多层机械手及全自动焊接系统技术方案

一种多层机械手和全自动焊接系统，包括安装机械手的安装架，在安装架上设置至少两层机械手，其中至少有一层机械手为硬质元件夹具。全自动焊接系统具有第一转盘、第二转盘，第一转盘和或第二转盘上设有本多层机械手。本多层机械手可实现多个元件的自动化焊接，特别是包括软联结夹具和硬质元件夹具，从而软联结与硬质元件间的全自动焊接，并保持焊点准确、焊接一致性好，焊接产品性能指标优异。

【技术实现步骤摘要】
多层机械手及全自动焊接系统分案说明本案是分案申请，本分案的母案是申请日为2013年10月12日、申请号为201310475455.4、专利技术名称是“软联结夹具、带有软联结夹具的多层机械手及全自动焊接系统”的专利技术专利申请案。
本专利技术涉及焊接设备
，特别涉及一种低压断路器双金支架系统全自动多工位焊接系统，此外本专利技术还是一种夹持软联结的夹具，及带有这种软联结夹具的多层机械手。
技术介绍
在加工低压电器时，往往要将多个元件焊接在一起，过去的焊接生产线有两类：(一)人工手动焊接各个零件；(二)利用机器将硬质元件自动焊接到硬质元件上，人为手动焊接软联结，即整个焊接系统是半自动的，无法实现整个焊接系统的全自动焊接。上述两类生产线均需要人为手动焊接步骤，因此降低了流水线的加工速度，半成品中间周转周期长，且人工焊接原料浪费多。更严重的是人为手动焊接出来的产品性能、品质参数差异很大，产品一致性低。例如，在低压电器领域的小型断路器，其双金属支架系统主要由接线板、联结板、双金属片、引弧片(或称弧角)构成支架，双金属片的上端、中间、或下部的一端焊接软联结，软联结的另一端焊接动触头构成双金导电系统。如果采用人为手动焊接软联结则软联结在动触头和双金属片上的尺寸错位无法克服，使关键焊接尺寸难以保证，焊接质量波动大，软联接与动触头及双金焊接位置易超差，焊缝易薄断裂，如果整个系统均为人为手动焊接，则双金属片焊反，接线板与双金及弧角错位，脱焊，难以装配等质量问题屡有发生。此外，对人为手工焊接完成的双金属支架系统测试发现，成品如下参数差异很大：最高和最低温度、工作温度的范围、元件受热的位移和形式与大小、力或力矩的大小等差异性很大，无法保证出厂产品的一致性，使断路器的品质不符合所需的品质，过载保护脱扣曲线显示早脱扣、迟脱扣或不脱扣等不合格品发生率很高。手工流水线焊接不仅占地面积大、工艺参数不稳定、质量波动大、产品一致性和可靠性低、返工率高，而且员工的劳动强度大，众所周知焊锡时会产生对人有毒的气体导致生产线工作环境差，人工成本很高。随着主大产品生产量的不断攀升与国内销售市场的不断拓展，现有设备的产能已完全不能满足，生产出新增产品的需求量，扩大产能目前采用的是场地、人员、设备同步扩大满足产能的不断扩大扩张规模模式解决，在成本、经济性、技术设备上受到制约。由于不能现有机械焊接无法实现软联结的有效夹持和定位，到目前为止，本行业一直采用是软联结手动操作焊接装备工艺技术，未见有开发成功的软联结应用自动化设备的技术，当要生产具有软联结元件的产品时，无法全自动化焊接。
技术实现思路
本专利技术是为生产带有软联结元件的产品提供了一种全自动焊接系统，特别适用于双金属支架系统的全自动多工位焊接。为了提供全自动焊接系统，本专利技术提供了一种能够适用于自动化焊接的软联结夹具，该夹具可与自动焊接系统匹配并能有效夹持和释放软联结，使所述软联接具有准确的焊接位置。与此同时，本专利技术还提供了一种带有软联结夹具的多层机械手，该机械手可在自动流水线生产中准确夹持、定位软联结和硬质元件，以保证焊接工艺中焊点的准确性、批量产品焊接的一致性和稳定性。本专利技术所述的能应用于自动化系统并准确夹持和定位软联结的软联结夹具的结构如下，它包括相对设置的软联结第一夹板53和软联结第二夹板54，软联结第二夹板54的中部枢转安装在软联结第一夹板53上；所述第一夹板53的上部和所述软联结第二夹板54的上部分别设有软联结夹持部；软联结第二夹板54的下部为斜向压板542，软联结第二夹板54通过软联结弹簧545压靠在软联结第一夹板53上。软联结第一夹板53的软联结夹持部包括至少左右两个第一夹板方柱531，在两个第一夹板方柱531之间设有通孔，所述软联结第二夹板54的软联结夹持部包括左右两个第二夹板方柱541，在两个第二夹板方柱541之间设有通孔；第一夹板方柱531与第二夹板方柱541之间采用直槽啮合结构533。