一种高精度插件装置及插件机的制作方法

本发明涉及插件机技术领域，尤其涉及一种插件装置。

背景技术：

随着我国经济的不断发展和劳动保障制度的逐步完善，劳动力成本逐渐升高，劳动密集和产量波动是多数电子厂家的主要特点。大量劳动密集生产线的自动化替代问题越来越成为生产厂家关注的焦点。

pcb板插件与调试是电子整机生产的前道工序，也是传统的劳动密集型产业。经过了多年的发展，目前pcb板插件领域基本采用插件机进行插件，但是由于现有的插件机结构的局限，尤其插件模组的结构局限。作为插件机核心部件，整个插件模组的运动以及结构的配置直接影响了后期整个插件模组的工作效率和精度。而随着整个pcb板的发展，现有的插件结构虽然运动速度有了很大提升，但是随之而来的就是整个插件结构在高速下所带来稳定性问题。目前一台插件机的插件速率理论上可以达到18000-20000cph，由于整个插件结构高速运动，整个夹持插件的惯性强，导致了插件时夹持有插件的卡爪相对pcb板过于僵硬，插件接触后pcb板振动过大，使得整个插件机的插件质量难以保证。因此需要提供一种能实现高效精准插件的插件机来解决上述问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高精度、结构巧妙且插件效率高的插件装置及插件机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种高精度插件装置，包括与外部驱动机构连接的底座、升降机构、用于夹持工件的夹持机构以及旋转机构，所述夹持机构可沿升降机构的驱动方向滑动安装在底座上，所述旋转机构安装在底座上，且输出端与夹持机构的上端连接；所述升降机构安装在底座上，且输出端连接有缓冲机构，所述缓冲机构与夹持机构连接，升降机构通过缓冲机构带动夹持机构升降。

作为上述技术方案的改进，所述缓冲机构包括驱动座、推动座以及设置在驱动座与推动座之间的缓冲件，驱动座和推动座均可滑动安装在底座上；所述驱动座与升降机构的输出端连接，所述推动座的一侧设置有推动部，所述夹持机构可转动安装在推动部上。

作为上述技术方案的改进，所述缓冲件设置有若干组，每组缓冲件包括锁紧螺杆和弹性件，所述锁紧螺杆的两端分别活动穿过驱动座和推动座，并通过锁紧螺母锁紧；所述弹性件活动套装在锁紧螺杆位于驱动座和推动座之间的位置上，弹性件的两端分别与驱动座和推动座连接。

作为上述技术方案的改进，所述升降机构包括安装在底座上的升降电机以及与升降电机连接的驱动丝杆，所述驱动丝杆的输出端依次活动穿过驱动座和推动座，所述驱动座上设置有配合驱动丝杆的丝杆套。

作为上述技术方案的改进，所述夹持机构包括中空的升降轴、快换座以及气动夹持手，所述升降轴的外侧壁沿其轴线方向设置有键槽，所述升降轴的上部插装在底座上的驱动机构内，所述驱动机构与旋转机构的输出端连接，所述驱动机构内设置有配合键槽的花键；所述升降轴的下部通过轴承可转动安装在推动部上；所述快换座连接在升降轴的下端，所述气动夹持手插装并卡置在快换座内；所述升降轴的上端通过输气管与外部气源连通，外部气源提供的压力气可依次通过升降轴、快换座进入到气动夹持手内，并控制气动夹持手开合动作。

作为上述技术方案的改进，所述驱动机构包括转动轴套和设置在转动轴套上的同步轮，所述转动轴套通过轴承可转动安装在底座上，所述花键设置转动轴套内。

作为上述技术方案的改进，所述旋转机构包括安装在底座上的旋转电机以及设置在旋转电机输出端上的皮带轮，所述皮带轮通过同步带与驱动机构连接。

作为上述技术方案的改进，所述快换座设置有中空的定位套、套装在定位套外的压紧环以及弹簧，所述弹簧套装在定位套上，且两端分别连接定位套与压紧环，所述定位套上设置有顶压孔，顶压孔内设置有可自由滚动并在径向上有活动量的滚珠；弹簧可迫使压紧环顶推滚珠透过定位套压紧气动夹持手的输入端。

作为上述技术方案的改进，所述气动夹持手包括可插装在定位套内的插装部、与插装部连通的缸体以及可活动插装在缸体内的卡头；所述缸体下端两侧均设置有滑槽，所述卡头包括活动插装在缸体内的顶压头、设置在顶压头输出端的v型开口以及一对可配合夹持工件的手指，两个手指分别滑动安装在滑槽内，两个手指相邻的一端均设置有插槽孔，外部气源可向升降轴内输送压力气，迫使顶压头伸出；当顶压头伸出后，v型开口可插入插槽孔内，并迫使两个手指夹持工件。

