CN202487459U - 一种接线开关的全自动装配生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接线开关的全自动装配生产线，由安装在机架上的振动送料盘、传动机构、定位机构、组装机械手、注脂机构、预紧力检测机构、导通检测机构、视觉检测系统组成，具有十三个工位，还设置有用于控制生产线工作的触摸式的控制面板。这种接线开关的全自动装配生产线采用机械设备代替传统手工组装开关，实现接线开关的自动化装配和检测，设备的设计生产速率可达20件/分钟，为人工组装速度的5倍，设备的运行效率大于等于95%，组装的产品合格率大于等于98%，大大提高了生产效率、节省了人力资源，适用于接线开关的大批量生产，有利于提高企业的竞争力。

Description

一种接线开关的全自动装配生产线

技术领域

本实用新型涉及工业生产设备，具体是一种接线开关的全自动装配生产线。

背景技术

接线开关由盒芯下座、支承片、接线片、接触片、盒芯上盖和按钮组成，每一个配件依次安装到盒芯下座上，为一道工序，其装配过程中还需要在接线片上添加导电油脂。传统的接线开关生产方式是通过工人手工装配，每一道工序由一个到数个工人同时进行，装配后的半成品送到下一工序的工人进行装配，但由于开关的组件较多，全部工序完成需要较多的人力，而且手工装配的效率低，不适宜接线开关的大批量生产，影响企业的竞争力。

因此，申请人设计一种能自动装配接线开关的生产设备，该设备上包括每一个配件的安装工序和接线片的添脂工序，实现接线开关的全自动装配。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种接线开关的全自动装配生产线，代替传统手工自动完成开关的装配。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种接线开关的全自动装配生产线，包括机架，所述机架上安装有传动机构，所述传动机构两旁的机架上设置有多个用于送料的振动送料盘，振动送料盘上设置有分料机构，所述传动机构由步进电机、连接电机输出轴的链轮和设置在链轮上的传动链条组成，所述传动链条上固定有夹具，所述夹具上设置有用于定位开关的安装槽，所述夹具的两端设置有斜面，所述沿传动链条传送方向的两侧设置有多组定位机构，所述定位机构由定位气缸、夹紧气缸和分别安装在定位气缸、夹紧气缸上的V型块组成，所述V型块的开口相对，所述定位气缸、夹紧气缸分别设置在传动链条的两侧，V型块在两端夹紧夹具并与夹具的斜面相配合进行定位，所述机架上设置有多组分别用于安装一种配件的组装机械手，所述组装机械手设置在振动送料盘一侧，所述组装机械手设置在定位机构上方，所述组装机械手包括导轨、连接抽真空机的用于吸取物料的吸嘴、驱动吸嘴上下运动的安装气缸、驱动安装气缸沿导轨水平运动的移动气缸，所述导轨的一端对应振动送料盘的出料通道，导轨的另一端对应定位后的夹具的安装槽位置。

优选的，所述链轮为由单向轴承驱动作单向转动的齿轮，当设备停止时，链轮不会出现反转的情况，当相邻两组夹具定位时中间的链条处于松弛的状态，降低夹具夹紧和放开时产生的振动对机台的影响，提高定位的精度，同时也延长设备的使用寿命。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹紧气缸的V型压块上对应夹具的安装槽位置设置有小压块，所述小压块通过压缩弹簧活动设置在V型压块上。小压块用于压紧位于安装槽上的盒芯下座，提高定位的精度。

进一步，所述机架上还设置有注脂机构，所述注脂机构设置在定位机构上方，所述注脂机构包括盛装油脂的带活塞的油脂筒、驱动活塞的压脂气缸、设置在油脂筒下方出口的添脂片、驱动添脂片前后运动的添脂气缸、设置在添脂片运动路线上方的注脂针、驱动注脂针上下运动的注脂气缸，所述添脂片上设置有落脂孔，所述落脂孔的孔径大于注脂针的直径，所述添脂片运动到最前方时落脂孔位于注脂针的正下方。注脂机构能自动为开关的接线片添加油脂，每次添加的量固定为落脂孔的体积，不会出现添加过多而造成浪费的情况。

