CN105109996A - 一种断路器装配流水线及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器装配流水线及其控制方法，该流水线包括用于提送装配架的提送装置、用于传送装配架的传送装置、用于将断路器壳体放置到装配台上的上线装置和控制装置，提送装置设置在传送装置的起始端，传送装置的侧边设置若干处工作台，上线装置设置在各工作台的侧边，控制装置与提送装置、传送装置、上线装置和工作台分别单独相连；本发明的有益效果是：流水线的生产模式，大大提高了生产效率和生产能力，同时避免了压力机的应用，不会对工件造成伤害，有效保证了产品质量，采用若干个工作台，可同时装配多台断路器，具有输送量大，速度快，能够实现多品种共线分流输送；通过上线装置实现对断路器壳体的提升，进一步提高了总装效率。

Description

一种断路器装配流水线及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种断路器装配流水线及其控制方法。

背景技术

目前，传统断路器机构已较成熟，但其结构较为复杂，在生产安装时，装配也较为复杂，现在有将断路器进行模块化，即在断路器壳体内垂向设置多块隔板，将分闸半轴、合闸簧、分闸簧、储能轴和合闸半轴分成3大模块，组装在断路器壳体内，因是分成3大模块进行组装，传统的断路器生产装配线将不再适合模块化断路器的装配。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能提高生产效率的、能同时实现多组断路器组装的适合于断路器模块化组装的断路器装配流水线及其控制方法。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种断路器装配流水线，包括用于提送装配架的提送装置、用于传送装配架的传送装置、用于将断路器壳体放置到装配台上的上线装置和控制装置，提送装置设置在传送装置的起始端，传送装置的侧边设置若干处工作台，上线装置设置在各工作台的侧边，控制装置与提送装置、传送装置、上线装置和工作台分别单独相连；

提送装置包括两个间隔设定距离的、用于抓紧装配架的机械手臂，两个机械手臂的一端朝向传送装置，另一端与吊架连接，吊架上连接用于升降机械手臂的第一升降机构，机械手臂与吊架之间设置用于张开机械手臂的伸缩机构，吊架上方设置用于推送吊架到传送装置的推送机构。

进一步地，第一升降机构包括第一动力源，第一动力源带动主轴旋转，在主轴上设置有链轮，链轮通过链条与所述的吊架连接，第一动力源与所述控制装置连接，通过链条链轮传动用于升降机械手臂，简单方便。

进一步地，伸缩机构水平设置，一端连接到所述的吊架上，另一端通过支架与所述的机械手臂连接，伸缩机构与所述控制装置连接，伸缩机构一端固定在吊架上，活动端与支架连接，实现了对机械手臂的张开和收回控制。

进一步地，推送机构包括第二动力源，吊架的上方通过吊环悬挂在导轨上，吊环与第二动力源连接，第二动力源与所述控制装置连接，导轨固定在框体内，因机械手臂需要上升或者下降故吊环是可伸缩的。

进一步地，两个机械手臂相向设置，两个机械手臂均为长方体，相向设置的侧面是中空的，两个相向设置的机械手臂是为了适用于装配架而设计的，方便将装配架夹紧。

进一步地，装配架中心是空心的，围绕装配架的空心处四周设置槽板，在装配架的底端设置导轨行走轮，在装配架上设置定位块，定位块上表面设有用于卡住断路器壳体的定位凹槽，槽板用于支撑装配架，中间是空心的是为了装配断路器，导轨行走轮的设置方便了装配架在传送装置上的运动。

进一步地，上线装置包括水平设置的机械臂，机械臂的一端连接旋转动力源，机械臂的上方设置两个机械爪，两个机械爪之间设置有气缸，气缸和旋转动力源分别与所述控制装置连接通过机械臂上的两个机械爪来固定装配好电路设备的断路器壳体到工作台上，省去了人工搬运，实现了机械化作用。

进一步地，工作台上的中间设置有装配台，装配台的底部设置有用于提升装配台的第二升降机构，在装配台的四周水平设置有多个分滚筒，分滚筒的运动方向与所述传送装置的运动方向垂直，第二升降机构与所述控制装置连接。

进一步地，在传送装置的下方设置有用于将所述装配架顶起并推送到所述工作台上方的顶升平移机构，顶升平移机构与所述控制装置连接，通过顶升平移机构先将装配架提升到与工作台平齐的高度，再将其推动到工作台处，最终通过分滚筒将装配架运送到装配台的上方。

