CN103687471B - 一种矩形元件自动插件机及其插件方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩形元件自动插件机及其插件方法，该插件机包括送料装置和插件装置，送料装置包括转体、料盘、齿轮、接料盘等部件，插件装置包括插件头和相应的驱动机构。当料盘放入料盘支架，料盘中的一部分料槽与转体衔接，送料装置开始工作，转体转动，充满元件的料槽转动到指定的位置时，转体暂停转动，推料杆迅速将元件推进至接料盘，接料盘在传送带上移动一个单位的距离，下一个空的接料盘紧接而上代替原来的接料盘的位置，等待下一个元件的进料，当元件在传送带上移动到了指定的位置，插件装置下移并完成抓取动作，然后移动至PCB板的上方完成插件动作，然后迅速复位。本发明具有结构简单、运行速度快、加工效率高的优点。

Description

一种矩形元件自动插件机及其插件方法

技术领域

本发明涉及立式插件机研究领域，特别涉及一种矩形元件自动插件机及其插件方法。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，电子产品的使用也越来越广泛，PCB电路板是电子产品的重要载体，插件机是将各电子元件(如电解电容)插装到PCB电路板指定位置的加工设备。在立式插件机的加工过程中，一般是先将带有立式元件的元件编带输送至站位装置进行分料处理，然后将其嵌入到链夹上，再由其它装置将其运送到PCB板的上方进行定位，然后夹料装置下移，将立式元件准确地***PCB电路板预设的线脚插孔内。

目前电控生产线上采用的送料方式为人工送料，上料员检查物料无误后，通过物料车将所需批次各种物料运送到电控生产线上等待上料，根据排产单将物料放进各种已贴上标签的物料盒，然后置于生产线操作台的台面上，上料时生产线班长协助上料员上线。按顺序先把对应工位的元件放生产线上，然后把上一订单或上一批量的元件盒及剩余物料收到物料车上，对于像继电器之类的原包装上线的大元件可整齐摆放在对应生产线员工左边身旁，从而方便员工进行抓取、插件。这种送料、取料方式不仅极大的浪费了大量的人力、物力、财力，而且也在很大程度上浪费了换板型的时间以及添料加料时间。要知道，时间对于生产线是非常宝贵的，如果仅仅因为送料、上料问题而导致时间的拖延，这对于每小时产几百块电控板的效率无疑是百害无一利，也会因此影响到整个工厂的产量以及进度的安排。

鉴于此，需要改进目前生产线上送料、上料耗时、费力的致命伤。对于电控生产线手插件作业来说，目前很少工厂可以做到自动化、机械化上料、送料。在市面上来说，存在不少类型的工件给料器，如旋转式(滚桶形)供给装置、离心式漏斗供给装置、固定导入刃式漏斗供给装置、振动式工件进料器、螺旋式振动运送器、直进进料器等，但是与插件机配套的送料装置较少，比较常见的是编带输送，然而这种编带技术对于微小型元件较为适用，但对于元件头大于脚距的较大型的元件尚不能解决。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种矩形元件自动插件机，该插件机具有结构简单、运行速度快、加工效率高的优点。

本发明的另一个目的在于提供一种基于上述插件机的插件方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种矩形元件自动插件机，包括送料装置和插件装置，送料装置包括转体、料盘、料盘支架、推料杆、接料盘、联动转盘、联动齿轮、传送带，矩形元件放置在料盘中，料盘放置在料盘支架上，料盘中一部分料槽与转体衔接，料盘随着转体转动而转动，推料杆、接料盘分别设置在料盘的两侧，推料杆用于将料盘中料槽内的矩形元件推到接料盘上，接料盘放置在传送带上；联动齿轮分别与电机和传送带连接，在电机驱动下驱动传送带间歇移动；联动齿轮还与联动转盘连接，在电机驱动下驱动联动转盘旋转，进而带动转体间歇旋转；所述插件装置用于从接料盘中抓取矩形元件并将矩形元件***到指定位置。采用上述送料装置可以实现自动插件，从而节省了大量人力、物力，提高了工作效率。

