CN207853292U - 一种自动拼装高压开关柜的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自动拼装高压开关柜的系统，包括人工配料单元、积放输送线单元、机器人安装单元、钣金固定定位单元、机器人主铆接单元、半成品柜体下线及转运单元和机器人补铆单元；人工配料单元包括集配料架；积放输送线单元包括循环设置的输送线本体；机器人安装单元包括机器人本体和移载安装夹具；钣金固定定位单元包括旋转台、九面固定定位工装台和总拼输送线；机器人主铆接单元和补铆单元均包括铆接机器人基座、铆接机器人本体和铆接送钉机，半成品柜体下线及转运单元包括电动滚筒输送台、液压升降台、柜体翻转机、输送机构和移位穿梭车。本实用新型中自动拼装高压开关柜的系统对开关柜进行拼装，自动化水平高，提高了企业的生产效率。

Description

一种自动拼装高压开关柜的系统

技术领域

本实用新型涉及10KV开关柜生产拼装技术领域，特别是涉及一种自动拼装高压开关柜的系统及方法。

背景技术

众所周知，目前行业内对10kV中置式开关柜的拼装作业完全依靠人工完成，拼装1台开关柜需要1-2人搬运工件、1人定位工件、1人进行铆打固定，自动化水平不高，人工作业劳动强度大，占用工人数量较多，且平均拼装1台开关柜时间在50-60分钟，柜体拼装质量依据个人技能水平及作业习惯层次不齐，导致产品质量不够稳定。

随着科技的不断进步，工业机器人在各个领域得到了广泛地运用，将机器人作业引入到高压开关柜的拼装作业中，代替人工进行柜体拼装作业，可以长时间连续作业，有效地将人工从繁杂的体力劳动中解脱出来，避免拼装过程中一些人工搬运、拼装对人体造成的伤害，并且能极大提高企业的生产效率，保证产品精度、质量稳定、降低操作工人技术难度和操作强度、自动化水平高等优点。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种自动拼装高压开关柜的系统，实现高压开关柜的自动拼装，提高高压开关柜的装配效率及精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种自动拼装高压开关柜的系统，包括人工配料单元、积放输送线单元、机器人安装单元、钣金固定定位单元、机器人主铆接单元、半成品柜体下线及转运单元和机器人补铆单元；

所述人工配料单元包括用于柜体零部件转运存放的集配料架；

所述积放输送线单元包括循环设置的输送线本体，所述输送线本体用于对柜体零部件进行输送，所述输送线本体上设置有固定上料工位、顶升定位和多个托盘；所述固定上料工位与所述人工配料单元相邻设置，所述固定上料工位用于人工上料，所述固定上料工位上设置有阻挡器；所述顶升定位上设置有托盘顺序防呆装置；

所述机器人安装单元与所述顶升定位相邻设置，所述机器人安装单元包括机器人基座、多轴机器人本体、夹具放置台和移载安装夹具，所述多轴机器人本体设置于所述机器人基座上，所述移载安装夹具设置于所述夹具放置台上，所述多轴机器人本体与所述移载安装夹具连接，所述机器人本体控制所述移载安装夹具的取料和移动；

所述钣金固定定位单元包括旋转台、设置于所述旋转台上的九面固定定位工装台和总拼输送线，所述钣金固定定位单元与所述移载安装夹具相邻设置，所述移载安装夹具用于吸附起柜体零部件并安装于所述九面固定定位工装台上形成预拼柜体，所述总拼输送线设置于所述九面固定定位工装台下方，所述总拼输送线用于对所述预拼柜体进行输送；

所述机器人主铆接单元包括铆接机器人基座、铆接机器人本体和铆接送钉机，所述铆接机器人本体设置于所述铆接机器人基座上，所述铆接机器人本体上设置有铆钉枪，所述铆钉枪吸附所述铆接送钉机中的铆钉并对所述预拼柜体进行铆接，所述预拼装柜体完成预铆接后形成半成品柜体；

所述半成品柜体下线及转运单元与所述总拼输送线相邻设置，所述半成品柜体下线及转运单元包括电动滚筒输送台、液压升降台、柜体翻转机、输送机构和移位穿梭车，所述电动滚筒输送台设置于所述液压升降台台面上，所述柜体翻转机设置于所述电动滚筒输送台出柜体方向前端，所述输送机构的一端与翻转后的所述柜体翻转机连接，所述移位穿梭车能与所述输送机构的另一端相接，所述输送机构用于将翻转后的所述半成品柜体输送到所述移位穿梭车上；

所述机器人补铆单元包括补铆机器人基座、补铆机器人本体、补铆送钉机和半成品旋转定位台，所述移位穿梭车用于将所述预拼柜体输送到所述半成品旋转定位台，所述补铆机器人本体设置于所述补铆机器人基座上，所述补铆机器人本体上设置有铆钉枪，所述铆钉枪吸附所述补铆送钉机中的铆钉并对所述预拼柜体进行补铆。

