CN107293451B - 断路器线圈导电组件全自动装焊系统 - Google Patents

断路器线圈导电组件全自动装焊系统 Download PDF

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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H69/00Apparatus or processes for the manufacture of emergency protective devices

Abstract

本发明公开了一种断路器线圈导电组件全自动装焊系统,包括设在水平台面上的转盘组件,转盘组件包括内转盘和外转盘,内转盘上方设有同步高速抓料机构,外转盘下方设置有分度机构;沿外转盘的外圆周均匀设有12个工位,每个工位分别安装有一套工位夹具;内转盘上设有顶推气缸一、顶推气缸二;在外转盘圆周外侧分别设有油杯上料机构、下垫片上料机构、线圈上料机构、上垫片上料机构、磁轭上料机构、锡焊机构、下料机构;在油杯上料机构、下垫片上料机构、线圈上料机构、上垫片上料机构、磁轭上料机构、下料机构上方对应设有同步高速抓料机构的各个三轴机械手。本发明的装置,结构紧凑,协调配合,产品质量稳定可靠。

Description

断路器线圈导电组件全自动装焊系统
技术领域
本发明属于自动焊接设备技术领域,涉及一种断路器线圈导电组件全自动装焊系统。
背景技术
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,只能采用人工点焊的方式,主要存在以下问题:
1)一个工作人员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,并且一人分段两次焊接每分钟仅能完成2-3只,两人流水焊接也就能完成3-4只,工作效率极低。
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,人工和设备劳动强度大,锡焊烟尘对环境和人身污染大,生产成本高。
3)即使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、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。
发明内容
本发明的目的是提供一种断路器线圈导电组件全自动装焊系统,解决了现有手工或半手工焊接装置,油杯-磁轭-线圈导电组件焊接水平不稳定、产品焊接质量低、成本高及生产效率不高的问题。
本发明的技术方案是,一种断路器线圈导电组件全自动装焊系统,包括设置在水平台面上的转盘组件,转盘组件包括内转盘和外转盘,内转盘上方设置有同步高速抓料机构,外转盘下方设置有分度机构;沿外转盘的外圆周均匀设置有12个工位,每个工位分别安装有一套工位夹具;
内转盘上设置有顶推气缸一、顶推气缸二;
在外转盘圆周外侧分别设置有油杯上料机构、下垫片上料机构、线圈上料机构、上垫片上料机构、磁轭上料机构、锡焊机构、下料机构;
在油杯上料机构、下垫片上料机构、线圈上料机构、上垫片上料机构、磁轭上料机构、下料机构上方对应设置有同步高速抓料机构的各个三轴机械手;
所述的同步高速抓料机构的结构是,包括上转盘和固定盘,上转盘向下与分度机构的电机转轴同轴连接,固定盘通过第一支撑滑杆、第二支撑滑杆、第三支撑滑杆、第四支撑滑杆固定支撑在内转盘上;固定盘上沿圆周均匀设置有第一三轴机械手、第二三轴机械手、第三三轴机械手、第四三轴机械手、第五三轴机械手及第六三轴机械手。
本发明的断路器线圈导电组件全自动装焊系统,其特征还包括:
所述的12个工位,依次为油杯上料工位、油杯检测工位、下垫片上料工位、下垫片检测工位、线圈上料工位、线圈检测工位、上垫片上料工位、上垫片检测工位、磁轭上料工位、磁轭检测工位、锡焊工位位及出料工位;
所述的外转盘外围分别设置有油杯检测器、下垫片检测器、线圈检测器、上垫片检测器与磁轭检测器,该五个检测器分别设置在相应的上料机构中;油杯检测器面对油杯检测工位设置、下垫片检测器面对下垫片检测工位设置、线圈检测器面对线圈检测工位设置、上垫片检测器面对板上垫片检测工位设置、磁轭检测器面对磁轭检测工位设置。
