一种异形元件插件机制造技术

本发明专利技术公开了异形元件插件机，PCB板传送装置包括PCB板传输依次经过的进板机构、进出板推送机构和出板机构；XY工作台位于进板机构与出板机构之间，PCB板通过进出板推送机构输送至XY工作台中并在PCB板传送装置与水平旋转取插装置之间进行位置切换和定位；水平旋转取插装置包括取插头模块，XY工作台移动定位PCB板后通过取插头模块实现异形元件的插件；上料装置的各上料机构均设置有定位或整脚治具，取插头模块分别从不同上料机构中实现异形元件的取件；供料装置主动对上料装置提供多个异形元件。本发明专利技术具有插件速度快、插件精度和良品率高、通用兼容性好、运行稳定可靠等优点。本发明专利技术可用于异形元件自动插件。

【技术实现步骤摘要】
一种异形元件插件机
本专利技术涉及引脚电子元件的组装领域，特别是涉及一种异形元件插件机。
技术介绍
异形元件为不规则或非标准的引脚器件，如电感、变压器、继电器、连接器、大型电容、大型电阻、保险丝、轻触开关等，在功率模拟电路、防震、电气连接及电气安全等应用领域由于其大功率负载能力、强抗震动和高抗冲击性能而不可或缺。然而，由于异形元件的尺寸和形状多样化且其引脚存在较大的尺寸公差和形位公差，其在PCB板上插件的自动化一直是电子组装行业内亟需突破的技术难题。近十多年来，国内外公司研制出的异形元件插件机大多采用并行排列的多个取插头且一起安装在一个X-Y定位拱架或龙门架上，各取插头的上下垂直运动完成取件和插件，其插件流程中的取件、视觉识别、校正、插件等步骤大多是一个步骤接另一个步骤按顺序串行的，所以单个插件周期包含多个步骤。尽管各取插头可以单独地或共同地完成取件，然而几乎无法同时实现一个以上的视觉识别和插件，因此其插件速度的提升存在难以逾越的瓶颈，当前插件速度技术指标仍停留在中速（2-3秒/个）阶段。因此，如何构思高速的取件和插件架构已成为异形元件自动插件的技术难题。近些年市场出现过基于SCARA四轴串联关节型机器人或六轴串联关节型机器人的异形元件插件机，其取插头为多个并行排列或沿圆周方向均匀分布，但其插件流程仍然局限于串行方式，速度慢的缺陷依然存在。除上述速度限制难题外，由于异形元件的形状不规则，精确的插件要求多个自由度的位姿检测，这对异形元件的自动插件又是一道技术难题。现有的异形元件插件机一般采用底视识别的视觉对中技术，但由于视觉光学元器件内在的2D图像采集特性，视觉的视野范围仅局限于一个底面，对有些异形元件（如变压器等），由于引脚针焊线点的底面成像与引脚针本身的底面成像存在交叉或重叠区域，底视识别难以适用，此外底视视觉还无法检测到引脚高度、长度及变形缺陷等。所以现有的视觉对中技术不仅存在异形元件的兼容性问题，也难以纠正异形元件本体尺寸及引脚的长度制造误差以保证插件高度方向的到位精度，更无法将不符合插件条件的异形元件预先剔除，如引脚歪斜、缺引脚等。基于以上缘由，异形元件插件机的技术一直停滞不前，只是在十多年前的技术基础上适当地改善与提升。现有的异形元件插件机的插件速度、插件精度及性价比均无法达到客户的预期。目前，在用量大的家电电控板、充电器、数字机顶盒、电视机、智能电表、开关电源及电机驱动器等PCB板的组装，异形元件基本由人工插件，插件方式的生产效率低，人工成本高，错插和漏插率质量问题凸显。迄今为止，市场上还尚未见有集插件高速、插件精准、通用兼容性、在线诊断及处理、运行稳定可靠等本专利技术技术特征的异形元件插件机。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种即能提高插件速度，又能保证插件精度的异形元件插件机。