CN110039292A - 一种断路器用互感器的自动化装配*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种断路器用互感器的自动化装配***，包括一可放置断路器基座的装配平台，一抓取装置，所述抓取装置用来抓取互感器，一上料装置，至少一个料盒放置在所述上料装置上，本发明的断路器用互感器的自动化装配装置代替了人工操作，预防出现安装位置偏差、互感器漏装等风险，大幅度提高了生产效率和产品合格率。

Description

一种断路器用互感器的自动化装配***

技术领域

本发明涉及自动化装配技术领域，具体来说，涉及一种断路器用互感器的自动化装配***。

背景技术

断路器是目前最常用的工业及民用配电保护装置，其既能在电路正常的情况下接通、承载、分断电路，又能在电路出现短路、过负荷、欠压和失压等故障时跳闸保护电路。在断路器动触头的母排端配套设置有互感器，动触头母排端穿过互感器的中心，且与互感器的中心孔紧密配合，以保证互感器可实时计量、测量线路中的二次参数。目前断路器的动触头母排有方形和圆形两种，互感器既要保证与不同形状的母排良好配合，，又要保证不同规格断路器的电流等级通用性，导致框架断路器用互感器形状不规则。

请参考图1和图2所示，现有互感器500设有中心孔501，所述中心孔501的边缘设有与方母排配合的直线段502和与与圆母排配合的圆弧段503，以便适应不同形状的母排。基座组件600包括母排601和基座本体602，所述母排601设于所述基座本体602的腔体内。

现有互感器装配采用手工方式装配，装配时先将互感器500穿过母排601且互感器500上的直线段502或圆弧段503与母排601相对应，然后借助橡皮锤等工具敲打母排，使互感器500既能和母排601精确配合，又能准确的装配在断路器的基座上，这种装配方式效率低下，容易造成互感器损坏，存在互感器装配位置不一致、错装、漏装等风险。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种生产效率高、装配过程稳定、自动化程度高的互感器自动化装配***。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种断路器用互感器自动化装配***，包括：

装配平台，所述装配平台上设有第一夹紧装置、若干第二夹紧装置和定位装置，所述第一夹紧装置和所述定位装置相对设置，所述第一夹紧装置可向靠近所述定位装置的方向移动，所述第二夹紧装置与所述第一夹紧装置垂直设置；

抓取装置，所述抓取装置用来抓取互感器；

和上料装置，所述上料装置包括第一托架和升降平台，所述升降平台上设有上升装置，所述上升装置包括若干上升支架和第十驱动装置，所述上升支架分设在所述第十驱动装置的两侧，且可在所述第十驱动装置的驱动下直线运动。

优选的，所述装配平台还包括第一母排固定装置，所述第一母排固定装置包括卡板、第三驱动装置和第四驱动装置，所述卡板分别与所述第三驱动装置和所述第四驱动装置相连，所述卡板的端部设有大致呈V型的缺口。

优选的，所述装配平台还包括第二母排固定装置，所述第二母排固定装置包括推板、第五驱动装置和第六驱动装置，在所述推板的一端部设有一限位面。

优选的，所述第一夹紧装置包括第一驱动装置、第二驱动装置和随动轮，所述第一驱动装置可带动所述第二驱动装置和所述随动轮直线运动，所述第二驱动装置可带动所述随动轮垂直运动。

优选的，所述定位装置包括定位支架，在所述定位支架的两端分别设有第一定位轮和第二定位轮。

优选的，所述抓取装置包括驱动手臂和夹爪，所述夹爪包括第一夹爪、第二夹爪和第三夹爪，所述第一夹爪、第二夹爪和第三夹爪大致呈三角形布置。

优选的，所述第一夹爪和第二夹爪相对设置，且通过第七驱动装置相连，所述第一夹爪和所述第二夹爪在所述第七驱动装置的带动下可同步运动。

优选的，所述第七驱动装置设置在所述夹爪内。

优选的，所述第三夹爪与第八驱动装置相连，所述第八驱动装置的一端设于所述夹爪内，另一端与所述第三夹爪相连。

优选的，所述上料装置还包括托架，所述第二托架与所述第一托架平行设置且运动方向相反。

优选的，所述第二托架与所述第一托架结构相同。

优选的，所述升降平台还包括下降装置和第九驱动装置，所述第九驱动装置可驱动托盘从所述上升装置运动至所述下降装置。

优选的，所述托盘上设有若干可容纳互感器的腔体，在所述腔体内设有若干定位孔。

优选的，所述装配平台上还设有第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨和所述第二滑轨相对设置。

