一种基于运动控制的集成插件模组及插件装置的制作方法

本实用新型涉及插件机技术领域，尤其涉及一种插件装置。

背景技术：

目前插件机作为线路板加工领域必不可少的设备，经过多年的发展插件机已经基本实现自动化插件，而人工插件已经成为了历史。

目前的插件机基本都是采用三轴及其以上的机械手进行驱动插件机构进行插件。而目前的插件机构大多是单体结构，即在安装基体上设置一个夹持气缸，利用夹持气缸驱动气动卡夹进行夹持工件，而整个插件机构的其他动作基板是依靠机械手进行完成。虽然插件机构结构足够简单，但是整个插件机的精度十分倚重机械手的精度。为了解决这样的问题，一些企业设计了一些具有至少一轴，甚至三轴运动的插件机构，但是这类插件机构整体上并没有实现多模组结构的整合，整体结构冗余复杂，造成一个插件机构只配置一组插件头。而在大规模的线路板加工中，往往很多小面积的线路板是采用插件完成后再进行切割的方式进行加工，因此在一次送料中，上述插件机构需要重复多次插件工作，导致了工作效率；如果配置多台插件机构，无疑是增加整个插件系统的控制难度，而且对不同插件机构的结构具有很高的技术要求，以避免两者插件作业时互不干涉。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种集成度高，插件效率高的插件模组及插件装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种基于运动控制的集成插件模组，包括：安装基体；插件装置，设置有至少一组，其可沿其轴向方向滑动在安装基体上；其上设置有可伸缩的操作机构以及可自转的插件机构，以及驱动装置，安装在安装基体上，其输出端上连接有推动横杆；其中，操作机构可伸出并卡置在推动横杆上，驱动装置可通过推动横杆与操作机构的配合带动插件机构在安装基体上往复滑动。

作为上述技术方案的改进，所述驱动装置还包括安装架、伸缩机构以及用于驱动插件机构自转的转动机构，所述安装架安装在安装基体上，伸缩机构和转动机构均安装在安装架上，所述伸缩机构的输出端与推动横杆连接，并带动推动横杆沿插件装置轴向方向在安装基体上滑动。

作为上述技术方案的改进，所述安装基体位于伸缩机构对应位置设置有第一竖轨，所述伸缩机构包括驱动座、丝杆以及升降电机，所述升降电机向下安装在安装架上，其输出端活动穿过安装架并与丝杆连接；所述丝杆的另一端通过轴承与安装基体连接，所述驱动座通过丝杆螺母与丝杆连接，所述驱动座可滑动安装在第一竖轨上；所述推动横杆安装在驱动座上。

作为上述技术方案的改进，所述安装架位于伸缩机构的两侧设置有若干安装位，所述安装基体对应安装位对应位置设置有第二竖轨，所述操作机构可滑动安装在第二竖轨上；所述插件机构可转动安装在操作机构上，插件机构上部通过驱动机构活动安装在安装架上，且上端穿过安装位；所述插件机构与驱动机构同步转动，且插件机构可相对驱动机构沿其轴向方向滑动；所述驱动机构与转动机构连接。

作为上述技术方案的改进，所述推动横杆穿行在第二竖轨与插件机构之间，所述推动横杆位于插件机构对应位置设置有销钉，所述销钉沿插件机构轴线方向活动插装在推动横杆上；所述销钉的上端伸出推动横杆，且设置有用于配合操作机构伸出端的卡帽；所述销钉的下端伸出推动横杆，且连接有调节螺母，所述销钉位于推动横杆下面与调节螺母之间套设弹性件。

作为上述技术方案的改进，所述操作机构包括滑动座和伸缩顶杆，所述滑动座设置有安装部以及用于配合第二竖轨的滑动部，所述安装部上设置有活塞腔，活塞腔通过气管与外部气源连通，所述活塞腔开口的一端指向安装基体的一侧，所述伸缩顶杆的一端设置在活塞腔内，外部气源可控制伸缩顶杆从活塞腔内伸出并卡置在卡帽与推动横杆所形成的凹陷环内。