本专利技术所采用的技术方案是：一种异形元件插件机，包括PCB板传送装置、XY工作台、水平旋转取插装置、上料装置和供料装置，其中：所述PCB板传送装置包括PCB板传输依次经过的进板机构、进出板推送机构和出板机构；所述XY工作台位于进板机构与出板机构之间，PCB板通过进出板推送机构输送至XY工作台中并通过XY工作台的移动在PCB板传送装置与水平旋转取插装置之间进行位置切换和定位；所述水平旋转取插装置包括可水平旋转的水平回转模块、以及跟随水平回转模块公转的取插头模块，XY工作台移动定位PCB板后通过取插头模块实现异形元件的插件；所述上料装置包括至少两个上料机构，各上料机构均设置有异形元件的定位或整脚治具，所述取插头模块分别从不同上料机构的定位或整脚治具中实现异形元件的取件；所述供料装置主动对上料装置提供多个异形元件。进一步地，所述PCB板传送装置的进板机构和出板机构包括各自的皮带传输机构、轨道宽度调节机构和轨道升降机构。所述进板机构和出板机构的轨道宽度调节机构均采用前轨固定、后轨调节的方式，用以适应不同宽度的PCB板。所述进板机构和出板机构的各自轨道升降机构上升到高位分别与组装线的上道设备（如进板机等）和下道设备（如波峰焊设备等）驳接，通过所述进板机构的皮带传输机构从上道设备传输未插PCB板和通过所述出板机构的皮带传输机构传输已插PCB到下道设备。所述进板机构和出板机构的各自轨道升降机构下降到低位与所述XY工作台水平对接，通过所述进出板推送机构将所述进板机构的皮带传输机构中未插PCB板推传至所述XY工作台，将在所述XY工作台中已完成插件的待插PCB板推送至所述出板机构的皮带传输机构中，从而实现PCB板的更换。进一步地，PCB板的传输方向可根据需要设置为从左到右或从右到左的方式。进一步地，所述XY工作台的压板机构设置轨道宽度调节机构，采用前轨固定、后轨调节的方式，以适应不同宽度的PCB板，所述XY工作台的XY定位机构实现所述压板机构在XY方向的移动和定位。优选的，所述PCB板传送装置的进板机构和出板机构各自的轨道升降机构在上升到高位时延伸所述XY工作台在X方向的移动行程。进一步地，所述异形元件插件机的插件坐标系以所述XY工作台的初始归零点为原点，X轴正方向可设定为PCB板的进板或出板方向，Y轴正方向可设定为所述XY工作台的轨道宽度调宽或调窄的方向。优选的，所述XY工作台的下方设有弯脚机构，所述弯脚机构设置朝向异形元件的弯角夹头，可从PCB板背面内撑式张开或从外夹紧已插入的异形元件引脚，通过控制张开力或夹紧力，可将从0º至360º角度插件的异形元件的引脚在插件通孔中沿异形元件本体的Z轴线向外或向内弯折一定角度，使得异形元件通过其引脚弯折而固定在待插PCB板上，有效防止异形元件在所述XY工作台移动过程中或待插PCB板完成插件后的传输过程中从插件通孔中脱离，从而提高插件质量，降低废品率。优选的，为避免异形元件引脚的折断或接触不良，上述引脚的折弯应用于引脚材料韧性较好的异形元件。所述弯脚夹头的具体形状和尺寸可根据异形元件的引脚形状和尺寸而设计，如异形元件的引脚改变，仅需更换弯脚夹头即可，从而提高异形元件的兼容性及降低换线时间。进一步地，所述水平旋转取插装置的水平回转模块包括DDR直驱电机、水平旋转平台和环形凸轮导向轨道。所述取插头模块设置结构类似的多个取插头，沿圆周方向呈均匀分布。各取插头包括相互平行的两个夹爪、夹爪夹持机构、夹爪旋转机构、凸轮跟随器、固定座和纵向滑块，其中所述固定座沿圆周径向与所述水平旋转平台固定连接。所述水平回转模块中的DDR直驱电机可驱动所述水平旋转平台绕其Z轴中心回转，经驱动传递带动所述各取插头中的凸轮跟随器在所述环形凸轮导向轨道内滚动，从而实现取所述各取插头绕所述水平旋转平台Z轴中心的公转。优选的，所述夹爪夹持机构由常用的气动驱动改为电机驱动，包括丝杆步进电机和直线滑块，所述两个夹爪直接或间接地连接在直线滑块上，所述丝杆步进电机通过直线滑块可驱动两个夹爪夹持固定待插异形元件的引脚。优选的，为适应异形元件的繁多尺寸规格，所述夹爪夹持机构的两个夹爪从夹紧至张开的幅度设计得覆盖一定的尺寸变化范围，以避免频繁的更换。特别的，所述两个夹爪的夹持固定或夹紧采用力/位置柔顺控制方式以降低冲击力，从而减少对异形元件本体的损伤。