[发明专利]用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪脚机构

说明书

本发明公开了一种用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪脚机构及方法、组装机。剪脚机构包括：被配置为沿竖向轴线移动的驱动轴，被配置为在驱动轴的运动期间保持固定的固定砧座，具有剪切尖的切刀，以及被配置为绕肘节旋转轴旋转的肘节，该肘节包括被配置为在切刀的渐开线梯形槽滚动以使切刀相对于固定砧座运动的渐开线齿轮状齿。驱动轴沿线性轴线的运动被配置为使切刀相对于固定砧座运动，并且使剪切尖在固定砧座上运动，以剪切位于剪切尖和固定砧座之间的电子引线，并且使肘节绕该轴旋转。

相关申请

本申请要求2019年06月14日提交的标题为“Improved Cut/Clinch Mechanismfor a Radial Electronics Component Insertion Machine(用于径向电子 元器件插入机的改进的剪切/剪脚机构)”的美国临时专利申请No.62/861,469 的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于组装印刷电路板和电子元器件的剪脚机构。更具体 地，本发明涉及一种用于在电子元器件引线已插入印刷电路板之后对其进行剪 切的剪脚机构。

背景技术

当在印刷电路板(PCB)上组装电子元器件时，径向引线插入机插入元器 件引线使其通过PCB的孔，并且在同一运动中通过PCB下的剪脚机构的切刀 和砧座部分之间的开口。切刀是运动以产生剪切作用的活动部件，而砧座是固 定部件，在剪切过程中，引线会被运动的切刀压抵在砧座上。在引线的下部被 砧座移除后，切刀将继续执行推动动作，使引线向上弯曲抵靠PCB的底部。 剪脚机构由此使从PCB底部突出的引线剪成所需的长度，随后弯曲，或扭曲 并且弯曲靠近PCB底部的引线，以将元器件固定到位，以用于后续的处理步 骤，直到对PCB进行波峰焊或可以用手或通过自动选择性焊接机将元器件焊 接到位。剪脚工艺的预期结果是短引线，该引线紧靠PCB底表面弯曲。

举例而言，现有技术的剪脚机构由气缸或由凸轮/伺服机构所产生的垂直 线性运动驱动。这种垂直运动直接或经由肘节臂使切刀在砧座的上方向砧座移 动，同时剪切引线并且使引线弯曲以形成元器件的剪脚。现有技术的剪脚机构 通过在平的钢表面上滑动的销或圆柱形零件将垂直运动连接到肘节和切刀。这 导致这些零件的不必要的磨损。在一种配置中，现有技术的剪脚机构使切刀平 行于PCB的底部移动。在剪切和剪脚过程中，这会在引线上产生很大的力。 通常，切刀和砧座零件都经过精心加工，并且用硬化钢磨削，这使得这些易磨 损零件的更换成本很高。

使用在平坦表面上滑动的圆销的一个缺点是这种配置导致过度磨损，需要 经常更换这些零件。用淬硬的工具钢在各个侧面加工和磨削的切刀零件的制造 成本很高。

一些现有技术的剪脚机构的另一个缺点是切刀在砧座上的水平运动。在剪 切阶段，引线紧紧保持在切刀和砧座之间。切刀的持续水平运动会在引线上施 加很大的拉力，从而在引线与PCB上方的电子元器件之间的连接上施加很大 的拉力。对于引线材料、厚度和与电子元器件的连接类型的某些组合，这个力 高得难以接受，并且剪切和剪脚过程可能会损坏电子元器件。

因此，用于将印刷电路板与电子元器件组装在一起的改进的剪脚机构在本 领域中将很受欢迎。

发明内容

在一个实施例中，一种用于将印刷电路板与电子元器件组装的剪脚机构包 括：驱动轴，其被配置为沿着竖向轴线运动；固定砧座，其被配置为在驱动轴 运动期间保持固定；具有剪切尖的切刀，其中驱动轴沿线性轴线的运动被配置 为使切刀相对于固定砧座运动，其中切刀通过驱动轴的运动被配置为使剪切尖 越过固定砧座运动以剪切位于剪切尖端和固定砧座之间的电子引线；以及肘 节，其被配置为绕肘节旋转轴线旋转，其中驱动轴沿竖向轴线的运动被配置为 使肘节围绕该轴线旋转，肘节包括接触部分，接触部分被配置在切刀的接合部 分滚动以使切刀相对于固定砧座运动的，其中肘节的接触部分包括渐开线齿轮 形齿，并且切刀的接触部分包括渐开线梯形槽。