本發(fā)明涉及引腳電子元件的組裝領(lǐng)域，特別是涉及一種異形元件插件機(jī)。

背景技術(shù)：

異形元件為不規(guī)則或非標(biāo)準(zhǔn)的引腳器件，如電感、變壓器、繼電器、連接器、大型電容、大型電阻、保險(xiǎn)絲、輕觸開關(guān)等，在功率模擬電路、防震、電氣連接及電氣安全等應(yīng)用領(lǐng)域由于其大功率負(fù)載能力、強(qiáng)抗震動(dòng)和高抗沖擊性能而不可或缺。然而，由于異形元件的尺寸和形狀多樣化且其引腳存在較大的尺寸公差和形位公差，其在PCB板上插件的自動(dòng)化一直是電子組裝行業(yè)內(nèi)亟需突破的技術(shù)難題。近十多年來，國內(nèi)外公司研制出的異形元件插件機(jī)大多采用并行排列的多個(gè)取插頭且一起安裝在一個(gè)X-Y定位拱架或龍門架上，各取插頭的上下垂直運(yùn)動(dòng)完成取件和插件，其插件流程中的取件、視覺識(shí)別、校正、插件等步驟大多是一個(gè)步驟接另一個(gè)步驟按順序串行的，所以單個(gè)插件周期包含多個(gè)步驟。盡管各取插頭可以單獨(dú)地或共同地完成取件，然而幾乎無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)以上的視覺識(shí)別和插件，因此其插件速度的提升存在難以逾越的瓶頸，當(dāng)前插件速度技術(shù)指標(biāo)仍停留在中速（2-3秒/個(gè)）階段。因此，如何構(gòu)思高速的取件和插件架構(gòu)已成為異形元件自動(dòng)插件的技術(shù)難題。近些年市場(chǎng)出現(xiàn)過基于SCARA四軸串聯(lián)關(guān)節(jié)型機(jī)器人或六軸串聯(lián)關(guān)節(jié)型機(jī)器人的異形元件插件機(jī)，其取插頭為多個(gè)并行排列或沿圓周方向均勻分布，但其插件流程仍然局限于串行方式，速度慢的缺陷依然存在。

除上述速度限制難題外，由于異形元件的形狀不規(guī)則，精確的插件要求多個(gè)自由度的位姿檢測(cè)，這對(duì)異形元件的自動(dòng)插件又是一道技術(shù)難題?，F(xiàn)有的異形元件插件機(jī)一般采用底視識(shí)別的視覺對(duì)中技術(shù)，但由于視覺光學(xué)元器件內(nèi)在的2D圖像采集特性，視覺的視野范圍僅局限于一個(gè)底面，對(duì)有些異形元件（如變壓器等），由于引腳針焊線點(diǎn)的底面成像與引腳針本身的底面成像存在交叉或重疊區(qū)域，底視識(shí)別難以適用，此外底視視覺還無法檢測(cè)到引腳高度、長(zhǎng)度及變形缺陷等。所以現(xiàn)有的視覺對(duì)中技術(shù)不僅存在異形元件的兼容性問題，也難以糾正異形元件本體尺寸及引腳的長(zhǎng)度制造誤差以保證插件高度方向的到位精度，更無法將不符合插件條件的異形元件預(yù)先剔除，如引腳歪斜、缺引腳等。

基于以上緣由，異形元件插件機(jī)的技術(shù)一直停滯不前，只是在十多年前的技術(shù)基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)馗纳婆c提升?，F(xiàn)有的異形元件插件機(jī)的插件速度、插件精度及性價(jià)比均無法達(dá)到客戶的預(yù)期。目前，在用量大的家電電控板、充電器、數(shù)字機(jī)頂盒、電視機(jī)、智能電表、開關(guān)電源及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等PCB板的組裝，異形元件基本由人工插件，插件方式的生產(chǎn)效率低，人工成本高，錯(cuò)插和漏插率質(zhì)量問題凸顯。迄今為止，市場(chǎng)上還尚未見有集插件高速、插件精準(zhǔn)、通用兼容性、在線診斷及處理、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等本發(fā)明技術(shù)特征的異形元件插件機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種即能提高插件速度，又能保證插件精度的異形元件插件機(jī)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種異形元件插件機(jī)，包括PCB板傳送裝置、XY工作臺(tái)、水平旋轉(zhuǎn)取插裝置、上料裝置和供料裝置，其中：

所述PCB板傳送裝置包括PCB板傳輸依次經(jīng)過的進(jìn)板機(jī)構(gòu)、進(jìn)出板推送機(jī)構(gòu)和出板機(jī)構(gòu)；

所述XY工作臺(tái)位于進(jìn)板機(jī)構(gòu)與出板機(jī)構(gòu)之間，PCB板通過進(jìn)出板推送機(jī)構(gòu)輸送至XY工作臺(tái)中并通過XY工作臺(tái)的移動(dòng)在PCB板傳送裝置與水平旋轉(zhuǎn)取插裝置之間進(jìn)行位置切換和定位；

所述水平旋轉(zhuǎn)取插裝置包括可水平旋轉(zhuǎn)的水平回轉(zhuǎn)模塊、以及跟隨水平回轉(zhuǎn)模塊公轉(zhuǎn)的取插頭模塊， XY工作臺(tái)移動(dòng)定位PCB板后通過取插頭模塊實(shí)現(xiàn)異形元件的插件；

所述上料裝置包括至少兩個(gè)上料機(jī)構(gòu)，各上料機(jī)構(gòu)均設(shè)置有異形元件的定位或整腳治具，所述取插頭模塊分別從不同上料機(jī)構(gòu)的定位或整腳治具中實(shí)現(xiàn)異形元件的取件；

所述供料裝置主動(dòng)對(duì)上料裝置提供多個(gè)異形元件。

進(jìn)一步地，所述PCB板傳送裝置的進(jìn)板機(jī)構(gòu)和出板機(jī)構(gòu)包括各自的皮帶傳輸機(jī)構(gòu)、軌道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和軌道升降機(jī)構(gòu)。所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)和出板機(jī)構(gòu)的軌道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均采用前軌固定、后軌調(diào)節(jié)的方式，用以適應(yīng)不同寬度的PCB板。所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)和出板機(jī)構(gòu)的各自軌道升降機(jī)構(gòu)上升到高位分別與組裝線的上道設(shè)備（如進(jìn)板機(jī)等）和下道設(shè)備（如波峰焊設(shè)備等）駁接，通過所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)的皮帶傳輸機(jī)構(gòu)從上道設(shè)備傳輸未插PCB板和通過所述出板機(jī)構(gòu)的皮帶傳輸機(jī)構(gòu)傳輸已插PCB到下道設(shè)備。所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)和出板機(jī)構(gòu)的各自軌道升降機(jī)構(gòu)下降到低位與所述XY工作臺(tái)水平對(duì)接，通過所述進(jìn)出板推送機(jī)構(gòu)將所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)的皮帶傳輸機(jī)構(gòu)中未插PCB板推傳至所述XY工作臺(tái)，將在所述XY工作臺(tái)中已完成插件的待插PCB板推送至所述出板機(jī)構(gòu)的皮帶傳輸機(jī)構(gòu)中，從而實(shí)現(xiàn)PCB板的更換。

進(jìn)一步地，PCB板的傳輸方向可根據(jù)需要設(shè)置為從左到右或從右到左的方式。

進(jìn)一步地，所述XY工作臺(tái)的壓板機(jī)構(gòu)設(shè)置軌道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，采用前軌固定、后軌調(diào)節(jié)的方式，以適應(yīng)不同寬度的PCB板，所述XY工作臺(tái)的XY定位機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)所述壓板機(jī)構(gòu)在XY方向的移動(dòng)和定位。

