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

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

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，自動化程度普遍不高，勞動強度大，生產(chǎn)效率低。實有必要提供一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子自動裝脫模系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

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裝脫模系統(tǒng)，包括抓取模具或工件的抓取裝置、實現(xiàn)脫模、裝模的裝脫模機，以及輸送鏈；所述裝脫模機包括放置模具的升降放置座、實現(xiàn)抓取凹模的凹模變位機、實現(xiàn)分模并抓取凸模的凸模變位機、頂出盆子的頂出機；所述凹模變位機和凸模變位機上分別安裝有翻轉(zhuǎn)盤，用于實現(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、對模具進(jìn)行抓取和定位的模具抓取定位裝置，以及實現(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)軌上滑動實現(xiàn)對模具的固定。

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

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

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

所述放置平臺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)動下，所述壓塊在軌道上滑動直至將模具底座壓緊。

一種環(huán)氧澆注盆式絕緣子自動裝脫模方法，包括以下步驟：

(1)模具放置前，升降放置座降至零位位置，凸模變位機和凹模變位機的翻轉(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，凸模變位機移動到升降放置座位置，此時凸模變位機翻轉(zhuǎn)盤將分模爪送入模具四周的中間位置；分模爪進(jìn)行撐開動作完成模具的分模作業(yè)；

(3)模具分開后，凸模變位機移動到抓取位，帶動分模爪離開模具；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，控制凹模變位機移動到升降放置座，進(jìn)行抓取凹模作業(yè)；抓取后退回到中間位并翻轉(zhuǎn)；

(4)頂出機檢測頂出盤的類型，根據(jù)檢測類型更換頂出盤后，凹模變位機帶動模具移動至頂出機位置進(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)，之后凹模變位機翻轉(zhuǎn)并移回到升降放置座將凹模放置到位；凸模變位機處的清理作業(yè)完成后，翻轉(zhuǎn)并移動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，鎖緊氣缸動作，驅(qū)動壓塊向前移動，直至將模具底座壓緊。

合模的方法為：凸模和凹模變位機分別將翻轉(zhuǎn)盤切換到水平位，然后同時向升降放置座移動，借助驅(qū)動的絲杠在模具中間位置施加一個合模力，開模輔助氣缸則帶動模具的底座實現(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裝脫模系統(tǒng)，包括抓取模具或工件的自動抓取裝置、實現(xiàn)脫模、裝模的裝脫模機，以及輸送鏈；所述裝脫模機包括放置模具的升降放置座、實現(xiàn)抓取凹模的凹模變位機、實現(xiàn)分模并抓取凸模的凸模變位機、頂出盆子的頂出機；本發(fā)明設(shè)計了一套全自動裝脫模系統(tǒng)，大大降低了人力強度和成本。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的布置簡圖。

圖2為裝脫模機結(jié)構(gòu)簡圖。

圖3為凸模變位機結(jié)構(gòu)示意圖。

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

圖5為凸模變位機的正視圖。

圖6為翻轉(zhuǎn)板的俯視圖。

圖7為翻轉(zhuǎn)板的正視圖。

【具體實施方式】

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

請參閱圖2所示，裝脫模機3包括：脫模機底座以及設(shè)置在脫模機底座上的升降放置座31、凹模變位機33、凸模變位機35、頂出機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，自動調(diào)節(jié)實現(xiàn)接收機器人抓取過來的各類工件和模具，并將其自動輸送至下料位置，下料操作人員即可使用起吊設(shè)備進(jìn)行卸料。排屑機5安裝于脫模機下部，及時收集操作時留下的廢棄物。

本發(fā)明依靠機器人自動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。依靠裝脫模機完成分模、頂出盆子和合模等操作，實現(xiàn)了裝脫模操作的自動化。系統(tǒng)采用氣動夾緊+移動變位方式，由機器人抓取模具放置到自動拆、裝工作進(jìn)行自動分模、合模等操作。系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)由機器人控制柜和PLC控制和管理。系統(tǒng)的啟動、停止以及暫停、急停等運轉(zhuǎn)方式均可通過操作盒進(jìn)行。系統(tǒng)的急停可通過機器人控制柜、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)有故障報警提示功能。

所述脫模機底座上安裝有驅(qū)動機構(gòu)，為凸模變位機35和凹模變位機33提供動力，該驅(qū)動機構(gòu)采用伺服電機+滾珠絲杠形式，另外，脫模機底座上安裝有軌道，該軌道采用直線導(dǎo)軌，凸模變位機35和凹模變位機33在該軌道上滑動。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，所述排屑機用于收集廢料。

