使用棒状直线电机的模块化异形件插件机及其插件头

摘要

本发明属于插件装置技术领域，尤其涉及一种模块化异形件插件机的插件头，包括夹紧电机、旋转电机、无动力主轴、钢丝软轴和夹紧构件，夹紧构件包括连接座、椭圆连接件、精密滚子轴承、机械指和交叉滚子导轨，夹紧电机的输出轴与钢丝软轴的一端连接，钢丝软轴的另一端与连接座连接，椭圆连接件与连接座连接，精密滚子轴承的一端嵌入椭圆连接件内，精密滚子轴承的另一端与交叉滚子导轨连接，交叉滚子导轨与机械指连接，旋转电机和无动力主轴均套设于钢丝软轴上，并且旋转电机与无动力主轴连接。相对于现有技术，本发明能够方便的实现电子元件的夹紧和旋转，而且适用于不同大小、尺寸和型号的电子元件，适用范围广，结构简单，成本低。

说明书

技术领域

本发明属于插件装置技术领域，尤其涉及一种使用棒状直线电机的模块化异形件插件机及其插件头。

背景技术

PCB线路板被广泛地应用于当今各个电子产品领域，是所有电子产品不可缺少的电子元件之一，也是每个电子产品的元件载体。

其中，由于每个PCB线路板包含很多电子元件，所以将电子元件插件在PCB板上也是一个大的工程；但目前市场上仅有一小部分专用的电子元件插件机(即只能对应一种电子元件进行插件作业)，却没有一种设备是能适合各种电子元件插件的，即大部分电子元件都是通过人工手工方式实现插件，工作效率低且人工成本高。

有鉴于此，确有必要提供一种使用棒状直线电机的模块化异形件插件机及其插件头，其能够自动且高效地实现多种电子元件的插件作业，工作效率高，而且能够有效地节省人工成本。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种使用棒状直线电机的模块化异形件插件机的插件头，其能够自动且高效地实现多种电子元件的插件作业，工作效率高，而且能够有效地节省人工成本。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

模块化异形件插件机的插件头，包括夹紧电机、旋转电机、无动力主轴、钢丝软轴和夹紧构件，所述夹紧构件包括连接座、椭圆连接件、精密滚子轴承、机械指和交叉滚子导轨，所述夹紧电机的输出轴与所述钢丝软轴的一端连接， 所述钢丝软轴的另一端与所述连接座连接，所述椭圆连接件与所述连接座连接，所述精密滚子轴承的一端嵌入所述椭圆连接件内，所述精密滚子轴承的另一端与所述交叉滚子导轨连接，所述交叉滚子导轨与所述机械指连接，所述旋转电机和所述无动力主轴均套设于所述钢丝软轴上，并且所述旋转电机与所述无动力主轴连接。其中，模块化异形件插件机是使用棒状直线电机的。

作为本发明模块化异形件插件机的插件头的一种改进，所述椭圆连接件包括连接轴部和嵌入部，所述连接轴部与所述嵌入部连接，所述连接轴部内设置有连接孔，所述嵌入部内设置有椭圆形的凹槽，所述精密滚子轴承的一端嵌入所述凹槽内。

作为本发明模块化异形件插件机的插件头的一种改进，所述交叉滚子导轨包括两组导轨组，每组所述导轨组均包括两个固定导轨和一个滑动导轨，所述滑动导轨设置于所述固定导轨之间，并且所述滑动导轨的一端与所述精密滚子轴承连接。

作为本发明模块化异形件插件机的插件头的一种改进，所述机械指的靠内的一侧设置有张力弹簧。

本发明的工作原理为：夹紧电机的旋转带动钢丝软轴旋转，进而带动椭圆连接件旋转，从而使得精密滚子轴承按椭圆凹槽的轨迹进行夹紧，其中，在椭圆凹槽中，椭圆的2个近极点为行程的最小极限，2个远极点为行程的最大极限；在精密滚子轴承运动的过程中，交叉滚子导轨随之运动，从而带动机械指运动，实现对电子元件的夹紧和放松，然后，旋转电机通过无动力主轴带动被夹紧的电子元件进行整体旋转，从而达到快速夹紧与旋转电子元件的目的。