優(yōu)選的，所述PCB板傳送裝置的進(jìn)板機(jī)構(gòu)和出板機(jī)構(gòu)各自的軌道升降機(jī)構(gòu)在上升到高位時(shí)延伸所述XY工作臺(tái)在X方向的移動(dòng)行程。

進(jìn)一步地，所述異形元件插件機(jī)的插件坐標(biāo)系以所述XY工作臺(tái)的初始?xì)w零點(diǎn)為原點(diǎn)，X 軸正方向可設(shè)定為PCB板的進(jìn)板或出板方向，Y 軸正方向可設(shè)定為所述XY工作臺(tái)的軌道寬度調(diào)寬或調(diào)窄的方向。

優(yōu)選的，所述XY工作臺(tái)的下方設(shè)有彎腳機(jī)構(gòu)，所述彎腳機(jī)構(gòu)設(shè)置朝向異形元件的彎角夾頭，可從PCB板背面內(nèi)撐式張開或從外夾緊已插入的異形元件引腳，通過控制張開力或夾緊力，可將從0o至360o角度插件的異形元件的引腳在插件通孔中沿異形元件本體的Z軸線向外或向內(nèi)彎折一定角度，使得異形元件通過其引腳彎折而固定在待插PCB板上，有效防止異形元件在所述XY工作臺(tái)移動(dòng)過程中或待插PCB板完成插件后的傳輸過程中從插件通孔中脫離，從而提高插件質(zhì)量，降低廢品率。

優(yōu)選的，為避免異形元件引腳的折斷或接觸不良，上述引腳的折彎應(yīng)用于引腳材料韌性較好的異形元件。所述彎腳夾頭的具體形狀和尺寸可根據(jù)異形元件的引腳形狀和尺寸而設(shè)計(jì)，如異形元件的引腳改變，僅需更換彎腳夾頭即可，從而提高異形元件的兼容性及降低換線時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述水平旋轉(zhuǎn)取插裝置的水平回轉(zhuǎn)模塊包括DDR直驅(qū)電機(jī)、水平旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道。所述取插頭模塊設(shè)置結(jié)構(gòu)類似的多個(gè)取插頭，沿圓周方向呈均勻分布。各取插頭包括相互平行的兩個(gè)夾爪、夾爪夾持機(jī)構(gòu)、夾爪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、凸輪跟隨器、固定座和縱向滑塊，其中所述固定座沿圓周徑向與所述水平旋轉(zhuǎn)平臺(tái)固定連接。所述水平回轉(zhuǎn)模塊中的DDR直驅(qū)電機(jī)可驅(qū)動(dòng)所述水平旋轉(zhuǎn)平臺(tái)繞其Z軸中心回轉(zhuǎn)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)傳遞帶動(dòng)所述各取插頭中的凸輪跟隨器在所述環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道內(nèi)滾動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)取所述各取插頭繞所述水平旋轉(zhuǎn)平臺(tái)Z軸中心的公轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的，所述夾爪夾持機(jī)構(gòu)由常用的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)改為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，包括絲桿步進(jìn)電機(jī)和直線滑塊，所述兩個(gè)夾爪直接或間接地連接在直線滑塊上，所述絲桿步進(jìn)電機(jī)通過直線滑塊可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)夾爪夾持固定待插異形元件的引腳。

優(yōu)選的，為適應(yīng)異形元件的繁多尺寸規(guī)格，所述夾爪夾持機(jī)構(gòu)的兩個(gè)夾爪從夾緊至張開的幅度設(shè)計(jì)得覆蓋一定的尺寸變化范圍，以避免頻繁的更換。特別的，所述兩個(gè)夾爪的夾持固定或夾緊采用力/位置柔順控制方式以降低沖擊力，從而減少對(duì)異形元件本體的損傷。

進(jìn)一步地，所述夾爪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)和同步輪，所述夾爪夾持機(jī)構(gòu)通過同步帶與同步輪連接，所述步進(jìn)電機(jī)通過所述同步輪和同步帶的驅(qū)動(dòng)，可將所述夾爪夾持機(jī)構(gòu)繞其Z軸的中心作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一方面滿足從0o至360o的插件角度要求，另一方面補(bǔ)償校正待插異形元件在插件前的角度誤差。

優(yōu)選的，所述兩個(gè)夾爪的具體形狀和尺寸可根據(jù)異形元件的引腳形狀和尺寸而設(shè)計(jì)，如異形元件的引腳改變，僅需更換兩個(gè)夾爪即可，從而提高異形元件的兼容性及降低換線時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述取插Z軸運(yùn)動(dòng)模塊包括結(jié)構(gòu)類似的取件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊和插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊。所述取件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊和插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊均包括永磁直線電機(jī)、Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和Z軸壓頂塊，其中Z軸壓頂塊設(shè)置凸輪導(dǎo)向軌道。當(dāng)所述的各取插頭的凸輪跟隨器公轉(zhuǎn)至所述Z軸壓頂塊的凸輪導(dǎo)向軌道內(nèi)時(shí)，所述永磁直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述Z軸壓頂塊，通過所述凸輪導(dǎo)向軌道下壓或上頂所述凸輪跟隨器，帶動(dòng)各取插頭中的縱向滑塊在其固定座內(nèi)實(shí)現(xiàn)Z方向的下降或上升直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所述各插件頭的取件或插件的下降運(yùn)動(dòng)及升至原始Z方向高度的運(yùn)動(dòng)。

特別的，所述永磁直線電機(jī)在插件下降過程中，采用力/位置柔順控制方式以實(shí)現(xiàn)待插異形元件引腳對(duì)待插PCB板的柔性接觸，在接觸后控制插力的大小從而可靠插入引腳但不致導(dǎo)致引腳或待插PCB板的變形或損壞。

優(yōu)選的，所述PCB基準(zhǔn)點(diǎn)識(shí)別視覺模塊用于下視識(shí)別，通過拍攝待插PCB板上的基準(zhǔn)點(diǎn)（MARK點(diǎn)）圖像，通過圖像算法獲得基準(zhǔn)點(diǎn)在所述插件坐標(biāo)系中的XY坐標(biāo)并根據(jù)異形元件引腳在待插PCB板上的插件位置推算出異形元件引腳在插件坐標(biāo)系中的插件XY坐標(biāo)。所述底面識(shí)別視覺模塊用于底視識(shí)別，通過拍攝異形元件引腳的底面圖像，采用圖像算法得出異形元件的引腳位置，然后通過坐標(biāo)變換至所述插件坐標(biāo)系，與上述通過基準(zhǔn)點(diǎn)推算出的引腳的插件XY坐標(biāo)相比較，得到異形元件視覺對(duì)位所需移動(dòng)的位置和轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，在插件前對(duì)所述XY工作臺(tái)和所述各取插頭分別進(jìn)行位置和自轉(zhuǎn)角度的補(bǔ)償校正，從而實(shí)現(xiàn)在插件坐標(biāo)系平面的精準(zhǔn)視覺對(duì)位。所述側(cè)面識(shí)別視覺模塊用于側(cè)視識(shí)別，通過拍攝異形元件引腳的側(cè)面圖像，采用圖像算法計(jì)算出引腳的高度和長(zhǎng)度，在插件時(shí)對(duì)所述各取插頭進(jìn)行Z方向位移的調(diào)整，從而保證異形元件的插件高度準(zhǔn)確到位。其次，對(duì)難以通過底面圖像識(shí)別引腳的情形，所述側(cè)面識(shí)別視覺模塊可通過圖像算法間接求出異形元件的引腳位置，解決視覺對(duì)位的技術(shù)難題。此外，根據(jù)側(cè)面圖像，可檢測(cè)出異形元件的缺陷，如引腳歪斜、缺引腳等，從而可將不符合插件條件的異形元件預(yù)先剔除。

進(jìn)一步地，在各取插頭隨所述水平回轉(zhuǎn)模塊公轉(zhuǎn)軌跡的下方至少設(shè)有六個(gè)工位，即取件工位、底視識(shí)別工位、側(cè)視識(shí)別工位、校正工位、插件工位、和棄料工位。設(shè)每次公轉(zhuǎn)及其停頓時(shí)間之和為一步，每一步時(shí)間內(nèi)可并行完成取件、底視識(shí)別、側(cè)視識(shí)別、校正、插件和棄料等工序，其中的一個(gè)取插頭將完成一個(gè)插件。依照這種按步循環(huán)的方式連續(xù)運(yùn)行，可完成待插PCB板上多個(gè)異形元件的插件。另外，分析以上工序，一個(gè)異形元件的插件周期時(shí)間為一步的時(shí)間，僅包括公轉(zhuǎn)的時(shí)間和用時(shí)最長(zhǎng)的工位時(shí)間。一般地，插件工位由于動(dòng)作最復(fù)雜而時(shí)間最長(zhǎng)，因此一個(gè)異形元件的插件周期時(shí)間為公轉(zhuǎn)的時(shí)間和插件工位的時(shí)間之和。此種運(yùn)行方式與常用的拱架或龍門式架構(gòu)采用取件、識(shí)別、校正、插件基本串行的運(yùn)行方式相比，其插件的速度大幅度加快，可將目前的插件速度節(jié)拍從中速（2-3秒/個(gè)）檔次提升到高速（0.5-1秒/個(gè)）檔次。

優(yōu)選的，所述水平旋轉(zhuǎn)取插裝置中設(shè)置六個(gè)或六個(gè)以上的取插頭，取插頭的數(shù)量可根據(jù)待插異形元件的數(shù)量和其相同類型的數(shù)量而確定。

進(jìn)一步地，所述上料裝置的三個(gè)直線滑塊式上料機(jī)構(gòu)A、B、C設(shè)置定位或整腳治具，定位治具用于維持異形元插件所需的水平度和垂直度，從而保證后續(xù)所述各取插頭夾持異形元件其引腳的水平和垂直度的精度；整腳治具使得異形元件的引腳變直且兩引腳的中心距離在誤差范圍內(nèi)，從而保證后續(xù)所述各取插頭夾持異形元件插件的位置精度。

優(yōu)選的，所述定位治具和整腳治具的選用可根據(jù)異形元件引腳材料是否變形而確定，對(duì)引腳在傳送過程中容易折彎變形的情形，應(yīng)選用整腳治具，否則，應(yīng)選用定位治具，以避免引腳在整腳過程中出現(xiàn)折斷或接觸不良的現(xiàn)象。另外，所述的定位治具和整腳治具可依照異形元件的引腳的尺寸和形狀而設(shè)計(jì)，如所述異形元件更變，僅需更換與此相匹配的定位治具和整腳治具即可，從而提高異形元件的兼容性及減低換線時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述上料機(jī)構(gòu)A和C中的定位或整形機(jī)構(gòu)的數(shù)量為至少一個(gè)，所承載的異形元件經(jīng)定位或整腳后，交替移動(dòng)至所述取件工位，完成多個(gè)異形元件上料的功能。所述上料機(jī)構(gòu)B中設(shè)置氣缸，其定位或整形機(jī)構(gòu)的數(shù)量為至少兩個(gè)，所承載的異形元件經(jīng)定位或整腳后，經(jīng)所述氣缸推動(dòng)并與所述上料機(jī)構(gòu)A和C的協(xié)調(diào)配合差錯(cuò)交替移動(dòng)至所述取件工位，完成多個(gè)異形元件上料的功能。此種交替上料的方式將多個(gè)異形元件集中送至同一取件工位,與常見的位置分布式上料方式相比，大幅度地降低了取件的時(shí)間，有助于提升異形元件插件的速度。

優(yōu)選的，所述上料機(jī)構(gòu)A和C中的定位或整形治具共用一個(gè)直線導(dǎo)軌，所述上料機(jī)構(gòu)B的定位或整形治具使用單獨(dú)的直線導(dǎo)軌，所述上料裝置可根據(jù)需要可設(shè)計(jì)成多于三個(gè)所述上料機(jī)構(gòu)A、B和C，以適應(yīng)于多個(gè)異形元件的上料。

進(jìn)一步地，所述供料裝置包括至少兩個(gè)托盤供料器、至少一個(gè)振動(dòng)盤供料器和至少一個(gè)料管供料器。

優(yōu)選的，所述供料裝置所容納的異形元件數(shù)量應(yīng)不低于所述上料機(jī)構(gòu)A、B和C所帶的定位或整腳治具的數(shù)量總和，以便解決供料慢的瓶頸，提高上料速度。

進(jìn)一步地，所述供料系裝置可包括帶式送料器和其它送料器，比如散裝盒式送料器等，從而兼容不同包裝方式的異形元件，提高對(duì)包裝方式的通用性。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過對(duì)異形元件取件和插件動(dòng)作的分解和合成，首次將異形元件的上料、插件XY坐標(biāo)平移及定位校正、異形元件的角度校正等功能有機(jī)集成，從而并行完成異形元件的取件、校正和插件工序。同時(shí)本發(fā)明輔以多傳感器信息技術(shù)的集成與融合，構(gòu)成三個(gè)識(shí)別視覺系統(tǒng)并將之協(xié)調(diào)合成在插件流程中，從而實(shí)現(xiàn)按步進(jìn)循環(huán)的連續(xù)運(yùn)行方式。此運(yùn)行方式的每一步時(shí)間內(nèi)，可并行完成取件、底視識(shí)別、側(cè)視識(shí)別、校正和插件工序，單個(gè)插件的周期僅為一步的時(shí)間。另外，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)測(cè)量元件引腳缺陷，在線實(shí)時(shí)診斷且及時(shí)處理有缺陷的元件，可有效實(shí)現(xiàn)節(jié)省人工、提升效率和提高品質(zhì)等需求，具有插件速度節(jié)拍快、良品合格率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等顯著優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為異形元件插件機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為PCB板傳送裝置與XY工作臺(tái)組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為進(jìn)板機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為出板機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為進(jìn)出板推送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為XY工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為彎腳機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為水平旋轉(zhuǎn)取插裝置與PCB板傳送裝置、XY工作臺(tái)及上料裝置組合時(shí)的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為取插頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為取件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊或插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為圖10為取件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊和插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊與取插頭組合時(shí)的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為取插頭公轉(zhuǎn)軌跡下方的工位示意圖；

圖13為上料裝置與水平旋轉(zhuǎn)取插裝置組合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為定位或整腳治具的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為定位或整腳治具的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為供料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明的異形件插件機(jī)包括PCB板傳送裝置1、XY工作臺(tái)2、水平旋轉(zhuǎn)取插裝置3、上料裝置4和供料裝置5。

如圖2所示，所述PCB板傳送裝置1包括PCB板傳輸依次經(jīng)過的進(jìn)板機(jī)構(gòu)6、進(jìn)出板推送機(jī)構(gòu)7和出板機(jī)構(gòu)8。

如圖3所示，所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)6包括皮帶傳輸機(jī)構(gòu)、軌道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和軌道升降機(jī)構(gòu)。所述皮帶傳輸機(jī)構(gòu)包括軌道9和10、皮帶11和12、步進(jìn)電機(jī)17和傳動(dòng)桿14。軌道9和10相互平行且在其內(nèi)分別設(shè)置有薄而窄的皮帶11和12，步進(jìn)電機(jī)17通過傳動(dòng)桿14帶動(dòng)皮帶11和12，用于水平輸送未插PCB板18從軌道9和10的左側(cè)入口直至右側(cè)的進(jìn)板等待區(qū)域19。所述軌道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)16和絲桿13，采用前軌固定、后軌調(diào)節(jié)的方式。軌道10的Y方向位置固定，步進(jìn)電機(jī)16通過絲桿13驅(qū)動(dòng)軌道9 作沿Y方向的前后運(yùn)動(dòng)以調(diào)節(jié)與軌道10之間的寬度，從而適應(yīng)不同寬度的PCB板。所述軌道升降機(jī)構(gòu)包括氣缸15，其輸出端直接或間接連接軌道9和軌道10，用以驅(qū)動(dòng)軌道9和軌道10上升到高位和下降到低位。

如圖4所示，所述出板機(jī)構(gòu)8也包括皮帶傳輸機(jī)構(gòu)、軌道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和軌道升降機(jī)構(gòu)。所述皮帶傳輸機(jī)構(gòu)包括軌道20和21、皮帶22和23、步進(jìn)電機(jī)28和傳動(dòng)桿25。軌道20和21相互平行且在其內(nèi)分別安裝薄而窄的皮帶22和23，步進(jìn)電機(jī)28通過傳動(dòng)桿25帶動(dòng)皮帶22和23，用于水平輸送已插PCB板29從軌道20和21的左側(cè)出口直至右側(cè)的出板等待區(qū)域30。所述軌道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)27和絲桿24，采用前軌固定、后軌調(diào)節(jié)的方式。軌道21的Y方向位置固定，步進(jìn)電機(jī)27通過絲桿24驅(qū)動(dòng)軌道20作沿Y方向的前后運(yùn)動(dòng)以調(diào)節(jié)與軌道21之間的寬度，從而適應(yīng)不同寬度的PCB板。所述軌道升降機(jī)構(gòu)包括氣缸26，其輸出端直接或間接連接軌道20和軌道21，用以驅(qū)動(dòng)軌道20和軌道21上升到高位和下降到低位。

如圖5所示，所述進(jìn)出板推送機(jī)構(gòu)7包括兩個(gè)推桿爪31和32、推桿升降機(jī)構(gòu)和推桿移動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述推升降機(jī)構(gòu)包括氣缸33，其輸出方向?yàn)樯舷路较?，氣?3直接或間接地連接兩個(gè)推桿爪31、32，用以驅(qū)動(dòng)所述兩個(gè)推桿爪31和32上升和下降。所述推桿移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)34、同步輪35以及由同步輪35驅(qū)動(dòng)的同步帶，同步帶直接或間接地連接兩個(gè)推桿爪31、32，步進(jìn)電機(jī)34通過同步輪35和同步帶的驅(qū)動(dòng)，將所述兩個(gè)推桿爪31和32水平移動(dòng)至設(shè)定位置。

如圖6所示，所述XY工作臺(tái)2包括壓板機(jī)構(gòu)和XY定位機(jī)構(gòu)。所述壓板機(jī)構(gòu)包括相互平行的軌道36和37、夾板機(jī)構(gòu)38和39、氣缸40和41以及軌道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。所述夾板機(jī)構(gòu)38和39分別由氣缸40和41驅(qū)動(dòng)，用于夾緊傳送到軌道36和37內(nèi)的待插PCB板42，以保證插件過程中待插PCB板42的定位。所述軌道寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)43和絲桿44，采用前軌固定、后軌調(diào)節(jié)的方式。絲桿44的端部連接軌道36，軌道37的Y方向位置不作調(diào)節(jié)，軌道36通過步進(jìn)電機(jī)43驅(qū)動(dòng)絲桿44作Y方向前后運(yùn)動(dòng)以調(diào)節(jié)與軌道37之間的寬度，以適應(yīng)不同寬度的PCB板。所述XY定位機(jī)構(gòu)包括X軸伺服電機(jī)45和滾珠絲桿46以及Y軸伺服電機(jī)47和滾珠絲桿48，所述XY工作臺(tái)2承載所述壓板機(jī)構(gòu)在XY方向移動(dòng)并定位，其中伺服電機(jī)45經(jīng)滾珠絲桿46的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)X方向的移動(dòng)和定位，伺服電機(jī)46經(jīng)滾珠絲桿47的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)Y方向的移動(dòng)和定位。

進(jìn)一步地，所述異形元件插件機(jī)的插件坐標(biāo)系以所述XY工作臺(tái)2的初始?xì)w零點(diǎn)為原點(diǎn)，X 軸正方向可設(shè)定為PCB板的進(jìn)板或出板方向，Y 軸正方向可設(shè)定為所述XY工作臺(tái)2的軌道寬度調(diào)寬或調(diào)窄的方向。

優(yōu)選的，所述XY工作臺(tái)2的下方設(shè)置有彎腳機(jī)構(gòu)49。如圖7所示，所述彎腳結(jié)構(gòu)49包括朝向異形元件的彎腳夾頭50、夾持機(jī)構(gòu)、夾頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和夾頭升降機(jī)構(gòu)。所述夾持機(jī)構(gòu)包括絲桿步進(jìn)電機(jī)53，用于驅(qū)動(dòng)彎腳夾頭50在所述待插PCB板42的背面內(nèi)撐式張開或從外夾緊插入的異形元件的引腳，然后通過控制絲桿步進(jìn)電機(jī)53的位移和推力，將引腳在插件通孔中沿異形元件本體的Z軸心向外或向內(nèi)彎折一定角度，使得異形元件通過其引腳彎折而固定在待插PCB板42上。有效防止異形元件在所述XY工作臺(tái)2移動(dòng)過程中或所述待插PCB板42完成插件后的傳輸過程中從插件孔中脫離，從而提高插件質(zhì)量，降低廢品率。所述夾頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)51、同步輪52以及由同步輪52驅(qū)動(dòng)的同步帶，步進(jìn)電機(jī)51通過同步輪52和同步帶的驅(qū)動(dòng)，將彎腳夾頭50繞所述夾持機(jī)構(gòu)的Z軸旋轉(zhuǎn)α角，以實(shí)現(xiàn)從0o至360o角度插件的異形元件引腳的折彎。所述夾頭升降機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)54和線性模組55，用以實(shí)現(xiàn)Z軸上下運(yùn)動(dòng)。Z軸的向上運(yùn)動(dòng)將所述彎腳夾頭50升至夾持并彎折異形元件引腳所需的設(shè)定高度，Z軸的向下運(yùn)動(dòng)可避免所述XY工作臺(tái)2移動(dòng)過程中與彎腳夾頭50的空間位置干涉。

優(yōu)選的，為避免異形元件引腳的折斷或接觸不良，上述引腳的折彎應(yīng)用于引腳材料韌性較好的異形元件。所述彎腳夾頭50的具體形狀和尺寸可根據(jù)異形元件的引腳形狀和尺寸而設(shè)計(jì)，如異形元件的引腳改變，僅需更換彎腳夾頭50即可，從而提高異形元件的兼容性及降低換線時(shí)間。