可选的，所述集配料架包括右前侧板及左前侧板料架、左后侧板及右后侧板料架、大弯板料架、左右立柱料架、触头盒上弯板及触头盒安装料架、前顶盖及后顶盖料架和底板料架。

可选的，所述人工配料单元还包括立柱悬臂吊和移载夹具，所述立柱悬臂吊包括立柱本体、旋转关节、悬臂轨道和平衡吊，所述立柱本体通过所述旋转关节与所述悬臂轨道连接，所述悬臂轨道与所述平衡吊相连接，所述平衡吊与所述移载夹具相连接；所述移载夹具包括真空吸盘、工件种类切换机构和重心调节机构，所述工件种类切换机构与所述真空吸盘连接，所述工件种类切换机构用于调整所述真空吸盘的位置和方向，所述重心调节机构用于调整所述移载夹具的重心。

可选的，所述输送线本体包括驱动电机和呈L形的循环积放链，所述驱动电机用于驱动所述积放链循环传动，所述积放链的拐角处依次设置有第一旋转模块、第一顶升横移、第二旋转模块和第二顶升横移。

可选的，每个所述托盘的不同位置处均设置有对柜体零部件进行定位的定位销，所述定位销设置的位置与不同的柜体零部件相对应；每个所述托盘底面均设置有顺序防呆感应片，所述顺序防呆感应片于每个所述托盘底面设置的位置均不同，所述顶升定位上设置有能感应所述顺序防呆感应片的接近感应开关。

可选的，所述输送线本体上设置有20个所述托盘，每相邻5个所述托盘为一组，每组所述托盘包括一个省料托盘，所述省料托盘上设置有能交叉对叠放置左后侧板及右后侧板、大弯板、前顶盖及后顶盖和底板的定位销。

可选的，所述多轴机器人本体为六轴机器人，所述六轴机器人的六轴法兰面上设置有快换头机器人侧和对柜体零部件位置进行拍照定位补偿的视觉系统，所述移载安装夹具包括大夹具和小夹具，所述大夹具和所述小夹具上均设置有快换头工具侧，通过所述快换头机器人侧和所述快换头工具侧的切换配合实现所述大夹具和所述小夹具的快速切换。

可选的，所述旋转台与所述多轴机器人本体集成连接，所述多轴机器人本体能控制所述旋转台在任意平面内角度进行旋转；所述九面固定定位工装台包括底板安装面、左前侧板安装面、左后侧板安装面、前顶盖安装面、后顶盖安装面、触头盒总成安装面、大弯板安装面、右前侧板安装面、右后侧板安装面和总拼输送线，所述九面固定定位工装台上设置有与柜体零部件相对应的定位销。

可选的，所述铆接机器人本体和所述补铆机器人本体上均设置有铆钉孔定位视觉系统；所述铆接送钉机与所述补铆送钉机结构相同，均包括圆震盘、直震盘、铆钉推拉机构和铆钉取料到位检测机构，所述圆震盘和所述直震盘连接，铆钉在所述圆震盘中经过震动输送后到达所述直震盘，所述直震盘与所述铆钉推拉机构连接，所述铆钉推拉机构将所述直震盘中的铆钉输送给所述铆钉枪。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的一种自动拼装高压开关柜的系统采用多轴机器人作为整套系统的核心执行系统，精度高、速度快，可扩展性高，拼装开关柜时采用无人化作业，通过机器人取料、安装等，省时省人工，提高了工作效率，降低了公司运营成本；通过本实用新型中自动拼装高压开关柜的系统对高压开关柜进行拼装，自动化水平高，保证了产品精度，实现了集中配料、定点上料，单人即可完成，降低了人工的作业强度，提高了企业的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统的结构示意图；

图2为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中前后顶盖集配料架的结构示意图；

图3为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中触头盒安装板以及触头盒上弯板集配料架的结构示意图；