所述的锡焊机构的结构是,包括U型架,U型架固定在水平台面上,U型架上面板安装有步进电机,步进电机传动轴上固定有固定板,固定板上设置有偶转轴板,偶转轴板上设有第三气缸,第三气缸活塞杆与直线滑动的立板连接,该立板上倾斜安装有电烙铁;电烙铁前端为烙铁头,烙铁头配置有送丝管,送丝管另一端与焊丝送丝机构上的送丝轮连通;U型架下面板上安装有压紧气缸,压紧气缸的活塞杆向下安装有磁轭压紧杆。
所述的工位夹具的结构是,包括底座,底座上表面靠近外端固定有磁轭支撑板,磁轭支撑板中部开有U型槽,U型槽两边分别开有一个沉孔;U型槽与底座的通槽相通,两端的沉孔与底座上的螺纹孔相通;
底座上表面中部横向的滑槽中设置有右斜面凸块和左斜面凸块,右斜面凸块和左斜面凸块之间连接有拉簧,右斜面凸块与左夹块的L型长边连接,左斜面凸块与右夹块的L型长边连接,左夹块的L型短边与右夹块的L型短边扣接对应位置分别开有左半圆槽和右半圆槽,左半圆槽和右半圆槽相对扣合,左半圆槽和右半圆槽扣合后圆心下方的底座上开有通孔;
底座上表面靠近内端活动设置有V型块压杆,V型块压杆上方设置有上盖板,上盖板下表面与底座上表面开有导向槽,V型块压杆通过连杆与U型块连接,连杆上套装有弹簧,弹簧顶接在U型块与上盖板之间,V型块压杆前端尖头插入右斜面凸块和左斜面凸块形成的V型空间中,U型块的U型空间中铰接有轴承一,轴承一与顶推气缸一或顶推气缸二的活塞杆端头接耳连接。
所述的上转盘轴心开有轴承孔,上转盘上沿圆周方向均匀设置有六个圆弧滑道,即第一圆弧滑道、第二圆弧滑道、第三圆弧滑道、第四圆弧滑道、第五圆弧滑道及第六圆弧滑道。
所述的六个三轴机械手的结构一致,其中一个三轴机械手的结构是,包括沿径向安装在固定盘上的直线导轨,直线导轨上设置有直线轴承滑板,直线轴承滑板内段连接有连扳,连扳内端头上表面安装有轴承二;总共六个轴承二分别套装在上转盘上六个圆弧滑道中;
直线轴承滑板外段上表面通过凸块与L型滑板传动连接,L型滑板外端竖直设置有双滑杆的第一气缸,第一气缸活塞杆下端与固定板连接,固定板下部安装有第二气缸,第二气缸前端安装有抓取夹手及检测器。
所述的油杯上料机构的结构是,包括油杯振盘和油杯平振,油杯平振的出口对应设置有旋转气缸,旋转气缸活塞杆前端安装有油杯检测器和一对半圆旋转夹头。
本发明的有益效果是,1)采用(油杯、磁轭、纸垫片、线圈+软连接+动触头)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,替代现有的烙铁加热上锡+手工送丝+手工(油杯、磁轭、纸垫片、线圈+软连接+动触头)组装,消除了上锡位置偏移与上锡量的不稳定造成虚焊和杜绝了焊锡浪费现象;2)消除了自动上下料的高故障和卡料,消除了磁轭与油杯的间隙不一致所导致的焊接倾斜与漏锡,消除了油杯极靴(大端)尺寸不一致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的问题;3)每分钟能够焊接35-40只产品,生产效率高,成品质量好。
附图说明
图1是本发明组焊对象的全焊缝结构示意图;
图2是本发明装置的整体结构立体视图;
图3是本发明中的外转盘20及各个工位夹具分布立体视图;
图4是工位夹具的立体图一;
图5是工位夹具的立体图二;
图6是本发明的同步高速抓料机构3及爆炸结构示意图;
图7是图6中的一个三轴机械手的结构示意图;
图8是本发明的上转盘52的结构示意图;
图9是本发明中的锡焊机构9的立体视图;
图10是本发明中的垫片上料机构立体视图;
图11是本发明中的油杯上料机构立体视图;
图12是本发明中的线圈上料机构立体视图;
图13是本发明中的磁轭上料机构立体视图;
图14是本发明中的成品下料机构立体视图。
