘节116a和116b并且在其之间延伸。
图3示出了图2的根据一个实施例的剪脚机构100的第二侧的侧视图，其 中切刀106a、106b、106c和106d处于打开位置。图4示出了图2-3的根据一 个实施例的剪脚机构100的第二侧的侧视图，其中切刀106a、106b、106c和 106d处于闭合位置。在图3和图4的视图中，剪脚机构100已经相对于图2 所示的视图旋转，使得背面可见。
驱动轴102沿着竖向轴线Z向上的运动(即，图3和图4之间的运动)被 配置为使连杆120a、120b的顶部和肘节116a、116b的底部向外运动。这种竖 向驱动轴运动被配置为相对于图3和图4所示的透视图沿顺时针方向使肘节 116a绕固定销118a旋转。同样地，这种竖向驱动轴运动被配置为相对于图3 和图4所示的透视图沿逆时针方向使肘节116b绕固定销118b旋转。
每个肘节116a、116b包括位于肘节116a、116b的顶端的接触部分122a (在图2中示出)、122b。每个接触部分122a、122b被配置为在每个切刀106a、 106b、106c和106d的接合部分124a(图2中示出)、124b上滚动，而不会引 起肘节116a、116b和切刀106a、106b、106c和106d之间的滑动摩擦。这个 滚动压力被配置为使切刀106a、106b、106c和106d相对于相应的固定砧座 104a、104b、104c和104d运动。
驱动轴102包括第一销130，当驱动轴102沿着竖向轴线Z运动时连杆 120a、120b被配置为绕第一销130旋转。实现120a、120b绕驱动轴的第一销 130的这种运动不需要机械滑动销。因此，第一销130未被配置为相对于连杆 120a和120b滑动。此外，如图所示，第二销132a、132b延伸穿过各肘节116a、 116b和连杆120a、120b，各肘节116a、116b以及连杆120a、120b被配置为围 绕其旋转。各肘节116a、116b还被配置为绕它们各自的第二销132a、132b旋 转。第二销132a、132b分别被配置为当驱动轴102沿着竖向轴线Z移动时绕 它们各自的固定销118a、118b旋转。
如图所示，切刀106a、106b、106c和106d各自被配置为沿着轴线A线性 地移动。轴线A是非竖向且非水平的路径，其在使用中既不平行于驱动轴的竖 向轴线Z，也不平行于位于剪脚机构100上方的水平PCB。相反，切刀106a、 106b、106c和106d被配置成通过驱动轴102沿着竖直方向V的运动而沿着由 轴线A所限定的这个成角度的路径移动。由轴线A所限定的路径可以由用于 第二堆叠110的切刀的其他的销134a、136a引导，和可以由用于第一堆叠108 的切刀的其他的销134b、136b引导。顶部引导销134a、134b与切入每个切刀 106a、106b、106c和106d的底部的通道对准，使得切刀能够相对于引导销134a、 134b移动。可以在切刀106a、106b、106c和106d上方形成导向板(未示出)， 以提供额外的引导，以保持切刀106a、106b、106c和106d沿着轴线A的运动。 这些销134a、134b、136a和136b被示出为固定销，其不随驱动轴10的运动 而运动。销134a、134b、136a和136b可以进一步被配置为相对于驱动轴102 将固定砧座104a、104b、104c和104d保持在固定位置。此外，其他的销138a、138b可以被配置为为砧座104a、104b、104c和104d的基部提供固定支撑。
图5示出了图2-4的根据一个实施例的剪脚机构100的第二侧的侧视图。 示出了在驱动轴102竖直向上移动之前，剪脚机构100处于打开状态。图6A 示出了图5中A处的局部放大图，示出了图2-4的根据一个实施例的剪脚机构 100的固定砧座104c、104d和切刀106a、106b、106c和106d的局部视图。具 体地，放大图示出了砧座104c、104d的尖端114c、114d以及切刀106c、106d 的尖端112c、112d。在各个尖端112c、114c和112d、114d之间保留有空间，以允许将电引线置于其间。此外，在各个砧座尖端114c、114d的下方处示出 了剪切尖112c、112d，以允许切刀在剪切期间沿轴线A以向上的角度移动。
