燈頭座自動(dòng)裝配機(jī)瓷套裝配機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

郝曉曦，黨　麗

(1.五邑大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 江門(mén) 529020；2.中國(guó)兵器工業(yè)新技術(shù)推廣研究所，北京 100089)

燈頭座自動(dòng)裝配機(jī)瓷套裝配機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

郝曉曦1，黨麗2

(1.五邑大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 江門(mén) 529020；2.中國(guó)兵器工業(yè)新技術(shù)推廣研究所，北京 100089)

摘要：為適應(yīng)燈飾行業(yè)對(duì)燈頭座高效率和高品質(zhì)的生產(chǎn)需要，結(jié)合E26型燈頭座的裝配要求，設(shè)計(jì)了其零部件瓷套的自動(dòng)化裝配工位。分析了瓷套的外形特性以及裝配重點(diǎn)，提出了整體裝配方案，詳盡地描述了送料機(jī)構(gòu)、隔料機(jī)構(gòu)、位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、夾料機(jī)構(gòu)和導(dǎo)料機(jī)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：瓷套裝配；送料機(jī)構(gòu)；隔料機(jī)構(gòu)

燈飾在日常生活中不可或缺，市場(chǎng)對(duì)燈飾的需求日益增加，同時(shí)對(duì)其品質(zhì)也提出了更高的要求。傳統(tǒng)燈飾裝配大多采用純手工模式，整體裝配效率低下，品質(zhì)難以保證。燈飾產(chǎn)品的自動(dòng)化裝配能有效提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，同時(shí)可保證生產(chǎn)品質(zhì)，其自動(dòng)裝配成為燈飾行業(yè)的發(fā)展需求。

燈頭座是燈飾產(chǎn)品基本配件之一，其主要零部件有鋁圈、舌片、瓷套(或絕緣外殼)和導(dǎo)線(xiàn)等。整個(gè)燈頭座的裝配通過(guò)沖壓鉚釘對(duì)其進(jìn)行翻邊，使得各零部件緊固配合，從而完成燈頭座的裝配。本文根據(jù)E26型燈頭座的特點(diǎn)，提出了一種能夠滿(mǎn)足該款燈頭座中瓷套自動(dòng)裝配工位的設(shè)計(jì)方案。

1燈頭座裝配工藝及瓷套裝配的特點(diǎn)

E26型燈頭座裝配爆炸圖如圖1所示。安裝由5個(gè)工位共同完成，首先，把鉚釘(3顆)安裝在下模導(dǎo)柱上；然后，通過(guò)2號(hào)和3號(hào)導(dǎo)柱嵌入安裝鋁圈，在鋁圈安裝完成后，將舌片安裝在1號(hào)導(dǎo)柱上，隨后安裝瓷套；最后，安裝電源線(xiàn)以及沖壓3顆鉚釘，并將3顆鉚釘翻邊，翻邊結(jié)束后，整個(gè)E26型燈頭座的安裝完成。

從裝配工藝上看，瓷套裝配位置需嚴(yán)格限定，其孔位需準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)下模導(dǎo)柱，因此，瓷套裝配的難點(diǎn)在于調(diào)節(jié)瓷套的安裝位置。

瓷套結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。從瓷套外型來(lái)看，瓷套孔直徑只有3.4 mm，在無(wú)導(dǎo)向的情況下難以準(zhǔn)確地安裝在導(dǎo)柱上。

根據(jù)上述分析，瓷套裝配需確保精確調(diào)整瓷套位置，同時(shí)在裝配過(guò)程中需借助外部導(dǎo)向。

圖1　E26型燈頭座爆炸圖

圖2　瓷套結(jié)構(gòu)示意圖

2瓷套自動(dòng)裝配機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

瓷套自動(dòng)裝配機(jī)包括震盤(pán)上料機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、隔料機(jī)構(gòu)、位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、夾料機(jī)構(gòu)以及導(dǎo)料機(jī)構(gòu)，如圖3所示。鋁圈通過(guò)震盤(pán)上料，并送料至送料機(jī)構(gòu)，經(jīng)隔料機(jī)構(gòu)將瓷套進(jìn)行隔離，隔離后位置調(diào)整機(jī)構(gòu)動(dòng)作，對(duì)瓷套進(jìn)行精確定位。定位結(jié)束后，夾料機(jī)構(gòu)夾持瓷套配合導(dǎo)料機(jī)構(gòu)，在導(dǎo)料機(jī)構(gòu)嚴(yán)格導(dǎo)向下落入下模導(dǎo)柱上，至此整個(gè)裝配完成。

圖3　瓷套裝配機(jī)總體設(shè)計(jì)方案

2.1送料機(jī)構(gòu)

