CN110473745B - 一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线，属于断路器自动化装配领域。装配用环行线采用长方形布局，包括双面齿型同步带滑块传动机构、滑块平移机构、滑块二次定位机构和工作台；通过伺服电机驱动双面齿型同步带带动工作台做定长运动，当工作台运动至滑块平移机构位置处时，滑块平移机构将一侧工作台移载至另一侧双面齿型同步带滑块传动机构，从而完成工作台的连续闭环循环运动，二次定位机构实现了工作台的精确定位。采用该方式的装配自动线设备占地空间小、工作速度快、效率高、造价低廉。

Description

一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线

技术领域

本发明涉及一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线，属于断路器自动化装配领域。

背景技术

小型断路器又称微型断路器，具有结构先进、性能可靠、分断能力强、外型美观小巧等特点，主要用于交流50Hz或60Hz，额定电压400V以下，额定工作电流为63A以下的场所。作为办公楼、住宅和类似的建筑物的照明、配电线路及设备的过载和短路保护之用，亦可作为线路不频繁通断操作与转换之用。主要用于工业、商业、高层和民用住宅等各种场所。小型断路器作为一种用于切断和接通电路的开关，是通过其内部磁脱扣器实现短路电流的分断。磁脱扣器是脱扣器的一种，它只提供磁保护，也就是短路保护，其实际上是一个磁回力，当电流足够大时产生的磁场力，克服反力弹簧吸合衔铁打击牵引杆，从而带动机构动作切断电路。小型断路器磁脱扣器一共由9颗零件组成，按照目前的装配工艺需20个装配工位才能完成其全自动组装。现有的装配方式采用凸轮分割器人工辅助完成，设备占地空间大，装配一致性差，且工作速度慢、效率低、耗费人力资源。而采用精密环形导轨线来完成自动装配线，则造价十分高昂，一般企业难以承受。所以本技术领域需要提供一种价格相对低廉、产品安装精度高的自动化装配流水线。

发明内容

本发明的目的是为解决目前现有技术中采用凸轮分割器人工辅助装配存在的装配一致性差、效率低、耗费人力资源的不足和采用精密环形导轨线造价昂贵的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线，其特征在于：所述的小型断路器磁脱扣器装配用环行线为长方形布局，包括双面齿型同步带滑块传动机构、滑块平移机构、滑块二次定位机构和工作台；所述的双面齿型同步带滑块传动机构设为镜像对称的两部分，分别设于长方形环行线的两个长边上的两侧的单边结构；所述的滑块平移机构设为中心对称的两部分，分别设于长方形环行线的两个短边上且垂直于长边上的双面齿型同步带滑块传动机构的两侧的单边结构；两长边之间设有平行于长边的滑块二次定位机构，滑块二次定位机构沿环行线短边中轴线排布；双面齿型同步带滑块传动机构和滑块平移机构上设有可移动的工作台。

优选地，所述的双面齿型同步带滑块传动机构的镜像对称的一侧单边机构中包括伺服电机安装座、伺服电机、主动同步带轮、双面齿型同步带、直线导轨一、双面齿型同步带支撑条、双面齿型同步带涨紧机构和从动同步带轮；单边的双面齿型同步带滑块传动机构两端部分别设有主动同步带轮和从动同步带轮，主动同步带轮和从动同步带轮之间设有双面齿型同步带连接；双面齿型同步带下方设有托住同步带的双面齿型同步带支撑条，与所述的同步带平行设有直线导轨一；所述的伺服电机安装座上设有伺服电机，伺服电机与主动同步带轮连接；沿所述的双面齿型同步带下方设有双面齿型同步带涨紧机构；所述的双面齿型同步带滑块传动机构的另一侧单边结构组成与以上所述的一侧单边结构组成为镜像对称排布。

优选地，所述的滑块平移机构的一侧单边机构中包括平移机构安装座、平移气缸、直线导轨二和线轨；平移机构安装座上设有直线导轨二，直线导轨二垂直于所述的双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨一；直线导轨二上垂直设有线轨，线轨轨道面与所述的双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨一轨道面可以水平直线连接；所述的滑块平移机构的直线导轨二平行设有平移气缸，平移气缸驱动线轨，通过线轨在直线导轨二上移动，使线轨可以分别与所述的双面齿型同步带滑块传动机构的两长边上的直线导轨水平直线连接；所述的滑块平移机构的另一侧单边结构组成与以上所述的一侧单边结构组成为中心对称排布。