图中,1.水平台面,2.转盘组件,3.同步高速抓料机构,4.油杯上料机构,5.下垫片上料机构,6.线圈上料机构,7.上垫片上料机构,8.磁轭上料机构,9.锡焊机构,10.下料机构,11.下料箱,12.顶推气缸一,13.顶推气缸二,14.油杯,15.下垫片,16.线圈,17.上垫片,18.磁轭,19.内转盘,20.外转盘,21.油杯上料工位,22.油杯检测工位,23.下垫片上料工位,24.下垫片检测工位,25.线圈上料工位,26.线圈检测工位,27.上垫片上料工位,28.上垫片检测工位,29.磁轭上料工位,30.磁轭检测工位,31.锡焊工位,32.出料工位,33.工位夹具,34.分度机构,35.底座,36.磁轭支撑板,37.驱动组件,38.弹簧,39.上盖板,40.左夹块,41.右夹块,42.右斜面凸块,43.左斜面凸块,44.拉簧,45.V型块压杆,46.U型块,47.轴承一,48.左半圆槽,49.右半圆槽,50.U型槽,51.沉孔,52.上转盘,53.固定盘,54.第一三轴机械手,55.第二三轴机械手,56.第三三轴机械手,57.第四三轴机械手,58.第五三轴机械手,59.第六三轴机械手,60.第一支撑滑杆,61.第二支撑滑杆,62.第三支撑滑杆,63.第四支撑滑杆,64.电机转轴,65.直线轴承滑板,66.直线导轨,67.凸块,68.L型滑板,69.第一气缸,70.第二气缸,71.抓取夹手,72.连扳,73.轴承二,74.检测器,75.固定板,76.左夹爪,77.右夹爪,78.轴承孔,79.第一圆弧滑道,80.第二圆弧滑道,81.第三圆弧滑道,82.第四圆弧滑道,83.第五圆弧滑道,84.第六圆弧滑道,85.焊丝送丝机构,86.焊丝焊接机构,87.送丝轮,88.送丝管,89.U型架,90.电机,91.偶转轴板,93.固定板,94.第三气缸,95.电烙铁,96.烙铁头,97.压紧气缸,98.磁轭压紧杆,99.油杯振盘,100.油杯平振,101.旋转夹头,102.旋转气缸,104.下垫片振盘,105.上垫片振盘,106.双平振,107.推送气缸,108.推送架,109.压取气缸一,110.压取气缸二,111.下垫片储料槽,112.气缸抬升架一,113.上垫片储料槽,115.线圈振盘,116.线圈平振,117.线圈储料槽,118.气缸抬升架二,119.磁轭振盘,120.磁轭平振,121.磁轭储料槽,123.气缸抬升架三,124.支架,125.移动滑杆气缸,126.下压气缸,127.夹爪夹紧气缸,128.夹紧夹爪,130.导电组件,131.焊缝。
具体实施方式
如图1所示,本发明装置的组焊对象是应用在低压断路器中的导电组件130,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131,焊缝131的最大厚度为2mm,焊缝131的伸展长度沿圆周不小于1/3圈。
本发明的焊装夹具,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自动组装并完成预定位置的焊接,制备成一体的导电组件130,如图1所示。
如图2和图3所示,本发明的整体结构是,包括转盘组件2,转盘组件2设置在水平台面1上,转盘组件2包括固定不动的内转盘19和能够旋转的外转盘20,内转盘19上方设置有同步高速抓料机构3,外转盘20下方设置有分度机构34,用于驱动外转盘20沿逆时针步进转动;沿外转盘20的外圆周均匀设置有12个工位,依次为油杯上料工位21、油杯检测工位22、下垫片上料工位23、下垫片检测工位24、线圈上料工位25、线圈检测工位26、上垫片上料工位27、上垫片检测工位28、磁轭上料工位29、磁轭检测工位30、锡焊工位位31及出料工位32,上述的每个工位分别安装有一套工位夹具33;
内转盘19上分别设置有顶推气缸一12及顶推气缸二13,初始位置时,顶推气缸一12与出料工位32相对应,顶推气缸二13与油杯上料工位21相对应;
在外转盘20圆周外侧的机架上分别设置有油杯上料机构4、下垫片上料机构5、线圈上料机构6、上垫片上料机构7、磁轭上料机构8、锡焊机构9、下料机构10,初始位置时,各个上料机构与各个上料工位一一对应;
在油杯上料机构4、下垫片上料机构5、线圈上料机构6、上垫片上料机构7、磁轭上料机构8、下料机构10上方分别对应设置有同步高速抓料机构3的各个三轴机械手;
在外转盘20外围分别设置有油杯检测器、下垫片检测器、线圈检测器、上垫片检测器与磁轭检测器,该五个检测器分别设置在相应的上料机构中;油杯检测器面对油杯检测工位22设置、下垫片检测器面对下垫片检测工位24设置、线圈检测器面对线圈检测工位26设置、上垫片检测器面对板上垫片检测工位28设置、磁轭检测器面对磁轭检测工位30设置。
如图4和图5所示,所有的工位夹具33的结构一致,其结构是,包括底座35,底座35上表面靠近外端固定有磁轭支撑板36,磁轭支撑板36中部开有U型槽50,U型槽50两边分别开有一个沉孔51;U型槽50与底座35的通槽相通,两端的沉孔与底座35上的螺纹孔相通;
