专利名称：基于工业机器人的全自动电器装配系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于工业机器人装配系统，尤其是一种基于工业机器人的全自动电器装配系统。
背景技术：
熔断器的装配由于熔断器坯料本身很小对精度的要求高，且装配过程复杂要经过多道工序，长期以来一直都是由工人手工来实现，这样的装配方法需要大量的人力资源，效率低下，从而使得产品的加工成本很高，而且有人工加工产品的质量不好控制，容易出现较多的次品。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于工业机器人的全自动电器装配系统。基于工业机器人的全自动电器装配系统包括顺次排列的送料震盘、送料装置、第一个机械手、剪切装置、第二个机械手、内外引对接装置、第三个机械手、铆接装置、第四个机械手和检测分拣装置；
第一个机械手、第二个机械手、第三个机械手和第四个机械手包括机械手调节螺栓、 机械手基座、机械手外壳、动力传递盘、螺钉、伺服电机、机械手内端盖、螺钉、机械手臂、机械手伸缩气缸、手爪张合气缸和机械手手爪，调节螺栓下端固定在系统平台上，调节螺栓上端与机械手基座连接，机械手外壳下端固接在机械手基座上，在机械手外壳的上端设有机械手内端盖，机械手内端盖通过螺钉与机械手外壳连接，伺服电机通过螺钉固定在机械手内端盖上，机械手内端盖上端设有轴承，轴承上设有内轴，内轴通过螺钉与机械手内端盖连接，动力传递盘的外侧面与轴承的外圈过盈配合，动力传递盘的内侧面与伺服电机的转动轴通过键连接，动力传递盘通过螺钉与机械手臂连接，机械手伸缩气缸通过螺钉固定在机械手臂上，手爪张合气缸固定在机械手伸缩气缸的推杆端部，机械手手爪固定在手爪张合气缸的执行端上；
剪切装置包括剪切机驱动电机、剪切机导柱，剪切机模具上模、物料槽、剪切机模具下模和剪切机基座，剪切机驱动电机通过传动皮带为剪切机上模提供剪切的动力，剪切机上模安装在导柱上，沿着导柱做上下运动，剪切机模具下模通过螺钉固定在剪切机基座上，剪切机下模上开有物料槽；
内外引对接装置包括内引送料震盘、内引推进气缸、内引手爪、待装配熔断器物料槽、 外引送料震盘、外引手爪和外引推进气紅，内引送料震盘的出口与内引手爪的初始位平齐， 内引手爪固定在内引推进气缸上，内引手爪各个内引物料槽的轴心与待装配熔断器物料槽的轴心重合，外引送料震盘的出口与外引手爪的初始位平齐，外引手爪固定在外引推进气缸上，外引手爪各个外引物料槽的轴心与待装配熔断器物料槽的轴心重合；
铆接装置包括铆接油压机液压缸、铆接模具导柱、铆接模具上模、铆接模具下模和铆接
3装置基座，铆接模具上模安装在铆接模具导柱上的模架上，模架上部固定在铆接油压机液压缸的推杆端部，铆接模具下模通过螺钉固定在铆接装置基座上；
检测分拣装置包括检测装置支架、挡板推进气缸、成品推出顶针气缸、成品支架、电阻检测仪表接线、成品上顶气缸和电阻检测仪表，检测装置支架固定在系统平台上，成品支架安装在成品上顶气缸活塞推杆端部，成品支架上设有8个物料槽，物料槽的底部有用于检测的电阻检测仪表接线，成品推出顶针气缸共有8个，安装在检测装置支架上，当成品上顶气缸推出时，成品推出顶针气缸的轴线与物料槽中的物料轴线一一对应重合。本发明将熔断器装配及检测分布在五个工位完成，工位之间物料的转移由四个机械手来实现的。整个流水线的自动化程度高，操作方便，可以代替原来5个人的工作，并且调试后的工作节拍可以达到6秒一模(8个)，其加工效率远远高于5个人工作。
