CN213691898U - 一种自动锁扣弹簧装配单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动锁扣弹簧装配单元，包括机架，所述机架上设置有抓取机构和搬运机构，所述搬运机构和抓取机构之间设置有中转机构，所述抓取机构包括四轴机械手、CCD定位机构和柔性振动盘，所述柔性振动盘连接有供料机构，所述四轴机械手位于柔性振动盘的上方，所述四轴机械手上设置有抓取支架，所述抓取支架上设置有抓取块，所述抓取块与抓取支架滑动连接，所述抓取块上设置有吸附块和第一定位杆，所述第一定位杆位于吸附块的一侧，所述吸附块上设置有吸附槽，所述搬运机构与机架滑动连接，通过自动化的机械装配代替人工装配，降低工人的劳动力，降低招工成本，且装配效率高。

Description

一种自动锁扣弹簧装配单元

技术领域

本实用新型属于断路器装配设备领域，更具体的说涉及一种自动锁扣弹簧装配单元。

背景技术

现有的小型断路器上设置有锁扣，是断路器热脱扣和电磁脱扣的执行件，当断路器接通电流时，锁扣与断路器上的触点杆组件配合，为了防止锁扣与触点杆组件之间意外脱扣，现有技术中在断路器手柄转轴上安装以锁扣弹簧(飞丝)，在锁扣与触点杆组件配合时，通过锁扣弹簧的弹力对锁扣提供一定的压力，从而防止锁扣意外脱扣，影响电路的正常运行。

如图14和图15所示，锁扣弹簧的一端伸出一段条状的弹性钢丝，在断路器的手柄转轴上装配锁扣弹簧前，需要将锁扣弹簧上的钢丝进行弯折，使其具有弹力，现有技术中只通过人工手动装配的方式安装锁扣弹簧，由于锁扣弹簧的钢丝直径小且长，安装不易且重复性高，工人劳动强度大，人力调配繁琐，效率低，管理难度大。近年，人工成本上升，招工困难。因此，需要一种代替人工的自动化设备。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种代替人工自动进行断路器组件装配，同时降低工人劳动力，提高断路器装配效率的锁扣弹簧装配单元。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种自动锁扣弹簧装配单元，包括机架，所述机架上设置有抓取机构和搬运机构，所述搬运机构和抓取机构之间设置有中转机构，所述抓取机构包括四轴机械手、CCD定位机构和柔性振动盘，所述柔性振动盘连接有供料机构，所述四轴机械手位于柔性振动盘的上方，所述四轴机械手上设置有抓取支架，所述抓取支架上设置有抓取块，所述抓取块与抓取支架滑动连接，所述抓取块上设置有吸附块和第一定位杆，所述第一定位杆位于吸附块的一侧，所述吸附块上设置有吸附槽，所述搬运机构与机架滑动连接。

进一步地，所述中转机构包括中转座，所述中转座上滑动连接有中转块，所述中转块上设置有薄形气爪和定位块，所述薄形气爪上设置有夹块，所述定位块上设置有第二定位销。

进一步地，所述搬运机构包括安装主板，所述安装主板与机架之间设置有三轴模组，所述安装主板上设置有夹取机构，所述安装主板与夹取机构之间设置有调整机构。

进一步地，所述供料机构包括振动上料盘和翻转机构，所述振动上料盘与翻转机构连接，翻转机构位于柔性振动盘和振动上料盘之间，所述抓取机构位于柔性振动盘的上方。

进一步地，所述机架上设置有产品输送通道，所述搬运机构位于产品输送通道的上方，所述产品输送通道用于输送断路器。

进一步地，所述机架上设置有装配定位机构，所述装配定位机构位于产品输送通道的上方，所述装配定位机构包括定位支架，所述定位支架上设置有定位气缸和定位板，所述定位气缸的活塞杆与定位板连接，定位板与定位支架滑动连接，所述定位板上设置有定位孔和若干定位针。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过供料机构将锁扣弹簧输送至柔性振动盘，通过柔性振动盘将锁扣弹簧分散，然后通过CCD定位机构对锁扣弹簧进行位置扫描，再由四轴机械手上对锁扣弹簧进行抓取，抓取后的锁扣弹簧被转运至中转机构上进行中转，再由搬运机构上的夹取机构将中转机构上的锁扣弹簧夹取并搬运至断路器的上方，在搬运过程中，通过夹取机构对锁扣弹簧上的钢丝进行弯折，然后再将锁扣弹簧装配在断路器上，即完成锁扣的组装，通过自动化的机械装配代替人工装配，降低工人的劳动力，降低招工成本，且装配效率高。

