小型斷路器線圈支架加工檢測系統的製作方法與工藝

2023-05-07 05:01:11 2

本發明屬於低壓電器加工設備技術領域，涉及一種小型斷路器線圈支架加工檢測系統。

背景技術：
支架作為靜觸頭支撐件，與線圈是斷路器過電流脫扣器中的關鍵核心部件，目前在線圈與支架的焊接過程中，由於線圈支架形狀的不規則，僅採用手工操作及簡單的定位夾具，手工調整夾緊螺釘，手動夾緊支架與弧角後將夾具中的產品送入焊接位置，焊接完後將產品從焊接位置取出，並手工鬆開夾緊螺釘，將焊接成品放入檢具中，對其支架端面到弧角上觸點中心面的高度尺寸，利用夾具百分表進行人工全檢，檢測尺寸是否合格，合格後再重複前面工序，進行下一個產品的焊接循環，不合格則進行返修處理。由於支架端面到弧角上觸點中心面的高度尺寸，是影響觸頭四大主要結構參數(開距、超行程、觸頭壓力、接觸電阻)的關鍵尺寸，測量和焊接加工效率低、勞動強度大，加工質量不一致，可靠性差外，該工序目前手工加工技術存在以下缺點：1)熟練工人的培養周期長：培訓專職點焊工周期較長，一般需要2個月的培訓；2)單工位效率偏低：焊接件較小，形狀不規則，焊件的固定和尺寸檢測方面，耗時較多；3)手工操作產品的可靠性差，員工勞動強度大，作業環境差，需要人員和設備多，工序多，工序間隔時間長，佔用場地大，生產效率低成本高。4)焊接一致性較差：如圖6所示的焊接成型尺寸7.5±0.1mm以及斜角20°±1°難以控制，手工操作難以控制焊接時間等條件。這種製作過程中，存在關鍵的性能尺寸、裝配尺寸難以完全保證，使斷路器的質量經常波動大，支架弧角與塑殼的卡位、線圈支架與靜觸頭組焊中心和前後偏移、偏移錯位，脫焊，難以裝配等質量問題，經常引發斷路器的超程、溫升等性能指標大幅波動，甚至不合格。因此，對於U型帶斜角架的線圈支架與C型帶斜角架的靜觸頭組焊加工及焊接件的檢測，由於其零件形狀的複雜和不規則，焊接尺寸和角度要求高，目前為止，本行業一直採用手動操作手工全檢測的工藝技術，未見有開發成功的用於U型帶斜角架的線圈支架與C型帶斜角架自動化焊接的設備。

技術實現要素：
本發明的目的是提供一種小型斷路器線圈支架加工檢測系統，解決了現有技術中沒有自動加工檢測設備，採用手工作業和人工檢測尺寸，產品質量不可靠，工作效率低，製作成本高的問題。本發明所採用的技術方案是，一種小型斷路器線圈支架加工檢測系統，包括料道部分，沿料道部分設置有電極組件和送料機構、料道部分末端設置有推料機構和檢測機構，各個部分均支撐在工作檯上，所述的料道部分的結構是，在工作檯上固定安裝有平振，在平振的上端面固定有支撐板，在支撐板的斜面上固定有複合料道；複合料道的橫截面近似為L型，複合料道的最右端為進料端，複合料道的長邊固定在支撐板斜面上，該長邊上表面設置有兩層臺階，即靠內側的高臺階與靠外側的低臺階，複合料道的短邊縱向開有倒置的深槽，深槽的槽口垂直對向高臺階，在低臺階靠近高臺階的位置縱向開有C型槽，C型槽截面形狀與觸頭支架的形狀一致，C型槽與低臺階表面相通，C型槽朝向高臺階的口沿設置有高稜邊，高稜邊位置高於高臺階；複合料道的最左端設置有出料槽，作為出料端，在複合料道的出料槽一端靠裡開有缺口。本發明的小型斷路器線圈支架加工檢測系統，其特徵還在於：出料槽的結構是，包括與複合料道下斜面對接的底板，底板左端安裝有側立板，在側立板下部開有通槽，在底板低位安裝有下立板，下立板開有矩形孔。缺口是從低臺階外沿直至高臺階外沿切出的U型通透空間，該部位的C型槽和低臺階被切除通透，缺口的開口尺寸與一個線圈支架的寬度尺寸相同。低臺階與高臺階的夾角b為20°，或者說高稜邊與高臺階的夾角b為20°。推料機構的結構是，包括固定在工作檯上的三角支撐板，在三角支撐板上傾斜安裝有滑臺氣缸，滑臺氣缸的滑杆上固定有推料板，推料板前端設置為L型槽口，該推料板前端穿過矩形孔與線圈支架被推的側面形狀對應。檢測機構的結構是，包括設置在工作檯上的U型支撐架，在U型支撐架的外側立板上設置有CCD攝像機，在U型支撐架的內側立板上設置有傘狀的聚光燈，CCD攝像機的前端與聚光燈的後端同心等高設置，CCD攝像機與計算機連接。送料機構的結構是，包括運動控制組件和壓緊鬆開組件兩部分。運動控制組件結構是，包括支撐架，在支撐架背面固定有雙滑杆氣缸，雙滑杆氣缸傳動連接有L型滑板；在支撐架上端面的前端固定安裝有L型板，L型板緊鄰雙限位螺釘的固定板；L型板水平方向設置有限位螺釘，限位螺釘固定端套裝在L型板中。壓緊鬆開組件包括上壓板、L型雙槽板和下壓板，其中上壓板包括厚板和薄板一體水平相接，厚板中水平開有雙螺紋孔，薄板前端設置有雙臺階，上部臺階稱為臺階板，下部臺階稱為壓舌，厚板後端橫向固定有後端橫板，後端橫板中部開有側開口，側開口中連接有壓緊氣缸，壓緊氣缸缸體固定在L型滑板上；L型雙槽板的底板上表面設置有底槽，L型雙槽板的立板內側面設置有淺槽，並且在L型雙槽板的立板外側面開有雙通孔；下壓板後端厚板上設有兩過孔，通過該兩過孔將下壓板固定在L型滑板外立面，前端薄板設有上稜邊和下稜邊的型面，下壓板前端設置有卡位槽，卡位槽上端露出開口，開口前端設有高臺階板，並且高臺階板上表面低於上壓板的壓舌的臺階高度；下壓板的下稜邊卡裝在L型雙槽板的底槽中，上壓板的厚板卡裝在L型雙槽板的淺槽中；厚板的雙螺紋孔和L型雙槽板的雙通孔通過兩組螺釘對應連接。電極組件設置在與線圈支架與觸頭支架搭接端面的垂直方向，電極組件包括上電極和下電極，下電極為固定電極，上電極是移動電極。支撐板的上表面為斜面，該斜面的斜角a為20°。本發明的有益效果是，替代現有的手工加工方式，一次完成自動上料、分料、定位、夾緊、自動焊接、自動檢測，實現合格品和不合格品的自動分選，實現高速、方便、準確對線圈支架與觸頭組焊接成型的自動加工與檢測，工作環境改善、人員操作危險性降低、焊接質量穩定，成本降低；操作夾夾具和檢具尺寸控制精度高，合格率高，使得小型斷路器觸頭和線圈單元的裝配標準，電流承載能力、觸頭合分的同步性、極限分斷能力和使用壽命、超程、溫升、影響動熱穩定性及使用的安全和性能均明顯提高。附圖說明圖1是本發明加工檢測系統的結構示意圖；圖2是本發明中的複合料道2的爆炸示意圖；圖3是本發明中的電極組件1在焊接狀態位置示意圖；圖4是本發明中的送料機構5的爆炸示意圖一；圖5是本發明中的送料機構5的爆炸示意圖二；圖6是本發明焊接好的焊接件7的結構示意圖。圖中，1.電極組件，2.複合料道，3.出口通道，4.推料機構，5.送料機構，6.檢測機構，7.焊接件，10.C型槽，11.深槽，12.高稜邊，13.低臺階，14.高臺階，15.平振，16.支撐板，17.缺口，18.出料槽，19.通槽，20.矩形孔，21.滑臺氣缸，22.推料板，23.三角支撐板，24.U型支撐架，25.CCD攝像機，26.聚光燈，27.支撐架，28.雙滑杆氣缸，29.L型板，30.壓緊氣缸，31.L型滑板，32.限位螺釘，33.L型端板，34.雙限位螺釘，35.上壓板，36.L型雙槽板，37.下壓板，38.下稜邊，39.卡位槽，40.高臺階板，41.上稜邊，42.壓舌，43.薄板，44.厚板，45.雙螺紋孔，46.側開口，47.後端橫板，48.底槽，49.淺槽，50.雙通孔，51.臺階板，70.觸頭支架，71.線圈支架，72.上電極，73.下電極，74.伸板，75.觸板，a表示支撐板16的上表面斜角；b表示低臺階13和高臺階14的夾角。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。以下文本描述中的上下左右位置均以附圖中的顯示為基準，實際裝配結構空間位置以此類推。參照圖1，本發明的結構是，包括料道部分，沿料道部分設置有電極組件1和送料機構5、料道部分末端設置有推料機構4和檢測機構6，各個部分均支撐在工作檯上，參照圖2，料道部分的結構是，在工作檯上固定安裝有平振15，在平振15的上端面固定有支撐板16，支撐板16的上表面為斜面，該斜面的斜角a為20°，在支撐板16的斜面上固定有複合料道2；複合料道2的橫截面近似為L型，複合料道2的最右端為進料端，複合料道2的長邊固定在支撐板16斜面上，該長邊上表面設置有兩層臺階，即靠內側的高臺階14與靠外側的低臺階13，複合料道2的短邊縱向開有倒置的深槽11，深槽11的槽口垂直對向高臺階14，在低臺階13靠近高臺階14的位置縱向開有C型槽10，C型槽10截面形狀與觸頭支架70的(彎鉤)形狀一致，C型槽10與低臺階13表面相通，C型槽10朝向高臺階14的口沿設置有高稜邊12，高稜邊12位置高於高臺階14；複合料道2的最左端設置有出料槽18，作為出料端，出料槽18的結構是，包括與複合料道2下斜面對接的底板，底板左端安裝有側立板，在側立板下部開有通槽19，通槽19用於外側的CCD攝像機25檢測焊接線圈支架71與觸頭支架70的成型尺寸，在底板低位安裝有下立板，下立板開有矩形孔20；出料槽18的兩立板所圍成的槽用於放置線圈支架71與觸頭支架70的焊接件7；在複合料道2的出料槽18一端靠裡開有缺口17，缺口17是從低臺階13外沿直至高臺階14外沿切出的U型通透空間，該部位的C型槽10和低臺階13被切除通透，缺口17的開口尺寸與一個線圈支架71的寬度尺寸相同。深槽11和高臺階14配合用于振送和支撐線圈支架71的底面和裡面一個立板，低臺階13用於懸掛線圈支架71的焊接所用的搭接端面，高稜邊12一方面對線圈支架71的伸板74進行支撐，另一方面對觸頭支架70的頂板進行限位，保證觸頭支架70的觸板75豎直。低臺階13與高臺階14的夾角b為20°，或者說高稜邊12與高臺階14的夾角b為20°，保證線圈支架71與觸頭支架70的搭接面處於水平狀態，高楞邊12的底邊與高臺階14底邊的高度差大於等於線圈支架71與觸頭支架70兩搭接端面的厚度之和，出料端的C型槽10的間隙大於觸頭支架70的外廓，便於線圈支架71與觸頭支架70焊接後焊接件快速出料。參照圖1，推料機構4的結構是，包括固定在工作檯上的三角支撐板23，在三角支撐板23上傾斜安裝有滑臺氣缸21，滑臺氣缸21的滑杆上固定有推料板22，推料板22前端設置為L型槽口，該推料板22前端穿過矩形孔20與線圈支架71被推的側面形狀對應(吻合)，並且矩形孔20能夠實現卡位擋位功能。參照圖1，檢測機構6的結構是，包括設置在工作檯上的U型支撐架24，在U型支撐架24的外側立板上設置有CCD攝像機25，在U型支撐架24的內側立板上設置有傘狀的聚光燈26，CCD攝像機25的前端與聚光燈26的後端同心等高設置，並通過出料槽18的通槽19正對觸頭支架70上觸板75的基準面與線圈支架71的側面進行攝像，得到實測尺寸，CCD攝像機25與計算機連接，將實測尺寸與檢驗標準尺寸7.5±0.1mm比對(見圖6)，判斷焊接件7合格或不合格，便於下一步分別處理。參照圖3，電極組件1設置在與線圈支架71與觸頭支架70搭接端面的垂直方向，電極組件1包括上電極72和下電極73，下電極73為固定電極，上電極72是移動電極，即由氣缸控制下移，(氣缸在各圖中均未顯示)，將線圈支架71的伸板74垂直對壓在下電極73上支撐的觸頭支架70的頂板上。參照圖4、圖5，送料機構5的結構是，包括運動控制組件和壓緊鬆開組件兩部分，運動控制組件結構是，包括支撐架27，在支撐架27背面固定有雙滑杆氣缸28，雙滑杆氣缸28傳動連接有L型滑板31，L型滑板31的上端豎直方向設置雙限位螺釘34用於調整厚板44的運動高度(雙限位螺釘34固定端套裝在L型滑板31中)；在支撐架27上端面的前端固定安裝有L型板29，L型板29緊鄰雙限位螺釘34的固定板；L型板29水平方向設置有限位螺釘32，限位螺釘32固定端套裝在L型板29中，雙滑杆氣缸28上的雙滑杆與L型端板33固定連接，限位螺釘32用於對L型端板33運動限位，也就限定了L型滑板31的向上移動位置；壓緊鬆開組件包括上壓板35、L型雙槽板36和下壓板37，其中上壓板35包括厚板44和薄板43一體水平相接，厚板44中水平開有雙螺紋孔45，薄板43前端設置有雙臺階，上部臺階稱為臺階板51，下部臺階稱為壓舌42，厚板44後端橫向固定有後端橫板47，後端橫板47中部開有側開口46，側開口46中連接有壓緊氣缸30，壓緊氣缸30缸體固定在L型滑板31上；L型雙槽板36的(短邊)底板上表面設置有底槽48，L型雙槽板36的(長邊)立板內側面設置有淺槽49，並且在L型雙槽板36的立板外側面開有雙通孔50；下壓板37後端厚板上設有兩過孔，通過該兩過孔將下壓板37固定在L型滑板31外立面，實現雙滑杆氣缸28控制下壓板37的上下移動，前端薄板設有上稜邊41和下稜邊38的型面，下壓板37前端設置有卡位槽39，卡位槽39上端露出開口，開口前端設有高臺階板40，高臺階板40的高度至少為觸頭支架70搭接端面厚度2倍，並且高臺階板40上表面低於上壓板35的壓舌42的臺階高度(方便與上壓板35與下壓板37的運動)；下壓板37的下稜邊38卡裝在L型雙槽板36的底槽48中，上壓板35的厚板44卡裝在L型雙槽板36的淺槽49中；厚板44的雙螺紋孔45和L型雙槽板36的雙通孔50通過兩組螺釘對應連接，將上壓板35與L型雙槽板36固定為一體；壓緊氣缸30帶動上壓板35和L型雙槽板36同步沿下壓板37縱向移動，一方面使上壓板35的壓舌42對下壓板37的卡位槽39實現打開或關閉，實現對觸頭支架70的壓緊或導出及導入；另一方面上壓板35的臺階板51對線圈支架71的側面實現壓緊或鬆開。本發明的工作原理是，複合料道2的右端分別與線圈支架71與觸頭支架70的儲料分選輸送振盤連接(圖中未表達儲料分選輸送振盤)，實現線圈支架71與觸頭支架70在複合料道2中的同時連續進料；高稜邊12的高度大於線圈支架71與觸頭支架70兩搭接端面的厚度之和，適合在觸頭支架70沿C型槽10振動輸送時，線圈支架71的伸板74沿低臺階13表面同步振送，C型槽10將觸頭支架70振送到複合料道2缺口17，高臺階14同步振送的線圈支架71同時到達複合料道2缺口17，此時觸頭支架70的頂板剛好位於線圈支架71的伸板74下方(頂板和伸板74上下有間隙，但不接觸)；然後，依靠送料機構5的雙滑杆氣缸28上頂(雙滑杆氣缸28上L型板29上面的兩螺釘限位)，使觸頭支架70的頂板與線圈支架71的伸板74底部搭接(處於水平位置)等待電極組件1垂直對壓焊接完成後，壓緊氣缸30帶動上壓板35的臺階板51和壓舌42後退鬆開線圈支架71和觸頭支架70，滑軌氣缸21下行復位，線圈支架71與觸頭支架70焊後的焊接件7繼續依靠高臺階14和深槽11振送到複合料道2左端的出料槽18(以此類推將焊接組件推到出料槽18)，依次循環重複以上工作循環。當線圈支架71與觸頭支架70搭接端面位於複合料道2的缺口17中時，觸頭支架70由設在複合料道2後端的C型槽10振送到卡位槽39支撐，觸頭支架70由設置在缺口17後方的送料機構5夾緊；線圈支架71由高臺階14及深槽11限位；在缺口17中完成焊接的焊接件7繼續由平振15振送到複合料道2末端連接的出料槽18，出料槽18垂直複合料道2，出料槽18通過出口通道3連接有料箱實現產品的收集，與出料槽18對應設置的推料機構4通過矩形孔20將焊接成品推入出口通道3；出料槽18的左端外側設置檢測機構6，檢測機構6通過出料槽18內的通槽19對焊接件7的焊接尺寸實施檢測。出口通道3的下方布置人字型通道分別分流合格品和不合格品，人字型通道人字接點上裝有翻料板，電腦根據檢測機構6的結果，判斷焊接尺寸的合格與不合格，由安裝在人字通道外的旋轉汽缸控制開閉接合格品箱子和不合格品箱子的對應通道。上述的所有電氣部件均與控制系統連接，協調一致的實現各個部分的操作功能。本發明的工作過程是，手工將線圈支架71與觸頭支架70放入各自的振盤，並分別自動分選振送進入平振15支撐的複合料道2進料端，觸頭支架70由平振15自動振送存滿複合料道2中的C型槽10，線圈支架71由平振15自動振送存滿複合料道2中的深槽11及高臺階14，當送料機構5的下壓板37在原位時，且上壓板35處於鬆開下壓板37的高臺階板40時，觸頭支架70從C型槽10振送入下壓板37的卡位槽39，線圈支架71從深槽11及高臺階14振入缺口17中，線圈支架71位於觸頭支架70的上方；然後，雙滑杆氣缸28帶動送料機構5上升到指定位置後(此時線圈支架71與觸頭支架70搭接端面接觸對齊)，壓緊氣缸30啟動帶動上壓板35的壓舌42，對卡位槽39中的觸頭支架70和壓舌42實施定位壓緊，同時臺階板51對線圈支架71立板實施定位壓緊；接著，設置在電極組件1的上電極72垂直對壓在下電極73上的線圈支架71與觸頭支架70搭接端面指定面，實施焊接；焊接完成後，壓緊氣缸30後退鬆開觸頭支架70和壓舌42及線圈支架71立板，複合料道2前端的深槽11和高臺階14中的線圈支架71，再振送到複合料道2的左端的深槽11和高臺階14及C型槽10中(與此同時雙滑杆氣缸28帶動送料機構5下降回到原位位置，下壓板37在原位時重複線圈支架71與觸頭支架70的進料動作，重複前面的壓緊、焊接、鬆開、復位的循環)；缺口17焊接完成的焊接件7由平振15振送到複合料道2末端連接的出料槽18中，出料槽18外側設置的檢測機構6通過利用CCD攝像機25對焊接件7進行攝像，其圖像通過計算機進行智能測算，依據檢驗標準判斷合格與不良，推料機構4通過出料槽18的矩形孔20將焊接成品推入出口通道3，分料分別進入良品或不良的料箱中(電腦根據檢測機構6的結果，判斷焊接尺寸的合格與不合格，對應處理合格品與不合格品咋分別處理收集)，與出口通道3連接的料箱實現焊接成品的收集。由於採用上述結構，本發明徹底實現了小型斷路器線圈及支架的加工檢測，採用自動焊接和自動檢測焊接尺寸替代了手工操作焊接和手工檢測，上述實施例只是對本發明的說明，而不是對本發明的限制，任何不超出本發明實質精神範圍內的結構設置，均落入本發明的保護範圍之內。