图1是基于工业机器人的全自动电器装配系统结构示意图； 图2是本发明的机械手的结构示意图3是本发明的剪切装置的结构示意图； 图4是本发明的内外引对接装置的结构示意图； 图5是本发明的铆接装置的结构示意图； 图6是本发明的测试分拣装置的结构示意图中送料震盘1、送料装置2、第一个机械手3、剪切装置4、第二个机械手5、内外引对接装置6、第三个机械手7、铆接装置8、第四个机械手9、检测分拣装置10、机械手调节螺栓 11、机械手基座12、机械手外壳13、旋转传递部件14、螺钉15、伺服电机16、外壳固接部件 17、螺钉18、机械手臂19、机械臂伸缩气缸20、机械手爪张合气缸21、机械手手爪22、剪切机驱动电机23、剪切机导柱M，剪切机模具上模25、物料槽沈，剪切机模具下模27、剪切机基座28，内引送料震盘29、内引推进气缸30、内引手爪31、待装配熔断器32、外引送料震盘 33、已装配熔断器34、外引手爪35、外引推进气缸36、铆接油压机液压缸37、铆接模具导柱 38、铆接模具上模39、铆接模具下模40、铆接装置基座41、检测装置支架42、挡板推进气缸 43、成品推出顶针气缸44、成品支架45、电阻检测仪表接线46、成品上顶气缸47、电阻检测仪表48。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进一步说明。如图1至图6所示，基于工业机器人的全自动电器装配系统包括顺次排列的送料震盘1、送料装置2、第一个机械手3、剪切装置4、第二个机械手5、内外引对接装置6、第三个机械手7、铆接装置8、第四个机械手9和检测分拣装置10 ；
第一个机械手3、第二个机械手5、第三个机械手7和第四个机械手9包括机械手调节螺栓11、机械手基座12、机械手外壳13、动力传递盘14、螺钉15、伺服电机16、机械手内端盖17、螺钉18、机械手臂19、机械手伸缩气缸20、手爪张合气缸21和机械手手爪22，调节螺栓11下端固定在系统平台上，调节螺栓11上端与机械手基座12连接，机械手外壳13下端固接在机械手基座12上，在机械手外壳13的上端设有机械手内端盖17，机械手内端盖17通过螺钉与机械手外壳13连接，伺服电机16通过螺钉固定在机械手内端盖17上，机械手内端盖17上端设有轴承，轴承上设有内轴，内轴通过螺钉18与机械手内端盖17连接，动力传递盘14的外侧面与轴承的外圈过盈配合，动力传递盘14的内侧面与伺服电机16的转动轴通过键连接，动力传递盘14通过螺钉15与机械手臂19连接，机械手伸缩气缸20通过螺钉固定在机械手臂19上，手爪张合气缸21固定在机械手伸缩气缸20的推杆端部，机械手手爪22固定在手爪张合气缸21的执行端上；
剪切装置4包括剪切机驱动电机23、剪切机导柱M，剪切机模具上模25、物料槽沈、剪切机模具下模27和剪切机基座观，剪切机驱动电机23通过传动皮带为剪切机上模25提供剪切的动力，剪切机上模25安装在导柱M上，沿着导柱做上下运动，剪切机模具下模27通过螺钉固定在剪切机基座观上，剪切机下模27上开有物料槽沈；
内外引对接装置6包括内引送料震盘四、内引推进气缸30、内引手爪31、待装配熔断器物料槽32、外引送料震盘33、外引手爪35和外引推进气缸36，内引送料震盘四的出口与内引手爪31的初始位平齐，内引手爪31固定在内引推进气缸30上，内引手爪31各个内引物料槽的轴心与待装配熔断器物料槽32的轴心重合，外引送料震盘33的出口与外引手爪35 的初始位平齐，外引手爪35固定在外引推进气缸36上，外引手爪35各个外引物料槽的轴心与待装配熔断器物料槽32的轴心重合；
铆接装置8包括铆接油压机液压缸37、铆接模具导柱38、铆接模具上模39、铆接模具下模40和铆接装置基座41，铆接模具上模39安装在铆接模具导柱38上的模架上，模架上部固定在铆接油压机液压缸37的推杆端部，铆接模具下模40通过螺钉固定在铆接装置基座 41上；
检测分拣装置10包括检测装置支架42、挡板推进气缸43、成品推出顶针气缸44、成品支架45、电阻检测仪表接线46、成品上顶气缸47和电阻检测仪表48，检测装置支架42固定在系统平台上，成品支架45安装在成品上顶气缸47活塞推杆端部，成品支架45上设有 8个物料槽，物料槽的底部有用于检测的电阻检测仪表接线46，成品推出顶针气缸44共有 8个，安装在检测装置支架42上，当成品上顶气缸47推出时，成品推出顶针气缸44的轴线与物料槽中的物料轴线一一对应重合。本发明的工作原理如下
