CN108067865B - 一种3p断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，在台面上设置有循环线，围绕循环线分布有九个锁螺丝机构，九个锁螺丝机构均为单排两孔锁付方式；循环线每个工位上安装有一个组合夹具，总共安装有18个组合夹具，每个组合夹具包括下夹具及上夹具，上夹具的底部设有4个锥型孔，下夹具上表面设置有4个圆锥型螺栓，4个锥型孔与4个圆锥型螺栓位置一一对应，上夹具坐放在下夹具上表面；循环线的一侧设置有螺丝供料机构，螺丝供料机构与锁螺丝机构的数量均为9个，每个螺丝供料机构和所属的锁螺丝机构位置一一对应。本发明的装置，实现任意数量和螺钉间距的底座与静触头、机架、导电元件螺钉自动锁附。

Description

一种3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统

技术领域

本发明属于机械安装设备技术领域，涉及一种3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统。

背景技术

现有的3P塑壳断路器在组装时，在底座上依次装配进线端的导电元件、中间的机架、另一端的静触头，需要采用6排60个机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝锁附固定，螺丝规格较多，需7到8人手动完成，而且在进行锁附螺丝时，不仅要工人手持电批或气批，还要将底座翻转，把螺丝放入螺丝孔后再进行锁附作业，操作较为繁锁且效率低下；如果采用单轴多道工序生产线打螺丝机时，螺丝分料缓慢，电批或气批需要在多个螺丝孔位间反复移动作业，零件需要反复多次定位，重复定位一致性差，需要人工介入调试螺纹孔与电批之间的定位，这对于螺丝较多、需要不同规格螺丝的产品而言，生产效率低，人力成本高。

自攻螺钉由于自身(三角形)容易找中心找旋向等优点，在行业内普遍实现自动化，但对于机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝由于自身为平头及技术上的限制，主要是该机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝不符合自动上料的长度和长宽比的技术限制(长度小于25mm，长宽比小于1.3)，不能实现不卡料的自动上料；由于机牙螺钉与锁附产品的螺纹孔的直径不一致，旋向有误差，锁扣不一致导致一次锁附失败率为30％-80％，需要多次手工锁附才可成功，无法实现二次自动锁附。

另外，对于多个零件多个螺纹需锁附，或一个零件上多个螺纹锁附，超过正常螺纹间隙公差偏移，造成零件上的螺纹孔与电批起子螺纹顶无法自动对正，还是需要人工调整，不能实现自动锁附。

发明内容

本发明提供一种3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，解决了现有技术不能锁附底座不同位置的机牙带平垫和弹簧垫圈组合螺丝的问题。

本发明的技术方案是：一种3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，在台面上设置有循环线，围绕循环线分布有九个锁螺丝机构，九个锁螺丝机构均为单排两孔锁付方式；循环线每个工位上安装有一个组合夹具，总共安装有18个组合夹具，每个组合夹具包括下夹具及上夹具，上夹具的底部设有4个锥型孔，下夹具上表面设置有4个圆锥型螺栓，4个锥型孔与4个圆锥型螺栓位置一一对应，上夹具坐放在下夹具上表面；循环线的一侧设置有螺丝供料机构，螺丝供料机构与锁螺丝机构的数量均为9个，每个螺丝供料机构和所属的锁螺丝机构位置一一对应。

本发明的3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，其特征还包括：

第一锁螺丝机构与一工位对应、第二锁螺丝机构与三工位对应、第三锁螺丝机构与五工位对应、第四锁螺丝机构与七工位对应、第五锁螺丝机构与九工位对应；第六锁螺丝机构与十一工位对应；第七锁螺丝机构与十三工位对应；第八锁螺丝机构与十五工位对应；第九锁螺丝机构与十七工位对应；

二工位、四工位、六工位、八工位、十工位、十二工位、十四工位、十六工位为空置工位；十八工位为下料工位，同时也是上料工位。

上夹具的结构是，在底槽四边围挡上端面分别设置两个倒角板，四边围挡总共八个倒角板；在底槽中前后相对设置有两排总共六个倒L型板，六个倒L型板两两相对；前边的三个倒L型板端面设置有顶槽二，中间设置有孔一，每个孔一中安装有一个定位销；后边的三个倒L型板端面设置有顶槽三，中间设置有孔二，每个孔二中同样安装有一个定位销；每个倒L型板左右两边均设置有边槽；横向每两个倒L型板之间设置有两个中间槽一和两个中间槽二；该四个中间槽中各安装有一个定位柱；紧邻两个中间槽二开有通透的顶出孔；前边的两个定位柱上插接有浮动组合板一，后边的两个定位柱上插接有浮动组合板二；浮动组合板二与浮动组合板一形状结构相同，两者对称安装在底槽前后两边；其中浮动组合板一的结构是，在U型连接板横向两端分别设置有一个纵向立板，每个纵向立板内侧上部为第一倒角；位于两个纵向立板之间的U型连接板的内侧面间隔设置有平行隔板一及平行隔板二，每个平行隔板两侧上部均开有双倒角，平行隔板一及平行隔板二底部分别设有盲孔，安装有弹簧；U型连接板内侧在每个平行隔板两边的空位设置有一个横向立板，每个横向立板内壁上部开有第二倒角；横向立板与平行隔板端部的低台阶依次间隔设置；底槽左右两边围挡的中间位置均开有一个缺口，两个缺口之间的底槽底板上靠中设置有四方型槽，该四方型槽靠后边开有双螺纹孔五，该双螺纹孔五中分别固定一个双台阶棒；该四方型槽靠前边分别设置螺纹孔四与双螺纹孔四，螺纹孔四上固定有L型板，双螺纹孔四上分别固定一个L型半圆弧板；后边的每个倒L型板靠前侧为高台，三个高台上依次开有U型槽一、U型槽二、U型槽三。