一种插件机，包括上述的一种高精度插件装置。

本发明的有益效果有：

本插件装置利用升降机构通过缓冲机构驱动夹持机构进行升降，使得整个夹持机构在高速插件时，与pcb板能进行软接触，避免了夹持机构高速运动的惯性对pcb板造成的震动影响，提高了插件的精度。此外，旋转机构和升降机构分别对应驱动一个夹持机构，使得整个夹持机构自由度高，整体结构紧凑简单，便于后期多个插件装置的集成。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明实施例的结构示意图一；

图2是本发明实施例的结构示意图二；

图3是本发明实施例的结构示意图三；

图4是本发明实施例中夹持机构的结构示意图图；

图5是本发明实施例中快换座的剖视图；

图6是本发明实施例中气动夹持手的剖视图。

具体实施方式

参见图1至图6，本发明的一种插件机，尤其是一种高精度插件装置。其中，插件机包机架以及设置在机架上的驱动结构，插件装置安装在插件机的驱动结构上。所述插件装置，包括与外部驱动机构连接的底座1、升降机构2、用于夹持工件的夹持机构3以及旋转机构4，所述夹持机构3可沿升降机构2的驱动方向滑动安装在底座1上，所述旋转机构4安装在底座1上，且输出端与夹持机构3的上端连接；所述升降机构2安装在底座1上，且输出端连接有缓冲机构5，所述缓冲机构5与夹持机构3连接，升降机构2通过缓冲机构5带动夹持机构3升降。在本申请中，底座1的背部安装有滑块，可以滑动安装在外部结构的滑行轨道上，在本申请中的外部驱动机构是常规的龙门式空间十字滑行机构，这样可以实现常规的空间插件。夹持机构3在本申请中为了机构简便，选用的是气动控制夹持机构3进行开合夹持工件。

参见图1至图3，所述缓冲机构5包括驱动座51、推动座52以及设置在驱动座51与推动座52之间的缓冲件53，驱动座51和推动座52均可滑动安装在底座1上；所述驱动座51与升降机构2的输出端连接，所述推动座52的一侧设置有推动部54，所述夹持机构3可转动安装在推动部54上。该结构的设计可以有效将整个夹持机构3被高速带动插件的时候，缓冲机构5能有效吸收缓冲整个夹持机构3的动能，减少了夹持机构3的惯性作用力，避免对pcb板的过硬接触插件。进一步，在本实施例中，底座1上还设置有竖轨12，驱动座51与推动座52均滑动安装在竖轨12上。

其中，在本实施例中所述缓冲件53设置有若干组，每组缓冲件53包括锁紧螺杆55和弹性件56，所述锁紧螺杆55的两端分别活动穿过驱动座51和推动座52，并通过锁紧螺母锁紧；所述弹性件56活动套装在锁紧螺杆55位于驱动座51和推动座52之间的位置上，弹性件56的两端分别与驱动座51和推动座52连接。其中，缓冲件53是均匀设置在驱动座51和推动座52的周侧，其中驱动座51和推动座52的边沿上均设置有安装孔位，便于锁紧螺杆55穿过，而且锁紧螺母可以调节弹性件56的张力，使得整个缓冲机构5适应不同的插件力度大小。而在本实施例中，由于驱动座51和推动座52是通过缓冲件53连接的，两者之间的连接并不是固定的，为了更好地防止驱动座51和推动座52相对偏移，驱动座51上设置有插杆，而推动座52上设置有配合插杆的插孔，起到定位的作用。

参见图1和图2，所述升降机构2包括安装在底座1上的升降电机21以及与升降电机21连接的驱动丝杆22，所述驱动丝杆22的输出端依次活动穿过驱动座51和推动座52，所述驱动座51上设置有配合驱动丝杆22的丝杆套57。需要特别说明的是，在本实施例中，底座1上设置有两个向外伸出并上下设置的安装耳11，驱动丝杆22可转动安装在两个安装耳11之间，而升降电机21向下安装在上端的安装耳11上，当然为了减少整个传动的振动，升降电机21与驱动丝杆22之间设置有联轴器。在上述的实施例中我们可以得出推动座52是相对于驱动座51活动的，因此推动座52在实际的使用中不应该与驱动丝杆22有接触。而在本实施例中，为了整体结构紧凑，驱动座51和推动座52均在两个安装耳11之间活动，因此本实施例中推动座52设置有活动通孔，驱动丝杆22活动穿过活动通孔。