断路器装配流水线的控制方法，具体步骤如下：

1)将多块装配架叠放在机械手臂的下方；

2)打开流水线总开关，控制装置控制伸缩机构张开，两个机械手臂张开；

3)控制装置控制第一升降机构带动机械手臂向下运动到装配架的位置；

4)控制装置控制伸缩机构收回，两个机械手臂抓紧装配架；

5)控制装置控制第一升降机构带动装配架向上运动；

6)控制装置控制推送机构推动吊环带动机械手臂向前运动至传送装置的上方；

7)控制装置控制伸缩机构张开，装配架落到传送装置上；

8)装配架在传送装置的传送下带动装配架到达工作台处；

9)控制装置控制顶升平移机构将装配架升起并向工作台处移动；

10)装配架在分滚筒的带动下达到工作台；

11)控制装置控制提送装置将电器台上的断路器壳体提升，通过旋转后将断路器壳体落在装配台的上方；

12)重复步骤1)-11)。

本发明的工作原理是：提送装置通过第一升降机构实现对机械手臂的上升与下移，通过伸缩机构实现两个机械手臂的张开与收回，再通过推送机构将机械手臂推送至传送装置的上方，实现了将装配架提送到传送装置；传送装置再将装配架传送至不同的工作台处，在工作台处，由通过顶升平移机构将装配架抬高传送到工作台上；由上线装置将断路器壳体提到装配台上，通过人工将断路器壳体固定在装配架上，装配台下方的第二升降机构向上抬升至合适的位置，由人工进行装配，整个动作的实现可以是由控制装置控制实现，也可以是人工控制实现。

本发明的有益效果是：

1)流水线的生产模式，大大提高了生产效率和生产能力，同时避免了压力机的应用，不会对工件造成伤害，有效保证了产品质量。

2)采用若干个工作台，可同时装配多台断路器，具有输送量大，速度快，运转轻快，能够实现多品种共线分流输送；此外，在某一台断路器损坏时，也不会影响到其它工作台上的装配。

3)通过上线装置实现对断路器壳体的提升，大大降低了劳动强度，并进一步提高了总装效率。

4)提送装置中的第一升降机构、伸缩机构和推送机构的设置实现了对整个装配架的夹取、提升和运送，简单方便。

附图说明

图1是本发明中流水线的侧视图；

图2是本发明中提送装置的后视图；

图3是本发明中部分流水线的俯视图；

图4是本发明中装配架的结构示意图；

其中：1.工作台，2.输送机构，3.立柱，4.框体，5.电机，6.第二链轮，7.链条，8.链条箱，9.吊架，10.机械手臂，11.装配架，12.移动轮，13.导向轮，14.第一链轮，15.伸缩气缸，16.支架，17.传送滚筒，18.推送链条，19.控制按钮，20.装配台，21.分滚筒，22.装配孔，23.旋转手臂，24.电器台，25.小车，26.导轨，27.辅助滚筒，28.纵梁，29.槽板，30.定位凹槽，31.导轨行走轮，32.压力传感器，33.报警灯，34.蜂鸣器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1为本发明中流水线的侧视图，从图中可以看出，断路器装配流水线包括提送装置、传送装置，提送装置设置在传送装置的起始端，提送装置设置在框体4内(框体4为长方体架，外表面用透明材料包覆)，提送装置包括两个平行设置的用于抓紧装配架11的机械手臂10，两个机械手臂10的一端朝向传送装置，另一端与吊架9连接，吊架9上连接用于升降机械手臂10的第一升降机构，机械手臂10与吊架9之间设置用于水平张开机械手臂10的伸缩气缸15，吊架9上方设置用于推送吊架9到传送装置的推送机构，两个机械手臂10相向设置，两个机械手臂10均为长方体，相向设置的侧面是中空的，两个相向设置的机械手臂10是为了适用于装配架11而设计的，方便将装配架11夹紧，两个机械手臂10均通过一个支架16与吊架9连接，支架16与吊架9是平行设置的，吊架9是竖直设置的，水平设置的机械手臂10与支架16之间设置斜杆，用于支撑机械手臂10，在机械手臂10上设置有光电传感器，光电传感器与控制装置连接，光电传感器感应机械手臂10与传送装置的相对位移，当光电传感器感应到传送装置的起始端时，控制装置控制机械手臂10停止向前运动。

在一个机械手臂10的内侧设置一个压力传感器32，压力传感器32与控制装置连接，控制装置与报警机构连接，在机械手臂10在夹装配架11时，压力传感器32通过检测机械手臂10与装配架11之间的压力，来对机械手臂10是否夹住装配架11进行检测，并将检测到的信号传送到控制装置，控制装置内设有正常的压力范围，若压力不在正常范围内，控制装置控制报警机构进行报警。