所述的循环线的结构是，包括在环形机架内侧布置有环形链条，在环形机架外侧布置有气缸连杆，环形链条与气缸连杆之间布设有环形的封闭轨道，封闭轨道由两个直线导轨及两端拐弯处的半圆型导轨首尾连接而成，两个半圆型导轨位置分别设有主动轮及从动轮，主动轮与步进电机连接；

气缸连杆转动支撑在多个滑动轴承座中，多个滑动轴承座固定在环形机架的长杆梁侧面；气缸连杆上均布多个固定板，每个固定板上端布设有连杆滚轮，气缸连杆上的连杆滚轮与每个下夹具外沿的U型卡位槽配合卡位；在环形机架的长杆梁下方布设有气缸一，气缸一通过中间连杆与转板下端转动铰接；转板上端与气缸连杆固定连接。

所述的下夹具的结构是，包括固定连接的外接板、中间板和内接板，外接板外沿中部开有U型卡位槽；中间板下表面设置有滑块，滑块滑动套装在封闭轨道上，滑块两侧分别设置有滚轮，每个滚轮通过圆锥型螺栓上的螺帽固定；内接板通过连接板与转轴铰接，转轴上套装有挂接头，挂接头通过两个长螺钉与环形链条钩挂连接。

所述的锁螺丝机构的结构是，包括固定在支撑架上的立板，立板上平行布置有沿X轴直线滑动的下模组和上模组，上模组与电机二传动连接；下模组和上模组的无杆气缸同时与L型支架一边的立板固定连接，L型支架另一边的立板上设置有Y轴直线滑动模组；Y轴直线滑动模组的下部布设推压气缸，L型支架上端设置固定板，固定板上设置气缸三，气缸三向下与锁附立板传动连接，锁附立板上安装有锁附机构。

所述的锁附机构的结构是，锁附立板背面与L型支架之间通过Z轴双直线滑动副套接；在锁附立板正面的直线卡槽中从上往下设置有上固定板、下固定板及双夹板，在上固定板与下固定板之间悬挂有中固定板；锁附立板上还分别设置有传感器一和传感器二，锁附立板左右两侧分别设置有推压气缸；每个推压气缸通过推动板与双夹板传动连接，双夹板之间夹持有螺丝夹头，螺丝夹头通过两个固定螺栓安装在下固定板上；上固定板上安装有电机三，电机三两边设置有直线滑轴，每个直线滑轴向下依次穿过上固定板、中固定板、下固定板的滑动轴承套，并与下方的推动板通过转动轴承套连接；直线滑轴中固定有止滑块；电机三通过连轴器与连杆上端的螺母连接，螺母向下通过连杆与中固定板连接，中固定板与卡扣之间夹持固定有电批，电批下端连接有起子；起子向下窜过下固定板中的导套，导套向下与螺丝夹头对接；螺丝夹头下端连接有深孔导管。

所述的螺丝夹头的结构是，包括基体，基体通过两个主螺栓孔与下固定板连接，基体顶部开有一个进气口，基体的两侧还设置有倒U型槽一，基体正面上下分别安装有进料体与螺钉进料件，基体两边侧面分别安装有一个螺钉夹件，两个螺钉夹件分别配置有各自的胀紧弹簧，螺钉进料件下端与基体下部的螺钉出料端管螺纹连接。

所述的螺钉进料件由连接头一和管体组成一体结构；连接头一嵌在倒U型槽二内，连接头一通过销轴二铰接在进料体中；螺钉进料管、进料体纵向通孔和管体相通。

所述的螺钉夹件包括连接头二、过渡部分和夹头组成一体；过渡部分上设置有过渡台阶，夹头上设置有弧形凹槽；连接头二分别嵌在两侧的倒U型槽一中，连接头二通过销轴一铰接在基体中，夹头位于基体的下方，相对设置的两个夹头的弧形凹槽扣接组成圆口径，管体的下端口对正该圆口径。

本发明的有益效果是：1)能够自动锁附底座不同位置的机牙带平垫和弹簧垫圈的组合螺丝，一次性锁附成功率为100％，自动化程度高；2)锁螺丝机构采用XY轴移动进给，实现螺丝头智能自动寻找螺钉孔中心坐标及定位位置；气缸进给+电机进给+电机无级调试扭力进给+电批定扭力旋转进给组成的Z轴移动进给，克服了螺钉与螺纹孔锁扣、直径及旋向不一致、扭力达不到、阻力大难以成功锁附、螺钉规定扭力到螺钉破坏扭力之间扭力无法被利用为锁附螺钉的行业难题，使螺钉锁附更加准确；3)不仅实现任意数量和螺钉间距的底座与静触头、机架、导电元件螺钉自动锁附，还实现任意数量的底座和产品的自动装配；4)实现了静触头、机架、导电元件装配后螺丝孔与底座上螺钉过孔的自动机械定位、产品限位夹紧、任意工位传输螺钉孔与底座孔孔定位位置不变；5)结构简单、布局合理，节约场地，降低成本、提高生产效率。