結(jié)合圖1至圖6，PCB板從左到右的傳送步驟為：

(1)所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)6的軌道9和10與所述出板機(jī)構(gòu)8的軌道20和21分別通過各自的軌道升降機(jī)構(gòu)下降到低位，所述XY工作臺(tái)2移動(dòng)其軌道36和37與所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)6的軌道9和10與所述出板機(jī)構(gòu)8的軌道20和21在同一軌道高度水平對(duì)接。所述進(jìn)出板推送機(jī)構(gòu)7在X方向設(shè)定位置通過其推桿升降機(jī)構(gòu)將其兩個(gè)推桿爪31和32下降至低于所述未插PCB板18和待插PCB板42的高度，然后通過其推桿移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)，兩個(gè)推桿爪31和32接觸所述未插PCB板18和所述待插PCB板42的左側(cè)邊緣，進(jìn)而推動(dòng)所述未插PCB板18從所述進(jìn)板等待區(qū)域19通過所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)6的軌道9和10傳送至所述XY工作臺(tái)2中的軌道36和37中，同時(shí)推動(dòng)已完成插件的待插PCB板42從所述XY工作臺(tái)2的軌道36和37傳送至所述出板機(jī)構(gòu)的軌道20和21中。至此，所述未插PCB板18和已完成插件的待插PCB板42的傳送完成，亦即PCB板的更換完成，未插PCB板18重新更名為待插PCB板42，而和完成插件的待插PCB板42重新更名為已插PCB板29。此種推送板方式的優(yōu)點(diǎn)是在更換PCB時(shí)將常用的皮帶傳送改為電動(dòng)推動(dòng)，PCB板的傳送時(shí)間從2.5-4s減至1.5-2.0s，可提升插件的速度節(jié)拍。

(2)所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)6的軌道9和10通過其軌道升降機(jī)構(gòu)上升到高位與組裝線上道設(shè)備（如進(jìn)板機(jī)等）駁接，所述未插PCB板18通過所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)6的皮帶傳輸機(jī)構(gòu)送至所述進(jìn)板等待區(qū)域19。所述出板機(jī)構(gòu)8的軌道19和20通過其軌道升降機(jī)構(gòu)上升到高位與組裝線下道設(shè)備（如波峰焊爐等）駁接，所述已插PCB板29通過所述出板機(jī)構(gòu)8的皮帶傳輸機(jī)構(gòu)送至所述出板等待區(qū)域30。

(3)所述XY工作臺(tái)2、所述水平旋轉(zhuǎn)取插裝置3、所述上料裝置4和所述供料裝置5配合工作，實(shí)現(xiàn)異形元件到所述待插PCB板42上的插件。由于所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)6的軌道9和10及所述出板機(jī)構(gòu)8的軌道20和21處于高位，所述XY工作臺(tái)2在X水平方向可延伸至軌道9和10與軌道20和21的下方，因此擴(kuò)展了所述XY工作臺(tái)2在X方向的移動(dòng)行程，有利于節(jié)省安裝空間和減少所述PCB板傳送裝置1的尺寸。

(4)所述待插PCB板42的插件完成后，重復(fù)(1)至(4)的步驟。

進(jìn)一步地，如將所述進(jìn)板區(qū)6和所述出板區(qū)8的功能互換，PCB板的傳輸方向可根據(jù)生產(chǎn)場(chǎng)地布置從左到右改變?yōu)閺挠业阶蟮姆绞健?/p>

再參考圖1，所述水平旋轉(zhuǎn)取插裝置3安裝在支撐板56下面，屬懸掛吊頂安裝架構(gòu)。如圖8所示，所述水平旋轉(zhuǎn)取插裝置3包括水平回轉(zhuǎn)模塊、取插頭模塊、取插Z軸運(yùn)動(dòng)模塊、PCB基準(zhǔn)點(diǎn)識(shí)別視覺模塊62、底面識(shí)別視覺模塊63和側(cè)面識(shí)別視覺模塊64。所述水平回轉(zhuǎn)模塊包括DDR直驅(qū)電機(jī)65、水平旋轉(zhuǎn)平臺(tái)57和環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道58。所述取插頭模塊設(shè)置八個(gè)結(jié)構(gòu)類似的取插頭59a-59h，其沿圓周方向呈均勻分布且在空間上互差45o角度。

圖9示意出了其中一個(gè)取插頭的結(jié)構(gòu)圖，包括相互平行的兩個(gè)夾爪74、75、夾爪夾持機(jī)構(gòu)、夾爪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、凸輪跟隨器77、固定座68和縱向滑塊69，其中固定座68沿圓周徑向與所述水平旋轉(zhuǎn)平臺(tái)57固定連接。再參考圖8，所述凸輪跟隨器77通過與環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道58的接合，在環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道58的導(dǎo)引下可沿圓周方向滾動(dòng)。所述水平回轉(zhuǎn)模塊中的DDR直驅(qū)電機(jī)65可驅(qū)動(dòng)水平旋轉(zhuǎn)平臺(tái)57繞其Z軸中心回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)八個(gè)取插頭59a-59h中的凸輪跟隨器77在環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道58內(nèi)沿圓周方向滾動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)取八個(gè)插頭59a-59h繞所述Z軸中心的φ角旋轉(zhuǎn)。由于所述八個(gè)取插頭59a-59h沿周向共同轉(zhuǎn)動(dòng)，繞所述Z軸的φ角旋轉(zhuǎn)定義為八個(gè)取插頭59a-59h的公轉(zhuǎn)。

再參考圖9，所述夾爪夾持機(jī)構(gòu)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其包括絲桿步進(jìn)電機(jī)70和直線滑塊71，兩個(gè)夾爪74、75直接或間接地連接在直線滑塊71上，絲桿步進(jìn)電機(jī)70通過直線滑塊71可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)夾爪74、75對(duì)向直線移動(dòng)以夾持固定待插異形元件76（圖9所示的異形元件為一繼電器）的引腳。

優(yōu)選的，為適應(yīng)異形元件的繁多尺寸規(guī)格，所述夾爪夾持機(jī)構(gòu)的兩個(gè)夾爪74、75從夾緊至張開的幅度設(shè)計(jì)得覆蓋一定的尺寸變化范圍，以避免頻繁的更換。特別的，兩個(gè)夾爪74、75的夾緊力采用實(shí)時(shí)控制以降低沖擊力，從而減少對(duì)異形元件本體的損傷。具體方案是：所述絲桿步進(jìn)電機(jī)70在夾持過程中，通過力與位置柔順控制方式以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)夾爪74、75對(duì)異形元件的柔順接觸，在接觸后控制夾持力大小以夾緊異形元件但不致使元件變形或損壞。關(guān)于力與位置柔順控制方式可參考以下文獻(xiàn)。

(1)李正義,機(jī)器人與環(huán)境間力／位置控制技術(shù)研究與應(yīng)用［Ｄ:博士學(xué)位論文］，華中科技大學(xué)，2011.

(2)隆志力，禹新路，朱 超，基于速度阻尼的位置／壓力切換控制模型，中國機(jī)械工程，2014，25（14）:1946-1955.

(3)陳永剛，閻秋，鞏航軍，基于速度阻尼力位切換DSP 算法的引線鍵合機(jī)邦頭設(shè)計(jì)，機(jī)床與液壓，2014，42(20):115-131.

再參考圖9，所述夾爪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)72和同步輪73，所述夾爪夾持機(jī)構(gòu)通過同步帶與同步輪73連接，步進(jìn)電機(jī)72通過同步輪73和同步帶的驅(qū)動(dòng)，將所述夾爪夾持機(jī)構(gòu)繞其自身Z軸心旋轉(zhuǎn)θ角，亦即繞兩個(gè)夾爪74、75的對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)θ角，一方面滿足從0o至360o的插件角度需要，另一方面補(bǔ)償校正異形元件在插件前的角度誤差。由于此旋轉(zhuǎn)為繞自身的Z軸中心旋轉(zhuǎn)，繞Z軸的θ角旋轉(zhuǎn)定義為八個(gè)取插頭59a-59h的自轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述八個(gè)取插頭59a-59h中每個(gè)取插頭的結(jié)構(gòu)大致相同，其區(qū)別僅在于兩個(gè)夾爪74、75的形狀和尺寸。優(yōu)選的，兩個(gè)夾爪74、75的具體形狀和尺寸可根據(jù)異形元件的引腳形狀和尺寸而設(shè)計(jì)，如異形元件的引腳改變，僅需更換兩個(gè)夾爪74、75即可，從而提高異形元件的兼容性及降低換線時(shí)間。

再參考圖8，取插Z軸運(yùn)動(dòng)模塊包括結(jié)構(gòu)類似的取件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊67和插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊66。如圖10所示，取件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊67和插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊66均包括永磁直線電機(jī)、Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌80和Z軸壓頂塊81，其中Z軸壓頂塊81內(nèi)設(shè)置凸輪導(dǎo)向軌道82。所述永磁直線電機(jī)包括永磁鐵定子78和運(yùn)動(dòng)線圈79，Z軸壓頂塊81安裝在運(yùn)動(dòng)線圈79上，運(yùn)動(dòng)線圈79安裝在Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌80上。所述永磁直線電機(jī)通過提供運(yùn)動(dòng)線圈79一電流激勵(lì)，與永磁鐵定子78之間產(chǎn)生相互電磁推力，推動(dòng)運(yùn)動(dòng)線圈79沿Z方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)Z軸壓頂塊81沿著Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌80作Z方向上下直線運(yùn)動(dòng)。

如圖11所示，所述環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道58在沿圓周方向設(shè)置兩個(gè)開口，所述取件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊67和插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊66各自的凸輪導(dǎo)向軌道82安置于這兩個(gè)開口內(nèi)并分別與所述環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道58沿圓周方向水平串聯(lián)布置且留有Z方向運(yùn)動(dòng)的間隙。所述凸輪跟隨器77可通過與所環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道58和所述取件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊67及插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊66各自的凸輪導(dǎo)向軌道82之間的串聯(lián)水平對(duì)接，沿圓周方向?qū)崿F(xiàn)360°持續(xù)的滾動(dòng)。

再參考圖11，所述八個(gè)取插頭59a-59h在所述環(huán)形凸輪導(dǎo)向軌道58內(nèi)的公轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)各取插頭的凸輪跟隨器77公轉(zhuǎn)至取件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊67或插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊66的凸輪導(dǎo)向軌道82內(nèi)時(shí)，所述永磁直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)Z軸壓頂塊81，通過凸輪導(dǎo)向軌道82下壓或上頂凸輪跟隨器77，帶動(dòng)各取插頭的縱向滑塊69在固定座68內(nèi)實(shí)現(xiàn)Z方向的下降或上升直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)各取插頭的取件和插件的下降運(yùn)動(dòng)及升至原始Z方向高度的運(yùn)動(dòng)。

特別的，所述永磁直線電機(jī)在插件下降過程中，采用力與位置柔順控制方式實(shí)現(xiàn)異形元件引腳對(duì)所述待插PCB板42的柔性接觸，在接觸后控制插力大小以可靠插入引腳但不導(dǎo)致引腳和待插PCB板42的變形或損壞。

結(jié)合圖8和圖11，所述PCB基準(zhǔn)點(diǎn)識(shí)別視覺模塊62安裝在插件Z軸運(yùn)動(dòng)模塊66的側(cè)面，用于拍攝待插PCB板42上的基準(zhǔn)點(diǎn)（MARK點(diǎn)）圖像，通過圖像算法獲得基準(zhǔn)點(diǎn)在所述插件坐標(biāo)系中的XY坐標(biāo)并根據(jù)異形元件在待插PCB板42上的插件位置推算出異形元件引腳在插件坐標(biāo)系中的插件XY坐標(biāo)。所述底面識(shí)別視覺模塊63安裝在所述水平旋轉(zhuǎn)平臺(tái)57的下方，用于拍攝異形元件引腳的底面圖像，采用圖像算法得出異形元件的引腳位置，然后通過坐標(biāo)變換至所述插件坐標(biāo)系，與上述通過基準(zhǔn)點(diǎn)推算出的引腳的插件XY坐標(biāo)相比較，得到異形元件視覺對(duì)位所需移動(dòng)的位置和轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，在插件前對(duì)所述XY工作臺(tái)2和所述八個(gè)取插頭59a-59h分別進(jìn)行位置和轉(zhuǎn)角的補(bǔ)償校正，從而實(shí)現(xiàn)在插件坐標(biāo)系平面的精準(zhǔn)視覺對(duì)位。所述側(cè)面識(shí)別視覺模塊64安裝在水平旋轉(zhuǎn)平臺(tái)57的側(cè)面，用于拍攝異形元件引腳的側(cè)面圖像，通過圖像算法計(jì)算出引腳的高度和長(zhǎng)度，在插件時(shí)對(duì)所述八個(gè)插件頭59a-59h進(jìn)行Z方向位移的調(diào)整，從而保證異形元件的插件高度準(zhǔn)確到位。其次，對(duì)難以通過底面圖像識(shí)別引腳的情形，所述側(cè)面識(shí)別視覺模塊64可通過圖像算法間接求出異形元件的引腳位置，解決視覺對(duì)位的技術(shù)難題。此外，根據(jù)側(cè)面圖像，可檢測(cè)出異形元件的缺陷，如引腳歪斜、缺引腳等，從而可將不符合插裝條件的元件預(yù)先剔除。

如圖12所示，根據(jù)所述八個(gè)取插頭59a-59h在公轉(zhuǎn)間隔45o的八個(gè)軌跡位置，將其軌跡下方相對(duì)應(yīng)的位置分為八個(gè)工位，即取件工位83a、底視識(shí)別工位83b、側(cè)視識(shí)別工位83c、校正工位83d、插件工位83e、換夾爪工位83f和83h以及棄料工位83g。

結(jié)合圖6和圖8至圖12，所述八個(gè)工位位置時(shí)的工作過程分別為：

(1)取件工位83a: 為公轉(zhuǎn)歸零位置，對(duì)應(yīng)的取插頭下降到取件高度，其兩個(gè)夾爪74、75夾緊待插異形元件，然后取插頭上升到設(shè)定初始高度。

(2)底視識(shí)別工位83b：所述底面識(shí)別視覺模塊63拍攝與對(duì)應(yīng)的取插頭中的兩個(gè)夾爪74、75所夾持的待插異形元件引腳的底面圖像，通過圖像算法判斷待插異形元件是否符合插件條件，如符合則推算出待插異形元件在所述插件坐標(biāo)系中的插件XY坐標(biāo)的偏差值和角度的偏差值。

(3)側(cè)視識(shí)別工位83c：所述側(cè)面識(shí)別視覺模塊64拍攝對(duì)應(yīng)的取插頭中的兩個(gè)夾爪74、75所夾持的待插異形元件引腳的側(cè)面圖像，通過圖像算法判斷待插異形元件是否符合插件條件，如符合則計(jì)算出插件高度或推算出待插異形元件在所述插件坐標(biāo)系中的插件XY坐標(biāo)的偏差值和角度的偏差值。

(4)校正工位83d: 如待插異形元件符合插件條件，根據(jù)在底視識(shí)別工位83b或側(cè)視識(shí)別工位83c時(shí)所推算出的角度偏差值，對(duì)待插異形元件設(shè)定的插件角度進(jìn)行角度補(bǔ)償，得出插件補(bǔ)償角度。對(duì)應(yīng)的取插頭的兩個(gè)夾爪74、75所夾持的待插異形元件通過自轉(zhuǎn)所需的插件補(bǔ)償角度，完成角度差的校正。