作为上述技术方案的改进，所述安装架远离安装基体的一侧设置有卡位板，所述卡位板位于操作机构对应位置设置有可被压缩的顶压头，所述安装部向外的一侧设置有配合顶压头的锁位头，当操作机构连同插件机构一并提升至顶压头对应位置时，顶压头可配合锁位头锁位插件装置在安装基体上的位置。

作为上述技术方案的改进，所述插件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驱动机构内，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操作机构上；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，所述转动机构包括安装在安装架上的伺服电机以及安装在安装架上的压轮，所述伺服电机的输出端通过同步带与驱动机构连接，所述压轮的外周抵紧同步带的外侧。

一种插件装置，包括上述的插件模组。

本实用新型的有益效果有：

本插件模组设置有多组插件装置，每组插件装置均可沿其轴向方向滑动在安装基体上；在插件装置内设置有可自转的插件机构，使得整个插件装置具有两轴的运动结构，这样便于减少外部机械手的控制精度以及造价成本；此外，利用每一组插件装置上的操作机构与推动横杆的配合，驱动装置带动对应插件机构在安装基体上往复滑动。利用操作机构与推动横杆，可以实现多组插件装置的差异性动作，适合在大规模线路板加工中使用。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图一；

图2是本实用新型实施例的结构示意图二；

图3是本实用新型实施例的部分结构示意图一；

图4是本实用新型实施例的部分结构示意图二；

图5是本实用新型实施例中插件装置的结构示意图一；

图6是本实用新型实施例中插件装置的结构示意图二。

具体实施方式

参见图1至图6，本实用新型的一种插件装置，包括所述的插件模组，其中插件机还包括外部设置的多轴机械手，插件模组安装在机械手的输出末端。在实际选用机械手时，完全可以根据实际的需求进行选择轴数。而本申请中一种基于运动控制的集成插件模组，包括：安装基体1、插件装置2和驱动装置3；安装基体1在本实施例中为一块安装底座，安装在外部机械手的末端；而插件装置2在本实施例中设置有至少一组，其可沿其轴向方向滑动在安装基体1上；其上设置有可伸缩的操作机构21以及可自转的插件机构22。在本实施例中，插件装置2优选设置有四组，整体上结构相对容易制造，同时控制相对方便。更进一步，驱动装置3安装在安装基体1上，其输出端上连接有推动横杆31；其中，操作机构21可伸出并卡置在推动横杆31上，驱动装置3可通过推动横杆31与操作机构21的配合带动插件机构22在安装基体1上往复滑动。由于本申请中插件装置2位于驱动装置3的两侧分别设置有两组，使得整体结构更加匀称，便于驱动装置3的动作。而推动横杆31与操作机构21的配合很好地解决了每一组插件装置2的所需动作需求，使得多组插件装置2能实现个性化插件。

进一步，为了更好地实现不同插件装置2的动作，所述安装基体1设置有第一竖轨11，而所述驱动装置3还包括安装架32、伸缩机构33以及用于驱动插件机构22自转的转动机构34，所述安装架32安装在安装基体1上，伸缩机构33和转动机构34均安装在安装架32上，所述伸缩机构33的输出端与推动横杆31连接，并带动推动横杆31沿插件装置2轴向方向在安装基体1上滑动。其中，伸缩机构33安装在第一竖轨11上，其输出端可以沿着第一竖轨11进行滑动，在本申请中，由于插件装置2是安装在伸缩机构33的两侧，推动横杆31在本实施例中类似一个悬臂梁，为了把控推动横杆31在两侧插件机构22升降时的平衡，同时避免推动横杆31受力不均而产生的形变，本实施例中的所述伸缩机构33包括驱动座331、丝杆332以及升降电机333，所述升降电机333向下安装在安装架32上，其输出端活动穿过安装架32并与丝杆332连接；所述丝杆332的另一端通过轴承与安装基体1连接，所述驱动座331通过丝杆332螺母与丝杆332连接，所述驱动座331可滑动安装在第一竖轨11上；所述推动横杆31安装在驱动座331上。驱动座331与第一竖轨11配合可以解决了推动横杆31受力的问题。升降电机333在本实施例中选用伺服电机，便于控制推动横杆31的升降。由于需要驱动驱动座331在第一竖轨11上配合，而安装基体1的下部设置有安装耳，丝杆332同轴承安装在安装耳上。安装架32在本实施例中可以理解为一个安装面板，主要用于安装升降电机333和转动机构34。

参见图1至图4，其中，作为上述实施例的深化，所述安装架32位于伸缩机构33的两侧设置有若干安装位，所述安装基体1对应安装位对应位置设置有第二竖轨12，所述操作机构21可滑动安装在第二竖轨12上；所述插件机构22可转动安装在操作机构21上，插件机构22上部通过驱动机构23活动安装在安装架32上，且上端穿过安装位；所述插件机构22与驱动机构23同步转动，且插件机构22可相对驱动机构23沿其轴向方向滑动；所述驱动机构23与转动机构34连接。安装位在本实施例中是安装架32上的所开设的空间，驱动机构23安装在安装位上。由于需要实现插件机构22能沿自身轴向进行升降，因此插件机构22必然能相对驱动机构23沿其轴向方向滑动。

参见图5和图6，而在本实施例中驱动机构23的主要目的是为了更好地带动插件机构22自转，因此为了解决这样的问题，本申请的另一实施例中，所述插件机构22包括中空的升降轴221、快换座222以及气动夹持手223，所述升降轴221的外侧壁沿其轴线方向设置有键槽224，所述升降轴221的上部插装在驱动机构23内，所述驱动机构23内设置有配合键槽224的花键；所述升降轴221的下部通过轴承可转动安装在操作机构21上；所述快换座222连接在升降轴221的下端，所述气动夹持手223插装并卡置在快换座222内；所述升降轴221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221、快换座222进入到气动夹持手223内，并控制气动夹持手223开合动作。键槽224与花键的配合很好地解决了上述的如何实现二轴运动问题，而在本实施例中，驱动机构23为同步轮，同步轮与转动机构34连接。为了更好地转动，同步轮通过轴承安装在安装位上，而花键则安装在同步轮的内圈上，并套装在升降轴221上。

气动夹持手223在本实施例中优先所述气动夹持手223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气动夹持手223内，两个手指安装在气动夹持手223位于顶压头输出端的位置上，所述升降轴221通过快换座222与气动夹持手223连通，当外部气源向升降轴221内输送压力气体时，压力气体可将顶压头从气动夹持手223内顶出，所述顶压头可迫使两个手指夹持工件。气动夹持手223、快换座222和升降轴221是联通的，即快换接头231为中空结构，升降轴221中的压力气体能通过快换接头231进入到气动夹持手223内，气动夹持手223内的顶压头可迫使手指夹持工件。由于不是保护重点，本实施例不做详细的说明，上述的实施例已经能解决如何通过气动进行控制气动夹持手223开合夹持工件。

更进一步，为了实现每组插件机构22的自转，所述转动机构34包括安装在安装架32上的伺服电机341以及安装在安装架32上的压轮342，所述伺服电机341的输出端通过同步带与驱动机构23连接，所述压轮342的外周抵紧同步带的外侧。在本实施例中，伺服电机341只设置有一组，其驱动端连接有同步轮，同步轮通过同步带与各组插件机构22上的驱动机构23连接，而本申请中压轮342的主要作用是调节同步带的松紧度，防止同步带与驱动机构23打滑。

更进一步参见4至图6，为了更好地实现推动横杆31与操作机构21的配合，在本实施例中，所述推动横杆31穿行在第二竖轨12与插件机构22之间。在本实施例中，第二竖轨12与插件机构22相互平行，由于第二竖轨12安装在安装基体1上，插件机构22滑行在第二竖轨12上，因此第二竖轨12与插件机构22并排设计，这样的设计可有效避免了插件机构22与第二竖轨12的杂乱设计，同时为推动横杆31的运动提供运动空间。其中，所述推动横杆31位于插件机构22对应位置设置有销钉35，所述销钉35沿插件机构22轴线方向活动插装在推动横杆31上；所述销钉35的上端伸出推动横杆31，且设置有用于配合操作机构21伸出端的卡帽38；所述销钉35的下端伸出推动横杆31，且连接有调节螺母37，所述销钉35位于推动横杆31下面与调节螺母37之间套设弹性件。销钉35的弹性设计，可以使得整个操作机构21更容易伸出卡置在推动横杆31上，便于推动横杆31带动整个操作机构21连同插件机构22一并进行升降运动，提高了插件作业的能力。而销钉35的微调结构可以使得整个销钉35与推动横杆31上表面所形成的凹环高度可调，适应性提高。需要说明的是，在本申请中弹性件保持完全松开状态，为了避免销钉35的自然滑落，在本申请中，销钉35位于推动横杆31的上表面设置有一个调节螺母，用于调节凹坑的高度。在实际的使用中，亦可完全摒弃上述实施例的设计，在推动横杆31正对操作机构21一侧设计有凹坑，用于卡置操作机构21的伸出部位。

在上述的实施例中，为了更好地配合销钉35，所述操作机构21包括滑动座211和伸缩顶杆212，所述滑动座211设置有安装部213以及用于配合第二竖轨12的滑动部214，所述安装部213上设置有活塞腔215，活塞腔215通过气管与外部气源连通，所述活塞腔215开口的一端指向安装基体1的一侧，所述伸缩顶杆212的一端设置在活塞腔215内，外部气源可控制伸缩顶杆212从活塞腔215内伸出并卡置在卡帽38与推动横杆31所形成的凹陷环内。在实际运用中，可以将活塞腔215与伸缩顶杆212理解成一个异型伸缩气缸，而在实际的安装中，难以在滑动座211安装一个市场上常用规格的气缸，因此进行上述的设计。需要说明的是在本实施例中，滑动座211上为一个异型结构，而安装部213是偏向滑动部214的一侧设置，由于安装部213的主要是为了伸缩顶杆212能伸出并卡置在凹陷环内，因此安装部213偏向滑动部214一侧的设置可以很好地避让第二竖轨12，合理利用空间，整个结构的紧凑性增加。在实际的使用中，安装部213上还设置有位置传感器，便于检测整个推动横杆31，使得伸缩顶杆212伸出后能正确卡置在卡帽38与推动横杆31所形成的凹陷环内。

参见图3和图4，为了使得单组插件装置2不使用时能很好地进行限制运动，避免出现当一组插件装置2与推动横杆31配合运动时，其他相邻的插件装置2出现联动，本实施例采取以下设计。所述安装架32远离安装基体1的一侧设置有卡位板36，所述卡位板36位于操作机构21对应位置设置有可被压缩的顶压头361，所述安装部213向外的一侧设置有配合顶压头361的锁位头216，当操作机构21连同插件机构22一并提升至顶压头361对应位置时，顶压头361可配合锁位头216锁位插件装置2在安装基体1上的位置。顶压头361在实际使用中优选将卡位板36对应锁位头216位置进行掏空形成凹坑，并将弹簧安装在凹坑内，弹簧向外的一端连接有一个弹珠，为了避免运动干涉，弹珠的极限运动距离不伸出凹坑。在实际的使用中，顶压头361可伸出顶住锁位头216将整个操作机构21托住，进而锁紧了整组插件装置2的位置；在需要动作时，操作机构21伸出卡置在推动横杆31上，通过推动横杆31带动操作机构21脱离顶压头361的限制，使得整组插件装置2能够自由运动，提高了整体的操控性。

本插件模组设置有多组插件装置2，每组插件装置2均可沿其轴向方向滑动在安装基体1上；在插件装置2内设置有可自转的插件机构22，使得整个插件装置2具有两轴的运动结构，这样便于减少外部机械手的控制精度以及造价成本；此外，利用每一组插件装置2上的操作机构21与推动横杆31的配合，驱动装置3带动对应插件机构22在安装基体1上往复滑动。利用操作机构21与推动横杆31，可以实现多组插件装置2的差异性动作，适合在大规模线路板加工中使用。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型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实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。