优选地，所述的工作台包括滑块工作台、滑块和同步带夹板；所述的滑块工作台上设有工作区，用于放置和夹紧磁脱扣器的零部件；滑块工作台垂直于所述的双面齿型同步带滑块传动机构的两个长边的两端各设有一个二次定位块，二次定位块上设有用于二次定位的定位凹槽；滑块工作台下方设有同步带夹板和滑块；同步带夹板上设有齿形结构，与所述的双面齿型同步带滑块传动机构的双面齿型同步带外表面齿形结构啮合连接；滑块设于所述的双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨一上，可在双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨一和滑块平移机构的线轨上移动。

优选地，所述的滑块二次定位机构包括气缸安装座、驱动气缸、旋转驱动臂、转轴安装座、旋转轴承、转轴、旋转定位臂和定位轴承；所述的转轴通过旋转轴承套设于转轴安装座中，转轴安装座固定于所述的双面齿型同步带滑块传动机构机架上；所述的转轴上设有旋转定位臂，旋转定位臂上端部设有定位轴承；所述的转轴上设有旋转驱动臂，旋转驱动臂与驱动气缸连接，驱动气缸设于气缸安装座上；所述的驱动气缸驱动旋转驱动臂转动一定的角度，使得转轴转动一定的角度，并带动转轴上旋转定位臂转动一定的角度，旋转定位臂上定位轴承与工作台的二次定位块的定位凹槽实现嵌入或者脱离。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1.通过伺服电机带动同步带轮驱动双面齿型同步带运动，实现工作台的精确定位。

2.采用二次定位机构，从而实现工作台的进一步精确定位。

3.该方式采用多段直线导轨构成环形装配线，采用双面齿形同步带实现传动工作台和工作台定位，设备占地空间小、工作速度快、效率高、造价低廉。

附图说明

图1为本发明涉及的一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线的主动侧工位的视图。

图2为本发明涉及的一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线的主动侧工位的另一方向视图。

图3为本发明涉及的一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线中部工位的结构图。

图4为本发明涉及的一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线从动侧工位的视图。

图5为本发明涉及的一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线滑块平移机构的示意图。

图6为本发明涉及的一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线滑块二次定位机构的示意图。

图7位本发明涉及的一种小型断路器磁脱扣器装配用环形线二次定位机构驱动装置示意图。

附图标记：1.伺服电机安装座 2-1.伺服电机 2-2.伺服电机 3-1.主动同步带轮3-2.主动同步带轮 4-1.双面齿型同步带 4-2.双面齿型同步带 5-1.直线导轨一 5-2.直线导轨一 6.滑块工作台 7-1.双面齿型同步带支撑条 7-2.双面齿型同步带支撑条 8-1.双面齿型同步带涨紧机构 9-1.从动同步带轮 9-2.从动同步带轮 10.平移机构安装座11.平移气缸 12.直线导轨二 13.线轨 14.滑块 15.同步带夹板 16.二次定位块 161.定位凹槽 17.气缸安装座 18.驱动气缸 181.驱动连杆 19.旋转驱动臂 191.驱动臂转轴20.转轴安装座 21.旋转轴承 22.转轴 23.旋转定位臂 24.定位轴承

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：如图1，2，3，4，5，6，7所示，本发明一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线为长方形布局，包括双面齿型同步带滑块传动机构、滑块平移机构、滑块二次定位机构和工作台；双面齿型同步带滑块传动机构设为镜像对称的两部分，分别设于长方形环行线的两个长边上；滑块平移机构设为中心对称的两部分，分别设于长方形环行线的两个短边上且垂直于长边上的双面齿型同步带滑块传动机构；两长边之间设有平行于长边排布的滑块二次定位机构，滑块二次定位机构沿环行线短边的中轴线排布；双面齿型同步带滑块传动机构和滑块平移机构上设有可移动的工作台。本发明涉及的双面齿型同步带滑块传动机构包括伺服电机安装座1、伺服电机、主动同步带轮、双面齿型同步带、直线导轨一、双面齿型同步带支撑条、双面齿型同步带涨紧机构和从动同步带轮。伺服电机具有两个，安装在电机安装座1上，其中伺服电机2-1和主动同步带轮3-1、双面齿形同步带4-1、从动同步带轮9-1，同步带支撑条7-1，同步带涨紧机构8-1，直线导轨一5-1构成了一侧的滑块传动机构；而伺服电机2-2和主动同步带轮3-2、双面齿形同步带4-2、从动同步带轮9-2、支撑条7-2、直线导轨一5-2和另一个同步带涨紧机构构成了另一侧的滑块传动机构。双面齿形同步带4-1、双面齿形同步带4-2分别安装在双面齿型同步带支撑条7-1和支撑条7-2上，同步带涨紧机构产生一个绷紧的力，使双面齿形同步带压在同步带轮上，并紧贴在支撑条7-1和支撑条7-2上。

本发明涉及的滑块平移机构，分别设于长方形环行线的两个短边上，两侧的单边结构组成为中心对称排布，单边结构中包括平移机构安装座10、平移气缸11、直线导轨二12和线轨13。在长方形环形线的两短边各设置一个直线导轨二12，直线导轨二12垂直布置在直线导轨一5-1和5-2之间。在环形线的伺服电机一端，线轨13可滑动地安装在直线导轨二12上，不传输工作台时，线轨13与直线导轨一5-1水平连接成一直线，当工作台从直线导轨一5-1上运动到线轨13后，线轨13可以在平移气缸11的驱动下，通过直线导轨二12把工作台从直线导轨一5-1平移至直线导轨一5-2上。在环形线的另一端，通过另一侧的线轨13和直线导轨二12把工作台从直线导轨一5-2平移至直线导轨一5-1上，这样通过直线导轨构成了一个长方形的可闭环运行的自动化生产线，而不需要采用环形导轨线来传输工作台。

本发明还具有多个工作台，每个工作台包括滑块工作台6、滑块14和同步带夹板15，滑块工作台6上包括工作区，放置和夹紧磁脱扣器的零部件。滑块工作台6垂直于双面齿型同步带滑块传动机构的两个长边的两端各设有一个二次定位块16，二次定位块16上设有二次定位凹槽161；通过二次定位可以使工作台精确定位，以便完成装配工作。滑块工作台6设置有同步带夹板15，同步带夹板15上设有齿形结构，可与双面齿型同步带滑块传动机构的双面齿型同步带4-1外表面的齿形结构啮合连接；滑块14设于所述的双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨一5-1上，可在双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨和滑块平移机构的线轨上移动。环形装配线上具有多个工作台，分布在各个工位上，用于同步执行每个工位的装配工作。

滑块二次定位机构包括气缸安装座17、驱动气缸18、旋转驱动臂19、转轴安装座20、旋转轴承21、转轴22、旋转定位臂23和定位轴承24。二次定位机构安装在两侧双面齿形同步带4-1和4-2之间，更准确的说，是安装在同步带4-1和4-2上工作台之间，以便完成对工作台的二次定位。转轴22通过旋转轴承21套设于转轴安装座20中，转轴22通过多个转轴安装座20可转动的安装固定，转轴22上固定安装有多个旋转定位臂23来执行定位功能，旋转定位臂23上的定位轴承24可以嵌合到滑块工作台6设有的定位凹槽161中，实现工作台的定位。由于定位轴承24贴合嵌入的外轮廓和定位块16的定位凹槽161紧贴配合，因此定位机构不但使工作台定位到准确位置外，还使工作台暂时固定在本工作位，防止磁脱扣器在安装时工作台发生微小的偏移而产生次品。定位机构转轴22上还固定有旋转驱动臂19，其由驱动气缸18驱动，驱动气缸18的驱动连杆181通过驱动臂转轴191以可转动的连接方式，连接旋转驱动臂19上，驱动连杆181驱动旋转驱动臂19以转轴22为圆心来回转动一定的角度，并带动转轴22转动一定的角度，使转轴22上旋转定位臂23转动一定的角度，以实现旋转定位臂23上定位轴承24与工作台的二次定位块16的定位凹槽161实现嵌入或者脱离。

根据本实施例，每个滑块工作台6的两端均具有一个二次定位块16，工作台位于两侧不同的双面齿形同步带上时，只有转轴22一侧的二次定位块16工作，即与定位轴承24配对实现二次定位。当然，优选地，可以在每个双面齿形同步带的两侧均安装二次定位机构，以实现滑块工作台6两侧的二次定位块16同时作用，实现更好的二次定位，防止工作台偏转。

本实施例中共有两套双面齿型同步带4-1、4-2，分别安装在主动同步带轮3-1、3-2和从动同步带轮9-1、9-2之间，分别由两个伺服电机2-1、2-2驱动运行，两套双面齿形同步带4-1、4-2独立运行。双面齿形同步带4-1、4-2的内外表面均具有齿形结构，主动同步带轮3-1、3-2和从动同步带轮9-1、9-2上也具有齿形结构，每个工作台的同步带夹板15的下表面也具有齿形结构。双面齿形同步带4-1、4-2的内表面齿形结构与对应的同步带轮3-1、3-2、9-1和9-2上的齿形啮合，双面齿形同步带4-1、4-2的外表面齿形结构与同步带夹板15的下表面的齿形结构相啮合，通过齿形结构的啮合，使得同步带轮驱动双面齿形同步带，进而使得工作台运行起来。

伺服电机固定于伺服电机安装座上，通过同步带轮驱动双面齿型同步带的内圈运动，同时驱动双面齿型同步带的外圈作同步运动，从而带动工作台做定长运动。伺服电机自带的高精度编码器，将反馈信号输入驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度，从而实现高精度的旋转运动，并通过同步带轮驱动恒定传动比的同步带，实现工作台精确定位做定长运动。上述定长运动虽然采用高精度的编码器实现精确的旋转运动和定位，但在如此长的自动装配流水线上，要把磁脱扣器准确安装到位，还需要对每个工位进行二次精确定位。

滑块二次定位机构通过气缸安装座17和转轴安装座20固定于双面齿型同步带滑块传动机构上，在滑块工作台6停止运动时，定位轴承24迅速出入滑块工作台6的二次定位块16的定位凹槽161中，从而实现滑块工作台6的精确定位。

小型断路器磁脱扣器部件装配环形线运行方式如下：

结合图1至图6，伺服电机驱动主动同步带轮转动，使得双面齿型同步带运行起来，这样，工作台被同步带带动，从一个工位运动到下一个工位。当工作台到达一个工位时，驱动气缸18驱动旋转驱动臂19转动一定的角度，使得定位轴承24嵌入定位凹槽161，这样工作台被再次定位和暂时固定，在工作台上执行磁脱扣器的装配工序。当装配工序完成后，驱动气缸18驱动旋转驱动臂19回转一定的角度，使得定位轴承24与定位凹槽161脱离，这样工作台可以被双面齿形同步带带向下一个装配工位。工作台每到达一个新的工位，都需要执行二次定位的工序。

当工作台运行到线轨13上时，平移气缸11推动线轨13通过直线导轨二12从与一侧的直线导轨一5-1直线连接的状态运动到另一侧，线轨13与另一侧的直线导轨一5-2直线水平连接。然后工作台从线轨13转移到直线导轨一5-2上，平移气缸11再次拉动线轨13回到原来的位置，回到保持与直线导轨一5-1成直线连接的状态，为下一次平移工作台做准备。这样，整个装配线通过只采用直线导轨的装配流程线形成了循环工作的高精度定位的闭环形流水线。

应当理解的是，虽然在这里可能使用方位语“前”，“后”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，前单元可以被称为后单元，并且类似地后单元可以被称为前单元。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线，其特征在于：所述的小型断路器磁脱扣器装配用环行线为长方形布局，包括双面齿型同步带滑块传动机构、滑块平移机构、滑块二次定位机构和工作台；所述的双面齿型同步带滑块传动机构设为镜像对称的两部分，分别设于长方形环行线的两个长边侧的单边结构；所述的滑块平移机构设为中心对称的两部分，分别设于长方形环行线的两个短边侧上，且垂直于长边上的双面齿型同步带滑块传动机构；两长边之间设有平行于长边的滑块二次定位机构，滑块二次定位机构沿环行线短边中轴线排布；双面齿型同步带滑块传动机构和滑块平移机构上设有可移动的工作台；

所述的双面齿型同步带滑块传动机构的一侧单边机构中包括伺服电机安装座(1)、伺服电机(2-1)、主动同步带轮(3-1)、双面齿型同步带(4-1)、直线导轨一(5-1)、双面齿型同步带支撑条(7-1)、双面齿型同步带涨紧机构(8-1)和从动同步带轮(9-1)；单边的双面齿型同步带滑块传动机构两端部分别设有主动同步带轮(3-1)和从动同步带轮(9-1)，主动同步带轮(3-1)和从动同步带轮(9-1)之间设有双面齿型同步带(4-1)连接；双面齿型同步带(4-1)下方设有托住同步带的双面齿型同步带支撑条(7-1)，与所述的双面齿型同步带(4-1)平行设有直线导轨一(5-1)；所述的伺服电机安装座上设有伺服电机(2-1)，伺服电机(2-1)与主动同步带轮(3-1)连接；沿所述的双面齿型同步带(4-1)下方设有双面齿型同步带涨紧机构(8-1)；所述的双面齿型同步带滑块传动机构的另一侧单边结构组成与上述一侧单边结构组成呈镜像对称排布。

2.如权利要求1所述的一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线，其特征在于：所述的滑块平移机构的一侧单边机构中包括平移机构安装座(10)、平移气缸(11)、直线导轨二(12)和线轨(13)；平移机构安装座(10)上设有直线导轨二(12)，直线导轨二(12)垂直于所述的双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨一(5-1)；直线导轨二(12)上垂直设有线轨(13)，线轨(13)轨道面与所述的双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨一(5-1)轨道面可以水平直线连接；所述的滑块平移机构的直线导轨二(12)平行设有平移气缸(11)，平移气缸(11)驱动线轨(13)在直线导轨二(12)上移动，使线轨(13)可以分别与所述的双面齿型同步带滑块传动机构的两长边上的直线导轨一水平直线连接；所述的滑块平移机构的另一侧单边结构组成与上述的一侧单边结构组成呈中心对称排布。

3.如权利要求1所述的一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线，其特征在于：所述的工作台包括滑块工作台(6)、滑块(14)和同步带夹板(15)；所述的滑块工作台(6)上设有工作区，用于放置和夹紧磁脱扣器的零部件；滑块工作台(6)垂直于所述的双面齿型同步带滑块传动机构的两个长边的两端各设有一个二次定位块(16)，二次定位块(16)上设有用于二次定位的定位凹槽(161)；滑块工作台(6)下方设有同步带夹板(15)和滑块(14)；同步带夹板(15)上设有齿形结构，与所述的双面齿型同步带滑块传动机构的双面齿型同步带外表面齿形结构啮合连接；滑块(14)设于所述的双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨一上，可在双面齿型同步带滑块传动机构的直线导轨一和滑块平移机构的线轨上移动。

4.如权利要求1所述的一种小型断路器磁脱扣器装配用环行线，其特征在于：所述的滑块二次定位机构包括气缸安装座(17)、驱动气缸(18)、旋转驱动臂(19)、转轴安装座(20)、旋转轴承(21)、转轴(22)、旋转定位臂(23)和定位轴承(24)；所述的转轴(22)通过旋转轴承(21)套设于转轴安装座(20)中，转轴安装座(20)固定于所述的双面齿型同步带滑块传动机构机架上；所述的转轴(22)上设有旋转定位臂(23)，旋转定位臂(23)上端部设有定位轴承(24)；所述的转轴(22)上设有旋转驱动臂(19)，旋转驱动臂(19)与驱动气缸(18)连接，驱动气缸(18)设于气缸安装座(17)上；所述的驱动气缸(18)驱动旋转驱动臂(19)转动一定的角度，使得转轴(22)转动一定的角度，并带动转轴(22)上旋转定位臂(23)转动一定的角度，旋转定位臂(23)上定位轴承(24)与所述工作台的定位凹槽(161)实现嵌入或者脱离。