一种全纹螺柱自动化装配系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种全纹螺柱自动化装配系统及方法，全纹螺柱装配系统由平移机构、自动送料机构、拧紧机构和气动系统组成。在装配位和上、下料位之间设有平移机构，在平移方向装配位的端部设有拧紧机构，在平移机构的一侧设有自动送料机构，在机架的侧面装有气动系统，方便的实现全纹螺柱与绝缘盆子全自动装配工艺流程，提高了装配质量和装配效率，降低了劳动强度；装配占地面积减小，作业环境的清洁度大大改善。

An automatic assembly system and method for all stud studs

The invention discloses a fully striped stud automatic assembly system and method, and the full stripe stud assembly system is composed of a translational mechanism, an automatic feeding mechanism, a tightening mechanism and a pneumatic system. A translation mechanism between the assembly and the upper and lower level, with the tightening mechanism at the end of the assembly position shift direction, on one side of the translation mechanism is provided with an automatic feeding mechanism, pneumatic system is installed in the frame, to facilitate the realization of automatic assembly process of full grain stud and an insulating basin, improve the assembly quality and the assembly efficiency, reduce the labor intensity; the assembly area is reduced, the operating environment of the cleanliness is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种全纹螺柱自动化装配系统及方法
本专利技术属于电气制作领域，涉及盆式绝缘子装配系统，具体涉及一种全纹螺柱自动化装配系统及方法。
技术介绍
目前，高压开关产品用盆式绝缘子全纹螺柱装配过程中，主要存在以下问题：1.当全纹螺柱拧入至一定深度，电动扳手退回时，极易容易将螺柱带出一截，需要反复拧入；2.全纹螺柱在金属环外侧裸露长度的一致性难以保证问题，装配一致性控制难度大；3.由于人为因素的影响，容易造成绝缘盆子本身损伤；4.装配过程基本为手动操作，劳动强度大。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种全纹螺柱自动化装配系统及方法，解决现有盆式绝缘子手工装配螺柱过程中，装配一致性难以保证、劳动强度大、效率低的问题。