作为上述技术方案的进一步改进，所述落脂孔的上下端设置有环绕落脂孔并与添脂片接触的橡胶圈，添脂片下方设置有油脂回收盒。当添脂片在添脂气缸的驱动下运动时，橡胶圈能把添脂片上多余的油脂刮下，油脂回收盒对刮下的油脂进行收集回收，既保证每次添加的油脂为定量值，同时回收的油脂可以循环再用，不会造成油脂的浪费，节省原料，降低生产成本。

作为上述技术方案的进一步改进，所述注脂气缸的推头上还设置有压料片，所述压料片上设置有导槽，压料片通过穿过导槽的螺栓活动安装在注脂气缸上。压料片用于在添加油脂时压紧接线片进行定位和在注脂针上升时压紧接线片使其不跟随注脂针上升，压料片跟随注脂气缸的推头运动，压料片还可在导槽的范围内相对注脂气缸的推头上下运动。在添脂前压料片的下端低于注脂针的下端，当注脂气缸驱动注脂针下降时，压料片同时下降，并先与接线片接触，将接线片压紧，方便注脂针添加油脂；当添脂完毕注脂气缸驱动注脂针上升时，压料片在重力的作用下继续压紧接线片，等注脂针完全脱离接线片后，压料片才在推头的作用下跟随上升回到原来位置。

进一步，所述机架上还设置有预紧力检测机构，所述预紧力检测机构包括设置在定位机构上方的支架，所述支架上设置有最大预紧力检测气缸和最小预紧力气缸，所述最大、最小预紧力气缸下方对应夹具上的开关位置分别设置有由最大、最小预紧力气缸驱动的检测头，所述检测头下降的路线上设置有对射光纤传感器，所述对射光纤传感器连接PLC控制电路。预紧力检测机构用于检测开关是否有漏装接触片和支承片的弹力是否合适，保证产品的质量；其检测过程为：当夹具定位在预紧力检测机构下方时，最大预紧力检测气缸带动检测头向下压开关的按钮（气缸的压力由精密压力调节阀控制），若盒芯的支承片变形或支撑力过大，引致按钮不能换向时，检测头不能到达指定的高度，对射光纤传感器通过光通量的变化检测到盒芯异常并将信息回馈到PLC，若检测头能将按钮顺利换向则传感器检测到按钮正常；同理，最大预紧力检测气缸完成动作后，最小预紧力检测气缸驱动检测头向下压按钮（气缸的压力由精密压力调节阀控制），若盒芯的支承片变形或支撑力过小，引致按钮换向时，检测头超过了指定的高度，对射光纤传感器通过光通量的变化检测到盒芯异常并将信息回馈到PLC，若检测头不能将按钮换向则传感器检测到按钮正常。

进一步，所述机架上还设置有导通检测机构，所述导通检测机构包括设置在定位机构上方的检测气缸，所述检测气缸下方的推头上通过绝缘板安装有两个由检测气缸驱动上下运动的检测触头，所述检测触头分别对应夹具上开关两端的导电部分，所述检测触头连接有电源。导通检测机构用于检测开关是否出现缺件和其导通能力的好坏，当定位机构将夹具定位后，检测气缸带动两个检测触头向下分别接触开关的接线片和支承片并通电，若接通则盒芯正常，反之则异常。

进一步，所述机架上还设置有至少一组视觉检测系统，所述视觉检测系统包括设置在定位后的夹具上方的摄像头、设置在摄像头四周的遮光罩、设置在夹具上方并朝向夹具照射的光源、连接摄像头输出端用于对摄像头拍摄的影像进行分析处理的计算机，所述计算机的输出端连接有报警装置和/或自动排出装置。视觉检测装置的摄像头将生产线上的产品拍摄为影像并传输到计算机上，通过与输入在计算机上的数据进行对比，判断产品有没有出现接触片反装、按钮反装、支承片或接线片变形或反装、塑料件不满模等缺陷，如果判断为合格品，则产品继续输送到下一工序，如果判断为有缺陷的不合格品，则由计算机控制报警装置报警或控制自动排出装置将产品排出生产线。视觉检测系统的设置节省了抽检产品的步骤，而且能保证本生产线生产的产品合格率大于等于98%。