图4为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中立柱悬臂吊的结构示意图；

图5a为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中真空吸盘翻转切换前移载夹具的结构示意图；

图5b为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中真空吸盘翻转切换后移载夹具的结构示意图；

图6为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中积放输送线单元的结构示意图；

图7为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中右前侧板托盘的结构示意图；

图8为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中机器人安装单元的结构示意图；

图9为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中大夹具的结构示意图；

图10为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中钣金固定定位单元的结构示意图；

图11为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中柜体右侧面安装固定面的结构示意图；

图12为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中机器人主铆接单元的结构示意图；

图13为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中送钉机的结构示意图；

图14为本实用新型自动拼装高压开关柜的系统中半成品柜体下线及转运单元的结构示意图；

其中，1-人工配料单元，2-积放输送线单元，3-机器人安装单元，4-钣金固定定位单元，5-机器人主铆接单元，6-半成品柜体下线及转运单元，7-机器人补铆单元，8-后顶盖，9-前顶盖，10-触头盒安装板，11-触头盒上弯板，12-旋转关节，13-立柱本体，14-移载夹具，15-悬臂轨道，16-平衡吊，17-重心调节机构，18-工件种类切换机构，19-真空吸盘，20-阻挡器，21-输送线本体，22-驱动电机，23-第一旋转模块，24-第一顶升横移，25-顶升定位，26-托盘顺序防呆装置，27-托盘，28-第二顶升横移，29-第二旋转模块，30-右前侧板固定孔，31-定位销，32-右前侧板，33-导向，34-支撑块，35-顶升定位孔，36-顺序防呆感应片，37-可调节定位销，38-六轴机器人，39-快换头机器人侧，40-机器人基座，41-第一快换头保护罩，42-小夹具，43-大夹具，44-第二快换头保护罩，45-底板安装面，46-快换头工具侧，47-夹具框架，48-接线盒，49-吸盘位置切换气缸，50-吸盘，51-切换滑轨，52-真空发生器组，53-左侧面安装面，54-前顶盖安装面，55-后顶盖安装面，56-触头盒总成安装面，57-大弯板安装面，58-总拼输送线，59-右侧面安装面，60-旋转台，61-触头盒总成，62-右后侧板，63-大弯板，64-铆钉枪，65-铆接机器人本体，66-铆接机器人基座，67-铆接送钉机，68-圆震盘，69-铆钉推拉机构，70-直震盘，71-铆钉取料到位检测机构，72-电动滚筒输送台，73-液压翻转缸，74-柜体翻转机，75-板链驱动链轮及传动轴，76-板链输送电机罩壳，77-输送板链，78-板链输送线，79-翻转轴承支座，80-液压升降台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供一种自动拼装高压开关柜的系统，如图1所示，包括人工配料单元1、积放输送线单元2、机器人安装单元3、钣金固定定位单元4、机器人主铆接单元5、半成品柜体下线及转运单元6和机器人补铆单元7。

人工配料单元1包括用于柜体零部件转运存放的集配料架。

如图6所示，积放输送线单元2包括循环设置的输送线本体21，输送线本体21上设置有固定上料工位、顶升定位25和多个托盘27；多个托盘27中分别装入不同的柜体零部件，输送线本体21用于对托盘27进行输送；所述固定上料工位上设置有阻挡器20，所述阻挡器20用于控制托盘27的走停，托盘27输送到所述固定上料工位处停止，所述固定上料工位与人工配料单元1相邻设置，所述固定上料工位用于人工上料，需要人工上料完成给出确定命令后，输送线本体21继续对托盘27输送；顶升定位25上设置有托盘顺序防呆装置26，托盘27输送到顶升定位25上时，机器人安装单元3通过托盘顺序防呆装置26判断当前托盘是否为所需托盘，若判断为不是则启动报警，由人工介入查找原因，若判断为是，则机器人安装单元3抓取托盘27上的柜体零部件，机器人安装单元3抓取完当前托盘上柜体零部件后给出顶升定位25放行信号，空托盘会顺着输送线本体21继续输送。

机器人安装单元3与顶升定位25相邻设置，如图8所示，机器人安装单元3包括机器人基座40、多轴机器人本体、夹具放置台和移载安装夹具；所述多轴机器人本体设置于机器人基座40上，所述移载安装夹具设置于所述夹具放置台上，所述多轴机器人本体与所述移载安装夹具连接，所述机器人本体控制所述移载安装夹具移动并夹取托盘27内的柜体零部件。

如图10所示，钣金固定定位单元4包括旋转台60、设置于旋转台60上的九面固定定位工装台和总拼输送线58，旋转台60能够使所述九面固定定位工装台在任意平面内角度进行旋转，保证在所述多轴机器人的服务半径内不会出现盲区。钣金固定定位单元4与所述移载安装夹具相邻设置，所述移载安装夹具用于吸附起柜体零部件并安装于所述九面固定定位工装台上形成预拼柜体，总拼输送线58设置于所述九面固定定位工装台下方，总拼输送线58用于对所述预拼柜体进行输送。

如图12所示，机器人主铆接单元5包括铆接机器人基座66、铆接机器人本体65和铆接送钉机67，铆接机器人本体65设置于铆接机器人基座66上，铆接机器人本体65上设置有铆钉枪64，铆钉枪64吸附铆接送钉机67中的铆钉并对所述预拼柜体进行预铆接，预拼装柜体完成预铆接后形成半成品柜体，并落到总拼柜输送线58上。

如图14所示，半成品柜体下线及转运单元6与总拼输送线58相邻设置，半成品柜体下线及转运单元6包括电动滚筒输送台72、液压升降台80、柜体翻转机74、输送机构和移位穿梭车，总拼输送线58将所述半成品柜体输送到电动滚筒输送台72上，电动滚筒输送台72设置于液压升降台80的台面上，柜体翻转机74设置于电动滚筒输送台72出柜体方向前端，电动滚筒输送台72将所述半成品柜体输送到柜体翻转机74上，柜体翻转机74将所述半成品柜体翻转90°，所述输送机构的一端与翻转后的柜体翻转机74连接，翻转后的半成品柜体输送到所述输送机构上，所述移位穿梭车移动到与所述输送机构的另一端相接，所述输送机构将翻转后的所述半成品柜体输送到所述移位穿梭车上。如图14提供了一种优选的输送机构形式即板链输送线78，板链输送线78包括板链驱动链轮及传动轴75、输送板链77和板链输送电机罩壳76，通过板链驱动链轮及传动轴75驱动输送板链77实现将翻转后的所述半成品柜体输送到所述移位穿梭车上。