底座35上表面中部横向的滑槽中设置有右斜面凸块42和左斜面凸块43,右斜面凸块42和左斜面凸块43之间连接有拉簧44,右斜面凸块42与左夹块40的L型长边连接,左斜面凸块43与右夹块41的L型长边连接,左夹块40的L型短边与右夹块41的L型短边扣接对应位置分别开有左半圆槽48和右半圆槽49,左半圆槽48和右半圆槽49相对扣合,用于固定油杯14,左半圆槽48和右半圆槽49扣合后圆心下方的底座35上开有通孔;右斜面凸块42和左斜面凸块43、左夹块40与右夹块41一起称为开合组件;
底座35上表面靠近内端活动设置有V型块压杆45,V型块压杆45上方设置有上盖板39,上盖板39下表面与底座35上表面开有导向槽,V型块压杆45通过连杆与U型块46连接,连杆上套装有弹簧38,弹簧38顶接在U型块46与上盖板39之间,V型块压杆45前端尖头插入右斜面凸块42和左斜面凸块43形成的V型空间中,U型块46的U型空间中铰接有轴承一47,轴承一47与顶推气缸一12或顶推气缸二13的活塞杆端头接耳连接,该部分结构称为驱动组件37。
顶推气缸一12活塞杆伸出推顶V型块压杆45、或者顶推气缸二13活塞杆伸出推顶V型块压杆45,V型块压杆45沿上盖板39下表面与底座35上表面之间的导向槽前进,将左夹块40和右夹块41挤开,左半圆槽48和右半圆槽49相对离开,便于油杯14极靴的放入,顶推气缸一12或顶推气缸二13复位,弹簧38使V型块压杆45后退复位,拉簧44将左夹块40和右夹块41拉紧扣合实现对油杯14极靴的夹紧。
如图6所示,同步高速抓料机构3的结构是,包括上转盘52和固定盘53,上转盘52向下与分度机构34的电机转轴64同轴连接,固定盘53通过第一支撑滑杆60、第二支撑滑杆61、第三支撑滑杆62、第四支撑滑杆63固定支撑在内转盘19上;固定盘53上沿圆周均匀设置有第一三轴机械手54、第二三轴机械手55、第三三轴机械手56、第四三轴机械手57、第五三轴机械手58及第六三轴机械手59;第一三轴机械手54用于油杯取料、第三三轴机械手56用于线圈取料,第四三轴机械手57用于上垫片取料,第五三轴机械手58用于磁轭取料,第六三轴机械手59用于备用取料,第六三轴机械手59备用。
如图7所示,上述的六个三轴机械手的结构一致,具体结构是,包括沿径向安装在固定盘53上的直线导轨66,直线导轨66上设置有直线轴承滑板65,直线轴承滑板65内段连接有连扳72,连扳72内端头上表面安装有轴承二73;总共六个轴承二73分别套装在上转盘52上六个圆弧滑道中,由电机转轴64输出动力,驱动上转盘52转动,每个轴承二73分别沿各自的一个圆弧滑道运动,驱动六个直线导轨66沿固定盘53实现径向移动;
直线轴承滑板65外段上表面通过凸块67与L型滑板68传动连接,L型滑板68外端竖直设置有双滑杆的第一气缸69,第一气缸69活塞杆下端与固定板75连接,固定板75下部安装有第二气缸70,第二气缸70前端安装有抓取夹手71及检测器74,抓取夹手71包括一对夹爪(图中的左夹爪76和右夹爪77),该对夹爪通过第二气缸70实现开合,检测器74用于检测元件上料是否到位;L型滑板68沿固定盘53径向移动时带动第二气缸70及抓取夹手71径向移动;第一气缸69活塞杆上下伸缩时,推动抓取夹手71上下移动,抓取油杯、上垫片、线圈或磁轭。
如图8所示,上转盘52轴心开有轴承孔78,轴承孔78用于与工位夹具33传动连接,上转盘52上沿圆周方向均匀设置有六个圆弧滑道,即第一圆弧滑道79、第二圆弧滑道80、第三圆弧滑道81、第四圆弧滑道82、第五圆弧滑道83及第六圆弧滑道84,第六圆弧滑道84备用。
如图9所示,锡焊机构9位于外转盘20的锡焊工位31的工位夹具33正上方,包括焊丝送丝机构85和焊丝焊接机构86,
锡焊机构9的结构是,包括U型架89,U型架89固定在水平台面1上,U型架89上面板安装有步进电机90,步进电机90传动轴上固定有固定板93,固定板93上设置有可调整角度的偶转轴板91,偶转轴板91上设有第三气缸94,第三气缸94活塞杆与直线滑动的立板连接,该立板上倾斜安装有电烙铁95;电烙铁95前端为刀型半圆弧状的烙铁头96,烙铁头96配置有送丝管88,送丝管88与电烙铁95的杆体绑在一起进行固定,送丝管88另一端与焊丝送丝机构85上的送丝轮87连通,从送丝轮87引出焊丝送到烙铁头96处;U型架89下面板上安装有压紧气缸97,压紧气缸97的活塞杆向下安装有磁轭压紧杆98。
