CN108428580B - 一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，该系统用于完成隔离开关电动机构与空箱体的装配；其特征在于：包括基础装配机构、自动夹持操作机构、背板自动涂胶机构和箱体合装机构；所述基础装配机构、背板自动涂胶机构和箱体合装机构围绕设置在自动夹持操作机构的四周；本发明中整个隔离开关电动机构与空箱体之间的装配均采用自动化的控制结构，避免了人员装配的效率低下和浪费大量人力资源的问题，提高了生产效率。

Description

一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统

技术领域

本发明涉及隔离开关自动化组装领域，尤其涉及一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统。

背景技术

隔离开关是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。隔离开关可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件；目前，已获得了广泛的应用。

隔离开关电动机构设备及其他相关设备适合于大批量专业化生产装配，但目前我国主要还是采用零散型人工方式进行装配，而且长期以来一直处于散、乱、差的局面，主要原因是我国自动化装配流水线设计工作起步较晚，加之宣传、贯彻和推广工作力度小，因此自动化装配流水线落后于生产，更落后于世界上许多工业发达的国家。而且很多企业的装配都未实现半自动化、自动化化。另外，上料、装配、堆垛工序之间不能完美配合，从而导致生产效率过低，人工操作复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，能够解决一般的隔离开关电动机构采用人工组装费时费力，效率低下的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，该系统用于完成隔离开关电动机构与空箱体的装配；其创新点在于：包括基础装配机构、自动夹持操作机构、背板自动涂胶机构和箱体合装机构；所述基础装配机构、背板自动涂胶机构和箱体合装机构围绕设置在自动夹持操作机构的四周；

所述基础装配机构包括转盘和设置在转盘上的若干卡具；所述卡具在转盘上形成若干工位通过转盘的旋转完成在各工位上完成电动机构的行程开关、联锁件和弯板的安装；

所述自动夹持操作机构包括夹持爪、机械臂和地轨；所述机械臂的底端通过移动履带设置在地轨上，机械臂可沿着移动履带移动；所述夹持爪设置在机械臂的一端；所述自动夹持操作机构的一侧设置有空箱体存放区和隔离开关电动机构存放区；

所述背板自动涂胶机构包括控制柜、三轴涂胶模组和背板夹持装置；所述三轴涂胶模组设置在控制柜上，所述背板夹持装置设置在控制柜上通过三轴涂胶模组对背板夹持装置上的背板涂胶；

所述箱体合装机构包括自动拧紧三轴模组和合装变位机构；所述自动拧紧三轴模组上设置与合装变位机构配合的水平导向机构，合装变位机构通过水平导向机构靠近或远离自动拧紧三轴模组；所述箱体合装机构的一侧设置有输送带。

进一步的，所述控制柜包括箱体框架、封板、支撑脚和移动滚轮；所述箱体框架呈立方体结构，所述封板沿着箱体框架的外轮廓铺设形成中空的箱体结构；所述支撑脚和移动滚轮设置在箱体结构的底端且支撑脚可沿着竖直方向进行高度调节。

进一步的，所述三轴涂胶模组包括支撑立柱、水平横向导轨、水平纵向导轨和涂胶器；所述支撑立柱具有两组分别设置在控制柜上端面的两侧，所述支撑立柱每组包括两个互相平行的支撑立柱单元；所述水平纵向导轨具有两个且分别水平设置在每组支撑立柱的支撑立柱单元的顶端；所述水平横向导轨的两端垂直连接在水平纵向导轨上且水平横向导轨可沿着水平纵向导轨移动；所述涂胶器沿竖直方向垂直设置在水平横向导轨上且涂胶器可沿着水平横向导轨在竖直平面内移动。

进一步的，所述背板夹持装置设置在涂胶器的下方，背板夹持装置包括支撑台、旋转电机和背板定位夹；所述支撑台呈倒U型结构设置在箱体结构的上表面且位于涂胶器的下方，所述旋转电机沿竖直方向安装在支撑台上，所述旋转电机的输出端沿竖直方向穿过支撑台；所述背板定位夹水平设置在旋转电机的输出端，所述背板定位夹在旋转电机的驱动下旋转；所述背板定位夹上设置有一对容纳背板的凹槽。

