CN108127388A - 一种塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，包括设置在工作台上的循环线，循环线上对应多工位分度位置设置九个组合夹具；每个组合夹具包括上夹具、中夹具及下夹具，上夹具卡位在中夹具的定位槽中，中夹具固定安装在下夹具上，围绕循环线外侧设置有七个锁螺丝机构，每个锁螺丝机构对应设置有一个螺丝供料机构。本发明的装置，结构紧凑，工作可靠，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。

Description

一种塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线

技术领域

本发明属于组装机械技术领域，涉及一种塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线。

背景技术

现有的4P塑壳断路器底座上装配导电元件、机架、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，经检索目前还未有实现全自动化锁螺丝的实施案例及专利申请。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，旋向有误差不一致，锁扣不一致导致自动一次锁附失败率为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

本发明提供了一种塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，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，一种塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，包括设置在工作台上的循环线，循环线上对应多工位分度位置设置九个组合夹具；每个组合夹具包括上夹具、中夹具及下夹具，上夹具卡位在中夹具的定位槽中，中夹具固定安装在下夹具上，

围绕循环线外侧设置有七个锁螺丝机构，每个锁螺丝机构对应设置有一个螺丝供料机构。

本发明的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征还包括：

所述的循环线的结构是，在机架上安装有封闭轨道；封闭轨道内侧设置有环形链条，环形链条两端半圆位置设置有主动轮与从动轮，主动轮与步进电机传动连接；每个组合夹具通过各自的下夹具套装在封闭轨道上，

封闭轨道两段直线导轨外侧分别设置有一个气缸连杆，每个气缸连杆转动套装在多个滑动轴承座中；每个气缸连杆上安装有四个安装板，每个安装板上端设置有一个连杆滚轮，每个连杆滚轮与所在工位的下夹具的卡位槽配合卡位；在机架每侧的长杆梁下方设置有一个转板气缸，转板气缸活塞杆端头通过中间连杆与转板的下端传动连接，转板的上端与气缸连杆固定连接。

所述的下夹具的结构是，包括固定为一体的内接板、中间板及外接板，在中间板底面中间垂直移动方向设置有两个直线滑块，该两个直线滑块卡位在封闭轨道的直线滑槽上，在每个直线滑块的两边分别对称设置有滚轮；

外接板外端面中间位置设置有卡位槽，外接板外端两边分别设置有一个朝下的导向杆；

内接板外端面与中间板固定连接，内接板内端面通过连接板连接有转轴，转轴两端连接有U型转板，U型转板内端设置有一对螺钉，该对螺钉与环形链条中的挂扣传动连接。

所述的中夹具的结构是，在中夹具底座上表面固定有限位板一、限位板二，活动设置有弹簧压缩板一及弹簧压缩板二，该四个部件一起围成四方型的定位槽；该四个部件上端面内沿均设置有斜面；弹簧压缩板一外端面通过两组弹簧一与压紧板一连接，压紧板一外端面设置有两个压杆一；弹簧压缩板二外端面通过两组弹簧二与压紧板二连接，压紧板二外端面设置有两个压杆二；压紧板一和压紧板二固定设置。

所述的上夹具的结构是，在底板上表面相对设置有两排总共八个凸台，八个凸台两两相对；横向相邻的凸台之间开有沟槽，每端两边的沟槽中各设置有一个定位柱；

每个凸台靠内侧为高台，该高台上开有U型槽，U型槽两边称为L型支撑板；每个凸台靠外侧安装有一个L型板，L型板上表面中间位置开有圆凹槽，该圆凹槽内设置有一个定位销，L型板上表面外段的凸起称为U型板，U型板与所在的L型板称为前台座，其中安装有前定位销，相对的一个U型板与所在的L型板称为后台座，其中安装有后定位销；L型板上表面靠内侧开有左螺纹孔和右螺纹孔。

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型机架一边的立板固定连接，L型机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型机架上端设置固定板，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型机架之间通过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，双夹板之间安装有螺丝夹头，螺丝夹头安装在下固定板上；

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，基体顶部开有一个进气口，基体正面上下分别安装有连通的进料体与螺钉进料件，基体两边侧面分别安装有螺钉夹件一和螺钉夹件二，螺钉夹件一和螺钉夹件二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，连接头一上穿有销钉二，销钉二的两端固定在进料体上；螺钉进料管、进料体纵向通孔和管体相通。

所述的螺钉夹件一和螺钉夹件二结构对称一致，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，连接头二上穿有销钉一，销钉一的两端固定在基体上，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)循环线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)组合夹具实现了静触头、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是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明循环线上的九个工位位置示意图；