压紧气缸97活塞杆伸出推动磁轭压紧杆98压在油杯14的磁轭18上,第三气缸94推动电烙铁95伸到油杯与磁轭相接触的焊接面,锡丝由送丝轮87定长送丝到烙铁头96上加热上锡,步进电机90传动轴带动偶转轴板91上的电烙铁95及其烙铁头96与锡丝旋转1/3圈,将融化的锡焊丝旋入磁轭和油杯接触面形成满足要求的三角形圆弧焊缝。焊接完成后压紧气缸97活塞杆缩回使得磁轭压紧杆98松开磁轭复位;该种结构设计保证了油杯14与磁轭之间18的垂直度、平行度以及线圈16与磁轭18之间的松紧度。
如图10所示,油杯上料机构4的结构是,包括油杯振盘99和油杯平振100,油杯平振100的出口对应设置有旋转气缸102,旋转气缸102活塞杆前端安装有油杯检测器和一对半圆旋转夹头101。
由油杯振盘99排序,由油杯平振100悬挂振送到出口端,前端安装有旋转180度的旋转气缸102,旋转气缸102活塞杆前端安装有检测器,当检测到油杯14时,旋转气缸102将一对半圆旋转夹头101打开,油杯14进入卡槽后夹紧,旋转气缸102旋转180度,将油杯14大端向下小端杆向上伸出,同步高速抓料机构3驱动第一三轴机械手54夹取油杯14上端处,夹紧油杯14后,旋转气缸102的旋转夹头101松开油杯14,第一三轴机械手54将油杯14装入工位夹具33中后复位。
如图11所示,下垫片上料机构5的结构是,包括下垫片振盘104和上垫片振盘105,下垫片振盘104和上垫片振盘105出口分别与双平振106的两个通道对应连通,双平振106出口靠里设置有推送架108,推送架108上部横梁安装有压取气缸一109和压取气缸二110;推送架108外侧安装有推送气缸107,推送架108内侧安装有气缸抬升架一112,气缸抬升架一112上部分别设置有下垫片储料槽111和上垫片储料槽113,压取气缸一109和压取气缸二110分别用于抓取最前端下垫片储料槽111和上垫片储料槽113中的上(下)垫片时,同时隔离后续的上(下)垫片。
上垫片17与下垫片15由下垫片振盘104和上垫片振盘105及双平振106排序,由双平振106振送到出口端;紧邻双平振106前端的垫片被压紧隔离,双平振106前端的上垫片17与下垫片15被上方同步高速抓料机构3第二三轴机械手55和第四三轴机械手57,抓取到工位夹具33处一次装配到油杯14后,同步高速抓料机构3复位。
如图12所示,线圈上料机构6的结构是,包括线圈振盘115,线圈振盘115的出口与线圈平振116连通,线圈平振116的出口设置有气缸抬升架二118,气缸抬升架二118前端设置有线圈检测器,气缸抬升架二118的上部设置有线圈储料槽117。
线圈16由线圈振盘115排序,由线圈平振116振送到出口端,气缸抬升架二118上的线圈检测器检测到线圈16到位时,气缸抬升架二118抬升并将后续线圈16隔离在线圈平振116通道中,同步高速抓料机构3驱动第三三轴机械手56夹取线圈16的上端处,将线圈16装入工位夹具33中后复位;气缸抬升架二118复位,线圈平振116中的后续线圈16又被推动到前端,以此循环送料。
如图13所示,磁轭上料机构8的结构是,包括磁轭振盘119,磁轭振盘119出口与磁轭平振120连通,磁轭平振120出口设置有气缸抬升架三123,气缸抬升架三123前端设置有磁轭检测器,气缸抬升架三123上部设置有磁轭储料槽121。
磁轭18由磁轭振盘119排序,由磁轭平振120振送到前端的磁轭储料槽121,磁轭储料槽121连接有气缸抬升架三123,气缸抬升架三123上的磁轭检测器检测到磁轭18到位时,气缸抬升架三123将磁轭储料槽121推升并将后续磁轭隔离在磁轭平振120内,同步高速抓料机构3驱动第五三轴机械手58夹取磁轭移动装入工位夹具33中后复位;气缸抬升架三123复位,磁轭平振120中的后续磁轭18又被推动到前端,以此循环送料。
如图14所示,下料机构10的结构是,包括支架124,支架124上水平方向安装有移动滑杆气缸125,移动滑杆气缸125上竖直方向安装有下压气缸126,下压气缸126活塞杆端头安装有夹爪夹紧气缸127,夹爪夹紧气缸127前端安装有夹紧夹爪128。
