一种模具式自动插塞装置及其插塞方法与流程

本发明涉及线束加工治具技术领域，特别是一种模具式自动插塞装置及其插塞方法。

背景技术：

线束加工行业里，有一种线束产品需要通过将线缆插入塑壳的阴模孔来相互连接，而塑壳的阴模孔中未用部分需要使用塞子来插入其中，以起到绝缘作用。现有的插塞塞子的技术，通常使用机械手将塞子一个个塞入，由于塑壳的阴模孔直径通常比较小，孔间的距离也很窄，机械手插入速度比较慢，而且插入的可靠性比较差，产品生产的效率比较低，质量也难以保证。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种模具式自动插塞装置及其插塞方法，能够提高插塞效率。

本发明采取的技术方案为：一种模具式自动插塞装置，包括夹持机构、插塞机构、整形机构和控制器；

所述夹持机构可拆卸固定塑壳模具；

插塞机构包括模板单元、孔位切换驱动单元和模板移位驱动单元，孔位切换驱动单元和模板移位驱动单元分别包括第一驱动气缸和第二驱动气缸；模板单元包括模板，模板上设有插孔阵列；模板单元安装于孔位切换驱动单元上，孔位切换驱动单元安装于模板移位驱动单元上；所述第二驱动气缸的伸缩可带动孔位切换驱动单元和模板单元移动，从而带动模板移动至塑壳模具上方或远离塑壳模具；所述第一驱动气缸的伸缩可带动模板单元移动，从而带动模板在第一插塞位置与第二插塞位置之间切换移动，使得其上插孔与塑壳模具上的不同阴模孔相通，且模板位于第一插塞位置时与插孔相通的阴模孔，和模板位于第二插塞位置时与插孔相通的阴模孔的总和，为塑壳模具的全部阴模孔；

整形机构包括冲头模块和冲头升降驱动单元，冲头模块安装于冲头升降驱动单元上，冲头模块上的冲头数量和排列结构与模板上的插孔相适应；冲头升降驱动单元包括第三驱动气缸，第三驱动气缸的伸缩可带动冲头模块上下移动，从而使得当塑壳模具位于冲头模块下方时，冲头可贯穿模板以将模板插孔中的插塞推送至塑壳模具的阴模孔中；

所述第一驱动气缸、第二驱动气缸和第三驱动气缸的控制端分别连接控制器。

进一步的，本发明还包括工作台和工位切换驱动机构；所述夹持机构与插塞机构通过滑动座滑动安装于工作台面上，工位切换驱动机构连接所述滑动座，且工位切换驱动机构的运行可带动滑动座在工作台面上移动，从而带动缸体上的夹持机构及塑壳模具移动至插塞工位或整形工位。插塞工位即靠近插塞机构并位于插塞下料口下方，可利用插塞机构完成插塞工序的位置。整形工位即整形冲头下方的位置。工位切换驱动机构可通过气缸伸缩实现夹持机构连同塑壳模具在插塞工位和整形工位之间的移动。工位切换驱动机构可采用气缸的形式，也可采用电缸的形式实现。

更进一步的，本发明还包括设置于插塞工位上方的上料机构，上料机构包括料仓和下料通道，下料通道一端与料仓连通另一端设有出料口，插塞机构与塑壳模具位于插塞工位时，所述出料口朝向塑壳模具上方的模板插孔。从而可使得从出料口流出的塞子进入各插孔中。为了更加方便放料，所述出料口可设置为多出口型，出口的排列对模板上的插孔相应。

可选的，夹持机构包括固连的夹持底座和塑壳座，塑壳模具可拆卸固定于塑壳座内。

可选的，模板单元还包括模板座和定位销，模板座包括上压板和下压板，模板一端位于上、下压板之间，并通过定位销固连上、下压板，模板另一端上设有所述插孔；

孔位切换驱动单元还包括第一滑台，模板单元的模板座固定安装于第一滑台上；第一滑台滑动安装于第一驱动气缸的缸体上，且其一端固连第一驱动气缸的伸缩杆端部。

可选的，模板移位驱动单元还包括第二滑台，第一驱动气缸的缸体固定安装于第二滑台上，第二滑台滑动安装于第二驱动气缸的缸体上，且其一端固连第二驱动气缸的伸缩杆端部。

可选的，模板上插孔的直径略大于塑壳模具中阴模孔的直径。因为塞子是具有一定弹性的，设置模板上的插孔略大，如正好等于非压缩状态下塞子的直径，则可使得塞子能够无障碍的放入模板的阴模孔中，避免弹落。