在提送装置的下方设置小车导轨，使得小车25沿着小车导轨移动至提送装置的下方，而不至偏移，小车25为一平板，平板下方设置有可锁止的导向轮13和移动轮12，通过导向轮13和移动轮12用于将小车25移动至提送装置的下方，并锁止小车25。

图2为本发明中流水线提送装置的后视图，第一升降机构包括电机5，电机5固定在框体4内横梁上，电机5通过链条链轮带动主轴旋转，主轴的中间设置有第一链轮14，主轴的两端设置有第二链轮6，第二链轮6上设置有链条7，链条7的一端与吊架9连接，第一端活动设置在链条箱8内，链条箱8竖直设置在框体4内，电机5与控制装置连接，通过链条链轮传动用于升降机械手臂10，简单方便，框体4为透明的便于观察内部运行情况。或者，第一升降机构包括电机5，电机5通过连杆连接吊架9来带动机械手臂10的升降。或者，在主轴的两端设置滑轮，在滑轮上设置绳索来连接吊架9实现机械手臂10的上升与下移。

伸缩机构水平设置，伸缩机构与控制装置连接，伸缩机构一端固定在吊架9上，活动端固定在支架16上，通过伸缩机构的张开或收回实现了对机械手臂10的张开和收回控制，伸缩机构为伸缩气缸15。

推送机构为电缸，吊架9的上方通过吊环悬挂在导轨上，吊环与电缸连接，电缸与控制装置连接，导轨26水平固定在框体4内，因机械手臂10需要上升或者下降故吊环是可伸缩的。

此外，在框体4的外表面上正常工作指示灯以及与控制机构连接的报警机构，报警机构包括报警灯21和蜂鸣器22。

图3是本发明中部分传送装置的俯视图，传送装置为通过立柱支撑的传送滚筒17，传送滚筒17带动装配架11移动到工作台1处，工作台1上的中间水平设置有装配台20，装配台20的底部设置有用于提升装配台20的第二升降气缸，在装配台20的四周水平设置有多个分滚筒21，并在工作台1与传送装置的相交处设置有两个相向的辅助滚筒27，辅助滚筒27的体积较小，用于辅助将装配架11运送至工作台1上，分滚筒21和辅助滚筒27的运动方向与所述传送装置的运动方向垂直，第二升降气缸与控制装置连接。

图4是本发明中装配架的结构示意图，在传送装置的下方设置有用于将所述装配架11顶起并推送到所述工作台1上方的顶升平移机构，顶升平移机构与控制装置连接，顶升平移机构上的推送链条18的移动方向与传送装置的移动方向垂直，装配架11中心是空心的，围绕装配架11的空心处四周设置槽板29，在装配架29空心处一侧水平设置纵梁28，在纵梁28处竖直设置导轨行走轮31，在装配架11上设置定位块，定位块上表面设有用于卡住断路器壳体的定位凹槽30，槽板29用于支撑装配架11，中间是空心的是为了装配断路器，导轨行走轮的设置方便了装配架11在传送装置上的运动；此外，在工作台1处，在传送装置上设有用于阻挡装配架11停止运动的挡止棒，挡止棒的一端与传送装置上传送滚筒的底端平齐，挡止棒的另一端连接第三升降机构，第三升降机构的动力源为气缸，由气缸控制挡止棒的一端升起来阻挡装配架11停止传送。

控制装置为PLC控制器，用于控制各个机构的动作，其设置在工作台处，控制装置与设置在工作台处的控制按钮19连接，控制按钮19包括手动/自动按钮、启动、停止、急停按钮，以及控制各机构动作的按钮。

