CN107243682B - 低压断路器电磁组件焊装系统与焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压断路器电磁组件焊装系统，包括设置在机架上的转盘总成，转盘总成包括转盘和八个夹具组件，转盘设置在水平台面上，转盘下表面设置有多工位分度机构，转盘设置有自己的传动机构；在水平台面和机架上围绕转盘的外周依次设置有八个上下料机构，即油杯上料机构、下垫片上料机构、上垫片上料机构、磁轭上料机构、线圈上料机构、上垫片取料机构、磁轭取料机构以及焊锡机构，焊锡机构外侧设置有成品下料口；上述的各个机构均与中央控制器连接。本发明还公开了一种断路器电磁组件全自动焊接方法。本发明的装置及方法，结构紧凑，全自动程度高，成品质量好。

Description

低压断路器电磁组件焊装系统与焊接方法

技术领域

本发明属于电器组件组焊技术领域，涉及一种低压断路器电磁组件焊装系统，本发明还涉及一种断路器电磁组件全自动焊接方法。

背景技术

低压断路器电磁组件是低压塑壳断路器中的关键部件，油杯、磁轭、线圈构成的电磁组件具有本身油阻尼长、抗干扰强、耐电压高、长延时、延时和瞬时可靠性高、循环使用次数多的优点。

现有的锡焊以点焊和直线拖焊为主，对于油杯与磁轭元器件、或圆弧焊缝的较小规格油杯与磁轭线圈组装焊接，只能采用点焊的方式，由一个人在油杯上依次套装下垫片、线圈+软连接+动触头、上垫片和磁轭进行手工组装，另一个人将其装入简易夹具中，然后人工手工添加焊丝、松香到磁轭和油杯，一个手通过夹具压住电磁组件，另一手持电烙铁对着焊丝磁轭油杯多次旋转180度进行焊接，一点一点地焊接，通过多次多道点焊连接形成产品所需的焊缝，主要存在以下不足：

1)一人分段两次焊接进行流水焊接，无法完成焊缝的完全对接，在焊缝的对接部分总有未连接的部分，或凹凸不平，不光滑，补焊修正时间长，一人分段两次焊接每分钟仅能完成2-3只，两人流水焊接3-4只，效率极低。

2)手工夹具和压紧造成焊接后磁轭和线圈与磁轭达不到技术要求垂直、平行和焊接总高度尺寸、产品松紧度的要求，出现歪斜居高不下、手工焊接甚至会出现虚焊的情况，影响整体产品的调试性能和装配，返工率高，生产效率低，劳动强度大，锡焊烟尘对环境和人身污染大，生产成本高。

3)当前虽然采用多次旋转拖焊替代多次多道地点焊工艺，但仍然无法避免焊层面和电烙铁形成的氧化层或凹坑、使上锡量减少或无法上锡、及焊接上锡量的不稳定将导致焊接失败，需要修理烙铁头或需频繁更换新烙铁，导致焊接效率低，同样维修或更换烙铁头需要降温和重新升温，耽误生产时间。多次旋转多层拖焊对焊锡被多次挤出浪费大。

4)现有的送锡机构、烙铁机构、夹具均为独立的机构，没有集成，相对产品没有定位锁位、可调试、自动补偿的功能，在功能上达不到互相支持与互补，各自独立发挥作用，任一机构与任何产品零件的变化，都会导致焊接温度的变化、及上锡位置偏移与上锡量的减少，导致焊接不稳定不可靠或失败，使这些单一机构无法在生产中达到实际的应用。

5)当前低压断路器电磁组件中的油杯、磁轭、上下垫片、线圈+软连接+动触头没有自动上料装配的设备公开；经检索目前也没有针对电磁组件全自动焊缝焊接机构、装置、系统的专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压断路器电磁组件焊装系统，解决了现有技术中对油杯、磁轭、上下垫片、线圈组焊过程中，采用手工或半手工焊接方式，使得焊接质量低、生产成本高及工作效率低的问题。

本发明的另一目的是提供一种断路器电磁组件全自动焊接方法。

本发明所采用的技术方案是，一种低压断路器电磁组件焊装系统，包括设置在机架上的转盘总成，转盘总成包括转盘和八个夹具组件，转盘设置在水平台面上，转盘下表面设置有分度机构，转盘设置有自己的传动机构；在水平台面和机架上围绕转盘的外周依次设置有八个上下料机构，即油杯上料机构、下垫片上料机构、上垫片上料机构、磁轭上料机构、线圈上料机构、上垫片取料机构、磁轭取料机构以及焊锡机构，焊锡机构外侧设置有成品下料口；上述的各个机构均与中央控制器连接。

本发明所采用的另一技术方案是，一种断路器电磁组件全自动焊接方法，利用上述的低压断路器电磁组件焊装系统，按照以下步骤实施：

步骤1、起始状态时，转盘总成上的八个夹具组件分别对应油杯上料工位、垫片上料工位、磁轭上料储存工位、线圈上料工位、下垫片上料工位、磁轭上料工位、锡焊工位及出料工位，位于第一个的油杯上料工位与油杯上料机构对应到位，其他工位依次顺时针一一对应到位；

在油杯上料机构、下垫片上料机构、上垫片上料机构、磁轭上料机构、线圈上料机构的振盘中以及焊锡机构中预置各自需要输送的原料，在垫片上料工位所对的夹具组件的二级浅圆沉孔中预置第一个油杯；

步骤2、系统启动，步进电机驱动转盘总成顺时针步进转动一个工位后处于停歇状态，八个夹具组件均向前步进一个工位，预置的第一个油杯转到垫片上料工位，

此时，油杯上料机构将第二个油杯送入新进的夹具组件的二级浅圆沉孔中；位于上垫片上料工位的下垫片上料机构和上垫片上料机构，将下垫片套装在第一个油杯上，同时将上垫片送入圆柱上，等待抓取；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤3、步进电机驱动转盘总成顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件均向前步进一个工位，第一个油杯转到磁轭上料储存工位，