进一步地，所述夹爪旋转机构包括步进电机和同步轮，所述夹爪夹持机构通过同步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异形元件插件机，其特征在于，包括PCB板传送装置(1)、XY工作台(2)、水平旋转取插装置(3)、上料装置(4)和供料装置(5)，其中：所述PCB板传送装置(1)包括PCB板传输依次经过的进板机构(6)、进出板推送机构(7)和出板机构(8)；所述XY工作台(2)位于进板机构(6)与出板机构(8)之间，PCB板通过进出板推送机构(7)输送至XY工作台(2)中并通过XY工作台(2)的移动在PCB板传送装置(1)与水平旋转取插装置(3)之间进行位置切换和定位；所述水平旋转取插装置(3)包括可水平旋转的水平回转模块、以及跟随水平回转模块公转的取插头模块，XY工作台(2)移动定位PCB板后通过取插头模块实现异形元件的插件；所述上料装置(4)包括至少两个上料机构，各上料机构均设置有异形元件的定位或整脚治具，所述取插头模块分别从不同上料机构的定位或整脚治具中实现异形元件的取件；所述供料装置(5)主动对上料装置(4)提供多个异形元件。

【技术特征摘要】
1.一种异形元件插件机，其特征在于，包括PCB板传送装置(1)、XY工作台(2)、水平旋转取插装置(3)、上料装置(4)和供料装置(5)，其中：所述PCB板传送装置(1)包括PCB板传输依次经过的进板机构(6)、进出板推送机构(7)和出板机构(8)；所述XY工作台(2)位于进板机构(6)与出板机构(8)之间，PCB板通过进出板推送机构(7)输送至XY工作台(2)中并通过XY工作台(2)的移动在PCB板传送装置(1)与水平旋转取插装置(3)之间进行位置切换和定位；所述水平旋转取插装置(3)包括可水平旋转的水平回转模块、以及跟随水平回转模块公转的取插头模块，XY工作台(2)移动定位PCB板后通过取插头模块实现异形元件的插件；所述上料装置(4)包括至少两个上料机构，各上料机构均设置有异形元件的定位或整脚治具，所述取插头模块分别从不同上料机构的定位或整脚治具中实现异形元件的取件；所述供料装置(5)主动对上料装置(4)提供多个异形元件。2.根据权利要求1所述的异形元件插件机，其特征在于：所述进板机构(6)和出板机构(8)包括各自的轨道、皮带传输机构、轨道宽度调节机构和轨道升降机构，所述进板机构(6)和出板机构(8)通过各自独立的轨道升降机构上升和下降，进板机构(6)和出板机构(8)各自的轨道分别上升到高位时分别接收未插PCB板(18)和将已插PCB板(29)传输出去，并且延伸所述XY工作台(2)在X方向的移动行程；进板机构(6)和出板机构(8)各自的轨道下降到低位与所述XY工作台水平(2)在同一高度水平对接后，由进出板推送机构(7)推送传输未插PCB板(18)和已完成插件的待插PCB板(42)，实现PCB板的快速更换。3.根据权利要求1所述的异形元件插件机，其特征在于：所述XY工作台(2)的下方设有弯脚机构(49)，所述弯脚机构(49)包括朝向异形元件的弯脚夹头(50)，所述弯脚夹头(50)将已插入的异形元件的引脚在插件通孔中沿异形元件本体的Z轴线向外或向内弯折一定角度，使得异形元件通过其引脚弯折而固定在待插PCB板(42)上。4.根据权利要求1所述的异形元件插件机，其特征在于，所述取插头模块设置有多个沿圆周方向呈均匀分布的取插头，各所述取插头包括相互平行并可对向运动的两个夹爪(74、75)，两个夹爪(74、75)可绕其之间的对称轴中心自转，当所述水平回转模块驱动各取插头分别旋转至不同工位位置时，所述两个夹爪(74、75)依照不同工位的动作与功能分别将异形元件夹持固定、自转补偿对位和夹持释放，从而完成异形元件的取件、视觉识别...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀明，
申请(专利权)人：王耀明，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG