一种微型断路器手柄扭簧组装工艺及其设备
技术领域
本发明涉及微型断路器自动组装技术领域,特别是一种微型断路器手柄扭簧组装工艺及其设备。
背景技术
目前,微型断路器由操作组件、触点、维护设备(各种脱扣器)、灭弧体系等构成。其主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,优先脱扣组件将主触点锁在合闸方位上。
采用人工把扭簧安装在手柄插孔两侧,由于扭簧本身在安装时,需要去扭转扭簧至一定的张开角度,然后再将两端与手柄壁卡接,安装难度较大。现阶段多通过操作工手动在装配线上进行装配,手动作业强度大,装配效率低,扭簧需要卡接入位,确保扭簧的两端卡接到手柄相应位置。
为此我们研发了一种微型断路器手柄扭簧组装工艺,用以解决以上问题。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种微型断路器手柄扭簧组装工艺,具有全自动安装,提高通用性,降本增效,提高良率,便于扭簧夹取移载,方便定位,利于旋转安装等优点。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种微型断路器手柄扭簧组装工艺,微型断路器手柄包括一手柄本体、一手柄卡座与一扭簧,所述手柄本体的中心位置处设有一第一定位孔,并且一端处设有一竖向的抵接壁,所述手柄卡座顶端设有一横向的U形槽,所述扭簧套设在所述第一定位孔上,其组装工艺通过组装设备实现,该组装设备包括移载机构、限位机构、扭装机构、检测机构与转盘,所述移载机构、所述限位机构、所述检测机构与所述扭装机构按顺时针方向设置在所述转盘的圆周方向上,所述移载机构、所述扭装机构、所述检测机构与所述转盘电性连接至控制器,其组装工艺包括以下步骤:
S10:为了方便扭簧的定位和夹取,所述限位机构的顶端设有一梯形槽,所述梯形槽长度方向的两侧分别设有一凸字形中空的第一限位槽与一凸字形中空的第二限位槽,所述第一限位槽插设有一第一浮动限位块,所述第二限位槽插设有一第二浮动限位块,所述梯形槽、所述第一浮动限位块与所述第二浮动限位块对直线导轨一端的扭簧进行限位;
S20:为了便于移载前的检测,所述检测机构设有一光电传感器,所述光电传感器检测所述梯形槽内是否有扭簧,如果存在所述扭簧,进行下一步操作;
S 30:为了便于扭簧的移载,所述移载机构的顶端设有一横向气缸,所述横向气缸通过第一浮动接头连接至一竖向的精密滑台,所述精密滑台的底端设有一手指气缸,所述手指气缸的底端设有一气动手指,所述气动手指设有弧口,所述弧口将所述扭簧夹取,并移动到转盘的组装治具;
S40:为了便于手柄组件的定位以及扭簧的安装,所述组装治具的一端设有一第一沉槽,所述第一沉槽的中心位置处设有一定位柱,所述定位柱自下而上依次套设有所述手柄卡座、所述手柄本体与所述扭簧;
S 50:控制器通过伺服电机控制所述转盘旋转,载有所述扭簧的所述组装治具旋转至所述扭装机构下侧,所述扭装机构顶端处设有一竖向气缸,所述竖向气缸的底端通过横板连接有一步进电机,所述步进电机的底端固定连接一旋转压头,所述旋转压头通过弧形的凸型挡台将所述扭簧扭装在所述手柄本体的顶端;
S60:重复以上步骤。
优选的,步骤S 50中,安装完成后的卡接状态为:所述扭簧的下引脚与所述抵接壁卡接,所述扭簧的上引脚与所述U形槽卡接。
优选的,一种用于实现所述微型断路器手柄扭簧组装工艺的组装设备,包括一工作台,所述工作台的中心架设有所述转盘,所述工作台位于所述转盘的四周依次设有一可调节的移载支架、一可调节的定位支架、一可调节的检测支架、一可调节的扭转支架与一不良品放置盒,所述定位支架的顶端处设有一可调节的台阶结构的扭簧定位块,所述工作台一端设有所述直线导轨,所述直线导轨与所述扭簧定位块抵接。
优选的,为了便于扭簧定位,所述扭簧定位块的一端处设有一调节台,并且另一端处设有一限位台,所述调节台设有多个第一调节孔,所述限位台的顶端设有所述梯形槽,所述梯形槽的一端设有一缺口,并且下侧设有一十字形的贯通孔,所述第一限位槽远离所述梯形槽的一侧设有一第一固定孔,所述第二限位槽远离所述梯形槽的一侧设有一第二固定孔。
优选的,为了便于扭簧与手柄组件的定位和旋转装配,所述旋转压头包括一柱形的连接部以及设置在所述连接部底端处的一抵接部,所述抵接部的底端处设有一环面,所述环面设有所述凸型挡台,并且内壁设有一环槽,所述环槽的中心位置处设有一凸柱,所述凸型挡台与所述扭簧旋转抵接,所述连接部的外壁设有多个可调节的连接孔。
优选的,为了便于扭簧移至扭装机构,所述移载支架的顶端固定有平行设置的所述横向气缸与一排第一滑块,所述第一滑块与所述精密滑台通过导轨滑动连接,所述导轨的一端通过连接块架设在所述移载支架一侧,所述连接块设有一第一油压缓冲器,所述移载支架靠近所述精密滑台的一侧设有一第二油压缓冲器,所述精密滑台的底端处设有一连接板,所述连接板的底端处设有所述手指气缸,所述手指气缸靠近所述气动手指的两侧分别设有一第一磁性开关与一第二磁性开关,所述第一磁性开关与所述第二磁性开关连接至所述控制器。
优选的,为了便于扭簧在移载前的定位,所述定位支架的顶端设有一可调节的L形板,所述L形板的顶端设有所述扭簧定位块,所述扭簧定位块长度方向的一侧设有所述光电传感器,所述光电传感器通过调节块固定至横杆,并且与所述控制器电性连接,所述横杆与所述检测支架通过十字固定夹可调节连接。
优选的,为了提高扭转装配的效率,所述扭转支架的顶端固定连接有一竖向的滑轨与所述竖向气缸,所述横板的一端与所述竖向气缸的底端通过工字件插接,并且另一端与所述滑轨通过第二滑块滑动连接,所述横板的下侧设有一第三油压缓冲器,所述竖向气缸的两端分别设有一第三磁性开关与一第四磁性开关,所述第三磁性开关、所述第四磁性开关分别与所述控制器电性连接。
优选的,为了便于转盘顶端的连续装配作业,所述转盘的中心活动连接一凸轮分割器,并且圆周方向均布有第二沉槽,所述第二沉槽与所述组装治具通过第三固定孔固定连接,所述第一沉槽的一端处设有一开口,并且另一端处设有一扇形槽,所述扇形槽与所述凸台插接。
优选的,为了给转盘提供驱动力,所述凸轮分割器的一端与所述伺服电机通过皮带传动连接,并且另一端设有一凸轮,所述凸轮抵接至一传感器探头,所述传感器探头的上侧架设有一槽型光电开关,所述槽型光电开关与所述控制器电性连接。
由于上述技术方案的运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
1.作为全自动流水线的微型断路器手柄扭簧组装设备,通过将手柄扭簧定位、移载、旋转拨动,实现了微型断路器手柄扭簧的自动安装,替代了人工组装,节省了人力,提高了工作效率,提高同系列产品使用的通用性。
2.扭簧定位块便于调节,并且设置浮动限位块,便于气动手指夹取扭簧。
3.仿形设计的旋转压头的环槽、凸柱与凸型挡台便于扭簧定位、卡接,外壁的连接孔的圆心夹角为直角,限制凸型挡台的旋转角度,提高安装效率。
4.组装治具露出第二沉槽设置,便于检测以及手柄和扭簧的装配。
5.组装治具设置开口、扇形槽、定位柱,方便定位,同时与旋转压头配合,提高扭簧安装良率。
附图说明
附图1为本发明所述微型断路器手柄扭簧的组装设备的立体图。
附图2为本发明所述微型断路器手柄扭簧的组装设备的内部结构示意图。
附图3为本发明附图2中A处的放大图。
附图4为本发明所述移载机构和限位机构的结构示意图。
附图5为本发明所述扭簧定位块的结构示意图。
附图6为本发明所述扭装机构的立体图。
附图7为本发明所述扭装机构的结构示意图。