相对于现有技术，本发明能够方便的实现电子元件的夹紧和旋转，而且适用于不同大小、尺寸和型号的电子元件，适用范围广，结构简单，成本低。

本发明的另一个目的在于提供一种使用棒状直线电机的模块化异形件插件机，包括机架、X轴棒状直线电机、Y轴棒状直线电机、Z轴棒状直线电机、插件头、宽度可自动调节的流水线和控制器，所述控制器设置于所述机架内，所 述X轴棒状直线电机、所述Y轴棒状直线电机、所述Z轴棒状直线电机、所述插件头和所述流水线均与所述控制器连接，所述流水线、所述X轴棒状直线电机和所述Y轴棒状直线电机均设置于所述机架上，并且所述X轴棒状直线电机设置于所述Y轴棒状直线电机上，所述Z轴棒状直线电机可滑动地设置于所述X轴棒状直线电机上，所述流水线位于所述X轴棒状直线电机、所述Y轴棒状直线电机和所述Z轴棒状直线电机的下方，所述Z轴棒状直线电机的输出轴与所述插件头连接，所述插件头为本发明所述的插件头。

作为本发明使用棒状直线电机的模块化异形件插件机的一种改进，所述Z轴棒状直线电机上还设置有夹料定位相机和放料定位相机，所述放料定位相机设置于所述夹料定位相机的一侧，所述夹料定位相机和所述放料定位相机均与所述控制器连接。

作为本发明使用棒状直线电机的模块化异形件插件机的一种改进，所述夹料定位相机设置于纵向调整导轨上，所述放料定位相机设置于横向调整导轨上。

作为本发明使用棒状直线电机的模块化异形件插件机的一种改进，所述流水线包括若干个平行设置的可升降轨道、皮带传动电机、调宽电机、若干个皮带轮、升降托板、调宽丝杆和皮带，所述升降托板设置于所述可升降轨道的下方，所述皮带轮设置于所述可升降轨道的侧边，所述皮带设置于所述皮带轮上，所述皮带传动电机的输出轴与其中一个所述皮带轮连接，所述调宽电机设置于所述可升降轨道的侧边，并且所述调宽电机与所述调宽丝杆通过皮带连接，所述调宽丝杆与所述可升降轨道连接，所述皮带传动电机和所述调宽电机均与所述控制器连接。

作为本发明使用棒状直线电机的模块化异形件插件机的一种改进，其中一个所述可升降轨道的端部的侧边设置有来料感应器，所述来料感应器与所述控制器连接。

作为本发明使用棒状直线电机的模块化异形件插件机的一种改进，所述升降托板的靠近所述可升降轨道的端部的一侧设置有顶针，其中一个所述可升降轨道的侧边设置有若干个定位气缸。

相对于现有技术，本发明不仅能够实现X、Y、Z轴方向的移动，而且通过旋转电机的旋转，还可以实现旋转作业，同时其流水线的宽度可以调节，从而大大拓宽了其使用范围，而且通过使用本发明的插件头，还能够实现精确的多种异形电子元件的夹取和插件作业，从而能够自动且高效地实现多种电子元件的插件作业，工作效率高，而且能够有效地节省人工成本。而且，X轴棒状直线电机、Y轴棒状直线电机、Z轴棒状直线电机是模块化的，不仅结构简单，而且便于维修、更换。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1的正视结构示意图。

图3为图2中A-A剖面的结构示意图。

图4为本发明实施例1中椭圆连接件的俯视结构示意图。

图5为图4中A-A剖面的结构示意图。

图6为本发明实施例2的立体结构示意图。

图7为图6中A部分的放大图。

图8为本发明实施例2中Z轴棒状直线电机和插件头的结构示意图。

图9为本发明实施例2中流水线的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明及其有益效果进行详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不限于此。

实施例1

如图1至图5所示，本实施例1提供了一种模块化异形件插件机的插件头，包括夹紧电机11、旋转电机12、无动力主轴13、钢丝软轴14和夹紧构件15， 夹紧构件15包括连接座151、椭圆连接件152、精密滚子轴承153、机械指154和交叉滚子导轨155，夹紧电机11的输出轴与钢丝软轴14的一端连接，钢丝软轴14的另一端与连接座151连接，椭圆连接件152与连接座151连接，精密滚子轴承153的一端嵌入椭圆连接件152内，精密滚子轴承153的另一端与交叉滚子导轨155连接，交叉滚子导轨155与机械指154连接，旋转电机12和无动力主轴13均套设于钢丝软轴14上，并且旋转电机12与无动力主轴13连接。夹紧电机11的转动可以带动钢丝软轴14的转动，进而带动连接座151和椭圆连接件152的转动，从而精密滚子轴承153可以在椭圆连接件152的椭圆槽内依循椭圆轨迹运动，椭圆的2个近极点为行程的最小极限，2个远极点为行程的最大极限；在精密滚子轴承153运动的过程中，交叉滚子导轨155随之运动，从而机械指154可以实现夹紧和放松作业(当精密滚子轴承153运动到2个远极点时，为放松状态，当精密滚子轴承153运动到2个近极点时，为夹紧状态)，从而实现对电子元件的夹取作业，夹紧完成之后，旋转电机12通过无动力主轴13带着被夹紧的电子元件20进行整体旋转，从而实现对电子元件的旋转作业。

椭圆连接件152包括连接轴部1521和嵌入部1522，连接轴部1521与嵌入部1522连接，连接轴部1521内设置有连接孔1523，嵌入部1522内设置有椭圆形的凹槽1524，精密滚子轴承153的一端嵌入凹槽1524内。椭圆形的凹槽1524的中心线与连接孔1523的中心线在同一直线上，椭圆连接件152的外缘形成有台阶1525。

交叉滚子导轨155包括两组导轨组，每组导轨组均包括两个固定导轨1551和一个滑动导轨1552，滑动导轨1552设置于固定导轨1551之间，固定导轨1551可以对滑动导轨1552的两侧进行限位和引导，防止滑动导轨1552发生偏移，并且滑动导轨1552的一端与精密滚子轴承153连接，精密滚子轴承153可带着滑动导轨1552一起移动。

机械指154的靠内的一侧设置有张力弹簧16，以更好的夹紧电子元件，并尽可能减少对电子元件表面的损害。

本发明的工作原理为：夹紧电机11的旋转带动钢丝软轴14旋转，进而带动椭圆连接件152旋转，从而使得精密滚子轴承153按椭圆凹槽的轨迹进行夹紧，其中，在椭圆凹槽中，椭圆的2个近极点为行程的最小极限，2个远极点为行程的最大极限；在精密滚子轴承153运动的过程中，交叉滚子导轨155随之运动，从而带动机械指154运动，实现对电子元件20的夹紧和放松，然后，旋转电机12通过无动力主轴13带动被夹紧的电子元件进行整体旋转，从而达到快速夹紧与旋转电子元件的目的。

实施例2

如图6至图9所示，本实施例提供了一种使用棒状直线电机的模块化异形件插件机，包括机架1、X轴棒状直线电机2、Y轴棒状直线电机3、Z轴棒状直线电机4、插件头5、宽度可自动调节的流水线6和控制器，控制器设置于机架1内，用于实现自动化作业，X轴棒状直线电机2、Y轴棒状直线电机3、Z轴棒状直线电机4、插件头5和流水线6均与控制器连接，流水线6、X轴棒状直线电机2和Y轴棒状直线电机3均设置于机架1上，并且X轴棒状直线电机2设置于Y轴棒状直线电机3上，X轴棒状直线电机2可在Y轴棒状直线电机3上移动，Y轴棒状直线电机3也可以带着X轴棒状直线电机2移动，Z轴棒状直线电机4可滑动地设置于X轴棒状直线电机2上，X轴棒状直线电机2可以带着Z轴棒状直线电机4一起运动，从而实现X、Y、Z三个维度的移动，流水线6位于X轴棒状直线电机2、Y轴棒状直线电机3和Z轴棒状直线电机4的下方，Z轴棒状直线电机4的输出轴与插件头5连接，插件头5为实施例1的插件头，从而插件头可以在X、Y、Z三个维度方向上运动，而且插件头5本身还可以旋转，从而在多个维度上都可以移动或旋转，从而为准确抓取电子元件提供了基础。