图3a是本发明循环线上的九个组合夹具安装结构示意图；

图3b是图3a圆圈部位的局部结构示意图；

图3c是图3b中的下夹具上表面的结构示意图；

图3d是图3b中的下夹具下表面的结构示意图；

图4a是本发明组合夹具的中夹具与上夹具连接状态示意图；

图4b是本发明组合夹具的中夹具在空置状态结构示意图；

图5是本发明组合夹具的上夹具结构及爆炸示意图；

图6是本发明双头结构的锁螺丝机构的结构示意图；

图7是本发明单头锁螺丝机构的结构示意图；

图8是本发明中的螺丝夹头结构及及爆炸示意图；

图9是本发明组装对象4P塑壳断路器的底座开孔位置示意图。

图中，1.工作台，2.循环线，3.组合夹具，4.第一锁螺丝机构，5.螺丝供料机构，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.第一机架锁螺丝机构，10.第二机架锁螺丝机构，11.第三机架锁螺丝机构，12.步进电机，13.半圆导轨，14.过渡工位，15.五工位，16.六工位，17.七工位，18.八工位，19.一工位，20.二工位，21.三工位，22.四工位，23.主动轮，25.直线导轨，26.环形链条，27.从动轮，28.下夹具一，29.下夹具二，30.下夹具三，31.下夹具四，32.下夹具五，33.下夹具六，35.下夹具七，36.下夹具八，37.下夹具九，38.圆柱体，39.盲孔，40.圆锥体，41.中夹具底座，42.限位板一，43.斜面一，44.限位板二，45.斜面二，46.漏孔，47.压紧板一，48.弹簧一，49.弹簧压缩板一，50.转板，52.中间连杆，53.转板气缸，54.安装板，55.连杆滚轮，56.滑动轴承座，57.气缸连杆，58.封闭轨道，59.机架，60.挂扣，61.机架横梁，63.U型转板，64.转轴，65.连接板，66.内接板，67.沉孔螺钉，68.沉孔螺母，69.直线滑槽，71.中间板，72.外接板，73.导向杆，74.卡位槽，75.直线滑块，76.滚轮，77.螺钉，78.螺栓，79.上夹具，80.中夹具，81.压杆一，82.压杆二，83.弹簧压缩板二，84.压紧板二，85.弹簧二，86.斜面四，87.定位槽，88.斜面三，89.上夹具底板，90.前台座，91.后台座，92.前沟槽，93.前定位销，94.后定位销，95.U型定位槽，97.前定位柱，98.后定位柱，99.固定板孔，100.后沟槽，101.U型槽，102.L型支撑板，103.定位件，104.通过孔，105.U型板，106.L型板，107.右倒角，108.左倒角，109.左螺纹孔，110.右螺纹孔，111.圆凹槽，112.左校正孔，113.右校正孔，116.锁附机构一，117.锁附机构二，118.固定板，119.气缸三，120.上模组，121.电机二，122.下模组，123.立板，124.L型机架，125.支撑架，126.电机三，127.电批，128.起子，129.深孔导管，130.螺丝夹头，132.上固定板，133.卡扣，134.中固定板，135.双夹板，136.下固定板，137.螺母，138.止滑块，139.传感器一，140.推压气缸，141.传感器二，142.锁附立板，143.直线滑轴，144.推动板，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.螺钉夹件一，156.螺钉进料件，157.销钉一，158.销钉二，159.固定螺栓，160.螺钉夹件二，161.底座，162.进线螺丝孔，163.静触头螺丝孔，164.机架螺丝孔，165.导电元件螺丝孔，166.双金元件螺丝孔，167.出线螺丝孔，168.定位孔，169.极槽，170.管体，171.连接头一，172.倒U型槽二。

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。

本发明的自动锁附生产线是针对4P塑壳断路器的组装设备，所装配的零件产品包括静触头、机架、导电元件与双金元件，将零件产品装配在4P塑壳断路器的底座161极槽中并通过螺钉锁附，制作为一体的成品。

如图9，现有的4P塑壳断路器的底座161上表面从前到后依次设置有并排的4个进线螺丝孔162、并排的8个静触头螺丝孔163、并排的2个机架螺丝孔164、并排的4个导电元件螺丝孔165、并排的8个双金元件螺丝孔166，以及并排的4个出线螺丝孔167；8个静触头螺丝孔163两两一组的间隔位置分别设置有定位孔168；8个双金元件螺丝孔166两两一组的间隔位置同样设置有定位孔168；底座161底部并排设置有4个极槽169，零件产品就是被装配在4个极槽169中；

上述的进线螺丝孔162和出线螺丝孔167均为直通孔；上述的静触头螺丝孔163、机架螺丝孔164、导电元件螺丝孔165、双金元件螺丝孔166均为台阶型孔，台阶型孔包括上段台阶孔和下段台阶孔连通而成；零件产品螺纹孔是由上段内斜螺纹孔和下段直螺纹孔连通而成；上述的台阶型孔与零件产品螺纹孔数目相等，开孔位置一一对应并且中轴线重合对正贯通组成锁附孔。本发明的目的是解决上述各个台阶型孔与螺纹孔的自动对正及锁附孔的螺纹锁附。