作为一种实施方式，塑壳模具中，奇数排阴模孔与偶数排阴模孔的排列结构相同，模板上的插孔数量为塑壳模具中阴模孔数量的1/2，且插孔可与塑壳模具中奇数排阴模孔或偶数排阴模孔一一对应连通。所述奇数排与偶数排的排列方向为模板移动方向，每次插塞仅对其中的奇数排或偶数排阴模孔进行操作，可避免因阴模孔数量较多、间距较小带来的插塞操作效率低下。

作为另一种实施方式，以第一驱动气缸的伸缩方向作为插孔阵列的列方向，模板上的插孔至少比塑壳模具中的阴模孔多一行；且插孔阵列在行方向以及列方向上皆对应塑壳模具中的阴模孔间隔设置，使得模板位于第一插塞位置或第二插塞位置时，与模板上的插孔相通的阴模孔皆为塑壳模具中非相邻的阴模孔。由于相邻阴模孔之间的距离较小，对应阴模孔间隔设置插孔可使得插孔为适应无压缩状态下插塞外轮廓而适当扩大时，不会导致相邻插孔之间导通。

可选的，整形机构中，冲头模块通过安装板与第三驱动气缸的伸缩杆连接；冲头模块与安装板之间通过定位销轴可拆卸固定连接。

本发明还公开基于前述模具式自动插塞装置的插塞方法，包括：

s1，通过控制器控制工位切换驱动机构带动插塞机构与夹持机构移动至插塞工位；

s2，通过控制器控制第二驱动气缸带动模板移动至第一插塞位置，使得模板上的插孔与塑壳模具中第一部分阴模孔对应相通；

s3，将塞子置入当前与阴模孔相通的模板各插孔中；

s4，通过控制器控制工位切换驱动机构带动插塞机构与夹持机构移动至整形工位；

s5，通过控制器控制第三驱动气缸带动冲头模块向下移动，以将模板插孔中的塞子推送至塑壳模具的阴模孔中，然后控制冲头模块复位；

s6，通过控制器控制工位切换驱动机构带动插塞机构与夹持机构回移至插塞工位；

s7，通过控制器控制第一驱动气缸，带动模板移动至第二插塞位置，使得模板上的插孔与尚未插塞的第二部分阴模孔相通；然后重复步骤s4至s5，使得塑壳模具中的所有阴模孔皆插塞完成；

所述第一部分阴模孔与第二部分阴模孔无重叠，且两者之和为塑壳模具的全部阴模孔。有益效果

本发明通过多驱动机构的组合能够实现插塞的导向以及推送，其中，插塞机构能够确保待插入的塞子对齐塑壳模具中的阴模孔，且减少散落情况；整形机构能够将已经置入模板插孔中的塞子推送至下方的塑壳模具阴模孔中。同时本发明通过模板的插孔结合驱动机构设计，可实现对模具阴模孔的分批插塞，即奇数排阴模孔和偶数排阴模孔分别插塞和整形，或者相邻阴模孔分次分别插塞和整形，可简化多孔情况下的工序难度，设计巧妙，简单实用，能够实现将很小的塞子快速、准确、可靠、分批同时插入空间窄小的塑壳阴模孔中，提高塞子插入的效率。

附图说明

图1所示为本发明一种实施例的自动插塞装置示意图；

图2所示为图1中圆形区域结构放大示意图；

图3所示为插塞机构结构示意图；

图4所示为图3中模板的左视结构示意图；

图5所示为一种实施例的图4的俯视结构示意图；

图6所示为另一种实施例的图4的俯视结构示意图；

图7所示为夹持机构结构示意图；

图8所示为图7的俯视图；

图9所示为整形机构结构示意图；

图10为图9的仰视图。

图1至图10中，01-插塞机构，02-整形机构，03-上料结构，04-视觉检测机构，1-夹持底座，2-塑壳座，3-塑壳模具，4-定位销轴，5-模板座，6-模板，7-第一驱动（孔位切换驱动）气缸，71-第一滑台，8-第一气缸安装板，9-第二驱动（模板移位驱动）气缸，91-第二滑台，10-滑动座，11-工作台，31-定位销轴，32-第三驱动气缸，33-冲头模块安装板，34-冲头模块，35-冲头。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

