一种断路器手柄扭簧自动装配装置的制作方法

本实用新型属于断路器自动装配领域，具体涉及一种断路器手柄扭簧自动装配装置。

背景技术：

在断路器生产装配过程中，手柄与扭簧的装配是必不可少的环节，且装配精度与难度均较高。目前，市面上尚未出现半自动亦或全自动的生产设备。在现有生产工艺中还是采用传统的人工装配，该人工手动装配的方式存在以下缺点：1)生产效率低；2)成品合格率难以达到90％及以上；3) 人力成本高；极大限制了后续断路器其他环节生产装配进度，进而影响生产管理与企业效益。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种断路器手柄扭簧自动装配装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种断路器手柄扭簧自动装配装置，包括空位检测组件、手柄上料组件、手柄检测组件、扭簧上料组件、扭簧检测组件、扭簧转向组件、扭簧转向检测组件、工件下料组件、工作台组件和基板；

所述空位检测组件、手柄上料组件、手柄检测组件、扭簧上料组件、扭簧检测组件、扭簧转向组件、扭簧转向检测组件和工件下料组件依顺序布置在工作台组件的外围；

所述空位检测组件包括空位检测传感器支架和空位检测传感器，空位检测传感器设置在空位检测传感器支架的定位孔内；

所述手柄上料组件包括手柄振动盘上料单元、手柄移料组件安装支架、X向移料气缸单元、Z向移料气缸单元和手柄移料机械手单元；所述手柄移料机械手单元安装在Z向移料气缸单元上，所述Z向移料气缸单元设置在X向移料气缸单元上，X向移料气缸单元安装在手柄移料组件安装支架上；所述手柄移料机械手单元用于通过机械手指抓取手柄振动盘上料单元提供的手柄，并将其移至工作台组件中定位夹具单元的上方；

所述手柄检测组件包括手柄检测传感器支架和手柄检测传感器，手柄检测传感器设置在手柄检测传感器支架的定位孔内；

所述扭簧上料组件包括扭簧振动盘上料单元、扭簧上料单元安装支架、扭簧X向移料气缸单元、扭簧Z向移料气缸单元和扭簧移料机械手单元；所述扭簧移料机械手单元安装在扭簧Z向移料气缸单元上，所述扭簧Z向移料气缸单元设置在扭簧X向移料气缸单元上，扭簧X向移料气缸单元安装在扭簧上料单元安装支架上；扭簧移料机械手单元用于抓取扭簧振动盘上料单元提供的扭簧；并在角度调整后将其移至工作台组件中定位夹具单元的上方；

所述扭簧振动盘上料单元包括振动盘、扭簧上料料道和扭簧角度调整组件，其中扭簧角度调整组件固定安装在扭簧上料料道的末端，用于将扭簧的角度进行调整；

所述扭簧移料机械手单元包含一对机械手，左侧的机械手用于抓取已经完成角度调整的扭簧，右侧的机械手用于抓取角度待调整的扭簧；

所述扭簧检测组件包括扭簧上料检测传感器、扭簧上料检测杆、第一L 形连接板、第一移动滑板、第一滑轨组件、扭簧上料小型气缸、扭簧上料小型气缸安装支架和扭簧上料检测支架；所述扭簧上料检测传感器安装在第一L形连接板一侧，扭簧上料检测杆设置在第一L形连接板另一侧，第一L形连接板通过第一移动滑板定位在第一滑轨组件上，扭簧上料小型气缸通过扭簧上料小型气缸安装支架设置在扭簧上料检测支架上，所述扭簧上料检测杆设置在定位夹具单元中扭簧上料检测定位槽的上方；

所述扭簧转向组件包括Z向移动气缸组件、扭簧转向齿条副组件和高度微调气缸组件；扭簧转向齿条副组件安装在Z向移动气缸组件上，由Z 向移动气缸组件驱动做Z向运动，高度微调气缸组件安装在扭簧转向齿条副组件的下端，用于对扭簧转向齿条副组件的高度进行细微调整；

所述扭簧转向检测组件包括扭簧转向检测传感器、扭簧转向检测杆、L 形连接板、移动滑板、滑轨组件、小型气缸、小型气缸安装支架和扭簧转向检测支架，所述扭簧转向检测传感器安装在L形连接板一侧，扭簧转向检测杆设置在L形连接板另一侧，L形连接板通过移动滑板定位在滑轨组件上，小型气缸通过小型气缸安装支架设置在扭簧转向检测支架上，所述扭簧转向检测杆设置在定位夹具单元中扭簧检测定位槽的上方。