进一步，所述机架上还设置有用于控制生产线的触摸式的彩色控制面板，直观易用，便于人们控制生产线的工作过程。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种接线开关的全自动装配生产线采用机械设备代替传统手工组装开关，实现接线开关的自动化装配和检测，设备的设计生产速率可达20件/分钟，为人工组装速度的5倍，设备的运行效率大于等于95%，组装的产品合格率大于等于98%，大大提高了生产效率、节省了人力资源，适用于接线开关的大批量生产，有利于提高企业的竞争力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的整机示意图；

图2是本实用新型传动机构的结构示意图；

图3是本实用新型夹具的结构示意图；

图4是本实用新型定位机构的结构示意图； 

图5是本实用新型组装机械手的结构示意图；

图6是组装机械手的结构示意图之二（没有防尘罩）；

图7是图6中A处的放大示意图；

图8是本实用新型注脂机构的结构示意图；

图9是注脂机构的剖视图；

图10是注脂机构的添脂片与固定架的结构示意图；

图11是注脂机构的添脂片的俯视图

图12是本实用新型预紧力检测机构的结构示意图；

图13是本实用新型导通检测机构的结构示意图；

图14是本实用新型视觉检测系统的结构示意图；

图15是视觉检测系统的原理框图。

附图标号说明：1、机架，2、振动送料盘，3、组装机械手，9、控制面板，11、步进电机，12、链轮，13、传动链条，14、夹具，140、安装槽，141、凸起，142、斜面，21、定位气缸，22、夹紧气缸，23、V型压块，24、V型压块，25、小压块，26、压缩弹簧，31、导轨，32、移动气缸，33、安装气缸，34、吸嘴，35、压簧，36、压块，37、防尘罩，38、缓冲器，41、油脂筒，42、活塞，43、压脂气缸，44、添脂片，440、落脂孔，45、添脂气缸，46、注脂针，47、注脂气缸，48、橡胶圈，49、橡胶圈，50、油脂回收盒，51、压料片，511、导槽，512、导槽，513、导槽，61、支架，62、最大预紧力气缸，63、最小预紧力气缸，64、检测头，65、检测头，66、对射光纤传感器，67、对射光纤传感器，71、检测气缸，72、绝缘板，73、检测触头，74、检测触头，81、摄像头，82、遮光罩，83、光源，84、计算机，85、报警装置，86、自动排出装置。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提供了一种接线开关的全自动装配生产线，由安装在机架1上的振动送料盘2、分料机构、传动机构、定位机构、组装机械手3、注脂机构、预紧力检测机构、导通检测机构、视觉检测系统组成，具有十三个工位，其中每个工位上都设置有定位机构，组装机械手3的数量由开关配件的数目决定，在本实施例中，共具有5台组装机械手3，注脂机构位于安装接线片的组装机械手3后，预紧力检测机构、导通检测机构、视觉检测系统分别处在生产线的最后方用于对产品进行检测，此外，机架1上还设置有用于控制生产线工作的触摸式的彩色控制面板9。

参照图2至图4，所述传动机构由步进电机11、连接电机11输出轴的链轮12和设置在链轮12上的传动链条13组成，优选的，所述链轮12为由单向轴承驱动作单向转动的齿轮，传动链条13上固定有夹具14，夹具14上设置有用于定位开关的安装槽140，安装槽140内壁设置有用于夹紧开关的凸起141，夹具140的两端设置有斜面142。传动链条13传送方向的两侧设置有多组定位机构。定位机构由定位气缸21、夹紧气缸22和分别安装在定位气缸21、夹紧气缸22上的V型块23、24组成，所述V型块23、24的开口相对，定位气缸21、夹紧气缸22分别设置在传动链条13的两侧，V型块23、24在两端夹紧夹具14并与夹具14的斜面142相配合进行定位。进一步，夹紧气缸22的V型压块24上对应夹具14的安装槽140位置设置有小压块25，所述小压块25通过压缩弹簧26活动设置在V型压块24上，小压块25用于压紧位于安装槽140上的盒芯下座，提高定位的精度。

参照图5至图7，所述机1上设置有数台用于安装各种配件的组装机械手3，每一台组装机械手3对应安装一种配件，组装机械手3设置在振动送料盘2一侧，组装机械手3设置在定位机构上方。所述组装机械手3包括导轨31、连接抽真空机的用于吸取物料的吸嘴34、驱动吸嘴34上下运动的安装气缸33、驱动安装气缸33沿导轨31水平运动的移动气缸32，导轨31的一端对应振动送料盘2的出料通道并设置有缓冲器38，导轨31的另一端对应定位后的夹具14的安装槽140位置，吸嘴34从振动送料盘2的出料通道处利用真空吸取物料，并由移动气缸32沿导轨31输送到夹具14上方，安装气缸33驱动吸嘴34下降将物料安装在夹具14的安装槽140内，吸嘴34放开真空上升。进一步，吸嘴34通过压簧35与安装气缸33的推头弹性连接，所述吸嘴34旁边设置有用于在吸嘴34放开真空上升时压紧物料的压块36。组装机械手3上还设置有防尘罩37。

参照图8至图11，所述注脂机构包括盛装油脂的带活塞42的油脂筒41、驱动活塞42的压脂气缸43、设置在油脂筒41下方出口的添脂片44、驱动添脂片44前后运动的添脂气缸45、设置在添脂片44运动路线上方的注脂针46、驱动注脂针46上下运动的注脂气缸47，所述添脂片44上设置有落脂孔440，所述落脂孔440的孔径大于注脂针46的直径，所述添脂片44运动到最前方时落脂孔440位于注脂针46的正下方。进一步，所述落脂孔440的上下端设置有环绕落脂孔440并与添脂片44接触的橡胶圈48、49，添脂片44下方设置有油脂回收盒50。进一步，所述注脂气缸47的推头上还设置有压料片51，所述压料片51上设置有导槽511、512、513，压料片51通过穿过导槽的螺栓活动安装在注脂气缸47上。注脂机构能自动为开关的接线片添加油脂，每次添加的量固定为落脂孔的体积，并对多出的油脂进行回收利用，不会出现添加过多而造成浪费的情况。

参照图12，机架1上还设置有预紧力检测机构，预紧力检测机构包括设置在定位机构上方的支架61，所述支架61上设置有最大预紧力检测气缸62和最小预紧力气缸63，所述最大、最小预紧力气缸62、63下方对应夹具14上的开关位置分别设置有由最大、最小预紧力气缸62、63驱动的检测头64、65，所述检测头64、65下降的路线上设置有对射光纤传感器66、67，所述对射光纤传感器66、67连接PLC控制电路。预紧力检测机构用于检测开关是否有漏装接触片和支承片的弹力是否合适，保证产品的质量。

参照图13，所述机架1上还设置有导通检测机构，所述导通检测机构包括设置在定位机构上方的检测气缸71，所述检测气缸71下方的推头上通过绝缘板72安装有两个由检测气缸71驱动上下运动的检测触头73、74，所述检测触头73、74分别对应夹具14上开关两端的导电部分，所述检测触头73、74连接有电源。导通检测机构用于检测开关是否出现缺件和其导通能力的好坏，当定位机构将夹具14定位后，检测气缸71带动两个检测触头73、74向下分别接触开关的接线片和支承片并通电，若接通则盒芯正常，反之则异常。

参照图14、15，所述机架1上还设置有至少一组的视觉检测系统，所述视觉检测系统包括设置在定位后的夹具14上方的摄像头81、设置在摄像头81四周的遮光罩82、设置在夹具14上方并朝向夹具14照射的光源83、连接摄像头81输出端用于对摄像头81拍摄的影像进行分析处理的计算机84，所述计算机84的输出端连接有报警装置85和/或自动排出装置86，报警装置85可为闪烁灯或者蜂鸣器，自动排出装置86可为由计算机84控制的电动气缸和气缸推头。视觉检测装置的摄像头81将生产线上的产品拍摄为影像并传输到计算机84上，通过与输入在计算机84上的数据进行对比，判断产品有没有出现接触片反装、按钮反装、支承片或接线片变形或反装、塑料件不满模等缺陷，如果判断为合格品，则产品继续输送到下一工序，如果判断为有缺陷的不合格品，则由计算机84控制报警装置85报警或控制自动排出装置86将产品排出生产线。视觉检测系统的设置节省了抽检产品的步骤，而且能保证本生产线生产的产品合格率大于等于98%。

本实用新型的接线开关的全自动装配生产线采用振动盘送料2，步进电机11带动传动链条13传动，组装机械手3采用真空吸取的形式进行组装，带有缺料检测、预紧力检测、导通检测及视觉系统检测等功能，控制方面由PLC控制，操作界面为彩色触摸屏，直观易用。整机的工作原理及动作流程：整机由上料到卸料总共有十三个工作工位，PLC控制步进电机移动一个工位，并由电眼检测到位后，各个工位的定位机构对传动链条13上的夹具14进行定位，第一个工位由盒芯下座振动送料盘2及其分料机构对盒芯下座进行送料，与此同时，当其它工位的执行机构在PLC记忆到所在工位有料时便工作，若无料则相应工位的执行元件不工作。为了提高整机的工作效率，所有执行机构在不干涉的情况下都同时工作，例如：传动链条13传动的过程中，所有的组装机械手3分别吸取相应的物料，并带到指定的工位上方，待夹具14定位完成便执行安装指令。开关在流水线上的组装顺序为：振动盘送料，分料机构将盒芯下座推至夹具14上→振动盘送料，组装机械手3将分料机构上的支承片安装到所在夹具14的盒芯下座上→振动盘送料，组装机械手3将分料机构上的接线片安装到所在夹具14的盒芯下座上→注脂机构将少量油脂添加在接线片的触点上→振动盘送料，组装机械手3将分料机构上的接触片安装到所在夹具14的盒芯下座上→振动盘送料，组装机械手3将分料机构上的盒芯上盖安装到所在夹具14的盒芯下座上→检测接触片是否安装正确→振动盘送料，组装机械手3将分料机构上已自动添加润滑油的按钮安装到所在夹具14的盒芯上盖上→检测开关的预紧力异常→检测开关的导通异常→视觉检测开关的整体外观→卸料。

本实用新型的一种接线开关的全自动装配生产线采用机械设备代替传统手工组装开关，实现接线开关的自动化装配和检测，设备的设计生产速率可达20件/分钟，为人工组装速度的5倍，设备的运行效率大于等于95%，组装的产品合格率大于等于98%，大大提高了生产效率、节省了人力资源，适用于接线开关的大批量生产，有利于提高企业的竞争力。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接线开关的全自动装配生产线，包括机架（1），所述机架（1）上安装有传动机构，所述传动机构两旁的机架（1）上设置有多个用于送料的振动送料盘（2），振动送料盘（2）上设置有分料机构，其特征在于：所述传动机构由步进电机（11）、连接电机输出轴的链轮（12）和设置在链轮（12）上的传动链条（13）组成，所述传动链条（13）上固定有夹具（14），所述夹具（14）上设置有用于定位开关的安装槽（140），所述夹具（14）的两端设置有斜面（142），所述沿传动链条（13）传送方向的两侧设置有多组定位机构，所述定位机构由定位气缸（21）、夹紧气缸（22）和分别安装在定位气缸（21）、夹紧气缸（22）上的V型块（23、24）组成，所述V型块（23、24）的开口相对，所述定位气缸（21）、夹紧气缸（22）分别设置在传动链条（13）的两侧，V型块（23、24）在两端夹紧夹具（14）并与夹具（14）的斜面（142）相配合进行定位，所述机架（1）上设置有多组分别用于安装一种配件的组装机械手（3），所述组装机械手（3）设置在振动送料盘（2）一侧，所述组装机械手（3）设置在定位机构上方，所述组装机械手（3）包括导轨（31）、连接抽真空机的用于吸取物料的吸嘴（34）、驱动吸嘴（34）上下运动的安装气缸（33）、驱动安装气缸（33）沿导轨（31）水平运动的移动气缸（32），所述导轨（31）的一端对应振动送料盘（2）的出料通道，导轨（31）的另一端对应定位后的夹具（14）的安装槽（140）位置。

