CN106671329B - 一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统及方法，包括抓取模具或工件的抓取装置、实现脱模、装模的装脱模机，以及输送链；所述装脱模机包括放置模具的升降放置座、实现抓取凹模的凹模变位机、实现分模并抓取凸模的凸模变位机、顶出盆子的顶出机；所述凹模变位机和凸模变位机上分别安装有翻转盘，用于实现0度和90度的位置变换。

Description

一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统及方法
【技术领域】
本发明涉及一种环氧浇注盆式绝缘子的自动装脱模工作站，具体涉及一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统及方法。
采用机器人抓取模具和零件，整机动力系统采用气动驱动的的盆式绝缘子环氧树脂浇注模的脱模机。
【背景技术】
气体绝缘金属封闭开关设备是以六氟化硫气体为绝缘和灭弧介质的高压开关设备，其英文缩写为GIS。盆式绝缘子在GIS高压开关中主要用于隔离气室、支撑导体以及灭弧绝缘。是由金属嵌件和环氧树脂浇注固化为一体。
目前，盆式绝缘子的装脱模、清理操作基本上是人工操作，自动化程度普遍不高，劳动强度大，生产效率低。实有必要提供一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统及方法。
【发明内容】
本发明公开了一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统及方法，实现GIS高压开关中盆式绝缘子装模和脱模工序的自动化。
本发明采用以下技术方案：
一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，包括抓取模具或工件的抓取装置、实现脱模、装模的装脱模机，以及输送链；所述装脱模机包括放置模具的升降放置座、实现抓取凹模的凹模变位机、实现分模并抓取凸模的凸模变位机、顶出盆子的顶出机；所述凹模变位机和凸模变位机上分别安装有翻转盘，用于实现0度和90度的位置变换。
所述翻转盘上设置有固定模具的压爪装置、对模具进行抓取和定位的模具抓取定位装置，以及实现分模的分模装置。
所述压爪装置通过在两侧的直线导轨上滑动实现对模具的固定。
所述模具抓取定位装置布置在翻转盘中间，由四个气缸驱动；分模装置集成在压爪装置上，采用液压螺母驱动，采用四点开模方式。
所述翻转盘在0度和90度的位置变换通过气缸驱动齿条、齿轮实现。
所述升降放置座包括放置平台，该放置平台由两部分构成，该两部分的开合动作由开模辅助气缸控制。
所述放置平台的每一部分都有定位销和气缸锁紧装置，所述气缸锁紧装置包括锁紧气缸以及用于锁紧并固定模块的压块，当模具放置在升降放置座上，在锁紧气缸的驱动下，所述压块在轨道上滑动直至将模具底座压紧。
一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模方法，包括以下步骤：
(1)模具放置前，升降放置座降至零位位置，凸模变位机和凹模变位机的翻转盘均处于垂直位置；抓取模具放置在升降放置座的放置平台上并锁定；
(2)将模具的锁紧螺母拧开；升降放置座根据模具类型升高到预定高度，凸模变位机移动到升降放置座位置，此时凸模变位机翻转盘将分模爪送入模具四周的中间位置；分模爪进行撑开动作完成模具的分模作业；
(3)模具分开后，凸模变位机移动到抓取位，带动分模爪离开模具；升降放置座将模具的凸模和凹模分别送至各自的抓取位；凸模变位机进行凸模抓取作业，抓取凸模后退回到初始位并翻转；凸模变位机将凸模抓走后，拆卸中间导体的锁紧螺钉，控制凹模变位机移动到升降放置座，进行抓取凹模作业；抓取后退回到中间位并翻转；
(4)顶出机检测顶出盘的类型，根据检测类型更换顶出盘后，凹模变位机带动模具移动至顶出机位置进行工件顶出作业，工件顶出后进行抓取；
(5)顶出后，凹模变位机移回到清理位进行清理作业，清理完毕后进行中间导体和法兰的安装作业，之后凹模变位机翻转并移回到升降放置座将凹模放置到位；凸模变位机处的清理作业完成后，翻转并移动到升降放置座将模具放置到位。
(6)合模。