实施例1

参考图2所示，本实施例的模具式自动插塞装置，包括夹持机构、插塞机构01、整形机构02和控制器；

所述夹持机构可拆卸固定塑壳模具3；

插塞机构包括模板单元、孔位切换驱动单元和模板移位驱动单元，孔位切换驱动单元和模板移位驱动单元分别包括第一驱动气缸7和第二驱动气缸9；模板单元包括模板6，模板6上设有至少与塑壳模具3上奇数排或偶数排阴模孔对应的插孔；模板单元安装于孔位切换驱动单元上，孔位切换驱动单元安装于模板移位驱动单元上；所述第二驱动气缸9的伸缩可带动孔位切换驱动单元和模板单元移动，从而带动模板6移动至塑壳模具3上方或远离塑壳模具3；所述第一驱动气缸7的伸缩可带动模板单元移动，从而带动模板6移动，使得其上插孔与塑壳模具3上的奇数排阴模孔或偶数排阴模孔相通；

整形机构02包括冲头模块34和冲头升降驱动单元，冲头模块34安装于冲头升降驱动单元上，冲头模块上的冲头35数量和排列结构与模板6上的插孔相适应；冲头升降驱动单元包括第三驱动气缸32，第三驱动气缸32的伸缩可带动冲头模块34上下移动，从而使得当塑壳模具3位于冲头模块下34方时，冲头35可贯穿模板插孔以将模板插孔中的塞子推送至塑壳模具3的阴模孔中；

所述第一驱动气缸7、第二驱动气缸9和第三驱动气缸35的控制端分别连接控制器。

本发明中，控制器可采用常规工控机或者微控制器实现，工控机或微控制器对气缸的伸缩控制为现有技术。

实施例1-1

在实施例1的基础上，参考图1至图8所示，本实施例中，还包括工作台11、工位切换驱动机构和上料机构03。夹持机构与插塞机构01通过滑动座滑动安装于工作台面上，工位切换驱动机构连接所述滑动座，且工位切换驱动机构的运行可带动滑动座在工作台面上移动，从而带动缸体上的夹持机构及塑壳模具移动至插塞工位或整形工位。工位切换驱动机构可采用气缸的形式，也可采用电缸的形式实现。

结合图1和图2所示，工位切换驱动机构采用电缸的形式，即采用伺服电机与丝杠的组合，伺服电机固定于工作台上，其控制端连接控制器，输出轴固连丝杠，丝杠转动连接于滑动座内部。当需要工位切换时，控制伺服运行，丝杠正转或反转，即带动滑动座上的夹持机构与插塞机构同时移位，并可在插塞工位与整形工位之间切换。

若采用气缸的形式，可将气缸缸体固定于工作台面上，气缸活塞杆连接滑动座，控制气缸动作即可实现工位切换。

上述插塞工位即靠近插塞机构并位于插塞下料口下方，可利用插塞机构完成插塞工序的位置。整形工位即整形冲头下方的位置。工位切换驱动机构可通过气缸伸缩实现夹持机构连同塑壳模具在插塞工位和整形工位之间的移动。

结合图1和图2所示，上料机构03包括料仓和下料通道，下料通道一端与料仓连通另一端设有出料口，插塞机构与塑壳模具位于插塞工位时，所述出料口朝向塑壳模具上方的模板插孔。从而可使得从出料口流出的塞子进入各插孔中。为了更加方便放料，所述出料口可设置为多出口型，出口的排列对模板上的插孔相应。

参考图3，夹持机构包括固连的夹持底座1和塑壳座2，塑壳模具3可拆卸固定于塑壳座2内。

模板单元还包括模板座和定位销，模板座包括上压板和下压板，模板一端位于上、下压板之间，并通过定位销固连上、下压板，模板另一端上设有所述插孔；

孔位切换驱动单元还包括第一滑台71，模板单元的模板座5固定安装于第一滑台71上；第一滑台71滑动安装于第一驱动气缸7的缸体上，且其一端固连第一驱动气缸7的伸缩杆端部。

模板移位驱动单元还包括第二滑台91，第一驱动气缸7的缸体固定安装于第二滑台91上，第二滑台91滑动安装于第二驱动气缸9的缸体上，且其一端固连第二驱动气缸9的伸缩杆端部。

结合图7和图8，本实施例中，夹持机构可设置多个塑壳座，用于夹持两个或以上塑壳模具，图7和图8中，两个塑壳座并排设置，分别夹持一个塑壳模具。各塑壳模具中分别有4排阴模孔，且奇数排阴模孔与偶数排阴模孔的排列结构相同。

