一种断路器装配焊接工装的设计研究

2018-12-20朱家洲卫俊俊赵昌富杭恩照

现代制造技术与装备 2018年11期

朱家洲卫俊俊赵昌富杭恩照

（南京埃斯顿机器人工程有限公司，南京 210000）

1 断路器装配焊接的结构和工作原理

断路器是由底板、弯板、左右侧板、左右支撑件、固定连接件和隔板上连接件装配焊接而成，要求工件整体性要好，工件各板、支撑件和连接件之间均通过焊接固定。断路器工装对各零件加工尺寸、零件间的装配位置关系要求较高，不容易实现自动装配焊接。为了使零件在每一次操作过程中都可以按照准确位置进行安装，必须通过工装夹进行辅助操作[1]。本设计提供一种断路器装配焊接工装，如图1所示。各组成部件相互配合实现工件的定位，配合上料机器人和焊接机器人，完成断路器的自动装配焊接。

图1 断路器装配焊接工装

2 断路器装配焊接工装工作流程

为了配合装配机器人和焊接机器人，断路器装配焊接工装需要按照一定的工作流程完成焊接工作，根据现场优化后的工作流程如下。

2.1 工料准备阶段

上料机器人将工件底板放置于工装组件工件垫板上，通过底板销孔与工件定位销进行定位，工件前挡块和工件后挡块辅助限位，放置完成后，底板电磁吸盘通电，通过磁力吸住底板。

2.2 大、小板组件焊接

首先上料机器人通过抓手将小板组件放置于底板上对应方孔内，左侧工装下滑台和右侧工装下滑台相向移动，小板芯轴左、右顶针顶住小板组件芯轴进行定位，然后焊接机器人开始焊接。焊接完成后，左侧工装下滑台和右侧工装工装下滑台背向移动，小板芯轴左、右顶针与小板组件芯轴脱开，上料机器人通过抓手将大板组件放置于底板上对应方孔内，重复上述定位操作，然后进行大板组件焊接操作。

2.3 左、右侧板焊接

接下来是左、右侧板焊接工作，前侧工装组件的水平气缸和后侧工装组件的工装气缸进行配合，前侧工装水平滑台和后侧工装滑台相向移动，上料机器人通过抓手抓取左侧板，并通过侧板前、后导向装置将之安装至底板上，然后左侧工装组件下滑台往侧板方向移动，移动到位后，左侧工装下滑台电磁吸盘通电，吸住左侧板，焊接机器人开始焊接，将左侧板焊接在底板上。接下来上料机器人通过抓手抓取右侧板，并通过侧板前、后导向装置将之安装至底板上，右侧工装下滑台气缸驱动使右侧工装下滑台往侧板方向移动，移动到位后，右侧工装下滑台电磁吸盘通电，吸住右侧板，焊接机器人开始焊接，将右侧板焊接在底板上。

2.4 弯板焊接

上料机器人抓取后弯板，并放置于左侧板、右侧板和底板上，在水平移动气缸驱动下，龙门水平滑台往前移动，而龙门竖直气缸驱动龙门竖直滑台下移，使后弯板上、下压板压于后弯板上。接下来，左、右侧工装上滑台相向移动，到达指定位置后，左、右侧工装下滑台电磁吸盘通电，分别吸住左侧板和右侧板，并通过后弯板左前和右前压头压住后弯板，消除后弯板与侧板间的间隙，然后机器人开始焊接工作，将后弯板、侧板和底板进行焊接固定。

2.5 中板组件焊接

左、右两侧工装上滑台背向移动复位，前侧工装组件竖直气缸和前侧工装水平气缸复位。上料机器人抓取中板组件，在前侧工装水平气缸驱动下，前侧工装水平滑台向工件方向移动，前侧工装竖直气缸驱动前侧工装竖直滑台上移，将中板组件顶升到位。接下来，左、右两侧工装上滑台相向移动，中板芯轴左、右顶针顶住中板组件芯轴，然后机器人开始焊接，将中板组件焊接在后弯板上，工件装配焊接完成。

根据现场操作数据显示，本文所提供的断路器装配焊接工装，可以与机器人配合使用，完成自动装配焊接任务，大大地提高了生产效率，降低了劳动强度。