CN110977079A - 一种信号柜接线端子的自动焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在开发一种可实现信号柜接线端子自动焊接的装置，包括机械臂臂体、活动关节、固定底盘、自动进线机构、自动剥线机构、自动焊接单元、双目摄像头和主控制器；利用四自由度的机械手臂配合焊接头与自动剥线装置对信号柜端子进行自动焊接。机械臂1与自动剥线结构相连接，实现待焊接信号线的自动剥线和穿线功能；机械臂2与自动焊焊接单元相连接，实现自动焊线功能；自动进线系统，保证系统能够将被焊接线的一端准确地配送至待焊接接头处，能够对待焊接线实现自动剥线，设计辅助自动剥线的机械单元，并控制剥系统的切割深度和线芯剥线长度，自动焊接单元能够与自动进线机构配合，实现已剥线的快速焊接。
Description
技术领域
本发明主要应用在工业自动化领域，特别是涉及一种信号柜接线端子的自动焊接装置。
背景技术
随着我国高速铁路向更高速度、更加安全稳定的方向快速发展，对相关产品的安全可靠性提出了更高的要求。一方面要求相关设备供应、生产研发企业适应铁路快速发展的节奏，能够快速响应需求，在规定时间内完成设备研发、生产和供应；另一方面要求供应商和生产厂家提供的设备具有高可靠性，能够适应各种复杂工况下的运行需求。在此背景下，如何在规定的较短周期内保证供应设备的高可靠性是当前各个企业所面临的严峻挑战。
对大部分铁路信号公司而言，每年向铁路供应相关信号设备约万件/套，为保证设备如期交付，公司先后投入和大量的人力物力开展相关研究，从管理到技术研发的每个环节。其中，对信号柜而言，最为耗时耗力的是接线端子的焊接。按每个信号柜含30个接线端子、每年需人工焊接的接线端子30万个，以目前人工焊接的方式，平均焊接一个接线端子平均需1小时。如此计算，实现所有接线端子的焊接需耗费大量的人力、物力。不但制约了设备生产效率，并且由于人工焊接过程中难以避免漏焊、误焊的情况，因而不但效率低下，而且可靠性有限。。
传统的自动焊接结构或装置主要针对工业自动化领域的印制电路板电子元器件焊接或汽车部件的电弧焊接，需要带焊接部件能够固定在水平面并且可以方便移动。例如印制板焊接机构过于小巧且功率较小，而汽车弧焊设备焊接设备过于庞大和复杂、且功率太高，在信号柜接线端子领域无法应用。对于信号柜接线端子，常固定在信号柜上，且周围已经布满各种信号线，在实际情况中远比印制电路板和汽车配件焊接工艺复杂。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种信号柜接线端子的自动焊接装置，能够克服或避免上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种信号柜接线端子的自动焊接装置，包括：
机械臂臂体、活动关节、固定底盘、自动剥线机构、自动进线机构、自动焊接单元、双目摄像头和主控制器；
所述机械臂臂体可单独控制，由于承载自动进线机构、自动剥线机构、自动焊接单元和双目摄像头；所述活动关节由步进电机控制；所述固定底盘用于固定两个机械臂臂体；所述自动进线机构用于向接线端子运送剥离好的信号线；所述自动剥线机构用于实现信号线的自动剥离；所述自动焊接单元用于实现已穿好接线端子信号线的自动焊接；所述主控制器负责控制所述的两个机械臂臂体按一定操作命令转动和运行；所述的电流互感器安装在所述的绝缘机柜下部单独空间；所述双目摄像头用于拍摄和识别待焊接端子。
进一步地，所述机械臂臂体为铝合金材料，具有6自由度，能够实时检测主控制的控制命令，控制个活动关节的电机按照一定命令运行，实现机械臂的空间操纵。
进一步地，所述活动关节由步进电机控制，可由其他类型的直流或交流电机代替。
进一步地，所述固定底盘为铸铁材料，与所述机械臂臂体配重比为2∶1。
进一步地，所述自动剥线机构，能够实现对待焊接信号线的机械自动剥离，并能够对剥离的信号线进行360度的旋拧；
进一步地，所述自动进线机构，能够将所述自动剥线机构剥离的信号线送至所述自动焊接结构处。
进一步地，所述自动焊接机构，包括进锡机构和焊接头，能够实现将所述自动剥线机构剥离的信号线与信号柜接线端子的自动焊接。
进一步地，所述双目摄像头，像素为500万，能够识别出带焊接接线端子并辅助所述机械臂臂体定位。
进一步地，所述主控制器，能够同时控制所述两个机械臂臂体的运行和双目摄像头对接线端子的识别。
本发明所提出的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，适用于信号柜接线端子，尤其适用于铁路供电系统需大量人工焊接的信号柜。在接线端子与信号线焊接时，所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置能够自动检测和识别待焊接信号端子，通过自动剥线、穿线和焊接替代传统人工焊接的耗时耗力及焊接精度、可靠度不高的问题。
本发明的有益效果是：一种信号柜接线端子的自动焊接装置，能够提升设备生产效率50％，在人工辅助作用下，实现单个接线端子30分钟以内焊接完成。在全自动模式下，实现线号自动识别和接线自动切剥，使单个接线端子的焊接在10分钟内完成，能够使焊接效率提高80％，规范了信号柜接线端子焊接程序，实现了标准化、程序化焊接。
附图说明
图1是本发明一种信号柜接线端子的自动焊接装置一较佳实施例的结构示意图；
图2是信号柜接线端子的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：
11-机械臂1臂体 12-自动焊接机构
13-固定底盘 14-机械臂1底座
15-步进电机 16-双目摄像头
17-机械臂1关节 18-主控制器
121-进锡机构 122-焊接头
21-机械臂2臂体 22-自动进线机构
23-固定底盘 24-机械臂2底座
25-步进电机 26-双目摄像头
27-机械/2关节 28-主控制器
27-机械臂关节 28-主控制器
29-自动进线机构
221-推线器 222-端子固定支架
223-接线端子拨片 224-进线管
31-接线端子底座 32-接线端子拨片
321-接线端子背面拨片 322-接线端子正面拨片
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
图1为本发明一种信号柜接线端子的自动焊接装置。如图1所示，本实施例包括：机械臂1臂体11、自动焊接机构12、固定底盘13/23、机械臂1底座14、步进电机15、双目摄像头16、机械臂1关节17、主控制器18/28、机械臂2臂体21、自动进线机构22、机械臂2底座24、步进电机25、双目摄像头26、机械臂2关节27、自动剥线机构29，其中自动焊接机构12包括进锡机构121和焊接头122，自动进线机构包括推线器221、端子固定支架222、接线端子拨片223、进线管224。
所述机械臂1臂体11和机械臂2臂体21安装于所述固定底盘13/23上；所述机械臂1关节17、机械臂2关节27备用于连接所述机械臂1臂体11和机械臂2臂体21的各个部分；所述两个双目摄像头分别安装于所述机械臂1臂体上11和机械臂2臂体21上；所述自动焊接机构12安装于所述机械臂1臂体11最前端；所述自动进线机构22和所述自动剥线机构29安装于所述机械臂2臂体21最前端。
进一步地，所述主控制器18/28为以DSP为控制器的控制单元。
进一步地，所述自动焊接机构12包括进锡机构121和焊接头122，其中焊接头122功率为100W，最高工作温度达300℃。
进一步地，所述机械臂1臂体11和机械臂2臂体21的材料为高强度铝合金。
具体来说，本实施例中的主控制器DAP内置模数转换器速率为1Msps，对机械臂1臂体和机械臂2臂体的单个控制周期为50ms，主控制器为步进电机提供供电电源和驱动电信号，采集500万像素双目摄像头拍摄的环境信息并识别接线端子；本实施例可在5秒内实现单个接线端子的焊接任务。
图2为本发明一种信号柜接线端子的自动焊接装置要进行焊接的信号柜接线端子的结构示意图。如图2所示，本实施例中，接线端子拨片32包含接线端子背面拨片321和接线端子正面拨片322。
本发明的一种超高速开关式故障限流装置的具体工作流程为：
在所述机械臂2臂体21上承载的双目摄像头26检测到待焊接信号端子底座31后，由主控制器18/28控制机械臂2臂体21运动至其附近；
在所述机械臂2臂体21上承载的双目摄像头26进一步检测到接线端子正面拨片322后，有所述机械臂2臂体21操纵自动进线机构22运动至接线端子正面拨片322处，由所述端子固定支架222配合双目摄像头26固定所述接线端子正面拨片322；
当所述接线端子正面拨片322被固定后，然后由所述进线管224配合推线器221实现自动穿线；
其后，由所述控制器18/28操作所述机械臂1臂体11带动自动焊接机构12完成接线端子正面拨片322和信号线的焊接，焊接过程中，进锡机构121配合焊接头实现焊接，焊接过程≤2秒。
焊接完成后，由所述主控制器18/28控制所述机械臂1臂体11和所述机械臂2臂体21回至初始位置，然后进行下一个接线端子拨片焊接流程。
本发明基于多自由度机械臂和机器视觉，能够提升设备生产效率50％，在人工辅助作用下，实现单个接线端子30分钟以内焊接完成。在全自动模式下，实现线号自动识别和接线自动切剥，使单个接线端子的焊接在10分钟内完成，能够使焊接效率提高80％，规范了信号柜接线端子的焊接程序，实现了标准化、程序化焊接。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于，包括：
机械臂臂体、活动关节、固定底盘、自动剥线机构、自动进线机构、自动焊接单元、双目摄像头和主控制器；
所述机械臂臂体可单独控制，由于承载自动进线机构、自动剥线机构、自动焊接单元和双目摄像头；所述活动关节由步进电机控制；所述固定底盘用于固定两个机械臂臂体；所述自动进线机构用于向接线端子运送剥离好的信号线；所述自动剥线机构用于实现信号线的自动剥离；所述自动焊接单元用于实现已穿好接线端子信号线的自动焊接；所述主控制器负责控制所述的两个机械臂臂体按一定操作命令转动和运行；所述的电流互感器安装在所述的绝缘机柜下部单独空间；所述双目摄像头用于拍摄和识别待焊接端子。
2.根据权利要求1所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于：所述机械臂臂体为铝合金材料，具有6自由度，能够实时检测主控制的控制命令，控制个活动关节的电机按照一定命令运行，实现机械臂的空间操纵。
3.根据权利要求1所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于：所述活动关节由步进电机控制。
4.根据权利要求1所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于：所述固定底盘为铸铁材料，与所述机械臂臂体配重比为2∶1。
5.根据权利要求1所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于：所述自动剥线机构，能够实现对待焊接信号线的机械自动剥离。
6.根据权利要求1所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于：所述自动进线机构，能够将所述自动剥线机构剥离的信号线送至所述自动焊接结构处。
7.根据权利要求1所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于：所述自动焊接结构，能够实现将所述自动剥线机构剥离的信号线与信号柜接线端子的自动焊接。
8.根据权利要求1所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于：所述双目摄像头，能够识别出带焊接接线端子并辅助所述机械臂臂体定位。
9.根据权利要求1所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于：所述主控制器，能够同时控制所述两个机械臂臂体的运行和双目摄像头对接线端子的识别。
10.根据权利要求1所述的一种信号柜接线端子的自动焊接装置，其特征在于，包括：权利要求1所述机械臂臂体两组，双目摄像头两个。
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