如图1至图6所示，送料震盘1震动，熔断器坯料沿着震盘的轨道运动送料出口处， 由于出口处的开合气缸处于关闭状态，坯料将在出料口处轨道中整齐的排列。当第一个机械手3转到坯料出口处时，机械臂伸缩气缸20伸出，伸到位之后机械手的手爪张合气缸21 夹紧，使得机械手的手爪22合上。在机械手手爪22合上的同时送料装置2的出料口由气缸控制张开。待出料口张开后，第一个机械手3的伸缩气缸20缩回。待第一个机械手3夹到熔断器坯料并从出料口缩回之后，第一个机械手3在伺服电机16的驱动下，旋转180度运动到与剪切装置4正对的位置。确保剪切机模具上模25 没有动作的情况下，第一个机械手3的手爪伸出，到位之后，机械手手爪22松开。这时坯料将落在剪切机模具下模27上的物料槽沈中，然后第一个机械手3的手爪22缩回。确认第一个机械手3的手爪缩回后控制剪切模具动作，让剪切机模具上模25冲向下模27，剪切掉熔断器坯料多余的部分，剪切机模具上模25立即回位。 熔断器坯料的剪切动作完成之后，第二个机械手手臂伸缩气缸20伸出，夹取剪切之后的物料，然后缩回，旋转180度将物料转移到内外引对接装置6处。内外引送料震盘四， 33震动，内外引会沿着设计的震盘轨道运动到物料出口处，然后由内外引手爪31，35分别抓取内外引物料，手爪中有预设的物料槽，这样物料可以牢固且整齐被夹在手爪中。等到内外引手爪31，35分别退回到与待装配熔断器32正对时，内外引手爪31，35的推进气缸30， 36同时推出，从而将内外引推入待装配熔断器32的两端。完成以上动作之后，内外引手爪 31，35松开，内外引气缸30，36缩回，准备进行下一次的操作。这样待装配熔断器32可完成装配得到已装配熔断器34。熔断器完成内外引的装配之后，第三个机械手7将从内外引对接装置6中取出已装配熔断器34，然后第三个机械手7旋转180度将物料送到铆接工位进行铆接操作。在铆接工位中，铆接动作由铆接油压机液压缸37驱动，铆接时为了保证铆接充分，铆接模具上模39压到铆接模具下模40时要做短时停留，设置为2s。完成铆接之后，铆接模具上模39 回位。为保证铆接的物料不出现粘模的情况，在铆接模具上模39两侧边之间放一块由硅胶制成的推料块。第四个机械手9将铆接的成品取出，旋转180度转移到成品检测与分类工位。第四个机械手9完成物料搬运之后，成品被放在成品支架45上，第四个机械手9缩回。电阻检测仪表48检测测出各个成品的电阻值是否满足要求(是否小于3欧)，检测完成之后，成品上顶气缸47将成品顶起，之后PLC根据电阻检测仪表48测出的结果，命令正品对应的顶针气缸44动作，这样正品被顶出，由于没有挡料板的作用，正品越过挡料板得位置，落在正品收集箱中；成品被挑出之后，控制挡板推进气缸43推出，然后命令所有的顶针气缸一起推出，这样剩余的次品就会被挡料板挡落在废品收集箱中。如此，整个装配过程可以在没有人工参与的情况下实现，循环动作则可实现连续作业。与传统装配过程相比，本发明能够节省大量的人力，减低了生产的成本，加工的效率和质量也得到了提高。
权利要求