附图说明

图1为本实用新型自动锁扣弹簧装配单元的立体结构图；

图2为装配单元中抓取机构的结构示意图；

图3为抓取机构中单个抓取块上的结构示意图；

图4为图3中A部放大图；

图5为装配单元中搬运机构的结构示意图；

图6为搬运机构中夹取机构的结构示意图；

图7为图6中B部放大图；

图8为搬运机构中调整机构的结构示意图；

图9为另一种视角下调整机构的结构示意图；

图10为装配单元中中转机构的结构示意图；

图11为中转机构中单个中转座上的结构示意图；

图12为供料机构中翻转机构的结构示意图；

图13为装配定位机构的结构示意图；

图14为断路器与锁扣弹簧的装配示意图；

图15为锁扣弹簧的结构示意图。

附图标记：1.机架；11.产品输送通道；2.抓取机构；21.四轴机械手；211.抓取支架；212.抓取块；213.吸附块；214.第一定位杆；215.吸附槽；216.第一定位销；217.抓取气缸；22.CCD定位机构；221.CCD相机；23.柔性振动盘；3.搬运机构；31.安装主板；32.三轴模组；33.夹取机构；331.夹取板；332.夹取电机；333.第二定位杆；334.第三定位销；335.弯折块；336.第一弯折杆；3361.环槽；337.第二弯折杆；338.原点感应片；339.光电开关；34.调整机构；341.横向微调旋钮；342.竖向微调旋钮；343.纵向微调旋钮；344.横向移动块；345.竖向移动块；346.纵向移动块；347.调整座；4.中转机构；41.中转座；42.中转块；43.薄形气爪；44.定位块；45.第二定位销；46.夹块；47.夹持区；5.翻转机构；51.翻转架；52.翻转框；53.翻转气缸；6.装配定位机构；61.定位支架；62.定位板；63.定位气缸；64.定位孔；65.定位针；7.锁扣弹簧；71.钢丝；72.弹簧孔；8.断路器；81.手柄转轴；82.锁扣。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1至图15对本实用新型进一步说明。

一种自动锁扣弹簧装配单元，包括机架1，所述机架1上设置有抓取机构2和搬运机构3，所述搬运机构3和抓取机构2之间设置有中转机构4，所述抓取机构2包括四轴机械手21、CCD定位机构22和柔性振动盘23，所述四轴机械手21位于柔性振动盘23的上方，所述柔性振动盘23连接有供料机构，所述四轴机械手21上设置有抓取支架211，所述抓取支架211上设置有抓取块212，所述抓取块212与抓取支架211滑动连接，所述抓取块212上设置有吸附块213和第一定位杆214，所述第一定位杆214位于吸附块213的一侧，所述吸附块213上设置有吸附槽215，所述搬运机构3与机架1滑动连接，搬运机构3用于搬运并装配中转机构4上的锁扣弹簧7。

如图3所示，优选的，所述抓取支架211上设置有抓取气缸217，所述抓取气缸217的活塞杆与抓取块212连接。

优选的，所述吸附块213连接真空发生装置(附图未示出)，通过真空发生装置为吸附块213提供吸附力。

如图2所示，优选的，所述CCD定位机构22包括CCD相机221，CCD相机221位于四轴机械手21的上方，且与四轴机械手21电连接。

如图4所示，优选的，所述第一定位杆214内滑动连接有第一定位销216，所述第一定位销216第一端伸出第一定位杆214，且第一定位销216的直径略小于锁扣弹簧7的弹簧孔72的直径，所述第一定位销216与第一定位杆214之间设置有第一压簧(附图未示出)，即第一定位销216能够在第一定位杆214内弹性伸缩。

如图1和图2所示，通过供料机构将若干锁扣弹簧7输送至柔性振动盘23上，然后通过振动将若干锁扣弹簧7分散在柔性振动盘23上，使若干锁扣弹簧7之间分散无重叠，然后通过CCD相机221对柔性振动盘23上的锁扣弹簧7的位置进行扫描，并将锁扣弹簧7的位置电信号传递给四轴机械手21，随即四轴机械手21运行，使得第一定位杆214上的第一定位销216对准锁扣弹簧7的弹簧孔72，同时使吸附块213上的吸附槽215对准锁扣弹簧7的钢丝71，然后下降抓取支架211，使抓取块212靠近带抓取的锁扣弹簧7，在启动抓取气缸217，使第一定位销216伸出第一定位杆214的一端伸入弹簧孔72内同时锁扣弹簧7的钢丝71与吸附槽215相抵触，然后启动真空发生装置，使得锁扣弹簧7被吸附在吸附块213上，然后四轴机械手21再次运行，并将锁扣弹簧7转移至中转机构4上，即完成锁扣弹簧7的抓取。