这样设计的夹持部对软联结的定位效果非常好。软联结第一夹板53与软联结第二夹板优选采用如下方式枢转安装：在软联结第二夹板54中部设有带孔的耳型件544，软联结第一夹板53上设有销轴543，软联结第一夹板53上的销轴543伸入耳型件544的孔。所述软联结弹簧545优选采用涨紧弹簧545，所述涨紧弹簧位于软联结第二夹板54的斜向压板542与软联结第一夹板53的下部之间。除了上述软联结夹具外，本专利技术还设计了能够携带上述软联结夹具的多层机械手，该多层机械手可对软联结与其他硬质元件的之间的位置关系进行定位，并方便夹持和释放各元件，使整个操作适应机械流水线生产的要求。所述带有软联结夹具的多层机械手，包括安装机械手的安装架103，在所述安装架103上设置至少两层机械手，其中至少有一层机械手为软联结夹具，至少有一层机械手为硬质元件夹具，所述硬质元件夹具包括两个相对的硬质元件夹板，在硬质元件夹具所在层的安装架103上设有条状滑槽，每个硬质元件夹具的俩个硬质元件夹板插入条状滑槽并可在条状滑槽内移动，所述软联结夹具的架构详见本专利技术之前的描述。此外，本专利技术还提供了一种全自动焊接系统，该全自动焊接系统不仅可以将硬质元件与硬质元件进行焊接，还可将软联结与硬质元件进行准确焊接。所述全自动焊接系统包括至少两个转盘，在每个转盘周围至少布放一台焊接设备，在第一转盘1上设置多个第一多层机械手101，在第二转盘2上设置多个第二多层机械手102，第一多层机械手101和第二多层机械手102均包括安装架103，在所述安装架103上设置至少两层机械手，所述第一多层机械手、第二多层机械手中至少有一个是带有软联结夹具的多层机械手，也就是说：所述第一多层机械手101上至少有一层机械手为软联结夹具，至少有一层机械手为硬质元件夹具；和/或所述第二多层机械手102上至少有一层机械手为软联结夹具，至少有一层机械手为硬质元件夹具。所述硬质元件夹具包括两个相对的硬质元件夹板，在硬质元件夹具所在层的安装架103上设有条状滑槽，每个硬质元件夹具的俩个硬质元件夹板插入条状滑槽并可在条状滑槽内移动，所述软联结夹具的架构详见本专利技术之前的描述。通常多层机械手均为直伸式，但所述带有软联结夹具的多层机械手优选采用如下结构：所述安装架103上至少设有三层机械手，在这三层机械手中，至少有两层机械手为硬质元件夹具，另外一层机械手是软联结夹具；其中一层硬质元件夹具的夹持部位于软联结第一夹板53和软联结第二夹板54夹持部一端的临近区域，另一层硬质元件夹具的夹持部位于软联结第一夹板53和软联结第二夹板54夹持部另一端的临近区域。带有软联结夹具的多层机械手，其软联结夹板优选采用如下方式放置：所述软联结第一夹板53与其底部的基板56相连并垂直，所述基板56与安装架103相连并从安装架103上延伸出来。更进一步的，所述软联结第二夹板54枢转安装在软联结第一夹板53上并位于远离安装架103的一侧。关于所述带有软联结夹具的多层机械手，其软联结夹具的驱动方式优选采用自动控制方式，此时所述多层机械手还配有软联结夹具控制气缸60b，在软联结夹具控制气缸60b上设有倾斜杆60a，软联结夹具控制气缸60b控制倾斜杆60a动作以按压软联结第二夹板54的斜向压板542。与常规的直伸式夹具布放方式想比，采用垂直布放的软联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层机械手，包括安装机械手的安装架(103)，其特征在于：在所述安装架(103)上设置至少两层机械手，至少有一层机械手为硬质元件夹具。

【技术特征摘要】
1.一种多层机械手，包括安装机械手的安装架(103)，其特征在于：在所述安装架(103)上设置至少两层机械手，至少有一层机械手为硬质元件夹具；在所述安装架(103)上至少有一层机械手为软联结夹具，所述软联结夹具包括软联结第一夹板(53)和软联结第二夹板(54)，软联结第二夹板(54)的中部枢转安装在软联结第一夹板(53)上；所述第一夹板(53)的上部和所述软联结第二夹板(54)的上部分别设有软联结夹持部；所述软联结第一夹板(53)通过底部的基板固定在安装架(103)上；所述安装架(103)上至少有两层机械手为硬质元件夹具，另外有一层机械手是软联结夹具；其中一层硬质元件夹具的夹持部位于软联结第一夹板(53)和软联结第二夹板(54)夹持部一端的临近区域，另一层硬质元件夹具的夹持部位于软联结第一夹板(53)和软联结第二夹板(54)夹持部另一端的临近区域。2.根据权利要求1所述的多层机械手，其特征在于：每个所述硬质元件夹具包括两个相对的硬质元件夹板，在硬质元件夹具所在层的安装架(103)上设有条状滑槽，每个硬质元件夹具的两个硬质元件夹板通过各自的底板插入条状滑槽并可在条状滑槽内移动。3.根据权利要求1所述的多层机械手，其特征在于：软联结第二夹板(54)的下部为斜向压板(542)，软联结第二夹板(54)通过软联结弹簧(545)压靠在软联结第一夹板(53)上。4.根据权利要求3所述的多层机械手，其特征在于：软联结第一夹板(53)的软联结夹持部包括至少左右两个第一夹板方柱(531)，在两个第一夹板方柱(531)之间设有通孔，所述软联结第二夹板(54)的软联结夹持部包括左右两个第二夹板方柱(541)，在两个第二夹板方柱(541)之间设有通孔；第一夹板方柱(531)与第二夹板方柱(541)之间采用直槽啮合结构(533)。5.根据权利要求3所述的多层机械手，其特征在于：在软联结第二夹板(54)中部设有带孔的耳型件(544)，软联结第一夹板(53)上设有销轴(543)，软联结第一夹板(53)上的销轴(543)伸入耳型件(544)的孔。6.根据权利要求3所述的多层机械手，其特征在于：所述软联结弹簧(545)采用涨紧弹簧，所述涨紧弹簧位于软联结第二夹板(54)的斜向压板(542)与软联结第一夹板(53)的下部之间。7.根据权利要求6所述的多层机械手，其特征在于：以软联结第一夹板(53)的夹持部所在方向为X轴正方向，以软联结第一夹板(53)与夹持部相对的一端为X轴负方向，以垂直于软联结第一夹板(53)面的方向为Y轴方向，其中以远离安装架(103)的方向为Y轴正方向，以软联结第一夹板(53)夹持部左右两端为Z轴方向，所述两层硬质元件夹具、软联结夹具采用如下布置方式：软联结第一夹板(53)通过基板(56)从安装架(103)上伸出，每个硬质元件夹板分别通过各自的底板从安装架(103)上伸出；在所述两层硬质元件夹具的底板和软联接夹具的基板在Y轴上的投影距离均大于0，在所述两层硬质元件夹具的底板中，至少有一个底板在X轴上的投影距离大于0，在所述两层硬质元件夹具的底板中，至少有一个底板在Z轴上的投影距离大于0。8.根据权利要求3所述的多层机械手，其特征在于：所述软联结第一夹板(53)与其底部的基板(56)垂直，所述基板(56)与安装架(103)相连并从安装架(103)上延伸出来，所述软联结第二夹板(54)枢转安装在软联结第一夹板(53)上并位于远离安装架(103)的一侧。9.根据权利要求3所述的多层机械手，其特征在于：所述多层机械手还配有软联结夹具控制气缸(60b)，在软联结夹具控制气缸(60b)上设有倾斜杆(60a)，软联结夹具控制气缸(60b)控制倾斜杆(60a)动作以按压软联结第二夹板(54)的斜向压板(542)。10.根据权利要求2所述的多层机械手，其特征在于：所述安装架(103)包括横板(43)，每层机械手都设有至少一层横板(43)，在每个硬质元件夹具所在层均设有一套驱动硬质元件夹具的驱动机构；在安装架内的每个底板上设有单边齿条，硬质元件夹具的驱动机构包括：一端带有螺纹的滑块、复位弹簧和两个枢转安装的齿轮，每个齿轮分别与一个底板的单边齿条啮合，所述两个齿轮并排放置，所述滑块插入两个齿轮之间，所述齿轮与滑块上的螺纹啮合，所述复位弹簧作用在滑块上以使滑块复位。11.根据权利要求2所述的多层机械手，其特征在于：所述安装架(103)由横板(43)和纵板(44)构成，每层机械手都设有至少一层横板(43)，在每个硬质元件夹具所在层均设有一套驱动硬质元件夹具的驱动机构；每套驱动机构均包括两个驱动机构压板(451)、压板固定枢轴(471)、压板初始弹簧(461)和滑块(50)，至少有一个驱动机构压板(451)枢转安装在压板固定枢轴(471)上，所述压板固定枢轴(471)固定安装在安装架(103)的横板(43)上且压板固定枢轴(471)位于驱动机构压板(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄和平，高玉保，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33