优选的，所述插件机还包括箱体和支架，箱体设置于插件机的上部，送料装置设置于支架上，转体为倒卧的圆柱体，转体周身开设有若干条三角形凸起，料盘上包括若干条料槽，每条料槽之间有间隙，该间隙和上述三角形凸起相互切合，随着转体的转动及料盘重力的作用，空料槽自然下落在指定的位置。

更进一步的，所述料盘为柔性料盘，两端开设通口，料槽之间通过料槽两边的小圆环连接，所述料槽内部开设有供元件脚滑动的两条平行凹槽。

优选的，所述联动齿轮包括第一齿轮、第二齿轮、齿轮连杆，齿轮连杆分别和电机、传送带、第二齿轮连接，第一齿轮和第二齿轮相啮合。

优选的，所述联动转盘包括第一连杆、第一转盘、第二转盘、第二连杆，第一齿轮和第一转盘分别设置于第一连杆的两端，第一转盘上设有凸起块，第二转盘上开设有若干个相隔相同角度的缺口，二者通过凸起块和缺口切合连接；第二转盘和转体设置于第二连杆两端，当第一齿轮转动时，带动第一转盘同步转动，第一转盘转动了一定的角度后，第一转盘上的凸起块推动第二转盘，第二转盘发生转动，与此同时转体随着发生转动。

具体的，所述传送带架设在第一连杆和齿轮连杆上，接料盘按相同的间隔设置于传送带上，接料盘靠近转体的一端有缺口，接料盘的上方无盖；接料盘的高度低于矩形元件的高，接料盘内部开设有供元件脚滑动的两条平行凹槽。

优选的，所述插件机还包括模拟流水线支架，PCB板固定在模拟流水线支架上，插件装置固定在箱体内，插件装置在接料盘和PCB板上方移动；插件装置包括光杆、丝杆、连接滑块、第二推杆电机、第二推杆、插件头本体，以及设置于插件头本体下端的左齿轮、右齿轮、左边爪、右边爪和齿轮驱动电机，光杆与丝杆通过支撑座固定在箱体的箱壁上，第二推杆电机和第二推杆固定在连接滑块上，连接滑块在光杆和丝杆上滑动；插件头本体上端固定在第二推杆的一端，在第二推杆电机驱动下在垂直方向升降；左边爪与左齿轮共用一个旋转轴，右边爪与右齿轮共用一个旋转轴，左齿轮、右齿轮相啮合，其中一个齿轮与齿轮驱动电机相连，在齿轮驱动电机驱动下左边爪、右边爪进行张合动作。

一种基于上述插件机的插件方法，包括步骤：

(1)将矩形元件放置在料槽中，随着转体转动，料槽转动到指定的位置，转体暂停转动；

(2)推料杆将元件推至接料盘，接料盘在传送带上移动一个单位的距离，下一个空的接料盘紧接而上代替原来的接料盘的位置，等待下一个元件的进料；

(3)当元件在传送带上移动到了指定的位置，插件装置中的机械手迅速下移并完成抓取动作，然后将元件***到PCB板指定位置。

具体的，所述步骤(2)中，推料杆将元件推至接料盘，推料杆暂停工作，齿轮连杆在电机的驱动下转动一个单位的角度，传送带随之转动一个单位距离，固定设置于传送带上的接料盘亦移动一个单位的距离；与此同时，第二齿轮在齿轮连杆的作用下亦转动一个单位的角度，第一齿轮随之转动一个单位的角度；第一齿轮的转动带动第一转盘转动，当第一转盘转动到其凸起块刚好与第二转盘的缺口切合时，第二转盘亦会发生转动，进而引发转体转动一个单位，从而转体上的料盘转动一个单位。

具体的，在传送带每转动一个单位距离时，推料杆在推杆电机驱动下推送一个元件进入接料盘，当一条料槽内的元件全部被推杆推送至接料盘后，推料杆复位，第二齿轮转动一个单位，相应的转体在第二转盘的带动下转动一个单位，料盘亦转动一个单位，也即一条充满元件的料槽代替上一个料槽的位置，第一转盘与第二转盘的联动比，是根据每条料槽容纳元件的数量及大小而计算得出。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明中的送料装置通过联动转盘、联动齿轮，可以实现将矩形元件送至指定的位置供插件装置抓取的功能，具有结构简单、运行速度快、加工效率高的优点。

