CN108988101A - 高压线束电连接器的装配设备及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种电气元器件的装配设备，以及利用该设备进行装配的方法。高压线束电连接器的装配设备具有机架，在机架上方活动安装有圆盘状的工作台，工作台的下方设置有伺服电机及凸轮分割器，凸轮分割器与伺服电机进行动力连接，凸轮分割器的输出轴位于工作台的中心点，从而在伺服电机的驱动下带动工作台转动，工作台上表面的外缘设置有多个等距的工位，在工作台的侧面依次设置有装配台一、装配台二和装配台三；所述的装配台一、装配台二和装配台三均各设置有上料输送机构，分别输送空置的套管、下冠簧和上冠簧；装配台一、装配台二和装配台三的尾端分别位于不同工位的侧上方，形成套管输送工位、下冠簧输送工位和上冠簧输送工位。

Description

高压线束电连接器的装配设备及其装配方法

技术领域

本发明涉及的是一种电气元器件的装配设备，以及利用该设备进行装配的方法。

背景技术

高压线束电连接器为一种重要的电气元器件，其装配质量直接影响到设备的工作质量，在现有的装配中多采用人工利用夹具进行装配，采用人工进行装配存在着如下不足之处：

（1）人工作业效率低下，极易引起视觉疲劳；（2）易磨损、脏污冠簧及套管本体（均为镀金、镀银件），从而影响其导电性能；（3）由于是人工作业，比较容易出现各种作业不良现象（如少装、漏装、装配不到位等）；（4）装配双冠簧套管的高压线束电连接器时（一个套管内装配两个对应型号的冠簧，上下分置），需要两个人作业，先由一人使用1#工具装配下层套管，再转到另一人处，使用2#工具装配上层冠簧，人力成本较高。

所以需要设计出一种新的装配设备来满足实际的生产需求。

发明内容

本发明有鉴于此，针对上述需求，提供了一种高压线束电连接器的装配设备，通过利用该设备能够在不需要大量人工的情况下，大幅度地提高装配效率，且能够保证装配的质量和一致性，具有良好的使用效果。

高压线束电连接器的装配设备具有机架，在机架上方活动安装有圆盘状的工作台，工作台的下方设置有伺服电机及凸轮分割器，凸轮分割器与伺服电机进行动力连接，凸轮分割器的输出轴位于工作台的中心点，从而在伺服电机的驱动下带动工作台转动，工作台上表面的外缘设置有多个等距的工位，在工作台的侧面依次设置有装配台一、装配台二和装配台三；所述的装配台一、装配台二和装配台三均各设置有上料输送机构，分别输送空置的套管、下冠簧和上冠簧；装配台一、装配台二和装配台三的尾端分别位于不同工位的侧上方，形成套管输送工位、下冠簧输送工位和上冠簧输送工位；在装配台二和装配台三后方的工位上还分别对应设置有夹取装置二和夹取装置三，用于分别将下冠簧和上冠簧推送至套管内部空腔的预定位置，夹取装置二和夹取装置三的下端固定安装在机架上。

所述的凸轮分割器为间歇回转式分割器。

所述的上料输送机构为市售，在上料输送机构内设置有贮料仓、振动输送装置和直线出料轨道；在振动输送装置的下方设置有贮料仓，用于放置相应的物料，振动输送装置的顶端连接有直线出料轨道，用于将相应的物料排成一列并输出至预定位置。

其中装配台一上的直线出料轨道的尾端，对应设置有夹取装置一，用于将对应的套管放入工位上。

在装配台二和装配台三上的直线出料轨道的尾端，亦对应设置有夹取装置二、夹取装置三，用于分别夹取下冠簧和上冠簧；所述的夹取装置二上具有基座，在基座的侧面设置有旋转气缸，旋转气缸能够作90°角的转动，在旋转气缸上设置有夹头，夹头能够夹取下冠簧；在基座上设置有滑台气缸，滑台气缸上安装有平行机械夹爪，在平行机械夹爪的后方设置有夹爪气缸，用于夹紧冠簧，便于冠簧顶推装置拾取冠簧，冠簧顶推装置的下端能够套住下冠簧，并通过滑台气缸移动至安放有套管的工位正上方，冠簧顶推装置向下运动，将下冠簧推送至套管空腔内的预定位置。