图6B示出了图5中B处的局部放大图，示出了图2-6A的根据一个实施 例的剪脚机构100的肘节116B的轮廓的局部透视图。具体地，肘节116b的接 触部分122b包括渐开线齿轮形齿。类似地，切刀106d的接触部分124b包括 渐开线梯形槽，该渐开线梯形槽被配置为接收肘节116b的接触部分122的渐 开线齿轮形齿。当肘节116b通过驱动轴102的竖向运动而旋转时，肘节116b 的渐开线齿轮形齿被配置为在切刀106d的渐开线梯形槽滚动，以相对于相应 的固定砧座104d沿轴线A对切刀施加运动。因此，在没有滑动销延伸穿过切 刀106d和/或肘节116b的情况下产生了这个运动。尽管在这个图中未示出， 但是肘节116a包括形状类似的接触部分122a。此外，接触部分122a、122b延 伸穿过各个堆叠108、110的整个厚度，以便同时移动堆叠108、110中的各个 切刀106a、106b、106c和106d。同样地，虽然仅示出了一个切刀106d及其接 触部分124b，但是每个其他各切刀106a、106b和106c包括用于容纳各个肘节 116a、116b的渐开线齿形齿的接触部分。
图7示出了图2-6B的根据一个实施例的具有另一套一个切刀和一个砧座 并且具有被插入在每一套的一个切刀和一个砧座之间的电子引线199a、199b、 199c、199d和199e的剪脚机构100的透视图。在此，示出了剪脚机构100， 其具有额外安装的一套的一个切刀106e和一个砧座104e。图7中所示的剪脚 机构100仍可以是图2-6中所示的相同机构，但是对每个堆叠108、110因额 外设置进行了修改。因此，剪脚机构100包括成套安装的第五切刀和砧座。示 出了剪脚机构100在剪切之前处于打开状态，其中每套砧座/切刀具有在其间插入的电子引线199a、199b、199c、199d和199e中的一个。尽管未示出，但 是应当理解，这些引线199a、199b、199c、199d和199e是被插入穿过位于剪 脚机构上方并且垂直于竖向轴Z的PCB的电子元器件的一部分。剪脚机构100 的部件的尺寸提供了引线199a、199b、199c、199d和199e的交错接收位置。 具体地说，接收位置在X(左/右)轴和Y(前/后)轴上都错开。
图8示出了图2-7的根据一个实施例的已剪切了电子引线并且使该电子引 线向PCB 198弯曲的剪脚机构100的第一侧的侧视图。如图所示，在如图7 所示的被插入到切刀106a和砧座104a之间之后，电子导线199a已经被切刀 106a剪切和折弯。电子引线199a进一步被切刀106a朝着PCB的底部弯曲。 在电子引线199a的这种弯曲之后，切刀106a已经显示出开始缩回至打开位置， 以等待另一电子引线的插入以及随后的剪切和弯曲过程。
图9示出了根据本文描述的实施例的包括图2-7的剪脚机构100的PCB 组装机200。示出了包括框架210的PCB组装机200，该框架210封装了可通 过第一开口214和第二开口216进入的板处理系统212。PCB组装机可通过开 口214、216中的一个来接收PCB，并且将PCB传送到剪脚机构100上方的工 位以放置电子元器件。PCB组装机可以包括一个或多个组装头，该组装头被配 置为将组件从头拾取并放置到PCB中。进料系统(未示出)可以被附接到机 器，以便将电子元器件提供给头部。另外，PCB组装机可以包括控制系统，该 控制系统包括可编程用户界面218，该可编程用户界面218被配置为根据适当 的PCB组装工艺来控制板的处理、头部和剪脚机构100。
本文进一步描述了将印刷电路板与电子元器件组装的方法。本文设想的方 法包括以下步骤：通过剪脚机构，例如剪脚机构100，在剪脚机构的切刀例如 切刀106a、106b、106c、106d和106e中的一个和固定砧座例如104a、104b、 104c、104d和104e中的一个之间接收至少一个元器件引线例如元器件引线199 中的一个。该方法可以包括通过剪脚机构的驱动轴，例如驱动轴102，沿着竖 向轴线例如竖向轴Z移动。该方法可以包括通过移动驱动轴使肘节，例如肘节 116a、116b中的一个，绕肘节旋转轴线，例如绕与固定销118a、118b中的一 个对准的轴线旋转。该方法可以进一步包括：通过肘节的接触部分，例如接触 部分122a、122b中一个，在切刀的接合部分滚动，例如接合部分124a、124b 中的一个，因此使肘节旋转。该方法可以包括通过肘节的接触部分使切刀相对 于固定砧座运动，和通过移动剪切尖，例如切刀的剪切尖112a、112b、112c 和112d中的一个穿过固定砧座，剪切至少一个部件引线。
