CN208480217U - 自动插件设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动插件设备，包括壳体及设于壳体内的插件机构、PCB进料带运输机构、PCB出料带运输机构、PCB上料‑卸料机构、PCB定位夹紧平台、端子送料机构、及插件检测机构，所述壳体包括第一底板、固定安装于第一底板上的支撑板、及固定安装于支撑板上的集合板，所述插件机构、PCB进料带运输机构、PCB上料‑卸料机构、PCB定位夹紧平台、端子送料机构、及插件检测机构集成安装于第一底板上。可用于单方向端子等距阵列排布的插件、多方向端子无规则排布的插件；插件机构应用了电动压机、伺服电机及恒力弹簧，极大地简化了机械结构，同时使得每一次插件的各项力学参数都保持一致，提高了插件的成功率和效率。

Description

自动插件设备

技术领域

本实用新型涉及电子元器件制造设备技术领域，特别是涉及一种自动插件设备。

背景技术

PCB电路板插件机广泛运用于电子元器件制造行业，现有端子插件机主要通过直线丝杠模组、旋转电机、皮带轮运输装置配合实现端子插件。

现有技术中的插件机在插件时，容易对端子造成压扁、折弯等结构上的破坏，无法保证插件效率，且会发生漏料等事故，并且PCB板不容易压紧，定位精度较低。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种自动插件设备。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种自动插件设备。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一种自动插件设备，其特征在于，所述自动插件设备包括壳体及设于壳体内的插件机构、PCB进料带运输机构、PCB上料-卸料机构、PCB定位夹紧平台、端子送料机构、及插件检测机构，所述壳体包括第一底板、固定安装于第一底板上的支撑板、及固定安装于支撑板上的集合板，所述插件机构、PCB进料带运输机构、PCB上料-卸料机构、PCB定位夹紧平台、端子送料机构、及插件检测机构集成安装于第一底板上。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一底板旁侧还设有第二底板，所述第二底板上固定安装有超静音端子设备。

作为本实用新型的进一步改进，所述插件机构为多方向恒力插件机构，包括：

电缸：

花键轴，所述花键轴的上端固定安装于电缸的输出轴上；

气动夹爪缸体，固定安装于花键轴的下端；

气动夹爪，固定安装于气动夹爪气缸下方；

电机，所述电机设于电缸旁侧，电机的输出轴与花键轴平行设置；

传动机构，所述传动机构用于将电机输出轴的转动转化为花键轴的转动；

恒力弹簧，所述恒力弹簧套设于花键轴外侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述PCB进料带运输机构包括：

带运输机构型材；

固定安装于带运输机构型材终端位置的限位开关连接件；

固定安装于限位开关连接件上的限位开关。

作为本实用新型的进一步改进，所述PCB上料-卸料机构包括：

模组安装板；

固定安装于模组安装板上的直线模组；

固定安装于直线模组旁侧的气缸安装板；

固定安装于气缸安装板上的上料气缸、固定安装于上料气缸上方的上料板、及固定安装于上料板端部的上料钩；

固定安装于气缸安装板上的卸料气缸、固定安装于卸料气缸上方的卸料板、及固定安装于卸料板后方的卸料推杆。

作为本实用新型的进一步改进，所述PCB定位夹紧平台包括：

Y向直线模组、与Y向模组平行设置的导轨、滑动安装于Y向直线模组和导轨上的X向直线模组、及滑动安装于X向直线模组上的夹具基板，所述X向直线模组底部固定安装于X向气缸安装板上，X向气缸安装板上在X向直线模组的一侧固定安装有X向气缸，X向气缸安装板通过滑块垫、滑块及导轨滑块滑动安装于导轨上，所述夹具基板的端部固定安装有夹具调节块。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹具基板上设有气缸调节安装板、夹紧气缸、定位连接板，夹具基板上设有若干凹槽、以及位于凹槽内的导向定位块、压紧块和顶紧块，所述夹具基板的端部设有夹缝调节块。

作为本实用新型的进一步改进，所述导向定位块在上XY平面上设有一个斜面凹槽，以实现PCB板自动单向定位，所述压紧块在远离定位连接板的一端下侧设置为斜面。

作为本实用新型的进一步改进，所述端子送料机构包括：

固定安装于第一底板上的送料机构支撑板、固定安装于送料机构支撑板上的滑台安装板、安装于滑台安装板上的电动滑台、安装于电动滑台端部的夹爪气缸、固定安装于夹爪气缸两侧的夹爪连接件、及固定安装于夹爪连接件上的夹爪，所述滑台安装板的底部固定安装有振动台，振动台的底部固定安装有垫块，所述送料机构支撑板下方设有送料件，送料件上设有端子导向槽，送料件旁侧设有挡料板，滑台安装板的下方设有挡料气缸和定位气缸，送料件的下方设有延伸至夹爪的定位臂。

