用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪脚机构制造技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪脚机构相关申请本申请要求2019年06月14日提交的标题为“ImprovedCut/ClinchMechanismforaRadialElectronicsComponentInsertionMachine(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。
本专利技术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，本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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；本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n驱动轴，其被配置为沿着竖向轴线运动；/n固定砧座，其被配置为在所述驱动轴运动期间保持固定；/n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/n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。/n

【技术特征摘要】
20190614 US 62/861,4691.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：昆拉德·亚历山大·吉斯基，琼·索林·尼可莱斯库，
申请(专利权)人：美国国家仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US