当顶推气缸一12动作,将左夹块40和右夹块41挤开,左半圆槽48和右半圆槽49相对离开,夹紧在工位夹具33中的成品被松开,下压气缸126推动夹爪夹紧气缸127向下移动,由夹紧夹爪128夹取成品,抓取成品后,移动滑杆气缸125动作,夹紧夹爪128将成品移送到成品料盒中后复位,顶推气缸一12同时复位。
本发明各个元件的上料原理是,
待上料的油杯14放在油杯振盘99中,油杯振盘99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,排序好的油杯14再通过油杯平振100出来,由上料机构3第一三轴机械手54上的气缸夹手夹取,由分度机构34上的电机通过转轴64驱动上转盘52,驱动上料机构3上第一三轴机械手54将油杯送到油杯上料工位21的工位夹具33中,内转盘19上的驱动组件13上的气缸杆顶开工位夹具33,使油杯极靴装入工位夹具33,驱动组件13夹紧油杯;(磁轭、线圈与油杯自动上料抓取机械手的结构相同);下垫片第二三轴机械手55(上垫片与下垫片自动上料抓取机械手结构相同,为第三气缸74驱动左右移动第四夹紧气缸75上的第二夹手76和第三夹手77组成,其余结构与作为下垫片上料机构5,油杯上料机构4、线圈上料机构6,上垫片上料机构7,磁轭上料机构8,备用上料机构的夹取机构对应为第一三轴机械手54、第三三轴机械手56、第四三轴机械手57、第五三轴机械手58和第六三轴机械手59结构都相同);
待上料的下垫片15是放在下垫片振盘104上的,下垫片振盘104旋转使所有的下垫片15依次排序,并且所有的下垫片15朝向都一致,排序好的下垫片15再通过下垫片平振106+第二三轴机械手55送到下垫片上料工位23;
待上料的线圈16是放在线圈振盘115上的,线圈振盘115旋转使所有的线圈16依次排序,并且所有的线圈16朝向都一致,排序好的线圈16再通过线圈平振116+第三三轴机械手56送到线圈上料工位25;
待上料的上垫片17是放在上垫片振盘上的,上垫片振盘旋转使所有的上垫片17依次排序,并且所有的上垫片17朝向都一致,排序好的上垫片17再通过上垫片直振+第四三轴机械手57送到上垫片上料工位27;
待上料的磁轭18是放在磁轭振盘119上的,磁轭振盘119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,排序好的磁轭18再通过磁轭平振120+第五三轴机械手58送到磁轭上料工位29。
本发明装置进行焊接时,按照以下步骤操作:
预备步骤、将各个元件放置在各自的上料机构中,
步骤1、分度机构34的步进电机控制外转盘20转动后,使外转盘20处于停歇状态,此时,十二个工位夹具33分别对应12个工位,依次为油杯上料工位21、油杯检测工位22、下垫片上料工位23、下垫片检测工位24、线圈上料工位25、线圈检测工位26、上垫片上料工位27、上垫片检测工位28、磁轭上料工位29、磁轭检测工位30、锡焊工位位31及出料工位32。
步骤2、在该外转盘20停歇状态下,位于油杯上料工位21位置的工位夹具33,左夹块40与右夹块41被打开,油杯14被油杯上料机构4送到左半圆槽48和右半圆槽49之间,左夹块40与右夹块41复位将油杯14极靴夹紧。
同步驱动上转盘52上的第一三轴机械手54,第二三轴机械手55,第三三轴机械手56,第四三轴机械手57,第五三轴机械手58,对应抓取油杯上料机构4、下垫片上料机构5、线圈上料机构6、上垫片上料机构7、磁轭上料机构8送来的部件(分别是油杯14、下垫片15、线圈16、上垫片17、磁轭18)进行上料;
步骤3、在该外转盘20停歇状态下,位于油杯检测工位22外侧的检测传感器,对前面作业位的油杯进行有无检测,安装到位则进入后道工序作业,没有则不作业而进行报警。
步骤4、在该外转盘20停歇状态下,位于下垫片上料工位23位置外的下垫片上料机构5,由同步高速抓料机构3中的第二三轴机械手55夹取下垫片15,将一个下垫片由第二三轴机械手55套入工位夹具33上油杯14内的油杯极靴上后,再次抓取另一下垫片并压在上一个下垫片上,各个部件复位。
步骤5、在该外转盘20停歇状态下,位于下垫片检测工位24外侧的检测传感器,对前面作业位的下垫片15进行有无检测,安装到位则进入后道工序作业,没有则不作业并且立即报警。
步骤6、在该外转盘20停歇状态下,位于线圈上料工位25位置外的线圈上料机构6,由第三三轴机械手56夹取线圈16,套入工位夹具33上的下垫片15上后、第三三轴机械手56及同步高速抓料机构3复位。
步骤7、在该外转盘20停歇状态下,位于线圈检测工位26外侧的检测传感器,对前面作业位的线圈16进行有无检测,安装到位则进入后道工序作业,没有则不作业并且立即报警。
步骤8、在该外转盘20停歇状态下,位于上垫片上料工位27位置外的上垫片上料机构7,由同步高速抓料机构3的第四三轴机械手57夹取上垫片,将一个上垫片由第四三轴机械手57套入工位夹具上油杯内的线圈16上后,第四三轴机械手57复位。
步骤9、在该外转盘20停歇状态下,位于上垫片检测工位28外侧的检测传感器,对前面作业位的上垫片17进行有无检测,安装到位则进入后道工序作业,没有则不作业并且立即报警。
步骤10、在该外转盘20停歇状态下,位于磁轭上料工位29位置外的线圈上料机构6,由同步高速抓料机构3的第五三轴机械手58夹取磁轭18,套入工位夹具33上的上垫片17上后,各个部件复位。
步骤11、在该外转盘20停歇状态下,位于磁轭检测工位30外侧的检测传感器,对前面作业位的磁轭18进行有无检测,安装到位则进入后道工序作业,没有则不作业并且立即报警。
步骤12、在该外转盘20停歇状态下,外转盘20上的锡焊工位31位置的锡焊机构9动作,磁轭压紧杆98将装配好的油杯上的磁轭压住,焊丝沿电烙铁95及烙铁头96由第三气缸94沿不小于45度角度送到磁轭和油杯加热面处送锡加热上锡,偶转轴板91带动电烙铁95及烙铁头96旋转120度(即旋转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。焊接完成,各个部件复位。
步骤13、在该外转盘20停歇状态下,出料工位32位置的工位夹具33后方的顶推气缸一12活塞杆伸出,左夹块40与右夹块41被打开,原来夹紧的油杯14处于放松状态,移动滑杆气缸125推送下压气缸126带动夹紧夹爪128抓取成品后,由移动滑杆气缸125移送到成品料盒中后复位,顶推气缸12一同时复位;在外转盘20停歇状态下,以此循环实现成品下料。
步骤14、在完成上述步骤2-步骤13后,步进电机再驱动一步,控制外转盘20转动30°,使完成步骤2-步骤13工序后的十二个工位夹具33分别向前移动一个工位,然后步进电机控制外转盘20再停歇,各个工位夹具33全部向前错一工位重新进入12个工位。
重复上述步骤2-步骤13,实现对导电组件130组装焊接的流水作业。

Claims (6)

1.一种断路器线圈导电组件全自动装焊系统,其特征是:包括设置在水平台面(1)上的转盘组件(2),转盘组件(2)包括内转盘(19)和外转盘(20),内转盘(19)上方设置有同步高速抓料机构(3),外转盘(20)下方设置有分度机构(34);沿外转盘(20)的外圆周均匀设置有12个工位,每个工位分别安装有一套工位夹具(33);
内转盘(19)上设置有顶推气缸一(12)、顶推气缸二(13);
在外转盘(20)圆周外侧分别设置有油杯上料机构(4)、下垫片上料机构(5)、线圈上料机构(6)、上垫片上料机构(7)、磁轭上料机构(8)、锡焊机构(9)、下料机构(10);
在油杯上料机构(4)、下垫片上料机构(5)、线圈上料机构(6)、上垫片上料机构(7)、磁轭上料机构(8)、下料机构(10)上方对应设置有同步高速抓料机构(3)的各个三轴机械手;
所述的同步高速抓料机构(3)的结构是,包括上转盘(52)和固定盘(53),上转盘(52)向下与分度机构(34)的电机转轴(64)同轴连接,固定盘(53)通过第一支撑滑杆(60)、第二支撑滑杆(61)、第三支撑滑杆(62)、第四支撑滑杆(63)固定支撑在内转盘(19)上;固定盘(53)上沿圆周均匀设置有第一三轴机械手(54)、第二三轴机械手(55)、第三三轴机械手(56)、第四三轴机械手(57)、第五三轴机械手(58)及第六三轴机械手(59);
所述的油杯上料机构(4)的结构是,包括油杯振盘(99)和油杯平振(100),油杯平振(100)的出口对应设置有旋转气缸(102),旋转气缸(102)活塞杆前端安装有油杯检测器和一对半圆旋转夹头(101)。
2.根据权利要求1所述的断路器线圈导电组件全自动装焊系统,其特征是:所述的12个工位,依次为油杯上料工位(21)、油杯检测工位(22)、下垫片上料工位(23)、下垫片检测工位(24)、线圈上料工位(25)、线圈检测工位(26)、上垫片上料工位(27)、上垫片检测工位(28)、磁轭上料工位(29)、磁轭检测工位(30)、锡焊工位位(31)及出料工位(32);
所述的外转盘(20)外围分别设置有油杯检测器、下垫片检测器、线圈检测器、上垫片检测器与磁轭检测器,该五个检测器分别设置在相应的上料机构中;油杯检测器面对油杯检测工位(22)设置、下垫片检测器面对下垫片检测工位(24)设置、线圈检测器面对线圈检测工位(26)设置、上垫片检测器面对板上垫片检测工位(28)设置、磁轭检测器面对磁轭检测工位(30)设置。
3.根据权利要求1所述的断路器线圈导电组件全自动装焊系统,其特征是:所述的锡焊机构(9)的结构是,包括U型架(89),U型架(89)固定在水平台面(1)上,U型架(89)上面板安装有步进电机(90),步进电机(90)传动轴上固定有固定板(93),固定板(93)上设置有偶转轴板(91),偶转轴板(91)上设有第三气缸(94),第三气缸(94)活塞杆与直线滑动的立板连接,该立板上倾斜安装有电烙铁(95);电烙铁(95)前端为烙铁头(96),烙铁头(96)配置有送丝管(88),送丝管(88)另一端与焊丝送丝机构(85)上的送丝轮(87)连通;U型架(89)下面板上安装有压紧气缸(97),压紧气缸(97)的活塞杆向下安装有磁轭压紧杆(98)。
4.根据权利要求1所述的断路器线圈导电组件全自动装焊系统,其特征是:所述的工位夹具(33)的结构是,包括底座(35),底座(35)上表面靠近外端固定有磁轭支撑板(36),磁轭支撑板(36)中部开有U型槽(50),U型槽(50)两边分别开有一个沉孔(51);U型槽(50)与底座(35)的通槽相通,两端的沉孔与底座(35)上的螺纹孔相通;
底座(35)上表面中部横向的滑槽中设置有右斜面凸块(42)和左斜面凸块(43),右斜面凸块(42)和左斜面凸块(43)之间连接有拉簧(44),右斜面凸块(42)与左夹块(40)的L型长边连接,左斜面凸块(43)与右夹块(41)的L型长边连接,左夹块(40)的L型短边与右夹块(41)的L型短边扣接对应位置分别开有左半圆槽(48)和右半圆槽(49),左半圆槽(48)和右半圆槽(49)相对扣合,左半圆槽(48)和右半圆槽(49)扣合后圆心下方的底座(35)上开有通孔;
底座(35)上表面靠近内端活动设置有V型块压杆(45),V型块压杆(45)上方设置有上盖板(39),上盖板(39)下表面与底座(35)上表面开有导向槽,V型块压杆(45)通过连杆与U型块(46)连接,连杆上套装有弹簧(38),弹簧(38)顶接在U型块(46)与上盖板(39)之间,V型块压杆(45)前端尖头插入右斜面凸块(42)和左斜面凸块(43)形成的V型空间中,U型块(46)的U型空间中铰接有轴承一(47),轴承一(47)与顶推气缸一(12)或顶推气缸二(13)的活塞杆端头接耳连接。
5.根据权利要求1所述的断路器线圈导电组件全自动装焊系统,其特征是:所述的上转盘(52)轴心开有轴承孔(78),上转盘(52)上沿圆周方向均匀设置有六个圆弧滑道,即第一圆弧滑道(79)、第二圆弧滑道(80)、第三圆弧滑道(81)、第四圆弧滑道(82)、第五圆弧滑道(83)及第六圆弧滑道(84)。
6.根据权利要求1所述的断路器线圈导电组件全自动装焊系统,其特征是:所述的六个三轴机械手的结构一致,其中一个三轴机械手的结构是,包括沿径向安装在固定盘(53)上的直线导轨(66),直线导轨(66)上设置有直线轴承滑板(65),直线轴承滑板(65)内段连接有连扳(72),连扳(72)内端头上表面安装有轴承二(73);总共六个轴承二(73)分别套装在上转盘(52)上六个圆弧滑道中;
直线轴承滑板(65)外段上表面通过凸块(67)与L型滑板(68)传动连接,L型滑板(68)外端竖直设置有双滑杆的第一气缸(69),第一气缸(69)活塞杆下端与固定板(75)连接,固定板(75)下部安装有第二气缸(70),第二气缸(70)前端安装有抓取夹手(71)及检测器(74)。
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