更进一步，该方法可以包括通过径向引线插入机，例如PCB组装机200， 将电子元器件的至少一个元器件引线通过过位于剪脚机构上方的印刷电路板 中的至少一个孔插入。该方法可以包括通过切刀使剪切的至少一个元器件引线 弯曲为抵靠印刷电路板的底部。
根据本文所述的方法，肘节的接触部分包括渐开线齿轮形齿，并且切刀的 接触部分包括渐开线梯形槽。该方法可以包括通过肘节的渐开线齿轮形齿在切 刀的渐开线梯形槽中滚动和通过肘节的渐开线齿轮形齿使切刀相对于固定砧 座运动，而不需要一延伸穿过肘节和切刀的滑动销。
依据本文中所描述的方法，切刀和固定砧座可以各由平板机械加工而成， 剪脚机构包括多个切刀和多个相应的固定砧座，使得驱动轴沿竖向轴线的运动 使该多个切刀中的每个切刀同时相对于相应的固定砧座移动。
该方法可以进一步包括使切刀沿着不垂直于竖向轴线的轴线线性地移动， 例如轴A。
更进一步地，该方法可以包括通过驱动轴的竖向运动来使连杆旋转，例如 使被附接到驱动轴和肘节并且在每个驱动轴和肘节之间延伸的连杆120a、120b 中的一个旋转。依据该方法，驱动轴可包括在驱动轴沿着竖向轴线移动时连杆 被配置为绕其旋转的第一销，例如接头销130，以及延伸穿过肘节和连杆中的 每一个并且肘节和连杆被配置为围绕其旋转的第二销，例如第二销132a、132b 中的一个。第一销可以不被配置为相对于连杆滑动。该方法可以进一步包括： 通过驱动轴的竖向运动，使肘节围绕与肘节旋转轴对准的固定销，例如绕固定 销118a、118b旋转，以及通过驱动轴的竖向运动，使肘节绕第二轴旋转，以 使第二销绕固定销旋转。该方法可以包括用切刀使至少一个元器件引线弯曲为 抵靠印刷电路板的底部。
尽管已经参考特定实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当 理解，可以在不脱离本发明所附权利要求所列举的精神和范围的情况下进行形 式和细节上的各种改变。
Claims (20)
1.一种用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪脚机构，包括：
驱动轴，其被配置为沿着竖向轴线运动；
固定砧座，其被配置为在所述驱动轴运动期间保持固定；
具有剪切尖的切刀，其中所述驱动轴沿线性轴线的运动被配置为使所述切刀相对于所述固定砧座运动，其中所述切刀通过所述驱动轴的运动被配置为使所述剪切尖越过所述固定砧座运动以剪切位于所述剪切尖和所述固定砧座之间的电子引线；以及
肘节，其被配置为绕肘节旋转轴线旋转，其中所述驱动轴沿所述竖向轴线的运动被配置为使所述肘节围绕所述轴线旋转，所述肘节包括接触部分，所述接触部分被配置为在所述切刀的接合部分滚动以使所述切刀相对于所述固定砧座运动，其中所述肘节的所述接触部分包括渐开线齿轮形齿，并且所述切刀的所述接触部分包括渐开线梯形槽。
2.如权利要求1所述的剪脚机构，其特征在于：所述渐开线齿轮形齿被配置为在所述切刀的所述渐开线梯形槽滚动，以使所述切刀相对于所述固定砧座运动，而不需要一延伸穿过所述肘节和所述切刀的滑动销。
3.如权利要求1所述的剪脚机构，其特征在于：所述切刀和所述固定砧座均由平板加工而成。
4.如权利要求1所述的剪脚机构，其特征在于：所述剪脚机构还包括多个切刀和多个相应的固定砧座，其中所述驱动轴沿所述线性轴线的运动被配置为使所述多个切刀中的每个切刀同时相对于相应的固定砧座运动。
5.如权利要求4所述的剪脚机构，其特征在于：所述多个切刀和所述多个相应的固定砧座包括第一堆叠和第二堆叠，并且其中所述第一堆叠和所述第二堆叠中的每个包括所述多个切刀中的至少一个以及所述多个相应的固定砧座中的至少一个。
6.如权利要求1所述的剪脚机构，其特征在于：所述切刀被配置为沿着不垂直于所述竖向轴线的轴线线性地移动。
7.如权利要求1所述的剪脚机构，其特征在于：所述剪脚机构还包括可旋转地附接至所述驱动轴和所述肘节之间并且在所述驱动轴和所述肘节之间延伸的连杆，其中，所述驱动轴包括第一销，在所述驱动轴沿着所述竖向轴线移动时所述连杆绕所述第一销旋转，其中第二销延伸穿过所述肘节和所述连杆，所述肘节和所述连杆被配置为围绕所述第二销旋转。
8.如权利要求7所述的剪脚机构，其特征在于：所述肘节被配置为绕与所述肘节旋转轴线对准的固定销旋转，其中所述肘节还被配置为绕所述第二销旋转，其中所述第二销被配置为当所述驱动轴沿所述竖向轴线运动时绕所述固定销旋转。