所述手柄振动盘上料单元包括手柄上料振动盘、手柄上料料道、手柄上料直振器、限位卡座和T形支架；手柄上料料道的一端与手柄上料振动盘相连，另一端与限位卡座相连，并通过T形支架支撑安装；手柄上料直振器安装在手柄上料料道上。

所述手柄移料机械手单元包括手柄上料导向气缸、手柄上料导向气缸安装板、第一浮动接头、导向杆、直线轴承、气爪安装板、气爪和机械手指；手柄上料导向气缸安装在手柄上料导向气缸安装板上，手柄上料导向气缸的动作杆通过第一浮动接头与导向杆相连，导向杆穿过气爪安装板上的直线轴承；机械手指安装在气爪上，气爪安装在气爪安装板上。

所述扭簧转向齿条副组件包括齿条驱动气缸、盖板、第二浮动接头、齿条、齿轮转轴副连接块、齿轮、齿轮转轴、扭簧转向钩、导向压杆和限位单元；齿条驱动气缸的动作杆通过第二浮动接头与齿条相连，齿轮与齿条啮合，齿轮和导向压杆均同轴安装在齿轮转轴上，扭簧转向钩安装在导向压杆的侧面。

所述工件下料组件包括工件下料单元、下料滑槽单元、顶杆单元和收纳桶单元；顶杆单元设置在定位夹具单元的底部；

所述工件下料单元包括工件下料安装架、工件下料X向移动气缸组件、工件下料Z向移动气缸组件和工件下料机械手组件；工件下料机械手组件安装在工件下料Z向移动气缸组件上，工件下料Z向移动气缸组件安装在工件下料X向移动气缸组件上，X向移动气缸组件安装在工件下料安装架上；

所述下料滑槽单元包括下料滑槽、下料滑槽移动气缸和下料滑槽移动气缸安装板；下料滑槽移动气缸安装在下料滑槽移动气缸安装板上，下料滑槽与下料滑槽移动气缸的动作杆相连；

所述收纳桶单元包括多个收纳桶和收纳桶旋转定位组件；多个收纳桶均安装在收纳桶旋转定位组件上，由收纳桶旋转定位组件驱动做旋转运动。

所述工作台组件包括定位夹具单元、工作台、凸轮分割器、同步轮组件、步进电机、步进电机支架；所述定位夹具单元共有八组，沿圆周方向均匀设置在工作台上，凸轮分割器上端连接工作台的下表面，下端安装在基板上，同步轮组件一端与凸轮分割器的转轴同轴装配，另一端与步进电机的输出转轴配合安装；步进电机通过步进电机支架安装在基板上。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型所提供的断路器手柄扭簧自动装配装置依次分别设置了空位检测工位、手柄上料检测工位、扭簧上料检测工位、扭簧转向检测工位，通过该4个检测工位，可有效提高产品装配的精度、一致性、效率及降低废品率。

2、本实用新型所提供的断路器手柄扭簧自动装配装置在其扭簧上料检测工位中，考虑扭簧上料过程中角度可能发生变化，影响到装配，从而增设了扭簧上料的角度调整组件，通过底部的气爪剪形，快速将扭簧调整至准确角度。

3、本实用新型所提供的断路器手柄扭簧自动装配装置在实现扭簧转向过程中，扭簧转向钩先接触扭簧外伸引脚，接着高度微调气缸组件将扭簧转向齿条副组件小距离抬升，使得扭簧顺利越过手柄上的障碍部位，然后扭簧转向齿条副组件迅速复位，扭簧转向钩继续旋转并将扭簧转至到装配要求位置。

附图说明

图1为手柄、扭簧和工件的结构图；

图2为断路器手柄扭簧自动装配装置的总体结构图；

图3为工作台组件的结构图；

图4为空位检测组件的结构图；

图5为手柄上料组件的结构图；

图6为手柄振动盘上料单元的结构图；

图7为所述手柄移料机械手单元的结构图；

图8为手柄检测组件的结构图；

图9为扭簧上料组件的结构图；

图10为扭簧振动盘上料单元的结构图；

图11为所述扭簧检测组件的结构图；

图12为扭簧转向组件的结构图；

图13为扭簧转向齿条副组件的结构图；

图14为扭簧转向检测组件的结构图；

图15为工件下料组件的结构图；

图16为所述工件下料单元的结构图；

图17为下料滑槽单元的结构图；

图18为和收纳桶单元的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-18所示，本实用新型根据断路器手柄和扭簧特殊单元及装配精度要求，提供了结构设计合理、安全可靠、工作效率高且成品质量好的用于将手柄1101和扭簧1102自动装配成工件11的一种断路器手柄扭簧自动装配装置。其具体包括空位检测组件1、手柄上料组件2、手柄检测组件3、扭簧上料组件4、扭簧检测组件5、扭簧转向组件6、扭簧转向检测组件7、工件下料组件8、工作台组件9和基板10。