断路器装配流水线的控制方法，具体步骤如下：

1)将多块装配架11叠放在小车25上，将小车25放置在机械手臂10的下方；

2)打开流水线总开关，控制装置控制伸缩气缸15张开，两个机械手臂10张开；

3)控制装置控制电机带动两个机械手臂10向下运动到装配架11的位置；

4)控制装置控制伸缩气缸15收回，两个机械手臂10抓紧装配架11；

5)控制装置控制电机通过链条链轮带动装配架11向上运动；

6)控制装置控制电缸推动吊环带动机械手臂10向前运动至传送装置的上方；

7)控制装置控制伸缩气缸15张开，装配架11落到传送装置上；

8)控制装置控制电缸收回，吊环被收回，机械手臂10收回，

9)重复步骤3)-步骤8)；

10)装配架11在传送装置的传送下带动装配架11到达工作台1处；

11)控制装置控制第三升降机构中的气缸伸出，将挡止棒的一端升起，停止了装配架11的继续运行；

12)控制装置控制顶升平移机构将装配架升起并向工作台1处移动；

13)装配架在分滚筒21的带动下达到工作台1；

14)控制装置控制提送装置将电器台24(从电器台24处对断路器壳体安装电线设备)上的断路器壳体提升，通过旋转后将断路器壳体落在装配台20的上方；

15)装配台20下的第二升降气缸升起，带动装配台20升起，由工人进行装配。

提送装置通过电机5实现对机械手臂10的上升与下移，通过伸缩气缸15实现两个机械手臂10的张开与收回，再通过电缸将机械手臂10推送至传送装置的上方，实现了将装配架11提送到传送装置；传送装置再将装配架11传送至不同的工作台1处，在工作台1处，由通过顶升平移机构将装配架11抬高传送到工作台1上；由上线装置将断路器壳体提到装配台20上，通过人工将断路器壳体固定在装配架11上，装配台20下方的第二升降机构向上抬升至合适的位置，由人工进行装配，整个动作的实现可以是由控制装置控制实现，也可以是人工操作控制按钮19一步步实现操作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种断路器装配流水线，其特征在于，包括用于提送装配架的提送装置、用于传送装配架的传送装置、用于将断路器壳体放置到装配台上的上线装置和控制装置，提送装置设置在传送装置的起始端，传送装置的侧边设置若干处工作台，上线装置设置在各工作台的侧边，控制装置与提送装置、传送装置、上线装置和工作台分别单独相连；

提送装置包括两个间隔设定距离的、用于抓紧装配架的机械手臂，两个机械手臂的一端朝向传送装置，另一端与吊架连接，吊架上连接用于升降机械手臂的第一升降机构，机械手臂与吊架之间设置用于张开机械手臂的伸缩机构，吊架上方设置用于推送吊架到传送装置的推送机构。

2.如权利要求1所述的断路器装配流水线，其特征在于，所述第一升降机构包括第一动力源，第一动力源带动主轴旋转，在主轴上设置有链轮，链轮通过链条与所述的吊架连接，第一动力源与所述控制装置连接。

3.如权利要求1所述的断路器装配流水线，其特征在于，所述伸缩机构水平设置，一端连接到所述的吊架上，另一端通过支架与所述的机械手臂连接，伸缩机构与所述控制装置连接。

4.如权利要求1所述的断路器装配流水线，其特征在于，所述推送机构包括第二动力源，吊架的上方通过吊环悬挂在导轨上，吊环与第二动力源连接，第二动力源与所述控制装置连接，导轨固定在框体内。

5.如权利要求1所述的断路器装配流水线，其特征在于，所述两个机械手臂相向设置，两个机械手臂均为长方体，相向设置的侧面是中空的。

6.如权利要求1所述的断路器装配流水线，其特征在于，所述装配架中心是空心的，围绕装配架的空心处四周设置槽板，在装配架的底端设置导轨行走轮，在装配架上设置定位块，定位块上表面设有用于卡住断路器壳体的定位凹槽。

7.如权利要求1所述的断路器装配流水线，其特征在于，所述上线装置包括水平设置的机械臂，机械臂的一端连接旋转动力源，机械臂的上方设置两个机械爪，两个机械爪之间设置有气缸，气缸和旋转动力源分别与所述控制装置连接。

8.如权利要求1所述的断路器装配流水线，其特征在于，所述工作台上的中间设置有装配台，装配台的底部设置有用于提升装配台的第二升降机构，在装配台的四周水平设置有多个分滚筒，分滚筒的运动方向与所述传送装置的运动方向垂直，第二升降机构与所述控制装置连接。

9.如权利要求1所述的断路器装配流水线，其特征在于，在所述传送装置的下方设置有用于将所述装配架顶起并推送到所述工作台上方的顶升平移机构，顶升平移机构与所述控制装置连接。

10.如上述任一权利要求1-9所述的断路器装配流水线的控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)将多块装配架叠放在机械手臂的下方；

2)打开流水线总开关，控制装置控制伸缩机构张开，两个机械手臂张开；

3)控制装置控制第一升降机构带动机械手臂向下运动到装配架的位置；

4)控制装置控制伸缩机构收回，两个机械手臂抓紧装配架；

5)控制装置控制第一升降机构带动装配架向上运动；

6)控制装置控制推送机构推动吊环带动机械手臂向前运动至传送装置的上方；

7)控制装置控制伸缩机构张开，装配架落到传送装置上；

8)装配架在传送装置的传送下带动装配架到达工作台处；

9)控制装置控制顶升平移机构将装配架升起并向工作台处移动；

10)装配架在分滚筒的带动下达到工作台；

11)控制装置控制提送装置将电器台上的断路器壳体提升，通过旋转后将断路器壳体落在装配台的上方；

12)重复步骤1)-11)。