(5)插件工位83e：如待插異形元件符合插件條件，根據(jù)在底視識(shí)別工位83b或側(cè)視識(shí)別工位83c所推算出的插件XY坐標(biāo)偏差值，對(duì)待插異形元件設(shè)定的XY位置進(jìn)行XY坐標(biāo)補(bǔ)償，得出插件XY補(bǔ)償坐標(biāo)值。所述XY工作臺(tái)2移動(dòng)所需的插件XY補(bǔ)償坐標(biāo)值，完成XY坐標(biāo)位置差的校正。對(duì)應(yīng)的取插頭下降至由側(cè)視識(shí)別工位83c計(jì)算所得的插件高度，從而完成待插異形元件的插件。對(duì)需引腳彎折的情形，異形元件的引腳向外或向內(nèi)彎折一待定角度直至異形元件固定到待插PCB板42上。然后取插頭的兩個(gè)夾爪74、75松開，取插頭上升到設(shè)定初始高度。

(6)換夾爪工位83f和83h：如對(duì)應(yīng)的取插頭無夾持異形元件，則可手動(dòng)更換兩個(gè)夾爪74、75，兩個(gè)工位可更換兩對(duì)夾爪。

(7)棄料工位83g：對(duì)應(yīng)的取插頭中的兩個(gè)夾爪74、75松開，通過滑道60將不符合插入條件的異形元件剔除至廢料盒61中。

進(jìn)一步的，以上的八個(gè)工位除換夾爪工位83f和83h外，其余六個(gè)工位的功能為本發(fā)明的實(shí)施方案必須具備的。因此，優(yōu)選的實(shí)施方案為所述水平旋轉(zhuǎn)取插裝置3中設(shè)置六個(gè)或六個(gè)以上的取插頭，其具體數(shù)量可根據(jù)待插異形元件的數(shù)量和其相同類型的數(shù)量而確定。

由以上工位的工作過程可知，所述八個(gè)取插頭59a-59h順時(shí)針公轉(zhuǎn)，間隔45o停頓，在每次停頓時(shí)間內(nèi)可同時(shí)完成取件、底視識(shí)別、側(cè)視識(shí)別、校正、插件和棄料工作。假定取插頭59a在換夾爪工位83h，其余取插頭的兩個(gè)夾爪74、75未夾持異形元件。設(shè)每次45o的公轉(zhuǎn)及隨后的停頓時(shí)間之和為一步，經(jīng)過初始的四步后，取插頭59a已完成取件、底視識(shí)別、側(cè)視識(shí)別和校正；取插頭59b已完成取件、底視識(shí)別和側(cè)視識(shí)別；取插頭59c已完成取件和底視識(shí)別；取插頭59d已完成取件。在第五步，在45o公轉(zhuǎn)隨后的停頓時(shí)間內(nèi)，取插頭59e的取件、取插頭59d的底視識(shí)別、取插頭59c的側(cè)視識(shí)別、取插頭59b的校正、取插頭59a的插件在同步并行工作。這一步完畢后取插頭59a從取件、底面識(shí)別、側(cè)面識(shí)別、校正到插件已完成一個(gè)插件周期；取插頭59b已完成取件、底視識(shí)別、側(cè)視識(shí)別和校正；取插頭55c已完成取件、底視識(shí)別和側(cè)視識(shí)別；取插頭55d已完成取件和底視識(shí)別；取插頭59e已完成取件。經(jīng)過第六步，取插頭59b將完成一個(gè)插件工作，由此類推，經(jīng)過每下一步，后續(xù)的取插頭，包括經(jīng)循環(huán)后已完成插件的取插頭均將完成一個(gè)插件，依照這種按步循環(huán)的方式連續(xù)運(yùn)行，可完成待插PCB板42上多個(gè)異形元件的插件。另外，分析上述按步循環(huán)的運(yùn)行方式可推知，一個(gè)異形元件的插件周期為一步的時(shí)間，僅包含公轉(zhuǎn)45o的時(shí)間和用時(shí)最長(zhǎng)的工位時(shí)間。一般地，插件工位83e由于動(dòng)作最復(fù)雜而時(shí)間最長(zhǎng)，因此一個(gè)異形元件的插件周期為公轉(zhuǎn)45o的時(shí)間與插件工位83e的時(shí)間之和。此種運(yùn)行方式與常用拱架式或龍門式架構(gòu)采用的按順序串行運(yùn)行方式相比，其插件速度大幅度加快，可將目前的插件速度從中速（2-3秒/個(gè)）檔次提升到高速（0.5-1秒/個(gè)）檔次。

如圖13所示，所述上料裝置4包括三個(gè)直線滑塊式上料機(jī)構(gòu)：上料機(jī)構(gòu)A、上料機(jī)構(gòu)B和上料機(jī)構(gòu)C。所述上料機(jī)構(gòu)A包括直線軌道84、定位或整腳治具86、直線滑塊90、伺服電機(jī)91和滾珠絲桿92，其中定位或整腳治具86安裝在直線滑塊90上，其數(shù)量至少一個(gè)。所述上料機(jī)構(gòu)C的結(jié)構(gòu)與上料機(jī)構(gòu)的類似，包括與上料機(jī)構(gòu)A共用的直線軌道84、定位或整腳治具87、直線滑塊96、伺服電機(jī)97和滾珠絲桿98，其中定位或整腳治具87安裝在直線滑塊96上，其數(shù)量至少一個(gè)。所述上料機(jī)構(gòu)B包括與直線軌道84相互平行的直線軌道85、定位或整形治具88、治具推動(dòng)氣缸89、直線滑塊93、伺服電機(jī)94和滾珠絲桿95，其中定位或整腳治具88和治具推動(dòng)氣缸89安裝在直線滑塊93上，其數(shù)量至少二個(gè)。

圖14示意出所述定位或整腳治具86、87和88中的一種實(shí)施例，其為定位治具，包括定位氣缸100和異形元件固定座101，其中異形元件固定座101設(shè)置異形元件腔104和兩個(gè)定位爪102和103。定位氣缸100的輸出端直接或間接地連接兩個(gè)定位爪102和103并驅(qū)動(dòng)兩個(gè)定位爪102和103將位于異形元件腔104內(nèi)的一個(gè)異形元件105（圖14的異形元件為一變壓器）進(jìn)行定位，以維持異形元件105插件所需的水平度和垂直度，從而保證后續(xù)所述八個(gè)取插頭59a-59e夾持異形元件105時(shí)其引腳的水平和垂直度精度。

圖15示意出所述定位或整腳治具86、87和88中的另一種實(shí)施例，其為整腳治具，包括平行氣爪106和異形元件固定座107，其中異形元件固定座107安裝在平行氣爪106上，且設(shè)置有異形元件放置腔108和引腳孔109。所述平行氣爪106具有兩塊可平行左右移動(dòng)的滑塊110和111，滑塊110的右端和滑塊111的左端分別連接有整形塊112和113。所述平行氣爪106可驅(qū)動(dòng)滑塊110和111相互靠近，帶動(dòng)整形塊112和113作對(duì)向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)異形元件114（圖15的異形元件為一保險(xiǎn)絲）的引腳進(jìn)行整形，使得引腳變直且兩引腳的中心距離在誤差范圍內(nèi)，從而保證后續(xù)所述八個(gè)取插頭59a-59e夾持異形元件114插件時(shí)其引腳的位置精度。

優(yōu)選的，圖14和圖15所示的定位治具和整腳治具的選用可根據(jù)異形元件引腳材料是否變形而確定，對(duì)引腳在傳送過程中容易折彎變形的情形，應(yīng)選用整腳治具，否則，應(yīng)選用定位治具，以避免引腳在整腳過程中出現(xiàn)折斷或接觸不良的現(xiàn)象。另外，所述的定位治具和整腳治具86、87和88可依照異形元件的引腳的尺寸和形狀而設(shè)計(jì)，如所述異形元件105或114更變，僅需更換與此相匹配的定位治具和整腳治具即可，從而提高異形元件的兼容性及減低換線時(shí)間。