2、本发明中的插件装置，通过连接滑块可在光杆、丝杆上水平移动，通过第二推杆电机可在垂直方向上移动，因此可以精确控制插件装置的移动距离，完成自动插件。

附图说明

图1为本发明的立体机构示意图。

图2为本发明的送料装置立体机构示意图。

图3为本发明的插件装置立体机构示意图。

图4为本发明的机械手抓取元件立体机构示意图。

图5为本发明的机械手插件立体机构示意图。

其中：11—支架；12—转体；13—料盘；14—第一齿轮；15—第二齿轮；16—传送带；17—推杆电机；18—推料杆；19—推杆电机支架；20—接料盘；21—料盘支架；22—第一转盘；23—第二转盘；24—第一连杆；25—第二连杆；26—第三连杆；27—齿轮连杆；31—插件头本体；32—左齿轮；33—右齿轮；34—第一转轴；35—第二转轴；36—左边爪；37—右边爪；38—第二推杆电机；39—第二推杆；40—连接滑块；41—光杆；42—丝杆；43—光杆支撑座；44—丝杆支撑座；51—箱体；52—PCB板；53—模拟流水线支架。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例矩形元件自动插件机结构如图1-5所示，包括送料装置、插件装置及辅助机构。所述送料装置包括转体12、料盘13、推杆电机17、推料杆18、推杆电机支架19、接料盘20、联动转盘、联动齿轮、传送带16、料盘支架21等零部件，所述辅助机构包括箱体51、PCB板52及模拟流水线支架53等。如图2所示，所述联动齿轮用于在电机驱动下驱动传送带间歇移动，包括第一齿轮14、第二齿轮15、齿轮连杆27，齿轮连杆27分别和电机、传送带16、第二齿轮15连接，第一齿轮14和第二齿轮15相啮合。联动转盘包括第一连杆24、第一转盘22、第二转盘23、第二连杆25，第一齿轮14和第一转盘22分别设置于第一连杆24的两端。

如图5所示，PCB板52固定在模拟流水线支架53上，插件装置固定在箱体51内，插件装置在传送带16和PCB板52上方移动。如图3所示，插件装置包括光杆41、丝杆42、连接滑块40、第二推杆电机38、第二推杆39、插件头本体31，以及设置于插件头本体31下端的左齿轮32、右齿轮33、左边爪36、右边爪37和齿轮驱动电机，光杆41与丝杆42通过配套的光杆支撑座43、丝杠支撑座44固定在箱体51的箱壁上，第二推杆电机38和第二推杆39固定在连接滑块40上，连接滑块40在光杆41和丝杆42上滑动。插件头本体31上端固定在第二推杆39的一端，在第二推杆电机38驱动下在垂直方向升降。左边爪36与左齿轮32共用第一转轴34，右边爪37与右齿轮33共用第二转轴35，左齿轮32、右齿轮33相啮合，其中一个齿轮与齿轮驱动电机相连，在齿轮驱动电机驱动下左边爪36、右边爪37进行张合动作。

以矩形元件的运动轨迹为参照，下面进一步说明所述插件机的工作原理。其中，所述料盘13放置在料盘支架21上，料盘中前端一部分料槽搭设在转体12上，所述料盘13为柔性料盘，两端开设通口，含若干条料槽，料槽之间通过料槽两边的小圆环连接，每条料槽之间有间隙，该间隙与转体12的三角形凸起相互切合，料槽内部还开设有供元件脚滑动的两条平行凹槽。

送料装置开始工作，料盘13的第一条料槽刚好转至推料杆18的末端，第一条料槽的另一端口衔接着一个接料盘20，接料盘20靠近转体的一端有缺口，上方无盖，便于机械手抓取元件，高度低于矩形元件的高(不包含脚高)，接料盘内部开设有供元件脚滑动的两条平行凹槽。推料杆18开始工作，一个元件通过接料盘上的缺口被推送至接料盘20，推料杆18暂停工作，齿轮连杆27在电机的驱动下转动一个单位的角度，由于传送带16架设在第一连杆24、齿轮连杆27和第三连杆26上，故传送带16转动一个单位距离，镶嵌于传送带16上的接料盘20亦移动一个单位的距离。与此同时，第二齿轮15在齿轮连杆27的作用下亦转动一个单位的角度。

由于第一齿轮14与第二齿轮15是卡接的，第一连杆24的两端分别为第一齿轮14和第一转盘22，因此，当第一齿轮14转动一个单位的角度时，第一转盘22同时转动一个单位的角度。

第一转盘22上设有一个凸起块，该凸起块与第二转盘23的缺口是可切合连接的，具体的，第二转盘23上开设有若干个相隔相同角度的缺口，当第一转盘22转动了一定角度后，第一转盘22上的凸起块会切入第二转盘23的缺口，当第一转盘22再次转动一个单位的角度时，第二转盘23亦转动一个单位的角度，又由于第二转盘23与转体12同是绕第二连杆25旋转的，因而，第二转盘23转动一个单位的角度时，转体12也转动一个单位的角度，从而搭设在转体12上的料盘13亦转动一个单位的角度。

当第一条料槽内的元件全部被推送至接料盘20后，推料杆18复位，紧接着，齿轮连杆27再次启动，同样的，传送带16与第一转盘22、第二转盘23等同时转动(移动)一个单位的角度或距离，所不同的是，第一转盘22与第二转盘23的联动比与料槽内元件的数量是相关的，此时第一转盘22的凸起块拨动第二转盘23的缺口，促使第二转盘23转动一个单位的角度，进而转体12亦转动一个单位的角度。

如图4所示，所述送料装置将矩形元件通过接料盘20送至传送带16指定的位置后，插件装置的插件头本体31下移，插件头本体下端的左边爪36、右边爪37在齿轮驱动电机驱动下张开，将元件抓取并竖直向上复位，然后如图5所示，通过丝杆42和光杆41等的作用将矩形元件夹送至PCB板52指定位置的上方，第二推杆39在第二推杆电机38驱动下，插件执行末端启动，将矩形元件准确地***PCB板的预定接线孔内。

本实施例中送料装置与插件装置是协调配合的，每个动作都是衔接的，具体的，当送料装置将元件送至传送带16上指定位置的瞬间，插件装置的插件头本体31刚好移动至该位置的上端，而后送料装置的传送带16暂停工作，推料杆18推送出下一个元件进接料盘20，同时插件装置中的左边爪36、右边爪37完成抓取动作并复位，准备插件。在插件装置抓取元件离开至下一次在接料盘上方抓取元件的时间内，送料装置同步工作，即将下一个元件送至指定的位置供插件装置抓取。

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 (10)

1.一种矩形元件自动插件机，包括送料装置和插件装置，送料装置包括转体、料盘、料盘支架、推料杆、接料盘，其特征在于，送料装置还包括联动转盘、联动齿轮、传送带，矩形元件放置在料盘中，料盘放置在料盘支架上，料盘中一部分料槽与转体衔接，料盘随着转体转动而转动，推料杆、接料盘分别设置在料盘的两侧，推料杆用于将料盘中料槽内的矩形元件推到接料盘上，接料盘放置在传送带上；联动齿轮分别与电机和传送带连接，在电机驱动下驱动传送带间歇移动；联动齿轮还与联动转盘连接，在电机驱动下驱动联动转盘旋转，进而带动转体间歇旋转；所述插件装置用于从接料盘中抓取矩形元件并将矩形元件***到指定位置。

2.根据权利要求1所述的矩形元件自动插件机，其特征在于，所述插件机还包括箱体和支架，箱体设置于插件机的上部，送料装置设置于支架上，转体为倒卧的圆柱体，转体周身开设有若干条三角形凸起，料盘上包括若干条料槽，每条料槽之间有间隙，该间隙和上述三角形凸起相互切合，随着转体的转动及料盘重力的作用，空料槽自然下落在指定的位置。