所述机器人补铆单元包括补铆机器人基座、补铆机器人本体、补铆送钉机和半成品旋转定位台，所述补铆机器人基座、补铆机器人本体、补铆送钉机分别与所述铆接机器人基座、铆接机器人本体、铆接送钉机的结构相同，所述移位穿梭车将所述半成品柜体输送到所述半成品旋转定位台，所述半成品旋转定位台结构与旋转台60类似，所述半成品旋转定位台对所述半成品柜体进行精定位并固定，防止在补铆过程中出现跑位现象；所述补铆机器人本体设置于所述补铆机器人基座上，所述补铆机器人本体上设置有铆钉枪，所述铆钉枪吸附所述补铆送钉机中的铆钉并对所述半成品柜体进行补铆，直至所述半成品柜体上的铆钉孔全部铆接完毕，完成高压开关柜的自动拼装。

为了便于对柜体零部件的转运存放，于本实施例中，人工配料单元1设置有7种集配料架，包括右前侧板及左前侧板料架、左后侧板及右后侧板料架、大弯板料架、左右立柱料架、触头盒上弯板及触头盒安装料架、前顶盖及后顶盖料架和底板料架；其中，前顶盖及后顶盖料架如图2所示，触头盒上弯板及触头盒安装板料架如图3所示，由于触头盒形状特殊，所以，所述触头盒上弯板及触头盒安装料架采用尼龙托盘形式，其它料架的结构与图示两个料架的结构类似，只要能实现其相应的柜体零部件的转运和存放即可。

为了便于对一些较重的柜体零部件取料，于本实施例中，如图4所示，人工配料单元1还包括立柱悬臂吊和移载夹具14，所述立柱悬臂吊包括立柱本体13、旋转关节12、悬臂轨道15和平衡吊16，立柱本体13通过旋转关节12与悬臂轨道15连接，悬臂轨道15与平衡吊16相连接，平衡吊16与移载夹具14相连接，通过立柱本体13上旋转关节12的旋转带动悬臂轨道15旋转，同时配合平衡吊16的移动带动移载夹具14移动，以立柱本体13为中心、悬臂轨道15为半径的旋转范围内，辅助配料工人对一些较重的柜体零部件进行取料，从而降低配料工人的劳动强度。

由于柜体零部件种类和外形较多，为了使移载夹具14适应多种柜体零部件的抓取，于本实施例中，如图4、图5a和图5b所示，移载夹具14包括真空吸盘19、工件种类切换机构18和重心调节机构17，工件种类切换机构18与真空吸盘19连接，重心调节机构17设置于移载夹具14上，重心调节机构17用于调整移载夹具14的重心，工件种类切换机构18用于调整真空吸盘19的位置和方向，在人工上料时根据不同种类的柜体零部件，由人工判断是否通过工件种类切换机构18调整真空吸盘19的位置和方向。进一步地，于本实施例中，移载夹具14中还设置有用于控制工件种类切换机构18的运行的控制按钮，通过所述控制按钮实现调整真空吸盘19的位置和方向。

为了更方便地使积放输送线系统2与人工配料单元1、机器人安装单元3相配合，于本实施例中，如图1和图6所示，输送线本体21设置为呈L形的闭路循环积放链，所述积放链由输送线本体21上设置的驱动电机22驱动循环传动。进一步地，为了便于托盘27在所述积放链上循环传动，于本实施例中，如图6所示，所述积放链的拐角处依次设置有第一旋转模块23、第一顶升横移24、第二旋转模块29和第二顶升横移28，托盘27在所述固定上料工位完成上料后，顺着所述积放链的流向依次经过第一旋转模块23、第一顶升横移24后到达顶升定位25，在顶升定位25处托盘上装载的柜体零部件会由机器人安装单元3抓取，机器人安装单元3抓取完当前托盘上柜体零部件后给出顶升定位25放行信号，空托盘会顺着所述积放链的流向分别经过第二旋转模块29、第二顶升横移28、最终再次流转到所述固定上料工位，进行下一个作业循环。

为了避免人工在托盘27上放置柜体零部件时出现放错的情况，于本实施例中，每个托盘27的不同位置处均设置有对柜体零部件进行定位的定位销，所述定位销设置的位置与不同的柜体零部件相对应，从而通过各个柜体零部件具有不同工艺孔的特征，使每个托盘27只能放置对应的柜体零部件。如图7示出了右前侧板托盘对应右前侧板进行了相应的设置，右前侧板托盘中设置的定位销31和可调节定位销37分别对应于右前侧板上设置的右前侧板固定孔30，右前侧板托盘中还设置有与顶升定位25相对应的顶升定位销。左前侧板托盘、左后及后右侧板托盘、前后顶盖及底板托盘、触头盒总成及大弯板托盘结构及定位设置，同所述右前侧板的上述设置类似，均是在其托盘上设置了与其对应的柜体零部件相对应的定位销，使每个托盘只能放置相对应的柜体零部件。

进一步地，每个托盘27的不同位置处设置的对柜体零部件进行定位的定位销，还可以实现预装零散小部件的功能，如触头盒总成等，通过各零散小部件上的工艺孔以及托盘27上设置的与所述工艺孔相对应的定位销，通过人工在托盘27上对各零散小部件紧固连接，将所述各零散小部件高精度的预装在一起，有效防止了各零散小部件漏装、错装及移载夹具复杂化的设计。

进一步地，为了保证托盘27流转过程中不会出现变形，每个托盘27上都设置了较多的支撑点，于本实施例中，以右前侧板托盘为例，如图7所示，右前侧板托盘上设置了多个导向33和支撑块34等，其他托盘结构与右前侧板托盘的上述设置类似，均设置有如右前侧板托盘中设置的多个导向33和支撑块34等的支撑点。

为了便于机器人安装单元3通过托盘顺序防呆装置26检测当前托盘是否为程序里所需托盘，每个托盘27底面均设置有顺序防呆感应片，所述顺序防呆感应片于每个托盘27底面设置的位置均不同，即每个托盘27底面设置的顺序防呆感应片的位置是唯一的，顶升定位25下面设置有能感应所述顺序防呆感应片的接近感应开关；于本实施例中，以右前侧板托盘为例，如图7所示，右前侧板托盘上设置了顺序防呆感应片36，顶升定位25下面设置有能感应顺序防呆感应片36的五个接近感应开关，当托盘27到达顶升定位25处时，托盘27底部的顺序防呆感应片36会触发安装在顶升定位25下面的五个接近感应开关中相应的一个，从而使托盘顺序防呆装置26判断出该托盘是否为程序里需要的托盘，如果是则由机器人安装单元3抓取该托盘上的工件，如果不是则发出报警信号，以提醒工作人员。

为了尽量较少托盘27的个数，对于一些结构、形状相仿的柜体零部件可交叉对叠放置，于本实施例中，输送线本体21上设置有20个托盘27，每相邻5个托盘27为一组，每组托盘包括一个省料托盘，所述省料托盘上设置有能交叉对叠放置左后侧板及右后侧板、大弯板、前顶盖及后顶盖和底板的定位销，进而实现左后侧板及右后侧板、大弯板、前顶盖及后顶盖和底板的交叉对叠放置，有效减少了托盘27的总数，降低了成本。

为了使所述多轴机器人具有更高的生产活动灵活性，于本实施例中，如图8所示，所述多轴机器人本体为六轴机器人38。进一步地，为了确保六轴机器人38抓取柜体零部件的精确性，于本实施例中，六轴机器人38的六轴法兰面上设置有快换头机器人侧39及视觉系统，通过所述视觉系统对来料的托盘位置进行拍照定位补偿，每次拍摄两次，确认无误后，六轴机器人38抓取该托盘上的柜体零部件。

整个高压开关柜柜体由九个差异较大的柜体零部件组成，为了保证取料及安装时不出现干涉的情况，于本实施例中，如图8-9所示，所述移载安装夹具包括大夹具43和小夹具42，大夹具43和小夹具42上均设置有快换头工具侧46，通过快换头机器人侧39和快换头工具侧46的切换配合实现大夹具43和小夹具42的快速切换，有效节省大夹具43和小夹具42切换时间，同时保证了所述移载安装夹具与六轴机器人38的连接精度。

其中大夹具43的详细结构如图9所示，大夹具43包括第二快换头保护罩44、快换头工具侧46、夹具框架47、接线盒48、吸盘位置切换气缸49、吸盘50、切换滑轨51和真空发生器组52，其中吸盘50为16个，吸盘位置切换气缸49为两个；大夹具43配备有第二快换头保护罩44。大夹具43可以兼容的工件有：左前侧板、左后侧板、右前侧板、右后侧板及触头盒总成61，为实现对不同工件的吸附，通过控制吸盘位置切换气缸49进行吸盘50位置的切换，并根据各个具体的柜体零部件控制相应的吸盘50开启真空吸附，用不到的吸盘50则不会启动；小夹具42的工作原理与大夹具43基本相同，相比只是没有设置吸盘位置切换气缸，小夹具42可以兼容的工件有：大弯板、前后顶盖及底板，小夹具42配备有第一快换头保护罩41。大夹具43和小夹具42在切换时会有专门的放置台进行放置，放置台和所述移载安装夹具通过销孔定位以保证六轴机器人38和所述移载安装夹具对接时精度可靠。

为了便于控制旋转台60的旋转，于本实施例中，旋转台60与所述多轴机器人本体集成连接，所述多轴机器人本体能控制旋转台60在任意平面内角度进行旋转；如图10所示，所述九面固定定位工装台包括底板安装面45、左侧面安装面53(即左前侧板安装面和左后侧板安装面)、前顶盖安装面54、后顶盖安装面55、触头盒总成安装面56、大弯板安装面57、右侧面安装面59(即右前侧板安装面和右后侧板安装面)和总拼输送线58，所述九面固定定位工装台上设置有与柜体零部件中的工艺孔相对应的定位销。于本实施例中，通过大夹具43依次安装右前侧板、左前侧板、左后侧板和右后侧板，然后通过六轴机器人38切换成小夹具42安装大弯板，大弯板安装完成后通过六轴机器人38切换成大夹具43，安装触头盒总成，使右前侧板、左前侧板、左后侧板、右后侧板、大弯板和触头盒总成拼装在一起，然后六轴机器人38再次切换成小夹具42，依次安装前顶盖、后顶盖和底板，至此，九个柜体零部件的预拼工作完成。

为了确保铆接机器人本体65和补铆机器人本体铆接过程的精确性，于本实施例中，铆接机器人本体65和所述补铆机器人本体上均设置有铆钉孔定位视觉系统，所述铆钉孔定位视觉系统与机器人安装单元3中的视觉系统的工作原理相同。