所述空位检测组件1、手柄上料组件2、手柄检测组件3、扭簧上料组件4、扭簧检测组件5、扭簧转向组件6、扭簧转向检测组件7和工件下料组件8依顺序布置在工作台组件9的外围。

所述工作台组件9包括定位夹具单元901、工作台902、凸轮分割器903、同步轮组件904、步进电机905、步进电机支架906；所述定位夹具单元901共有八组，沿圆周方向均匀设置在工作台902上，凸轮分割器903 上端连接工作台902的下表面，下端安装在基板10上，同步轮组件904一端与凸轮分割器903的转轴同轴装配，另一端与步进电机905的输出转轴配合安装。步进电机905通过步进电机支架906安装在基板10上。

所述空位检测组件1包括空位检测传感器支架101和空位检测传感器 102，空位检测传感器102设置在空位检测传感器支架101的定位孔内。

所述手柄上料组件2包括手柄振动盘上料单元201、手柄移料组件安装支架202、X向移料气缸单元203、Z向移料气缸单元204和手柄移料机械手单元205。所述手柄移料机械手单元205安装在Z向移料气缸单元204 上，所述Z向移料气缸单元204设置在X向移料气缸单元203上，X向移料气缸单元203安装在手柄移料组件安装支架202上。所述手柄移料机械手单元205用于通过机械手指抓取手柄振动盘上料单元201提供的手柄 1101，并将其移至定位夹具单元901的上方。

所述手柄振动盘上料单元201包括手柄上料振动盘20101、手柄上料料道20102、手柄上料直振器20103、限位卡座20104和T形支架20105。手柄上料料道20102的一端与手柄上料振动盘20101相连，另一端与限位卡座20104相连，并通过T形支架20105支撑安装；手柄上料直振器20103 安装在手柄上料料道20102上。

所述手柄移料机械手单元205包括手柄上料导向气缸20501、手柄上料导向气缸安装板20502、第一浮动接头20503、导向杆20504、直线轴承 20505、气爪安装板20506、气爪20507和机械手指20508；手柄上料导向气缸20501安装在手柄上料导向气缸安装板20502上，手柄上料导向气缸 20501的动作杆通过第一浮动接头20503与导向杆20504相连，导向杆20504 穿过气爪安装板20506上的直线轴承20505。机械手指20508安装在气爪 20507上，气爪20507安装在气爪安装板20506上。

所述手柄上料组件2的工作过程为：

手柄1101通过振动盘上料单元201移至手柄上料料道20102的末端，手柄移料机械手单元205在Z向移料气缸单元204驱动下向下移动，机械手指20508抓取手柄1101，接着手柄移料机械手单元205上移，然后在X 向移料气缸单元203作用下移至定位夹具单元901上方，手柄移料机械手单元205下移，手柄上料导向气缸20501带动导向杆20504下移将手柄压入定位夹具单元901内，同时机械手指20508释放，然后整体复位进行下一个手柄上料的循环动作。

所述手柄检测组件3包括手柄检测传感器支架301、手柄检测传感器 302，手柄检测传感器302设置在手柄检测传感器支架301的定位孔内。

所述扭簧上料组件4包括扭簧振动盘上料单元401、扭簧上料单元安装支架402、扭簧X向移料气缸单元403、扭簧Z向移料气缸单元404和扭簧移料机械手单元405。所述扭簧移料机械手单元405安装在扭簧Z向移料气缸单元404上，所述扭簧Z向移料气缸单元404设置在扭簧X向移料气缸单元403上，扭簧X向移料气缸单元403安装在扭簧上料单元安装支架402 上。扭簧移料机械手单元405用于抓取扭簧振动盘上料单元401提供的扭簧1102；并在角度调整后将其移至定位夹具单元901的上方。

所述扭簧振动盘上料单元401包括振动盘、扭簧上料料道40101和扭簧角度调整组件40102，其中扭簧角度调整组件40102固定安装在扭簧上料料道40101的末端，用于将扭簧的角度进行调整。

所述扭簧移料机械手单元405包含一对机械手，左侧的机械手用于抓取已经完成角度调整的扭簧1102，右侧的机械手用于抓取角度待调整的扭簧1102。

所述扭簧上料组件4的工作过程为：

扭簧移料机械手单元405右侧的机械手将扭簧1102移放至扭簧角度调整组件40102的定位孔内，扭簧角度调整组件40102将角度调整完毕后，左侧的机械手抓取已经完成角度调整的扭簧1102，接着在X向移料气缸单元403作用下移至定位夹具单元901正上方，然后在Z向移料气缸单元404 作用下，扭簧移料机械手组件405释放，扭簧1102被准确放置在定位夹具单元901内。

所述扭簧检测组件5包括扭簧上料检测传感器501、扭簧上料检测杆 502、第一L形连接板503、第一移动滑板504、第一滑轨组件505、扭簧上料小型气缸506、扭簧上料小型气缸安装支架507和扭簧上料检测支架508。所述扭簧上料检测传感器501安装在第一L形连接板503一侧，扭簧上料检测杆502设置在第一L形连接板503另一侧，第一L形连接板503通过第一移动滑板504定位在第一滑轨组件505上，扭簧上料小型气缸506通过扭簧上料小型气缸安装支架507设置在扭簧上料检测支架508上，所述扭簧上料检测杆502设置在正对定位夹具单元901中扭簧上料检测定位槽的上方。在扭簧上料小型气缸506的作用下，带动扭簧上料检测传感器501、扭簧上料检测杆502、第一L形连接板503、第一移动滑板504同时向下移动，当装配在手柄1101上的扭簧1102放置在初始上料检测定位槽处时，扭簧上料检测杆502接触到检测定位槽处内扭簧1102的引脚，然后相对于扭簧上料检测传感器501向上移动，使传感器感应到有扭簧1102，反之表示无扭簧1102。

所述扭簧转向组件6包括Z向移动气缸组件601、扭簧转向齿条副组件 602和高度微调气缸组件603。扭簧转向齿条副组件602安装在Z向移动气缸组件601上，由Z向移动气缸组件601驱动做Z向运动，高度微调气缸组件603安装在扭簧转向齿条副组件602的下端，用于对扭簧转向齿条副组件602的高度进行细微调整。

所述扭簧转向齿条副组件602包括齿条驱动气缸60201、盖板60202、第二浮动接头60203、齿条60204、齿轮转轴副连接块60205、齿轮60206、齿轮转轴60207、扭簧转向钩60208、导向压杆60209和限位单元60210；齿条驱动气缸60201的动作杆通过第二浮动接头60203与齿条60204相连，齿轮60206与齿条60204啮合，齿轮60206和导向压杆60209均同轴安装在齿轮转轴60207上，扭簧转向钩60208安装在导向压杆60209的侧面。

在Z向移动气缸组件601作用下，扭簧转向齿条副组件602下移，导向压杆60209穿过扭簧1102中部，扭簧转向钩60208靠近扭簧1102外伸引脚，接着齿条驱动气缸60201驱动齿条60204做线性移动，进而带动齿轮60206与扭簧转向钩60208同步旋转，在实现扭簧转向过程中，扭簧转向钩60208先接触扭簧1102外伸引脚，接着高度微调气缸组件603将扭簧转向齿条副组件602小距离抬升，使得扭簧1102顺利越过手柄1101上的障碍部位，然后扭簧转向齿条副组件602迅速复位，扭簧转向钩60208继续旋转并将扭簧转至到装配要求位置。

所述扭簧转向检测组件7包括扭簧转向检测传感器701、扭簧转向检测杆702、L形连接板703、移动滑板704、滑轨组件705、小型气缸706、小型气缸安装支架707和扭簧转向检测支架708，所述扭簧转向检测传感器 701安装在L形连接板703一侧，扭簧转向检测杆702设置在L形连接板 703另一侧，L形连接板703通过移动滑板704定位在滑轨组件705上，小型气缸706通过小型气缸安装支架707设置在扭簧转向检测支架708上，所述扭簧转向检测杆702设置在正对定位夹具单元901中扭簧检测定位槽的上方。

所述扭簧转向检测组件7的工作过程为：

在小型气缸706的作用下，带动扭簧转向检测传感器701、扭簧转向检测杆702、L形连接板703、移动滑板704同时向下移动，当装配在手柄1101 上的扭簧旋转到位时，扭簧转向检测杆接触到检测定位槽内扭簧的引脚，然后相对于扭簧转向检测传感器向上移动，使感应器感应到有扭簧旋转到位，反之扭簧没有旋转到位。

