CN113327793B - 一种开关的自动装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关的自动装配设备，包括呈字形交接的三条输送带、设置于三条输送带交接处的装配井和一推动机构，装配井一侧设有一转臂转移机构，装配井内上方对称设置有一进气口和一抽气口，装配井内设有端子装配机构、线材输送机构和线材固定机构，转臂转移机构包括连接座、转臂、气缸以及与活塞杆相连接的吸取板，吸取板的底部设有一圈弹性围栏，弹性围栏内侧的吸取板上设有多个吸盘，本发明将开关的装配过程于一相对封闭的装配井内进行，装配前及装配过程中通入经过滤的洁净空气来保持装配过程中的无尘环境，以相对低廉的成本达到无尘装配效果。

Description

一种开关的自动装配设备

技术领域

本发明涉及一种开关的自动装配设备。

背景技术

现有技术中开关的装配一般都在普通车间或无尘车间内通过人工或自动化设备进行装配，而现实情况是由于没有相关的硬性规定，开关装配用的无尘车间并非真正的无尘，仍会有少量的粉尘漂浮，这些粉尘在装配过程中将落入开关内部，随着长时间使用会影响开关的使用寿命和可靠性；而要真正实现在无尘环境内进行装配或在真空环境内通过机械臂进行开关装配，显然会极大提高开关生产厂家的设备购置成本。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种开关的自动装配设备。

本发明的技术方案是：一种开关的自动装配设备，包括呈T字形交接的三条输送带、设置于三条输送带交接处的装配井和一用于推动开关座至装配井顶部的推动机构，所述装配井内设有装配机构，所述装配井一侧设有一转臂转移机构，三条输送带分别用于输送开关座、开关壳体和开关成品，用于输送开关壳体和开关成品的两输送带呈直线状连接，用于输送开关座的输送带与另两轨道呈直角状连接；

所述装配井内上方对称设置有一进气口和一抽气口，所述装配井内设有多根导向柱，各所述导向柱的顶端与装配井的顶部保持间距，所述装配井内上下移动连接有一开关座放置板，所述开关座放置板上具有与各导向柱相对应的导向孔，各所述导向柱穿过对应的导向孔，所述开关座放置板顶端中部还设有一定位槽，所述定位槽内设有永磁体，所述定位槽的位置与开关座的凸起部位相对应；

所述装配机构包括设置于装配井内上方的端子装配机构和设置于装配井内下方的线材装配机构；

所述端子装配机构包括设置于装配井外部的料斗、输送槽以及设置于装配井一侧的第一气缸，所述第一气缸的活塞杆上设有一顶帽，所述装配井的侧壁上设有第一长孔，所述活塞杆与顶帽设置于第一长孔内；

所述线材装配机构包括对称设置在装配井内的线材输送机构和线材固定机构，所述线材输送机构包括一转向轮、两阻尼轮、一定长张紧机构、一夹钳机构和一切断机构，所述装配井一侧设有一贯穿装配井外部的第二长孔，所述夹钳机构伸缩连接在第二长孔内，所述切断机构设置于第二长孔靠近装配井的一端；

所述夹钳机构包括一套管以及开合连接在套管端部的两钳体，所述套管的上下两侧分别设有第一转座和第二转座，两所述第一转座上分别转动连接有第二气缸，两所述钳体的中部转动连接在第二转座上且其尾端弯折后与第二气缸的活塞杆相连接，所述第二长孔内设有与第二气缸及钳体相对应的两长槽，两所述长槽远离装配井的一端上还各固定有一第三气缸，两所述第三气缸的活塞杆与第一转座的背面相连接，所述切断机构上设有切断刀；