作为本实用新型的进一步改进，所述插件检测机构包括压力电缸、固定安装压力电缸的压力电缸固定板及压力电缸底板和压力电缸加强板、位于压力电缸上方的PCB限位套、安装于PCB限位套内的检测头及弹簧和弹簧制动块、以及垂直安装于PCB限位套上的霍尔传感器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型具有柔性好、适应性广的优点；

既可用于单方向端子等距阵列排布的插件，也可用于多方向端子无规则排布的插件；

插件机构应用了电动压机、伺服电机及恒力弹簧，极大地简化了机械结构，同时使得每一次插件的各项力学参数都保持一致，提高了插件的成功率和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，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为本实用新型一具体实施例中自动插件设备的立体结构示意图；

图2为本实用新型一具体实施例中自动插件设备的内部结构示意图；

图3为本实用新型一具体实施例中自动插件设备的俯视结构示意图；

图4为本实用新型一具体实施例中插件机构的立体结构示意图；

图5为本实用新型一具体实施例中插件机构的主视结构示意图；

图6为本实用新型一具体实施例中插件机构的剖视结构示意图；

图7为本实用新型一具体实施例中PCB进料带运输机构的立体结构示意图；

图8为本实用新型一具体实施例中PCB上料-卸料机构的立体结构示意图；

图9为本实用新型一具体实施例中PCB上料-卸料机构的主视结构示意图；

图10为本实用新型一具体实施例中PCB定位夹紧平台的立体结构示意图；

图11为本实用新型一具体实施例中PCB定位夹紧平台的局部结构示意图；

图12为本实用新型一具体实施例中端子送料机构的立体结构示意图；

图13为本实用新型一具体实施例中端子送料机构的仰视结构示意图；

图14为本实用新型一具体实施例中插件检测机构的立体结构示意图；

图15为本实用新型一具体实施例中插件检测机构的局部结构剖视图；

图16为本实用新型一具体实施例中压紧块的立体结构示意图；

图17为本实用新型一具体实施例中导向定位块的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大，因此，仅用于图示本实用新型的主题的基本结构。

本文使用的例如“左”、“右”、“左侧”、“右侧”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“右侧”的单元将位于其他单元或特征“左侧”。因此，示例性术语“右侧”可以囊括左侧和右侧这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

参图1-图3所示，本实用新型一具体实施例中的自动插件设备，包括壳体及设于壳体内的插件机构100、PCB进料带运输机构200、PCB出料带运输机构200’、PCB上料-卸料机构300、PCB定位夹紧平台400、端子送料机构500、及插件检测机构600，壳体包括第一底板701、固定安装于第一底板上的支撑板702、及固定安装于支撑板上的集合板703，插件机构、PCB进料带运输机构、PCB上料-卸料机构、PCB定位夹紧平台、端子送料机构、及插件检测机构集成安装于第一底板701上。另外，在壳体内还设有用于观察的CCD相机704。

优选地，本实施例中第一底板701旁侧还设有第二底板801，第二底板801上固定安装有超静音端子设备802。

以下对本实用新型自动插件设备中的各机构进行详细说明。

插件机构100

参图4-图6所示，本实施例中的插件机构100为多方向恒力插件机构，包括：

电缸101；

花键轴113，花键轴113的上端固定安装于电缸101的输出轴上；

气动夹爪缸体121，固定安装于花键轴113的下端；

气动夹爪106，固定安装于气动夹爪气缸121下方；

电机108，电机108设于电缸101旁侧，电机108的输出轴与花键轴113平行设置；

传动机构，传动机构用于将电机108输出轴的转动转化为花键轴113的转动；

恒力弹簧112，恒力弹簧112套设于花键轴113外侧。

其中，电缸101固定安装于电缸固定结构上，电缸固定结构包括相对水平设置的电缸固定板102、以及自电缸固定板底部向外延伸的电缸底板104，电缸固定结构还包括与电缸固定板及电缸底板分别垂直设置的加强筋板103。电机108固定安装于电机安装板107上，电机安装板107固定安装于冲击机架105上。