Z轴棒状直线电机4上还设置有夹料定位相机7和放料定位相机8，放料定位相机8设置于夹料定位相机7的一侧，夹料定位相机7和放料定位相机8均与控制器连接，夹料定位相机7和放料定位相机8可以将夹料情况和放料情况 及时反馈给控制器，控制器根据该情况可以做出调整，从而实现精准的夹料和放料，夹料定位相机7设置于纵向调整导轨9上，从而实现夹料定位相机7的上下移动，放料定位相机8设置于横向调整导轨10上，从而实现放料定位相机8的前后移动。

流水线6包括若干个平行设置的可升降轨道61、皮带传动电机62、调宽电机63、若干个皮带轮64、升降托板65、调宽丝杆66和皮带67，升降托板65设置于可升降轨道61的下方，皮带轮64设置于可升降轨道61的侧边，皮带67设置于皮带轮64上，皮带传动电机62的输出轴与其中一个皮带轮64连接，调宽电机63设置于可升降轨道61的侧边，并且调宽电机63与调宽丝杆66通过皮带67连接，调宽丝杆63与可升降轨道61连接，皮带传动电机62和调宽电机63均与控制器连接。皮带传动电机62可以带动皮带轮64的转动，进而带动皮带67的移动，位于皮带67上的物料也可以随之移动，调宽电机63可以带动调宽丝杆66的移动，从而实现可升降轨道61的宽度的调节，而且几个可升降轨道61的宽度可以单独调节，也可以同时调节，本实施例中，可升降轨道61的数量为三个，升降托板65可以带动可升降轨道61的升降，以适用于不同尺寸的电子元件的夹取和放料作业。

其中一个可升降轨道61的端部的侧边设置有来料感应器68，来料感应器68与控制器连接，当来料感应器68感应到有来料来到时，就将该信号发送给控制器，控制器启动各电机(X轴棒状直线电机2、Y轴棒状直线电机3、Z轴棒状直线电机4、夹料定位相机7、放料定位相机8、皮带传动电机62和调宽电机63等)，开始作业。

升降托板65的靠近可升降轨道61的端部的一侧设置有顶针69，其中一个可升降轨道61的侧边设置有若干个定位气缸610，以实现对来料的定位，防止其在作业过程中的移动造成的作业误差。

本发明的工作原理为：

打开控制器，调宽电机63进行调宽，当来料感应器68感应到来料时，皮带传动电机62带动皮带67作业，进而带着来料前进，同时，控制器控制X轴棒状直线电机2、Y轴棒状直线电机3、Z轴棒状直线电机4开始作业，使得插件头5运动到所预定的位置上，此时，夹紧电机11的旋转带动钢丝软轴14旋转，进而带动椭圆连接件152旋转，从而使得精密滚子轴承153按椭圆凹槽的轨迹进行夹紧，在精密滚子轴承153运动的过程中，交叉滚子导轨155随之运动，运动到凹槽1524的2个近极点，从而带动机械指154运动，实现对电子元件的夹紧，夹料定位相机7进行夹料情况的捕捉并反馈给控制器，控制器根据情况进行微调，到达预定位置时，交叉滚子导轨155运动到凹槽1524的2个远极点，从而带动机械指154运动，实现对电子元件的放松，此时，放料定位相机8进行放料情况的捕捉并反馈给控制器，控制器根据情况进行微调，在预定位置进行放料，从而实现自动插件。

总之，本发明不仅能够实现X、Y、Z轴方向的移动，而且通过旋转电机12的旋转，还可以实现旋转作业，同时其流水线6的宽度可以调节，从而大大拓宽了其使用范围，而且通过使用本发明的插件头5，还能够实现精确的多种异形电子元件的夹取和插件作业，从而能够自动且高效地实现多种电子元件的插件作业，工作效率高，而且能够有效地节省人工成本。而且，X轴棒状直线电机、Y轴棒状直线电机、Z轴棒状直线电机是模块化的，不仅结构简单，而且便于维修、更换。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。