参见图4至图6，所述夹持机构3包括中空的升降轴31、快换座32以及气动夹持手33，所述升降轴31的外侧壁沿其轴线方向设置有键槽34，所述升降轴31的上部插装在底座1上的驱动机构6内，所述驱动机构6与旋转机构4的输出端连接，所述驱动机构6内设置有配合键槽34的花键；所述升降轴31的下部通过轴承可转动安装在推动部54上；所述快换座32连接在升降轴31的下端，所述气动夹持手33插装并卡置在快换座32内；所述升降轴31的上端通过输气管与外部气源连通，外部气源提供的压力气可依次通过升降轴31、快换座32进入到气动夹持手33内，并控制气动夹持手33开合动作。在实际的使用中，升降轴31的上端通过软管与外部的气源连通，而驱动机构6可以相对升降轴31能同时实现相对滑移以及同步转动的问题，有效解决了结构紧凑设置的问题。

针对于上述实施例中的问题，本申请给出了一种关于驱动机构6的具体结构实施例，其中，所述驱动机构6包括转动轴套61和设置在转动轴套61上的同步轮62，所述转动轴套61通过轴承可转动安装在底座1上，其中是安装在上部的安装耳11中。所述花键设置转动轴套61内孔的内壁上。为此，所述旋转机构4包括安装在底座1上的旋转电机41以及设置在旋转电机41输出端上的皮带轮42，所述皮带轮42通过同步带与驱动机构6连接。为了结构的简便性，旋转电机41亦是安装在与转动轴套61相同一个的安装耳11上，减少了空间的跨越。

参见图5，所述快换座32设置有中空的定位套321、套装在定位套321外的压紧环322以及弹簧323，所述弹簧323套装在定位套321上，且两端分别连接定位套321与压紧环322，所述定位套321上设置有顶压孔324，顶压孔324内设置有可自由滚动并在径向上有活动量的滚珠325；弹簧323可迫使压紧环322顶推滚珠325透过定位套321压紧气动夹持手33的输入端。

所述定位套321设置有锁紧部和台肩部，所述升降轴31下端插装在台肩部内，所述气动夹持手33插装在锁紧部内，且与升降轴31连通；所述顶压孔324设有若干组，所有顶压孔324内沿周向均匀设置在锁紧部上，所有滚珠325位于顶压孔324的部分均可透过锁紧部的内壁并顶压气动夹持手33接入端的外壁，所述压紧环22设置有可挤压滚珠325的挤压部，所述弹性件23套装在锁紧部上，且两端分别连接台肩部与挤压部，所述弹性件23可迫使挤压部将滚珠325顶压在顶压孔324内。

参见图6，所述气动夹持手33包括可插装在定位套321内的插装部331、与插装部331连通的缸体332以及可活动插装在缸体332内的卡头；插装部331为中空结构，可以连通定位套321，两者之间设置有密封圈。所述缸体332下端两侧均设置有滑槽333，所述卡头包括活动插装在缸体332内的顶压头334、设置在顶压头334输出端的v型开口335以及一对可配合夹持工件的手指336，两个手指336分别滑动安装在滑槽333内，两个手指336相邻的一端均设置有插槽孔337，外部气源可向升降轴31内输送压力气，迫使顶压头334伸出；当顶压头334伸出后，v型开口335可插入插槽孔337内，并迫使两个手指336夹持工件。在本实施例中，插装部331插装在锁紧部内，所有滚珠325位于顶压孔324的部分均可透过锁紧部的内壁并顶压插装部331的外壁，进而整个气动夹持手33被卡紧。当然为了使得两个手指336能自动复位，可以在卡头内设置有弹簧，外部的气体在顶压卡头向外伸出时，弹簧被压缩，当外部气体被撤掉之后，卡头在弹簧的作用下复位，而两个手指336失去v型开口335的约束能自由运动。为了实现两个手指336自动复位，两者之间可以设置一个外部的弹簧，这样即可在卡头复位的同时，两个手指336实现自动复位。本插件装置利用升降机构2通过缓冲机构5驱动夹持机构3进行升降，使得整个夹持机构3在高速插件时，与pcb板能进行软接触，避免了夹持机构3高速运动的惯性对pcb板造成的震动影响，提高了插件的精度。此外，旋转机构4和升降机构2分别对应驱动一个夹持机构3，使得整个夹持机构3自由度高，整体结构紧凑简单，便于后期多个插件装置的集成。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。