此时，油杯上料机构将第三个油杯送入新进的夹具组件的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构和上垫片上料机构，将新的一个下垫片套装在第二个油杯上，同时将上垫片送入圆柱上，等待抓取；位于磁轭上料储存工位的磁轭上料机构，将磁轭送入新进的夹具组件的圆柱和槽孔上，等待抓取；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤4、步进电机驱动转盘总成顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件均向前步进一个工位，第一个油杯转到线圈上料工位，

此时，油杯上料机构将第四个油杯送入新进的夹具组件的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构和上垫片上料机构，将新的一个下垫片套装在第三个油杯上，同时将上垫片送入圆柱上，等待抓取；磁轭上料机构将磁轭送入新进的夹具组件的圆柱和槽孔上，等待抓取；位于线圈上料工位的线圈上料机构，将线圈套装在第一个油杯并压在下垫片上；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤5、步进电机驱动转盘总成顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件均向前步进一个工位，第一个油杯转到下垫片上料工位，

此时，油杯上料机构将第五个油杯送入新进的夹具组件的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构和上垫片上料机构，将新的一个下垫片套装在第四个油杯上，同时将上垫片送入圆柱上，等待抓取；磁轭上料机构将磁轭送入新进的夹具组件的圆柱和槽孔上，等待抓取；线圈上料机构将线圈套装在第二个油杯并压在其上的下垫片上；上垫片取料机构将等待抓取的上垫片套装在线圈上；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤6、步进电机驱动转盘总成顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件均向前步进一个工位，第一个油杯转到磁轭上料工位，

此时，油杯上料机构将第六个油杯送入新进的夹具组件的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构和上垫片上料机构，将新的一个下垫片套装在第五个油杯上，同时将上垫片送入圆柱上，等待抓取；磁轭上料机构将磁轭送入新进的夹具组件的圆柱和槽孔上，等待抓取；线圈上料机构将线圈套装在第三个油杯并压在其上的下垫片上；上垫片取料机构将等待抓取的上垫片套装在线圈上；磁轭取料机构将磁轭套装在第二个油杯的上垫片上，等待焊接；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤7、步进电机驱动转盘总成顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件均向前步进一个工位，第一个油杯转到锡焊工位，

此时，前面六个工位的各个机构同时按照各自的功能进行操作；

焊锡机构工作，将融化的锡焊丝旋入磁轭和油杯接触面形成圆弧焊缝；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤8、步进电机驱动转盘总成顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件均向前步进一个工位，第一个油杯转到出料工位，

此时，前面七个工位的各个机构同时按照各自的功能进行操作；

出料工位外的定压气缸顶压U型开口板上的斜角杆，打开左夹板和右夹板，位于出料工位位置外的机械手抓取成品送出出料料道，成品滑入收集箱，各个机构完成上料后自动回复原位；完成一个成品的组焊及出料。

本发明的有益效果是，采用(油杯、磁轭、上下垫片、线圈)自动上料与组装+自动焊丝定位加热+自动烙铁曲面加热+自动烙铁旋转焊接+工位同步控制多工位驱动+油杯线圈磁轭同轴夹紧，替代现有的独立烙铁加热上锡+手工送丝+手工(油杯、磁轭、上下垫片、线圈)组装，消除了上锡位置偏移与上锡量不稳定造成的虚焊和焊锡浪费现象；采用转盘与焊接夹具夹紧油杯+压紧磁轭+真空吸附上下垫片+气爪抓取+振盘，替代手工组装+沉孔卡位油杯，消除了自动上下料的高故障和卡料现象；同时消除磁轭与油杯的间隙导致焊接倾斜与漏锡，消除了由于油杯极靴(大端)尺寸的变化造成无法定位或错位及焊接变形无法装配的问题；消除了由于油杯线圈磁轭不同轴，造成检测工序的瞬时延时的早跳闸或晚跳闸；生产效率高，每分钟达到焊接35-40只，产品质量好。