铆钉枪64是机器人主铆接单元5和机器人补铆单元7中重要的结构之一，于本实施例中，铆钉枪64选用进口Gesipa品牌，具有铆接速度快，寿命长，结构小巧的特点，尤其适合安装在机器人上。

为满足柜体中铆钉不同规格的需求，于本实施例中，采用2台铆接送钉机67进行送钉工作，如图13所示，铆接送钉机67主要包括圆震盘68、直震盘70、铆钉推拉机构69和铆钉取料到位检测机构71，圆震盘68和直震盘70连接，铆钉在圆震盘68中经过震动输送后到达直震盘70，铆钉取料到位检测机构71检测铆钉是否到位，直震盘70与铆钉推拉机构69连接，铆钉推拉机构69将直震盘70中的铆钉输送给铆钉枪64。所述补铆送钉机结构与铆接送钉机67的结构相同。

本实用新型还提供了一种利用所述自动拼装高压开关柜的系统的自动拼装高压开关柜的方法，如图1-14所示，包括如下步骤：

(1)按顺序将集配料架中存放的柜体零部件取出并放到固定上料工位相对应的托盘27上。

首先，在柜体零部件仓库中配料工人将所需柜体零部件放入相对应的7种集配料架上，即右前侧板及左前侧板料架、左后侧板及右后侧板料架、大弯板料架、左右立柱料架、触头盒上弯板及触头盒安装料架、前顶盖及后顶盖料架和底板料架，然后由AGV物流小车将集配料架牵引至人工配料单元1，配料工人根据每天的生产指令单，从已经摆好的集配料架上按一定的顺序取出相对应的柜体零部件，重量比较大的柜体零部件需要由立柱悬臂吊配合移载夹具14人工辅助取料并放置到固定上料工位上相对应的托盘27上，并在托盘27上对零散工件如触头盒、左右立柱、触头盒安装板、触头盒上弯板进行人工预装。

(2)积放输送线单元2中的输送线本体21对托盘27进行输送，输送到顶升定位25后，托盘顺序防呆装置26判断当前托盘是否为所需托盘，若判断为不是则启动报警，由人工介入查找原因，若判断为是，则机器人安装单元3控制移载安装夹具依次抓取九个柜体零部件，并通过旋转旋转台60，依次将抓取的九个柜体零部件安装到九面固定定位工装台上，形成预拼装柜体；抓取完当前托盘所有柜体零部件后，空托盘继续输送至固定上料工位，等待新的循环开始。

装载柜体零部件的托盘27顺着呈L形的闭路循环积放链的流向依次经过第一旋转模块23、第一顶升横移24后到达顶升定位25，托盘27底部的顺序防呆感应片36会触发安装在顶升定位25下面的五个接近感应开关中相应的一个，从而使托盘顺序防呆装置26判断出该托盘是否为程序里需要的托盘，如果是则由机器人安装单元3抓取该托盘上的工件，如果不是则发出报警信号，以提醒工作人员。确认是所需要的托盘后，通过六轴机器人38六轴法兰上的视觉系统对来料的托盘位置进行拍照定位补偿，每次拍摄两次，确认无误后，六轴机器人38抓取该托盘上的柜体零部件，并安装到九面固定定位安装台上。机器人安装单元3抓取完当前托盘上柜体零部件后给出顶升定位25放行信号，空托盘会顺着所述积放链的流向分别经过第二旋转模块29、第二顶升横移28、最终再次流转到所述固定上料工位，进行下一个作业循环。

九个柜体零部件的具体安装流程如下：

①、安装右前侧板32，移载安装夹具通过大夹具43吸附起右前侧板32后通过六轴机器人38、旋转台60和九面固定定位工装台的协同作业，六轴机器人38控制大夹具43移动到装有右前侧板32的托盘27上方，并通过吸盘50吸取右前侧板32，然后大夹具43移动到九面固定定位工装台的右侧面安装面59，同时将右前侧板32安装到右侧面安装面59中的右前侧面上，当吸盘50的负压达到负载要求时，大夹具43中的真空吸盘50松开，此时吸盘50气缸开始往回收缩，六轴机器人38同时启动软浮动系统，帮助吸盘50气缸一起使得右前侧板32达到指定的位置，通过安装在吸盘50上的感应开关感应出气缸到位后，机器人执行返回程序，右前侧板32安装固定完成；

②、按照如上过程分别安装左前侧板、左后侧板和右后侧板62；

③、高压开关柜柜体两侧侧板固定安装后，六轴机器人38切换小夹具42，小夹具42抓取高压开关柜柜体大弯板63，往大弯板安装面57移动并固定安装，大弯板63在整个柜体的九个柜体零部件中是最容易出现变形的，为避免大弯板63变形较大出现放置不到的情况，大弯板安装面57采用摆动并带吸盘校正功能，通过吸盘吸附时产生的变形量，使得大弯板63能够在允许的变形误差范围内得到校正。