如图1所示，所述机架1上还设置有产品输送通道11，搬运机构3位于产品输送通道11的上方，所述产品输送通道11上设置有输送带，所述输送带上设置有输送板，所述输送板用于将断路器8输送至指定位置，当锁扣弹簧7被转运至中转机构4上时，待装配的断路器8被输送至指定位置，然后搬运机构3从中转机构4上抓取锁扣弹簧7，然后将锁扣弹簧7安装在断路器8的手柄转轴81上，完成装配后输送带将断路器8输送至下一装配工位，即完成一次锁扣弹簧7的自动装配过程。当搬运机构3在中转机构4上抓取锁扣弹簧7后，四轴机械手21将再次从柔性振动盘23上抓取锁扣弹簧7至中转机构4，从而循环地将锁扣弹簧7装配在断路器8上，从而实现循环地进行锁扣弹簧7的装配，通过自动化的装配来代替人工装配，减少工人的劳动力，降低招工成本，且自动化装配效率高。

如图10和图11所示，本实施例优选的所述中转机构4包括中转座41，所述中转座41上滑动连接有中转块42，所述中转块42上设置有薄形气爪43和定位块44，所述薄形气爪43上设置有两块夹块46，所述定位块44上设置有第二定位销45，两块夹块46之间形成夹持钢丝71的夹持区47，所述四轴机械手21将锁扣弹簧7转运至中转块42的上方并靠近中转座41，且第一定位杆214上的第一定位销216对准第二定位销45，吸附槽215对准夹持区47，然后抓取支架211上的抓取气缸217运行，使第一定位销216下移与第二定位销45相抵触，然后真空发生器停止运行，使得锁扣弹簧7从吸附块213上掉落，使弹簧孔72落入第二定位销45上，而钢丝71则位于夹持区47内，然后通过薄形气缸带动两个夹块46将钢丝71夹持固定并待搬运机构3搬运，通过中转机构4对锁扣弹簧7进行中转，分隔锁扣弹簧7的抓取和搬运，避免机构的结构复杂化，降低机构的制造生产成本。

当搬运机构3夹取中转座41上的锁扣弹簧7时，先通过搬运机构3将锁扣弹簧7固定在搬运机构3上，然后再通过薄形气爪43将夹爪松开，使得搬运机构3能够进行锁扣弹簧7的搬运。

优选的，所述第二定位销45的直径略小于锁扣弹簧7的弹簧孔72的直径。

如图5所示，本实施例优选的所述搬运机构3包括安装主板31，所述安装主板31与机架1之间设置有三轴模组32，所述安装主板31上设置有夹取机构33，即通过夹取机构33对锁扣弹簧7进行搬运，且其在搬运过程中能够对锁扣弹簧7的钢丝71进行弯折，然后再将弯折的锁扣弹簧7安装在断路器8上，锁扣弹簧7的弹簧孔72位于断路器8手柄转轴81上，钢丝71则与锁扣82相抵触，从而对锁扣82产生一定的压力，防止锁扣82在合扣时后意外脱扣。

如图6所示，优选的，所述夹取机构33包括夹取板331，所述夹取板331上设置有夹取电机332和第二定位杆333，所述第二定位杆333上滑动连接有第三定位销334，第三定位销334的一端伸出第二定位杆333，所述夹取电机332的主轴上设置有弯折块335，所述弯折块335上设置有第一弯折杆336和第二弯折杆337，所述第一弯折杆336位于弯折块335远离夹取电机332的主轴的一端，第二弯折杆337位于夹取电机332的主轴轴线上，当夹取机构33夹取中转座41上的锁扣弹簧7时，锁扣弹簧7的弹簧孔72位于第三定位销334上，锁扣弹簧7的钢丝71分别与第一弯折杆336和第二弯折杆337相抵触，且第一弯折杆336和第二弯折杆337分别位于钢丝71的两侧。