附图说明

图1是低压断路器电磁组件及焊缝结构立体视图；

图2是本发明的全自动焊装系统立体视图；

图3是本发明的转盘及夹具组件的驱动立体视图；

图4是本发明中的夹具组件的结构示意图(电磁组件及磁轭压紧一起)；

图5是本发明中的锡焊机构及产品定位机构立体视图；

图6是本发明中的油杯上料机构2立体视图；

图7是本发明中的上垫片/下垫片上料机构立体视图；

图8是本发明中的线圈上料机构6立体视图；

图9是本发明中的磁轭上料机构5立体视图；

图10是本发明中的成品自动下料立体视图。

图中，1.水平台面，2.油杯上料机构，3.下垫片上料机构，4.上垫片上料机构，5.磁轭上料机构，6.线圈上料机构，7.上垫片取料机构，8.磁轭取料机构，9.焊锡机构，10.成品下料口，11.转盘总成，12.夹具组件，13.机架，14.油杯，15.下垫片，16.线圈，17.上垫片，18.磁轭，19.油杯上料工位，20.下垫片上料工位，21.磁轭上料储存工位，22.线圈上料工位，23.上垫片上料工位，24.磁轭上料工位，25.锡焊工位，26.出料工位，27.转盘，28.支撑板，29.支撑夹具，30.开合组件，31.圆柱，32.U型槽，33.第一开口槽，34.第二开口槽，35.第三开口槽，36.第四开口槽，37.左夹板，38.右夹板，39.滚珠轴承，40.右轴杆，41.右拉簧，42.圆弧开口，43.左拉簧，44.左轴杆，45.电磁组件，46.送丝组件，47.焊接组件，48.送丝管，49.定压气缸，50.U型开口板，51.气缸一，52.安装板，53.电烙铁，54.刀型烙铁头，55.U型架，56.电机一，57.转轴，58.偶转轴板，59.压紧气缸一，60.磁轭压紧杆，61.油杯振盘，62.油杯平振，63.旋转夹头，64.旋转气缸，65.推压架，66.斜角杆，67.油杯机械手，68.下压气缸，69.气缸夹爪，70.移动气缸滑动架一，71.吸转气缸，72.垫片振盘，73.垫片平振，74.推送机构，75.移送气缸，76.压取气缸一，77.推送架，78.吸抓头，79.下移气缸一，80.移动气缸滑动架二，81.压取气缸二，82.磁轭振盘，83.磁轭平振，84.旋转气缸夹抓头，85.隔料板，86.下移气缸二，87.移动气缸滑动架三，88.线圈摆盘一，89.线圈摆盘二，90.线圈摆盘三，91.推移机构，92.提升机构一，93.气缸二，94.提升机构二，95.压杆，96.气缸三，97.压杆，98.电机二，99.同步带，100.抓取滑座，101.抓取组件，102.夹爪，103.下料滑板，104.气缸夹手，105.下移气缸二，106.移动气缸滑动架四，107.焊缝，108.上推气缸。

具体实施方式

如图1所示，本发明的工作对象是应用在低压断路器中的电磁组件45，其结构是，包括油杯14，油杯14的大头端截面为倒T型结构的圆板型极靴，在油杯14外圆周从下往上依次套装有多层环形纸质的下垫片15(总共2个)、多圈的线圈16、多层环形纸质的上垫片17，倒L型结构的磁轭18，实施锡焊后形成截面为三角形的焊缝107，焊缝107的最大厚度为2mm，焊缝107的伸展长度沿圆周不小于1/3圈。

本发明的焊装系统，作用就是将上述单个元件的油杯14、下垫片15、线圈16、上垫片17及磁轭18自动组装并组焊在一起，制备成一体的电磁组件45，如图1所示。

如图2和图3所示，本发明的整体结构是，包括设置在机架13上的转盘总成11，转盘总成11包括转盘27和八个夹具组件12，转盘27设置在水平台面1上，转盘27下表面设置有多工位的分度机构(图中未显示)，转盘27设置有自己的传动机构，该传动机构能够驱动转盘27沿水平面进行步进旋转；在水平台面1和机架13上围绕转盘27的外周依次设置有八个上下料机构，即油杯上料机构2、下垫片上料机构3(振盘+机械手方式)、上垫片上料机构4(振盘+机械手方式)、磁轭上料机构5(振盘+机械手方式)、线圈上料机构6、上垫片取料机构7、磁轭取料机构8以及焊锡机构9，焊锡机构9外侧设置有成品下料口10。

如图3所示，八个夹具组件12结构一致，靠近转盘27的外沿沿圆周方向均匀设置，八个夹具组件12均匀布设作为八个转动的加工工位，与围绕转盘总成(11)外圆周的八个上下料机构一一对应，八个工位依次是：油杯上料工位19、下垫片上料工位20(油杯上一个下垫片，在夹具组件12的圆柱31上储存一个上垫片，等转到上垫片上料工位23时再上料)、磁轭上料储存工位21(在夹具组件上储存一个磁轭，等转到磁轭上料工位24再上料)、线圈上料工位22、上垫片上料工位23(在夹具组件上储存的一个上到油杯和线圈上)、磁轭上料工位24(在夹具组件上储存的一个上到油杯和上垫片上)、锡焊工位25以及出料工位26。上述的八个工位仅为初始设置，随着转盘27的转动，各个工位自动与所对应的机构进行配合操作。

如图4所示，每个夹具组件12的结构是，包括沿径向并列的支撑板28和支撑夹具29，支撑板28上顶板上开有直通槽，该支撑板28的直通槽用于动触头与软连接的支撑；支撑夹具29用于电磁组件45组装时的夹紧支撑；支撑夹具29的上表面并排开有U型槽32、第一开口槽33及第二开口槽34，U型槽32用于储存磁轭18，第一开口槽33作为机械夹爪夹取位置，第二开口槽34用于放置电磁组件45；第一开口槽33中竖直安装有圆柱31，圆柱31用于储存上垫片17；

第二开口槽34为两级圆沉孔，一级圆沉孔下部开有二级浅圆沉孔，二级浅圆沉孔用于油杯14大端极靴的限位和支撑，一级圆沉孔用于下装入油杯14上的下垫片15、线圈16的限位；在二级浅圆沉孔的两侧向外分别开有一段第四开口槽36，两段第四开口槽36对称并且通透，第四开口槽36的下方设有第三开口槽35；

第四开口槽36中设置有一对左夹板37和右夹板38，左夹板37和右夹板38的对接处分别设置有半圆的圆弧开口42，两个圆弧开口42共同围成一个整圆用于夹持部件；左夹板37外端头竖直固定穿有一个左轴杆44，左轴杆44上部杆体套装有一个滚珠轴承39，左轴杆44下部杆体连接有一个左拉簧43；同样，右夹板38外端头竖直固定穿有一个右轴杆40，右轴杆40上部杆体套装有另一个滚珠轴承39，右轴杆40下部杆体连接有一个右拉簧41，右拉簧41与左拉簧43穿入第三开口槽35中固定连接，用于提供左夹板37和右夹板38相对靠紧的预紧力，左夹板37和右夹板38一起称为开合组件30；

当左夹板37和右夹板38的一对圆弧开口42扣合时，将装入二级浅圆沉孔中的油杯夹紧；当左夹板37和右夹板38的一对圆弧开口42分开时，二级浅圆沉孔中的油杯可以被相关的机械手取走；每个夹具组件12通过左夹板37和右夹板38的开合动作，分别实现对相关工位中的油杯14、下垫片15、线圈16、上垫片17和磁轭18的支撑夹紧或松开。

如图5所示，焊锡机构9整体设置在锡焊工位25所在的夹具组件12的正上方及外侧，焊锡机构9的具体结构是，包括送丝组件46、送丝管48和焊接组件47，

焊接组件47包括U型架55，U型架55固定在水平台面1的L型板上，U型架55上端面安装有电机一56，电机一56的转轴57上沿径向装有偶转轴板58，偶转轴板58上装有直线轴承导轨板，直线轴承导轨板的上端装有气缸一51，直线轴承导轨板的下端装有安装板52，气缸一51活塞杆端头与安装板52连接，安装板52能够上下移动，安装板52的设备孔中固定安装有电烙铁53，电烙铁53下端头为刀型烙铁头54，刀型烙铁头54通过送丝管48与送丝组件46连通，送丝组件46提供所需的焊丝；

在U型架55中安装有压紧气缸一59，压紧气缸一59的活塞杆向下固定有磁轭压紧杆60；支撑夹具29外侧水平设置有定压气缸49，定压气缸49固定在支架13上，定压气缸49活塞杆端头连接有U型开口板50，U型开口板50两边分别是一个斜角杆66，该两个斜角杆66分别对应顶接左夹板37和右夹板38上的滚珠轴承39；

斜角杆66的插入或退出使得左夹板37和右夹板38实现开合；在油杯14上料前，U型开口板50前端的斜角杆66前伸撑开左夹板37和右夹板38；油杯14由机械手装入夹具组件12二级浅圆沉孔后，气缸带领U型开口板50后退，第一拉簧41和第二拉簧43使左夹板37和右夹板38靠近，左夹板37和右夹板38重新夹紧油杯14；在转盘27的下方设置有上推气缸108，上推气缸108活塞杆端头顶杆向上正对夹具组件12中的二级浅圆沉孔(油杯装配孔)，即与油杯极靴正对；

刀型烙铁头54设置有半圆弧凹斜面的加热面头面，刀型烙铁头54与磁轭面接触，同时刀型烙铁头54与油杯留有间隙用于加入焊丝。刀型烙铁头54与焊丝一起接触加热面，凹斜面角度大于45度，定长定量定时间送入的焊丝，融化后形成焊缝；

上推气缸108活塞杆上顶油杯14，同时压紧气缸一59下伸带动磁轭压紧杆60下压磁轭18，将磁轭18、上垫片17、线圈16及下垫片15套压在油杯14的极靴上，保持线圈16与上垫片17及下垫片15的间隙，使磁轭18、线圈16转动至不紧不松状态且与油杯14垂直，锡丝和加热面头面顶在磁轭及油杯的面上前，即可实施焊接；焊丝在磁轭18的焊接面融化上锡，电机一56带动安装板52、电烙铁53及刀型烙铁头54一起旋转，将上锡量均匀旋转在磁轭18和油杯14的连接处后形成焊缝，刀型烙铁头54沿圆周旋转至少1/3圈，将融化的锡焊丝旋入磁轭和油杯形成满足要求的三角形圆弧焊缝；然后气缸一51带领焊丝和电烙铁53上升复位。焊接完成后松开磁轭，保证了油杯与磁轭的垂直度、平行度及线圈与磁轭的松紧度。

如图6所示，油杯上料机构2用于将待上料的油杯14抓取装入油杯上料工位19所对应的夹具组件12中；

油杯上料机构2采用振盘+机械手方式，其结构是，包括在夹具组件12的支撑板28外侧设置有油杯机械手67，油杯机械手67的基座为移动气缸滑动架一70，移动气缸滑动架一70中滑动安装有下压气缸68，下压气缸68的活塞杆端头固定有气缸夹爪69；在夹具组件12的支撑夹具29外侧设置有旋转气缸64，旋转气缸64的活塞杆端头固定有一对半圆的旋转夹头63，该对旋转夹头63朝向油杯平振62的出口，油杯平振62的进口与油杯振盘61连通；在夹具组件12外侧另外水平设置有一套定压气缸49(图6中没有显示)，定压气缸49活塞杆与推压架65传动连接，推压架65前端两边的斜角杆66分别对应顶接夹具组件12中左夹板37和右夹板38上的滚珠轴承39。

油杯振盘61与油杯平振62送出的油杯14由旋转夹头63第一次夹取，旋转气缸64旋转180度换向，下压气缸68伸出气缸夹爪69第二次夹取油杯14，移动气缸滑动架一70将下压气缸68移送到夹具组件12上方，定压气缸49通过推压架65及斜角杆66驱动开合组件30，打开左夹板37和右夹板38，下压气缸68控制气缸夹爪69将油杯14送入夹具组件12中，定压气缸49活塞杆缩回左夹板37和右夹板38夹紧油杯14的极靴，下压气缸68退出复位，完成油杯14的自动上料。

如图7所示，下垫片上料机构3与上垫片上料机构4结构一致，都是采用振盘+机械手方式，具体结构是，包括在上垫片上料工位23所对的夹具组件12的支撑夹具29上方设置有移动气缸滑动架二80，移动气缸滑动架二80上滑动安装有下移气缸一79，下移气缸一79的活塞杆端头安装有吸转气缸71，吸转气缸71的活塞杆端头安装有吸抓头78；

在移动气缸滑动架二80旁边另外设置有推送架77，推送架77与移送气缸75活塞杆端头传动连接，推送架77上安装有推送机构74，推送机构74上安装有压取气缸一76和压取气缸二81，压取气缸一76和压取气缸二81下方设置有垫片平振73，垫片平振73的进口端与垫片振盘72连通，垫片平振73设置有两个通道，该两个通道分别与一个垫片振盘72对应连通，分别用于上垫片17及下垫片15的传输；