优选的，所述抓取装置为一机器人。

本发明的特点及优点是：

1、本发明通过设置一机器人在装配平台与上料装置之间，上料装置可将装有互感器的料盒运送到准确位置，机器人根据MES指令将互感器装在基座与动触头组件上，这样替代了传统人工组装方式，降低了劳动强度，能够有效提高装配效率和精度。

2、本发明通过机器人抓起互感器使互感器在母排的正上方，机器人调整互感器的位置使互感器的不规则孔与母排端头的特征相对应，机器人带动互感器竖直向下移动，互感器套在母排上，然后机器人带动互感器水平移动使互感器的不规则孔与母排相配合，此时机器人放下互感器，互感器的限位特征与基座上的限位特征相配合，实现装配过程中对装配对象和装配位置的自动检测和定位，能够实现自动抓取，自动引导，自动对准，自动检测等过程，防止错装、漏装等风险，大大提高了产品合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为互感器的结构示意图。

图2为互感器和基座组件装配状态示意图。

图3为本发明的自动化装配***整体结构示意图。

图4为图3的局部放大示意图。

图5为本发明的装配平台的结构示意图。

图6为本发明的夹紧装置的结构示意图。

图7为本发明的装配平台和基座组件的配合示意图。

图8为本发明的抓取装置的立体图。

图9为本发明的抓取装置的夹爪结构示意图。

图10为本发明的上料装置的结构示意图。

图11为本发明的升降平台的结构示意图。

图12为本发明的料盒结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3和图4所示，本发明提供了一种断路器用互感器的自动化装配***，包括装配平台100、抓取装置200和上料装置300，所述装配平台100用于放置断路器基座600，所述上料装置300上设有料盒400，所述料盒400内放置有若干互感器500，所述上料装置300可将所述料盒400运送到指定位置，所述抓取装置200根据MES指令抓取所述料盒400内的互感器500并将所述互感器500安装在断路器的基座组件600上。

具体的，请参考图5至图7所示，所述装配平台100包括槽101、第一滑轨102、第二滑轨103、第一夹紧装置104、第二夹紧装置105和定位装置106，所述第一滑轨102和所述第二滑轨103对称设置在所述槽101的两侧，所述基座组件600可沿所述第一滑轨102和所述第二滑轨103水平运动，当所述基座组件600运动至于所述定位装置106相接触时，所述基座组件600停止运动。所述第一夹紧装置104设于所述槽101内，且可相对所述槽101水平或垂直运动，当所述基座组件600停止运动后，所述第一夹紧装置104向靠近所述基座组件600的方向运动，直到与所述基座组件600相接触，通过所述第一夹紧装置104与所述定位装置106共同作用完成所述基座组件600长度方向的固定。较佳的，所述第一夹紧装置104与所述定位装置106相对设置，较佳的，所述定位装置106包括定位支架，在所述定位支架的两端分别设有第一定位轮1061和第二定位轮1062，所述第一定位轮1061和所述第二定位轮1062与所述基座组件600相抵接，以对所述基座组件600进行限位。

较佳的，请继续参考图5至图7所示，所述第一夹紧装置104包括第一驱动装置1041、第二驱动装置1042和随动轮1043，所述第一驱动装置1041可带动所述第二驱动装置1042和所述随动轮1043水平运动，所述第二驱动装置1042可带动所述随动轮1043垂直运动，所述随动轮1043可与所述基座组件600相抵接，从而对所述基座组件600进行左右方向的限位。具体的，当所述基座组件600在所述装配平台100上沿所述第一滑轨102和所述第二滑轨103运动过程中，所述夹紧装置104置于所述槽101内，且随动轮1043的顶点低于所述槽101的上表面，以保证所述基座组件600的顺利运动至指定位置，当所述基座组件600运动至与所述定位装置106相接触时，所述第一驱动装置1041带动所述第二驱动装置1042和所述随动轮1043向靠近所述基座组件600的方向水平运动，当运动到指定位置时，所述第一驱动装置1041停止运动，然后所述第二驱动装置1042带动所述随动轮1043向靠近所述基座组件600的方向垂直运动，直到所述轮动轮1043与所述基座组件600相抵接，和定位装置106一起完成对所述基座组件600左右方向的限位。当然，所述基座组件600也可被所述抓取装置200直接放置于所述装配平台100上，所述第一夹紧装置104直接推动所述基座组件600向靠近所述定位装置106的方向运动，直到完成所述基座组件600左右方向的限位，此时，所述随动轮1043可设于所述槽101的外部。所述第一驱动装置1041和所述第二驱动装置1042可以是气缸、模组、电机、齿轮传动等方式，在本实施例中，所述第一驱动装置1041为模组、所述第二驱动装置1042为气缸。

请继续参考图5至图7所示，所述第二夹紧装置105包括定位凸台和驱动部，所述定位凸台在所述驱动部的作用下向靠近所述基座组件600的方向运动，直到与所述基座组件600相抵接，从而完成对所述基座组件600前后方向的限位。较佳的，所述第二夹紧装置105的数量为多个，多个所述第二夹紧装置105两两相对分设于所述基座组件600的两侧，以共同完成对所述基座组件600前后方向的限位。在本实施例中，所述基座组件600的一侧均设有两个所述夹紧装置105。

较佳的，请继续参考图5至图7所示，在所述装配平台100上还设有相对设置的第一母排固定装置107和第二母排固定装置108，所述第一母排固定装置107包括卡板109、第三驱动装置110和第四驱动装置111，所述卡板107分别与所述第三驱动装置110和所述第四驱动装置111相连，所述第三驱动装置110可带动所述第四驱动装置111和所述卡板109沿所述装配平台100水平运动，所述第四驱动装置111可带动所述卡板107沿所述装配平台100垂直运动，在所述卡板109靠近所述基座组件600的端部还设有大致呈V型的缺口。所述第二母排固定装置108包括推板112、第五驱动装置113和第六驱动装置114，所述第五驱动装置113可带动所述推板112沿所述装配平台100垂直运动，所述第六驱动装置114可带动所述第五驱动装置113和所述推板112一起沿所述装配平台100水平运动，在所述推板112靠近所述基座组件600的端部还设有一限位面，所述限位面为直线面，当所述基座组件600在所述装配平台100上被限位后，所述卡板109和所述推板112分别在其对应的驱动装置的带动下向靠近所述基座组件600的方向运动，且所述卡板109的V型缺口和所述推板112的限位面分别与所述基座组件600中的母排601相抵接，保证所述母排601在装配过程中不会发生晃动、偏移等，从而保证互感器与所述母排的良好配合和装配精度。较佳的，所述第三驱动装置110和所述第六驱动装置114为模组结构，所述第四驱动装置111和所述第五驱动装置113为气缸。

请参考图8和图9所示，其中图8为抓取装置200的结构示意图，图9为抓取装置200的夹爪结构示意图，所述抓取装置200包括驱动手臂201和夹爪202，所述驱动手臂201与所述夹爪202相连，所述夹爪202包括第一夹爪203、第二夹爪204和第三夹爪206，所述第一夹爪203和第二夹爪204相对设置，且通过第七驱动装置205相连，所述第一夹爪203和所述第二夹爪204在所述第七驱动装置205的带动下可同步运动，所述第七驱动装置205设置在所述夹爪202内，所述第三夹爪206与第八驱动装置207相连，所述第八驱动装置207的一端设于所述夹爪202内，另一端可伸出所述夹爪202外，且与所述第三夹爪206相连，所述夹爪206在所述第八驱动装置207的带动下直线运动。在所述第一夹爪203、所述第二夹爪204和所述第三夹爪206的共同作用下，抓取待装配的互感器，并在所述驱动手臂201的驱动下，将所述互感器装配至所述装配平台100上放置的待装配基座组件600上，抓取装置200可以根据MES指令控制所述第七驱动装置205和所述第八驱动装置207动作，从而使所述第一夹爪203、所述第二夹爪204和所述第三夹爪206可以夹紧或松开。较佳的，所述第一夹爪203、所述第二夹爪204和所述第三夹爪206大致呈三角形布置，以保证在抓取或装配互感器的过程中抓取稳定，避免互感器的脱落。所述第七驱动装置205和所述第八驱动装置207为气缸。优选的，所述抓取装置200为一机器人。

请参考图10和图11所示，所述上料装置300包括第一托架301、第二托架302和升降平台303，所述第一托架301和所述第二托架302结构相同且平行设置，所述第一送料装置301上可放置若干托盘400，在所述托盘400内放置有若干互感器500，设置有互感器500的托盘400可沿所述第一托架301运动至所述升降平台303，待所述抓取装置200将设置在所述托盘400内的所述互感器500全部抓取完毕后，所述托盘400可沿所述升降平台303运动至所述第二托架302，然后在所述第二托架302的带动下直线运动，工人将放置在所述第二托架302上的托盘400中重新放入待装配的互感器后，重新开始下一循环。

具体的，在所述升降平台303上设置有上升装置304和下降装置305，在所述上升装置304和所述下降装置305之间设置有第九驱动装置306，所述第九驱动装置306可以驱动托盘400从所述上升装置304运动至所述下降装置305。

所述上升装置304包括若干上升支架307和第十驱动装置308，所述上升支架307分设于所述第十驱动装置308的两侧，且所述上升支架307可在所述第十驱动装置308的带动下直线运动，所述上升支架307的最高面的初始位置和所述第一托架301平齐，当所述托盘400运动至所述上升支架307的最高面处时，所述第十驱动装置308驱动所述上升支架307向上直线运动，当所述托盘400运动至所述升降平台303的上表面时，所述上升支架307停止运动，抓取装置200开始工作。当所述托盘400内的互感器被全部抓取后，所述第九驱动装置306驱动所述托盘400向靠近所述下降装置305的方向运动。

所述下降装置305包括若干下降支架309和第十一驱动装置310，所述下降支架分设于所述第十一驱动装置310的两侧，且所述第十一驱动装置310可带动所述下降支架309直线运动，所述下降支架309的最高平面的初始位置和所述升降平台303的上表面平齐，当所述托盘400在所述第九驱动装置306的驱动下运动至所述下降支架309的最高平面处时，所述第十一驱动装置310带动所述下降支架309向靠近所述第二托架302的方向直线运动，当所述下降支架309的最高平面和所述第二托架302的上表面平齐时，所述第十一驱动装置310停止运动，此时，所述托盘400被运送至所述第二托架302上，并开始沿所述第二托架302直线运动。同样的，所述第九驱动装置306、第十驱动装置308和第十一驱动装置310可以为气缸、电缸、齿轮传动、模组等，在本实施例中，所述第九驱动装置306为模组，所述第十驱动装置308和所述第十一驱动装置310为气缸。

较佳的，请参考图12所示，所述托盘400上设有若干可容纳互感器500的腔体401，在所述腔体401内设有若干定位孔402，所述定位孔402与所述互感器500上的凸起相配合，从而保证互感器500位置固定，在上料的过程中不会出现晃动。

现对互感器的具体装配过程详细说明如下：

首先，待装配的基座组件600沿第一滑轨102和第二滑轨103向靠近定位装置106的方向运动，当所述基座组件600运动至与所述定位装置106相接触时，所述第一驱动装置1041带动所述第二驱动装置1042和所述随动轮1043向靠近所述基座组件600的方向水平运动，当运动到指定位置时，所述第一驱动装置1041停止运动，然后所述第二驱动装置1042带动所述随动轮1043向靠近所述基座组件600的方向垂直运动，直到所述轮动轮1043与所述基座组件600相抵接，和定位装置106一起完成对所述基座组件600左右方向的限位，所述第二夹紧装置105的定位凸台在其驱动部的作用下向靠近所述基座组件600的方向运动，直到与所述基座组件600相抵接，从而完成对所述基座组件600前后方向的限位。

然后，当所述基座组件600在所述装配平台100上被限位后，所述卡板109和所述推板112分别在其对应的驱动装置的带动下向靠近所述基座组件600的方向运动，且所述卡板109的V型缺口和所述推板112的限位面分别与所述基座组件600中的母排601相抵接，完成对母排601的限位。

同时，所述装设有互感器500的托盘400沿所述第一托架301运动至所述升降平台303并进行定位，然后所述抓取装置200根据MES指令将夹爪202移动到所述料盒400正上方，驱动手臂201驱动夹爪202将所述互感器500抓起，所述抓取装置200根据母排601的位置调整所述互感器500的方向使互感器500在所述母排601正上方，此时互感器500的中心孔501的直线段502与母排601上的直边平行，然后抓取装置200带动互感器500竖直向下移动，将互感器500套在母排601上，直到互感器500与基座组件600完全装配到位，此时，抓取装置200停止运动，互感器500装配完成。

当基座组件600中需要装配多个互感器500时，重复上述过程即可，在本实施例中，所述母排601为方形。

待所述抓取装置200将设置在所述托盘400内的所述互感器500全部抓取完毕后，所述托盘400可沿所述升降平台303运动至所述第二托架302，然后在所述第二托架302的带动下直线运动，工人将放置在所述第二托架302上的托盘400中重新放入待装配的互感器后，重新开始下一循环。

本发明通过机器人抓起互感器使互感器在母排的正上方，机器人调整互感器的位置使互感器的不规则孔与母排端头的特征相对应，机器人带动互感器竖直向下移动，互感器套在母排上，然后机器人带动互感器水平移动使互感器的不规则孔与母排相配合，此时机器人放下互感器，互感器的限位特征与基座上的限位特征相配合，实现装配过程中对装配对象和装配位置的自动检测和定位，能够实现自动抓取，自动引导，自动对准，自动检测等过程，防止错装、漏装等风险，大大提高了生产效率和产品合格率。

以上仅为本发明的较佳实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，包括：

装配平台（100），所述装配平台（100）上设有第一夹紧装置（104）、若干第二夹紧装置（105）和定位装置（106），所述第一夹紧装置（104）和所述定位装置（106）相对设置，所述第一夹紧装置（104）可向靠近所述定位装置（106）的方向移动，所述第二夹紧装置（105）与所述第一夹紧装置（104）垂直设置；

抓取装置（200），所述抓取装置（200）用来抓取互感器；

和上料装置（300），所述上料装置（300）包括第一托架（301）和升降平台（303），所述升降平台（303）上设有上升装置（304），所述上升装置（304）包括若干上升支架（307）和第十驱动装置（308），所述上升支架（307）分设在所述第十驱动装置（308）的两侧，且可在所述第十驱动装置（308）的驱动下直线运动。

2.根据权利要求1所述的一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，所述装配平台（100）还包括第一母排固定装置（107），所述第一母排固定装置（107）包括卡板（109）、第三驱动装置（110）和第四驱动装置（111），所述卡板（107）分别与所述第三驱动装置（110）和所述第四驱动装置（111）相连，所述卡板（109）的端部设有大致呈V型的缺口。

3.根据权利要求2所述的一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，所述装配平台（100）还包括第二母排固定装置（108），所述第二母排固定装置（108）包括推板（112）、第五驱动装置（113）和第六驱动装置（114），在所述推板（112）的一端部设有一限位面。

4.根据权利要求1所述的一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，所述第一夹紧装置（104）包括第一驱动装置（1041）、第二驱动装置（1042）和随动轮（1043），所述第一驱动装置（1041）可带动所述第二驱动装置（1042）和所述随动轮（1043）直线运动，所述第二驱动装置（1042）可带动所述随动轮（1043）垂直运动。

5.根据权利要求1所述的一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，所述定位装置（106）包括定位支架，在所述定位支架的两端分别设有第一定位轮（1061）和第二定位轮（1062）。

6.根据权利要求1所述的一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，所述抓取装置（200）包括驱动手臂（201）和夹爪（202），所述夹爪（202）包括第一夹爪（203）、第二夹爪（204）和第三夹爪（206），所述第一夹爪（203）、第二夹爪（204）和第三夹爪（206）大致呈三角形布置。

7.根据权利要求1所述的一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，所述上料装置（300）还包括托架（302），所述第二托架（302）与所述第一托架（301）平行设置且运动方向相反。

8.根据权利要求7所述的一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，所述第二托架（302）与所述第一托架（301）结构相同。

9.根据权利要求7或8所述的一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，所述升降平台（303）还包括下降装置（305）和第九驱动装置（306），所述第九驱动装置（306）可驱动托盘（400）从所述上升装置（304）运动至所述下降装置（305）。

10.根据权利要求9所述的一种断路器用互感器自动化装配***，其特征在于，所述托盘（400）上设有若干可容纳互感器（500）的腔体（401），在所述腔体（401）内设有若干定位孔（402）。