請參閱圖3所示，凸模變位機35用于實現(xiàn)模具的抓取和分模兩個功能；凸模變位機35包括機架351以及安裝在機架351上的翻轉(zhuǎn)盤353。所述翻轉(zhuǎn)盤353可實現(xiàn)0度和90度的位置變換，通過氣缸驅(qū)動齒條、齒輪實現(xiàn)，具體請參閱圖4所示，齒輪包括第一齒輪7和第二齒輪8，且兩個齒輪均為圓柱齒輪，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架上。

請繼續(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，由兩個氣缸分別驅(qū)動；模具抓取定位裝置3533布置在翻轉(zhuǎn)盤中間，由四個氣缸驅(qū)動；分模裝置3535集成在壓爪裝置3531上，采用液壓螺母驅(qū)動，采用四點開模方式，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+同步帶+滾珠絲杠形式實現(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，該放置平臺由兩部分構(gòu)成，該兩部分的開合動作由開模輔助氣缸控制，所述放置平臺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)動下，所述壓塊在軌道上滑動直至將磨具底座壓緊。開模輔助氣缸采用三位閥控制，可實現(xiàn)氣缸伸出、縮回和隨動位三種狀態(tài)控制。

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

頂出機采用氣液增壓缸的工作缸作為驅(qū)動源，頂出機配置頂出盤快速更換裝置和自動識別頂出盤功能，頂出盤更換后通過氣缸實現(xiàn)快速鎖緊定位。

所述自動識別頂出盤功能通過識別裝置完成，識別裝置通過對頂出盤類型與系統(tǒng)記錄的模具類型進(jìn)行比對確認(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，頂出盤的頂出桿設(shè)計有限位裝置，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)識牌，不同的頂出盤其標(biāo)示牌也不同。

識別裝置識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別，頂出桿上設(shè)置的限位裝置布置在頂出執(zhí)行機構(gòu)的母盤上，頂出盤放置到母盤后，頂出盤的標(biāo)識牌會根據(jù)類型遮擋不同的光電開關(guān)。

頂出機由氣液增壓缸驅(qū)動上頂，頂出過程分為氣動加速和液壓加力兩個階段。頂出機進(jìn)一步安裝有頂出到位檢測裝置，確保頂出到位檢測準(zhǔn)確無誤。

頂出過程中，首先通過氣壓推動液壓油進(jìn)入工作缸，實現(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，此時氣液增壓缸內(nèi)部的頂桿在氣壓的推動下插入密閉的液壓油中，達(dá)到增壓目的實現(xiàn)增力過程。

頂出作業(yè)前，由機器人手爪抓取或者人工更換頂出盤，更換后鎖緊機構(gòu)鎖緊并給出鎖緊到位信號，識別裝置對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，對比一致則自動控制變位機將模具和工件送至頂出機，如果不一致則報警提示。

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35和凹模變位機33的翻轉(zhuǎn)盤353均處于垂直位置；由人工吊裝或自動設(shè)備抓取模具將其放置在升降放置座的放置平臺上，放置后，左右鎖緊氣缸分別動作，驅(qū)動壓塊向前移動，直至將模具底座壓緊。

(2)分模：人工手持氣動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35移動到升降放置座31位置，此時凸模變位機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，此時控制四個位置的分模爪同時進(jìn)行撐開動作完成模具的分模作業(yè)。

(3)模具抓?。耗＞叻珠_后，凸模變位機35移動到抓取位，并將壓爪氣缸縮回，帶動分模爪離開模具；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)，此時該工位可以進(jìn)行人工清理作業(yè)。凸模變位機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33移動到升降放置座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：頂出機檢測頂出盤的類型，頂出前可由人工或者借助自動設(shè)備完成頂出盤的更換作業(yè)。系統(tǒng)檢測頂出盤正確后，控制凹模變位機帶動模具移動至頂出機位置進(jìn)行工件頂出作業(yè)。頂出由氣液增壓缸驅(qū)動頂出盤完成。工件頂出后可由人工或自動設(shè)備進(jìn)行抓取。

(5)清理：頂出后，凹模變位機移回到清理位進(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；凸模變位機處的清理作業(yè)完成后，翻轉(zhuǎn)并移動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、凹模變位機一起配合進(jìn)行，凸模、凹模變位機都將翻轉(zhuǎn)盤切換到水平位，然后同時向升降放置座移動，借助驅(qū)動的絲杠在模具中間位置施加一個合模力，開模輔助氣缸則帶動模具的底座實現(xiàn)合模。