花键轴113的上端与电缸101的输出轴通过第一联轴器111固定安装，花键轴113的下端与气动夹爪缸体121通过第二联轴器120固定安装。

花键轴113的外侧固定安装有冲击机架105，电机108固定安装于冲击机架105的一侧。冲击机架105内的花键轴113外侧依次固定安装有第一深沟球轴承114、第一轴承连接套115、花键螺母116、第二轴承连接套118、以及第二深沟球轴承119。第一深沟球轴承114、第一轴承连接套115、花键螺母116、第二轴承连接套118、以及第二深沟球轴承119之间全部过盈配合固定安装。

传动机构包括固定安装于电极输出轴下方的第一同步带轮109、固定安装于冲击机架内且位于花键螺母外侧的第二同步带轮117、以及设于第一同步带轮109和第二同步带轮117外侧的同步带110。

本实施例中恒力弹簧112的上端抵接于第一联轴器111的法兰上，恒力弹簧112的下端抵接于第一深沟球轴承114内圈的端面上。

以下对本实施例中的多方向恒力插件机构100进行详细说明。

电缸101的缸体通过螺栓和电缸固定板102相连，电缸固定板102和电缸底板104及加强筋板103通过螺栓相固定，最后，电缸底板104通过螺栓，和集合板相连，从而实现了电缸101作为固定端以水平静止地面为参照保持固定不动。

电缸101输出轴端面打有螺纹孔，通过螺栓和第一联轴器111的孔相固定，第一联轴器111的另一端设有光面孔，和花键轴113的上端通过过盈配合的方式相固定。

花键轴113上套有恒压弹簧112，一端抵在第一联轴器111的法兰上，另一端抵在第一深沟球轴承114内圈的端面上。第一深沟球轴承114外圈和冲击机架105的内孔通过过盈配合相固定，第一深沟球轴承114的内圈和第一轴承连接套115的外圈通过过盈配合相固定，轴向通过第一轴承连接套115的外阶梯轴端面来定位。第一轴承连接套115内孔和花键螺母116的外圆柱面通过过盈配合相固定。花键螺母116的内孔和花键轴113通过间隙配合连接，保证花键轴113能相对花键螺母116内孔实现轴向滑动。同理，第二深沟球轴承119外圈和冲击机架105的内孔通过过盈配合相固定，第二深沟球轴承119的内圈和第二轴承连接套118的外圈通过过盈配合相固定，轴向通过第二轴承连接套118的外阶梯轴端面来定位。第二轴承连接套118内孔和花键螺母116的外圆柱面通过过盈配合相固定。

花键螺母116中间段开有键槽，和第二同步带轮117通过键相固定，第二同步带轮117轴线方向由第一轴承连接套115和第二轴承连接套118的端面来限位，从而实现第二同步带轮117转动的同时，驱动花键螺母116跟随第二同步带轮117同步转动。

电机108下端面通过螺栓和电机安装板107相固定，电机108输出轴的轴端开有键槽，通过键和第一同步带轮109相固定，第一同步带轮109和第二同步带轮117之间通过同步带110相连接。保证第一同步带轮109和第二同步带轮117实现同步运动。第二同步带轮117带动花键螺母116实现转动，间接实现花键轴113跟随花键螺母116实现同步转动。

花键轴113的下端外圆柱面通过过盈配合和第二联轴器120内圆柱面相固定，第二联轴器120法兰端面开有通孔，和气动夹爪缸体121底部螺纹孔通过螺栓相固定。

花键轴113上套有恒力弹簧112，恒力弹簧112一端由第一联轴器111端面限位，另一端由第一深沟球轴承114的内圈限位。由于电缸101输出力的不稳定容易导致端子在插件过程中稳定性降低以及成功率下降，容易造成端子插入PCB板的深度会存在差异性，甚至存在插件失败从而滞留在PCB板上。在花键轴113上套入恒力弹簧112，能有效解决该问题。使得每次端子在插入PCB端子孔时能保持恒定大小的力度，从而保证了插件过程的稳定性。

综上，电缸101通过输出轴将直线往复运动通过第一联轴器111传递给花键轴113，花键轴113通过第二联轴器120和气动夹爪缸体121相固定，从而实气动夹爪缸体121在铅锤方向的直线往复运动。另外，电机108通过输出轴将旋转运动经传动机构传递给花键螺母116所配合的花键轴113，最终通过花键轴113将旋转运动传递给气动夹爪106。实现了气动夹爪106两个自由度(直线、旋转)的运动。该机构在插件过程中，能针对排布方式更加复杂的PCB板有更好的适应性，有利于实现端子多方向的拾取和插件。

