一種凸輪插針模組的製作方法

2023-12-09 21:26:01 4

本發明涉及電子行業加工設備技術領域，尤其涉及一種連接器插針的凸輪插針設備。

背景技術：

隨著電子產品大量普及及快速發展，對於用於電子產品之間的電子連接部件的需求也越來越大。電子連接部件的座體一般以塑膠注塑成型，即HOUSING（塑膠殼），在塑膠殼的主體上設置有用來插設端子的圓孔。對端子的插設，最傳統的方式是以手工方式將端子一一插入圓孔內。後來，人們採用插針機來進行插端子工作。傳統插針機的加工轉速通常只能達到每分鐘300~400轉，生產效率低下。

而隨著電子產品的飛速發展，且大多數電子產品都朝著更小、更精密地方向發展，這就使得人們對連接器端子的小型化、高密度化都提出了更高的要求，而顯然傳統插針機已無法滿足人們的加工需求。接著就出現了高速自動凸輪插針機，基本原理是通過馬達帶動凸輪作為動力來完成插針，如專利號為ZL 201310310304.3的發明專利公開了一種高速凸輪插針機，其採用了三套凸輪的結構，即夾緊定位和裁切均採用凸輪驅動，其缺點在於，第一，凸輪的製作極為精密，三套凸輪需要較高的成本，其控制結構也比較複雜，精度較低；第二，由於凸輪數量過多，導致速度還是不夠快，制約了插針的效率；第三，設備運行過程中的穩定性較差，這也會影響插針效果。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種結構設計更合理、插針速度快、配合精度高、綜合成本更低的凸輪插針模組。

為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：一種凸輪插針模組，包括插針機構和插針推動凸輪，其特徵在於：還包括有馬達、主軸、驅動輪及切刀機構，主軸通過聯軸器連接馬達，插針推動凸輪和驅動輪安裝於主軸上形成同軸固定，驅動輪連接有槓桿機構，切刀機構亦連接所述槓桿機構，插針推動凸輪通過一卸力機構連接一驅動板，插針機構亦與該驅動板連接，切刀機構與插針機構對接；所述驅動板安裝於一對滑軌上，所述卸力機構包括一組凸輪隨動器和一可擺動的卸力底座，凸輪隨動器固定於卸力底座上，凸輪隨動器一邊與插針推動凸輪對接，另一邊與一推動杆對接，推動杆固定於驅動板上，驅動板連接有復位裝置；通過插針推動凸輪推動凸輪隨動器連同卸力底座一起擺動，凸輪隨動器帶動推動杆隨之移動，由此帶動驅動板前進，從而推動插針機構前進完成插端子操作，驅動板由復位裝置帶動復位，由此形成往復。

進一步地，所述主軸通過軸承座固定於一下板中，在下板上安裝有前板、後板、側板及上板，上述各板將插針推動凸輪、驅動輪、槓桿機構和卸力機構圍蓋在內，插針機構和切刀機構露出於側板之外；所述滑軌安裝於後板上。

進一步地，所述驅動輪包括上驅動輪和下驅動輪，所述槓桿機構包括有上槓桿和下槓桿，切刀機構包括有上切刀和下切刀；下驅動輪連接下槓桿，下槓桿前端連接一下切刀滑座，下切刀滑座連接有下切刀固定座，下切刀安裝於下切刀固定座上，端子位於下切刀上，用於接受端子的塑膠殼（HOUSING）位於端子對面，由專門的固定機構固定，端子則由專門配備的機械手（當然人工也可以）送至端子放置位；上驅動輪連接上槓桿，上槓桿前端連接一上切刀滑座，上切刀通過上切刀滑座固定；上切刀滑座和下切刀滑座均與插針機構連接。

進一步地，下槓桿和上槓桿具有相同的結構，均包括有前臂和後臂，前臂與後臂之間形成上下錯落結構，且兩者由軸套連為一體，前臂前部設有滾軸，後臂後部設有驅動輪隨動輪，驅動輪隨輪與驅動輪對接；上槓桿和下槓桿各自通過一導軸活動固定於前板與後板之間形成槓桿結構。

進一步地，上切刀滑座具有一滑槽，上槓桿前部的滾軸卡於上切刀滑座的滑槽中形成上切刀可上下活動的結構；下切刀滑座也具有一滑槽，下槓桿前部的滾軸卡於下切刀滑座的滑槽中形成下切刀可上下滑動的結構。

進一步地，所述上驅動輪和下驅動輪具有相同的結構，其輪盤表面均為非平面結構，但輪盤的厚度均勻，其上均具有上凸部和下凹部，上凸部和下凹部相互交替，輪盤的表面為平滑過渡；上驅動輪和下驅動輪交錯設置；所述驅動輪隨動輪平行設有兩個，上驅動輪的輪盤卡於上槓桿的兩個驅動輪隨動輪之間，而下驅動輪的輪盤則卡於下槓桿的兩個驅動輪隨動輪之間；通過上驅動輪和下驅動輪的搖擺式轉動經驅動輪隨動輪轉換成上槓桿和下槓桿的搖擺動作以驅動上切刀和下切刀的上下移動。

進一步地，所述凸輪隨動器包括有兩個滾輪，均安裝於卸力底座的首端，其中一個滾輪與插針推動凸輪相接，另一個滾輪與推動杆相接。

進一步地，在下板上設有一固定塊，卸力底座的尾端通過一固定軸安裝於該固定塊上構成可擺動結構。

進一步地，上槓桿及下槓桿與各自的導軸之間分別通過一導套固定。

優選地，主軸的前端安裝有光電開關，光電開關靠近主軸的一側，與光電開關相配的遮光片則固定在主軸上，光電開關與遮光片一起由一保護板蓋住。光電開關的功能主要有兩點，一是確定（主軸、插針推動凸輪及驅動輪）相對零點；二是通過「回零點」的方式消除馬達（伺服電機）在運行過程中的累計誤差。

本發明通過採用非平面結構的普通圓形輪驅動切端子和採用插針推動凸輪驅動插針，整個過程可完全自動進行，避免了傳統採用多個凸輪驅動所存在的弊端，不僅將設備的綜合成本降低約三分之一，且將插針速度提高30%以上，同時插針精度也得到較大提升，並且提高了設備的運行穩定性和使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明主體部分結構圖；

圖2為本發明主體部分正面結構圖；

圖3為本發明主體部分側面結構圖；

圖4為本發明插針推動凸輪與插針機構裝配結構圖；

圖5為本發明插針推動凸輪與插針機構平面裝配圖；

圖6為本發明主軸與上下驅動輪及插針推動凸輪裝配結構圖；

圖7為本發明插針機構安裝結構圖；

圖8為槓桿結構圖；

圖9為上下驅動輪及齒輪工作過程時序示意圖。

圖中，1為馬達，2為聯軸器，3為軸承座，4為下板，5為主軸，6為後板，7為前板，8為下驅動輪，9為插針推動凸輪，10為上驅動輪，11為插針機構，12為驅動板，13為推動杆，14為卸力機構，15為滑軌，16為下槓桿，17為導軸，18為下切刀滑動座，19為固定柱，20為下切刀固定座，21為下切刀，22為上槓桿，23為上動刀滑座，24為上動刀，25為端子，26為塑膠殼，27為卸力底座，28為凸輪隨動器，29為固定軸，30為固定塊，31為光電開關，32為遮光片，33為後臂，34為前臂，35為軸套，36為驅動輪隨動輪，37為滾軸，38為導套。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。

除非另有定義，本文所使用的所有技術和科學術語與屬於本發明技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本發明中所使用的術語，如「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」等，只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本發明。

本實施例中，參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，所述凸輪插針模組，包括有馬達1、主軸5、驅動輪、插針推動凸輪9、插針機構11及切刀機構，主軸5通過聯軸器2連接馬達1，插針推動凸輪9和驅動輪安裝於主軸5上形成同軸固定，驅動輪連接有槓桿機構，切刀機構亦連接槓桿機構，插針推動凸輪9通過一卸力機構14連接一驅動板12，插針機構11與該驅動板12連接，切刀機構與插針機構11對接；所述驅動板12安裝於一對滑軌15上，所述卸力機構14包括一組凸輪隨動器28和一可擺動的卸力底座27，凸輪隨動器28固定於卸力底座27上，凸輪隨動器28一邊與插針推動凸輪9對接，另一邊與一推動杆13對接，推動杆13固定於驅動板12上，驅動板12連接有復位裝置（未圖示）；通過插針推動凸輪9推動凸輪隨動器28連同卸力底座27一起擺動，凸輪隨動器28帶動推動杆13隨之移動，由此帶動驅動板12前進，從而推動插針機構11前進完成插端子25操作，驅動板12由復位裝置帶動復位，由此形成往復。

所述主軸5通過軸承座3固定於一下板4中，在下板4上安裝有前板7、後板6、側板（未圖示）及上板（未標識）將插針推動凸輪9、驅動輪、槓桿機構和卸力機構14圍蓋在內，插針機構11和切刀機構露出於側板之外；所述滑軌15安裝於後板6上。

參照圖1、圖2、圖6和圖7，所述驅動輪包括上驅動輪10和下驅動輪8，所述槓桿機構包括有上槓桿22和下槓桿16，切刀機構包括有上切刀24和下切刀21；下驅動8輪連接下槓桿16，下槓桿16前端連接一下切刀滑座18，下切刀滑座18連接有下切刀固定座20，下切刀21安裝於下切刀固定座20上，端子25位於下切刀21上，用於接受端子25的塑膠殼26（即HOUSING）位於端子25對面，由專門的固定機構（不屬於本發明範圍，未圖示）固定，端子25則由專門配備的機械手（不屬於本發明範圍，未圖示）送至端子放置位（當然也可以人工送料）；上驅動輪10連接上槓桿22，上槓桿22前端連接一上切刀滑座23，上切刀24通過上切刀滑座23固定；上切刀滑座23和下切刀滑座18均與插針機構11連接。

參照圖1、圖3和圖8，下槓桿16和上槓桿22具有相同的結構，均包括有前臂34和後臂33，前臂34與後臂33之間形成上下錯落結構，且兩者由軸套35連為一體，前臂34前部設有滾軸37，後臂33後部設有驅動輪隨動輪36，驅動輪隨輪36與驅動輪對接；上槓桿22和下槓桿16各自通過一導軸19活動固定於前板7與後板6之間形成槓桿結構。

參照圖1、圖7和圖8，上切刀滑座23具有一滑槽，上槓桿22前部的滾軸37卡於上切刀滑座23的滑槽中形成上切刀24可上下活動的結構；下切刀滑座18也具有一滑槽，下槓桿16前部的滾軸37卡於下切刀滑座18的滑槽中形成下切刀21可上下滑動的結構。同時，由於上切刀滑座23和下切刀滑座18中滑槽的存在，使得上切刀24和下切刀21可以隨上切刀滑座23和下切刀滑座18在驅動板12的帶動做往復移動。

參照圖1、圖6和圖8，所述上驅動輪10和下驅動輪8具有相同的結構，其輪盤表面均為非平面結構，但輪盤的厚度均勻，其上均具有上凸部和下凹部，上凸部和下凹部相互交替，輪盤的表面為平滑過渡；上驅動輪10和下驅動輪8交錯設置；所述驅動輪隨動輪36平行設有兩個，上驅動輪10的輪盤卡於上槓桿22的兩個驅動輪隨動輪36之間，而下驅動輪8的輪盤則卡於下槓桿16的兩個驅動輪隨動輪36之間；通過上驅動輪22和下驅動輪16的搖擺式轉動經驅動輪隨動輪36轉換成上槓桿22和下槓桿16的搖擺動作以驅動上切刀24和下切刀21的上下移動。以上驅動輪10為例具體來說，當上驅動輪10的輪盤中的上凸部旋轉至驅動輪隨動輪36之間時，上槓桿22的尾端抬起，前端下壓，上切刀24向下運動；反之，當上驅動輪10的輪盤中的下凹部旋轉至驅動輪隨動輪36之間時，上槓桿22的尾端下壓，前端上翹，上切刀24向上運動。下切刀21和下驅動輪8的動作過程原理相同，區別在於，上驅動輪10和下驅動輪8是交錯設置的，因此，下切刀21和上切刀24的動作過程沿反方向進行，即當上切刀24向下運動時，下切刀21則向上運動。

參照圖4和圖5，所述凸輪隨動器28包括有兩個滾輪，均安裝於卸力底座27的首端，其中一個滾輪與插針推動凸輪9相接，另一個滾輪與推動杆13相接。

在下板4上設有一固定塊30，卸力底座27的尾端通過一固定軸29安裝於該固定塊30上構成可擺動結構。

參照圖1，上槓桿22及下槓桿16與各自的導軸19之間分別通過一導套38固定。

參照圖1、圖2和圖6，主軸5的前端安裝有光電開關31，光電開關31靠近主軸5的一側，與光電開關31相配的遮光片32則固定在主軸5上，光電開關31與遮光片32一起由一保護板（未標識）蓋住。光電開關31的功能主要有兩點，一是確定（主軸5、插針推動凸輪9及驅動輪）相對零點；二是通過「回零點」的方式消除馬達1（伺服電機）在運行過程中的累計誤差。

動作過程說明：

參照圖9，設定插針推動凸輪9和兩個驅動輪的時序中0°角為初始位置。

1，馬達1轉動，到21°角時，下驅動輪8通過下槓桿16撬動下切刀21向上移動，下切刀21開始託料動作；

2，到41°角時，上驅動輪22通過上槓桿22撬動上切刀24開始向下移動，上切刀24開始做切料動作；

3，到46°角時，下切刀21停止向上移動，下切刀21已託住端子25；

4，到86°角時，上切刀24停止向下移動，插針推動凸輪9開始推動插針機構11移動，已切斷端子25，開始插針（此時上下切刀已將端子25夾緊）；

5，到176°角時，插針機構11停止前移；端子已經插入塑膠殼（housing）；

6，到181°角時，上切刀24向上移動，下切刀21向下移動，上下切刀張開；

7，到196°角時，插針推動凸輪9推到插針機構11繼續前移，開始鉚端子入塑膠殼；

8，到201°角時，上切刀24停止向上移動，下切刀21停止向下移動，端子25繼續鉚入塑膠殼26；

9，到226°角時，插針機構11停止前移，端子25繼續鉚入塑膠殼26；

10，到246°角時，下切刀21繼續向下移動，端子25繼續鉚入塑膠殼26，下切刀21繼續張開；

11, 到261°角時，插針機構11開始後移，插針、鉚合完成；

12, 到266°角時，下切刀21停止向下移動，下切刀21回到起始位置；

13，到271°角時，上切刀24停止向上移動，上切刀24回到起始位置；

14，到341°角時，插針機構11停止後移，插針機構11回到起始位置；

15, 到360°角時，插針機構11回到初始狀態。

至此，一個周期的動作完成，如此周而復始。以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上已將本發明做一詳細說明，以上所述，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能限定本發明實施範圍，即凡依本申請範圍所作均等變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋範圍內。