模具在升降放置座锁定是通过以下方式：模具放置在升降放置座上后，锁紧气缸动作，驱动压块向前移动，直至将模具底座压紧。
合模的方法为：凸模和凹模变位机分别将翻转盘切换到水平位，然后同时向升降放置座移动，借助驱动的丝杠在模具中间位置施加一个合模力，开模辅助气缸则带动模具的底座实现合模。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供了一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，包括抓取模具或工件的自动抓取装置、实现脱模、装模的装脱模机，以及输送链；所述装脱模机包括放置模具的升降放置座、实现抓取凹模的凹模变位机、实现分模并抓取凸模的凸模变位机、顶出盆子的顶出机；本发明设计了一套全自动装脱模系统，大大降低了人力强度和成本。
【附图说明】
图1为本发明系统的布置简图。
图2为装脱模机结构简图。
图3为凸模变位机结构示意图。
图4为翻转板位置变换的驱动结构示意图。
图5为凸模变位机的正视图。
图6为翻转板的俯视图。
图7为翻转板的正视图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，本发明公开了一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，主要包括：机器人1、装脱模机3、排屑机5、起吊设备6，以及输送链9。机器人1配置双手爪设备，通过快换接口实现快速更换，实现模具和工件抓取的无缝切换。
请参阅图2所示，装脱模机3包括：脱模机底座以及设置在脱模机底座上的升降放置座31、凹模变位机33、凸模变位机35、顶出机37、气液增压系统。输送链9包括进料输送链和出料输送链，输送链9根据需求，自动调节实现接收机器人抓取过来的各类工件和模具，并将其自动输送至下料位置，下料操作人员即可使用起吊设备进行卸料。排屑机5安装于脱模机下部，及时收集操作时留下的废弃物。
本发明依靠机器人自动完成从指定工位抓取模具放置底座，抓取脱出盆子和完成装模的模具下线等操作。依靠装脱模机完成分模、顶出盆子和合模等操作，实现了装脱模操作的自动化。系统采用气动夹紧+移动变位方式，由机器人抓取模具放置到自动拆、装工作进行自动分模、合模等操作。系统的运转由机器人控制柜和PLC控制和管理。系统的启动、停止以及暂停、急停等运转方式均可通过操作盒进行。系统的急停可通过机器人控制柜、示教盒、操作盒等任意之上的急停按钮进行。系统具有故障自诊断功能，并设有故障报警提示功能。
所述脱模机底座上安装有驱动机构，为凸模变位机35和凹模变位机33提供动力，该驱动机构采用伺服电机+滚珠丝杠形式，另外，脱模机底座上安装有轨道，该轨道采用直线导轨，凸模变位机35和凹模变位机33在该轨道上滑动。底座的顶部铺设钢格板，清理的废料通过钢格板的空隙掉入底座，所述排屑机用于收集废料。
请参阅图3所示，凸模变位机35用于实现模具的抓取和分模两个功能；凸模变位机35包括机架351以及安装在机架351上的翻转盘353。所述翻转盘353可实现0度和90度的位置变换，通过气缸驱动齿条、齿轮实现，具体请参阅图4所示，齿轮包括第一齿轮7和第二齿轮8，且两个齿轮均为圆柱齿轮，齿条15与第一齿轮7啮合，第一齿轮7与第二齿轮8啮合，所述第一齿轮7和第二齿轮8均通过齿轮轴安装在机架上。
请继续参阅图3所示，并结合图5至图7，翻转盘353设置有压爪装置3531、模具抓取定位装置3533和分模装置3535；其中，压爪装置3531分别布置在两侧的直线导轨3537上，由两个气缸分别驱动；模具抓取定位装置3533布置在翻转盘中间，由四个气缸驱动；分模装置3535集成在压爪装置3531上，采用液压螺母驱动，采用四点开模方式，具体地说，所述分模装置3535就是分模爪。
升降放置座31采用伺服电机+同步带+滚珠丝杠形式实现升降放置座31的升降功能。该升降放置座31包括放置平台，该放置平台由两部分构成，该两部分的开合动作由开模辅助气缸控制，所述放置平台的每一部分都有定位销和气缸锁紧装置，所述气缸锁紧装置包括锁紧气缸以及用于锁紧并固定模块的压块，当磨具放置在升降放置座31上，在锁紧气缸的驱动下，所述压块在轨道上滑动直至将磨具底座压紧。开模辅助气缸采用三位阀控制，可实现气缸伸出、缩回和随动位三种状态控制。
所述凹模变位机33的功能和结构形式与凸模变位机35相同，仅缺少分模装置。因此，在此不再赘述。
顶出机采用气液增压缸的工作缸作为驱动源，顶出机配置顶出盘快速更换装置和自动识别顶出盘功能，顶出盘更换后通过气缸实现快速锁紧定位。
所述自动识别顶出盘功能通过识别装置完成，识别装置通过对顶出盘类型与系统记录的模具类型进行比对确认顶出盘类型与模型类型是否匹配。
顶出盘根据模具类型分别设计，顶出盘的顶出杆设计有限位装置，用于确保所有工件的顶出位置相同。顶出盘底部安装有类型标识牌，不同的顶出盘其标示牌也不同。
识别装置识别顶出盘类型的原理为：利用了二进制编码方式，通过固定的光电开关的通断来完成类型识别，顶出杆上设置的限位装置布置在顶出执行机构的母盘上，顶出盘放置到母盘后，顶出盘的标识牌会根据类型遮挡不同的光电开关。
顶出机由气液增压缸驱动上顶，顶出过程分为气动加速和液压加力两个阶段。顶出机进一步安装有顶出到位检测装置，确保顶出到位检测准确无误。
顶出过程中，首先通过气压推动液压油进入工作缸，实现顶出前的快进行程；顶出杆接触到工件后液压油受压缩关闭液压阀，此时气液增压缸内部的顶杆在气压的推动下插入密闭的液压油中，达到增压目的实现增力过程。
顶出作业前，由机器人手爪抓取或者人工更换顶出盘，更换后锁紧机构锁紧并给出锁紧到位信号，识别装置对更换后的顶出盘类型与系统记录的模具类型进行比对，对比一致则自动控制变位机将模具和工件送至顶出机，如果不一致则报警提示。
工作过程：
(1)锁紧模具到升降放置座31上：模具放置前，升降放置座31降至零位位置，放置平台上的左右锁紧气缸打开，开模辅助气缸保持在中间位，凸模变位机35和凹模变位机33的翻转盘353均处于垂直位置；由人工吊装或自动设备抓取模具将其放置在升降放置座的放置平台上，放置后，左右锁紧气缸分别动作，驱动压块向前移动，直至将模具底座压紧。
(2)分模：人工手持气动工具将模具的锁紧螺母拧开。升降放置座根据模具类型升高到预定高度，凸模变位机35移动到升降放置座31位置，此时凸模变位机35翻转盘353的压爪气缸3531伸出将分模爪送入模具四周的中间位置；分模爪采用液压螺母驱动，此时控制四个位置的分模爪同时进行撑开动作完成模具的分模作业。
(3)模具抓取：模具分开后，凸模变位机35移动到抓取位，并将压爪气缸缩回，带动分模爪离开模具；升降放置座31的开模辅助气缸313由中间位切换到伸出位，将模具的凸模和凹模分别送至各自的抓取位。凸模变位机35在开模辅助气缸313到位后，进行凸模抓取作业，抓取凸模后退回到初始位并翻转，此时该工位可以进行人工清理作业。凸模变位机35将凸模抓走后，由人工将中间导体的锁紧螺钉拆卸完毕，控制凹模变位机33移动到升降放置座31，进行抓取凹模作业；抓取后退回到中间位并翻转；
(4)顶出：顶出机检测顶出盘的类型，顶出前可由人工或者借助自动设备完成顶出盘的更换作业。系统检测顶出盘正确后，控制凹模变位机带动模具移动至顶出机位置进行工件顶出作业。顶出由气液增压缸驱动顶出盘完成。工件顶出后可由人工或自动设备进行抓取。
(5)清理：顶出后，凹模变位机移回到清理位进行清理作业，清理完毕后进行中间导体和法兰的安装作业，之后凹模变位机翻转并移回到升降放置座31将凹模放置到位；凸模变位机处的清理作业完成后，翻转并移动到升降放置座将模具放置到位。
(6)合模：合模作业需要开模辅助气缸和凸模、凹模变位机一起配合进行，凸模、凹模变位机都将翻转盘切换到水平位，然后同时向升降放置座移动，借助驱动的丝杠在模具中间位置施加一个合模力，开模辅助气缸则带动模具的底座实现合模。

Claims (10)

1.一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，其特征在于：包括抓取模具或工件的抓取装置、实现脱模、装模的装脱模机(3)，以及输送链(9)；所述装脱模机(3)包括放置模具的升降放置座(31)、实现抓取凹模的凹模变位机(33)、实现分模并抓取凸模的凸模变位机(35)、顶出盆子的顶出机(37)；所述凹模变位机(33)和凸模变位机(35)上分别安装有翻转盘(353)，用于实现0度和90度的位置变换。