PCB进料带运输机构200

参图7所示，本实施例中的PCB进料带运输机构200包括：

带运输机构型材201；

固定安装于带运输机构型材201终端位置的限位开关连接件202；

固定安装于限位开关连接件202上的限位开关203。

具体地，PCB进料带运输机构的终端位置装有限位开关23，限位开关通过螺栓安装在限位开关连接件上，限位开关连接件和带运输机构型材相固定，两者通过型材螺母相连接。来自上一工位的PCB板经带运输机构到限位开关位置时，带运输机构停止转动。PCB板在进料带运输机构的终点位置停下，等待系统进行下一步操作。

PCB出料带运输机构200’与PCB进料带运输机构200的结构类似，此处不再进行详细说明。

PCB上料-卸料机构300

参图8、图9所示，本实施例中的PCB上料-卸料机构300包括：

模组安装板309；

固定安装于模组安装板309上的直线模组308；

固定安装于直线模组308旁侧的气缸安装板307；

固定安装于气缸安装板307上的上料气缸303、固定安装于上料气缸303上方的上料板302、及固定安装于上料板302端部的上料钩301；

固定安装于气缸安装板307上的卸料气缸305、固定安装于卸料气缸305上方的卸料板304、及固定安装于卸料板304后方的卸料推杆306。

具体地，PCB上料-卸料机构主要由直线模组、上料气缸、上料钩、上料板、卸料气缸、卸料推杆、卸料板、气缸安装板、模组安装板组成。直线模组通过螺栓和模组安装板相固定，模组安装板通过螺栓和第一底板相固定。气缸安装板通过螺栓安装在模组滑块上，卸料气缸和上料气缸通过螺栓安装在气缸安装板上，上料板和卸料板分别安装在上料气缸和卸料气缸的推板上，两者通过螺栓相固定。上料钩和卸料推杆通过螺母分别安装在上料板和卸料板上。

当PCB板由进料带运输机构运至限位开关处，限位开关反馈信号给控制系统，控制系统输出信号，控制带运输机构停转，PCB板停止移动。进料-出料机构模块的直线模组将滑块移至靠近PCB板附近，上料气缸伸出推杆将安装在气缸推杆上的上料钩顶至上方，之后直线模组驱动滑块往回移动。从而驱动上料钩勾住PCB板往PCB定位夹紧平台的方向移动，通过PCB定位夹紧平台两侧导向槽引入待插件的工位。

该机构柔性好，能适应不同尺寸的PCB板卸料，且结构简单、成本低、效率高等优点，有很好的市场推广价值。

PCB定位夹紧平台400

参图10、图11所示，本实施例中的PCB定位夹紧平台400包括：

Y向直线模组401、与Y向模组平行设置的导轨407、滑动安装于Y向直线模组401和导轨407上的X向直线模组409、及滑动安装于X向直线模组402上的夹具基板403，X向直线模组409底部固定安装于X向气缸安装板410上，X向气缸安装板410上在X向直线模组409的一侧固定安装有X向气缸402，X向气缸安装板410通过滑块垫405、滑块406及导轨滑块404滑动安装于导轨407上，夹具基板403的端部固定安装有夹具调节块408。

夹具基板403上设有气缸调节安装板417、夹紧气缸416、定位连接板411，夹具基板403上设有若干凹槽、以及位于凹槽内的导向定位块412、压紧块413和顶紧块415，夹具基板403的端部设有夹缝调节块414。

结合图16、图17所示，本实施例中的导向定位块412在上XY平面上设有一个斜面凹槽，以实现PCB板自动单向定位，压紧块413在远离定位连接板411的一端下侧设置为斜面。

具体地，PCB定位夹紧平台主要由X向直线模组、Y向直线模组、导轨、滑块、滑块垫块、X向电缸安装板、夹具基板、定位连接板、夹紧气缸、顶紧块、压紧块、导向定位块、夹具调节块、夹缝调节块、气缸调节安装板组成。

Y向直线模组通过螺栓和大底板固定，导轨通过螺栓安装座在第一底板上，且和Y向直线模组保持平行。滑块垫块通过螺栓安装在导轨所配套的滑块上，X向气缸安装板两侧设有沉头孔，通过螺栓分别和Y向直线模组滑块以及导轨滑块上的螺纹孔相固定。X向气缸通过螺栓安装在X向气缸安装板上。夹具基板通过螺栓安装在X向直线模组滑块上。夹具基板中间开有两排腰型沉头槽，通过螺栓在夹具基板的背面反向锁紧固定气缸调节安装板，气缸调节安装板上通过螺栓和夹紧气缸缸体表面的螺纹孔向固定。气缸滑块上固定有定位连接板，两者通过螺栓相固定。定位连接板的中间及两侧位置分别开有螺纹孔，依次与顶紧块、压紧块、导向定位块相固定。在定位连接板三处螺纹孔位置的正下方处，夹具基板通过铣刀铣出了三个凹槽，对顶紧块、压紧块、导向定位块分别起导向作用。因此，定位夹紧平台的夹紧气缸得到控制信号后，控制系统能使得顶紧块、压紧块、导向定位块分别沿着Y轴方向做直线运动。夹具基板上开有螺纹孔，夹具调节块在相应位置开有腰型沉头槽，夹具调节块的位置适PCB板的具体宽度尺寸而定，待调整到最合适位置时，通过螺栓锁紧在夹具基板上。夹缝调节块固定在夹具基板侧边上，通过沉头间隙孔配合可以实现上下小幅度调节，夹具缝调节块的下表面与夹具基板的上表面之间的缝隙厚度可根据不同PCB板的实际厚度来进行调节，待确定合适位置后，夹具缝调节块和夹具基板之间形成导向槽。同理另一侧的夹具调节块和夹具基板也形成导槽，便于由进料-出料机构的上料钩推来的PCB板进行导向推动至PCB夹紧定位机构的指定工位。因此，夹具调节块和夹具缝调节块的设计可很好的适应多种尺寸的PCB的插件需求。

待PCB板移动至PCB夹紧定位机构指定位置时，夹紧气缸伸出推杆，使得定位连接板往PCB方向移动，如图16所示，压紧块在铅锤方向为一个楔形面，在往前移动的过程中可实现自动将PCB压紧，以防在插件过程中，发生PCB板的“翘边”或“翻起”问题的出现。如图17所示，导向定位块在上XY平面上铣有一个斜面凹槽，使得气缸驱动导向定位块朝PCB方向移动时，可实现PCB板自动单向定位，与另一侧基板槽边形成定位夹紧作用。顶紧块最后起到稳固支撑作用。综上所述，压紧块、导向定位块、顶紧块相互配合，可实现PCB板在PCB夹紧定位机构上的初步定位功能。之后，通过X向直线模组和Y向直线模组的共同作用可使得夹紧定位机构整体沿着X和Y向做二维水平运动。

端子送料机构500

参图12、图13所示，本实施例中的端子送料机构500包括：

固定安装于第一底板上的送料机构支撑板509、固定安装于送料机构支撑板509上的滑台安装板502、安装于滑台安装板502上的电动滑台501、安装于电动滑台501端部的夹爪气缸503、固定安装于夹爪气缸503两侧的夹爪连接件506、及固定安装于夹爪连接件506上的夹爪505，滑台安装板502的底部固定安装有振动台507，振动台507的底部固定安装有垫块508，送料机构支撑板509下方设有送料件514，送料件514上设有端子导向槽504，送料件514旁侧设有挡料板510，滑台安装板502的下方设有挡料气缸511和定位气缸512，送料件514的下方设有延伸至夹爪505的定位臂513。

具体地，端子送料机构由振动台、送料机构支撑板、滑台安装板、电动滑台、定位臂、定位气缸、挡料板、挡料气缸、夹爪、夹爪连接件、夹爪气缸、端子导向槽组成；

滑台安装板两侧设有沉头孔，与两块送料机构支撑板通过螺栓相固定。送料机构支撑板底部凸缘处出开有沉头孔，通过螺栓和大底板相连。电动滑台底座通过螺栓固定在滑台安装板。

振动台通过螺栓连接安装在垫块上，垫块通过螺栓连接安装在第一底板上。振动台上表面安装有端子导向槽，通过高频振动，使得端子排实现在导向槽中的直线匀速进给运动。

挡料气缸和定位气缸分别通过螺纹连接安装在滑台安装板的背面，挡料气缸和定位气缸分别布置在导向槽的两侧。挡料板和定位臂分别通过螺纹连接安装在挡料气缸和定位气缸的滑块上。定位臂头部设有凸起的定位“尖牙”，当定位气缸推出时，用于卡住端子的凹槽，实现定位夹紧。

夹爪气缸通过螺纹连接安装在电动滑台滑块的侧面。夹爪连接件通过螺纹连接安装在气缸的两侧，夹爪安装在夹爪连接件上，夹爪气缸通过伸缩推杆以此实现两侧气爪的对称张开和夹紧的动作。

本设备插件过程为单个端子夹取，单个端子插件。当前一个端子被夹爪夹取离开导向槽后，挡料气缸伸出推杆，控制挡料板“堵住”端子导向槽出口，以防下一个端子在振动台作用下直接“跑出”导向槽。此时定位气缸伸出推杆，致使定位块夹住该端子“大头”部分，并利用定位块头部凸起的定位“尖牙”卡在该端子“大头”部分的凹槽中，实现初定位。夹取前一个端子“递给”插件机构后，夹爪气缸张开夹爪，电动滑台迅速“返程”回到该端子“小头”部分，夹爪气缸控制夹爪收拢，迅速夹紧该端子“小头”部分的凹槽处，实现定位夹紧。之后，控制系统同时控制定位气缸和挡料气缸缩回推杆——松开定位块对该端子的夹紧和对该端子在导向槽上的阻挡。之后电动滑台向插件机构方向移动，实现“递料”这一动作的完成。以上为单个端子送料的一个周期。两个夹爪与端子接触的位置开有一对凹槽，正好为端子“小头”部分的尺寸，该设计有助于在夹取过程中不会“夹扁”端子且能更好的夹住端子，防止运送过程中发生“漏料”。

插件检测机构600

参图14、图15所示，本实施例中的插件检测机构600包括压力电缸606、固定安装压力电缸606的压力电缸固定板601及压力电缸底板603和压力电缸加强板602、位于压力电缸606上方的PCB限位套604、安装于PCB限位套604内的检测头609及弹簧608和弹簧制动块607、以及垂直安装于PCB限位套604上的霍尔传感器605。

具体地，插件检测机构包含压力电缸底板、压力电缸固定板、压力电缸加强板、压力电缸、PCB限位套、弹簧制动块、霍尔传感器、检测头。

压力电缸缸体含有螺纹孔，与压力电缸固定板通过螺纹连接，压力电缸固定板侧面含有螺纹孔，和压力电缸底板通过螺纹连接相固定，两者形成90°直角，压力电缸加强板通过螺纹连接安装在压力电缸固定板和压力电缸底板之间，起加强支撑作用。之后，压力电缸底板和第一底板通过螺纹连接相固定。

首先，将检测头的一端从PCB限位套大孔端插入PCB限位套内腔中，并嵌入小孔端。两者为间隙配合，确保检测头相对PCB限位套中轴向移动。之后将弹簧套在检测头上，弹簧一端抵在检测头轴肩出，另一端抵在弹簧制动块端面上。采用弹簧制动块的外圈和PCB限位套的内孔相配合，两者为间隙配合。弹簧制动块外侧以中心圆周阵列相互夹角90°位置开有4个螺纹孔，在相同位置上，PCB限位套以圆柱中心开有同样尺寸的螺纹孔，然后通过拧入螺栓实现弹簧制动块和PCB限位套的固定，该设计有利于弹簧制动块的拆装。含有PCB限位套大孔端通过轴孔间隙配合安装在压力电缸的输出轴上，侧面用顶丝和压力电缸输出轴相固定，防止发生轴向位移。霍尔传感器通过圆柱面外螺纹拧入PCB限位套的螺纹孔中。

PCB插件机构和插件检测机构的轴心线在同一直线上。在插件过程中，PCB检测机构起到检测及支撑作用。当插件机构通过夹爪将带端子进行抓取并进行插件时，端子向下对准相应PCB板待插件孔位，会对PCB板产生一个集中作用力，若PCB板底部无支持，容易造成PCB板局部损坏、断裂。因此，在插件机构控制夹爪将端子插入PCB孔位前，PCB检测机构会伸出电缸输出轴，依靠PCB限位套端面对PCB起到辅助支撑作用，待端子被插入PCB板后，端子“小头”端会触动检测机构的检测头，检测头受力向下移动触发霍尔传感器得到电信号反馈给控制系统，以此判读端子是否被成功插入PCB板孔位。当该端子成功插件后，插件机构和检测机构同时收回夹爪和PCB限位套，检测头恢复初始位置。PCB定位夹紧平台调整位置，将下一个PCB板待插件孔位的中心调整至插件机构中轴线共线的位置。

为了进一步说明该设备的工作原理，如下进一步介绍该实用新型的工作原理和流程。

1、待插件PCB板由上一工位传送过来，进入本设备进料带运输机构，当PCB板运动至临近带运输机构终止位置时，PCB板触发安装在进料带运输机构终止位置的限位开关处，限位开关随即反馈电信号给上位机控制系统。控制系统经过相应程序指令输出信号控制进料带运输机构驱动电机停止转动，从而实现PCB板自动停止，等待下一步操作。

2、PCB上料-卸料机构的直线模组将滑块移至靠近进料带运输机构终点位置处，进料气缸上升驱动上料钩上移，使得上料钩钩槽正好“卡”在待插件PCB板的边缘处。然后，直线模组驱动滑块往前移动。从而驱动上料钩勾住PCB板往前移动，完成从进料带运输机构卸料这一动作，之后通过PCB定位夹紧平台两侧导向槽将PCB板引入待插件的工位。

3、待PCB板进入PCB定位夹紧平台后，PCB定位夹紧平台的夹紧气缸伸出推杆，在压紧块、顶紧块、和导向定位块的相互配合下，实现PCB板在PCB夹紧定位平台上的初步定位功能。之后，通过X向直线模组和Y向直线模组的共同作用将平台基座迅速移动至CCD相机下进行单次拍照并反馈给控制系统，由上位机处理后，对PCB板的位置进行标定，从而实现二次精确定位。此时控制系统获得PCB板实际待插件孔位位置信息，并驱动X方向和Y方向直线模组将平台运动至插件机构处进行单次单个端子插件。

4、端子送料机构通过夹爪夹取第一个端子离开导向槽后，挡料板“堵住”端子导向槽出口，以防之后的端子漏料，此时定位臂夹住该端子“大头”部分，并通过头部凸起的定位“尖牙”对端子进行初定位。当前一个端子被送料机构的夹爪“递给”插件机构的夹爪后，端子送料机构的夹爪打开，并迅速返回夹取当前端子小头部分。之后，控制系统同时松开定位臂对该端子的夹紧以及挡料板对该端子在导向槽上的阻挡。之后电动滑台控制滑块向插件机构方向移动，实现“递料”这一动作的完成。至此为一个周期。

5、继上一步之后，插件机构的夹爪打开，接受来自端子送料机构夹爪“递来”的端子，待端子移动至插件机构夹爪处，插件机构夹爪闭合，端子送料机夹爪打开并返回端子导向槽处。插件机构通过电缸伸缩实现对端子的插件。插件过程中，由于压力电缸输出力的不稳定容易导致端子在插件过程中稳定性差、成功率低，容易造成端子插入PCB板的深度会存在差异性，甚至存在插件失败从而滞留在PCB板上。在花键轴上套入恒力弹簧，能有效解决该问题。使得每次端子在插入PCB端子孔时能保持恒定大小的力度，从而保证了插件过程的稳定性。同时，由于花键螺母和花键轴的设计，在同步带轮的驱动下，使得夹爪能在上下运动的同时，也能实现各方向的转动，使得该端子插件机构能对无规则且排布方向“无规则”的PCB板端子槽进行插件，具有更好的适应性。

6、待该PCB板所有端子插完后，插件机构夹爪升至初始位置，PCB定位夹紧平台将PCB板移动至出料带运输机构“入口”处，出料带运输机构电机开始转动。PCB定位夹紧机构松开PCB板，此时，进料出料机构的卸料气缸伸出推杆，将卸料杆升至与与PCB板平齐，上料-卸料机构直线模组滑块向出料带运输机构方向移动，从而将已插件PCB板推出PCB定位夹紧平台。并由出料运输机构两侧导向槽进行导向引入传动带上向前继续移动。最后，通过带运输机构移入下一工位。

本实用新型创新之处在于：

1、依托电动压机、伺服电机、气动夹爪、恒压弹簧、同步带轮，本实用新型中的端子插件机构能高效实现端子的多方向插件，该插件设备的作用对象适用性广。同时采用恒压弹簧有效的改善了电动压机下压过程中力的不稳定性问题。传统插件机构由于电缸输出力的不稳定，使得工件在插入过程中容易出现插线效果和质量不均，且失败率高。该机构突破了当前插件机依靠旋转电机和电动压机实现工件与PCB板硬接触、单自由度的局限，具有更好的稳定性和高效率。

2、运用了电动滑台、气动夹爪、定位臂、挡料板及直线送料器等器件设计了一种新型的送料机构，通过定位臂上的“尖头”凸起部分对端子进行了初定位的同时，同时也能保证不会对端子造成压扁、折弯等结构上的破坏。同时，本公司对端子送料机构进行了端子导流槽、端子挡板相互配合的设计，在保证高精度的同时，也能保证很好的插件效率，不会发生漏料等事故。

3、PCB定位夹紧平台采用了X和Y方向直线模组配合带动夹具基板对PCB板进行定位夹紧，并实时切换位置进行插件。该机构设计了一种夹紧定位机构，通过压紧块、导向定位块以及顶紧块三个机构相配合，能很好的实现PCB板的自动压紧、定位功能，且机构简单、成本低廉，具有很好市场推广价值。

由以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型具有柔性好、适应性广的优点；

既可用于单方向端子等距阵列排布的插件，也可用于多方向端子无规则排布的插件；

插件机构应用了电动压机、伺服电机及恒力弹簧，极大地简化了机械结构，同时使得每一次插件的各项力学参数都保持一致，提高了插件的成功率和效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种自动插件设备，其特征在于，所述自动插件设备包括壳体及设于壳体内的插件机构、PCB进料带运输机构、PCB出料带运输机构、PCB上料-卸料机构、PCB定位夹紧平台、端子送料机构、及插件检测机构，所述壳体包括第一底板、固定安装于第一底板上的支撑板、及固定安装于支撑板上的集合板，所述插件机构、PCB进料带运输机构、PCB上料-卸料机构、PCB定位夹紧平台、端子送料机构、及插件检测机构集成安装于第一底板上。

2.根据权利要求1所述的自动插件设备，其特征在于，所述第一底板旁侧还设有第二底板，所述第二底板上固定安装有超静音端子设备。

3.根据权利要求1所述的自动插件设备，其特征在于，所述插件机构为多方向恒力插件机构，包括：

电缸；

花键轴，所述花键轴的上端固定安装于电缸的输出轴上；

气动夹爪缸体，固定安装于花键轴的下端；

气动夹爪，固定安装于气动夹爪气缸下方；

电机，所述电机设于电缸旁侧，电机的输出轴与花键轴平行设置；

传动机构，所述传动机构用于将电机输出轴的转动转化为花键轴的转动；

恒力弹簧，所述恒力弹簧套设于花键轴外侧。

4.根据权利要求1所述的自动插件设备，其特征在于，所述PCB进料带运输机构包括：

带运输机构型材；

固定安装于带运输机构型材终端位置的限位开关连接件；

固定安装于限位开关连接件上的限位开关。

5.根据权利要求1所述的自动插件设备，其特征在于，所述PCB上料-卸料机构包括：

模组安装板；

固定安装于模组安装板上的直线模组；

固定安装于直线模组旁侧的气缸安装板；

固定安装于气缸安装板上的上料气缸、固定安装于上料气缸上方的上料板、及固定安装于上料板端部的上料钩；

固定安装于气缸安装板上的卸料气缸、固定安装于卸料气缸上方的卸料板、及固定安装于卸料板后方的卸料推杆。

6.根据权利要求1所述的自动插件设备，其特征在于，所述PCB定位夹紧平台包括：

Y向直线模组、与Y向模组平行设置的导轨、滑动安装于Y向直线模组和导轨上的X向直线模组、及滑动安装于X向直线模组上的夹具基板，所述X向直线模组底部固定安装于X向气缸安装板上，X向气缸安装板上在X向直线模组的一侧固定安装有X向气缸，X向气缸安装板通过滑块垫、滑块及导轨滑块滑动安装于导轨上，所述夹具基板的端部固定安装有夹具调节块。

7.根据权利要求6所述的自动插件设备，其特征在于，所述夹具基板上设有气缸调节安装板、夹紧气缸、定位连接板，夹具基板上设有若干凹槽、以及位于凹槽内的导向定位块、压紧块和顶紧块，所述夹具基板的端部设有夹缝调节块。

8.根据权利要求7所述的自动插件设备，其特征在于，所述导向定位块在上XY平面上设有一个斜面凹槽，以实现PCB板自动单向定位，所述压紧块在远离定位连接板的一端下侧设置为斜面。

9.根据权利要求1所述的自动插件设备，其特征在于，所述端子送料机构包括：

固定安装于第一底板上的送料机构支撑板、固定安装于送料机构支撑板上的滑台安装板、安装于滑台安装板上的电动滑台、安装于电动滑台端部的夹爪气缸、固定安装于夹爪气缸两侧的夹爪连接件、及固定安装于夹爪连接件上的夹爪，所述滑台安装板的底部固定安装有振动台，振动台的底部固定安装有垫块，所述送料机构支撑板下方设有送料件，送料件上设有端子导向槽，送料件旁侧设有挡料板，滑台安装板的下方设有挡料气缸和定位气缸，送料件的下方设有延伸至夹爪的定位臂。

10.根据权利要求1所述的自动插件设备，其特征在于，所述插件检测机构包括压力电缸、固定安装压力电缸的压力电缸固定板及压力电缸底板和压力电缸加强板、位于压力电缸上方的PCB限位套、安装于PCB限位套内的检测头及弹簧和弹簧制动块、以及垂直安装于PCB限位套上的霍尔传感器。