附图说明

图1是本发明链条轨道型自动锁螺丝系统的结构示意图；

图2是本发明循环线各工位与组合夹具的分布结构示意图；

图3a是本发明上夹具与零件产品装配结构及爆炸示意图；

图3b是本发明底座与上夹具15扣装结构及爆炸示意图；

图4是本发明上夹具的结构及其部件爆炸示意图；

图5是本发明上夹具中底槽在空置状态的结构示意图；

图6a是本发明下夹具及循环线局部结构示意图；

图6b是本发明下夹具的上表面结构示意图；

图6c是本发明下夹具的下表面结构示意图；

图7是本发明锁螺丝机构的结构示意图；

图8是本发明锁附机构的结构示意图；

图9是本发明螺丝夹头及其部件爆炸结构示意图。

图中，1.台面，2.循环线，3.组合夹具，4.螺丝供料机构，5.第一锁螺丝机构，6.第二锁螺丝机构，7.第三锁螺丝机构，8.第四锁螺丝机构，9.第五孔锁螺丝机构，10.第六锁螺丝机构，11.第七锁螺丝机构，12.第八锁螺丝机构，13.第九锁螺丝机构，15.上夹具，17.十八工位，18.一工位，19.二工位，20.三工位，21.四工位，22.五工位，23.六工位，24.七工位，25.八工位，26.主动轮，27.九工位，28.十工位，29.十一工位，30.十二工位，31.十三工位，32.十四工位，33.十五工位，34.十六工位，35.十七工位，37.从动轮，70.螺纹孔一，71.双螺纹孔一，72.双螺纹孔二，73.双螺纹孔三，76.导电元件，77.静触头，79.螺纹孔二，80.机架，81.螺纹孔三，88.连接板，89.定位销，90.浮动组合板一，91.底槽，92.定位柱，93.倒角板，95.浮动组合板二，97.双台阶棒，98.L型半圆弧板，99.L型板，100.U型连接板，101.纵向立板，102.双倒角，103.横向立板，104.平行隔板二，105.低台阶，106.第一倒角，109.第二倒角，110.平行隔板一，114.孔二，115.顶槽三，116.顶槽四，117.边槽二，118.U型槽三，119.U型槽二，120.U型槽一，121.缺口，122.顶出孔，123.倒L型板，124.边槽一，125.顶槽一，126.孔一，127.中间槽一，128.中间槽二，130.顶槽二，132.螺纹孔四，133.双螺纹孔四，134.双螺纹孔五，136.第三倒角，137.底板二，138.台阶面二，140.底板一，141.圆弧面，142.台阶面一，145.过渡部分，146.连接头二，147.过渡台阶，148.夹头，149.弧形凹槽，150.胀紧弹簧，151.进气口，152.进料体，153.基体，154.倒U型槽一，155.螺钉夹件，156.螺钉进料件，157.销轴一，158.销轴二，159.主螺栓孔，161.倒U型槽二，170.管体，171.连接头一，180.底座，181.进线螺丝孔，182.静触头后螺丝孔，183.机架后螺丝孔，184.热元件螺丝孔，185.导电元件螺丝孔，186.出线螺丝孔，189.极槽，217.锁附机构，218.固定板，219.气缸三，220.上模组，221.电机二，222.下模组，223.立板，224.L型支架，225.支撑架，226.电机三，227.电批，228.起子，229.深孔导管，230.螺丝夹头，232.上固定板，233.卡扣，234.中固定板，235.双夹板，236.下固定板，237.螺母，238.止滑块，239.传感器一，240.推压气缸，241.传感器二，242.锁附立板，243.直线滑轴，244.推动板，256.滑动轴承座，257.环形机架，258.气缸连杆，260.环形链条，262.中间板，263.挂接头，264.转轴，265.连接板，266.内接板，267.圆锥型螺栓，268.螺帽，269.封闭轨道，271.下夹具，272.外接板，274.U型卡位槽，275.滑块，276.滚轮，277.长螺钉。

具体实施方式

以下描述中涉及部件上下前后位置关系，均以各图显示为准，实际位置以此类推。

本发明的3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，是将零件产品(包括静触头、导电元件、机架、双金部件)装配在组合夹具中，再将3P塑壳断路器的底座180与零件产品对应好，将底座180三个极槽反扣在零件产品上，通过螺钉锁附将底座180与零件产品固定在一起。

如图3a、图3b，3P塑壳断路器的底座180正面从后到前依次设置有3个进线螺丝孔181、6个静触头螺丝孔182、2个机架前螺丝孔183、3个导电元件螺丝孔184、6个双金部件螺丝孔185和3个出线螺丝孔186；6个静触头螺丝孔182两两一组，6个双金部件螺丝孔185两两一组；底座180背面设置有3个极槽189，3套零件产品对应装配在3个极槽189内；

上述的静触头螺丝孔182、机架后螺丝孔183、导电元件螺丝孔184、双金部件螺丝孔185均称为底座孔；底座孔由沉孔和过孔相通并且中轴线重合；零件产品上设置有多个螺纹孔，螺纹孔由内斜螺纹孔和直螺纹孔相通并且中轴线重合；底座孔与螺纹孔的数目相等，位置一一对应并且中轴线重合，底座孔与螺纹孔贯通组成锁附孔。

如图1，图2，本发明的整体结构是，在台面1上设置有输入输出环型18工位分度的循环线2，循环线2的输入输出的起始端与末端对接；围绕循环线2分布有九个锁螺丝机构，九个锁螺丝机构(编号5-13)均为单排两孔锁付方式、依次间隔1个空置工位；循环线2每个工位上安装有一个组合夹具3，总共安装有18个组合夹具3，每个组合夹具3包括下夹具271及上夹具15，上夹具15的底部设有4个锥型孔，下夹具271上表面设置有4个圆锥型螺栓267，4个锥型孔与4个圆锥型螺栓267位置一一对应，上夹具15坐放在下夹具271上表面；循环线2的一侧设置有多个吹气式多路出料的螺丝供料机构4，螺丝供料机构4与锁螺丝机构的数量均为9个(图1中没有全部显示)，每个螺丝供料机构4和所属的锁螺丝机构位置一一对应；

第一锁螺丝机构5与一工位18对应(锁付2个导电元件螺丝孔184)、第二锁螺丝机构6与三工位20对应(锁付1个导电元件螺丝孔184)、第三锁螺丝机构7与五工位22对应(锁附2个机架前螺丝孔183)、第四锁螺丝机构8与七工位24对应(锁附2个第一极静触头螺丝孔182)、第五锁螺丝机构9与九工位27对应(锁附2个第一极双金部件螺丝孔185)；第六锁螺丝机构10与十一工位29对应(锁附2个第二极静触头螺丝孔182)；第七锁螺丝机构11与十三工位31对应(锁附2个第二极双金部件螺丝孔185)；第八锁螺丝机构12与十五工位33对应(锁附2个第三极静触头螺丝孔182)；第九锁螺丝机构13与十七工位35对应(锁附2个双金部件螺丝孔185)；二工位19、四工位21、六工位23、八工位25、十工位28、十二工位30、十四工位32、十六工位34为空置工位；十八工位17为完成锁附的底座180上夹具15的下料工位，同时也是装配有底座180及零件产品的上夹具15的上料工位。