9.如权利要求7所述的剪脚机构，其特征在于：所述第一销未被配置为相对于所述连杆滑动。
10.一种组装机，包括：
板处理系统，其被配置为在所述组装机内移动印刷电路板；
一个或多个组装头，其被配置为选取元器件并且将其放置在所述印刷电路板上；以及
剪脚机构，其包括：
驱动轴，其被配置为沿着竖向轴线运动；
固定砧座，其被配置为在所述驱动轴运动期间保持固定；
具有剪切尖的切刀，其中所述驱动轴沿线性轴线的运动被配置为使所述切刀相对于所述固定砧座运动，其中所述切刀通过所述驱动轴的运动被配置为使所述剪切尖越过所述固定砧座运动以剪切位于所述剪切尖和所述固定砧座之间的电子引线；以及
肘节，其被配置为绕肘节旋转轴线旋转，其中所述驱动轴沿所述竖向轴线的运动被配置为使所述肘节围绕所述轴线旋转，所述肘节包括接触部分，所述接触部分被配置为在所述切刀的接合部分滚动以使所述切刀上相对于所述固定砧座运动，其中所述肘节的所述接触部分包括渐开线齿轮形齿，并且所述切刀的所述接触部分包括渐开线梯形槽。
11.一种用于将印刷电路板与电子元器件组装的方法，包括：
通过剪脚机构在切刀与剪脚机构的固定砧座之间接收至少一个元器件引线；
通过所述剪脚机构的驱动轴沿竖向轴线移动；
通过所述驱动轴的移动使肘节绕肘节旋转轴线旋转；
由于所述肘节的旋转，所述肘节的接触部分在所述切刀的接触部分滚动，其中，所述肘节的所述接触部分包括渐开线齿轮形齿，并且所述切刀的所述接触部分包括渐开线梯形槽；
通过所述肘节的所述接触部分使所述切刀相对于所述固定砧座运动；及
通过使所述切刀的剪切尖在所述固定砧座上运动来剪切所述至少一个元器件引线。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过径向引线插入机将电子元器件的所述至少一个元器件引线通过位于所述剪脚机构上方的印刷电路板中的至少一个孔插入。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述切刀使剪切的至少一个元器件引线弯曲为抵靠所述印刷电路板。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述肘节的所述渐开线齿轮形齿在所述切刀的所述渐开线梯形槽滚动；及
通过所述肘节的所述渐开线齿轮形齿使所述切刀相对于所述固定砧座运动，而不需要一延伸穿过所述肘节和所述切刀的滑动销。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述切刀和所述固定砧座均由平板加工而成。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述剪脚机构包括多个切刀和多个相应的固定砧座，其中所述驱动轴沿所述竖向轴线的运动使所述多个切刀中的每个切刀同时相对于相应的固定砧座移动。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述切刀沿着不垂直于所述竖向轴线的轴线线性地移动。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述驱动轴的竖向运动来使被附接到所述驱动轴和所述肘节并且在所述驱动轴和所述肘节之间延伸的连杆旋转，其中，所述驱动轴包括第一销，所述连杆被配置在所述驱动轴沿着所述竖向轴线运动时绕所述第一销旋转的，并且第二销延伸穿过所述肘节和所述连杆，所述肘节和所述连杆被配置为绕所述第二销旋转；
通过所述驱动轴的竖向运动，使所述肘节绕与所述肘节旋转轴线对准的固定销旋转；及
通过所述驱动轴的竖向运动使所述肘节围绕所述第二销旋转，使得所述第二销绕所述固定销旋转。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于：所述第一销未被配置为相对于所述连杆滑动。
20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
用所述切刀使所述至少一个元器件引线弯曲为抵靠所述印刷电路板的底部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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