1. 一种基于工业机器人的全自动电器装配系统，其特征在于包括顺次排列的送料震盘(I)、送料装置O)、第一个机械手(3)、剪切装置G)、第二个机械手(5)、内外引对接装置 (6)、第三个机械手(7)、铆接装置(8)、第四个机械手(9)和检测分拣装置(10)；第一个机械手(3)、第二个机械手(5)、第三个机械手(7)和第四个机械手(9)包括机械手调节螺栓(II)、机械手基座(12)、机械手外壳(13)、动力传递盘(14)、螺钉(15)、伺服电机(16)、机械手内端盖(17)、螺钉(18)、机械手臂(19)、机械手伸缩气缸(20)、手爪张合气缸和机械手手爪(22)，调节螺栓(11)下端固定在系统平台上，调节螺栓(11)上端与机械手基座(1 连接，机械手外壳(1 下端固接在机械手基座(1 上，在机械手外壳(1 的上端设有机械手内端盖(17)，机械手内端盖(17)通过螺钉与机械手外壳(1 连接，伺服电机 (16)通过螺钉固定在机械手内端盖(17)上，机械手内端盖(17)上端设有轴承，轴承上设有内轴，内轴通过螺钉(18)与机械手内端盖(17)连接，动力传递盘(14)的外侧面与轴承的外圈过盈配合，动力传递盘(14)的内侧面与伺服电机(16)的转动轴通过键连接，动力传递盘(14)通过螺钉(1 与机械手臂(19)连接，机械手伸缩气缸00)通过螺钉固定在机械手臂(19)上，手爪张合气缸固定在机械手伸缩气缸OO)的推杆端部，机械手手爪(22 固定在手爪张合气缸Ol的执行端上；剪切装置G包括剪切机驱动电机(23)、剪切机导柱 (M)，剪切机模具上模05)、物料槽06)、剪切机模具下模(XT)和剪切机基座( )，剪切机驱动电机03)通过传动皮带为剪切机上模05)提供剪切的动力，剪切机上模05)安装在导柱04)上，沿着导柱做上下运动，剪切机模具下模(XT)通过螺钉固定在剪切机基座08) 上，剪切机下模(XT)上开有物料槽06)；内外引对接装置(6)包括内引送料震盘( )、内引推进气缸(30)、内引手爪(31)、待装配熔断器物料槽(32)、外引送料震盘(33)、外引手爪(35)和外引推进气缸(36)，内引送料震盘09)的出口与内引手爪(31)的初始位平齐， 内引手爪(31)固定在内引推进气缸(30)上，内引手爪(31)各个内引物料槽的轴心与待装配熔断器物料槽(32)的轴心重合，外引送料震盘(33)的出口与外引手爪(35)的初始位平齐，外引手爪(35)固定在外引推进气缸(36)上，外引手爪(35)各个外引物料槽的轴心与待装配熔断器物料槽(3 的轴心重合；铆接装置(8)包括铆接油压机液压缸(37)、铆接模具导柱(38)、铆接模具上模(39)、铆接模具下模00)和铆接装置基座(41)，铆接模具上模 (39)安装在铆接模具导柱(38)上的模架上，模架上部固定在铆接油压机液压缸(37)的推杆端部，铆接模具下模GO)通过螺钉固定在铆接装置基座Gl)上；检测分拣装置(10)包括检测装置支架0 、挡板推进气缸、成品推出顶针气缸G4)、成品支架0 、电阻检测仪表接线(46)、成品上顶气缸07)和电阻检测仪表(48)，检测装置支架0 固定在系统平台上，成品支架0 安装在成品上顶气缸G7)活塞推杆端部，成品支架0 上设有8 个物料槽，物料槽的底部有用于检测的电阻检测仪表接线(46)，成品推出顶针气缸04)共有8个，安装在检测装置支架0 上，当成品上顶气缸(47推出时，成品推出顶针气缸04) 的轴线与物料槽中的物料轴线一一对应重合。
全文摘要
本发明公布了一种基于工业机器人的全自动电器装配系统，它包括顺次排列的送料震盘、送料装置、第一个机械手、剪切装置、第二个机械手、内外引对接装置、第三个机械手、铆接装置、第四个机械手和检测分拣装置。熔断器自动送料装置设有一个实现熔断器自动送料的振盘和一个由气缸控制的挡料装置，对接装置设有两个振盘分别用来实现熔断器两端导电极的自动送料，振盘送料装置均是根据所运送的物料设计，机械手设有一个伺服电机控制的手臂，手臂的端部设有手爪，四个机械手结构相同。该自动装配系统可代替5名工人，实现5个工位对应的装配步骤，极大的节省了人力资源，并且提高了熔断器的加工质量。
文档编号H01H69/02GK102324346SQ20111024794
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者张治政, 赵亮, 陈开强 申请人:浙江大学