④、大弯板63安装完毕后，六轴机器人38切换大夹具43并吸附起触头盒总成61，触头盒总成61是连接起左右四块侧板及大弯板63的中间连接机构，在本实施例中为避免在合装时出现大量过定位情况，触头盒总成安装面56没有做成要求很高精度的定位台，而是通过中间大弯板63及两端四个支撑气缸进行触头盒的Z向及X向的粗定位，两个方向的粗定位精度控制在合装前允许误差范围内，当触头盒总成61放置到位后，九面固定定位工装台的两个侧板固定机构开始往中间合装，使得之前安装的四块侧板、大弯板63、触头盒总成61通过两个侧板固定机构上的固定定位装置最终拼装在一起，由安装在侧板固定机构上的传感器确认是否最终拼装完成；

⑤、在九面固定定位工装台合装同时机器再次切换小夹具42，第二移载安装夹具42分别抓取前顶盖9、后顶盖8按照前序安装侧板的流程进行两块板的固定定位；

⑥、安装底板时，由于底板在整个九面固定定位工装台的最远端，首先需要先将旋转台60旋转至合适的安装位置，再进行底板往九面固定定位工装台的安装作业；

⑦此时所有九个柜体零部件即右前侧板32、左前侧板、左后侧板、右后侧板62、大弯板63、触头盒总成61、前顶盖9、后顶盖8和底板均固定安装于九面固定定位工装台上，完成了九个柜体零部件的预拼工作。

(3)九个柜体零部件预拼装完成后，铆接机器人本体65移动到铆接送钉机67的上方，通过铆钉枪64吸取铆钉并按顺序对预拼装柜体上重要的铆钉孔进行预铆接，预拼装柜体完成预铆接后形成半成品柜体；

铆接机器人本体65通过轨迹移动到铆接送钉机67上方并吸取铆钉，配合旋转台60旋转出合适的角度后，再由铆接机器人本体65上的视觉系统进行拍照误差校正处理，然后铆钉机器人本体65根据校正后给出的实际工件铆钉孔的位置进行铆接操作，每次铆接结束完成后，铆钉枪64会给出铆接完成信号，这样分别逐次按照一定的铆接顺序打上铆钉，预拼装柜体完成预铆接后形成半成品柜体。在铆接过程中，由于所有板件都安装固定于九面固定定位工装台上，所以会出现部分铆钉孔被遮挡的情况。因此，铆接机器人会回避开被遮挡部分的铆钉孔，选择重要的一些铆钉孔进行铆接，在工装撤出各零部件后，保证预拼装柜体依然能够成形且保持不变形。

(4)半成品柜体落到总拼柜输送线58上，然后半成品柜体下线及转运单元6中的液压升降台80上升到和总拼柜输送线58同样高度，启动总拼柜输送线58和电动滚筒输送台72，使半成品柜体输送到电动滚筒输送台72上；通过液压升降台80上的感应开关感应出半成品柜体到位后，液压升降台80下降至柜体翻转机74的高度，将半成品柜体输送到柜体翻转机74上，然后柜体翻转机74翻转90°；同时，移位穿梭车往板链输送线78位置移动，并与柜体翻转机74接触连接，当确认翻转机74翻转到位及移位穿梭车移动到位后，板链输送线78启动，同时移位穿梭车上的滚筒驱动电机启动，把半成品柜体输送至移位穿梭车上，至此高压开关柜柜体拼接及铆钉预装工艺完成，前序所有工位全部恢复到初始状态，开始第二套柜体的拼装铆接工作。

(5)移位穿梭车将半成品柜体输送至机器人补铆单元7的半成品旋转定位台上，半成品旋转定位台对预拼装柜体进行精确定位并固定，防止在补铆过程中出现跑位现象，然后，旋转半成品旋转定位台至合适的铆接位置，由补铆机器人本体上的视觉系统进行拍照误差校正处理，以弥补每个高压开关柜柜体在各环节产生的偏差，每次铆接前先由视觉系统进行拍照定位，确保每个孔都在误差范围内；补铆机器人移动到补铆送钉机的上方，通过铆钉枪吸取铆钉并对半成品柜体上剩余的铆钉孔进行补铆，重复以上过程直至半成品柜体上的铆钉孔全部铆接完毕。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种自动拼装高压开关柜的系统，其特征在于：包括人工配料单元、积放输送线单元、机器人安装单元、钣金固定定位单元、机器人主铆接单元、半成品柜体下线及转运单元和机器人补铆单元；

所述人工配料单元包括用于柜体零部件转运存放的集配料架；

所述积放输送线单元包括循环设置的输送线本体，所述输送线本体用于对柜体零部件进行输送，所述输送线本体上设置有固定上料工位、顶升定位和多个托盘；所述固定上料工位与所述人工配料单元相邻设置，所述固定上料工位用于人工上料，所述固定上料工位上设置有阻挡器；所述顶升定位上设置有托盘顺序防呆装置；

所述机器人安装单元与所述顶升定位相邻设置，所述机器人安装单元包括机器人基座、多轴机器人本体、夹具放置台和移载安装夹具，所述多轴机器人本体设置于所述机器人基座上，所述移载安装夹具设置于所述夹具放置台上，所述多轴机器人本体与所述移载安装夹具连接，所述机器人本体控制所述移载安装夹具的取料和移动；

所述钣金固定定位单元包括旋转台、设置于所述旋转台上的九面固定定位工装台和总拼输送线，所述钣金固定定位单元与所述移载安装夹具相邻设置，所述移载安装夹具用于吸附起柜体零部件并安装于所述九面固定定位工装台上形成预拼柜体，所述总拼输送线设置于所述九面固定定位工装台下方，所述总拼输送线用于对所述预拼柜体进行输送；