所述的冠簧顶推装置包括冠簧套筒、复位弹簧、运动柱和顶帽；冠簧套筒为圆柱形通孔，在冠簧套筒上设置有垂直于水平面的限位滑槽，运动柱活动安装在冠簧套筒内，并设置有与限位滑槽对应的凸起，凸起用于限制运动柱的滑动范围；在运动柱的上方套有复位弹簧，复位弹簧的下端抵紧冠簧套筒，上端抵紧运动柱上端的凸起，在运动柱的上端设置有顶帽；在下压力的驱动下，运动柱能够带动下冠簧向下运动，在下压力消除后，在复位弹簧的支撑下，运动柱复位；

在机架上还设置有控制装置，控制装置分别通过信号线与工作台上的伺服电机、装配台一、装配台二、装配台三、夹取装置二和夹取装置三进行连接，并能够控制对应的设备，控制装置与交流电源进行连接。

所述的控制装置为单片机、可编程控制或工业计算机。

在冠簧顶推装置的顶帽的上方设置有按压装置，用于按压顶帽，按压装置与控制装置进行信号连接。

按压装置为液压缸、行程气缸或用电机驱动的丝杆丝杠传动装置。

所述的夹取装置二和夹取装置三结构相同。

所述的装配台一上的夹取装置为机械手或带有抓手的行程气缸。

在装配台二和装配台三上各自冠簧顶推装置对应的工位的后方的工位正上方还对应设置有检测装置，检测装置与控制装置进行信号连接，用于分别检查装配台二和装配台三是否将对应的下冠簧和上冠簧压入套管内，及是否装配到正确位置。

所述的检测装置为摄像头和/或压力测试装置，在检测到有对应的下冠簧和上冠簧后，设备工作，如没有则发出相应的语音或图像提示报警，并暂停工作，等待人工处理。

在装配台三对应的检测装置后续的工位上还设置有插拔力测试装置，插拔力测试装置与控制装置进行信号连接，插拔力测试装置的尾端固定安装在机架上，插拔力测试装置具有支撑架，支撑架向前伸出至工位的正上方，在支撑架上由上至下设置伺服电机、丝杆模块和接触头；伺服电机与丝杆模块进行动力连接，丝杆模块为丝杆丝杠传动，在丝杆模块的尾端设置有接触头，接触头上设置有压力传感器，伺服电机能够驱使丝杆模块向下运动并将接触头插入至套管内，通过压力传感器检测装入的下冠簧和上冠簧安装是否准确；如不准确通过控制设备发出提示。

在插拔力测试装置后续的工位上还设置有取料装置，取料装置与控制装置进行信号连接，取料装置能够根据插拔力测试装置的反馈，将装插好下冠簧和上冠簧的合格套管放入预定位置，不合格的产品也能够放入专门的区域。

工作原理

在使用时，接通交流电源，装配台一将待装配的套管放置在工作台的工位上，伺服电机驱动工作台移动一个工位的位置；

装配台二将下冠簧输送至预定位置，冠簧顶推装置夹取下冠簧，冠簧顶推装置对准套管的正上方将下冠簧推送至套管内；

伺服电机驱动工作台转动一个工位的位置，对应的检测装置检查套管内是否准确装入下冠簧；如装有冠簧则伺服电机驱动工作台转动一个工位的位置，装配台三装配上层冠簧，如未装则装配台三不装配上层的冠簧，并且通过控制装置在后续收料工位发出报警提示；

装配台三将上冠簧输送至预定位置，冠簧顶推装置夹取上冠簧，冠簧顶推装置对准套管的正上方将上冠簧推送至套管内，上冠簧位于下冠簧的上方；

伺服电机驱动工作台转动一个工位的位置，对应的检测装置检查套管内是否准确装入上冠簧；如装有则伺服电机驱动工作台再转动一个工位的位置，如未装则通过控制装置发出提示，并在后续的取料工位报警，等待处理；