如图3a、图3b、图4、图5，上夹具15的结构是，在底槽91四边围挡上端面分别设置两个倒角板93，四边围挡总共八个倒角板93；在底槽91中前后相对设置有两排总共六个倒L型板123，六个倒L型板123两两相对；前边的三个倒L型板123端面设置有顶槽二130(及顶槽一125)，中间设置有孔一126，每个孔一126中安装有一个定位销89；后边的三个倒L型板123端面设置有顶槽三115(及顶槽四116)，中间设置有孔二114，每个孔二114中同样安装有一个定位销89，总共六个定位销89；

每个倒L型板123左右两边均设置有边槽(即边槽一124及边槽二117)；横向每两个倒L型板123之间设置有中间槽(即两个中间槽一127和两个中间槽二128)；该四个中间槽中各安装有一个定位柱92，总共四个定位柱92；

紧邻两个中间槽二128开有通透的顶出孔122，用于下方的顶出气缸将锁附好零件产品的底座180从底槽91中顶出，以便机械手从上夹具15中移走锁附好零件产品的底座180成品；

前边的两个定位柱92上插接有浮动组合板一90，后边的两个定位柱92上插接有浮动组合板二95；浮动组合板二95与浮动组合板一90形状结构相同，两者对称安装在底槽91前后两边；其中浮动组合板一90的结构是，在U型连接板100横向两端分别设置有一个纵向立板101，每个纵向立板101内侧上部为第一倒角106；位于两个纵向立板101之间的U型连接板100的内侧面间隔设置有平行隔板一110及平行隔板二104，每个平行隔板两侧上部均开有双倒角102，平行隔板一110与平行隔板二104底部分别设有盲孔，安装有弹簧实现上下浮动；U型连接板100内侧在每个平行隔板两边的空位设置有一个横向立板103，每个横向立板103内壁上部开有第二倒角109；横向立板103与平行隔板端部的低台阶105依次间隔设置；

底槽91左右两边围挡的中间位置均开有一个缺口121，两个缺口121之间的底槽91底板上靠中设置有四方型槽，该四方型槽靠后边开有双螺纹孔五134，该双螺纹孔五134中分别固定一个双台阶棒97；该四方型槽靠前边分别设置螺纹孔四132与双螺纹孔四133，螺纹孔四132上固定有L型板99，双螺纹孔四133上分别固定一个L型半圆弧板98，两个L型半圆弧板98用于支撑机架80上的转轴，L型板99与双台阶棒97用于对机架80前后支撑和限位；

定位销89包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔，用于安装弹簧；定位柱92包括上部的圆锥体与下部的圆柱体，在圆柱体下端面开有盲孔，用于安装弹簧；

双台阶棒97包括上部圆锥体、中部台阶小圆柱体及下部大圆柱体，大圆柱体底部设有盲孔，用于安装弹簧；L型半圆弧板98包括上部的圆弧面141、中部的台阶面一142和底部设有盲孔的底板一140；L型板99包括上部的第三倒角136、中部的台阶面二138和底部设有盲孔的底板二137；

后边的每个倒L型板123靠前侧为高台，三个高台上依次开有U型槽一120、U型槽二119、U型槽三118；该三个U型槽用于支撑和限位静触头前端连接的防护板；

浮动组合板一90和浮动组合板二95与所在空位的倒L型板123通过定位销89定位，定位销89与相邻U型槽及U型槽高台的形状与静触头77形状及导电元件76形状相吻合，使静触头77上的螺纹孔三81和双螺纹孔三73，导电元件76上的螺纹孔一70和双螺纹孔二72、连接板88上的螺纹孔二79，分别与底座180上的相应螺纹孔保持同轴；

每个定位销89与相邻U型槽定位静触头77的螺丝孔81与导电元件76螺丝孔70及开有U型槽高台组成一组扣合单元，浮动组合板二95及其上的部件合计四套扣合单元，浮动组合板一90及其上的部件合计四套扣合单元，一个上夹具14总共八个扣合单元；八个扣合单元与底座180的4个极槽189对应装配。

机架80前端由双台阶棒97限位，机架80的转轴卡入两L型半圆弧板98的台阶面一142上，机架80的转轴由L型半圆弧板98上的圆弧面141限位支撑；动触头进入高台的U型槽内由L型板99台阶面二138限位支撑。

如图2、图6a、图6b、图6c，循环线3的结构是，包括在环形机架257内侧布置有环形链条260，在环形机架257外侧布置有气缸连杆258，环形链条260与气缸连杆258之间布设有环形的封闭轨道269，封闭轨道269由两个直线导轨及两端拐弯处的半圆型导轨首尾连接而成，两个半圆型导轨位置分别设有主动轮26及从动轮37，主动轮26与步进电机连接；

气缸连杆258转动支撑在多个滑动轴承座256中，多个滑动轴承座256固定在环形机架257的长杆梁侧面；气缸连杆258上均布多个固定板，每个固定板上端布设有连杆滚轮，气缸连杆258上的连杆滚轮与每个下夹具271外沿的U型卡位槽274配合卡位，实现间隙分度功能；在环形机架257的长杆梁下方布设有气缸一，气缸一通过中间连杆与转板下端转动铰接；转板上端与气缸连杆258固定连接；

每个下夹具271的结构是，包括固定连接的外接板272、中间板262和内接板266，外接板272外沿中部开有U型卡位槽274；中间板262下表面设置有滑块275，滑块275滑动套装在封闭轨道269上，滑块275两侧分别设置有滚轮276，保持下夹具的稳定滑动，每个滚轮276通过圆锥型螺栓267上的螺帽268固定；内接板266通过连接板265与转轴264铰接，转轴264上套装有挂接头263，挂接头263通过两个长螺钉277与环形链条260钩挂连接，实现下夹具在环形链条260牵引下沿封闭轨道269循环滑动。

驱动步进电机带动主动轮26及从动轮37使得环形链条260走动，环形链条260带动组合夹具2上的底座及零件产品间歇移动到各个工位，同时由气缸一推动中间连杆、转板及气缸连杆258旋转，使转板上端的连杆滚轮卡位在各个组合夹具3下夹具的U型卡位槽274中，实现各工位组合夹具3上的装配产品准确停位在各个锁螺丝机构正下方。

如图7，单头的锁螺丝机构的结构是，包括固定在支撑架225上的立板223，立板223上平行布置有沿X轴直线滑动的下模组222和上模组220，上模组220与电机二221传动连接；下模组222和上模组220的无杆气缸同时与L型支架224一边的立板固定连接，L型支架224另一边的立板上设置有Y轴直线滑动模组；Y轴直线滑动模组的下部布设推压气缸240(用于将螺丝夹头230的两个螺钉夹件155同时打开)，L型支架224上端设置固定板218，固定板218上设置气缸三219，气缸三219向下与锁附立板242传动连接，锁附立板242上安装有锁附机构217，锁附机构217为(XYZ轴自动移动式)单头的锁螺丝机构；

如图8，锁附机构217的结构是，锁附立板242背面与L型支架224之间通过Z轴双直线滑动副套接；在锁附立板242正面的直线卡槽中从上往下设置有上固定板232、下固定板236及双夹板235，在上固定板232与下固定板236之间悬挂有中固定板234；锁附立板242上还分别设置有传感器一239和传感器二241，锁附立板242左右两侧分别设置有推压气缸240，推压气缸240与气缸三219通过传感器一139与传感器二241共同控制锁附机构217的Y轴移动起始位置；每个推压气缸240通过推动板244与双夹板235传动连接，双夹板235之间夹持有螺丝夹头230，螺丝夹头230通过两个固定螺栓安装在下固定板236上；上固定板232上安装有电机三226，电机三226两边设置有直线滑轴243，每个直线滑轴243向下依次穿过上固定板232、中固定板234、下固定板236的滑动轴承套，并与下方的推动板244通过转动轴承套连接；直线滑轴243中固定有止滑块238，止滑块238上的台阶孔限制中固定板234单向向下滑动；电机三226通过连轴器与连杆上端的螺母237连接，螺母237向下通过连杆与中固定板234连接，中固定板234与卡扣233之间夹持固定有电批227，电批227下端连接有起子228，电批227带动起子228沿Z轴上下移动；起子228向下窜过下固定板236中的导套，导套向下与螺丝夹头230对接；螺丝夹头230下端连接有深孔导管229。

如图9，螺丝夹头230的结构是，包括基体153，基体153通过两个主螺栓孔159与下固定板236连接，基体153顶部开有一个进气口151，基体153的两侧还设置有倒U型槽一154，基体153正面上下分别安装有进料体152与螺钉进料件156，基体153两边侧面分别安装有一个螺钉夹件155，两个螺钉夹件155分别配置有各自的胀紧弹簧150，螺钉进料件156下端与基体153下部的螺钉出料端管螺纹连接；

螺钉进料件156由连接头一171和管体170组成一体结构；连接头一171嵌在倒U型槽二161内，连接头一171上穿有销轴二158，销轴二158的两端固定在进料体152中；螺钉进料管、进料体152纵向通孔和管体170相通；

螺钉夹件155包括连接头二146、过渡部分145和夹头148组成一体；过渡部分145上设置有过渡台阶147，夹头148上设置有弧形凹槽149；连接头二146分别嵌在两侧的倒U型槽一154中，连接头二146上穿有销轴一157，销轴一157的两端固定在基体153中，夹头148位于基体153的下方，相对设置的两个夹头148的弧形凹槽149扣接组成圆口径，管体170的下端口对正该圆口径。

起子228从进料体152纵向通孔窜进，纵向通孔下端与螺钉进料件156的上端口连通，螺钉进料件156下端口与两个螺钉夹件155夹头148的弧形凹槽149连接，螺钉进料件156的上端通过设在侧面的倒U型槽二上端的弹簧撑开，螺钉进料件156的中端通过设在侧面的倒U型槽二中端的销钉158悬挂；两个螺钉夹件155的上端通过设在侧面的U型槽154上端的弹簧撑开，两个螺钉夹件155的中端通过设在倒U型槽一154中端的销轴一157悬挂；两个螺钉夹件155使夹头148上的下端口斜面压在螺钉进料件156管体170的下端口斜面上。

上述的各个机构均与中央控制器连接，接受统一协调的指令，实现步进式的操作。

本发明锁附机构217及螺丝夹头230的工作原理是：

每个推压气缸240通过推动传动板144上双夹板235推压螺丝夹头230两侧的螺钉夹件155同时张开，螺钉头和螺钉身进入深孔导管229，左右推压气缸240带领双夹板235复位，两个胀紧弹簧150使螺丝夹头230自然夹紧螺钉的大端弹垫和平垫，使螺钉整体与上端的电批起子垂直并轴心一致。

当电机三226驱动螺母237与连杆转动，带动中固定板234上的电批227及起子228将气流吹到螺丝夹头230中的螺钉上，将螺钉吹进螺钉进料件156的同时，推压气缸240推动双夹板235打开两个螺钉夹件155，螺钉前端和螺钉中身进入深孔导管229内孔孔内，平垫和弹簧垫片卡在深孔导管229内孔上端的倒角斜口上，螺钉弹簧垫片上端的大端帽卡在两个螺钉夹件155夹扣上方，推压气缸240复位双夹板235松开两个螺钉夹件155，两个螺钉夹件155依靠胀紧弹簧150将螺钉夹紧并居中于深孔导管229中心与起子228的中心轴线位置；旋转Z轴进给出深孔导管229外，电机三226旋转螺母237直线推进中固定板234上的卡旋转电批227进给与旋转锁附完螺钉螺纹深度至规定距离，传感器一139与传感器二241同时检测到电批227与起子228终止行程信号后复位，完成螺钉的锁附。