如图1、图2、图3a、图3b、图3c、图3d，本发明的结构是，包括设置在工作台1上的循环线2，循环线2上对应多工位分度位置设置九个组合夹具3；每个组合夹具3包括上夹具79、中夹具80及下夹具(图3a中编号为28-33，35-37)，上夹具79卡位在中夹具80的四方型定位槽中，中夹具80固定安装在下夹具上，见图4a；

围绕循环线2外侧设置有七个锁螺丝机构，分为XYZ轴移动双头结构或单头结构，第一锁螺丝机构4与一工位19配合设置、第二锁螺丝机构6与二工位20配合设置、第三锁螺丝机构7与三工位21配合设置、第四锁螺丝机构8与四工位22配合设置、过渡工位14单独设置、第一机架锁螺丝机构9与五工位15配合设置、第二机架锁螺丝机构10与六工位16配合设置、第三机架锁螺丝机构11与七工位17配合设置、自动上料和下料的机械手与八工位18配合设置；

每个锁螺丝机构对应设置有一个气吹式螺丝供料机构5(图3中显示六个，每个螺丝供料机构5能够提供4路螺钉的供料，每个锁螺丝机构需要不超过2路的螺钉供料，七个锁螺丝机构需要不超过14路螺钉的供料(需要不超过3.5个螺丝供料机构)，此处六个螺丝供料机构分布七个锁螺丝机构的供料；预留1路到2路螺丝供料，是出现螺丝卡料时，启动预留的供料。

如图3a，一工位19、二工位20、三工位21、四工位22、过渡工位14、五工位15、六工位16、七工位17、八工位18分别对应安装有九个组合夹具3的下夹具(分别是下夹具六33、下夹具七35、下夹具八36、下夹具九37、下夹具一28、下夹具二29、下夹具三30、下夹具四31和下夹具五32)；

如图3a、图3b，循环线2的结构是，在工字型的机架59上固定安装有封闭轨道58，封闭轨道58由两段直线导轨25及两段半圆导轨13首尾连接而成；封闭轨道58内侧设置有环形链条26，环形链条26两端半圆位置设置有主动轮23与从动轮27，主动轮23与步进电机12传动连接，环形链条26逆时针转动；每个组合夹具3通过各自的下夹具套装在封闭轨道58上，沿封闭的轨道循环向前滑动；

封闭轨道58两段直线导轨外侧分别设置有一个气缸连杆57，每个气缸连杆57转动套装在多个滑动轴承座56中，滑动轴承座56固定在机架59的机架横梁61长杆梁侧面；每个气缸连杆57上安装有四个安装板54，每个安装板54上端设置有一个连杆滚轮55，总共八个连杆滚轮55，每个连杆滚轮55与所在工位的下夹具的卡位槽74配合卡位，实现间隙分度的作用；在机架59每侧的长杆梁下方设置有一个转板气缸53，转板气缸53活塞杆端头通过中间连杆52与转板50的下端传动连接，转板50的上端与气缸连杆57固定连接；

如图3b、图3c、图3d，九个下夹具的结构相同，每个下夹具的结构是，包括固定为一体的内接板66、中间板71及外接板72，在中间板71底面中间垂直移动方向设置有两个直线滑块75，该两个直线滑块75卡位在封闭轨道58的直线滑槽69上，在每个直线滑块75的两边分别对称设置有滚轮76，每个滚轮76的安装轴采用沉孔螺钉67及其沉孔螺母68固定；

外接板72外端面中间位置设置有半圆型的卡位槽74，外接板72外端两边分别设置有一个朝下的导向杆73；

内接板66外端面通过螺栓78与中间板71固定连接，内接板66内端面通过连接板65连接有转轴64，转轴64两端连接有U型转板63，U型转板63内端设置有一对螺钉77，该对螺钉77与环形链条26中的挂扣60传动连接，环形链条26提供组合夹具3的移动动力；

步进电机12驱动的主动轮23与从动轮27使环形链条26转动，环形链条26通过螺钉77带动下夹具移动，装配在组合夹具3中的零件产品随之向前移动，到达预定工位时，两个转板气缸53同步动作，转板气缸53推动中间连杆52及转板50带动气缸连杆57旋转，使转板50上端的连杆滚轮55卡位在组合夹具3下夹具的卡位槽74中，使得环形链条26上九个组合夹具3同步停止移动，各组合夹具3上的零件产品准确停位在对应工位的锁螺丝机构位置下方。