附图8为本发明所述旋转压头的结构示意图。
附图9为本发明所述凸轮分割器和转盘的结构示意图。
附图10为本发明所述转盘的顶部结构示意图。
附图11为本发明所述组装治具的结构示意图。
附图12为本发明所述手柄本体与手柄卡座的结构示意图。
附图13为本发明所述手柄卡座的结构示意图。
附图14为本发明所述手柄本体的结构示意图。
附图15为本发明所述扭簧的结构示意图。
其中:5、上料机构;501、直线导轨;10、移载机构;1001、移载支架;1002、定位支架;11、横向气缸;111、第一浮动接头;12、精密滑台;125、电子传感器开关;13、连接板;14、手指气缸;141、第一磁性开关;142、第二磁性开关;15、气动手指;151、弧口;161、连接块;162、第一滑块;165、第一油压缓冲器;18、L形板;19、扭簧定位块;191、调节台;1910、第一调节孔;192、限位台;193、贯通孔;194、缺口;195、第一限位槽;1951、第一固定孔;196、第二限位槽;1961、第二固定孔;197、梯形槽;198、第一浮动限位块;199、第二浮动限位块;
20、扭装机构;21、扭转支架;22、滑轨;23、第二滑块;24、横板;25、步进电机;26、旋转压头;261、连接部;262、抵接部;263、连接孔;264、环面;265、凸型挡台;266、环槽;267、凸柱;27、竖向气缸;271、第三磁性开关;272、第四磁性开关;28、工字件;29、第三油压缓冲器;
30、转盘;31、第二沉槽;32、组装治具;33、开口;34、扇形槽;35、定位柱;37、第三固定孔;39、第一沉槽;
40、工作台;45、不良品放置盒;46、检测机构;461、检测支架;462、十字固定夹;463、横杆;464、调节块;465、光电传感器;
50、凸轮分割器;51、伺服电机;53、凸轮;54、传感器探头;55、槽型光电开关;60、限位机构;
100、手柄本体;101、第一弧形壁;102、第一定位孔;103、插孔;104、抵接壁;105、台阶;106、凸挡;
200、扭簧;201、下引脚;202、上引脚;
300、手柄卡座;301、第二定位孔;302、挡槽;303、U形槽;304、凸台;305、支撑挡;306、第二弧形壁。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
附图12至附图15中,一种微型断路器手柄扭簧组装工艺,微型断路器手柄包括一手柄本体100、一手柄卡座300与一扭簧200。
附图1、附图2和附图4中,一种用于实现微型断路器手柄扭簧组装工艺的组装设备,包括一工作台40,工作台40的中心架设有转盘30,工作台40位于转盘30的四周依次设有一可调节的移载支架1001、一可调节的定位支架1002、一可调节的检测支架461、一可调节的扭转支架21与一不良品放置盒45,定位支架1002的顶端处设有一可调节的台阶结构的扭簧定位块19,扭簧定位块19顶端设有浮动限位块,工作台40一端设有直线导轨501,直线导轨501与扭簧定位块19抵接,直线导轨501将扭簧200输送至扭簧定位块19的梯形槽197。
附图5和附图4中,扭簧定位块19的一端处设有一调节台191,调节台191设有多个第一调节孔1910,第一调节孔1910调节扭簧定位块19的水平距离,L形板18调节扭簧定位块19的竖向距离,扭簧定位块19的另一端处设有一限位台192,限位台192的顶端设有梯形槽197,梯形槽197的一端设有一缺口194,并且下侧设有一十字形的贯通孔193,第一限位槽195远离梯形槽197的一侧设有一第一固定孔1951,第一固定孔1951与第一浮动限位块198插接,第二限位槽196远离梯形槽197的一侧设有一第二固定孔1961,第二固定孔1961与第二浮动限位块199插接。定位支架1002、L形板18与扭簧定位块19利于扭簧200的调节安装,便于同类型产品的使用,提高微型断路器手柄扭簧组装设备的通用性。
附图8中,旋转压头26包括一柱形的连接部261以及设置在连接部261底端处的一抵接部262,抵接部262的底端处设有一环面264,环面264设有一弧形的凸型挡台265,并且内壁设有一环槽266,环槽266的中心位置处设有一凸柱267,凸柱267与扭簧200中心插接,凸型挡台265与扭簧200旋转抵接,连接部261的外壁设有两个可调节的连接孔263,相邻连接孔263的夹角为90°,凸型挡台265设置在夹角的外侧,连接孔263与凸型挡台265配合将扭簧200旋转卡接。
附图4中,移载支架1001的顶端固定有平行设置的横向气缸11与一排第一滑块162,第一滑块162与精密滑台12通过导轨16滑动连接,导轨16的一端通过连接块161架设在移载支架1001一侧,连接块161设有一第一油压缓冲器165,移载支架1001靠近精密滑台12的一侧设有一第二油压缓冲器166,第二油压缓冲器166降低横向气缸11带动精密滑台12水平移动时的振动,精密滑台12的底端处设有一连接板13,连接板13的底端处设有手指气缸14,手指气缸14靠近气动手指15的两侧分别设有一第一磁性开关141与一第二磁性开关142,第一磁性开关141与第二磁性开关142连接至控制器,控制器为PLC控制器,第一磁性开关141与第二磁性开关142控制气动手指15的上下距离。
附图3和附图4中,定位支架1002的顶端设有一可调节的L形板18,L形板18的顶端设有扭簧定位块19,扭簧定位块19长度方向的一侧设有光电传感器465,光电传感器465通过调节块464固定至横杆463,并且与PLC控制器电性连接,横杆463与检测支架461通过十字固定夹462可调节连接。光电传感器465对着梯形槽197中的扭簧200设置。
附图6和附图7中,扭转支架21的顶端固定连接有一竖向的滑轨22与竖向气缸27,横板24的一端与竖向气缸27的底端通过工字件28插接,并且另一端与滑轨22通过第二滑块23滑动连接,横板24的下侧设有一第三油压缓冲器29,竖向气缸27的两端分别设有一第三磁性开关271与一第四磁性开关272,第三磁性开关271、第四磁性开关272分别与控制器电性连接。竖向气缸27上下移动时,第二滑块23在滑轨22上上下移动,当工字件28抵接至第三油压缓冲器29时,步进电机25控制旋转压头26下压并旋转。
附图9和附图10中,转盘30的中心活动连接一凸轮分割器50,凸轮分割器50的一端与伺服电机51通过皮带传动连接,并且另一端设有一凸轮53,并且圆周方向均布有第二沉槽31,第二沉槽31与组装治具32通过第三固定孔37固定连接,第一沉槽39的一端处设有一开口33,并且另一端处设有一扇形槽34,扇形槽34与凸台304插接。凸轮53抵接至一传感器探头54,传感器探头54的上侧架设有一槽型光电开关55,槽型光电开关55与PLC控制器电性连接。
手柄本体100包括一第一弧形壁101,第一弧形壁101的中心位置处设有一第一定位孔102,并且内壁处设有一插孔103,第一弧形壁101的一端处设有一竖向的抵接壁104,并且另一端处设有一台阶105,台阶105的外壁处设有一凸挡106。
手柄卡座300设有一第二弧形壁306,第二弧形壁306通过支撑挡305连接至第二定位孔301,第二弧形壁306的顶端设有一横向的U形槽303,并且底端设有一凸台304,第二弧形壁306与支撑挡305之间设有一挡槽302,凸挡106与挡槽302卡接。手柄本体100与手柄卡座300组成卡接的组合体。
扭簧200套设在第一定位孔102上,插孔103插接一U形连接杆,其组装工艺通过组装设备实现,附图1和附图2中,该组装设备包括移载机构10、限位机构60、扭装机构20、检测机构46与转盘30,移载机构10、限位机构60、检测机构46与扭装机构20按顺时针方向设置在转盘30的圆周方向上,移载机构10、扭装机构20、检测机构46、转盘30电性连接至PLC控制器,其组装工艺包括以下步骤:
S 10:限位机构60包括自下而上依次连接的一可调节的定位支架1002、一可调节的L形板18与一可调节的扭簧定位块19,扭簧定位块19的顶端设有一梯形槽197,梯形槽197长度方向的两侧分别设有一凸字形中空的第一限位槽195与一凸字形中空的第二限位槽196,第一限位槽195插设有一上下浮动的第一浮动限位块198,第二限位槽196插设有一上下浮动的第二浮动限位块199,第一浮动限位块198与第二浮动限位块199对称设置在梯形槽197的两侧,梯形槽197、第一浮动限位块198与第二浮动限位块199对上料机构5的直线导轨501一端的扭簧200进行限位,详见附图2、附图4与附图5。
S20:检测机构46设有一检测支架461,检测支架461与光电传感器465可调节连接,光电传感器465检测梯形槽197内是否有扭簧200,如果存在扭簧200,PLC控制器控制移载机构10进行下一步操作,详见附图3、附图4与附图5。
S 30:移载机构10设有一可调节的移载支架1001,移载支架1001的顶端设有一横向气缸11,横向气缸11通过第一浮动接头111连接至一竖向的精密滑台12,精密滑台12设有上下各一个电子传感器开关125,电子传感器开关125与PLC控制器电性连接,精密滑台12的底端通过连接板13连接一手指气缸14,手指气缸14的底端设有一气动手指15,气动手指15的内壁设有弧口151,弧口151将扭簧200夹取,并移动到转盘30圆周的组装治具32上,详见附图4与附图10。
S40:附图11中,组装治具32的一端设有一第一沉槽39,第一沉槽39的中心位置处设有一定位柱35,定位柱35自下而上依次套设有手柄卡座300、手柄本体100与扭簧200,第一沉槽39的开口33搭接手柄拨杆。
S50:PLC控制器通过伺服电机51控制转盘30旋转,载有扭簧200的组装治具32旋转至扭装机构20下侧,扭装机构20自下而上依次连接有一扭转支架21、一竖向的滑轨22、一第二滑块23、一横板24与一步进电机25,扭转支架21的顶端处还设有一竖向气缸27,竖向气缸27的底端通过横板24连接有一步进电机25,步进电机25的底端固定连接一旋转压头26,工字件28的底端抵接至第三油压缓冲器29时,旋转压头26通过凸型挡台265将扭簧200扭装在手柄本体100的顶端;扭簧200的下引脚201与抵接壁104卡接,扭簧200的上引脚202与U形槽303卡接,详见附图2、附图6与附图10。
S60:重复以上步骤。
扭簧200的移载机构10从手柄扭簧限位机构60中下压扭簧的浮动限位块,气动手指15夹取扭簧200放入转盘30中手柄组件(手柄本体100与手柄卡座30组件)上,手柄组件放在定位手柄的组装治具32里,扭簧200的下引脚201与抵接壁104卡接,扭簧200的上引脚202与U形槽303卡接。转盘30旋转到下一工位,竖向气缸27下伸,旋转压头26轻压在扭簧200上,凸柱267定位在第一定位孔102里,步进电机25带动旋转压头26旋转,旋转压头26上斜置的凸型挡台265拨动扭簧200的引脚,当引脚被拨动到手柄组件26的另一个引脚卡槽位置上侧时,扭簧200的引脚从旋转压头26上的凸型挡台265滑落并进入手柄组件的引脚卡槽里。
以上仅是本发明的具体应用范例,对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案,均落在本发明权利保护范围之内。