本發(fā)明涉及一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子的自動(dòng)裝脫模工作站，具體涉及一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子自動(dòng)裝脫模系統(tǒng)及方法。

采用機(jī)器人抓取模具和零件，整機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的的盆式絕緣子環(huán)氧樹脂澆注模的脫模機(jī)。

背景技術(shù)：

氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備是以六氟化硫氣體為絕緣和滅弧介質(zhì)的高壓開關(guān)設(shè)備，其英文縮寫為GIS。盆式絕緣子在GIS高壓開關(guān)中主要用于隔離氣室、支撐導(dǎo)體以及滅弧絕緣。是由金屬嵌件和環(huán)氧樹脂澆注固化為一體。

目前，盆式絕緣子的裝脫模、清理操作基本上是人工操作，自動(dòng)化程度普遍不高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。實(shí)有必要提供一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子自動(dòng)裝脫模系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子自動(dòng)裝脫模系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)GIS高壓開關(guān)中盆式絕緣子裝模和脫模工序的自動(dòng)化。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子自動(dòng)裝脫模系統(tǒng)，包括抓取模具或工件的抓取裝置、實(shí)現(xiàn)脫模、裝模的裝脫模機(jī)，以及輸送鏈；所述裝脫模機(jī)包括放置模具的升降放置座、實(shí)現(xiàn)抓取凹模的凹模變位機(jī)、實(shí)現(xiàn)分模并抓取凸模的凸模變位機(jī)、頂出盆子的頂出機(jī)；所述凹模變位機(jī)和凸模變位機(jī)上分別安裝有翻轉(zhuǎn)盤，用于實(shí)現(xiàn)0度和90度的位置變換。

所述翻轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有固定模具的壓爪裝置、對(duì)模具進(jìn)行抓取和定位的模具抓取定位裝置，以及實(shí)現(xiàn)分模的分模裝置。

所述壓爪裝置通過在兩側(cè)的直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)模具的固定。

所述模具抓取定位裝置布置在翻轉(zhuǎn)盤中間，由四個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)；分模裝置集成在壓爪裝置上，采用液壓螺母驅(qū)動(dòng)，采用四點(diǎn)開模方式。

所述翻轉(zhuǎn)盤在0度和90度的位置變換通過氣缸驅(qū)動(dòng)齒條、齒輪實(shí)現(xiàn)。

所述升降放置座包括放置平臺(tái)，該放置平臺(tái)由兩部分構(gòu)成，該兩部分的開合動(dòng)作由開模輔助氣缸控制。

所述放置平臺(tái)的每一部分都有定位銷和氣缸鎖緊裝置，所述氣缸鎖緊裝置包括鎖緊氣缸以及用于鎖緊并固定模塊的壓塊，當(dāng)模具放置在升降放置座上，在鎖緊氣缸的驅(qū)動(dòng)下，所述壓塊在軌道上滑動(dòng)直至將模具底座壓緊。

一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子自動(dòng)裝脫模方法，包括以下步驟：

(1)模具放置前，升降放置座降至零位位置，凸模變位機(jī)和凹模變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)盤均處于垂直位置；抓取模具放置在升降放置座的放置平臺(tái)上并鎖定；

(2)將模具的鎖緊螺母擰開；升降放置座根據(jù)模具類型升高到預(yù)定高度，凸模變位機(jī)移動(dòng)到升降放置座位置，此時(shí)凸模變位機(jī)翻轉(zhuǎn)盤將分模爪送入模具四周的中間位置；分模爪進(jìn)行撐開動(dòng)作完成模具的分模作業(yè)；

(3)模具分開后，凸模變位機(jī)移動(dòng)到抓取位，帶動(dòng)分模爪離開模具；升降放置座將模具的凸模和凹模分別送至各自的抓取位；凸模變位機(jī)進(jìn)行凸模抓取作業(yè)，抓取凸模后退回到初始位并翻轉(zhuǎn)；凸模變位機(jī)將凸模抓走后，拆卸中間導(dǎo)體的鎖緊螺釘，控制凹模變位機(jī)移動(dòng)到升降放置座，進(jìn)行抓取凹模作業(yè)；抓取后退回到中間位并翻轉(zhuǎn)；

(4)頂出機(jī)檢測(cè)頂出盤的類型，根據(jù)檢測(cè)類型更換頂出盤后，凹模變位機(jī)帶動(dòng)模具移動(dòng)至頂出機(jī)位置進(jìn)行工件頂出作業(yè)，工件頂出后進(jìn)行抓取；