图7中，推送机构74上对称设置两套压取气缸，当转盘总成(11)转位停歇到上垫片上料工位23时，压取气缸一76和压取气缸二81活塞向下伸出压住下方垫片平振73通道中的上垫片17及下垫片15停止前移，移送气缸75活塞伸出推动推送架77前移，吸抓头78吸取推送架77上的上垫片17或下垫片15，上垫片17储存在夹具组件12的圆柱31上。

如图8所示，磁轭上料机构5采用振盘+机械手方式，其结构是，包括在磁轭上料储存工位21所在的夹具组件12外侧对应设置有移动气缸滑动架三87，移动气缸滑动架三87上滑动安装有下移气缸二86，下移气缸二86活塞杆端头安装有旋转气缸，旋转气缸活塞杆前端同时安装有隔料板85和一对半圆的旋转气缸夹抓头84，旋转气缸夹抓头84对向磁轭平振83的出口，磁轭平振83的进口与磁轭振盘82连通。

隔料板85用于将磁轭平振83前端第二个磁轭18隔挡，第一个磁轭18被半圆旋转气缸夹抓头84夹住，由下移气缸二86提升，旋转气缸旋转90度，通过移动气缸滑动架三87上的直线动移送到夹具组件12的圆柱31上，然后各个部件复位。

如图9所示，线圈上料机构6的结构是，包括两层支撑支架，底层支撑支架采用滑槽支撑放置空盘，上层支撑支架采用滑槽支撑放置线圈摆盘一88、线圈摆盘二89和线圈摆盘三90，支撑支架外侧沿水平前后方向设置有推移机构91，支撑支架两侧沿竖直方向分别对称设置有提升机构一92和提升机构二94；在支撑支架两侧板外立面分别对称设置有气缸二93和气缸三96，气缸二93活塞杆端头向上连接有压杆二97，气缸三96活塞杆端头向上连接有压杆一95；在支撑支架上方还横跨有同步带99，同步带99一边的主动带轮与电机二98传动连接，同步带99上安装有抓取滑座100，抓取滑座100设置有抓取组件101，抓取组件101前端设置有夹爪102。

待上料的线圈16先在三个线圈摆盘中排序，由提升机构一92和提升机构二94上的气缸L型爪手提升到支撑支架上层的U型滑槽口，由推移机构91的气缸推动各个线圈摆盘到同步带99下方，支撑支架两边的压杆二97和压杆一95对线圈摆盘进行压紧，抓取滑座100随同步带99移动到线圈摆盘上方，抓取组件101中的气缸驱动气爪102向下抓取线圈16，装入夹具组件12上的相应储存位置后复位。

如图10所示，下料机构的结构是，包括U型滑道103，U型滑道103上方设置有移动气缸滑动架四106，移动气缸滑动架四106安装有前后移动的直线滑轨气缸(用于水平移动)，直线滑轨气缸的活塞杆端头安装有下移气缸105(上下移动)，下移气缸105的活塞杆端头安装有气缸夹手104，气缸夹手104用于抓取电磁组件45的成品；

正对出料工位26外侧另外设有一套定压气缸49，在电磁组件45出料前，定压气缸49活塞杆伸出通过推压架65及斜角杆66驱动开合组件30，打开左夹板37和右夹板38，左夹板37和右夹板38松开对电磁组件45的夹持，气缸夹手104将成品的电磁组件45从夹具组件12中夹取出来，放到U型滑道103，通过成品下料口10进入成品收集箱中。

本发明各个元件的上料原理是，

1)待上料的油杯14预置在油杯振盘61上，油杯振盘61旋转使所有的油杯14依次排序，并且所有的油杯14朝向都一致；

2)待上料的下垫片15/上垫片17预置在各自的振盘上依次排序，并且所有的下垫片15/上垫片17朝向都一致；

3)待上料的线圈16预置在三个线圈摆盘上依次排序，并且所有的线圈16朝向都一致；

4)待上料的磁轭18预置在磁轭振盘82上，磁轭振盘82旋转使所有的磁轭18依次排序，并且所有的磁轭18朝向都一致；

5)上料的上垫片14储存在夹具组件12上的圆柱31上后，利用上垫片取料机构7将储存的一个上垫片17抓取并套装到下垫片上料工位23的油杯14及线圈16上；

6)上料的磁轭18储存在夹具组件12上的31圆柱和支撑板的U型槽32上后，利用磁轭取料机构8将储存的一个磁轭18抓取并套装到磁轭上料工位24的油杯14及上垫片17上。

上述的所有动作部件均与中央控制器连接，实现统一协调的动作控制。

本发明的焊接方法，利用上述的焊装系统，按照以下步骤实施：

步骤1、起始状态时，转盘总成11上的八个夹具组件12分别对应油杯上料工位19、垫片上料工位20、磁轭上料储存工位21、线圈上料工位22、下垫片上料工位23、磁轭上料工位24、锡焊工位25及出料工位26，位于第一个的油杯上料工位19与油杯上料机构2对应到位，其他工位依次顺时针一一对应到位；

在油杯上料机构2、下垫片上料机构3、上垫片上料机构4、磁轭上料机构5、线圈上料机构6的振盘中以及焊锡机构9中预置各自需要输送的原料，在垫片上料工位20所对的夹具组件12的二级浅圆沉孔中预置第一个油杯14，参照图2；