本发明锁螺丝机构的工作过程为：

1)当组合夹具3装载着已经装配好零件产品的底座180到达第一个螺丝供料机构4时，底座上的锁附孔位于锁附机构的下方，一个锁附孔对应一个锁附机构，振动盘+直振+多路软管+电磁阀的吹气口吹气，将软管中螺钉吹到锁附机构基体153进料体152上的纵向通孔中，进入螺钉进料件156的内孔后，推压气缸240复位双夹板235打开两个螺钉夹件155，螺钉通过打开的夹扣进入深孔导管229，螺钉大头悬挂在夹扣上端，推压气缸240复位带动双夹板235松开夹扣，夹扣在涨紧弹簧150夹紧力作用下，使螺钉由原自由状态转为与起子、螺钉过孔、螺纹孔同轴同心。此处是与现有技术最大的区别。

2)启动第一锁螺丝机构5，气缸三219工作，气缸三219的推杆伸出向下推锁附立板242，固定在锁附立板242上的锁附机构沿着直线滑轨向下移动，中固定板234与卡扣233固定的电批227旋转Z轴下移，使起子228压在螺钉的大端十字槽中，起子228带动螺钉旋转Z轴进给出深孔导管229外，锁附螺钉螺纹深度规定距离，完成底座与静触头、机架、导电元件上的螺纹孔的同轴同心锁附，在两个传感器同时检到电批227与起子228终止行程信号后复位。重复以上工作循环。

3)当由于机牙螺钉与锁附产品的螺纹孔的直径不一致，旋向有误差不一致，锁扣不一致，或螺纹孔与螺钉螺纹不垂直遇到很大的阻力时，使电批227旋转Z轴下移的扭力达到规定值，电批227停止旋转气缸三219停止Z轴下移复位；螺钉锁附失败或不到位停止时，电机三226启动无级驱动螺母237与螺母237连接的转轴，电批227重新旋转并将电批227原规定的扭力不断增大可到达螺纹破坏扭力附近、克服Z轴进给的阻力，使螺钉不断完成旋进螺纹的啮合进程，达到螺钉将底座与静触头、机架、导电元件上的螺纹孔的同轴同心锁附，在两个传感器同时检到电批227与起子228终止行程信号后复位。重复以上工作循环。

4)最后，气缸三219和电机三226的活塞杆带动螺母237缩回，带动电批227、传动机构和起子228回到初始位置。

通过上述方法，锁螺丝机构控制螺钉依次穿过底座沉孔和过孔的台阶孔、零件产品的内斜螺纹孔，最后旋进直螺纹孔内，就将底座和装配在底座上的零件产品固定在一起。

本发明的自动锁附生产线，将3P塑壳断路器的底座180上的台阶型过孔与零件产品上的螺纹孔锁附在一起，其工作过程为：

1)步进电机驱动环形链条260转动，机械手抓取一个已将底座180与静触头、机架、导电元件装配好的上夹具15，并将该上夹具15放置卡位在十八工位17组合夹具3的下夹具271上；

2)随着环形链条260的转动，装载有底座180及零件产品的定位夹具3转动到一工位18，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，与一工位18对应的螺丝供料机构4启动供应螺钉，第一锁螺丝机构5先对底座180上的2个导电元件螺丝孔184第一个螺丝孔进行螺钉锁附，然后第一锁螺丝机构5再移动位置对底座180上的2个导电元件螺丝孔184第二个螺丝孔进行螺钉锁附；

3)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到二工位19并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，二工位19等待一个环形链条260步进时长；

4)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到三工位20并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，三工位20对应的螺丝供料机构和第二锁螺丝机构6工作，螺丝供料机构供应螺钉，第二锁螺丝机构6对底座180上的1个导电元件螺丝孔184第3个锁附孔进行螺钉锁附；

5)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到四工位21，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，四工位21等待一个环形链条260步进时长；

6)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到五工位22，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，五工位22对应的螺丝供料机构和第三锁螺丝机构7工作，螺丝供料机构供应螺钉，第三锁螺丝机构7对底座180上的2个机架前螺丝孔183第1个锁附孔进行螺钉锁附，然后第三锁螺丝机构7再移动位置对底座180上的2个机架前螺丝孔183第2个锁附孔进行螺钉锁附；

7)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到六工位23，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，六工位23等待一个环形链条260步进时长；

8)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到七工位24，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，七工位24对应的螺丝供料机构和第四锁螺丝机构8工作，螺丝供料机构供应螺钉，第四锁螺丝机构8对底座180上的2个第一极静触头螺丝孔182第1个锁附孔进行螺钉锁附，然后第四锁螺丝机构8再移动位置对底座180上的2个第一极静触头螺丝孔182第2个锁附孔进行螺钉锁附；

9)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到八工位25，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，八工位25等待一个环形链条260步进时长；

10)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到九工位27，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，九工位27对应的螺丝供料机构和第五锁螺丝机构9工作，螺丝供料机构供应螺钉，第五锁螺丝机构9对底座180上的2个第一极双金部件螺丝孔185第1个锁附孔进行螺钉锁附，然后第五锁螺丝机构9再移动位置对底座180上的2个第一极双金部件螺丝孔185第2个锁附孔进行螺钉锁附；

11)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到十工位28，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，十工位28等待一个环形链条260步进时长；

12)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到十一工位29，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，十一工位29对应的螺丝供料机构和第六锁螺丝机构10工作，螺丝供料机构4供应螺钉，第六锁螺丝机构10对底座180上的2个2个第二极静触头螺丝孔182第1个锁附孔进行螺钉锁附，然后第六锁螺丝机构10再移动位置对底座180上的2个2个第二极静触头螺丝孔182第2个锁附孔进行螺钉锁附；

13)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到十二工位30，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，十二工位30等待一个环形链条260步进时长；

14)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到十三工位31，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，十三工位31对应的螺丝供料机构4和第七锁螺丝机构11工作，螺丝供料机构4供应螺钉，第七锁螺丝机构11对底座180上的2个第二极双金部件螺丝孔185第1个锁附孔进行螺钉锁附，然后第七锁螺丝机构11再移动位置对底座180上的2个第二极双金部件螺丝孔185第2个锁附孔进行螺钉锁附；

15)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到十四工位32，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，十四工位32等待一个环形链条260步进时长；

16)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到十五工位33，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，十五工位33对应的螺丝供料机构4和第八锁螺丝机构12工作，螺丝供料机构4供应螺钉，第八锁螺丝机构12对底座180上的2个第三极静触头螺丝孔182第1个锁附孔进行螺钉锁附，然后第八锁螺丝机构12再移动位置对底座180上的2个第三极静触头螺丝孔182第2个锁附孔进行锁附；

17)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到十六工位34，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，十六工位34等待一个环形链条260步进时长；

18)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到十七工位35，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，十七工位35对应的螺丝供料机构4和第九锁螺丝机构13工作，螺丝供料机构4供应螺钉，第九锁螺丝机构13对底座180上的2个第三极双金部件螺丝孔185第1个锁附孔进行螺钉锁附，然后第九锁螺丝机构13再移动位置对底座180上的2个第三极双金部件螺丝孔185第2个锁附孔进行螺钉锁附；

19)环形链条260继续转动，载有底座180的组合夹具3转动到十八工位17，并由气缸连杆258使连杆滚轮卡位下夹具271的U型卡位槽274中使其暂停，在十八工位17上顶升气缸向上顶起锁附好的底座180，机械手抓取露出底槽91锁附好的底座180脱离上夹具15并放置在工作台上，出料后随即放入下一个需要锁附底座180的上夹具15，完成一个底座180的组装锁附工作。

第一进线螺丝下孔组181和第一出线螺丝下孔组186由于孔径较大，不能用本发明自动锁附系统进行锁附，需要用其它锁附装置进行锁附。

Claims (7)

1.一种3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，其特征是：在台面(1)上设置有循环线(2)，围绕循环线(2)分布有九个锁螺丝机构，循环线(2)每个工位上安装有一个组合夹具(3)，总共安装有18个组合夹具(3)，每个组合夹具(3)包括下夹具(271)及上夹具(15)，上夹具(15)的底部设有4个锥型孔，下夹具(271)上表面设置有4个圆锥型螺栓(267)，4个锥型孔与4个圆锥型螺栓(267)位置一一对应，上夹具(15)坐放在下夹具(271)上表面；循环线(2)的一侧设置有螺丝供料机构(4)，螺丝供料机构(4)与锁螺丝机构的数量均为9个并且一一对应；

所述的第一锁螺丝机构(5)与一工位(18)对应、第二锁螺丝机构(6)与三工位(20)对应、第三锁螺丝机构(7)与五工位(22)对应、第四锁螺丝机构(8)与七工位(24)对应、第五锁螺丝机构(9)与九工位(27)对应；第六锁螺丝机构(10)与十一工位(29)对应；第七锁螺丝机构(11)与十三工位(31)对应；第八锁螺丝机构(12)与十五工位(33)对应；第九锁螺丝机构(13)与十七工位(35)对应；

二工位(19)、四工位(21)、六工位(23)、八工位(25)、十工位(28)、十二工位(30)、十四工位(32)、十六工位(34)为空置工位；

十八工位(17)为完成锁附的底座(180)及上夹具(15)的下料工位，同时也是装配有底座(180)及零件产品的上夹具(15)的上料工位；

所述的上夹具(15)的结构是，在底槽(91)四边围挡上端面分别设置两个倒角板(93)，四边围挡总共八个倒角板(93)；在底槽(91)中前后相对设置有两排总共六个倒L型板(123)，六个倒L型板(123)两两相对；前边的三个倒L型板(123)端面设置有顶槽二(130)，中间设置有孔一(126)，每个孔一(126)中安装有一个定位销(89)；后边的三个倒L型板(123)端面设置有顶槽三(115)，中间设置有孔二(114)，每个孔二(114)中同样安装有一个定位销(89)，总共六个定位销(89)；

每个倒L型板(123)左右两边均设置有边槽；横向每两个倒L型板(123)之间设置有两个中间槽一(127)和两个中间槽二(128)；该四个中间槽中各安装有一个定位柱(92)，总共四个定位柱(92)；紧邻两个中间槽二(128)开有通透的顶出孔(122)；

前边的两个定位柱(92)上插接有浮动组合板一(90)，后边的两个定位柱(92)上插接有浮动组合板二(95)；浮动组合板二(95)与浮动组合板一(90)形状结构相同，两者对称安装在底槽(91)前后两边；其中浮动组合板一(90)的结构是，在U型连接板(100)横向两端分别设置有一个纵向立板(101)，每个纵向立板(101)内侧上部为第一倒角(106)；位于两个纵向立板(101)之间的U型连接板(100)的内侧面间隔设置有平行隔板一(110)及平行隔板二(104)，每个平行隔板两侧上部均开有双倒角(102)，平行隔板一(110)及平行隔板二(104)底部分别设有盲孔，安装有弹簧；U型连接板(100)内侧在每个平行隔板两边的空位设置有一个横向立板(103)，每个横向立板(103)内壁上部开有第二倒角(109)；横向立板(103)与平行隔板端部的低台阶(105)依次间隔设置；

底槽(91)左右两边围挡的中间位置均开有一个缺口(121)，两个缺口(121)之间的底槽(91)底板上靠中设置有四方型槽，该四方型槽靠后边开有双螺纹孔五(134)，该双螺纹孔五(134)中分别固定一个双台阶棒(97)；该四方型槽靠前边分别设置螺纹孔四(132)与双螺纹孔四(133)，螺纹孔四(132)上固定有L型板(99)，双螺纹孔四(133)上分别固定一个L型半圆弧板(98)；

后边的每个倒L型板(123)靠前侧为高台，三个高台上依次开有U型槽一(120)、U型槽二(119)、U型槽三(118)。

2.根据权利要求1所述的3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，其特征是：所述的循环线(2)的结构是，包括在环形机架(257)内侧布置有环形链条(260)，在环形机架(257)外侧布置有气缸连杆(258)，环形链条(260)与气缸连杆(258)之间布设有环形的封闭轨道(269)，封闭轨道(269)由两个直线导轨及两端拐弯处的半圆型导轨首尾连接而成，两个半圆型导轨位置分别设有主动轮(26)及从动轮(37)，主动轮(26)与步进电机连接；

气缸连杆(258)转动支撑在多个滑动轴承座(256)中，多个滑动轴承座(256)固定在环形机架(257)的长杆梁侧面；气缸连杆(258)上均布多个固定板，每个固定板上端布设有连杆滚轮，气缸连杆(258)上的连杆滚轮与每个下夹具(271)外沿的U型卡位槽(274)配合卡位；在环形机架(257)的长杆梁下方布设有气缸一，气缸一通过中间连杆与转板下端转动铰接；转板上端与气缸连杆(258)固定连接。

3.根据权利要求2所述的3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，其特征是：所述的下夹具(271)的结构是，包括固定连接的外接板(272)、中间板(262)和内接板(266)，外接板(272)外沿中部开有U型卡位槽(274)；中间板(262)下表面设置有滑块(275)，滑块(275)滑动套装在封闭轨道(269)上，滑块(275)两侧分别设置有滚轮(276)，每个滚轮(276)通过圆锥型螺栓(267)上的螺帽(268)固定；内接板(266)通过连接板(265)与转轴(264)铰接，转轴(264)上套装有挂接头(263)，挂接头(263)通过两个长螺钉(277)与环形链条(260)钩挂连接。

4.根据权利要求1所述的3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，其特征是：所述的锁螺丝机构的结构是，包括固定在支撑架(225)上的立板(223)，立板(223)上平行布置有沿X轴直线滑动的下模组(222)和上模组(220)，上模组(220)与电机二(221)传动连接；下模组(222)和上模组(220)的无杆气缸同时与L型支架(224)一边的立板固定连接，L型支架(224)另一边的立板上设置有Y轴直线滑动模组；Y轴直线滑动模组的下部布设推压气缸(240)，L型支架(224)上端设置固定板(218)，固定板(218)上设置气缸三(219)，气缸三(219)向下与锁附立板(242)传动连接，锁附立板(242)上安装有锁附机构(217)。

5.根据权利要求4所述的3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，其特征是：所述的锁附机构(217)的结构是，锁附立板(242)背面与L型支架(224)之间通过Z轴双直线滑动副套接；在锁附立板(242)正面的直线卡槽中从上往下设置有上固定板(232)、下固定板(236)及双夹板(235)，在上固定板(232)与下固定板(236)之间悬挂有中固定板(234)；锁附立板(242)上还分别设置有传感器一(239)和传感器二(241)，锁附立板(242)左右两侧分别设置有推压气缸(240)；每个推压气缸(240)通过推动板(244)与双夹板(235)传动连接，双夹板(235)之间夹持有螺丝夹头(230)，螺丝夹头(230)通过两个固定螺栓安装在下固定板(236)上；上固定板(232)上安装有电机三(226)，电机三(226)两边设置有直线滑轴(243)，每个直线滑轴(243)向下依次穿过上固定板(232)、中固定板(234)、下固定板(236)的滑动轴承套，并与下方的推动板(244)通过转动轴承套连接；直线滑轴(243)中固定有止滑块(238)；电机三(226)通过连轴器与连杆上端的螺母(237)连接，螺母(237)向下通过连杆与中固定板(234)连接，中固定板(234)与卡扣(233)之间夹持固定有电批(227)，电批(227)下端连接有起子(228)；起子(228)向下穿过下固定板(236)中的导套，导套向下与螺丝夹头(230)对接；螺丝夹头(230)下端连接有深孔导管(229)。

6.根据权利要求5所述的3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，其特征是：所述的螺丝夹头(230)的结构是，包括基体(153)，基体(153)通过两个主螺栓孔(159)与下固定板(236)连接，基体(153)顶部开有一个进气口(151)，基体(153)的两侧还设置有倒U型槽一(154)，基体(153)正面上下分别安装有进料体(152)与螺钉进料件(156)，基体(153)两边侧面分别安装有一个螺钉夹件(155)，两个螺钉夹件(155)分别配置有各自的胀紧弹簧(150)，螺钉进料件(156)下端与基体(153)下部的螺钉出料端管螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的3P断路器底座的链条轨道型自动锁螺丝系统，其特征是：所述的螺钉进料件(156)由连接头一(171)和管体(170)组成一体结构；连接头一(171)嵌在倒U型槽二(161)内，连接头一(171)通过销轴二(158)铰接在进料体(152)中；螺钉进料管、进料体(152)纵向通孔和管体(170)相通；

所述的螺钉夹件(155)包括连接头二(146)、过渡部分(145)和夹头(148)组成一体；过渡部分(145)上设置有过渡台阶(147)，夹头(148)上设置有弧形凹槽(149)；连接头二(146)分别嵌在两侧的倒U型槽一(154)中，连接头二(146)通过销轴一(157)铰接在基体(153)中，夹头(148)位于基体(153)的下方，相对设置的两个夹头(148)的弧形凹槽(149)扣接组成圆口径，管体(170)的下端口对正该圆口径。