所述机器人主铆接单元包括铆接机器人基座、铆接机器人本体和铆接送钉机，所述铆接机器人本体设置于所述铆接机器人基座上，所述铆接机器人本体上设置有铆钉枪，所述铆钉枪吸附所述铆接送钉机中的铆钉并对所述预拼柜体进行铆接，所述预拼装柜体完成预铆接后形成半成品柜体；

所述半成品柜体下线及转运单元与所述总拼输送线相邻设置，所述半成品柜体下线及转运单元包括电动滚筒输送台、液压升降台、柜体翻转机、输送机构和移位穿梭车，所述电动滚筒输送台设置于所述液压升降台台面上，所述柜体翻转机设置于所述电动滚筒输送台出柜体方向前端，所述输送机构的一端与翻转后的所述柜体翻转机连接，所述移位穿梭车能与所述输送机构的另一端相接，所述输送机构用于将翻转后的所述半成品柜体输送到所述移位穿梭车上；

所述机器人补铆单元包括补铆机器人基座、补铆机器人本体、补铆送钉机和半成品旋转定位台，所述移位穿梭车用于将所述预拼柜体输送到所述半成品旋转定位台，所述补铆机器人本体设置于所述补铆机器人基座上，所述补铆机器人本体上设置有铆钉枪，所述铆钉枪吸附所述补铆送钉机中的铆钉并对所述预拼柜体进行补铆。

2.根据权利要求1所述的自动拼装高压开关柜的系统，其特征在于：所述集配料架包括右前侧板及左前侧板料架、左后侧板及右后侧板料架、大弯板料架、左右立柱料架、触头盒上弯板及触头盒安装料架、前顶盖及后顶盖料架和底板料架。

3.根据权利要求1所述的自动拼装高压开关柜的系统，其特征在于：所述人工配料单元还包括立柱悬臂吊和移载夹具，所述立柱悬臂吊包括立柱本体、旋转关节、悬臂轨道和平衡吊，所述立柱本体通过所述旋转关节与所述悬臂轨道连接，所述悬臂轨道与所述平衡吊相连接，所述平衡吊与所述移载夹具相连接；所述移载夹具包括真空吸盘、工件种类切换机构和重心调节机构，所述工件种类切换机构与所述真空吸盘连接，所述工件种类切换机构用于调整所述真空吸盘的位置和方向，所述重心调节机构用于调整所述移载夹具的重心。

4.根据权利要求1所述的自动拼装高压开关柜的系统，其特征在于：所述输送线本体包括驱动电机和呈L形的循环积放链，所述驱动电机用于驱动所述积放链循环传动，所述积放链的拐角处依次设置有第一旋转模块、第一顶升横移、第二旋转模块和第二顶升横移。

5.根据权利要求1所述的自动拼装高压开关柜的系统，其特征在于：每个所述托盘的不同位置处均设置有对柜体零部件进行定位的定位销，所述定位销设置的位置与不同的柜体零部件相对应；每个所述托盘底面均设置有顺序防呆感应片，所述顺序防呆感应片于每个所述托盘底面设置的位置均不同，所述顶升定位上设置有能感应所述顺序防呆感应片的接近感应开关。

6.根据权利要求5所述的自动拼装高压开关柜的系统，其特征在于：所述输送线本体上设置有20个所述托盘，每相邻5个所述托盘为一组，每组所述托盘包括一个省料托盘，所述省料托盘上设置有能交叉对叠放置左后侧板及右后侧板、大弯板、前顶盖及后顶盖和底板的定位销。

7.根据权利要求1所述的自动拼装高压开关柜的系统，其特征在于：所述多轴机器人本体为六轴机器人，所述六轴机器人的六轴法兰面上设置有快换头机器人侧和对柜体零部件位置进行拍照定位补偿的视觉系统，所述移载安装夹具包括大夹具和小夹具，所述大夹具和所述小夹具上均设置有快换头工具侧，通过所述快换头机器人侧和所述快换头工具侧的切换配合实现所述大夹具和所述小夹具的快速切换。

8.根据权利要求1所述的自动拼装高压开关柜的系统，其特征在于：所述旋转台与所述多轴机器人本体集成连接，所述多轴机器人本体能控制所述旋转台在任意平面内角度进行旋转；所述九面固定定位工装台包括底板安装面、左前侧板安装面、左后侧板安装面、前顶盖安装面、后顶盖安装面、触头盒总成安装面、大弯板安装面、右前侧板安装面、右后侧板安装面和总拼输送线，所述九面固定定位工装台上设置有与柜体零部件相对应的定位销。

9.根据权利要求1所述的自动拼装高压开关柜的系统，其特征在于：所述铆接机器人本体和所述补铆机器人本体上均设置有铆钉孔定位视觉系统；所述铆接送钉机与所述补铆送钉机结构相同，均包括圆震盘、直震盘、铆钉推拉机构和铆钉取料到位检测机构，所述圆震盘和所述直震盘连接，铆钉在所述圆震盘中经过震动输送后到达所述直震盘，所述直震盘与所述铆钉推拉机构连接，所述铆钉推拉机构将所述直震盘中的铆钉输送给所述铆钉枪。