如图4a、图4b，中夹具80的结构是，在中夹具底座41上表面固定有限位板一42、限位板二44，活动设置有弹簧压缩板一49及弹簧压缩板二83，该四个部件一起围成四方型的定位槽87；限位板一42、限位板二44、弹簧压缩板一49及弹簧压缩板二83上端面内沿均设置有斜面(即斜面一43、斜面二45、斜面三88、斜面四86)；限位板二44与弹簧压缩板二83相对面的中夹具底座41上分别设置有一排漏孔46(用于锁付机构倒锁电批的倒锁孔，本发明仅用于排除螺丝杂物)；弹簧压缩板一49外端面通过两组弹簧一48与压紧板一47连接，压紧板一47外端面设置有两个压杆一81；弹簧压缩板二83外端面通过两组弹簧二85与压紧板二84连接，压紧板二84外端面设置有两个压杆二82，压紧板一47和压紧板二84固定设置。

如图5，上夹具79的结构是，在底板89上表面相对设置有两排总共八个凸台，八个凸台两两相对；横向相邻的凸台之间开有沟槽，每端两边的沟槽中各设置有一个定位柱，即在前沟槽92内各设置有一个前定位柱97，在后沟槽100内各设置有一个后定位柱98(图中没有显示全部的定位柱)；

每个凸台靠内侧为高台，该高台上开有U型槽101，U型槽101两边称为L型支撑板102；每个凸台靠外侧(低工作台)安装有一个L型板106，L型板106上表面中间位置开有圆凹槽111，该圆凹槽111内设置有一个定位销，L型板106上表面外段的凸起称为U型板105，U型板105与所在的L型板106称为前台座90(其中安装有前定位销93)，相对的一个U型板105与所在的L型板106称为后台座91(其中安装有后定位销94)；L型板106上表面靠内侧开有左螺纹孔109和右螺纹孔110，该两个螺纹孔用于与凸台进行螺栓固定，或前台座90或后台座91与各自L型板106制作为一体；

后定位销94与前定位销93结构相同，主体为上部的圆锥体40与下部的圆柱体38，在圆柱体38下端面开有盲孔39，用于安装弹簧；前定位销93底部与圆凹槽111底部之间采用弹簧连接或直接底座成一体固定；

U型板105的台阶两边为右倒角107和左倒角108，该U型板105的形状与静触头后端形状及导电元件后端形状相吻合；每个凸台的(低工作台)内端下台阶开有左校正孔112和右校正孔113，该两个校正孔与静触头板两螺纹孔或导电元件导电板两螺纹孔同轴匹配，用于锁螺丝ccd摄像校准、电批起子螺丝、与底座过孔、静触头板两螺纹孔及导电元件导电板两螺纹孔的校准用；每个凸台的内端下台阶与支撑板102组成的U型槽板型支撑结构，用于装配和卡位静触头上的零件产品反射板的支撑；前台座90上的前定位销93、支撑板102、U型槽101一起定位支撑静触头与装配在静触头上的反射板，使静触头上的锁螺孔固定孔每单元2个，与底座161上的过孔保持同轴；后台座91的支撑板102上设置有导电元件和热元件螺纹孔定位的定位件103，定位件103通过孔104与下方的支撑板102通过螺钉固定也可以定位件103与支撑板102底座成一体；

前定位销93的上部与静触头中心接线板螺纹孔或导电元件导电板中心接线板螺纹孔同轴；后定位销94和定位件103与后台座91组成的U型槽，定位支撑热元件导电板、导电元件与装配在热元件上的导电板，双金、热元件，使导电元件的导电板锁螺孔固定孔每单元2个，热元件上的一个螺纹孔与塑壳底座上的过孔保持同轴底座；后定位销94底部与所在凹槽底部采用弹簧连接或直接底座成一体固定；

上述的前台座90及其上的部件合称一套扣合单元，后台座91及其上的部件合称一套扣合单元，一个上夹具79两排总共八个扣合单元；

装配有零件产品的底座161装载在组合夹具3上时，底座161底部的4个极槽169分别嵌在4个扣合单元上；其中，底座161接线板螺纹孔162端口套在4个前台座90上的4个前定位销93上，静触头螺丝孔163的8个锁附孔，其8个锁附孔上的底座孔161端口与在4个前台座90上的8个静触头上的锁螺孔直螺纹孔保持同轴；底座161接线板螺纹孔162端口套在4个后台座91上的4个后定位销94上，双金元件螺丝孔组166的8个锁附孔上的底座161孔端口，与在4个后台座91上的8个导电双金上的锁螺孔直螺纹孔保持同轴；在4个后台座91上的8个导电双金螺丝保持同轴，底座161上的其中2个第一定位孔168分别套在前定位柱95和后定位柱96上；

上夹具底板89一端还设置有固定板孔99，上夹具79的固定板孔99用于在中夹具80的U型定位槽95中卡位，压杆一81通过滑动轴套装在压紧板一47与弹簧压缩板一49上的滑动轴套内，通过弹簧一48的伸缩夹紧和松开上夹具79；压杆二82装在压紧板二84与弹簧压缩板二83上的滑动轴套内，通过弹簧二85的伸缩夹紧和松开上夹具79。

