一种具有锁位结构的插件头的制作方法

本发明涉及插件机技术领域，尤其涉及一种插件头。

背景技术：

传统插件机的夹持头都是采用分体式进行工作，即每个夹持头都安装在对应伸缩气缸和转动机构上，虽然具有单独控制方便，单体结构简单的特点，但是占用空间大，伸缩和转动机构为两个独立系统，通过不同的机构进行驱动插件，在需要适应不同的工况时只能通过该更换整个模块或者修改控制系统，整体结构冗余。

目前由于电子产品的体积越做越小，插件也越做越小，因此需要在狭小的空间内进行插件。而目前市场上的插件头虽然也有少量集成插件头，能实现多个夹持头联动。在需要差异动作时，这类集成插件头中不工作的夹持头也会跟随工作的夹持头一起动作伸出，使得与线路板上的工件进行运动干涉，造成损伤线路板。虽然这类集成的插件头虽然能实现多个夹持头联动，但是每个夹持头并不具有锁位功能。因此如何改善这类集成度高所存在的问题，是目前插件机发展急需解决的问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种集成度高，具有锁位功能的插件头。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种具有锁位结构的插件头，包括

安装基座，可滑动在外部结构上，底部设置有锁紧架；

夹持组件，用于夹持工件，其上端可转动地安装在安装基座上，其下部设置有具有至少两个伸出端的锁紧构件，锁紧构件的一伸出端可伸出卡置在锁紧架上；

转动组，设置在安装基座上，且可驱动夹持组件转动；

升降组，在安装基座的底部设置有升降架以及可在升降架上滑动升降的卡位构件；

所述锁紧构件另一伸出端可伸出并卡置在卡位构件内，卡位构件可通过与锁紧构件的配合带动夹持组件进行升降。

作为上述技术方案的改进，所述锁紧构件设置有安装在夹持组件上的固定座，所述伸出端包括第一卡销和第二卡销，第一卡销和第二卡销均可伸缩设置在固定座上，所述第一卡销可伸入卡位构件内，卡位构件可通过与第一卡销的配合带动夹持组件进行升降；所述锁紧架设置在升降架的一侧，所述第二卡销可伸出配合锁紧架限制夹持组件升降。

作为上述技术方案的改进，所述固定座内设置有与外部空压设备连接的气腔，所述气腔靠近升降架的一侧设置有第一孔，第一卡销安装在第一孔内并可沿第一孔轴线方向运动，所述气腔远离升降架的一侧设置有第二孔，所述第二卡销安装在第二孔内并可沿第二孔轴线方向运动。

作为上述技术方案的改进，所述锁紧架包括定位框和安装块，所述定位框任意相邻的两边框贴合安装在安装基座与升降架之间的拐角处上，所述定位框的下边框设置有用于限位固定座上升的缓冲块，所述安装块的一端安装在定位框远离升降架一侧的边框下部，所述安装块下部设置有配合第二卡销的顶压构件。

作为上述技术方案的改进，所述安装块的下部设置有安装孔，所述顶压构件设置在安装孔内，所述顶压构件包括安装筒、压簧以及顶珠，所述安装筒安装在安装孔内，且开口的一端指向升降架，所述顶珠可滚动安装在安装筒内，且可卡置在安装筒开口的一端，压簧设置在安装筒内，且两端分别抵接安装筒的底部和顶珠，所述第二卡销的端部设置有配合顶珠的凹陷。

作为上述技术方案的改进，所述安装基座上还设置有与外部气源连通的控制组，所述夹持组件还包括可转动安装在安装基座上的驱动轴以及安装在驱动轴下端的夹持构件，控制组可控制夹持构件开合夹持工件，所述固定座设置在驱动轴的下部；所述驱动轴为中空结构，所述驱动轴的上端与控制组输出端连通；所述驱动轴通过转动轴承安装在安装基座上，所述驱动轴上套装有转动轮，所述转动轮与转动组的输出端连接；所述驱动轴可相对转动轴承以及转动轮沿其轴向上下滑移。

作为上述技术方案的改进，所述夹持构件包括安装在驱动轴下端的快换接头以及可开合夹持工件的夹爪，所述夹爪卡装在快换接头内，所述夹爪内设置有一对可相互配合夹取工件并可复位的手指以及用于迫使两个手指开合的顶压头，所述顶压头活动插装在夹爪内，两个手指安装在夹爪位于顶压头输出端的位置上，所述驱动轴通过可快换接头与夹爪连通，当控制组向驱动轴内输送压力气体时，压力气体可将顶压头从夹爪内顶出，所述顶压头可迫使两个手指相向运动并夹持工件。

作为上述技术方案的改进，所述升降组还包括安装在安装基座上的升降电机和可滑动安装在升降架上的横杆，卡位构件设置在横杆上，卡位构件设置有卡位；所述卡位设置在第一卡销输出端正对的一侧且第一卡销可插装在卡位内，所述升降架的下端设置有活动轮，所述升降电机的输出端通过第一皮带与活动轮连接，所述横杆的一端通过夹块夹紧在第一皮带上，所述升降电机可通过第一皮带驱动横杆在升降架上滑动，当第一卡销伸出插入卡位内时，所述升降电机可带动夹持组件升降。

作为上述技术方案的改进，所述转动组包括伺服电机，所述伺服电机安装在安装基座上侧，所述伺服电机通过驱动皮带可带动转动轮转动，所述安装基座上设置有调节驱动皮带松紧的从轮，所述从轮设置在驱动皮带的外侧。

一种集成插件机构，包括插件头，所述安装基座上设置有若干组夹持组件，所述转动组通过驱动皮带依次带动夹持组件转动；每组夹持组件均对应有一所述锁紧架，所述升降架上位于每组夹持组件对应位置均设置有所述卡位构件，所述升降架至少可驱动一组卡位构件在其上滑动，并带动对应的夹持组件升降。

本发明的有益效果有：

本插件头在安装基座的底部设置有锁紧架，在每个夹持组件上设置有锁紧构件，锁紧构件上设置有至少两个伸出端，锁紧构件的一伸出端可伸出卡置在锁紧架上，进而实现了锁紧该夹持组件的升降运动，保证了整个插件头在进行别的运动时，该夹持组件不会与别的外物产生运动干涉。此外，本申请中，利用升降组上的卡位构件配合锁紧构件进行控制多个夹持组件的差异性升降；利用转动组可以同时控制多个夹持组件的转动，本插件头功能集成度高，控制方便，利用锁紧构件分别配合锁紧架和卡位构件，能保证每个夹持组件的差异性动作，而不影响别的夹持组件的运动。

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是本发明实施例中夹持组件的结构示意图一；

图4是本发明实施例中夹持组件的结构示意图二；

图5是本发明实施例中夹持组件的结构示意图三；

图6是本发明实施例中顶压构件的剖视图；

图7是本发明实施例中夹持组件的剖视图；

图8是本发明实施例中夹持构件的结构示意图；

图9是本发明实施例中卡头的剖视图

具体实施方式

参见图1至图9，本发明的一种具有锁位结构的插件头，包括可滑动在外部结构上的安装基座1、设置在安装基座1上的夹持组件2、用于驱动夹持组件2转动的转动组3、用于控制夹持组件2升降的升降组4以及用于控制夹持组件2开合夹持工件的控制组5。其中，安装基座1的底部设置有锁紧架11；夹持组件2的上端可转动地安装在安装基座1上，其下部设置有具有至少两个伸出端的锁紧构件21，锁紧构件21的一伸出端可伸出卡置在锁紧架11上；升降组4在安装基座1的底部设置有升降架41以及可在升降架41上滑动升降的卡位构件42；所述锁紧构件21另一伸出端可伸出并卡置在卡位构件42内，卡位构件42可通过与锁紧构件21的配合带动夹持组件2进行升降。在本实施例中，控制组5与外部气源连通，用于控制整个插件头的用气需求。

参见图1至图2，本实施例中，所述夹持组件2还包括可转动安装在安装基座1上的驱动轴22以及安装在驱动轴22下端的夹持构件23，控制组5可控制夹持构件23开合夹持工件，所述锁紧构件21设置在驱动轴22的下部；所述驱动轴22为中空结构，所述驱动轴22的上端与控制组5输出端连通；所述驱动轴22通过转动轴承24安装在安装基座1上，所述驱动轴22上套装有转动轮25，所述转动轮25与转动组3的输出端连接；所述驱动轴22可相对转动轴承24以及转动轮25沿其轴向上下滑移。为了使得驱动轴22可相对转动轴承24以及转动轮25沿其轴向上下滑移，本实施例在驱动轴22上的外侧沿其轴向设置有花键槽26，所述转动轴承24和转动轮25通过花键配合花键槽26的方式套装在驱动轴22上，这样既可以保证转动轴承24和转动轮25与驱动轴22的同轴运动，也能保证驱动轴22可以沿其轴向滑动。为了结构便于安装，本实施例还提供了一种关于转动轴承24和转动轮25的安装方式，其中转动轴承24套装在转动轮25外，而转动轴承24是安装在安装基座1上的，这样就避免了需要在转动轴承24的内圈安装花键的麻烦。夹持构件23是可以自由相对转动轮25进行沿驱动轴22的轴向升降的，这样减少了其升降的摩擦力。

参见图3至图5，所述锁紧构件21设置有安装在夹持组件2上的固定座211，所述伸出端包括第一卡销212和第二卡销213，第一卡销212和第二卡销213均可伸缩设置在固定座211上，所述第一卡销212可伸入卡位构件42内，卡位构件42可通过与第一卡销212的配合带动夹持组件2进行升降；所述锁紧架11设置在升降架41的一侧，所述第二卡销213可伸出配合锁紧架11限制夹持组件2升降。

为了更容易说明锁紧构件21的具体结构，本申请给出一种关于锁紧构件21的具体实施例，其中，所述固定座211内设置有与外部空压设备连接的气腔214，所述气腔214靠近升降架41的一侧设置有第一孔215，第一卡销212安装在第一孔215内并可沿第一孔215轴线方向运动，所述气腔214远离升降架41的一侧设置有第二孔216，所述第二卡销213安装在第二孔216内并可沿第二孔216轴线方向运动。可以简单地理解为，固定座211为一个气缸的外壳，气腔214为该气缸的腔体，第一卡销212和第二卡销213为该气缸的两个输出端，外部空压设备可以控制第一卡销212和第二卡销213的伸缩动作。为了便于控制，本实施例还给出了一种控制方式，其中气腔214通过气管与控制组5连接，控制组5再与外部的空压设备连接。

其中，在本实施例中，所述控制组5包括与外部压力设备连接的继电器开关51和设置在继电器开关51输出端的输气管52，所述输气管52与驱动轴22连通，所述继电器开关51可控制夹持构件23开合夹持工件。为此，还可以设置另外一个继电器开关51进行控制锁紧构件21的动作，这样便于控制整个夹持组件2的动作。此外，继电器开关51与外部的上位机或者控制器进行连接，利用外部的控制器或者上位机控制继电器开关51的动作。此外，本实施例中，为了实现准确把控锁紧构件21的动作，固定座211上还设置有感应卡位构件42位置的位置传感器，位置传感器的探测端设置在第一卡销212的一侧，且与外部的上位机或者控制器连接，进而进行控制第一卡销212在固定座211的伸缩。而对于第二卡销213的动作下文进行详细解释，这里不做解释。

参见图1至图5，在本申请中升降组4的具体结构如下，所述升降组4还包括安装在安装基座1上的升降电机43和可滑动安装在升降架41上的横杆44，卡位构件42设置在横杆44上，卡位构件42设置有卡位45；所述卡位45设置在第一卡销212输出端正对的一侧且第一卡销212可插装在卡位45内，所述升降架41的下端设置有活动轮46，所述升降电机43的输出端通过第一皮带47与活动轮46连接，所述横杆44的一端通过夹块夹紧在第一皮带47上，所述升降电机43可通过第一皮带47驱动横杆44在升降架41上滑动，当第一卡销212伸出插入卡位45内时，所述升降电机43可带动夹持组件2升降。上述所说的固定座211上的位置传感器就是感应卡位45的位置，当升降电机43可通过第一皮带47驱动横杆44上升到一定位置后，位置传感器感应到了卡位45的运动位置正对第一卡销212时，位置传感器将信号传输到外部的控制器或者上位机，控制器或者上位机通过控制控制组5的动作，进而控制第一卡销212伸入卡位45内，完成整个卡位构件42与夹持组件2的配合，进而可以带动夹持组件2进行升降的运动。

参见图1至图4，所述转动组3包括伺服电机31，所述伺服电机31安装在安装基座1上侧，所述伺服电机31通过驱动皮带32可带动转动轮25转动，所述安装基座1上设置有调节驱动皮带32松紧的从轮33，所述从轮33设置在驱动皮带32的外侧。从轮33的主要作用是调节皮带32的松紧，防止皮带32与转动轮25或者伺服电机31产生运动打滑，使得整个驱动轴22的转动不准确，进而影响了整个夹持构件23的转动，使得夹持构件23所夹持的工件在需要调整位置时位置不准确，影响了插件的精度。

参见图1至图6，为了更好地锁紧整个夹持组件2，所述锁紧架11包括定位框111和安装块112，所述定位框111任意相邻的两边框贴合安装在安装基座1与升降架41之间的拐角处上，所述定位框111的下边框设置有用于限位固定座211上升的缓冲块113，所述安装块112的一端安装在定位框111远离升降架41一侧的边框下部，所述安装块112下部设置有配合第二卡销213的顶压构件114。在本实施例中，安装基座1与升降架41是垂直设置的，而定位框111为一个矩形框，定位框111同时与安装基座1以及升降架41垂直。所述安装块112的下部设置有安装孔，所述顶压构件114设置在安装孔内，所述顶压构件114包括安装筒1141、压簧1142以及顶珠1143，所述安装筒1141安装在安装孔内，且开口的一端指向升降架41，所述顶珠1143可滚动安装在安装筒1141内，且可卡置在安装筒1141开口的一端，压簧1142设置在安装筒1141内，且两端分别抵接安装筒1141的底部和顶珠1143，所述第二卡销213的端部设置有配合顶珠1143的凹陷。

缓冲块113上可以设置有压力传感器，当固定座211被卡位构件42带动向上运动至最高位时，固定座211与缓冲块113碰撞，压力传感器检测到固定座211的运动位置后，第一卡销212和第二卡销213均回缩，此时第一卡销212松开与卡位构件42的配合，此时第一卡销212不被安装块112所抵挡，而顶珠1143因为第一卡销212的缘故，而被压回安装筒1141内，由于第一卡销212的端部上设置有凹陷，因此顶珠1143配合凹陷能将整个夹持构件23锁紧，防止夹持构件23因自重向下运动。此时，卡位构件42可以在升降架41上自由活动，而不带动夹持构件23一起运动。而在需要夹持构件23进行升降的时候，第一卡销212和第二卡销213均伸出，此时第一卡销212伸出并卡进卡位构件42内，能被卡位构件42所带动，而第二卡销213亦伸出，由于为了减少干涉效果，本申请中第二卡销213有严格的设定，即第二卡销213完全伸出后能正好抵在安装块112上，而此时顶珠1143被压缩，即使第二卡销213完全伸出卡位构件42亦能带动整个夹持构件23下降，至少此时所需的升降力增大。

此外，本申请中还有另一种关于第二卡销213与顶压构件114配合的具体实施方式，在该实施例中，顶压构件114与上一实施例的结构设置一样，只是气腔214亦为多输出端的结构设计，只是每个输出端均具有各自独立的腔体结构，控制组5上的继电器开关51可以控制这些腔体的气压情况。即第一卡销212和第二卡销213是各自进行独立运动的，第二卡销213可以相应地变形为一个可以吸紧顶珠1143的筒体，该筒体还是可以进行伸缩，气腔214对应第二卡销213位置的腔体结构内设置有顶压筒体的弹簧，筒体与顶珠1143配合的一端设置有一个压力垫膜，当整个筒体被吸附回缩至最底端的时候，整个腔体结构能通过压力垫膜能连通外界，在回缩压力不足时，压力垫膜能封堵筒体与外界的连通。这样的结构设计能使得整个夹持构件23在回缩至最高位的时候，在第一卡销212不与卡位构件42配合后，第二卡销213还能吸附住顶珠1143，使得整个夹持构件23不会因为自重下降，进而影响了别的夹持构件23的动作。在本实施例中，第二卡销213即筒体在完全伸出后亦只是正好与安装块112相接触，使得即使第二卡销213完全伸出后，整个夹持构件23在跟随卡位构件42准备向下运动的时候，亦能打破顶珠1143与第二卡销213的配合力，使得夹持构件23能向下运动。

参见图5、图7至图9，在本申请中给出了一个关于夹持构件23具体实施例，其中，所述夹持构件23包括安装在驱动轴22下端的快换接头231以及可开合夹持工件的夹爪232，所述夹爪232卡装在快换接头231内，所述夹爪232内设置有一对可相互配合夹取工件并可复位的手指2321以及用于迫使两个手指2321开合的顶压头2322，所述顶压头2322活动插装在夹爪232内，两个手指2321安装在夹爪232位于顶压头2322输出端的位置上，所述驱动轴22通过可快换接头231与夹爪232连通，当控制组5向驱动轴22内输送压力气体时，压力气体可将顶压头2322从夹爪232内顶出，所述顶压头2322可迫使两个手指2321相向运动并夹持工件。夹爪232、快换接头231和驱动轴22是联通的，即快换接头231为中空结构，驱动轴22中的压力气体能通过快换接头231进入到夹爪232内，夹爪232内的顶压头2322可迫使手指2321夹持工件。

参见图7和图8，更进一步，本申请中的快换接头231的具体结构如下：所述快换接头231设置有定位套2311、套装在定位套2311外的压紧环2312以及弹性件2313，所述定位套2311设置有锁紧部2314和台肩部2315，所述夹爪232可转动插装在锁紧部2314内，所述锁紧部2314上沿周向设置有若干顶压孔2316，每个顶压孔2316内设置有可自由滚动并在径向上有活动量的滚珠2317，所有滚珠2317位于顶压孔2316的部分均可透过锁紧部2314的内壁并顶压夹爪232外壁，所述压紧环2312设置可挤压滚珠2317的挤压部2318，所述弹性件2313套装在锁紧部2314上，且两端分别连接台肩部2315与挤压部2318，所述弹性件2313可迫使挤压部2318将滚珠2317顶压在顶压孔2316内，当压紧环2312与驱动轴22伸出方向反向运动时，挤压部2318避让滚珠2317，滚珠2317沿锁紧部2314径向方向向外推出，并松开锁紧部2314内所插装的夹爪232。

参见图7和图9，本申请给出了一种关于夹爪232的具体实施方式，具体结构如下，所述夹爪232包括插装在锁紧部2314内的插装部232a以及卡头232b，所述插装部232a设置有用于容置滚珠2317透过锁紧部2314内壁部分的卡槽2323，所述插装部232a靠近卡头232b的一端设置有与锁紧部2314插入口配合的挡环2324，当插装部232a完全插入锁紧部2314内后，所述挡环2324抵在锁紧部2314插入口端面上；所述卡头232b内设置有压力腔2325，所述顶压头2322可活动插装在压力腔2325内，所述压力腔2325的下端开口两侧设置滑槽2326，两个手指2321分别可滑动安装在两侧滑槽2326内，两个手指2321直接设置有复位件2327，两个手指2321相邻的一端均设置有插槽孔2328，所述顶压头2322靠近手指2321的一端设置有v型开口2329，v型开口2329的两端分别插装在两侧手指2321的插槽孔2328内，当控制组5向驱动轴22内输送压力气体时，压力气体可将顶压头2322从夹爪232内顶出，顶压头2322可迫使两个手指2321靠近并夹持工件。可以理解为，控制组5供给压力气体最终进入到夹爪232内，压力气体可以迫使压力腔2325内的顶压头2322伸出，利用其开口端的v型开口2329进行迫使两侧的手指2321相互靠拢，夹持工件。由于复位件2327的作用，在控制组5取消输出压力气体后，两侧的手指2321自动在滑槽2326背向运动，进行复位，实现松开工件。

在本申请中，还提供了一种一种集成插件机构，包括插件头，所述安装基座1上设置有若干组夹持组件2，所述转动组3通过驱动皮带32依次带动夹持组件2转动；每组夹持组件2均对应有一所述锁紧架11，所述升降架41上位于每组夹持组件2对应位置均设置有所述卡位构件42，所述升降架41至少可驱动一组卡位构件42在其上滑动，并带动对应的夹持组件2升降。

其中，为了集成化更高，所述控制组5设置有若干组，每组夹持组件2均与对应一组控制组5连接，而夹持组件2不是由同一控制组5控制，这样设计可以实现每组夹持组件2差异化的开合夹持工件，满足多功能的要求。所述升降架41上位于夹持组件2对应位置均设置有对应的所述卡位构件42，所述升降架41至少可驱动一组卡位构件42在其上滑动，并带动对应的夹持组件2升降。在本申请中卡位构件42可以是统一安装在一个基体上再滑动安装在升降架41上，也可以分别逐个安装在升降架41上，本申请为了简化结构和控制系统的复杂度，本申请中所有的卡位构件42均安装在同一基体上，基体可滑动安装在升降架41上。为了便于控制，本申请中所有的夹持组件2均成排设置。

基于上述的一体化和集成的结构设计，本申请中，转动组3的结构进行相应地变化，本申请前面已经提到在本申请中的所有夹持组件2在安装基座1上均是并排设置的，因此驱动皮带32依次穿过所有夹持组件2对应的转动轮25，使得伺服电机31能将所有的夹持组件2带动。由于安装的误差有可能会出现某个夹持组件2与驱动皮带32会接触不良，摩擦力不足以带动夹持组件2转动，或者是转动轮25与驱动皮带32相应出现滑移，产生偏差，导致了最后插件的位置出错，插件不精确。而本申请中，从轮33的作用就是将驱动皮带32顶压在相邻两个转动轮25之间，这样的设计使得驱动皮带32能与每一个转动轮25接触良好，保证了插件的精准性。

而在升降组4中，为了简化结构，整个插件机构只采用一个横杆44的设计，即在升降架41上只滑动一条横杆44，利用一组或者两组升降电机43进行驱动横杆44在升降架41上的滑移。而上面所说的，所有夹持组件2在安装基座1上均是并排设置的，因此卡位45亦与夹持组件2对应设置，也是并排设置在横杆44上。当一组或者是多组夹持组件2需要进行升降的时候，该组夹持组件2上对应的锁紧构件21伸出，卡入到卡位45内，进而横杆44可以控制该组夹持组件2的升降运动。

本插件头在安装基座1的底部设置有锁紧架11，在每个夹持组件2上设置有锁紧构件21，锁紧构件21上设置有至少两个伸出端，锁紧构件21的一伸出端可伸出卡置在锁紧架11上，进而实现了锁紧该夹持组件2的升降运动，保证了整个插件头在进行别的运动时，该夹持组件2不会与别的外物产生运动干涉。此外，本申请中，利用升降组4上的卡位构件42配合锁紧构件21进行控制多个夹持组件2的差异性升降；利用转动组3可以同时控制多个夹持组件2的转动，本插件头功能集成度高，控制方便，利用锁紧构件21分别配合锁紧架11和卡位构件42，能保证每个夹持组件2的差异性动作，而不影响别的夹持组件2的运动。

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。