为了解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种全纹螺柱自动化装配系统，包括工件输送机构、拧紧机构、自动送料机构和气动系统；工件输送机构包括支架、工件托盘及托盘定位和变位装置；支架上固定有平行设置的两条导轨，工件托盘通过滑块安装在两条导轨上，支架上还设置有驱动工件托盘沿导轨滑动的第一气缸；托盘定位和变位装置包括二次定位底板、举升气缸和二次定位气缸，二次定位底板安装在支架上位于导轨下方，竖向设置的举升气缸和二次定位气缸分别固定在二次定位底板上，当工件托盘移动工作位置后，二次定位气缸伸出将工件托盘位置固定举升气缸上升或下降，调整限位盘的上下位置，以适应不同尺寸的盆式绝缘子和螺杆的装配；自动送料机构包括供料支架、升降机构、旋转分度机构和螺钉导向擒纵机构；供料支架安装在设备底座上，与拧紧机构的相对位置固定；升降机构包括第二气缸、升降底板、直线轴承和导向轴，竖向设置的第二气缸与直线轴承安装在供料支架上，升降底板安装在第二气缸的移动法兰表面上，升降底板下面安装导向轴，导向轴穿过直线轴承定位，升降底板上面安装旋转分度机构；旋转分度机构包括竖向设置的第三气缸，安装在第三气缸上的旋转底板和安装在旋转底板上的双头螺栓存放盘；螺栓导向擒纵机构包括送料机构支架二、气爪、螺栓夹爪和螺栓导向件；送料机构支架二安装在供料支架上，气爪安装在送料机构支架二上，螺栓夹爪安装在气爪上，螺栓导向件安装在送料机构支架二上位于螺栓夹爪下方；拧紧机构包括机器人、电动拧紧轴、双头螺柱专用套筒和控制系统；机器人安装在在设备底座上，电动拧紧轴安装在机器人手臂前端，用于将双头螺柱拧入金属环法兰对应的螺纹孔中，电动拧紧轴末端安装一个双头螺柱专用套筒；控制系统用于设置电动拧紧轴拧紧抢的极限值，扭矩超过该值后，拧紧抢自动停止。进一步，在支架上加工有导轨槽，导轨槽中放置有调整垫一和调整垫二，通过调整垫一和调整垫二调整导轨的平行度。进一步，在支架两端工件托盘移动的极限位置分别装有缓冲器安装座，缓冲器安装座上面安装有缓冲器，缓冲器上安装有调节的外六方螺钉。进一步，工件托盘包括托盘底板、定位盘、限位盘、托盘定位销、盆子定位销、举升定位盘高度限位、托盘定位套、定位盘定位套和托盘档板；托盘底板下面装有滑块与导轨连接，上面安装托盘定位销和举升定位盘高度限位，托盘定位销充当限位盘上下运动的导向轴，限位盘上安装有直线轴承导向，保证限位盘顺滑的上下运动，举升定位盘高度限位通过台阶端面与限位盘接触；托盘定位销端头安装又绝缘盆子定位销，限制住定位盘的位置，定位盘上有沉头螺钉孔，通过螺钉与举升定位盘高度限位顶端的螺纹孔连接。进一步，双头螺栓存放盘内安装有螺栓槽内套。进一步，包括2套电动拧紧轴，其间距为工件上两个螺孔的间距。全纹螺柱自动化装配方法，包括以下步骤：第一步，工件吊装至上、下料位上的托盘，托盘中的定位盘及绝缘盆子定位销限制了绝缘盆子的位置；第二步，通过第一气缸驱动托盘沿导轨送达装配位，二次定位气缸伸出将工件托盘的位置固定，根据盆式绝缘子和螺杆的不同尺寸决定举升气缸升起的位置高度，上述工作完成后，工件准备工作完成；第三步，与第一、二步同步进行，即人工将一定数量的螺栓放到震动料斗中，震动料斗将一根根螺栓有序的排列，然后一根一根送至螺栓导向件正上方；第四步，接螺栓时，第二气缸保持在伸出状态，双头螺栓存放盘中的空槽对准螺栓导向件，螺栓便落入存放槽中，然后旋转30°继续重复操作；第五步，当拧紧机构Ⅱ来取螺栓时，气爪带动螺栓夹爪夹紧，上面一根螺栓被固定，第二气缸回到原位，旋转60°，机械手到取料位置后下降，套筒抓取两根螺栓后上升，双头螺栓存放盘下方有接近传感器，可以检测螺栓是否被成功抓到，如果抓取成功，第二气缸从新伸出到位，螺栓夹爪松开，双头螺栓落入双头螺栓存放盘当中；第六步，拧紧机构抓取螺柱后，达装配位进行拧紧操作，整个过程完成规定的循环次数，机械手回原位，二次定位气缸解除，托盘回至下料位，将工件吊走。本专利技术的盆式绝缘子全纹螺柱装配用自动化装配系统及方法，设备为卧式结构，采用模块设计思想，全纹螺柱装配系统由平移机构、自动送料机构、拧紧机构和气动系统组成。在装配位和上、下料位之间设有平移机构，在平移方向装配位的端部设有拧紧机构，在平移机构的一侧设有自动送料机构，在机架的侧面装有气动系统。可以方便的实现全纹螺柱与绝缘盆子全自动装配工艺流程。一方面，提高了装配质量和装配效率，降低了劳动强度；另一方面，装配占地面积减小，作业环境的清洁度大大改善。本专利技术采用自动控制的安全、紧凑型高压开关产品用盆式绝缘子全纹螺柱装配系统，整个装配工艺过程结构布置紧凑、自动控制，装配质量一致性高，装配效率高，节省人力和占地面积，进而降低成本。本专利技术全纹螺柱装配用自动化装配方法，通过平移机构到达装配位，同时自动输送机构提供螺柱，当拧紧机构来取料时，自动输送机构气缸带动螺栓夹爪夹紧，上面一根螺栓被固定，气缸将输送机构供料部分调整到预定位置，拧紧机构到达预定位置抓取螺柱，然后进行拧紧操作。整个装配系统自动控制，装配效率高，装配质量稳定，节省人力和占地面积，降低成本。附图说明图1-工件输送机构俯视图；图2-工件输送机构主视图；图3-自动送料机构左视图；图4-自动送料机构俯视图；图5-整机设备主视图；图6-整机设备俯视图。图中：A-上、下料位，B-装配位，Ⅰ-工件输送机构，Ⅱ-拧紧机构，Ⅲ-自动送料机构；1-第一气缸，2-气缸连接件，3-调整垫一，4-45导轨，5-缓冲器安装座，6-缓冲器，7-外六方螺钉，8-托盘定位套，9-托盘底板，10-气缸连接件，11-调整垫二，12-滑块，13-举升气缸，14-气动元件，15-二次定位气缸，16-二次定位安装板，17-托盘挡板，18-支架，19地脚，20-限位盘，21-定位盘，22-定位盘定位套，23-盆子定位销，24-直线轴承，25-举升定位盘高度限位，26-托盘定位销，27-供料支架，28-导向轴，29-直线轴承，30-第二气缸，31-升降底板，32-第三气缸，33-旋转底板，34-双头螺栓存放盘，35-螺栓槽内套，36-螺栓卡爪，37-气爪，38-螺栓导向件，39送料机构支架二。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述。本专利技术的全纹螺柱自动化装配系统由工件输送机构Ⅰ、拧紧机构Ⅱ、自动送料机构Ⅲ和气动系统组成。图1、图2为工件输送机构Ⅰ的结构图示意图，主要分为支架18，工件托盘，托盘定位和变位装置三部分。第一气缸1和导轨4通过螺钉固定在支架18上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全纹螺柱自动化装配系统，其特征在于：包括工件输送机构(Ⅰ)、拧紧机构(Ⅱ)、自动送料机构(Ⅲ)和气动系统；工件输送机构(Ⅰ)包括支架、工件托盘及托盘定位和变位装置；支架(18)上固定有平行设置的两条导轨(4)，工件托盘通过滑块(12)安装在两条导轨(4)上，支架(18)上还设置有驱动工件托盘沿导轨(4)滑动的第一气缸(1)；托盘定位和变位装置包括二次定位底板(16)、举升气缸(13)和二次定位气缸(15)，二次定位底板(16)安装在支架(18)上位于导轨(4)下方，竖向设置的举升气缸(13)和二次定位气缸(15)分别固定在二次定位底板(16)上，当工件托盘移动工作位置后，二次定位气缸(15)伸出将工件托盘位置固定举升气缸(13)上升或下降，调整限位盘(20)的上下位置，以适应不同尺寸的盆式绝缘子和螺杆的装配；自动送料机构(Ⅲ)包括供料支架、升降机构、旋转分度机构和螺钉导向擒纵机构；供料支架(27)安装在设备底座上，与拧紧机构的相对位置固定；升降机构包括第二气缸(30)、升降底板(31)、直线轴承(29)和导向轴(28)，竖向设置的第二气缸(30)与直线轴承(29)安装在供料支架(27)上，升降底板(31)安装在第二气缸(30)的移动法兰表面上，升降底板(31)下面安装导向轴(28)，导向轴(28)穿过直线轴承(29)定位，升降底板(31)上面安装旋转分度机构；旋转分度机构包括竖向设置的第三气缸(32)，安装在第三气缸(32)上的旋转底板(33)和安装在旋转底板(33)上的双头螺栓存放盘(34)；螺栓导向擒纵机构包括送料机构支架二(39)、气爪(37)、螺栓夹爪(36)和螺栓导向件(38)；送料机构支架二(39)安装在供料支架(27)上，气爪(37)安装在送料机构支架二(39)上，螺栓夹爪(36)安装在气爪(37)上，螺栓导向件(38)安装在送料机构支架二(39)上位于螺栓夹爪(36)下方；拧紧机构(Ⅱ)包括机器人、电动拧紧轴、双头螺柱专用套筒和控制系统；机器人安装在在设备底座上，电动拧紧轴安装在机器人手臂前端，用于将双头螺柱拧入金属环法兰对应的螺纹孔中，电动拧紧轴末端安装一个双头螺柱专用套筒；控制系统用于设置电动拧紧轴拧紧抢的极限值，扭矩超过该值后，拧紧抢自动停止。...

【技术特征摘要】
1.一种全纹螺柱自动化装配系统，其特征在于：包括工件输送机构(Ⅰ)、拧紧机构(Ⅱ)、自动送料机构(Ⅲ)和气动系统；工件输送机构(Ⅰ)包括支架、工件托盘及托盘定位和变位装置；支架(18)上固定有平行设置的两条导轨(4)，工件托盘通过滑块(12)安装在两条导轨(4)上，支架(18)上还设置有驱动工件托盘沿导轨(4)滑动的第一气缸(1)；托盘定位和变位装置包括二次定位底板(16)、举升气缸(13)和二次定位气缸(15)，二次定位底板(16)安装在支架(18)上位于导轨(4)下方，竖向设置的举升气缸(13)和二次定位气缸(15)分别固定在二次定位底板(16)上，当工件托盘移动工作位置后，二次定位气缸(15)伸出将工件托盘位置固定举升气缸(13)上升或下降，调整限位盘(20)的上下位置，以适应不同尺寸的盆式绝缘子和螺杆的装配；自动送料机构(Ⅲ)包括供料支架、升降机构、旋转分度机构和螺钉导向擒纵机构；供料支架(27)安装在设备底座上，与拧紧机构的相对位置固定；升降机构包括第二气缸(30)、升降底板(31)、直线轴承(29)和导向轴(28)，竖向设置的第二气缸(30)与直线轴承(29)安装在供料支架(27)上，升降底板(31)安装在第二气缸(30)的移动法兰表面上，升降底板(31)下面安装导向轴(28)，导向轴(28)穿过直线轴承(29)定位，升降底板(31)上面安装旋转分度机构；旋转分度机构包括竖向设置的第三气缸(32)，安装在第三气缸(32)上的旋转底板(33)和安装在旋转底板(33)上的双头螺栓存放盘(34)；螺栓导向擒纵机构包括送料机构支架二(39)、气爪(37)、螺栓夹爪(36)和螺栓导向件(38)；送料机构支架二(39)安装在供料支架(27)上，气爪(37)安装在送料机构支架二(39)上，螺栓夹爪(36)安装在气爪(37)上，螺栓导向件(38)安装在送料机构支架二(39)上位于螺栓夹爪(36)下方；拧紧机构(Ⅱ)包括机器人、电动拧紧轴、双头螺柱专用套筒和控制系统；机器人安装在在设备底座上，电动拧紧轴安装在机器人手臂前端，用于将双头螺柱拧入金属环法兰对应的螺纹孔中，电动拧紧轴末端安装一个双头螺柱专用套筒；控制系统用于设置电动拧紧轴拧紧抢的极限值，扭矩超过该值后，拧紧抢自动停止。2.根据权利要求1所述的全纹螺柱自动化装配系统，其特征在于：在支架(18)上加工有导轨槽，导轨槽中放置有调整垫一(3)和调整垫二(11)，通过调整垫一(3)和调整垫二(11)调整导轨(4)的平行度。3.根据权利要求1所述的全纹螺柱自动化装配系统，其特征在于：在支架(18)两端工件托盘移动的极限位置分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟博，李新，高双磊，屈直，吴明星，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61