如图6、图7，双头的锁螺丝机构的结构是，包括固定在支撑架125上的立板123，立板123上平行布置有X轴直线滑动的下模组122和上模组120，上模组120与电机二121传动连接；下模组122和上模组120的无杆气缸同时与L型机架124一边的立板固定连接，L型机架124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140(用于将螺丝夹头130的螺钉夹件155和螺钉夹件160同时打开)，L型机架124上端设置固定板118，固定板118上设置气缸三119，气缸三119向下与锁附立板142连接，锁附立板142上安装有锁附机构一116和锁附机构二117，锁附机构一116和锁附机构二117一起称为双头锁螺丝机构；

单头(XYZ轴自动移动式)锁螺丝机构(即部件编号为10、11)与上述的双头(XYZ轴自动移动式)锁螺丝机构(即部件编号为4、6、7、8、9)结构类似，不同之处是仅仅安装了一个锁附机构。

如图7，其中一个锁附机构的结构是，锁附立板142背面与L型机架124之间通过Z轴双直线滑动副套接；在锁附立板142正面的直线卡槽中从上往下设置有上固定板132、下固定板136及双夹板135，在上固定板132与下固定板136之间悬挂有中固定板134；锁附立板142上还分别设置有传感器一139和传感器二141，推压气缸140与气缸三119通过传感器一139与传感器二141共同控制锁附机构一116和锁附机构二117的y轴移动起始位置；锁附立板142左右两侧分别设置有推压气缸140，每个推压气缸140通过推动板144与双夹板135传动连接，双夹板135之间安装有螺丝夹头130，螺丝夹头130通过两个固定螺栓安装在下固定板136上；

上固定板132上安装有电机三126，电机三126两边设置有直线滑轴143，每个直线滑轴143向下依次穿过上固定板132、中固定板134、下固定板136的滑动轴承套，并与下方的推动板144通过转动轴承套连接；直线滑轴143中固定有止滑块138，止滑块138上的台阶孔限制中固定板134单向向下滑动；电机三126通过连轴器与连杆上端的螺母137连接，螺母137向下通过连杆与中固定板134连接，中固定板134与卡扣133之间夹持固定有电批127，电批127下端连接有起子128，电批127通过丝杠作用带动起子128沿Z轴上下移动；起子128向下窜过下固定板136中的导套，导套向下与螺丝夹头130对接；螺丝夹头130下端连接有深孔导管129。

如图8，螺丝夹头130的结构是，包括基体153，基体153顶部开有一个进气口151，基体153正面上下分别安装有连通的进料体152与螺钉进料件156，基体153两边侧面分别安装有螺钉夹件一155和螺钉夹件二160，螺钉夹件一155和螺钉夹件二160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型槽二172内，连接头一171上穿有销钉二158，销钉二158的两端固定在进料体152上；螺钉进料管、进料体152纵向通孔和管体170相通；

螺钉夹件一155与螺钉夹件二160结构对称一致，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上穿有销钉一157，销钉一157的两端固定在基体153上，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；

基体153的两侧还设置有倒U型槽一154，进料体152顶部的纵向通孔与前端U型槽161相通；起子128从纵向通孔窜进，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下端口与螺钉夹件一155与螺钉夹件二160上的夹头148上的弧形凹槽149连接，螺钉进料件156的上端通过设在侧面的倒U型槽二172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型槽二172中端的销钉158悬挂；螺钉夹件一155与螺钉夹件二160的上端通过设在侧面的U型槽154上端的弹簧撑开，螺钉夹件一155与螺钉夹件二160的中端通过设在倒U型槽一154中端的销钉157悬挂；螺钉夹件一155与螺钉夹件二160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；

每个推压气缸140通过推动传动板144上双夹板135推压螺丝夹头130两侧的螺钉夹件一155和螺钉夹件二160张开，螺钉头和螺钉身进入深孔导管129，左右推压气缸140带领双夹板135复位，两个胀紧弹簧150使螺丝夹头130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；

基体153的下端设有内孔型外螺纹套与前端U型槽161的下端板连接，内孔型外螺纹套的内孔与深孔导管129的内孔同轴同心，内孔型外螺纹套的内孔与上端螺钉夹件160及螺钉夹件155的弧形凹槽149及深孔导管129内孔同轴同心，内孔型外螺纹套的外螺纹与深孔导管129的内螺纹孔螺纹连接。

当电机三126驱动螺母137与连杆转动，带动中固定板134上的电批127及起子128将气流吹到螺丝夹头130中的螺钉上，将螺钉吹进螺钉进料件156的同时，推压气缸140推动双夹板135打开螺钉夹件一155与螺钉夹件二160，螺钉前端和螺钉中身进入深孔导管129内孔孔内，平垫和弹簧垫片卡在深孔导管129内孔上端的倒角斜口上，螺钉弹簧垫片上端的大端帽卡在螺钉夹件一155与螺钉夹件二160夹扣上方，推压气缸140复位双夹板135松开螺钉夹件一155与螺钉夹件二160，螺钉夹件一155与螺钉夹件二160依靠胀紧弹簧150将螺钉夹紧并居中于深孔导管129中心与起子128的中心轴线位置；旋转Z轴进给出深孔导管129外，电机三126旋转螺母137直线推进中固定板134上的卡旋转电批127进给与旋转锁附完螺钉螺纹深度至规定距离，传感器一139与传感器二141同时检测到电批127与起子128终止行程信号后复位，完成螺钉的锁附。