当夹取机构33夹取中转机构4上的锁扣弹簧7时，夹取电机332反向小幅度转动，使第一弯折杆336和第二弯折杆337分别位于钢丝71上方的两侧，然后下降抓取机构2，使钢丝71位于第一弯折杆336和第二弯折杆337之间，然后再正向小幅度转动，使钢丝71与第一弯折杆336和第二弯折杆337相抵触，即通过第三定位销334、第一弯折杆336和第二弯折杆337将锁扣弹簧7固定在抓取机构2上，然后在搬运过程中，夹取电机332继续正向转动，使得钢丝71在第一弯折杆336的转动下饶第二弯折杆337弯折，当搬运机构3将锁扣弹簧7搬运至断路器8的上方时，锁扣弹簧7弯折完成。

当弯折后的锁扣弹簧7进行安装时，所述第三定位销334对准断路器8的手柄转轴81，夹取机构33上的钢丝71则对准断路器8的锁扣82，然后安装主板31朝向断路器8竖直移动，当第三定位销334与手柄转轴81相抵触后使第二定位杆333回缩，使得锁扣弹簧7的弹簧孔72位于手柄转轴81上直至钢丝71完全落入锁扣82的空隙内，然后再次反向转动夹取电机332，直至钢丝71回弹与锁扣82相抵触且与第一弯折杆336分离，然后安装主板31向上移动，即完成锁扣弹簧7的安装，通过搬运机构3在搬运锁扣弹簧7的过程中对锁扣弹簧7进行弯折，而无需人工安装锁扣弹簧7，且无需单独再增加锁扣弹簧7弯折的工序和机构，从而提高锁扣弹簧7的装配效率。

优选的，所述第三定位销334与第二定位杆333之间设置有第二压簧(附图未示出)，即通过弹簧使第三定位销334在回缩后能够快速伸出复位，避免影响下次装配。

如图7所述，所述第一弯折杆336和第二弯折杆337上均设置有可安装钢丝71的环槽3361，且两个环槽3361位于同一水平面上，即当夹取机构33夹取锁扣弹簧7时，钢丝71的两端放分别位于两个环槽3361上，使得钢丝71水平搬运和安装，提高装配效率，同时防止锁扣弹簧7在搬运时从夹取机构33上滑落，影响锁扣弹簧7的装配。

如图6所示，优选的，所述夹取电机332的主轴的上端连接有原点感应片338，所述原点感应片338上设置有一开口，夹取电机332的一侧设置有光电开关339，原点感应片338的一部分伸入光电开关339，当光电开关339检测到开口时，则夹取电机332停止转动，即可通过光电开关339和原点感应片338来限制夹取电机332的转动角度，防止锁扣弹簧7被过渡弯折后从夹取机构33上脱落，影响锁扣弹簧7的装配效率。

如图8和图9所示，优选的，所述安装主板31与夹取机构33之间设置有调整机构34，所述调整机构34包括横向微调旋钮341、竖向微调旋钮342、纵向微调旋钮343、横向移动块344、竖向移动块345、纵向移动块346和调整座347，所述调整座347与安装主板31固定连接；所述横向移动块344连接夹取板331并与竖向移动块345之间横向滑动连接，横向微调旋钮341固定于竖向移动块345上；所述竖向移动块345与纵向移动块346之间竖向滑动连接，竖向微调旋钮342固定于纵向移动块346上；所述纵向移动块346与调整座347之间纵向滑动连接，纵向微调旋钮343固定于调整座347上，即转动微调旋钮后，可通过顶杆推动各个移动块移动，所述三块移动块上均设置有锁紧螺栓，即旋紧锁紧螺栓后即可固定移动块，通过上述调整机构34可对夹取机构33实现在三个方向上的微调，从而使夹取机构33上的锁扣弹簧7准确地安装在断路器8上，提高装配效率。

如图1所示，本实施例优选的所述供料机构包括振动上料盘和翻转机构5，所述振动上料盘与翻转机构5连接，所述翻转机构5位于柔性振动盘23和振动上料盘之间，所述抓取机构2位于柔性振动盘23的上方，所述振动上料盘与翻转机构5之间设置有供料料道，并通过供料料道将锁扣弹簧7输送至翻转机构5进行一定量的储存，当CCD相机221检测到柔性振动盘23内无锁扣弹簧7时，通过翻转机构5将储存的锁扣弹簧7倒入柔性振动盘23内，即可向柔性振动盘23内补充锁扣弹簧7，通过翻转机构5对锁扣弹簧7进行暂存，防止振动上料盘对柔性振动盘23持续供料影响而CCD相机221对柔性振动盘23内的锁扣弹簧7的扫描，并影响四轴机械手21的抓取。