(5)頂出后，凹模變位機(jī)移回到清理位進(jìn)行清理作業(yè)，清理完畢后進(jìn)行中間導(dǎo)體和法蘭的安裝作業(yè)，之后凹模變位機(jī)翻轉(zhuǎn)并移回到升降放置座將凹模放置到位；凸模變位機(jī)處的清理作業(yè)完成后，翻轉(zhuǎn)并移動(dòng)到升降放置座將模具放置到位。

(6)合模。

模具在升降放置座鎖定是通過以下方式：模具放置在升降放置座上后，鎖緊氣缸動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)壓塊向前移動(dòng)，直至將模具底座壓緊。

合模的方法為：凸模和凹模變位機(jī)分別將翻轉(zhuǎn)盤切換到水平位，然后同時(shí)向升降放置座移動(dòng)，借助驅(qū)動(dòng)的絲杠在模具中間位置施加一個(gè)合模力，開模輔助氣缸則帶動(dòng)模具的底座實(shí)現(xiàn)合模。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：本發(fā)明提供了一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子自動(dòng)裝脫模系統(tǒng)，包括抓取模具或工件的自動(dòng)抓取裝置、實(shí)現(xiàn)脫模、裝模的裝脫模機(jī)，以及輸送鏈；所述裝脫模機(jī)包括放置模具的升降放置座、實(shí)現(xiàn)抓取凹模的凹模變位機(jī)、實(shí)現(xiàn)分模并抓取凸模的凸模變位機(jī)、頂出盆子的頂出機(jī)；本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套全自動(dòng)裝脫模系統(tǒng)，大大降低了人力強(qiáng)度和成本。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的布置簡(jiǎn)圖。

圖2為裝脫模機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖3為凸模變位機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為翻轉(zhuǎn)板位置變換的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為凸模變位機(jī)的正視圖。

圖6為翻轉(zhuǎn)板的俯視圖。

圖7為翻轉(zhuǎn)板的正視圖。

【具體實(shí)施方式】

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明公開了一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子自動(dòng)裝脫模系統(tǒng)，主要包括：機(jī)器人1、裝脫模機(jī)3、排屑機(jī)5、起吊設(shè)備6，以及輸送鏈9。機(jī)器人1配置雙手爪設(shè)備，通過快換接口實(shí)現(xiàn)快速更換，實(shí)現(xiàn)模具和工件抓取的無縫切換。

請(qǐng)參閱圖2所示，裝脫模機(jī)3包括：脫模機(jī)底座以及設(shè)置在脫模機(jī)底座上的升降放置座31、凹模變位機(jī)33、凸模變位機(jī)35、頂出機(jī)37、氣液增壓系統(tǒng)。輸送鏈9包括進(jìn)料輸送鏈和出料輸送鏈，輸送鏈9根據(jù)需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)接收機(jī)器人抓取過來的各類工件和模具，并將其自動(dòng)輸送至下料位置，下料操作人員即可使用起吊設(shè)備進(jìn)行卸料。排屑機(jī)5安裝于脫模機(jī)下部，及時(shí)收集操作時(shí)留下的廢棄物。

本發(fā)明依靠機(jī)器人自動(dòng)完成從指定工位抓取模具放置底座，抓取脫出盆子和完成裝模的模具下線等操作。依靠裝脫模機(jī)完成分模、頂出盆子和合模等操作，實(shí)現(xiàn)了裝脫模操作的自動(dòng)化。系統(tǒng)采用氣動(dòng)夾緊+移動(dòng)變位方式，由機(jī)器人抓取模具放置到自動(dòng)拆、裝工作進(jìn)行自動(dòng)分模、合模等操作。系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)由機(jī)器人控制柜和PLC控制和管理。系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止以及暫停、急停等運(yùn)轉(zhuǎn)方式均可通過操作盒進(jìn)行。系統(tǒng)的急?？赏ㄟ^機(jī)器人控制柜、示教盒、操作盒等任意之上的急停按鈕進(jìn)行。系統(tǒng)具有故障自診斷功能，并設(shè)有故障報(bào)警提示功能。

所述脫模機(jī)底座上安裝有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，為凸模變位機(jī)35和凹模變位機(jī)33提供動(dòng)力，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)+滾珠絲杠形式，另外，脫模機(jī)底座上安裝有軌道，該軌道采用直線導(dǎo)軌，凸模變位機(jī)35和凹模變位機(jī)33在該軌道上滑動(dòng)。底座的頂部鋪設(shè)鋼格板，清理的廢料通過鋼格板的空隙掉入底座，所述排屑機(jī)用于收集廢料。

請(qǐng)參閱圖3所示，凸模變位機(jī)35用于實(shí)現(xiàn)模具的抓取和分模兩個(gè)功能；凸模變位機(jī)35包括機(jī)架351以及安裝在機(jī)架351上的翻轉(zhuǎn)盤353。所述翻轉(zhuǎn)盤353可實(shí)現(xiàn)0度和90度的位置變換，通過氣缸驅(qū)動(dòng)齒條、齒輪實(shí)現(xiàn)，具體請(qǐng)參閱圖4所示，齒輪包括第一齒輪7和第二齒輪8，且兩個(gè)齒輪均為圓柱齒輪，齒條15與第一齒輪7嚙合，第一齒輪7與第二齒輪8嚙合，所述第一齒輪7和第二齒輪8均通過齒輪軸安裝在機(jī)架上。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3所示，并結(jié)合圖5至圖7，翻轉(zhuǎn)盤353設(shè)置有壓爪裝置3531、模具抓取定位裝置3533和分模裝置3535；其中，壓爪裝置3531分別布置在兩側(cè)的直線導(dǎo)軌3537上，由兩個(gè)氣缸分別驅(qū)動(dòng)；模具抓取定位裝置3533布置在翻轉(zhuǎn)盤中間，由四個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)；分模裝置3535集成在壓爪裝置3531上，采用液壓螺母驅(qū)動(dòng)，采用四點(diǎn)開模方式，具體地說，所述分模裝置3535就是分模爪。

升降放置座31采用伺服電機(jī)+同步帶+滾珠絲杠形式實(shí)現(xiàn)升降放置座31的升降功能。該升降放置座31包括放置平臺(tái)，該放置平臺(tái)由兩部分構(gòu)成，該兩部分的開合動(dòng)作由開模輔助氣缸控制，所述放置平臺(tái)的每一部分都有定位銷和氣缸鎖緊裝置，所述氣缸鎖緊裝置包括鎖緊氣缸以及用于鎖緊并固定模塊的壓塊，當(dāng)磨具放置在升降放置座31上，在鎖緊氣缸的驅(qū)動(dòng)下，所述壓塊在軌道上滑動(dòng)直至將磨具底座壓緊。開模輔助氣缸采用三位閥控制，可實(shí)現(xiàn)氣缸伸出、縮回和隨動(dòng)位三種狀態(tài)控制。

所述凹模變位機(jī)33的功能和結(jié)構(gòu)形式與凸模變位機(jī)35相同，僅缺少分模裝置。因此，在此不再贅述。

頂出機(jī)采用氣液增壓缸的工作缸作為驅(qū)動(dòng)源，頂出機(jī)配置頂出盤快速更換裝置和自動(dòng)識(shí)別頂出盤功能，頂出盤更換后通過氣缸實(shí)現(xiàn)快速鎖緊定位。

所述自動(dòng)識(shí)別頂出盤功能通過識(shí)別裝置完成，識(shí)別裝置通過對(duì)頂出盤類型與系統(tǒng)記錄的模具類型進(jìn)行比對(duì)確認(rèn)頂出盤類型與模型類型是否匹配。

頂出盤根據(jù)模具類型分別設(shè)計(jì)，頂出盤的頂出桿設(shè)計(jì)有限位裝置，用于確保所有工件的頂出位置相同。頂出盤底部安裝有類型標(biāo)識(shí)牌，不同的頂出盤其標(biāo)示牌也不同。

識(shí)別裝置識(shí)別頂出盤類型的原理為：利用了二進(jìn)制編碼方式，通過固定的光電開關(guān)的通斷來完成類型識(shí)別，頂出桿上設(shè)置的限位裝置布置在頂出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的母盤上，頂出盤放置到母盤后，頂出盤的標(biāo)識(shí)牌會(huì)根據(jù)類型遮擋不同的光電開關(guān)。

頂出機(jī)由氣液增壓缸驅(qū)動(dòng)上頂，頂出過程分為氣動(dòng)加速和液壓加力兩個(gè)階段。頂出機(jī)進(jìn)一步安裝有頂出到位檢測(cè)裝置，確保頂出到位檢測(cè)準(zhǔn)確無誤。

頂出過程中，首先通過氣壓推動(dòng)液壓油進(jìn)入工作缸，實(shí)現(xiàn)頂出前的快進(jìn)行程；頂出桿接觸到工件后液壓油受壓縮關(guān)閉液壓閥，此時(shí)氣液增壓缸內(nèi)部的頂桿在氣壓的推動(dòng)下插入密閉的液壓油中，達(dá)到增壓目的實(shí)現(xiàn)增力過程。

頂出作業(yè)前，由機(jī)器人手爪抓取或者人工更換頂出盤，更換后鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊并給出鎖緊到位信號(hào)，識(shí)別裝置對(duì)更換后的頂出盤類型與系統(tǒng)記錄的模具類型進(jìn)行比對(duì)，對(duì)比一致則自動(dòng)控制變位機(jī)將模具和工件送至頂出機(jī)，如果不一致則報(bào)警提示。

工作過程：

(1)鎖緊模具到升降放置座31上：模具放置前，升降放置座31降至零位位置，放置平臺(tái)上的左右鎖緊氣缸打開，開模輔助氣缸保持在中間位，凸模變位機(jī)35和凹模變位機(jī)33的翻轉(zhuǎn)盤353均處于垂直位置；由人工吊裝或自動(dòng)設(shè)備抓取模具將其放置在升降放置座的放置平臺(tái)上，放置后，左右鎖緊氣缸分別動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)壓塊向前移動(dòng)，直至將模具底座壓緊。

(2)分模：人工手持氣動(dòng)工具將模具的鎖緊螺母擰開。升降放置座根據(jù)模具類型升高到預(yù)定高度，凸模變位機(jī)35移動(dòng)到升降放置座31位置，此時(shí)凸模變位機(jī)35翻轉(zhuǎn)盤353的壓爪氣缸3531伸出將分模爪送入模具四周的中間位置；分模爪采用液壓螺母驅(qū)動(dòng)，此時(shí)控制四個(gè)位置的分模爪同時(shí)進(jìn)行撐開動(dòng)作完成模具的分模作業(yè)。

(3)模具抓取：模具分開后，凸模變位機(jī)35移動(dòng)到抓取位，并將壓爪氣缸縮回，帶動(dòng)分模爪離開模具；升降放置座31的開模輔助氣缸313由中間位切換到伸出位，將模具的凸模和凹模分別送至各自的抓取位。凸模變位機(jī)35在開模輔助氣缸313到位后，進(jìn)行凸模抓取作業(yè)，抓取凸模后退回到初始位并翻轉(zhuǎn)，此時(shí)該工位可以進(jìn)行人工清理作業(yè)。凸模變位機(jī)35將凸模抓走后，由人工將中間導(dǎo)體的鎖緊螺釘拆卸完畢，控制凹模變位機(jī)33移動(dòng)到升降放置座31，進(jìn)行抓取凹模作業(yè)；抓取后退回到中間位并翻轉(zhuǎn)；

(4)頂出：頂出機(jī)檢測(cè)頂出盤的類型，頂出前可由人工或者借助自動(dòng)設(shè)備完成頂出盤的更換作業(yè)。系統(tǒng)檢測(cè)頂出盤正確后，控制凹模變位機(jī)帶動(dòng)模具移動(dòng)至頂出機(jī)位置進(jìn)行工件頂出作業(yè)。頂出由氣液增壓缸驅(qū)動(dòng)頂出盤完成。工件頂出后可由人工或自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行抓取。

(5)清理：頂出后，凹模變位機(jī)移回到清理位進(jìn)行清理作業(yè)，清理完畢后進(jìn)行中間導(dǎo)體和法蘭的安裝作業(yè)，之后凹模變位機(jī)翻轉(zhuǎn)并移回到升降放置座31將凹模放置到位；凸模變位機(jī)處的清理作業(yè)完成后，翻轉(zhuǎn)并移動(dòng)到升降放置座將模具放置到位。

(6)合模：合模作業(yè)需要開模輔助氣缸和凸模、凹模變位機(jī)一起配合進(jìn)行，凸模、凹模變位機(jī)都將翻轉(zhuǎn)盤切換到水平位，然后同時(shí)向升降放置座移動(dòng)，借助驅(qū)動(dòng)的絲杠在模具中間位置施加一個(gè)合模力，開模輔助氣缸則帶動(dòng)模具的底座實(shí)現(xiàn)合模。