再參考圖13，所述上料機(jī)構(gòu)A中的定位或整腳機(jī)構(gòu)86承載的單個(gè)異形元件經(jīng)定位或整腳后，可通過伺服電機(jī)91經(jīng)滾珠絲桿92驅(qū)動(dòng)直線滑塊90，進(jìn)而帶動(dòng)定位或整腳治具86在直線導(dǎo)軌84上沿X負(fù)方向移動(dòng)至所述取件工位83a，實(shí)現(xiàn)單個(gè)異形元件的上料。如有多個(gè)定位或整腳機(jī)構(gòu)86，通過時(shí)序控制，可將所承載的多個(gè)異形元件交替移動(dòng)至所述取件位工位83a，實(shí)現(xiàn)多個(gè)異形元件的上料。

類似地，所述上料機(jī)構(gòu)C中的定位或整腳機(jī)構(gòu)87承載的單個(gè)異形元件經(jīng)定位或整腳后，可通過伺服電機(jī)97經(jīng)滾珠絲桿98驅(qū)動(dòng)直線滑塊96，進(jìn)而帶動(dòng)定位或整腳治具87在直線導(dǎo)軌84上沿X正方向移動(dòng)至所述取件工位83a，實(shí)現(xiàn)單個(gè)異形元件的上料。如有多個(gè)定位或整腳機(jī)構(gòu)87，通過時(shí)序控制，可將所承載的多個(gè)異形元件交替移動(dòng)至所述取件工位83a，實(shí)現(xiàn)多個(gè)異形元件的上料。

進(jìn)一步地，所述上料機(jī)構(gòu)B中定位或整腳機(jī)構(gòu)88承載的單個(gè)異形元件經(jīng)定位或整腳后，可通過氣缸89推動(dòng)至與所述取件工位83a沿X軸共線或重合的位置，然后通過伺服電機(jī)94經(jīng)滾珠絲桿95驅(qū)動(dòng)直線滑塊93，進(jìn)而帶動(dòng)定位或整腳治具88在直線導(dǎo)軌85上沿X正或負(fù)方向移動(dòng)至上料工位83a，實(shí)現(xiàn)單個(gè)異形元件的上料。如有多個(gè)定位或整腳機(jī)構(gòu)88，通過時(shí)序控制，可將所承載的多個(gè)異形元件經(jīng)氣缸89推動(dòng)后交替移動(dòng)至所述取件工位83a，實(shí)現(xiàn)多個(gè)異形元件的上料。

優(yōu)選的，由于所述取件工位83a為一共用位置，所述上料機(jī)構(gòu)A和C中的定位或整腳治具86和87共用一個(gè)直線導(dǎo)軌84，定位或整腳治具86和87移動(dòng)至所述取件工位83a時(shí)需協(xié)調(diào)配合交替進(jìn)行，以防止空間干涉。另外，所述上料機(jī)構(gòu)B的定位或整腳治具88使用單獨(dú)的直線導(dǎo)軌85，其X方向移動(dòng)可單獨(dú)進(jìn)行，但通過所述氣缸89推送和通過X方向移動(dòng)至所述取件工位83a的動(dòng)作需協(xié)調(diào)配合所述上料機(jī)構(gòu)A和C間錯(cuò)交替進(jìn)行。

進(jìn)一步地，所述上料裝置4根據(jù)需要可設(shè)計(jì)成多于三個(gè)所述上料機(jī)構(gòu)A、B和C，以適應(yīng)多個(gè)異形元件的上料。

以上所述上料裝置4采用交替上料的方式將多個(gè)異形元件集中送至同一取件工位83a,與常見的位置分布式上料方式相比，大幅度地降低了取件的時(shí)間，有助于提升異形元件插件的速度。

結(jié)合圖1和圖16，所述供料裝置5包括托盤供料器115和118、振動(dòng)盤供料器121和料管供料器123。所述托盤供料器115包括托盤116和三軸取料機(jī)械手117，其中托盤116和三軸取料機(jī)械手117的數(shù)量至少各一個(gè)。所述三軸取料機(jī)械手117安裝在圖1中所述支撐板56下面，其功能在于從托盤116內(nèi)抓取異形元件，放置到所述上料機(jī)構(gòu)A中的定位或整腳治具86內(nèi)。所述托盤供料器118包括托盤119和三軸取料機(jī)械手120，其中托盤119和三軸取料機(jī)械手120的數(shù)量至少各一個(gè)。所述三軸取料機(jī)械手120安裝在圖1中支撐板56下面，其功能在于從托盤119內(nèi)抓取異形元件，放置到所述上料機(jī)構(gòu)C中的定位或整腳治具87內(nèi)。所述振動(dòng)盤供料器121的數(shù)量至少一個(gè)，其作用是通過直振軌道122傳送異形元件至上料機(jī)構(gòu)C中的定位或整腳治具88內(nèi)。所述料管供料器123的數(shù)目至少一個(gè)，其作用是通過直振軌道124傳送異形元件至上料機(jī)構(gòu)C中的定位或整腳治具88內(nèi)。

優(yōu)選的，所述供料裝置5所容納的異形元件個(gè)數(shù)應(yīng)不低于所述上料機(jī)構(gòu)A、B和C所帶的定位或整腳治具86、88和87的個(gè)數(shù)總和，以解決供料節(jié)拍慢的瓶頸，提高上料效率。

進(jìn)一步地，所述供料裝置5可包括帶式送料器和其它送料器，比如散裝盒式送料器等，從而兼容不同包裝方式的異形元件，提高對(duì)包裝方式的通用性。

綜合圖1至圖16，本發(fā)明的異形元件插件機(jī)的工作流程為：

(1)所述供料裝置5中的托盤供料器115和118、振動(dòng)盤供料器121和料管供料器123將多個(gè)異形元件傳輸至所述送料裝置4中的送料機(jī)構(gòu)A、B和C各自的定位或整腳治具86、88和87內(nèi)，多個(gè)異形元件經(jīng)定位或整形后經(jīng)協(xié)調(diào)配合交替送至所述取件位83a。

(2)所述進(jìn)出板推送機(jī)構(gòu)7推動(dòng)所述未插PCB板18從所述進(jìn)板等待區(qū)域19通過所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)6的軌道9和10傳送至所述XY工作臺(tái)2的軌道36和37中，與此同時(shí)推動(dòng)已完成插件的待插PCB板42從所述XY工作臺(tái)2的軌道36和37傳送至所述出板機(jī)構(gòu)8的軌道20和21中。然后，所述未插PCB板18通過所述進(jìn)板機(jī)構(gòu)6的皮帶傳輸機(jī)構(gòu)送至進(jìn)所述進(jìn)板等待區(qū)域19，所述已插PCB板29通過所述出板機(jī)構(gòu)8的皮帶傳輸機(jī)構(gòu)送至所述出板等待區(qū)域30。

(3)所述八個(gè)取插頭66a-66h以公轉(zhuǎn)45o時(shí)間及其停頓時(shí)間之和為一步，在一步時(shí)間內(nèi)并行完成取件、底視識(shí)別、側(cè)視識(shí)別、校正、插件和棄料工序，其中在所述插件工位83e完成一個(gè)異形元件的插件。依照這種按步循環(huán)的方式連續(xù)運(yùn)行，直至完成待插PCB板42上多個(gè)異形元件的插件。

(4)待插PCB板42的插件完畢后，重復(fù)(2)至(4)的工作流程。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的可行實(shí)施方式和優(yōu)選進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍。