专利名称：电子元件插装头和电子元件插入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在印刷电路板上安装具有引线的电子元件的装置，尤其涉及一种用于自动地把电子元件插入印刷电路板的连接孔中的电子元件插装头。
电子元件的插入引导机构在日本实用新型专利No．3-33114中公开了。在这种插入引导机构中，电子元件的引线通过利用推杆从上方向下推动电子元件的顶部，同时由一个插入引导装置夹住并引导电子元件的引线，从而把电子元件的引线插入印刷电路板的连接孔中。
在这种电子元件插入机构中，上述插入引导装置把电子元件的引线引导到印刷电路板的连接孔附近的引导位置。当电子元件的插入被完成时，插入引导装置被升高到比引导位置高的接收位置使得接收下一个电子元件。在常规的电子元件插入机构中采用的电子元件插装头被这样构成，使得插入引导装置的下端被返回升高的位置，从而在把每个电子元件插入印刷电路板之后，在向插入引导装置的升高位置的返回操作中，划出一个恒定的轨迹。因此，在适合于插入相当薄的电子元件例如陶瓷电容器的插入引导装置中，当大直径的电子元件例如电解电容器被插入时，大直径的电子元件在插入之后的返回操作中便成为障碍。因此，插入引导装置和电子元件相互干扰，使得不能进行返回操作。在另一方面，当相当薄的电子元件例如陶瓷电容器被适合于插入大的电子元件例如电解电容器的插入引导装置插入时，在插入之后，在插入引导装置的返回操作中具有不需要的大的空间。因此，在印刷电路板上的电子元件的安装密度不能增加。
作为解决这种问题的一种电子元件插装头在日本专利申请No．7-58839中被提出了。在这种电子元件插装头中，用于升高插入引导装置的轨迹可以通过改变用于支撑插入引导装置的连杆的支点轴的位置而被改变。在这种结构的例子中，连杆的支点轴通过使用一个活塞被移动，所述活塞由空气驱动，使得连杆支点轴的位置相对于支撑块被改变。支点轴的位置在预定的第一和第二位置之间移动，因而升高插入引导装置可以按照这些位置而改变。
在上述日本专利No．7-58839中披露的电子元件插装头中，在升高插入引导装置时，此时插入引导装置从被插入印刷电路板的连接孔中的电子元件移开，插入引导装置的轨迹通过相对于支撑块从第一位值到第二位置改变用于支撑插入引导装置的连杆的支点轴的位置而改变。在日本专利申请No．7-58839的例子中，在改变上述的升高轨迹时，支点轴被由空气驱动的活塞移动。当插装头在被降低的位置时，需要把插入引导装置定位在一个预定位置，从而把电子元件的引线插入印刷电路板的连接孔中。在另一方面，当插装头处于升高位置时，也需要把插装头定位在预定的位置上，使得接收从元件供应系统提供的电子元件的引线。因而，当接收电子元件的插入引导装置的预定位置例如相应于上述连杆的支点轴的第一位值，并且选择相应于支点轴的第二位置的轨迹时，支点轴位置必须每次通过向插装头供应空气而被升高从而改变到第一位值。即，每当插装头被升高和降低时，需要进行轨迹的转换操作。
本发明的目的在于增加电子元件插装头操作的稳定性、效率和速度，使得当升高轨迹的相同状态被连续时，不进行转换操作。其它的目的将在实施例的说明中进行说明。
为了解决上述问题，本发明的电子元件插装头包括支撑块；插入引导装置，其可以在第一和第二位置之间相对于支撑块运动并在第一位值引导电子元件的引线到印刷电路板的连接孔中；用于使插入引导装置在第一和第二位置之间运动的插入引导装置；能够相对于支撑块改变其位置的凸轮；以及凸轮跟随器，其被设置在插入引导装置上，并沿着凸轮的凸轮表面运动，同时，在插入引导装置在第一和第二位置之间运动期间和凸轮表面接触；以及用于改变凸轮的位置的凸轮位置改变机构，其中插入引导装置的运动轨迹可以借助于凸轮位置改变机构通过改变凸轮的位置而被改变。
在上述装置的正常结构中，印刷电路板被设置在电子元件插装头的下方。因而，上述第一位值成为比上述第二位置低的位置，而第二位置成为升高的位置。
在上述电子元件插装头的一个结构的例子中，插入引导装置还包括偏移装置，其通过一个臂和支撑块相连，所述的臂的一端由支撑块可转动地支撑着，另一端由插入引导装置可转动地支撑着，所述偏移装置恒定地使插入引导装置偏移，使得插入引导装置的凸轮跟随器和凸轮表面接触，使得插入引导装置的运动轨迹通过由于臂形成的约束以及所述凸轮跟随器和所述凸轮表面的接触而被确定。
在上述的电子元件插装头中，凸轮位置最好以气动压力作为驱动源通过凸轮位置改变装置被改变。
当这种电子元件插装头被实施时，最好设置一种电子元件压力机构，用于对电子元件施加压力，从而通过对电子元件施加压力把电子元件的引线压入印刷电路板的连接孔中一个预定的深度。
本发明的上述的电子元件插装头的一个重要特征在于，在插入引导装置的运动期间和凸轮跟随部分接触的凸轮表面(或者凸轮表面的形状)可以被改变，从而可以改变插入引导装置的运动轨迹。应当理解，在插入引导装置的运动期间和凸轮跟随器保持接触的凸轮表面可以通过和改变一个凸轮的位置的方式不同的方式被改变。即，在插入引导装置运动期间和凸轮跟随器保持接触的凸轮表面也可以通过设置多个凸轮并转换这些凸轮来被改变，在这种情况下，电子元件插装头被限定如下一种电子元件插装头，包括支撑块插入引导装置，其可以在第一和第二位置之间相对于支撑块运动，并在第一位值把电子元件的引线引导到印刷电路板的连接孔中；插入引导移动装置，用于使插入引导装置在第一和第二位置之间运动；凸轮机构，其包括凸轮装置和凸轮跟随器，所述凸轮跟随器被设置在插入引导装置上，并适用于沿着凸轮装置的凸轮表面运动，同时当插入装置在第一和第二位置之间运动时和凸轮表面保持接触，其中在插入引导装置运动时和凸轮跟随器保持接触的凸轮表面在凸轮机构中可以被改变，从而使得插入引导装置的运动轨迹可以被改变。
不过，最好使用上述的由一个凸轮构成凸轮机构的凸轮装置，并且设置用于相对于上述的支撑块改变凸轮的位置的凸轮位置改变机构，并且通过改变凸轮位置来改变插入引导装置运动时和凸轮跟随部分接触的凸轮表面。这是因为凸轮的数量是1，并且和凸轮跟随部分接触的凸轮表面的形状可以通过改变凸轮的位置来被简单地改变。因而，和改变多个凸轮的机构相比，这种结构简单，因而是优选的。
本发明还提供一种电子元件插入装置，包括用于供应具有引线的电子元件的元件供应机构；电子元件插装头，用于从元件供应机构接收电子元件，并把电子元件的引线插入印刷电路板的连接孔中；以及敲弯机构，用于切断、弯曲和固定被插入印刷电路板中的电子元件的引线，其中电子元件插装头包括基座；插入引导装置，其可以在第一和第二位置之间相对于基座而运动并在第一位值把电子元件的引线引导到印刷电路板的连接孔的位置；插入引导移动装置，用于使插入引导装置在第一和第二位置之间运动；能够相对于电子元件插装头的本体改变其位置的凸轮；凸轮跟随器，其被设置在插入引导装置上，并沿着凸轮的凸轮表面运动，同时，在插入引导装置在第一和第二位置运动期间和凸轮表面保持接触；以及用于改变凸轮的位置的凸轮位置改变机构，其特征在于插入引导装置运动的轨迹可以利用凸轮位置改变机构改变凸轮位置来被改变。
在上述的电子元件插入装置的一个结构的例子中，插入引导装置还具有偏移装置，其借助于一个臂和基座相连，所述一个臂的一端由基座可转动地支撑着，另一端由插入引导装置支撑着，偏移装置使插入引导装置恒定地偏移，使得插入引导装置的凸轮跟随器和凸轮表面接触，并且插入引导装置的运动轨迹借助于臂产生的约束和在跟随部分与凸轮表面之间的接触而被确定。
在上述的电子元件插入装置中，凸轮的位置最好利用气动压力作为驱动源借助于凸轮位置改变机构来改变。
当这种电子元件插入装置被实施时，最好在电子元件插装头中设置电子元件压力装置，用于通过对电子元件施加压力，以便将其引线插入印刷电路板的连接孔中一个所需的深度。
在上述的本发明的电子元件插装头或电子元件插入装置中，插入引导装置从第一位值到第二位置运动(即在插入引导装置升高时)的运动轨迹可以通过只改变凸轮的位置而被改变。即，可以按照电子元件的厚度和直径改变插入引导装置的上升和缩回的轨迹。因而，只需要改变上述凸轮的凸轮表面和凸轮的弯曲表面便可以形成不同的轨迹。因此，和由插装头的设计确定轨迹的情况相比，可以获得一种非常灵活的结构，其在轨迹的设置方面具有大的自由度。
此外，在插入引导装置从输送夹盘接收电子元件的位置不需要使插入引导装置返回。当连续安装同一种厚度和直径的电子元件时，不需要每次都进行改变插装头轨迹的操作，因而在高速下可以进行更稳定的操作。此外，和常规的情况相比，大大减少了用于改变轨迹的操作时间。此外，通过使用预先设置的程序进行选择而不改变插入引导装置等便可以自动地插入其直径从小到大的电子元件。
图1表示作为本发明的一个实施例的电子元件插装头的外观；图2是电子元件插装头在插入电子元件S时的一个截面图；图3是电子元件插装头在插入电子元件L时的一个截面图；图4是电子元件插装头在插入电子元件S时的一个截面图；图5是电子元件插装头在插入电子元件L时的一个截面图；图6是电子元件插装头的插入引导装置和关于这种插入引导装置的部件的放大图；图7A是插入引导装置的端部的侧视图；图7B是插入引导装置的端部的侧视图；以及图8是用于示意地表示电子元件插入装置的透视图。
下面参照
按照本发明的电子元件插装头和具有这种电子元件插装头的电子元件插入装置。
图8是以简化的方式用于示意地表示电子元件插入装置的一个例子的整个结构的透视图，所述插入装置用于把具有引线的电子元件插入印刷电路板的连接孔中，并把所述引线切断、弯曲和固定。电子元件插入装置具有元件供应部分120、元件输送部分130、插装头部分110、敲弯部分以及未示出的XY台。元件供应部分120按照预定的插入顺序依次供应具有引线的电子元件。元件输送部分130依次输送由元件供应部分120供应的电子元件。插装头部分110接收来自元件输送部分130的电子元件，并把其插入印刷电路板9的连接孔中。敲弯部分用于切断、弯曲并固定具有被插入印刷电路板9中的具有引线的电子元件的引线。XY台以这样的方式支撑印刷电路板9，使得印刷电路板9可以沿水平方向自由地运动。
元件供应部分120具有几个以预定间隔设置的带馈给器125。带122被设置在每个带馈给器中，所述的带122具有带有引线的电子元件123，所述引线从未示出的绕有一系列的具有引线的电子元件的卷轴上被拉出。(为简明起见，图8中只示出了被设置在一个最远的带馈给器中的带)。每个带馈给器由具有电机M3的驱动机构121操作，并按照预定的时间送出电子元件123。然后每个带馈给器切断电子元件123的引线，并把引线和带122分离，接着把电子元件提供给元件输送部分130的托盘131。
元件输送部分130具有在扣链齿轮133、134、135之间延伸的链132，许多扣链齿轮131以预定间隔被固定在链132上。空转轮136、137被设置在扣链齿轮之间。电动机M4通过皮带和一个扣链齿轮133相连，并驱动链条132。元件输送部分130把由元件输送部分120提供的电子元件输送到插装头部分110附近的部分。插装头部分110具有递送头111，其具有用于夹住电子元件的夹盘。递送头111具有打开和关闭夹盘的功能和用于水平移动(摆动)夹盘的功能。递送头111夹住由位于递送位置138的扣链齿轮保持的电子元件123到元件输送部分130的链132上的扣链齿轮136当中的插装头部分，并把电子元件123从扣链齿轮136输送到插装头1的插入引导装置5。插入引导装置5夹住电子元件的引线，并把引线引导到印刷电路板的连接孔。插装头1具有推杆31，用于向下推电子元件的头部，并把电子元件插入印刷电路板中。插装头将在下面详细说明。输送头和插装头通过机构114、116利用电动机M1、M2作为驱动源被驱动。
电子元件通过元件供应部分120、元件输送部分130和输送头111被提供给插装头，因而，在本实施例中，元件供应部分120、元件输送部分130和输送头111相应于上述的元件供应机构。
敲弯部分150被设置在插装头部分110的下方，其间具有印刷电路板9。当电子元件被插装头1插入印刷电路板9的连接孔中时，敲弯部分的敲弯头151切断在印刷电路板的下方伸出的电子元件的引线，并把引线弯曲和固定。敲弯头151利用电动机M5、M6作为驱动源通过部件153、154被驱动。
一个编码器和每个电机M1到M6相连。虽然每个电机的旋转由编码器连续地监视，但是每个电机的旋转还由未示出的控制部分同步地控制。
下面参照图1到图7B详细说明插装头1。
图1表示从侧面看的电子元件插装头1的外观。插装头1通过把每个部件连接到底板10上而被构成一个整体。底板10相对于插入装置的本体被沿垂直方向可滑动地支撑着。底板10构成作为插装头基础的基座。
印刷电路板位于插装头1的下方，使得印刷电路板9的表面垂直于插装头1的垂直方向。印刷电路板9被未示出的设置在插入装置本体中的XY台保持着。XY台在平面方向自由移动，使得印刷电路板9的连接孔91位于每个电子元件S，L的引线下方。在图中以及在以下的说明中，电子元件S代表相对小的元件，电子元件L代表相对大的元件。轴承底座20被固定在底板10上。从作为电子元件插装头1的截面图的图2和图3可见，轴承底座20具有沿纵向延伸的孔201。球轴承21被设置在孔201内。球轴承21通过用螺栓固定在轴承底座20上的盖21被固定在孔201的下部。主轴3的小直径部分被装配并被插入球轴承21的内环中。在主轴的外圆周形成一个高度差301。圆柱302被装配并被插入在高度差301和球轴承21之间，并用于限制主轴3的向上运动。一个具有球轴承的类似的轴承底座被设置在轴承底座20的上方，这个类似的支撑底座在图中被省略了。一个圆柱303被装配并被插入上部的球轴承21和被装配并被固定在位于上部的未示出的类似的支撑底座的球轴承之间。主轴3的未示出的上部具有一个螺栓部分，用于支撑的一个螺母被拧在所述螺栓部分并被沿轴向紧固。因而，主轴3被沿轴向固定在球轴承21上，并由球轴承21转动。
如图1所示，在其中心具有孔的下滑块40被安装在主轴3的外圆周部分的高度差301的下方。(下滑块40在图2和图3中被省略了。)下滑块40可以沿主轴3的轴向滑动。下滑块40的上部具有法兰402、403和在这些法兰之间的槽401。呈延伸的圆环形状的凸起部404在法兰403下面延伸。在凸起部404的一个外侧部，在垂直于图1的纸面的方向形成有平面405。在平面405上形成有一个螺栓孔，并且一个滚筒钩41被由皮带固定地固定在平面405上。滚筒钩41具有延伸的部分412和借助于呈U形的钩子部分而形成的凹槽411。延伸部分412由皮带固定，使得和平面405一致，并被固定地固定在下滑块40上。
平板11利用皮带被固定在基板10的下部。杠杆43的中间部分通过轴42被转动地安装在平板11上。杠杆43在平行于图1的纸面的表面上围绕轴42自由地摆动。滚筒44被可转动地固定在杠杆43的左端。杠杆45被可转动地固定在杠杆43的右端。弹簧栓钉46被固定在底板10的最下部。在另一方面，弹簧栓钉47被设置在杠杆43的左侧部。张力弹簧48沿弹簧栓钉46和47的延伸方向延伸。
滚筒44和下滑块40的槽401，即在法兰402和403之间的凹部配合并接合。因而，当杠杆43绕轴42摆动时，下滑块40借助于被连接在杠杆43上的杠杆44沿主轴3的轴向滑动。在这种情况下，张力弹簧48沿着杠杆43的反时针转动方向施加一个恒定的张力。因而，下滑块40在主轴3的下部上偏移。
如上所述，滚筒45被可转动地固定在杠杆43的右端。在图1中，被设置在插入装置本体中的推进器90被设置在滚筒45的右侧。推进器90沿着垂直于主轴3的轴向的方向(图1中的左右方向)进出。推进器表面901位于其和滚筒45的外表面实现接触的位置，以便推动滚筒45。当推进器从用实线画的位置90向用虚线画的位置90’运动时，杠杆43围绕轴42从用实线画的状态43向用虚线画的状态43摆动，当推进器和杠杆43分离时，杠杆43借助于张力弹簧48返回到由实线画的状态43。
如图1到图5所示，支撑块30被固定在主轴3的下端。标号5表示一个插入引导装置。插入引导装置5具有引导孔(后面说明的图7B的505a，505b，505c)，用于夹住并保持电子元件S(或L)的引线。插入引导装置5把所述引线引导到应当连接电子元件的印刷电路板的连接孔。
图6表示这种插入引导装置5和关于其操作的主要机构。在图6中省略了有关插入引导装置的机构之外的部件。由图6可清楚地看出，插入引导装置5通过第一臂6和第二臂7的链接机构和支撑块30相连。第一臂6的一端和支撑块6的一侧相连，使得可以围绕枢轴61转动。第一臂61的另一端和插入引导装置5相连，使得可以围绕枢轴62转动。第二臂7和支撑块30相连，使得可以围绕枢轴71转动。第二臂7不直接和插入引导装置5相连，只有被形成在第二臂中的一个方孔73接收在插入引导装置5上提供的销钉52。
滚筒72被可转动地固定在第二臂7的左上端的和插入引导装置5脱离的位置(即不和插入引导装置5重叠的位置)。滚筒72的外圆周被配合进入滚筒钩41的凹槽411中。第二臂7具有一个近似方形的方孔73。被设置在插入引导装置5中的销钉52通过第二臂7的孔73向外突出。此外，轴54被设置在插入引导装置5的上部的右侧，并且滚筒55可转动地和轴54相连。在另一方面，销钉51被设置在支撑块30上。在销钉51和52的每个上形成有圆周槽，并形成弹簧栓钉。张力弹簧53在销钉51和52之间延伸，因而，张力弹簧53以恒定的力沿着使销钉52、53相互接近的方向使所述销钉偏移。
下面结合图7A和图7B说明插入引导装置5的详细结构。图7A和图7B是插入引导装置5的侧视图(从图6向右看)。插入引导装置5的端部由中心固定件501和在所述固定件501的两侧上的可动件502、503构成。可动件502和503可以以轴502a，502b作为枢轴分别转动一个小的角度。在这些图中，右端可动件的端部呈叉形。在其上部具有一个斜面510a的凸起510在其外侧和每个可动件502、503相连。
由图7A和图7B可见，插入引导装置5被第二臂7的下端部7a从所述插入引导装置5的两侧夹住。第二臂7的下端部7a可以相对于插入引导装置5在图7A所示的位置和图7B所示的位置之间滑动。当第二臂7的端部7a从图7A所示的状态向下滑动时，所述端部7a的下切口部分70a骑在凸起510的斜面510a上，因而向可动件502和503向内施加力。这样，可动件502和503分别围绕其轴转动，并保持图7B所示的状态。借助于这一操作，插入引导装置把电子元件的引线夹住并保持在图7B所示的插入引导装置的端部形成的引导孔505a，505b，505c中。第二臂的一个端部7a从图7B的状态转换为向上滑动，使得该装置返回到图7A所示的状态。在这种情况下，插入引导装置释放在引导孔505a，505b，505c中保持的电子元件的引线。
如图1所示，第一支点座12被固定地连接在上述的底板10上，并且第二支点座13利用螺栓被固定在底板10上。杠杆15的中部被设置在第一支点座12中的轴14可转动地支撑着，使得杠杆15沿着平行于图1的纸面的方向以轴14为枢轴自由地摆动。滚筒16被可转动地固定在杠杆15的左端。
在另一方面，空气汽缸17被可摆动地固定在第二支点座13上。连杆18被固定在从空气汽缸17的前端伸出的活塞杆上。在连杆18和杠杆15的右端分别形成的孔利用轴19可摆动地彼此相连。未示出的气动管路和空气汽缸17相连。当空气汽缸17的活塞杆通过从气动管路提供空气而作进出运动时，杠杆15以轴14为枢轴摆动。
如图1到图3所示，上滑块80被安装在圆柱303的外圆周，圆柱303和圆柱衬套800被安装在主轴3的球轴承21的上方。上滑块80被装配并被固定在圆柱衬套800的中心孔中。上滑块80沿主轴3的轴向自由滑动。上滑块80的上部具有法兰802和803，以及在这些法兰802和803之间的槽801。具有圆环外形的轮毂804在法兰803下方延伸。上述的滚筒16的外圆周被装配并被和上滑块80的槽801接合。当上述杠杆15以轴14为枢轴摆动时，上滑块80沿主轴3的轴向滑动。即，当空气汽缸17的活塞杆借助于从上述的气动管路提供空气而进出时，杠杆15以轴14为枢轴摆动，并且上部80沿主轴3的轴向滑动。
如图2和图3所示，主轴3具有在其中心沿轴向贯通的孔304。推杆31被装配并被插入孔304中，推杆31的上端和被设置在插入装置本体中的升降装置相连。一个帽31S或31L被可拆卸地附加于推杆31的下端。帽31S具有适用于具有薄的厚度的(小直径的)电子元件的形状和材料。帽31L具有适合于大直径的电子元件的形状和材料。例如，图4的帽31S被制成适合于电子元件S的头部的形状。图5的帽31L具有扁平的下端面，并且相应于电子元件L的宽的头部的情形。在主轴3的外圆周形成有沿轴向延伸的延长槽305。槽305呈槽形沿着主轴3的轴向延伸，凸轮8被储藏在槽305内。凸轮8在槽305内沿主轴3的轴向自由滑动。凸轮8具有这样形成的凸起部84，使得凸起部84的上端从主轴3的外径突出。凸起部84和上滑块80的凸起部804的内圆周部分接触，并通过螺栓85被固定地连接到凸起部804上。因而，当上滑块80相对于主轴3垂直地滑动时，凸起部8沿轴向在凹槽305内滑动。
图4到图5以放大的方式表示支撑块30的部分和在主轴3的下方的插入引导装置5。凸轮8和槽305的底部305a接触并自由滑动。插入引导装置5被支撑块30通过第一臂6和由虚线所示的枢轴61，62支撑着。此外，在销钉51、52之间延伸的张力弹簧53使所述销钉沿着其相互靠近的方向偏移。在凹槽305的最下端，形成有高度差部分306。被张力弹簧53偏移的插入引导装置5的接触部分501和高度差部分306接触，并位于不存在凸轮8的位置(即低于凸轮8的下端的位置)。
具有相当低的高度的(从凹槽305的底部测量的高度)凸轮表面81被形成在凸轮8的下端部。接着形成逐渐从凸轮表面82上升的并连续地和高的凸轮表面83相连的弯曲的凸轮表面。凸轮表面81，弯曲的凸轮表面82和凸轮表面83位于能够支撑插入引导装置5的滚筒55的位置。凸轮8被密封在凹槽305的底部，并在其凸轮表面81，82，83上支撑着滚筒55。张力弹簧53使插入引导装置5恒定地偏移为这样的状态，使得接触部分501和高度差部分306接触，或者使得滚筒55被凸轮表面81、弯曲的凸轮表面82或者凸轮表面83所支撑。
上面的说明是参照用于把插入引导装置5连接到支撑块30的臂等部分进行的，所述的这些部分被设置在支撑块30的正面。不过，类似的机构也设置在支撑块30的背面。
下面说明本发明的实施例中的电子元件插入装置的操作。
首先说明当具有薄的厚度的(小直径的)电子元件S被插入印刷电路板9时插入引导装置5的运动。在这种情况下，空气汽缸17的活塞杆通过气动管路的控制被设置在完全缩回(最内部的)的状态。活塞杆和连杆18被设置为图1的实线所示的状态。杠杆15也被设置在实线所示的状态，并且上滑块80被降低到实线所示的位置。图2是表示类似状态的截面图，其中的杠杆15用虚线示出。当上滑块80被降低时，被固定地连接在凸起部804上的凸轮8也位于降低的位置。
图4以放大的方式表示图2所示的插入引导装置5。由图1，图2和图4的实线表示的插入引导装置5相对于支撑块30位于最低的位置(第一位值或者降低的位置)。在此位置，插入引导装置引导被夹住的电子元件S的引线到印刷电路板9的连接孔。在这种情况下，接触部分501和高度差部分306接触。插入引导装置保持电子元件S的引线。这些电子元件S由输送头111(图8)的夹盘提供，此时在元件连接装置的上一步操作时插装头1从印刷电路板9升被高。推杆31的帽31S和电子元件S的头部接触。图1，2和4表示这样的状态，在此状态下，插装头1被降低，因而被插入引导装置5保持的引线的端部被插入连接孔91中。
接着，当插装头1被保持降低时，插入引导装置5被返回相对于支撑块30升高的位置(第二位置)。然后使推杆31降低，因而帽31S推动电子元件S的头部。当电子元件S的引线被插入连接孔91到达一个预定位置时，电子元件插入装置的敲弯部分150的敲弯头151(图8)把在印刷电路板9的背面下方突出的引线敲弯并固定。此时，在插入引导装置5向相对于支撑块30升高的位置的返回操作中，空气汽缸17的活塞杆被连续地设置在最缩回的状态。因而，凸轮8凸轮8也被保持在降低的位置。在此状态下，当设置在插入装置本体中的推杆伸向虚线90’所示的位置时，推杆表面901伸出到虚线901’所示的位置，因而把滚筒45推到虚线45’所示的位置。当杠杆43反抗张力弹簧48的偏移向虚线43’所示的位置摆动，并且滚筒44被升高到虚线44’所示的位置时，下滑块40被升高到虚线40’所示的位置。被固定地连接在下滑块40上的滚筒钩41也升高到虚线41’所示的位置。因而，被装配在滚筒钩41的凹槽411中的滚筒72也升高到虚线72’所示的位置，使得第二臂7以轴71作为枢轴向着虚线7’所示的位置摆动。
当第二臂7摆动时，在第二臂7中形成的孔73的侧壁731和销钉52的外圆周首先处于相互分开的位置。因此，第二臂7单独地摆动，而不对插入引导装置的销钉52施加力，因而插入臂7和插入引导装置5的相对位置被改变。这个相对位置的改变相应于从图7B所示的状态改变为图7A所示的状态，使得插入引导装置5释放保持的电子元件S的引线。当第二臂7进而被继续摆动并且孔73的侧面731和销钉52接触时，第二臂7反抗张力弹簧53的偏移推动销钉52。
当衬套90通过上述过程被推向虚线90’所示的位置时，插入引导装置5被升高到虚线5’所示的位置。
当插入引导装置5被升高到图2和4的虚线5’所示的位置时，滚筒55被升高到虚线55’所示的位置。在上述过程期间，凸轮8被保持在其被降低的位置。在滚筒55和在该位置的凸轮8连续接触的同时，升高的滚筒55通过弯曲的凸轮表面82从凸轮表面81被移动到凸轮表面83。在此状态下，当推杆31接着被降低并且帽31S推动电子元件S的头部因而插入引线时，衬套90被向前推进，使得插入引导装置升高。
在上述过程中，插入引导装置5的运动轨迹由跟随凸轮表面81，82和83的滚筒55的运动(以及由于第一臂6的约束或限制)确定。这是一个从图2和图4的实线5所示的状态(第一位值或降低的位置)开始并在虚线5’所示的状态(第二位置或升高位置)结束的轨迹。这一运动轨迹产生一个具有相应于小厚度(小直径)的电子元件S的小的错开距离(即在平行于印刷电路板的方向上的小的运动)的轨迹。因此，因为用于使插入引导装置缩回所需的空间被减小，所以具有小的厚度(小直径)的电子元件S可以以高的密度被安装在印刷电路板9上。
在通过上述操作完成电子元件S插入印刷电路板9之后，整个插装头1被向上拉动，同时使推杆31升高。当插装头1停止在最上方的位置时，输送头111输送下一个要被插入的电子元件。然后，插装头1的推杆90缩回，使得插入引导装置降低。插入引导装置在其相对于插装头1的本体的最低位置5从输送头111接收电子元件的引线，并夹住引线。此后，输送头打开其夹盘，释放电子元件。当输送头和插装头分离时，插装头1被降低，并返回图1所示的状态，开始下一个元件插入周期。
当连续地在印刷电路板9上安装小厚度的(小直径的)电子元件时，凸轮8可以被连续地被保持在降低的位置。即，不需要进行使空气汽缸17的活塞杆进出的转换操作。
下面说明当在印刷电路板9中插入大直径的电子元件L时插入引导装置5的运动。在这种情况下，空气汽缸17的活塞杆通过气动管路被设置到最突出(或最外)的状态。此时，和连杆18相连的轴19位于图1的虚线19’所示的位置。杠杆15被设置在虚线15’所示的状态。上滑块80被升高到虚线80’的位置。图3是表示类似状态的截面图。虚线15’表示杠杆15的位置。当上滑块80被升高时，被固定地连接在凸出部804上的凸轮8也位于升高的位置。
图5以放大的方式表示图3所示的插入引导装置5。在图3和图5中实线表示的插入引导装置5处于相对于支撑块30为最低的位置(第一位值或降低的位置)。在此位置，插入引导装置引导被夹住的电子元件S的引线到印刷电路板9的连接孔中。在此状态下，接触部分501和高度差部分306接触。此外，插入引导装置保持电子元件L的引线。当插装头1在元件连接装置的前一步操作从印刷电路板9被升高时，这些电子元件L从输送头111的夹盘被交付。推杆31的帽31L和电子元件L的头部接触。图3和图5表示插装头1被降低并且由插入引导装置5保持的引线的端部被插入连接孔91时的状态。
接着，插入引导装置5被返回相对于支撑块10升高的位置，同时插装头1被保持降低。接着推杆31被降低，因而帽31L推动电子元件L的头部。当电子元件L的引线被插入连接孔91到达预定位置时，电子元件插入装置的敲弯部分150的敲弯头151把在印刷电路板9背面下方渗伸出的引线敲弯并固定。在插入引导装置5的返回操作中，空气汽缸17被继续设置为最伸出的状态，此时是相对于支撑块30升高的位置。因而，凸轮8也被保持在升高的位置。在这种状态下，当设置在插入装置本体中的推进器90伸出到虚线90’所示的位置时，推进表面91伸出到虚线901’所示的位置，因而向上推动滚筒45到达虚线45’所示的位置。杠杆43反抗张力弹簧48的偏移向着虚线43’所示的位置摆动。当滚筒44被升高到虚线44’所示的位置时，下滑块40被升高到虚线40’所示的位置。被固定地连接在下滑块40上的滚筒钩41也被升高到虚线41’所示的位置。因而，被固定在滚筒钩41的凹槽411上的滚筒72也被升高到虚线72’所示的位置，使得第二臂7以轴71为枢轴向着虚线7’所示的位置摆动。
当第二臂7摆动时，在第二臂7和销钉52中形成的孔73的侧壁731首先处于彼此分开的位置。因此，第二臂7独立地摆动而不对插入装置的销钉施加力，因而第二臂7和插入引导装置5的相对位置被改变。这个相对位置的改变相应于由图7B所示的状态改变为图7A所示的状态。因而，插入引导装置5释放电子元件L的引线。当第二臂7进一步继续摆动因而和销钉52接触时，第二臂7反抗张力弹簧53的偏移推动销钉52。
当推进器90被推进到虚线90’所示的位置时，通过上述操作插入引导装置5被升高到虚线5’表示的位置。
在图3和图5中，当插入引导装置5被升高到虚线5”所示的位置时，滚筒55被升高到虚线55”所示的位置。在上述操作期间，凸轮8被保持在其升高的位置。当升高的凸轮55首先和接触部分501接触然后和凸轮表面81接触时，升高的滚筒55被移动。在这种状态下，当推杆31被继续降低因而帽31L推动电子元件L的头部并插入引线时，推进器90被推进，使得插入引导装置5被升高。
在上述过程中，插入引导装置5的运动的轨迹由接触部分501和滚筒55跟随凸轮表面81的的运动(并由于第一臂的约束)确定。插入引导装置5的下端的轨迹是这样一个轨迹，其从图3和图4实线所示的状态开始(第一位置或降低的位置)，在由虚线5”所示的位置(第二位置或升高的位置)结束。这个轨迹产生一个具有相应于大直径的电子元件L的大的脱离或离开(即在平行于印刷电路板的方向上的运动大)的轨迹。因此，对于大直径的电子元件L，插入引导装置5在返回操作中不会和电子元件L相互干扰。因而，可以使用和用于插入小直径的电子元件相同的插入引导装置5把大直径的电子元件插入印刷电路板9中。
在通过上述操作把电子元件S插入印刷电路板之后，整个插装头1被向上推动，同时使推杆31升高。当插装头1停止在最上方位置时，输送头111输送要被插入的另一个电子元件。然后，插装头1的推杆90缩回，使得插入引导装置降低。插入引导装置在其相对于插装头1的本体为最低的位置5接收并夹住来自输送头111的电子元件的引线。此后，输送头打开其夹盘，因而释放电子元件。当输送头和插装头分开时，插装头1降低并返回图1所示的状态，并开始下一个元件插入周期。
当大直径的多个电子元件L被连续地安装在印刷电路板9上时，凸轮8可以被连续地保持在升高位置。即，其不需要进行使空气汽缸17的活塞杆伸出和缩回的转换操作。当插入引导装置5从输送头111接收电子元件S或L时，插装头1位于其最上方的升高位置。插入引导装置必须总是处于一个预定位置，从而在这种状态下接收来自输送头111的电子元件。在上述的装置中，用于从输送头接收电子元件的插入引导装置的位置可以被设置为同一个位置(即，图1到图5中相对于插装头本体由标号5表示的实线所示的位置)，而不管凸轮8的位置，即，不管插入引导装置的轨迹被设置为相应于小直径的电子元件S的小的错开距离的轨迹，还是被设置为相应于大直径的电子元件L的具有大的错开距离的轨迹。因而，当相同尺寸的电子元件(电子元件S或L)被连续地安装时，不需要运动轨迹的转换操作，因而不需要通过在插装头的操作周期期间使空气汽缸17的活塞杆伸出与缩回来进行转换凸轮8的位置的操作。
在上述实施例中，通过在两个位置之间转换凸轮8的位置，即最上位置和最下位置，使插入引导装置的轨迹在两种轨迹之间转换。不过，通过在3个位置或多个位置当中转换凸轮的位置，也可以设置三中或多种轨迹。
在上述实施例中，和作为凸轮跟随器的滚筒55接触的凸轮表面在插入引导装置上升期间改变，其中借助于改变同一个凸轮的位置，使得插入引导装置的上升轨迹被改变。不过，和凸轮跟随器接触的凸轮表面也可以借助于使用多个凸轮并且转换这些凸轮来被改变。
下面说明在本发明的概述中说明的元件和在上面的实施例中说明的元件的对应性。
包括推进器90、杠杆43、下滑块40、滚筒72和第二臂7的机构是用于使插入引导装置在第一位值(降低位置)和第二位置(升高位置)之间运动的机构。该机构构成插入引导运动机构。
用于向下推动电子元件S或L的顶部并把电子元件的引线推入印刷电路板的安装孔中的推杆31构成电子元件压力装置，包括空气汽缸17、杠杆15和下滑块80的机构是用于在主轴3内改变凸轮8的位置的机构。该机构构成凸轮位置改变机构。
被设置在插入引导装置5上的滚筒55在插入引导装置上升时和凸轮8的凸轮表面81、82、83接触，并沿着这些凸轮表面的凸轮形状运动。所述滚筒55相应于凸轮跟随器。在本实施例中，这个部件被设置为一个滚筒形的可转动的跟随部分，以便进行平滑的运动操作。不过，在本发明中的这个部件不限于所述可转动的跟随部分，可以设置为固定的凸轮跟随器代替滚筒形的凸轮跟随器。
此外，在被设置在支撑块30内的销钉51和被设置在插入引导装置的销钉52之间拉紧的张力弹簧53把销钉51和52沿着相互接近的方向偏移。因而，作为凸轮跟随器的滚筒55被保持在这样的状态，使得滚筒55在偏置状态下和凸轮8接触。包括这些部件的机构或元件构成沿着偏移装置。所述偏移装置不限于本实施例中的张力弹簧，可以使用其它的弹性件或非弹性件，只要它们能够把凸轮跟随器保持和处于偏移状态下的凸轮接触即可。
在任何情况下，本说明所述的实施例只表示本发明的一个例子，因而本发明不限于这个实施例的细节部分。
权利要求
1.一种电子元件插装头包括支撑块；插入引导装置，其可以在第一和第二位置之间相对于支撑块运动并在所述第一位置引导电子元件的引线到印刷电路板的连接孔中；用于使插入引导装置在第一和第二位置之间运动的插入引导机构；能够相对于所述支撑块改变其位置的凸轮；凸轮跟随器，其被设置在所述插入引导装置上，并沿着所述凸轮的凸轮表面运动，同时，在所述插入引导装置在所述第一和第二位置之间运动期间和凸轮表面接触；以及用于改变所述凸轮的位置的凸轮位置改变机构，其中所述插入引导装置的运动轨迹可以借助于所述凸轮位置改变机构通过改变所述凸轮的位置而被改变。
2.如权利要求1所述的电子元件插装头，其中所述插入引导装置通过一个臂和支撑块相连，所述的臂的一端由所述支撑块可转动地支撑着，另一端由插入引导装置可转动地支撑着，所述插装头还包括偏移部件，所述偏移部件恒定地使所述插入引导装置以这样的方式偏移，使得所述插入引导装置的凸轮跟随器和所述凸轮表面接触，其中插入引导装置的运动轨迹通过由于臂形成的约束以及所述凸轮跟随器和所述凸轮表面的接触而被确定。
3.如权利要求1所述的电子元件插装头，其中凸轮位置以气动压力作为驱动源通过所述凸轮位置改变机构被改变。
4.一种电子元件插装头包括支撑块；第一臂，其一端由支撑块可转动地支撑着；第二臂，其一端由所述支撑块可转动地支撑着；插入引导装置，其被所述第一臂的另一端可转动地支撑着；第一转轴，其被装配在在所述第二臂形成的孔以及所述插入引导装置中形成的孔中；第二转轴，其被装配在所述支撑块上；偏移部件，用于使所述第一转轴和所述第二转轴沿着相互接近的方向偏移；滚筒，其可转动地和被固定地连接在所述插入引导装置的上部的轴相连；和所述滚筒接触的凸轮；以及凸轮位置改变机构，用于相对于所述支撑块改变所述凸轮的位置，所述凸轮的位置，其中当所述插入引导装置升高时，所述滚筒在由所述偏移部件偏移的状态下和所述臂接触而运动，并且其中升高的插入引导装置的轨迹可以借助于改变所述凸轮的位置被改变。
5.一种电子元件插入装置，包括用于供应具有引线的电子元件的元件供应机构；电子元件插装头，用于从所述元件供应机构接收电子元件，并把电子元件的引线插入印刷电路板的连接孔中；以及敲弯机构，用于切断、弯曲和固定被插入印刷电路板中的电子元件的引线，其中电子元件插装头包括支撑块；插入引导装置，其可以在第一和第二位置之间相对于所述支撑块而运动并在所述第一位值把电子元件的引线引导到印刷电路板的连接孔；插入引导移动机构，用于使插入引导装置在第一和第二位置之间运动；能够相对于所述支撑块改变其位置的凸轮；凸轮跟随器，其被设置在所述插入引导装置上，并沿着所述凸轮的凸轮表面运动，同时，在所述插入引导装置在所述第一和第二位置之间运动期间和所述凸轮表面保持接触；以及用于改变凸轮的位置的凸轮位置改变机构，并且其中所述电子元件插装头可以通过改变所述凸轮的位置来改变所述插入引导装置的运动轨迹。
6.如权利要求5所述的电子元件插入装置，其中所述插入引导装置通过一个臂和支撑块相连，所述的臂的一端由所述支撑块可转动地支撑着，另一端由插入引导装置可转动地支撑着，所述插装头还包括偏移部件，所述偏移部件恒定地使所述插入引导装置以这样的方式偏移，使得所述插入引导装置的凸轮跟随器和所述凸轮表面接触，并且其中插入引导装置的所述运动轨迹通过由于臂形成的约束以及所述凸轮跟随器和所述凸轮表面的接触而被确定。
7.如权利要求5所述的电子元件插入装置，其中凸轮位置以气动压力作为驱动源通过所述凸轮位置改变机构被改变。
8.一种电子元件插入装置，包括用于供应具有引线的电子元件的元件供应机构；电子元件插装头，用于从所述元件供应机构接收电子元件，并把电子元件的引线插入印刷电路板的连接孔中；以及敲弯机构，用于切断、弯曲和固定被插入印刷电路板中的电子元件的引线，其中电子元件插装头包括支撑块；第一臂，其一端由支撑块可转动地支撑着；第二臂，其一端由所述支撑块可转动地支撑着；插入引导装置，其被所述第一臂的另一端可转动地支撑着；第一转轴，其被装配在在所述第二臂形成的孔以及所述插入引导装置中形成的孔中；第二转轴，其被装配在所述支撑块上；偏移部件，用于使所述第一转轴和所述第二转轴沿着相互接近的方向偏移；滚筒，其可转动地和被固定地连接在所述插入引导装置的上部的轴相连；和所述滚筒接触的凸轮；以及凸轮位置改变装置，用于相对于所述支撑块改变所述凸轮的位置，其中当所述插入引导装置升高时，所述滚筒在由所述偏移部件偏移的状态下和所述臂接触而运动，并且其中升高的插入引导装置的轨迹可以借助于改变所述凸轮的位置被改变。
9.一种电子元件插装头，包括支撑块插入引导装置，其可以在第一和第二位置之间相对于所述支撑块运动，并在所述第一位值把电子元件的引线引导到印刷电路板的连接孔中；插入引导移动机构，用于使所述插入引导装置在所述第一和第二位置之间运动；凸轮机构，其包括凸轮装置和凸轮跟随器，所述凸轮跟随器被设置在所述插入引导装置上，并适用于沿着凸轮装置的凸轮表面运动，同时当插入装置在所述第一和第二位置之间运动时和凸轮表面保持接触，其中在所述插入引导装置运动时所述凸轮机构可以改变和所述凸轮跟随部分接触的凸轮表面，从而改变所述插入引导装置的运动轨迹。
10.如权利要求9所述的电子元件插装头，其中通过改变同一个凸轮部件的位置改变和所述凸轮机构凸轮跟随部分接触的凸轮表面的形状。
全文摘要
一种电子元件插装头包括:支撑块;插入引导装置,其可以在第一和第二位置之间相对于支撑块运动;插入引导移动装置,用于使所述插入引导装置在所述第一和第二位置之间运动;以及电子元件压力装置,用于通过对电子元件施加压力,将其引线插入印刷电路板的连接孔中。所述元件插装头还包括能够改变其位置的凸轮;凸轮跟随器,其被设置在插入引导装置中,并在插入引导装置运动时和凸轮接触而运动;以及用于改变凸轮位置的机构。插入引导装置的运动轨迹可以通过改变凸轮的位置而被改变。
文档编号H05K13/04GK1291069SQ0011788
公开日2001年4月11日 申请日期2000年3月17日 优先权日1999年3月17日
发明者小林正义, 进藤淳 申请人:Tdk株式会社