2.根据权利要求1所述的一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，其特征在于：所述翻转盘(353)上设置有固定模具的压爪装置(3531)、对模具进行抓取和定位的模具抓取定位装置(3533)，以及实现分模的分模装置(3535)。
3.根据权利要求2所述的一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，其特征在于：所述压爪装置(3531)通过在两侧的直线导轨上滑动实现对模具的固定。
4.根据权利要求2所述的一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，其特征在于：所述模具抓取定位装置(3533)布置在翻转盘中间，由四个气缸驱动；分模装置(3535)集成在压爪装置(3531)上，采用液压螺母驱动，采用四点开模方式。
5.根据权利要求1所述的一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，其特征在于：所述翻转盘在0度和90度的位置变换通过气缸驱动齿条、齿轮实现。
6.根据权利要求1所述的一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，其特征在于：所述升降放置座(31)包括放置平台，该放置平台由两部分构成，该两部分的开合动作由开模辅助气缸控制。
7.根据权利要求6所述的一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统，其特征在于：所述放置平台的每一部分都有定位销和气缸锁紧装置，所述气缸锁紧装置包括锁紧气缸以及用于锁紧并固定模块的压块，当模具放置在升降放置座(31)上，在锁紧气缸的驱动下，所述压块在轨道上滑动直至将模具底座压紧。
8.一种基于权利要求1所述的一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统的自动装脱模方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)模具放置前，升降放置座(31)降至零位位置，凸模变位机(35)和凹模变位机(33)的翻转盘(353)均处于垂直位置；抓取模具放置在升降放置座的放置平台上并锁定；
(2)将模具的锁紧螺母拧开；升降放置座根据模具类型升高到预定高度，凸模变位机(35)移动到升降放置座(31)位置，此时凸模变位机(35)翻转盘(353)将分模爪送入模具四周的中间位置；分模爪进行撑开动作完成模具的分模作业；
(3)模具分开后，凸模变位机(35)移动到抓取位，带动分模爪离开模具；升降放置座(31)将模具的凸模和凹模分别送至各自的抓取位；凸模变位机(35)进行凸模抓取作业，抓取凸模后退回到初始位并翻转；凸模变位机(35)将凸模抓走后，拆卸中间导体的锁紧螺钉，控制凹模变位机(33)移动到升降放置座(31)，进行抓取凹模作业；抓取后退回到中间位并翻转；
(4)顶出机检测顶出盘的类型，根据检测类型更换顶出盘后，凹模变位机带动模具移动至顶出机位置进行工件顶出作业，机器人用工件手爪放在顶出工位上部，工件顶出的同时进行工件抓取；
(5)顶出后，凹模变位机带动模具移回到清理位进行清理作业，清理完毕后进行中间导体和法兰的安装作业，之后凹模变位机翻转并移回到升降放置座(31)将凹模放置到位；凸模变位机抓取的凸模清理作业完成后，翻转并移动到升降放置座将模具放置到位；
(6)合模。
9.根据权利要求8所述的一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统的自动装脱模方法，其特征在于：模具在升降放置座锁定是通过以下方式：模具放置在升降放置座上后，锁紧气缸动作，驱动压块向前移动，直至将模具底座压紧。
10.根据权利要求8所述的一种环氧浇注盆式绝缘子自动装脱模系统的自动装脱模方法，其特征在于：合模的方法为：凸模和凹模变位机分别将翻转盘切换到水平位，然后同时向升降放置座移动，借助驱动的丝杠在模具中间位置施加一个合模力，开模辅助气缸则带动模具的底座实现合模。
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