装配有零件产品的底座161装载在组合夹具3上时，底座161底部的4个第一极槽169分别嵌在4个扣合单元上；其中，底座161接线板后端到角棱边卡位于两个右倒角107与左倒角108组成的凹槽内；底座18接线板螺纹孔162端口套在4个前台座90上的4个前定位销93上，第一静触头螺丝孔组163的8个锁附孔，其直螺纹孔端口套与在4个前台座90上的8个静触头上的锁螺孔保持同轴；其底座161接线板后端到角棱边与卡位与两个右倒角107与左倒角108组成的凹槽内；底座161接线板螺纹孔162端口套在4个后台座91上的4个后定位销94上，第一双金元件螺丝孔组166的8个锁附孔，其直螺纹孔端口套与在4个后台座91上的8个导电双金上的锁螺孔保持同轴；在4个后台座91上的8个导电双金螺丝保持同轴，底座161上的其中2个第一定位孔168分别套在前定位柱95和后定位柱96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。

双头的锁螺丝机构(部件编号为4、6、7、8、9)对螺丝进行锁附的工作过程为：

1)当组合夹具3装载着已经装配好零件产品的底座运动到某一对螺丝供料机构4和锁螺丝机构9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(116和117)，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(116和117)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140复位双夹板135打开螺钉夹件一155与螺钉夹件二160夹扣，螺钉通过打开的夹扣进入深孔导管129，螺钉大头悬挂在夹扣上端，推压气缸140复位带动双夹板135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下转为与起子、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)启动锁螺丝机构，气缸三119工作，气缸三119的推杆伸出向下推锁附立板142，固定在锁附立板142上的两个锁附机构沿着直线滑轨向下移动，中固定板134与卡扣133固定的电批127旋转Z轴下移，使起子128压在螺钉的大端十字槽中，起子128带动螺钉旋转Z轴进给出深孔导管129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127与起子128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时，遇到很大的阻力，使导电批127旋转Z轴下移的扭力达到规定值，电批127停止旋转气缸三119停止Z轴下移复位；螺钉锁附失败或不到位停止时，电机三126启动无级驱动螺母137与螺母137连接的转轴，电批127重新旋转并将电批127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127与起子128终止行程信号后复位。重复以上工作循环。

4)最后，气缸三119和电机三126的活塞杆带动螺母137缩回，带动电批127、传动机构和起子128回到初始位置。

通过上述方法，双头的锁螺丝机构(4、6、7、8、9)，包括单头xyz轴自动移动式锁螺丝机构(10、11)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。

实施例1

利用本发明的自动锁附生产线，将4P塑壳断路器的底座161上的台阶型孔与零件产品上的螺纹孔锁附在一起，其操作过程为：

1)步进电机23驱动环形链条26转动，自动上料的机械手抓取一个底座161，并将该底座161放置在八工位18的组合夹具3上；

2)随着环形链条26的转动，装载有底座161的定位夹具3转动到一工位19并由连杆滚轮55使其暂停，与一工位19对应的螺丝供料机构5启动供应螺钉，第一锁螺丝机构4对底座161上的第一极锁附孔进行螺钉锁附，该第一极锁螺丝机构4锁附的孔包括：先第一极静触头螺丝孔163从左到右第一个锁附孔和第一极双金元件螺丝孔166从左到右第一个锁附孔，再移动进行第一极双金元件螺丝孔166从左到右第二个锁附孔和第一极静触头螺丝孔组163从左到右第二个锁附孔；

3)环形链条26继续转动，载有底座161的组合夹具3转动到二工位20并由连杆滚轮55使其暂停，与二工位20对应的螺丝供料机构5和第二锁螺丝机构6工作，螺丝供料机构5供应螺钉，第二锁螺丝机构6对底座161上的第二极锁附孔进行螺钉锁附，该第二锁螺丝机构6锁附的螺纹孔为：第二极静触头螺丝孔163从左到右第三个锁附孔和第二极双金元件螺丝孔166从左到右第三个锁附孔，第二极双金元件螺丝孔166从左到右第四个锁附孔和第二极静触头螺丝孔163从左到右第四个锁附孔；