如图12所示，优选的，所述翻转机构5包括翻转支架51，所述翻转支架51上铰接有翻转框52，且翻转框52朝向柔性振动盘23的一端为翻转口，所述翻转框52上设置有翻转气缸53，所述翻转气缸53的活塞杆与翻转框52铰接，运行翻转气缸53，使翻转气缸53的活塞杆推动翻转框52在翻转支架51上向上朝向柔性振动盘23转动，从而使翻转框52内的锁扣弹簧7在重力作用下从翻转框52的翻转口处掉入柔性振动盘23内，从而实现对柔性振动盘23的补料。

优选的，所述供料通道上设置有计数传感器，所述计数传感器与振动上料盘电连接，即通过计数传感器对进入翻转框52内的锁扣弹簧7进行计数，当数量达到设定值时，计数传感器向整栋上料盘传递电信号，从而使振动上料盘振动上料，当翻转框52翻转后即可重新想翻转框52内输送锁扣弹簧7，通过计数传感器可防止翻转框52内的锁扣弹簧7过多，导致柔性振动盘23无法将所有的锁扣弹簧7震散，影响锁扣弹簧7的抓取。

如图13所示，本实施例优选的所述机架1上设置有装配定位机构6，所述装配定位机构6位于产品输送通道11的上方，所述装配定位机构6包括定位支架61，所述定位支架61上设置有定位气缸63和定位板62，所述定位气缸63的活塞杆与定位板62连接，定位板62与定位支架61滑动连接，所述定位板62上设置有定位孔64和若干定位针65，所述定位孔64对应断路器8上的锁扣82和手柄转轴81，若干定位针65对应断路器8上的连接孔，当断路器8被产品输送通道11输送至指定位置后，定位气缸63运行，使定位板62下移，使得定位针65伸入断路器8上的连接孔，完后夹取机构33将弯折后的锁扣弹簧7通过定位孔64安装在断路器8上，通过装配定位机构6提高锁扣弹簧7的装配准确度，提高装配效率。

如图3、图5和图10所示，所述抓取支架211上设置有多个抓取块212，本实施例优选三个抓取块212，则所述中转块42和夹取机构33均为三个，抓取锁扣弹簧7时，四轴机械手21分别依次通过抓取块212抓取三个锁扣弹簧7，然后将三个锁扣弹簧7分别同时放置在三个中转座41上，再通过三个夹取机构33同时夹取三个锁扣弹簧7，然后同时安装在三个断路器8上，即一次性能够完成三个断路器8的锁扣弹簧7的装配，提高装配效率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动锁扣弹簧装配单元，包括机架，其特征在于：所述机架上设置有抓取机构和搬运机构，所述搬运机构和抓取机构之间设置有中转机构，所述抓取机构包括四轴机械手、CCD定位机构和柔性振动盘，所述柔性振动盘连接有供料机构，所述四轴机械手位于柔性振动盘的上方，所述四轴机械手上设置有抓取支架，所述抓取支架上设置有抓取块，所述抓取块与抓取支架滑动连接，所述抓取块上设置有吸附块和第一定位杆，所述第一定位杆位于吸附块的一侧，所述吸附块上设置有吸附槽，所述搬运机构与机架滑动连接。

2.根据权利要求1所述的自动锁扣弹簧装配单元，其特征在于：所述中转机构包括中转座，所述中转座上滑动连接有中转块，所述中转块上设置有薄形气爪和定位块，所述薄形气爪上设置有夹块，所述定位块上设置有第二定位销。

3.根据权利要求2所述的自动锁扣弹簧装配单元，其特征在于：所述搬运机构包括安装主板，所述安装主板与机架之间设置有三轴模组，所述安装主板上设置有夹取机构，所述安装主板与夹取机构之间设置有调整机构。

4.根据权利要求3所述的自动锁扣弹簧装配单元，其特征在于：所述供料机构包括振动上料盘和翻转机构，所述振动上料盘与翻转机构连接，翻转机构位于柔性振动盘和振动上料盘之间，所述抓取机构位于柔性振动盘的上方。

5.根据权利要求4所述的自动锁扣弹簧装配单元，其特征在于：所述机架上设置有产品输送通道，所述搬运机构位于产品输送通道的上方，所述产品输送通道用于输送断路器。

6.根据权利要求5所述的自动锁扣弹簧装配单元，其特征在于：所述机架上设置有装配定位机构，所述装配定位机构位于产品输送通道的上方，所述装配定位机构包括定位支架，所述定位支架上设置有定位气缸和定位板，所述定位气缸的活塞杆与定位板连接，定位板与定位支架滑动连接，所述定位板上设置有定位孔和若干定位针。

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