进一步的，所述自动拧紧三轴模组包括龙门架、横向导轨、纵向导轨和自动拧紧枪；所述横向导轨沿水平方向设置在龙门架的顶端，所述纵向导轨通过连接座垂直于横向导轨设置且纵向导轨通过连接座在水平移动；所述自动拧紧枪设置在纵向导轨上且自动拧紧枪可沿着纵向导轨在竖直方向移动。

进一步的，所述水平导向机构垂直于龙门架方向固定设置在龙门架的底端，所述水平导向机构包括导轨、支撑滑块、丝杆螺母副和驱动电机；所述导轨具有一对且互相平行，该对导轨水平设置在龙门架的底端；所述支撑滑块设置在导轨上；所述丝杆螺母副与驱动电机设置在导轨之间，所述丝杆螺母副的一端与驱动电机相连由驱动电机驱动，所述丝杆螺母副的另一端通过一轴承与一轴承座连接导轨上。

进一步的，所述合装变位机构包括支撑底座、支撑架、翻转平台、夹持工装和翻转电机；所述支撑底座呈矩形框架结构，支撑底座设置在支撑滑块上，支撑底座与丝杆螺母副的螺母相连，支撑底座在驱动电机的驱动下通过丝杆螺母副实现在导轨上的水平移动；所述支撑架具有一对且互相平行垂直设置在支撑底座上；所述支撑架的顶端设置有与翻转平台配合的翻转轴孔，所述翻转平台与支撑架上的翻转轴孔配合， 所述翻转电机水平设置在支撑架的外侧，翻转电机驱动翻转平台绕着支撑架的翻转轴孔翻转；所述夹持工装设置在翻转平台上。

进一步的，所述龙门架包括底座、立柱和横梁；所述立柱具有一对且互相平行垂直设置在底座上，所述横梁水平设置连接两立柱的顶端；所述底座与立柱之间设置有加强肋。

进一步的，所述翻转平台包括支撑台板、轴承座、门板支撑杆和门板压紧气缸；所述轴承座设置在支撑台板的相对的两侧边，所述轴承座通过轴承组件与支撑架上的翻转轴孔配合相连；所述门板支撑杆具有一对且垂直于支撑台板表面设置在门板支撑杆的同一侧边的两端角处；所述门板压紧气缸位于支撑台板另一侧边的两端角处的上方，所述门板压紧气缸具有一对且通过一对支撑柱垂直于支撑台板设置。

进一步的，所述夹持工装包括定位伸缩销和夹持气爪；所述定位伸缩销通过气缸驱动穿过支撑台板在垂直于支撑台板的方向位移，所述夹持气爪通过气缸驱动将工件扣在支撑台板上。

本发明的优点在于：

1）本发明中整个隔离开关电动机构与空箱体之间的装配均采用自动化的控制结构，避免了人员装配的效率低下和浪费大量人力资源的问题，提高了生产效率；

2）本发明通过控制柜对设置在控制柜上的三轴涂胶模组、背板夹持装置进行控制，三轴涂胶模组能够自动化且快速精确地在三维空间内移动保证了涂胶器的准确，此外，本发明中采用的背板定位夹具有两个工位且通过旋转电机驱动旋转能够同时给两个背板一同涂胶，保证了背板的涂胶效率和精准；

3）本发明合装变位机构中的夹持工装、翻转平台、翻转电机的配合实现了对工件的夹持、定位和翻转功能，保证了工件的装配稳定性；此外合装变位机构的支撑底座与水平导向机构采用丝杆螺母副的方式相连，通过驱动电机带动整个在合装变位机构在水平方向的位移；此外，通过自动拧紧三轴模组的自动拧紧枪实现对合装变位机构上的工件的拧紧固定；整体的装置实现了隔离开关电动机构的自动化装配。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统整体俯视结构图。

图2为本发明的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统的箱体合装机构立体图。

图3为本发明的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统的箱体合装机构的合装变位机构立体图。

图4为本发明的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统的箱体合装机构的合装变位机构侧视图。

图5为本发明的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统的箱体合装机构的自动拧紧三轴模组与水平导向机构立体图。