4)环形链条26继续转动，载有底座161的组合夹具4转动到三工位21并由连杆滚轮55使其暂停，与三工位21对应的螺丝供料机构5和第三锁螺丝机构7工作，螺丝供料机构5供应螺钉，第三锁螺丝机构7对底座161上第三极锁附孔进行螺钉锁附，该第三锁螺丝机构7锁附的孔为：第三极静触头螺丝孔162从左到右第五个锁附孔和双金元件螺丝孔166从左到右第五个锁附孔，双金元件螺丝孔165从左到右第六个锁附孔和第三极静触头螺丝孔163从左到右第六个锁附孔；

5)环形链条26继续转动，载有底座161的组合夹具3转动到四工位22并由连杆滚轮55使其暂停，与四工位22对应的螺丝供料机构5和第四锁螺丝机构8工作，螺丝供料机构5供应螺钉，第四锁螺丝机构8对底座161上的第四极锁附孔进行螺钉锁附，该第四锁螺丝机构8锁附的孔为：第四极静触头螺丝孔163从左到右第七个锁附孔和双金元件螺丝孔166从左到右第七个锁附孔，双金元件螺丝孔166从左到右第八个锁附孔和静触头螺丝孔163从左到右第八个锁附孔；

6)环形链条26继续转动，载有底座161的组合夹具3转动到过渡工位14并暂停；

7)环形链条26继续转动，载有底座161的组合夹具3转动到五工位15并由连杆滚轮55使其暂停，与五工位15对应的螺丝供料机构5和第一机架锁螺丝机构9工作，螺丝供料机构5供应螺钉，第一机架锁螺丝机构9对底座161上的机架附孔进行螺钉锁附，第一机架锁螺丝机构9锁附的孔为：机架螺丝孔164的2个锁附孔；

8)环形链条26继续转动，载有底座161的组合夹具3转动到六工位16并由连杆滚轮55使其暂停，与六工位16对应的螺丝供料机构5和第六锁螺丝机构16工作，第六螺丝供料机构5供应螺钉，第二机架锁螺丝机构10对底座161上的两锁附孔进行螺钉锁附，第二机架锁螺丝机构10锁附的孔为：导电元件螺丝孔165的2个锁附孔；

9)环形链条26继续转动，载有底座161的组合夹具3转动到七工位17并由连杆滚轮55使其暂停，与七工位17对应的螺丝供料机构5和第三机架锁螺丝机构11工作，螺丝供料机构5供应螺钉，第三机架锁螺丝机构11对底座161上的两锁附孔进行螺钉锁附，第三机架锁螺丝机构11锁附的孔为：导电元件螺丝孔165的2个锁附孔；

4个导电元件螺丝孔165分为步骤8)、步骤9)完成锁附；

10)环形链条26继续转动，载有底座161的组合夹具3转动到八工位18并由连杆滚轮55使其暂停，下料的机械手抓取锁附好的底座161并放置在工作台上，出料，完成一个底座161的锁附工作。

本发明主要使用移动式走坐标锁附螺丝孔间距小于14mm的多螺纹孔的不能锁附的问题，对于大于14mm锁附螺丝孔间距的多螺纹孔也能锁附。

Claims (10)

1.一种塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征是：包括设置在工作台(1)上的循环线(2)，循环线(2)上对应多工位分度位置设置九个组合夹具(3)；每个组合夹具(3)包括上夹具(79)、中夹具(80)及下夹具，上夹具(79)卡位在中夹具(80)的定位槽中，中夹具(80)固定安装在下夹具上，

围绕循环线(2)外侧设置有七个锁螺丝机构，每个锁螺丝机构对应设置有一个螺丝供料机构(5)。

2.根据权利要求1所述的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征是：所述的循环线(2)的结构是，在机架(59)上安装有封闭轨道(58)；封闭轨道(58)内侧设置有环形链条(26)，环形链条(26)两端半圆位置设置有主动轮(23)与从动轮(27)，主动轮(23)与步进电机(12)传动连接；每个组合夹具(3)通过各自的下夹具套装在封闭轨道(58)上，

封闭轨道(58)两段直线导轨外侧分别设置有一个气缸连杆(57)，每个气缸连杆(57)转动套装在多个滑动轴承座(56)中；每个气缸连杆(57)上安装有四个安装板(54)，每个安装板(54)上端设置有一个连杆滚轮(55)，每个连杆滚轮(55)与所在工位的下夹具的卡位槽(74)配合卡位；在机架(59)每侧的长杆梁下方设置有一个转板气缸(53)，转板气缸(53)活塞杆端头通过中间连杆(52)与转板(50)的下端传动连接，转板(50)的上端与气缸连杆(57)固定连接。

3.根据权利要求1所述的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征是：所述的下夹具的结构是，包括固定为一体的内接板(66)、中间板(71)及外接板(72)，在中间板(71)底面中间垂直移动方向设置有两个直线滑块(75)，该两个直线滑块(75)卡位在封闭轨道(58)的直线滑槽(69)上，在每个直线滑块(75)的两边分别对称设置有滚轮(76)；