作为模板上插孔的一种实施方式，结合图4和图5所示，与图7和图8对应的，模板端部分别对应一个塑壳模具设置了插孔阵列。模板上的插孔数量为塑壳模具中阴模孔数量的1/2，即2排，且插孔可与塑壳模具中奇数排阴模孔或偶数排阴模孔一一对应连通。

作为模板上插孔的另一种实施方式，以第一驱动气缸的伸缩方向作为插孔阵列的列方向，模板上的插孔至少比塑壳模具中的阴模孔多一行；且插孔阵列在行方向以及列方向上皆对应塑壳模具中的阴模孔间隔设置，使得模板位于第一插塞位置或第二插塞位置时，与模板上的插孔相通的阴模孔皆为塑壳模具中非相邻的阴模孔。由于相邻阴模孔之间的距离较小，对应阴模孔间隔设置插孔可使得插孔为适应无压缩状态下插塞外轮廓而适当扩大时，不会导致相邻插孔之间导通。结合图4和图6所示，与图7和图8对应的，插孔设有4列5行（排），相邻行/列之间，插孔皆交错间隔设置，同一行或同一列中，相邻插孔的中心间距，等于塑壳模具中一个阴模孔两侧相邻的两个阴模孔之间的中心间距。

图6的实施例下，插孔阵列比阴模孔多出的行数可不止为1行，该多出的行数设置与第一插塞位置和第二插塞位置之间的位移差相结合，使得第一插塞位置与第二插塞位置时，与模板上插孔相通的阴模孔为不同阴模孔，且两次相通的阴模孔没有重合，总和为全部阴模孔即可。如图6则可为，第一插塞位置时，位于模板最前端的一排到倒数第二排的插孔与一半数量的阴模孔一一相通，第二插塞位置时，位于模板最后端的一排到第二排的插孔与剩余一半数量的阴模孔一一相通，至此，所有阴模孔皆可被操作插塞。

模板6上插孔的直径略大于塑壳模具中阴模孔的直径。因为塞子是具有一定弹性的，设置模板上的插孔略大，如正好等于非压缩状态下塞子的直径，则可使得塞子能够无障碍的放入模板的阴模孔中，避免弹落。

参考图9和图10，整形机构02中，冲头模块34通过安装板33与第三驱动气缸32的伸缩杆连接；冲头模块34与安装板33之间通过定位销轴31可拆卸固定连接。

实施例2

本实施例为基于实施例1-1中模具式自动插塞装置的插塞方法，包括：

s1，通过控制器控制工位切换驱动机构带动插塞机构与夹持机构移动至插塞工位；

s2，通过控制器控制第二驱动气缸带动模板移动至第一插塞位置，使得模板上的插孔与塑壳模具中第一部分阴模孔对应相通；

s3，将塞子置入当前与阴模孔相通的模板各插孔中；

s4，通过控制器控制工位切换驱动机构带动插塞机构与夹持机构移动至整形工位；

s5，通过控制器控制第三驱动气缸带动冲头模块向下移动，以将模板插孔中的塞子推送至塑壳模具的阴模孔中，然后控制冲头模块复位；

s6，通过控制器控制工位切换驱动机构带动插塞机构与夹持机构回移至插塞工位；

s7，通过控制器控制第一驱动气缸，带动模板移动至第二插塞位置，使得模板上的插孔与尚未插塞的第二部分阴模孔相通；然后重复步骤s4至s5，使得塑壳模具中的所有阴模孔皆插塞完成；

所述第一部分阴模孔与第二部分阴模孔无重叠，且两者之和为塑壳模具的全部阴模孔。

参考图4至图8，本实施例的模板插孔优选采用对应塑壳模具中阴模孔间隔设置的实施方式，即图6：以第一驱动气缸的伸缩方向作为插孔阵列的列方向，模板上的插孔至少比塑壳模具中的阴模孔多一行；且插孔阵列在行方向以及列方向上皆对应塑壳模具中的阴模孔间隔设置，使得模板位于第一插塞位置或第二插塞位置时，与模板上的插孔相通的阴模孔皆为塑壳模具中非相邻的阴模孔。由于相邻阴模孔之间的距离较小，对应阴模孔间隔设置插孔可使得插孔为适应无压缩状态下插塞外轮廓而适当扩大时，不会导致相邻插孔之间导通。

综上，本发明能够实现将很小的塞子快速、准确、可靠、分批同时插入空间窄小的塑壳阴模孔中，提高塞子插入的效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。