图6为本发明的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统的背板自动涂胶机构的立体图。

图7为本发明的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统的背板自动涂胶机构的侧视图。

图8为本发明的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统的背板自动涂胶机构的背板夹持装置立体结构图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图8所示的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，该系统用于完成隔离开关电动机构与空箱体的装配；包括基础装配机构1、自动夹持操作机构2、背板自动涂胶机构3和箱体合装机构4；所述基础装配机构1、背板自动涂胶机构3和箱体合装机构4围绕设置在自动夹持操作机构2的四周。

基础装配机构1包括转盘11和设置在转盘上的若干卡具12；所述卡具12在转盘11上形成若干工位通过转盘的旋转完成在各工位上完成电动机构的行程开关、联锁件和弯板的安装。

自动夹持操作机构2包括夹持爪21、机械臂22和地轨23；所述机械臂22的底端通过移动履带设置在地轨23上，机械臂22可沿着移动履带移动；所述夹持爪21设置在机械臂22的一端；所述自动夹持操作机构2的一侧设置有空箱体存放区24和隔离开关电动机构存放区25。

背板自动涂胶机构3包括控制柜31、三轴涂胶模组32和背板夹持装置33；所述三轴涂胶模组32设置在控制柜31上，所述背板夹持装置33设置在控制柜上通过三轴涂胶模组32对背板夹持装置33上的背板涂胶。

箱体合装机构4包括自动拧紧三轴模组41和合装变位机构42；所述自动拧紧三轴模组41上设置与合装变位机构42配合的水平导向机构43，合装变位机构42通过水平导向机构43靠近或远离自动拧紧三轴模组41；所述箱体合装机构4的一侧设置有输送带44。

控制柜31包括箱体框架311、封板312、支撑脚313和移动滚轮314；所述箱体框架311呈立方体结构，所述封板312沿着箱体框架311的外轮廓铺设形成中空的箱体结构；所述支撑脚313和移动滚轮314设置在箱体结构的底端且支撑脚313可沿着竖直方向进行高度调节。

三轴涂胶模32组包括支撑立柱321、水平横向导轨322、水平纵向导轨323和涂胶器324；所述支撑立柱321具有两组分别设置在控制柜31上端面的两侧，所述支撑立柱321每组包括两个互相平行的支撑立柱单元；所述水平纵向导轨323具有两个且分别水平设置在每组支撑立柱321的支撑立柱单元的顶端；所述水平横向导轨322的两端垂直连接在水平纵向导轨323上且水平横向导轨322可沿着水平纵向导轨323移动；所述涂胶器324沿竖直方向垂直设置在水平横向导轨322上且涂胶器324可沿着水平横向导轨322在竖直平面内移动。

背板夹持装置33设置在涂胶器324的下方，背板夹持装置33包括支撑台331、旋转电机332和背板定位夹333；所述支撑台331呈倒U型结构设置在箱体结构的上表面且位于涂胶器324的下方，所述旋转电机332沿竖直方向安装在支撑台331上，所述旋转电机332的输出端沿竖直方向穿过支撑台331；所述背板定位夹333水平设置在旋转电机332的输出端，所述背板定位夹333在旋转电机332的驱动下旋转；所述背板定位夹333上设置有一对容纳背板的凹槽。

自动拧紧三轴模组41包括龙门架411、横向导轨412、纵向导轨413和自动拧紧枪414；所述横向导轨412沿水平方向设置在龙门架411的顶端，所述纵向导轨413通过连接座垂直于横向导轨412设置且纵向导轨413通过连接座在水平移动；所述自动拧紧枪414设置在纵向导轨413上且自动拧紧枪414可沿着纵向导轨413在竖直方向移动。

水平导向机构43垂直于龙门架411方向固定设置在龙门架411的底端，所述水平导向机构43包括导轨431、支撑滑块432、丝杆螺母副433和驱动电机434；所述导轨431具有一对且互相平行，该对导轨431水平设置在龙门架411的底端；所述支撑滑块432设置在导轨431上；所述丝杆螺母副433与驱动电机434设置在导轨431之间，所述丝杆螺母副433的一端与驱动电机434相连由驱动电机434驱动，所述丝杆螺母副433的另一端通过一轴承与一轴承座连接导轨431上。