所述线材固定机构包括第四气缸和固定在第四气缸活塞杆端部的压帽，所述装配井上设有与第四气缸相对应的第三长孔，所述第四气缸的活塞杆和压帽伸缩连接在第三长孔内；

所述转臂转移机构包括固定在装配井一侧的连接座、转动连接在连接座上的转臂、设置在转臂上的吸取机构以及驱动转臂进行转动的第二伺服电机，所述吸取机构包括固定在转臂上的第五气缸以及设置于转臂下方并与第五气缸活塞杆相连接的吸取板，所述吸取板的底部设有一圈弹性围栏，所述弹性围栏与装配井的开口处相对应，所述弹性围栏内侧的吸取板上设有多个吸盘，各所述吸盘上连接有吸气接口和进气接口；

所述吸取板下落后至装配井的开口处时弹性围栏封闭装配井，使装配井内保持一相对封闭的环境。

进一步的，所述第一长孔靠近装配井的一端设有进料通道，所述输送槽的一端连接料斗，所述进料通道的外端贯穿装配井与输送槽的另一端相连接。

进一步的，所述进料通道内还设有一与端子帽端相对应的限位凸条，所述限位凸条沿进料通道的延伸方向设置，所述第一长孔内设有与端子相对应的台阶，端子下落后其帽端正卡在台阶处，所述顶帽上具有一凸柱。

进一步的，所述第二长孔中部具有一安装腔，两所述阻尼轮和定长张紧机构设置于安装腔内，两所述阻尼轮对称设置，所述定长张紧机构包括一连杆和一固定在连杆底部的张紧块，所述安装腔顶部设有一深孔，所述连杆的顶端插入深孔内，所述深孔的开口处外侧设有一弹簧座，所述弹簧座和张紧块之间连接有一弹簧，所述弹簧套置于连杆上，所述张紧块的下端为光滑的弧面。

进一步的，所述安装腔和长孔的连接处为一喇叭口。

进一步的，所述装配井的开口处具有起到导向作用的坡面，所述装配井的开口处还设有用于避让线材的避位槽。

进一步的，所述推动机构包括一固定于输送开关座的输送带一侧的安装架、固定于安装架顶部的第六气缸、上下滑动连接在安装架的滑槽上并与第六气缸的活塞杆相连接的第七气缸以及固定在第七气缸的活塞杆端部的推板。

进一步的，所述压帽的端部具有一导向槽，所述导向槽呈直角勾状且其内一侧为坡面。

本发明的有益效果是：

1、本发明将开关的装配过程于一相对封闭的装配井内进行，装配前及装配过程中通入经过滤的洁净空气来保持装配过程中的无尘环境，以相对低廉的成本达到无尘装配效果，达到保证开关品质的目的；

2、呈T字形交接的三条输送带布局方式利于装配设备和生产设备组成一条生产线，可减少设备的占用空间，且该布局方式可尽量减少转臂转移机构的多余动作，有利于提高装配效率；

3、竖井式的装配井结构可进一步使装配设备更为紧凑，以减少设备占用厂房的空间；

4、开关座置于开关座放置板上，并和开关座放置板同时升降且共同被导向柱限位，在装配过程中可有效避免开关座因受力而产生位移；

5、装配井的顶部结构、开关座放置板的结构配合推动机构可使开关座准确定位；

6、开关座装配完端子和线材后随开关座放置板上升，开关座放置板上顶开关座使开关座与位于吸取板下方的开关壳体相结合，结合完毕后完成装配的成品开关随即被吸取板及转臂转移机构移出装配井送至输送带上，加工节凑更为紧凑，加工效率高；

7、装配井内端子装配机构、线材输送机构和线材固定机构根据装配井内空间狭窄的特点而设计，结构紧凑简单，故障率低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中开关座放置板的结构示意图；