步骤2、系统启动，步进电机驱动转盘总成11顺时针步进转动一个工位后处于停歇状态，八个夹具组件12均向前步进一个工位，预置的第一个油杯14转到垫片上料工位20，

此时，油杯上料机构2将第二个油杯14送入新进的夹具组件12的二级浅圆沉孔中；位于上垫片上料工位20的下垫片上料机构3和上垫片上料机构4，将下垫片15套装在第一个油杯14上，同时将上垫片17送入圆柱31上，等待抓取；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤3、步进电机驱动转盘总成11顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件12均向前步进一个工位，第一个油杯14转到磁轭上料储存工位21，

此时，油杯上料机构2将第三个油杯14送入新进的夹具组件12的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构3和上垫片上料机构4，将新的一个下垫片15套装在第二个油杯14上，同时将上垫片17送入圆柱31上，等待抓取；位于磁轭上料储存工位21的磁轭上料机构5，将磁轭18送入新进的夹具组件12的圆柱和槽孔上，等待抓取；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤4、步进电机驱动转盘总成11顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件12均向前步进一个工位，第一个油杯14转到线圈上料工位22，

此时，油杯上料机构2将第四个油杯14送入新进的夹具组件12的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构3和上垫片上料机构4，将新的一个下垫片15套装在第三个油杯14上，同时将上垫片17送入圆柱31上，等待抓取；磁轭上料机构5，将磁轭18送入新进的夹具组件12的圆柱和槽孔上，等待抓取；位于线圈上料工位22的线圈上料机构6，将线圈16套装在第一个油杯14并压在下垫片15上；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤5、步进电机驱动转盘总成11顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件12均向前步进一个工位，第一个油杯14转到下垫片上料工位23，

此时，油杯上料机构2将第五个油杯14送入新进的夹具组件12的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构3和上垫片上料机构4，将新的一个下垫片15套装在第四个油杯14上，同时将上垫片17送入圆柱31上，等待抓取；磁轭上料机构5将磁轭18送入新进的夹具组件12的圆柱和槽孔上，等待抓取；线圈上料机构6将线圈16套装在第二个油杯14并压在其上的下垫片15上；上垫片取料机构7将等待抓取的上垫片17套装在线圈16上；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤6、步进电机驱动转盘总成11顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件12均向前步进一个工位，第一个油杯14转到磁轭上料工位24，

此时，油杯上料机构2将第六个油杯14送入新进的夹具组件12的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构3和上垫片上料机构4，将新的一个下垫片15套装在第五个油杯14上，同时将上垫片17送入圆柱31上，等待抓取；磁轭上料机构5将磁轭18送入新进的夹具组件12的圆柱和槽孔上，等待抓取；线圈上料机构6将线圈16套装在第三个油杯14并压在其上的下垫片15上；上垫片取料机构7将等待抓取的上垫片17套装在线圈16上；磁轭取料机构8将磁轭18套装在第二个油杯14的上垫片17上，等待焊接；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤7、步进电机驱动转盘总成11顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件12均向前步进一个工位，第一个油杯14转到锡焊工位25，

此时，前面六个工位的各个机构同时按照各自的功能进行操作；

焊锡机构9开始工作，上推气缸108活塞杆上顶油杯14与磁轭压紧杆60下压磁轭18，共同将磁轭18与油杯14牢靠压住；送丝组件46中的焊丝从送丝管48送到电烙铁53上的加热面头面，顶在磁轭18及油杯14的面上，锡丝和刀型烙铁头54的刀柄半圆弧加热面头面顶在磁轭18及油杯14的面上；焊丝被送到磁轭18和油杯14加热面处，气缸一51活塞杆推动安装板52带动刀型烙铁头54沿≧45°的角度斜压向焊丝，送到位的锡丝迅速融化，电机一56旋转120°，带动转轴57及偶转轴板58上的刀型烙铁头54旋转1/3圈，将融化的锡焊丝旋入磁轭18和油杯14接触面形成满足要求的三角形圆弧焊缝；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤8、步进电机驱动转盘总成11顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件12均向前步进一个工位，第一个油杯14转到出料工位26，

此时，前面七个工位的各个机构同时按照各自的功能进行操作；

出料工位26所对应的夹具组件12外的定压气缸49顶压U型开口板50上的斜角杆66驱动开合组件30，位于出料工位26位置外的机械手抓取成品送出出料料道103滑入收集箱，各个机构完成上料后自动回复原位；完成一个电磁组件45成品的组焊及出料。

重复上述步骤2至步骤8，实现对电磁组件45锡焊接的自动流水作业。

Claims (9)

1.一种低压断路器电磁组件焊装系统，其特征是：包括设置在机架（13）上的转盘总成（11），转盘总成（11）包括转盘（27）和八个夹具组件（12），转盘（27）设置在水平台面（1）上，转盘（27）下表面设置有多工位分度机构，转盘（27）设置有自己的传动机构；在水平台面（1）和机架（13）上围绕转盘（27）的外周依次设置有八个上下料机构，即油杯上料机构（2）、下垫片上料机构（3）、上垫片上料机构（4）、磁轭上料机构（5）、线圈上料机构（6）、上垫片取料机构（7）、磁轭取料机构（8）以及焊锡机构（9），焊锡机构（9）外侧设置有成品下料口（10）；

上述的各个机构均与中央控制器连接；

所述夹具组件（12）的结构是，包括支撑板（28）和支撑夹具（29），支撑板（28）上顶板上开有直通槽；支撑夹具（29）的上表面并排开有U型槽（32）、第一开口槽（33）及第二开口槽（34）；第一开口槽（33）中竖直安装有圆柱（31）；

第二开口槽（34）为两级圆沉孔，一级圆沉孔下部开有二级浅圆沉孔，在二级浅圆沉孔的两侧向外分别开有一段第四开口槽（36），两段第四开口槽（36）对称并且通透，第四开口槽（36）的下方设有第三开口槽（35）；

第四开口槽（36）中设置有一对左夹板（37）和右夹板（38），左夹板（37）和右夹板（38）的对接处分别设置有半圆的圆弧开口（42）；左夹板（37）外端头竖直固定穿有一个左轴杆（44），左轴杆（44）上部杆体套装有一个滚珠轴承（39），左轴杆（44）下部杆体连接有一个左拉簧（43）；

同样，右夹板（38）外端头竖直固定穿有一个右轴杆（40），右轴杆（40）上部杆体套装有另一个滚珠轴承（39），右轴杆（40）下部杆体连接有一个右拉簧（41），右拉簧（41）与左拉簧（43）穿入第三开口槽（35）中固定连接。

2.根据权利要求1所述的低压断路器电磁组件焊装系统，其特征是：所述油杯上料机构（2）的结构是，包括油杯机械手（67），油杯机械手（67）的基座为移动气缸滑动架一（70），移动气缸滑动架一（70）中滑动安装有下压气缸（68），下压气缸（68）的活塞杆端头固定有气缸夹爪（69）；在支撑夹具（29）外侧设置有旋转气缸（64），旋转气缸（64）的活塞杆端头固定有一对旋转夹头（63），该对旋转夹头（63）朝向油杯平振（62）的出口，油杯平振（62）的进口与油杯振盘（61）连通；

在夹具组件（12）外侧另外水平设置有一套定压气缸（49），定压气缸（49）活塞杆与推压架（65）传动连接，推压架（65）前端两边的斜角杆（66）分别对应顶接左夹板（37）和右夹板（38）上的滚珠轴承（39）。

3.根据权利要求1所述的低压断路器电磁组件焊装系统，其特征是：所述下垫片上料机构（3）与上垫片上料机构（4）结构一致，具体结构是，包括在上垫片上料工位（23）所对的夹具组件（12）的支撑夹具（29）上方设置有移动气缸滑动架二（80），移动气缸滑动架二（80）上滑动安装有下移气缸一（79），下移气缸一（79）的活塞杆端头安装有吸转气缸（71），吸转气缸（71）的活塞杆端头安装有吸抓头（78）；

在移动气缸滑动架二（80）旁边另外设置有推送架（77），推送架（77）与移送气缸（75）活塞杆端头传动连接，推送架（77）上安装有推送机构（74），推送机构（74）上安装有压取气缸一（76）和压取气缸二（81），压取气缸一（76）和压取气缸二（81）下方设置有垫片平振（73），垫片平振（73）的进口端与垫片振盘（72）连通，垫片平振（73）设置有两个通道，该两个通道分别与一个垫片振盘（72）对应连通。

4.根据权利要求1所述的低压断路器电磁组件焊装系统，其特征是：所述磁轭上料机构（5）的结构是，包括在磁轭上料储存工位（21）所在的夹具组件（12）外侧对应设置有移动气缸滑动架三（87），移动气缸滑动架三（87）上滑动安装有下移气缸二（86），下移气缸二（86）活塞杆端头安装有旋转气缸，旋转气缸活塞杆前端同时安装有隔料板（85）和一对旋转气缸夹抓头（84），旋转气缸夹抓头（84）对向磁轭平振（83）的出口，磁轭平振（83）的进口与磁轭振盘（82）连通。

5.根据权利要求1所述的低压断路器电磁组件焊装系统，其特征是：所述线圈上料机构（6）的结构是，包括两层支撑支架，底层支撑支架采用滑槽支撑放置空盘，上层支撑支架采用滑槽支撑放置多个线圈摆盘，支撑支架外侧沿水平前后方向设置有推移机构（91），支撑支架两侧沿竖直方向分别对称设置有提升机构一（92）和提升机构二（94）；在支撑支架两侧板外立面分别对称设置有气缸二（93）和气缸三（96），气缸二（93）活塞杆端头向上连接有压杆二（97），气缸三（96）活塞杆端头向上连接有压杆一（95）；在支撑支架上方还横跨有同步带（99），同步带（99）一边的主动带轮与电机二（98）传动连接，同步带（99）上安装有抓取滑座（100），抓取滑座（100）设置有抓取组件（101），抓取组件（101）前端设置有夹爪（102）。

6.根据权利要求1所述的低压断路器电磁组件焊装系统，其特征是：所述焊锡机构（9）的结构是，包括送丝组件（46）、送丝管（48）和焊接组件（47），

焊接组件（47）包括U型架（55），U型架（55）固定在水平台面（1）的L型板上，U型架（55）上端面安装有电机一（56），电机一（56）的转轴（57）上沿径向装有转轴连接板（58），转轴连接板（58）上装有直线轴承导轨板，直线轴承导轨板的上端装有气缸一（51），直线轴承导轨板的下端装有安装板（52），气缸一（51）活塞杆端头与安装板（52）连接，安装板（52）的设备孔中固定安装有电烙铁（53），电烙铁（53）下端头为刀型烙铁头（54），刀型烙铁头（54）通过送丝管（48）与送丝组件（46）连通。

7.根据权利要求1所述的低压断路器电磁组件焊装系统，其特征是：所述成品下料口（10）外侧设置有下料机构，其结构是，包括U型滑道（103），U型滑道（103）上方设置有移动气缸滑动架四（106），移动气缸滑动架四（106）安装有前后移动的直线滑轨气缸，直线滑轨气缸的活塞杆端头安装有下移气缸（105），下移气缸（105）的活塞杆端头安装有气缸夹手（104）。

8.一种断路器电磁组件全自动焊接方法，利用权利要求1-7任一低压断路器电磁组件焊装系统，其特征是，按照以下步骤实施：

步骤1、起始状态时，转盘总成（11）上的八个夹具组件（12）分别对应油杯上料工位（19）、下垫片上料工位（20）、磁轭上料储存工位（21）、线圈上料工位（22）、上垫片上料工位（23）、磁轭上料工位（24）、锡焊工位（25）及出料工位（26），位于第一个的油杯上料工位（19）与油杯上料机构（2）对应到位，其他工位依次顺时针一一对应到位；

在油杯上料机构（2）、下垫片上料机构（3）、上垫片上料机构（4）、磁轭上料机构（5）、线圈上料机构（6）的振盘中以及焊锡机构（9）中预置各自需要输送的原料，在下垫片上料工位（20）所对的夹具组件（12）的二级浅圆沉孔中预置第一个油杯；

步骤2、系统启动，步进电机驱动转盘总成（11）顺时针步进转动一个工位后处于停歇状态，八个夹具组件（12）均向前步进一个工位，预置的第一个油杯转到下垫片上料工位（20），

此时，油杯上料机构（2）将第二个油杯送入新进的夹具组件（12）的二级浅圆沉孔中；位于下垫片上料工位（20）的下垫片上料机构（3）和上垫片上料机构（4），将下垫片（15）套装在第一个油杯上，同时将上垫片（17）送入圆柱（31）上，等待抓取；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤3、步进电机驱动转盘总成（11）顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件（12）均向前步进一个工位，第一个油杯转到磁轭上料储存工位（21），

此时，油杯上料机构（2）将第三个油杯送入新进的夹具组件（12）的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构（3）和上垫片上料机构（4），将新的一个下垫片（15）套装在第二个油杯上，同时将上垫片（17）送入圆柱（31）上，等待抓取；位于磁轭上料储存工位（21）的磁轭上料机构（5），将磁轭（18）送入新进的夹具组件（12）的圆柱和槽孔上，等待抓取；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤4、步进电机驱动转盘总成（11）顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件（12）均向前步进一个工位，第一个油杯转到线圈上料工位（22），

此时，油杯上料机构（2）将第四个油杯送入新进的夹具组件（12）的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构（3）和上垫片上料机构（4），将新的一个下垫片（15）套装在第三个油杯上，同时将上垫片（17）送入圆柱（31）上，等待抓取；磁轭上料机构（5）将磁轭（18）送入新进的夹具组件（12）的圆柱和槽孔上，等待抓取；位于线圈上料工位（22）的线圈上料机构（6），将线圈（16）套装在第一个油杯并压在下垫片（15）上；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤5、步进电机驱动转盘总成（11）顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件（12）均向前步进一个工位，第一个油杯转到上垫片上料工位（23），

此时，油杯上料机构（2）将第五个油杯送入新进的夹具组件（12）的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构（3）和上垫片上料机构（4），将新的一个下垫片（15）套装在第四个油杯上，同时将上垫片（17）送入圆柱（31）上，等待抓取；磁轭上料机构（5）将磁轭（18）送入新进的夹具组件（12）的圆柱和槽孔上，等待抓取；线圈上料机构（6）将线圈（16）套装在第二个油杯并压在其上的下垫片（15）上；上垫片取料机构（7）将等待抓取的上垫片（17）套装在线圈（16）上；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤6、步进电机驱动转盘总成（11）顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件（12）均向前步进一个工位，第一个油杯转到磁轭上料工位（24），

此时，油杯上料机构（2）将第六个油杯送入新进的夹具组件（12）的二级浅圆沉孔中；下垫片上料机构（3）和上垫片上料机构（4），将新的一个下垫片（15）套装在第五个油杯上，同时将上垫片（17）送入圆柱（31）上，等待抓取；磁轭上料机构（5）将磁轭（18）送入新进的夹具组件（12）的圆柱和槽孔上，等待抓取；线圈上料机构（6）将线圈（16）套装在第三个油杯并压在其上的下垫片（15）上；上垫片取料机构（7）将等待抓取的上垫片（17）套装在线圈（16）上；磁轭取料机构（8）将磁轭（18）套装在第二个油杯的上垫片（17）上，等待焊接；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤7、步进电机驱动转盘总成（11）顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件（12）均向前步进一个工位，第一个油杯转到锡焊工位（25），

此时，前面六个工位的各个机构同时按照各自的功能进行操作；

焊锡机构（9）工作，将融化的锡焊丝旋入磁轭（18）和第一个油杯接触面形成圆弧焊缝；各个机构完成上料后自动回复原位；

步骤8、步进电机驱动转盘总成（11）顺时针步进转动一个工位后再次处于停歇状态，八个夹具组件（12）均向前步进一个工位，第一个油杯转到出料工位（26）；

此时，前面七个工位的各个机构同时按照各自的功能进行操作；

出料工位（26）外的定压气缸（49）顶压U型开口板（50）上的斜角杆（66），打开左夹板（37）和右夹板（38），位于出料工位（26）位置外的机械手抓取成品送出出料料道（103），成品滑入收集箱，各个机构完成上料后自动回复原位；完成一个成品的组焊及出料。

9.根据权利要求8所述的断路器电磁组件全自动焊接方法，其特征是：所述步骤7中，焊锡机构（9）的工作过程是，上推气缸（108）活塞杆上顶油杯与磁轭压紧杆（60）下压磁轭（18），共同将磁轭（18）与油杯牢靠压住；送丝组件（46）中的焊丝从送丝管（48）送到电烙铁（53）上的加热端面，顶在磁轭（18）及油杯的面上，锡丝和刀型烙铁头（54）的加热端面顶在磁轭（18）及油杯的面上；气缸一（51）活塞杆推动安装板（52）带动刀型烙铁头（54）斜压向焊丝，送到位的锡丝迅速融化，电机一（56）旋转120°，带动转轴（57）及转轴连接板（58）上的刀型烙铁头（54）旋转1/3圈，将融化的锡焊丝旋入磁轭（18）和油杯接触面，形成圆弧焊缝。