2.根据权利要求1所述的一种接线开关的全自动装配生产线，其特征在于：所述链轮（12）为由单向轴承驱动作单向转动的齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种接线开关的全自动装配生产线，其特征在于：所述夹紧气缸（22）的V型压块（24）上对应夹具（14）的安装槽（140）位置设置有小压块（25），所述小压块（25）通过压缩弹簧（26）活动设置在V型压块（24）上。

4.根据权利要求1所述的一种接线开关的全自动装配生产线，其特征在于：所述机架（1）上设置有注脂机构，所述注脂机构设置在定位机构上方，所述注脂机构包括盛装油脂的带活塞（42）的油脂筒（41）、驱动活塞（42）的压脂气缸（43）、设置在油脂筒（43）下方出口的添脂片（44）、驱动添脂片（44）前后运动的添脂气缸（45）、设置在添脂片（44）运动路线上方的注脂针（46）、驱动注脂针（46）上下运动的注脂气缸（47），所述添脂片（44）上设置有落脂孔（440），所述落脂孔（440）的孔径大于注脂针（46）的直径，所述添脂片（44）运动到最前方时落脂孔（440）位于注脂针（46）的正下方。

5.根据权利要求4所述的一种接线开关的全自动装配生产线，其特征在于：所述落脂孔（440）的上下端设置有环绕落脂孔（440）并与添脂片（44）接触的橡胶圈（48、49），添脂片（44）下方设置有油脂回收盒（50）。

6.根据权利要求4所述的一种接线开关的全自动装配生产线，其特征在于：所述注脂气缸（47）的推头上还设置有压料片（51），所述压料片（51）上设置有导槽（511、512、513），压料片（51）通过穿过导槽（511、512、513）的螺栓活动安装在注脂气缸（47）上。

7.根据权利要求1所述的一种接线开关的全自动装配生产线，其特征在于：所述机架（1）上还设置有预紧力检测机构，所述预紧力检测机构包括设置在定位机构上方的支架（61），所述支架（61）上设置有最大预紧力检测气缸（62）和最小预紧力气缸（63），所述最大、最小预紧力气缸（62、63）下方对应夹具（14）上的开关位置分别设置有由最大、最小预紧力气缸（62、63）驱动的检测头（64、65），所述检测头（64、65）下降的路线上设置有对射光纤传感器（66、67），所述对射光纤传感器（66、67）连接PLC控制电路。

8.根据权利要求1所述的一种接线开关的全自动装配生产线，其特征在于：所述机架（1）上还设置有导通检测机构，所述导通检测机构包括设置在定位机构上方的检测气缸（71），所述检测气缸（71）下方的推头上通过绝缘板（72）安装有两个由检测气缸（71）驱动上下运动的检测触头（73、74），所述检测触头（73、74）分别对应夹具（14）上开关两端的导电部分，所述检测触头（73、74）连接有电源。

9.根据权利要求1所述的一种接线开关的全自动装配生产线，其特征在于：所述机架（1）上还设置有至少一组视觉检测系统，所述视觉检测系统包括设置在定位后的夹具（14）上方的摄像头（81）、设置在摄像头（81）四周的遮光罩（82）、设置在夹具（14）上方并朝向夹具（14）照射的光源（83）、连接摄像头（81）输出端用于对摄像头（81）拍摄的影像进行分析处理的计算机（84），所述计算机（84）的输出端连接有报警装置（85）和/或自动排出装置（86）。

10.根据权利要求1所述的一种接线开关的全自动装配生产线，其特征在于：所述机架（1）上还设置有用于控制生产线的触摸式的控制面板（9）。

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