外接板(72)外端面中间位置设置有卡位槽(74)，外接板(72)外端两边分别设置有一个朝下的导向杆(73)；

内接板(66)外端面与中间板(71)固定连接，内接板(66)内端面通过连接板(65)连接有转轴(64)，转轴(64)两端连接有U型转板(63)，U型转板(63)内端设置有一对螺钉(77)，该对螺钉(77)与环形链条(26)中的挂扣(60)传动连接。

4.根据权利要求1所述的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征是：所述的中夹具(80)的结构是，在中夹具底座(41)上表面固定有限位板一(42)、限位板二(44)，活动设置有弹簧压缩板一(49)及弹簧压缩板二(83)，该四个部件一起围成四方型的定位槽(87)；该四个部件上端面内沿均设置有斜面；弹簧压缩板一(49)外端面通过两组弹簧一(48)与压紧板一(47)连接，压紧板一(47)外端面设置有两个压杆一(81)；弹簧压缩板二(83)外端面通过两组弹簧二(85)与压紧板二(84)连接，压紧板二(84)外端面设置有两个压杆二(82)，压紧板一(47)和压紧板二(84)固定设置。

5.根据权利要求1所述的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征是：所述的上夹具(79)的结构是，在底板(89)上表面相对设置有两排总共八个凸台，八个凸台两两相对；横向相邻的凸台之间开有沟槽，每端两边的沟槽中各设置有一个定位柱；

每个凸台靠内侧为高台，该高台上开有U型槽(101)，U型槽(101)两边称为L型支撑板(102)；每个凸台靠外侧安装有一个L型板(106)，L型板(106)上表面中间位置开有圆凹槽(111)，该圆凹槽(111)内设置有一个定位销，L型板(106)上表面外段的凸起称为U型板(105)，U型板(105)与所在的L型板(106)称为前台座(90)，其中安装有前定位销(93)，相对的一个U型板(105)与所在的L型板(106)称为后台座(91)，其中安装有后定位销(94)；L型板(106)上表面靠内侧开有左螺纹孔(109)和右螺纹孔(110)。

6.根据权利要求1所述的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征是：所述的锁螺丝机构的结构是，包括固定在支撑架(125)上的立板(123)，立板(123)上平行布置有X轴直线滑动的下模组(122)和上模组(120)，上模组(120)与电机二(121)传动连接；下模组(122)和上模组(120)的无杆气缸同时与L型机架(124)一边的立板固定连接，L型机架(124)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(140)，L型机架(124)上端设置固定板(118)，固定板(118)上设置气缸三(119)，气缸三(119)向下与锁附立板(142)连接，锁附立板(142)上安装有锁附机构。

7.根据权利要求6所述的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征是：所述的锁附机构的结构是，锁附立板(142)背面与L型机架(124)之间通过Z轴双直线滑动副套接；在锁附立板(142)正面的直线卡槽中从上往下设置有上固定板(132)、下固定板(136)及双夹板(135)，在上固定板(132)与下固定板(136)之间悬挂有中固定板(134)；锁附立板(142)上还分别设置有传感器一(139)和传感器二(141)；锁附立板(142)左右两侧分别设置有推压气缸(140)，每个推压气缸(140)通过推动板(144)与双夹板(135)传动连接，双夹板(135)之间安装有螺丝夹头(130)，螺丝夹头(130)安装在下固定板(136)上；

上固定板(132)上安装有电机三(126)，电机三(126)两边设置有直线滑轴(143)，每个直线滑轴(143)向下依次穿过上固定板(132)、中固定板(134)、下固定板(136)的滑动轴承套，并与下方的推动板(144)通过转动轴承套连接；直线滑轴(143)中固定有止滑块(138)；电机三(126)通过连轴器与连杆上端的螺母(137)连接，螺母(137)向下通过连杆与中固定板(134)连接，中固定板(134)与卡扣(133)之间夹持固定有电批(127)，电批(127)下端连接有起子(128)；起子(128)向下窜过下固定板(136)中的导套，导套向下与螺丝夹头(130)对接；螺丝夹头(130)下端连接有深孔导管(129)。

8.根据权利要求7所述的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征是：所述的螺丝夹头(130)的结构是，包括基体(153)，基体(153)顶部开有一个进气口(151)，基体(153)正面上下分别安装有连通的进料体(152)与螺钉进料件(156)，基体(153)两边侧面分别安装有螺钉夹件一(155)和螺钉夹件二(160)，螺钉夹件一(155)和螺钉夹件二(160)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。

9.根据权利要求8所述的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，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(172)内，连接头一(171)上穿有销钉二(158)，销钉二(158)的两端固定在进料体(152)上；螺钉进料管、进料体(152)纵向通孔和管体(170)相通。

10.根据权利要求8所述的塑壳断路器底座螺纹孔环形自动锁附生产线，其特征是：所述的螺钉夹件一(155)和螺钉夹件二(160)结构对称一致，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)上穿有销钉一(157)，销钉一(157)的两端固定在基体(153)上，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。