图3是本发明中端子装配机构的局部放大图；

图4是图1中A部的放大图；

图5是本发明中夹钳机构的结构示意图；

图6是本发明中线材装配机构进行线材固定时的工作状态图；

图7是本发明中吸取板的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1所示，一种开关的自动装配设备，包括呈T字形交接的三条输送带以及设置于三条输送带交接处的装配井1，所述装配井1内设有装配机构，所述装配井1一侧设有一转臂转移机构，其中，三条输送带分别用于输送开关座2、开关壳体3和开关成品，用于输送开关壳体3和开关成品的两输送带呈直线状连接，用于输送开关座2的输送带与另两轨道呈直角状连接，该设计的依据是：开关座2和开关壳体3的制造设备分别沿对应的输送带呈直角状排列，相比其他布局方式可减少设备的占用空间；且由于转臂转移机构的摆动方向：是吸取开关壳体3、转移至装配井1上方、吸取开关成品转移至输出开关成品的输送带、复位；因此该输送带的布局方式可尽量减少转臂转移机构的多余动作，有利于提高装配效率；

所述装配井1内上方对称设置有一进气口和一抽气口，在开关的装配前及装配过程中，抽气口抽出装配井1的空气，进气口向装配井1内输送经过滤的洁净空气，以保持装配井1内的环境及空气洁净，避免装配过程中有粉尘落入影响开关的最终品质；

所述装配井1内设有四根呈正方形排列的导向柱6，各所述导向柱6的顶端与装配井1的顶部保持间距，该间距一般为5～20mm，具体以开关座2的厚度为准；所述装配井1内设有一开关座放置板7，所述开关座放置板7上具有与各导向柱6相对应的导向孔8，各所述导向柱6穿过对应的导向孔8，所述装配井1下方设有一由第一伺服电机驱动的丝杆组件9，所述丝杆组件9的丝杆延伸入装配井1内并与开关座放置板7的底部相转动连接，丝杆组件9的丝杆伸缩可驱动开关座放置板7在装配井1内进行升降并于合适的高度停留，而导向杆的设置有利于保持开关座放置板7的稳定性，避免在装配过程中开关座放置板7产生偏移；

如图2所示，所述开关座放置板7顶端中部还设有一定位槽，所述定位槽内设有永磁体10，该定位槽与开关座2的凸起部位相对应，永磁体10的设置用于吸附开关座2内的不锈钢件，使开关座2易于定位在开关座放置板7上，并便于各导向杆穿过开关座放置板7后继续穿过开关座2四个角上的通孔，以对开关座放置板7进行限位，避免在装配过程中开关座2产生偏移，以提高装配的精度；

需要说明的是，丝杆组件9的丝杆行程上限设置以限位杆的顶部和开关座放置板7顶部相齐平为准，以便于初始时开关座2可准确的放置在开关座放置板7中部并通过磁吸自校准位置；

所述装配机构包括设置于装配井1内上方的端子装配机构11和设置于装配井1内下方的线材装配机构；

结合图3所示，所述端子装配机构11包括设置于装配井1外部的料斗、输送槽以及设置于装配井1一侧的第一气缸12，所述第一气缸12的活塞杆上设有一顶帽13，所述装配井1的侧壁上设有与顶帽13相对应的第一长孔，所述活塞杆与顶帽13设置于第一长孔内，所述第一长孔靠近装配井1的一端设有进料通道14，所述输送槽的一端连接料斗，所述进料通道14的外端贯穿装配井1与输送槽的另一端相连接，第一气缸12的活塞杆带动顶帽13伸出时，顶帽13穿入位于长孔内的端子15后将端子15送出第一长孔，并将端子15压入开关座2对应的安装槽内；

具体的，为使端子15的输送更为顺畅，并避免端子15在输送过程中产生倾斜，所述进料通道14内设有一与端子15帽端相对应的限位凸条，所述限位凸条沿进料通道14的延伸方向设置，使端子15的帽端在限位凸条和进料通道14的内壁之间滚动前行，所述第一长孔内设有与端子15相对应的台阶17，端子15下落后其帽端正卡在台阶17处，而顶帽13上具有一凸柱18，顶帽13伸出时凸柱18插入端子15内，可避免顶帽13输送或压入端子15时端子15从顶帽13上脱落；

需要说明的是，为将端子15按顺序依次送入输送槽，所述料斗上还设有振动机构和挡板机构，鉴于目前已有类似的诸多成熟公知技术，该部分结构在此不再进行详细的说明；

所述线材装配机构包括对称设置在装配井1内的线材输送机构19和线材固定机构20；

所述线材输送机构19包括一转向轮21、两阻尼轮22、一定长张紧机构23、一夹钳机构24和一切断机构25，所述装配井1一侧设有一贯穿装配井1外部的第二长孔，所述第二长孔中部具有一安装腔26，所述转向轮21设置于第二长孔外侧；

结合图4所示，两所述阻尼轮22和定长张紧机构23设置于安装腔26内，两所述阻尼轮22对称设置，所述定长张紧机构23包括一连杆27和一固定在连杆27底部的张紧块28，所述安装腔26顶部设有一深孔，所述连杆27的顶端插入深孔内，所述深孔的开口处外侧设有一弹簧座29，所述弹簧座29和张紧块28之间连接有一弹簧30，所述弹簧30套置于连杆27上；

具体的，所述张紧块28的下端为光滑的弧面，以避免和线材产生过多的摩擦导致出线不畅；

具体的，所述安装腔26和长孔的连接处为一喇叭口，以避免线材在该连接处产生过大的弯折；

结合图5所示，所述夹钳机构24包括一套管31以及开合连接在套管31端部的两钳体32，所述套管31的上下两侧分别设有第一转座33和第二转座34，两所述第一转座33上分别转动连接有第二气缸35，两所述钳体32的中部转动连接在第二转座34上且其尾端弯折后与第二气缸35的活塞杆相连接，两第二气缸35可驱动两钳体32进行开合，所述第二长孔内设有与第二气缸35及钳体32相对应的两长槽，两所述长槽远离装配井1的一端上还各固定有一第三气缸36，两所述第三气缸36的活塞杆与第一转座33的背面相连接，因此，在第三气缸36驱动下夹钳机构24可沿长孔及长槽伸入装配井1内或缩回；

所述切断机构25设置于第二长孔靠近装配井1的一端内侧，所述切断机构25上设有切断刀，所述切断刀以气缸或其他可驱动切断刀进行上下位移的类似机构为动力源；

线材卷绕于一卷盘上并位于装配井1外部，线材的一端依次穿过转向轮21、两阻尼轮22之间、定长张紧机构23下方后插入并穿出套管31，两所述钳体32夹持线材的端部；

上述结构中，夹钳机构24可夹持线材进行伸缩，在装配过程中，夹钳机构24拉出线材与端子连接后，夹钳机构24打开两钳体32退回，然后两钳体32闭合使夹钳机构24仍然夹持线材保持准备装配状态，切断机构25切断延伸出第二长孔的线材；定长张紧机构23配合两阻尼轮22使线材始终保持绷直状态，且在夹钳机构24的伸缩过程中下压线材，使安装腔26内的线材的长度始终保持足够夹钳机构24可顺畅拉出的长度；

结合图6所示，所述线材固定机构20包括第四气缸37和固定在第四气缸37活塞杆端部的压帽38，所述装配井1上设有与第四气缸37相对应的第三长孔，所述第四气缸37的活塞杆和压帽38伸缩连接在第三长孔内，所述压帽38的端部具有一导向槽，所述导向槽呈直角勾状且其内一侧为坡面；

上述结构中，当开关座2安装完端子15下行至合适位置后，夹钳机构24夹持线材伸出，使线材的端部穿过端子15露出，压帽38在第四气缸37驱动下也伸出，顶在端子15一端使线材弯折，并在夹钳、端子15和压帽38共同作用下，位于端子15两端的线材被压扁变形，与端子15固定；

为便于开关座2进入装配井1，所述装配井1的开口处具有起到导向作用的坡面，所述装配井1的开口处还设有避位槽，以避让装配完成的线材；

所述转臂转移机构包括固定在装配井1一侧的连接座39、转动连接在连接座39上的转臂40、设置在转臂40上的吸取机构以及驱动转臂40进行转动的第二伺服电机，所述吸取机构包括固定在转臂40上的第五气缸41以及设置于转臂40下方并与第五气缸41活塞杆相连接的吸取板42；

结合图7所示，所述吸取板42的底部设有一圈弹性围栏43，所述弹性围栏43与装配井1的开口处相对应，所述弹性围栏43内侧的吸取板42上设有多个吸盘44，各所述吸盘44上连接有吸气接口和进气接口；

上述结构中，第二伺服电机驱动转臂40按预设的行程进行摆动，当转臂40摆动至输送开关壳体3的输送带上方时，第五气缸41驱动吸取板42下行，使吸取板42与一开关壳体3的表面相抵接，吸盘44上的吸气接口吸气，将开关壳体3吸起，然后吸取板42复位，转臂40转动至装配井1上方，如已有一开关座2进入装配井1内准备进行装配，吸取板42下行，将开关壳体3置于装配井1内顶部保持吸住状态，同时，吸取板42的弹性围栏43及吸取板42封闭装配井1的开口处，使装配井1内保持一相对封闭的环境；

还包括一推动机构，所述推动机构包括一固定于输送开关座2的输送带一侧的安装架45、固定于安装架45顶部的第六气缸46、上下滑动连接在安装架45的滑槽上并与第六气缸46的活塞杆相连接的第七气缸47以及固定在第七气缸47的活塞杆端部的推板48，所述推板48位于输送带的前侧，用于推动开关座2至合适的位置以准确落入装配井1的开口处。

本发明的工作原理是：开关座2和开关壳体3同时由相应的生产设备向装配井1方向逐件输送，在开关座2被推动机构推动落入装配井1的过程中，转臂转移机构吸取最近的一开关壳体3并摆动至装配井1上方，至开关座2准确落在开关座放置板7上时，开关座放置板7下降，转臂转移机构的吸取板42连同开关壳体3也下降，使开关壳体3位于装配井1的顶部，而吸取板42和吸取板42下方的围栏封闭装配井1，装配井1内的进气口和抽气口同时工作，吸除开关座2、开关壳体3及装配井1内可能存在的粉尘，并洁净装配井1内的环境；开关座2下降至对应的高度，则端子装配机构11和线材装配机构将对应的端子15及线材装配至开关座2上，装配完毕后，开关座放置板7上升复位，压迫开关座2与位于装配井1内顶部的开关壳体3进行结合，开关座2和开关壳体3结合为成品后，吸取板42上升，带动成品开关离开装配井1，并将成品开关转移至对应的输送带上方，吸盘44的进气接口输气，使成品开关脱落；而该过程中，又一开关座2已被推送至装配井1顶部，转臂转移机构复位准备吸取下一开关壳体3，重复上述动作，进行另一开关的自动装配。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种开关的自动装配设备，其特征在于：包括呈T字形交接的三条输送带、设置于三条输送带交接处的装配井和一用于推动开关座至装配井顶部的推动机构，所述装配井内设有装配机构，所述装配井一侧设有一转臂转移机构，三条输送带分别用于输送开关座、开关壳体和开关成品，用于输送开关壳体和开关成品的两输送带呈直线状连接，用于输送开关座的输送带与另两轨道呈直角状连接；

所述装配井内上方对称设置有一进气口和一抽气口，所述装配井内设有多根导向柱，各所述导向柱的顶端与装配井的顶部保持间距，所述装配井内上下移动连接有一开关座放置板，所述开关座放置板上具有与各导向柱相对应的导向孔，各所述导向柱穿过对应的导向孔，所述开关座放置板顶端中部还设有一定位槽，所述定位槽内设有永磁体，所述定位槽的位置与开关座的凸起部位相对应；

所述装配机构包括设置于装配井内上方的端子装配机构和设置于装配井内下方的线材装配机构；

所述端子装配机构包括设置于装配井外部的料斗、输送槽以及设置于装配井一侧的第一气缸，所述第一气缸的活塞杆上设有一顶帽，所述装配井的侧壁上设有第一长孔，所述活塞杆与顶帽设置于第一长孔内；

所述线材装配机构包括对称设置在装配井内的线材输送机构和线材固定机构，所述线材输送机构包括一转向轮、两阻尼轮、一定长张紧机构、一夹钳机构和一切断机构，所述装配井一侧设有一贯穿装配井外部的第二长孔，所述夹钳机构伸缩连接在第二长孔内，所述切断机构设置于第二长孔靠近装配井的一端；

所述夹钳机构包括一套管以及开合连接在套管端部的两钳体，所述套管的上下两侧分别设有第一转座和第二转座，两所述第一转座上分别转动连接有第二气缸，两所述钳体的中部转动连接在第二转座上且其尾端弯折后与第二气缸的活塞杆相连接，所述第二长孔内设有与第二气缸及钳体相对应的两长槽，两所述长槽远离装配井的一端上还各固定有一第三气缸，两所述第三气缸的活塞杆与第一转座的背面相连接，所述切断机构上设有切断刀；

所述线材固定机构包括第四气缸和固定在第四气缸活塞杆端部的压帽，所述装配井上设有与第四气缸相对应的第三长孔，所述第四气缸的活塞杆和压帽伸缩连接在第三长孔内；

所述转臂转移机构包括固定在装配井一侧的连接座、转动连接在连接座上的转臂、设置在转臂上的吸取机构以及驱动转臂进行转动的第二伺服电机，所述吸取机构包括固定在转臂上的第五气缸以及设置于转臂下方并与第五气缸活塞杆相连接的吸取板，所述吸取板的底部设有一圈弹性围栏，所述弹性围栏与装配井的开口处相对应，所述弹性围栏内侧的吸取板上设有多个吸盘，各所述吸盘上连接有吸气接口和进气接口；

所述吸取板下落后至装配井的开口处时弹性围栏封闭装配井，使装配井内保持一相对封闭的环境。

2.根据权利要求1所述的一种开关的自动装配设备，其特征在于：所述第一长孔靠近装配井的一端设有进料通道，所述输送槽的一端连接料斗，所述进料通道的外端贯穿装配井与输送槽的另一端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种开关的自动装配设备，其特征在于：所述进料通道内还设有一与端子帽端相对应的限位凸条，所述限位凸条沿进料通道的延伸方向设置，所述第一长孔内设有与端子相对应的台阶，端子下落后其帽端正卡在台阶处，所述顶帽上具有一凸柱。

4.根据权利要求3所述的一种开关的自动装配设备，其特征在于：所述第二长孔中部具有一安装腔，两所述阻尼轮和定长张紧机构设置于安装腔内，两所述阻尼轮对称设置，所述定长张紧机构包括一连杆和一固定在连杆底部的张紧块，所述安装腔顶部设有一深孔，所述连杆的顶端插入深孔内，所述深孔的开口处外侧设有一弹簧座，所述弹簧座和张紧块之间连接有一弹簧，所述弹簧套置于连杆上，所述张紧块的下端为光滑的弧面。

5.根据权利要求4所述的一种开关的自动装配设备，其特征在于：所述安装腔和长孔的连接处为一喇叭口。

6.根据权利要求5所述的一种开关的自动装配设备，其特征在于：所述装配井的开口处具有起到导向作用的坡面，所述装配井的开口处还设有用于避让线材的避位槽。

7.根据权利要求6所述的一种开关的自动装配设备，其特征在于：所述推动机构包括一固定于输送开关座的输送带一侧的安装架、固定于安装架顶部的第六气缸、上下滑动连接在安装架的滑槽上并与第六气缸的活塞杆相连接的第七气缸以及固定在第七气缸的活塞杆端部的推板。

8.根据权利要求7所述的一种开关的自动装配设备，其特征在于：所述压帽的端部具有一导向槽，所述导向槽呈直角勾状且其内一侧为坡面。

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