3.根据权利要求2所述的矩形元件自动插件机，其特征在于，所述料盘为柔性料盘，两端开设通口，料槽之间通过料槽两边的小圆环连接，所述料槽内部开设有供元件脚滑动的两条平行凹槽。

4.根据权利要求1所述的矩形元件自动插件机，其特征在于，所述联动齿轮包括第一齿轮、第二齿轮、齿轮连杆，齿轮连杆分别和电机、传送带、第二齿轮连接，第一齿轮和第二齿轮相啮合。

5.根据权利要求4所述的矩形元件自动插件机，其特征在于，所述联动转盘包括第一连杆、第一转盘、第二转盘、第二连杆，第一齿轮和第一转盘分别设置于第一连杆的两端，第一转盘上设有凸起块，第二转盘上开设有若干个相隔相同角度的缺口，二者通过凸起块和缺口切合连接；第二转盘和转体设置于第二连杆两端，当第一齿轮转动时，带动第一转盘同步转动，第一转盘转动了一定的角度后，第一转盘上的凸起块推动第二转盘，第二转盘发生转动，与此同时转体随着发生转动。

6.根据权利要求1所述的矩形元件自动插件机，其特征在于，所述传送带架设在第一连杆和齿轮连杆上，接料盘按相同的间隔设置于传送带上，接料盘靠近转体的一端有缺口，接料盘的上方无盖；接料盘的高度低于矩形元件的高，接料盘内部开设有供元件脚滑动的两条平行凹槽。

7.根据权利要求1所述的矩形元件自动插件机，其特征在于，所述插件机还包括模拟流水线支架，PCB板固定在模拟流水线支架上，插件装置固定在箱体内，插件装置在接料盘和PCB板上方移动；插件装置包括光杆、丝杆、连接滑块、第二推杆电机、第二推杆、插件头本体，以及设置于插件头本体下端的左齿轮、右齿轮、左边爪、右边爪和齿轮驱动电机，光杆与丝杆通过支撑座固定在箱体的箱壁上，第二推杆电机和第二推杆固定在连接滑块上，连接滑块在光杆和丝杆上滑动；插件头本体上端固定在第二推杆的一端，在第二推杆电机驱动下在垂直方向升降；左边爪与左齿轮共用一个旋转轴，右边爪与右齿轮共用一个旋转轴，左齿轮、右齿轮相啮合，其中一个齿轮与齿轮驱动电机相连，在齿轮驱动电机驱动下左边爪、右边爪进行张合动作。

8.一种基于权利要求5所述插件机的插件方法，其特征在于，包括步骤：

(1)将矩形元件放置在料槽中，随着转体转动，料槽转动到指定的位置，转体暂停转动；

(2)推料杆将元件推至接料盘，接料盘在传送带上移动一个单位的距离，下一个空的接料盘紧接而上代替原来的接料盘的位置，等待下一个元件的进料；

(3)当元件在传送带上移动到了指定的位置，插件装置中的机械手迅速下移并完成抓取动作，然后将元件***到PCB板指定位置。

9.根据权利要求8所述的插件方法，其特征在于，所述步骤(2)中，推料杆将元件推至接料盘，推料杆暂停工作，齿轮连杆在电机的驱动下转动一个单位的角度，传送带随之转动一个单位距离，固定设置于传送带上的接料盘亦移动一个单位的距离；与此同时，第二齿轮在齿轮连杆的作用下亦转动一个单位的角度，第一齿轮随之转动一个单位的角度；第一齿轮的转动带动第一转盘转动，当第一转盘转动到其凸起块刚好与第二转盘的缺口切合时，第二转盘亦会发生转动，进而引发转体转动一个单位，从而转体上的料盘转动一个单位。

10.根据权利要求8所述的插件方法，其特征在于，在传送带每转动一个单位距离时，推料杆在推杆电机驱动下推送一个元件进入接料盘，当一条料槽内的元件全部被推杆推送至接料盘后，推料杆复位，第二齿轮转动一个单位，相应的转体在第二转盘的带动下转动一个单位，料盘亦转动一个单位，也即一条充满元件的料槽代替上一个料槽的位置，第一转盘与第二转盘的联动比，是根据每条料槽容纳元件的数量及大小而计算得出。