合装变位机构42包括支撑底座421、支撑架422、翻转平台423、夹持工装424和翻转电机425；所述支撑底座421呈矩形框架结构，支撑底座421设置在支撑滑块432上，支撑底座421与丝杆螺母副433的螺母相连，支撑底座421在驱动电机434的驱动下通过丝杆螺母副433实现在导轨上的水平移动；所述支撑架422具有一对且互相平行垂直设置在支撑底座421上；所述支撑架422的顶端设置有与翻转平台423配合的翻转轴孔，所述翻转平台423与支撑架上的翻转轴孔配合， 所述翻转电机425水平设置在支撑架422的外侧，翻转电机425驱动翻转平台423绕着支撑架422的翻转轴孔翻转；所述夹持工装424设置在翻转平台423上。

龙门架411包括底座4111、立柱4112和横梁4113；所述立柱4112具有一对且互相平行垂直设置在底座4111上，所述横梁4113水平设置连接两立柱4112的顶端；所述底座4111与立柱4112之间设置有加强肋。

翻转平台423包括支撑台板4231、轴承座4232、门板支撑杆4233和门板压紧气缸4234；所述轴承座4232设置在支撑台板4231的相对的两侧边，所述轴承座4232通过轴承组件与支撑架422上的翻转轴孔配合相连；所述门板支撑杆4233具有一对且垂直于支撑台板4231表面设置在门板支撑杆4233的同一侧边的两端角处；所述门板压紧气缸4234位于支撑台板4231另一侧边的两端角处的上方，所述门板压紧气缸4234具有一对且通过一对支撑柱垂直于支撑台板4231设置。

夹持工装424包括定位伸缩销4241和夹持气爪4242；所述定位伸缩销4241通过气缸驱动穿过支撑台板在垂直于支撑台板4231的方向位移，所述夹持气爪4242通过气缸驱动将工件扣在支撑台板4231上。

本系统的工作原理是：自动夹持操作机构将存放在隔离开关电动机构存放区的隔离开关电动机构移动到基础装配机构上进行行程开关、联锁件和弯板的安装；同时背板自动涂胶机构开始对背板涂胶；然后自动夹持操作机构将完成涂胶后的背板放置在箱体合装机构上；然后自动夹持操作机构将空箱体放置在箱体合装机构上的涂胶背板上；再通过自动夹持操作机构将完成基础安装的隔离开关电动机构放置箱体内安装并通过自动拧紧三轴模组将隔离开关电动机构与空箱体以及背板拧紧固定完成安装；最后通过自动夹持操作机构将安装完成的产品放置在输送带上输送出去。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，该系统用于完成隔离开关电动机构与空箱体的装配；其特征在于：包括基础装配机构、自动夹持操作机构、背板自动涂胶机构和箱体合装机构；所述基础装配机构、背板自动涂胶机构和箱体合装机构围绕设置在自动夹持操作机构的四周；

所述基础装配机构包括转盘和设置在转盘上的若干卡具；所述卡具在转盘上形成若干工位通过转盘的旋转完成在各工位上完成电动机构的行程开关、联锁件和弯板的安装；

所述自动夹持操作机构包括夹持爪、机械臂和地轨；所述机械臂的底端通过移动履带设置在地轨上，机械臂可沿着移动履带移动；所述夹持爪设置在机械臂的一端；所述自动夹持操作机构的一侧设置有空箱体存放区和隔离开关电动机构存放区；

所述背板自动涂胶机构包括控制柜、三轴涂胶模组和背板夹持装置；所述三轴涂胶模组设置在控制柜上，所述背板夹持装置设置在控制柜上通过三轴涂胶模组对背板夹持装置上的背板涂胶；

所述箱体合装机构包括自动拧紧三轴模组和合装变位机构；所述自动拧紧三轴模组上设置与合装变位机构配合的水平导向机构，合装变位机构通过水平导向机构靠近或远离自动拧紧三轴模组；所述箱体合装机构的一侧设置有输送带；

所述合装变位机构包括支撑底座、支撑架、翻转平台、夹持工装和翻转电机；所述支撑底座呈矩形框架结构，支撑底座设置在支撑滑块上，支撑底座与丝杆螺母副的螺母相连，支撑底座在驱动电机的驱动下通过丝杆螺母副实现在导轨上的水平移动；所述支撑架具有一对且互相平行垂直设置在支撑底座上；所述支撑架的顶端设置有与翻转平台配合的翻转轴孔，所述翻转平台与支撑架上的翻转轴孔配合，所述翻转电机水平设置在支撑架的外侧，翻转电机驱动翻转平台绕着支撑架的翻转轴孔翻转；所述夹持工装设置在翻转平台上。

2.根据权利要求1所述的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，其特征在于：所述控制柜包括箱体框架、封板、支撑脚和移动滚轮；所述箱体框架呈立方体结构，所述封板沿着箱体框架的外轮廓铺设形成中空的箱体结构；所述支撑脚和移动滚轮设置在箱体结构的底端且支撑脚可沿着竖直方向进行高度调节。

3.根据权利要求1所述的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，其特征在于：所述三轴涂胶模组包括支撑立柱、水平横向导轨、水平纵向导轨和涂胶器；所述支撑立柱具有两组分别设置在控制柜上端面的两侧，所述支撑立柱每组包括两个互相平行的支撑立柱单元；所述水平纵向导轨具有两个且分别水平设置在每组支撑立柱的支撑立柱单元的顶端；所述水平横向导轨的两端垂直连接在水平纵向导轨上且水平横向导轨可沿着水平纵向导轨移动；所述涂胶器沿竖直方向垂直设置在水平横向导轨上且涂胶器可沿着水平横向导轨在竖直平面内移动。

4.根据权利要求1所述的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，其特征在于：所述背板夹持装置设置在涂胶器的下方，背板夹持装置包括支撑台、旋转电机和背板定位夹；所述支撑台呈倒U型结构设置在箱体结构的上表面且位于涂胶器的下方，所述旋转电机沿竖直方向安装在支撑台上，所述旋转电机的输出端沿竖直方向穿过支撑台；所述背板定位夹水平设置在旋转电机的输出端，所述背板定位夹在旋转电机的驱动下旋转；所述背板定位夹上设置有一对容纳背板的凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，其特征在于：所述自动拧紧三轴模组包括龙门架、横向导轨、纵向导轨和自动拧紧枪；所述横向导轨沿水平方向设置在龙门架的顶端，所述纵向导轨通过连接座垂直于横向导轨设置且纵向导轨通过连接座在水平移动；所述自动拧紧枪设置在纵向导轨上且自动拧紧枪可沿着纵向导轨在竖直方向移动。

6.根据权利要求1所述的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，其特征在于：所述水平导向机构垂直于龙门架方向固定设置在龙门架的底端，所述水平导向机构包括导轨、支撑滑块、丝杆螺母副和驱动电机；所述导轨具有一对且互相平行，该对导轨水平设置在龙门架的底端；所述支撑滑块设置在导轨上；所述丝杆螺母副与驱动电机设置在导轨之间，所述丝杆螺母副的一端与驱动电机相连由驱动电机驱动，所述丝杆螺母副的另一端通过一轴承与一轴承座连接导轨上。

7.根据权利要求6所述的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，其特征在于：所述龙门架包括底座、立柱和横梁；所述立柱具有一对且互相平行垂直设置在底座上，所述横梁水平设置连接两立柱的顶端；所述底座与立柱之间设置有加强肋。

8.根据权利要求1所述的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，其特征在于：所述翻转平台包括支撑台板、轴承座、门板支撑杆和门板压紧气缸；所述轴承座设置在支撑台板的相对的两侧边，所述轴承座通过轴承组件与支撑架上的翻转轴孔配合相连；所述门板支撑杆具有一对且垂直于支撑台板表面设置在门板支撑杆的同一侧边的两端角处；所述门板压紧气缸位于支撑台板另一侧边的两端角处的上方，所述门板压紧气缸具有一对且通过一对支撑柱垂直于支撑台板设置。

9.根据权利要求1所述的一种隔离开关电动机构的自动化抓取安装系统，其特征在于：所述夹持工装包括定位伸缩销和夹持气爪；所述定位伸缩销通过气缸驱动穿过支撑台板在垂直于支撑台板的方向位移，所述夹持气爪通过气缸驱动将工件扣在支撑台板上。