所述工件下料组件8包括工件下料单元801、下料滑槽单元802、顶杆单元803和收纳桶单元804。顶杆单元803设置在定位夹具单元901的底部。

所述工件下料单元801包括工件下料安装架80101、工件下料X向移动气缸组件80102、工件下料Z向移动气缸组件80103和工件下料机械手组件80104；工件下料机械手组件80104安装在工件下料Z向移动气缸组件 80103上，工件下料Z向移动气缸组件80103安装在工件下料X向移动气缸组件80102上，X向移动气缸组件80102安装在工件下料安装架80101 上。

所述下料滑槽单元802包括下料滑槽80201、下料滑槽移动气缸80202 和下料滑槽移动气缸安装板80203；下料滑槽移动气缸80202安装在下料滑槽移动气缸安装板80203上，下料滑槽80201与下料滑槽移动气缸80202 的动作杆相连。

所述收纳桶单元804包括多个收纳桶80401和收纳桶旋转定位组件 80402。多个收纳桶80401均安装在收纳桶旋转定位组件80402上，由收纳桶旋转定位组件80402驱动做旋转运动。

所述工件下料收集组件8的工作过程为：

在工件下料Z向移动气缸组件80103驱动下，工件下料机械手组件 80104下移，工件下料机械手组件80104中的工件下料导向杆穿入手柄1101 中部，然后设置在定位夹具单元901底部的顶杆单元803将工件11顶出，与此同时工件下料机械手将工件夹紧，在工件下料X向移动气缸组件 80102、工件下料Z向移动气缸组件80103联合作用下，工件11被移至下料滑槽单元802上方，当扭簧转向检测组件7判断工件11为合格时，工件沿滑槽顺利落入收纳桶80401内，反之，在下料滑槽移动气缸80202驱动下，下料滑槽80201右移，不合格工件沿滑槽落入收纳盒内；当收纳桶80401 内的工件11数量达到满载数目后，在收纳桶旋转定位组件80402驱动下，由下一个收纳桶80401进行收集。

上述断路器手柄扭簧自动装配装置的具体工作过程为：

首先，在凸轮分割器的驱动下，第一个定位夹具单元进入空位检测工位，通过探针传感器判断定位夹具单元是否有零部件，如果没有，第一个进入手柄上料工位，第二个定位夹具单元进入空位检测工位，以此类推，手柄经振动盘组件上料后，手柄上料机械手抓取手柄，经手柄上料X向移动气缸组件与手柄上料Z向移动气缸组件共同作用下，手柄被放置在定位夹具内，接着定位夹具单元进入手柄检测工位，判断定位夹具内是否有手柄，如果有便进入扭簧上料工位，扭簧经扭簧振动盘组件上料后，一端机械手现将扭簧移至角度调整装置处，然后将角度调整完毕的扭簧通过另一端的机械手移放置在手柄定位孔内，接着进入扭簧检测工位，判断是否有扭簧，如果有便进入扭簧转向工位，在Z向移动气缸组件作用下，扭簧转向齿条副组件下移，导向压杆穿过扭簧中部，扭簧转向钩靠近扭簧外伸引脚，接着齿条驱动气缸驱动齿条做线性移动，进而带动齿轮与扭簧转向钩同步旋转，在实现扭簧转向过程中，扭簧转向钩先接触扭簧外伸引脚，接着高度微调气缸组件将扭簧转向齿条副组件小距离抬升，使得扭簧顺利越过手柄上的障碍部位，然后扭簧转向齿条副组件迅速复位，扭簧转向钩继续旋转并将扭簧转至到装配要求位置，然后进入扭簧转向检测工位，在小型气缸的作用下，带动扭簧转向检测传感器、扭簧转向检测杆、L形连接板、移动滑板同时向下移动，当装配在手柄上的扭簧旋转到位时，扭簧转向检测杆接触到检测定位槽内扭簧的引脚，然后相对于扭簧转向检测传感器向上移动，使感应器感应到有扭簧旋转到位，反之扭簧没有旋转到位；接着进入在工件下料工位，在工件下料Z向移动气缸组件驱动下，工件下料机械手组件下移，工件下料导向杆穿入手柄中部，然后设置在定位夹具单元底部的顶杆单元将工顶出，与此同时工件下料机械手指将工件夹紧，在工件下料X向移动气缸组件、工件下料Z向移动气缸组件联合作用下，工件被移至下料滑槽单元上方，当扭簧转向检测组件判断工件为合格时，工件沿滑槽顺利落入收纳桶内，反之，在下料滑槽移动气缸驱动下，下料滑槽右移，不合格工件沿滑槽落入收纳盒内；当收纳桶内的工件数量达到满载数目后，在收纳桶旋转定位组件驱动下，由下一个收纳桶进行收集。

本实用新型可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本实用新型的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。