插拔力测试装置插入套管内，通过压力传感器检测是否装配合格；如装配合格，伺服电机驱动工作台转动一个工位的位置，并由取料装置取出装配好的套管放入预定位置，如未合格，则发出报警提示，并将不合格产品放入另一个预定位置。

本发明构思巧妙、使用方便且工作效率高，相比以往纯人工装配，工作人员只需将待装配套管依次放入旋转的工作台上的工位上，相应的工作机构会将对应的下冠簧和上冠簧分别压入套管内，并在分别压入下冠簧和上冠簧后及时进行检测，减少了废品的产生，在压入下冠簧和上冠簧后还通过插拔力测试装置对装配质量进行检测，从而进一步提高了产品的装配质量，本申请通过将以往繁复的装插劳动自动化，大大提高了工作效率，减少了人力需求，且由于机械装插相对于人工的稳定性，保证了装插的一致性，从而提高了产品的装插质量，具有良好的使用效果。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步说明:

图1 为本发明高压线束电连接器的装配设备的结构示意图;

图2为本发明高压线束电连接器的装配设备中夹取装置二的结构示意图一;

图3为本发明高压线束电连接器的装配设备中夹取装置二的结构示意图二;

图4为本发明高压线束电连接器的装配设备中冠簧顶推装置的结构示意图;

图5为本发明高压线束电连接器的装配设备中冠簧顶推装置在套取下冠簧时的剖视结构示意图;

图6为本发明高压线束电连接器的装配设备中冠簧顶推装置在套管的装配状态流程示意图;

图7为本发明高压线束电连接器的装配设备中插拔测试装置的结构示意图;

图8为本发明高压线束电连接器的上料输送机构的结构示意图;

图9为本发明高压线束电连接器的装配设备的装配流程示意图。

具体实施方式

参照附图1-9，高压线束电连接器的装配设备具有机架4，在机架4上方活动安装有圆盘状的工作台5，工作台5的下方设置有伺服电机及凸轮分割器，凸轮分割器与伺服电机进行动力连接，凸轮分割器的输出轴位于工作台5的中心点，从而在伺服电机的驱动下带动工作台5转动，工作台5上表面的外缘设置有多个等距的工位，在工作台5的侧面依次设置有装配台一1、装配台二2和装配台三3；所述的装配台一1、装配台二2和装配台三3均各设置有上料输送机构1-1、2-1、3-1，分别输送空置的套管6、下冠簧7和上冠簧8；装配台一1、装配台二2和装配台三3的尾端分别位于不同工位的侧上方，形成套管输送工位、下冠簧输送工位和上冠簧输送工位；在装配台二2和装配台三3后方的工位上还分别对应设置有夹取装置二2-2和夹取装置三3-2，用于分别将下冠簧7和上冠簧8推送至套管6内部空腔的预定位置，夹取装置二2和夹取装置三3的下端固定安装在机架4上。

所述的凸轮分割器为间歇回转式分割器。

所述的上料输送机构1-1、2-1、3-1为市售，在上料输送机构1-1、2-1、3-1内设置有贮料仓1-1-1、2-1-1、3-1-1、振动输送装置1-1-2、2-1-2、3-1-2和直线出料轨道1-1-3、2-1-3、3-1-3；在振动输送装置1-1-2、2-1-2、3-1-2的下方设置有贮料仓1-1-1、2-1-1、3-1-1，用于放置相应的物料，振动输送装置1-1-2、2-1-2、3-1-2的顶端连接有直线出料轨道1-1-3、2-1-3、3-1-3，用于将相应的物料排成一列并输出至预定位置。

其中装配台一1上的直线出料轨道1-1-3的尾端，对应设置有夹取装置一1-2，用于将对应的套管6放入工位上。

在装配台二2和装配台三3上的直线出料轨道2-1-3、3-1-3的尾端，亦对应设置有夹取装置二2-2、夹取装置三3-2，用于分别夹取下冠簧7和上冠簧8；所述的夹取装置二2-2上具有基座2-2-1，在基座2-2-1的侧面设置有旋转气缸2-2-2，旋转气缸2-2-2能够作90°角的转动，在旋转气缸2-2-2上设置有夹头2-2-3，夹头2-2-3能够夹取下冠簧7；在基座2-2-1上设置有滑台气缸2-2-4，滑台气缸2-2-4上安装有平行机械夹爪2-2-5，在平行机械夹爪2-2-5的后方设置有夹爪气缸2-2-6，用于夹紧冠簧，便于冠簧顶推装置9拾取冠簧，冠簧顶推装置9的下端能够套住下冠簧7，并通过滑台气缸2-2-4移动至安放有套管6的工位正上方，冠簧顶推装置9向下运动，将下冠簧7推送至套管6空腔内的预定位置。

所述的冠簧顶推装置9包括冠簧套筒9-1、复位弹簧9-2、运动柱9-3和顶帽9-4；冠簧套筒9-1为圆柱形通孔，在冠簧套筒9-1上设置有垂直于水平面的限位滑槽9-5，运动柱9-3活动安装在冠簧套筒9-1内，并设置有与限位滑槽9-5对应的凸起9-6，凸起9-6用于限制运动柱9-3的滑动范围；在运动柱9-3的上方套有复位弹簧9-2，复位弹簧9-2的下端抵紧冠簧套筒9-1，上端抵紧运动柱9-3上端的凸起9-6，在运动柱9-3的上端设置有顶帽9-4；在下压力的驱动下，运动柱9-3能够带动下冠簧7向下运动，在下压力消除后，在复位弹簧9-2的支撑下，运动柱9-3复位；

在机架4上还设置有控制装置，控制装置分别通过信号线与工作台5上的伺服电机、装配台一1、装配台二2、装配台三3、夹取装置二2-2和夹取装置三3-2进行连接，并能够控制对应的设备，控制装置与交流电源进行连接。

所述的控制装置为单片机、可编程控制或工业计算机。

在冠簧顶推装置9的顶帽9-4的上方设置有按压装置，用于按压顶帽，按压装置与控制装置进行信号连接。

按压装置为液压缸、行程气缸或用电机驱动的丝杆丝杠传动装置。

所述的夹取装置二2-2和夹取装置三3-2结构相同。

所述的装配台一1上的夹取装置为机械手或带有抓手的行程气缸。

在装配台二2和装配台三3上各自冠簧顶推装置9对应的工位的后方的工位正上方还对应设置有检测装置，检测装置与控制装置进行信号连接，用于分别检查装配台二2和装配台三3是否将对应的下冠簧7和上冠簧8压入套管6内。

所述的检测装置为摄像头和/或压力测试装置，在检测到有对应的下冠簧和上冠簧后，设备工作，如没有则发出相应的语音或图像提示，并暂停工作。

在装配台三3对应的检测装置后续的工位上还设置有插拔测试装置10，插拔测试装置10与控制装置进行信号连接，插拔测试装置10的尾端固定安装在机架4上，插拔测试装置10具有支撑架4，支撑架4向前伸出至工位的正上方，在支撑架4上由上至下设置伺服电机10-1、丝杆模块10-2和接触头10-3；伺服电机10-1与丝杆模块10-2进行动力连接，丝杆模块10-2为丝杆丝杠传动，在丝杆模块10-2的尾端设置有接触头10-3，接触头10-3上设置有压力传感器，伺服电机10-1能够驱使丝杆模块10-2向下运动并将接触头10-3插入至套管6内，通过压力传感器检测装入的下冠簧7和上冠簧8安装是否准确；如不准确通过控制设备在取料工位发出报警提示，并区分不良品。

在插拔测试装置10后续的工位上还设置有取料装置，取料装置与控制装置进行信号连接，取料装置能够根据插拔测试装置的反馈，将装插好下冠簧7和上冠簧8的合格套管放入预定位置，不合格的产品也能够放入专门的区域。

高压线束电连接器的装配设备的装配方法如下：

（1）接通交流电源，装配台一将待装配的套管放置在工作台5的工位上，伺服电机驱动工作台5转动一个工位的位置；

（2）装配台二2将下冠簧7输送至预定位置，冠簧顶推装置9夹取下冠簧7，冠簧顶推装置9对准套管6的正上方将下冠簧7推送至套管6内；

（3）伺服电机驱动工作台5转动一个工位的位置，对应的检测装置检查套管6内是否准确装入下冠簧7；如装有则伺服电机驱动工作台5再转动一个工位的位置，如未装则通过控制装置发出提示，并暂停装配，等待处理；

（4）装配台二2将上冠簧8输送至预定位置，冠簧顶推装置9夹取上冠簧8，冠簧顶推装置9对准套管6的正上方将上冠簧8推送至套管6内，上冠簧8位于下冠簧7的上方；

（5）伺服电机驱动工作台5转动一个工位的位置，对应的检测装置检查套管内是否准确装入上冠簧8；如装有则伺服电机驱动工作台5再转动一个工位的位置，如未装则通过控制装置发出提示，并暂停装配，等待处理；

（6）插拔测试装置10插入套管6内，通过压力传感器检测是否装配合格；如装配合格，伺服电机驱动工作台5转动一个工位的位置，并由取料装置取出装配好的套管6放入预定位置，如未合格，则发出提示，并将不合格产品放入另一个预定位置。

Claims (10)

1.一种高压线束电连接器的装配设备具有机架，其特征在于：在机架上方活动安装有圆盘状的工作台，工作台的下方设置有伺服电机及凸轮分割器，凸轮分割器与伺服电机进行动力连接，凸轮分割器的输出轴位于工作台的中心点，从而在伺服电机的驱动下带动工作台转动，工作台上表面的外缘设置有多个等距的工位，在工作台的侧面依次设置有装配台一、装配台二和装配台三；所述的装配台一、装配台二和装配台三均各设置有上料输送机构，分别输送空置的套管、下冠簧和上冠簧；装配台一、装配台二和装配台三的尾端分别位于不同工位的侧上方，形成套管输送工位、下冠簧输送工位和上冠簧输送工位；在装配台二和装配台三后方的工位上还分别对应设置有夹取装置二和夹取装置三，用于分别将下冠簧和上冠簧推送至套管内部空腔的预定位置，夹取装置二和夹取装置三的下端固定安装在机架上；

在上料输送机构内设置有贮料仓、振动输送装置和直线出料轨道；在振动输送装置的下方设置有贮料仓，用于放置相应的物料，振动输送装置的顶端连接有直线出料轨道，用于将相应的物料排成一列并输出至预定位置；

其中装配台一上的直线出料轨道的尾端，对应设置有夹取装置一，用于将对应的套管放入工位上；

在装配台二和装配台三上的直线出料轨道的尾端，亦对应设置有夹取装置二、夹取装置三，用于分别夹取下冠簧和上冠簧；所述的夹取装置二上具有基座，在基座的侧面设置有旋转气缸，旋转气缸能够作90°角的转动，在旋转气缸上设置有夹头，夹头能够夹取下冠簧；在基座上设置有滑台气缸，滑台气缸上安装有平行机械夹爪，在平行机械夹爪的后方设置有夹爪气缸，用于夹紧冠簧，便于冠簧顶推装置拾取冠簧，冠簧顶推装置的下端能够套住下冠簧，并通过滑台气缸移动至安放有套管的工位正上方，冠簧顶推装置向下运动，将下冠簧推送至套管空腔内的预定位置；

在机架上还设置有控制装置，控制装置分别通过信号线与工作台上的伺服电机、装配台一、装配台二、装配台三、夹取装置二和夹取装置三进行连接，并能够控制对应的设备，控制装置与交流电源进行连接；

所述的夹取装置二和夹取装置三结构相同。

2.根据权利要求1所述的一种高压线束电连接器的装配设备，其特征在于：

所述的冠簧顶推装置包括冠簧套筒、复位弹簧、运动柱和顶帽；冠簧套筒为圆柱形通孔，在冠簧套筒上设置有垂直于水平面的限位滑槽，运动柱活动安装在冠簧套筒内，并设置有与限位滑槽对应的凸起，凸起用于限制运动柱的滑动范围；在运动柱的上方套有复位弹簧，复位弹簧的下端抵紧冠簧套筒，上端抵紧运动柱上端的凸起，在运动柱的上端设置有顶帽；在下压力的驱动下，运动柱能够带动下冠簧向下运动，在下压力消除后，在复位弹簧的支撑下，运动柱复位。

3.根据权利要求1或2所述的一种高压线束电连接器的装配设备，其特征在于：所述的凸轮分割器为间歇回转式分割器。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种高压线束电连接器的装配设备，其特征在于：在冠簧顶推装置的顶帽的上方设置有按压装置，用于按压顶帽，按压装置与控制装置进行信号连接；按压装置为液压缸、行程气缸或用电机驱动的丝杆丝杠传动装置。

5.根据权利要求1所述的一种高压线束电连接器的装配设备，其特征在于：所述的装配台一上的夹取装置为机械手或带有抓手的行程气缸。

6.根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的一种高压线束电连接器的装配设备，其特征在于：在装配台二和装配台三上各自冠簧顶推装置对应的工位的后方的工位正上方还对应设置有检测装置，检测装置与控制装置进行信号连接，用于分别检查装配台二和装配台三是否将对应的下冠簧和上冠簧压入套管内。

7.根据权利要求6中所述的一种高压线束电连接器的装配设备，其特征在于：所述的检测装置为摄像头，在检测到有对应的下冠簧和上冠簧后，设备工作，如没有则发出相应的语音或图像提示，并暂停工作。

8.根据权利要求1-7中任意一项权利要求所述的一种高压线束电连接器的装配设备，其特征在于：在装配台三对应的检测装置后续的工位上还设置有插拔测试装置，插拔测试装置与控制装置进行信号连接，插拔测试装置的尾端固定安装在机架上，插拔测试装置具有支撑架，支撑架向前伸出至工位的正上方，在支撑架上由上至下设置伺服电机、丝杆模块和接触头；伺服电机与丝杆模块进行动力连接，丝杆模块为丝杆丝杠传动，在丝杆模块的尾端设置有接触头，接触头上设置有压力传感器，伺服电机能够驱使丝杆模块向下运动并将接触头插入至套管内，通过压力传感器检测装入的下冠簧和上冠簧安装是否准确；如不准确通过控制设备发出提示。

9.根据权利要求1-8中任意一项权利要求所述的一种高压线束电连接器的装配设备，其特征在于：在插拔测试装置后续的工位上还设置有取料装置，取料装置与控制装置进行信号连接，取料装置能够根据插拔测试装置的反馈，将装插好下冠簧和上冠簧的合格套管放入预定位置，不合格的产品也能够放入专门的区域。

10.利用权利要求1所述的高压线束电连接器的装配设备进行装配的方法，其特征如下：

（1）接通交流电源，装配台一将待装配的套管放置在工作台的工位上，伺服电机驱动工作台移动一个工位的位置；

（2）装配台二将下冠簧输送至预定位置，冠簧顶推装置夹取下冠簧，冠簧顶推装置对准套管的正上方将下冠簧推送至套管内；

（3）伺服电机驱动工作台转动一个工位的位置，对应的检测装置检查套管内是否准确装入下冠簧；如装有则伺服电机驱动工作台再移动一个工位的位置，如未装则通过控制装置发出提示，并暂停装配，等待处理；

（4）装配台二将上冠簧输送至预定位置，冠簧顶推装置夹取上冠簧，冠簧顶推装置对准套管的正上方将上冠簧推送至套管内，上冠簧位于下冠簧的上方；

（5）伺服电机驱动工作台转动一个工位的位置，对应的检测装置检查套管内是否准确装入上冠簧；如装有则伺服电机驱动工作台再移动一个工位的位置，如未装则通过控制装置发出提示，并暂停装配，等待处理；

（6）插拔测试装置插入套管内，通过压力传感器检测是否装配合格；如装配合格，伺服电机驱动工作台转动一个工位的位置，并由取料装置取出装配好的套管放入预定位置，如未合格，则发出提示，并将不合格产品放入另一个预定位置。