為保證瓷套的安裝精度，送料機(jī)構(gòu)主要由震盤(pán)和送料槽組成，瓷套通過(guò)震盤(pán)送入送料槽，經(jīng)由送料槽定位，將瓷套送入裝配的指定位置。為確保瓷套裝配的方向和位置正確，送料槽設(shè)計(jì)為U型[1]，且在送料槽的一端設(shè)計(jì)了2個(gè)導(dǎo)向槽(見(jiàn)圖4)，其目的是為隔料機(jī)構(gòu)起導(dǎo)向作用，并防止隔料機(jī)構(gòu)的板件發(fā)生變形，影響隔料；另外，在隔料的位置，送料槽一端做成了缺口的形式，目的在于方便位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上轉(zhuǎn)臺(tái)的安裝。

圖4　送料槽

2.2隔料機(jī)構(gòu)

震盤(pán)上料后的瓷套相互擠壓，為保證裝配過(guò)程的順利進(jìn)行，需對(duì)瓷套進(jìn)行隔料，瓷套裝配機(jī)隔料機(jī)構(gòu)如圖5所示。初始狀態(tài)為擋料氣缸帶動(dòng)擋料板處于前伸狀態(tài)，避免瓷套從前端掉落。另外，裝配機(jī)中安裝了一對(duì)對(duì)射型傳感器，傳感器檢測(cè)到瓷套到達(dá)隔料位置后，隔料氣缸前伸，帶動(dòng)隔料板擋住后面的瓷套，從而完成了瓷套的隔料。

圖5　隔料機(jī)構(gòu)

2.3位置調(diào)整機(jī)構(gòu)

位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的功能在于保證瓷套裝配時(shí)，其孔位能準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)下模導(dǎo)柱。位置調(diào)整機(jī)構(gòu)如圖6所示。

圖6　位置調(diào)整機(jī)構(gòu)

在位置調(diào)整過(guò)程中，頂料氣缸帶動(dòng)頂桿，稍稍靠在瓷套中間凹陷處，依靠電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)瓷套的轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)臺(tái)的具體組合形式如圖7所示。瓷套的正確位置根據(jù)瓷套外形由傳感器通過(guò)測(cè)距的形式進(jìn)行判定。當(dāng)瓷套轉(zhuǎn)到正確的安裝位置時(shí)，限位氣缸帶動(dòng)限位桿下伸，陷入瓷套φ6.5 mm孔中，從而限制了瓷套的轉(zhuǎn)動(dòng)，保證了瓷套的安裝位置正確。

圖7　電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)臺(tái)組合圖

2.4夾料機(jī)構(gòu)

夾料機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)瓷套向前準(zhǔn)確輸送至安裝位置。夾料機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖8)由3部分組成：夾持裝置、夾料氣爪和送料氣缸。夾取部位采用橡膠制作，其主要目的是提高夾持工件的可靠性和增大摩擦因數(shù)；同時(shí)，為了避免機(jī)構(gòu)與前方的支持板產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，氣爪連接件設(shè)計(jì)成L型[2]。另外，送料氣缸選用三軸薄型帶導(dǎo)桿氣缸，其目的在于提高機(jī)構(gòu)前伸送料的穩(wěn)定性。

夾料過(guò)程中，夾料氣爪帶動(dòng)夾持裝置夾取瓷套，送料氣缸隨即將瓷套向前送出至裝配位置。

圖8　夾料機(jī)構(gòu)

2.5導(dǎo)料機(jī)構(gòu)

圖9　導(dǎo)料機(jī)構(gòu)

瓷套裝配除需精確定位外，仍需借助外部導(dǎo)向以確保裝配的可靠性。瓷套導(dǎo)料機(jī)構(gòu)如圖9所示。導(dǎo)料機(jī)構(gòu)主要通過(guò)導(dǎo)料氣缸帶動(dòng)3根導(dǎo)桿向下運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)位于下模正上方的瓷套的3個(gè)孔，并到達(dá)下模鉚釘孔內(nèi)。此時(shí)，送料機(jī)構(gòu)的氣爪松開(kāi)，瓷套在重力的作用下沿著導(dǎo)桿的導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)，最終完成瓷套的裝配。導(dǎo)向板的主要作用是避免導(dǎo)桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中晃動(dòng)，造成導(dǎo)桿在向下運(yùn)動(dòng)時(shí)偏移，從而影響瓷套裝配[3]。

3結(jié)語(yǔ)

瓷套裝配的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)瓷套的精確定位以及如何有效在裝配過(guò)程中進(jìn)行導(dǎo)向。本文根據(jù)瓷套的外型特點(diǎn)，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了隔料機(jī)構(gòu)、位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、夾料機(jī)構(gòu)以及導(dǎo)料機(jī)構(gòu)，從根本上實(shí)現(xiàn)了瓷套裝配的精確定位和可靠導(dǎo)向。該自動(dòng)裝配工位的設(shè)計(jì)可大副度提高燈飾加工和制造行業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，在行業(yè)中有極大的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 毛謙德.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[2] 孫志禮,馬星國(guó),黃秋波,等.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社，2008.

[3] 孫恒,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理[M]. 7版.北京:高等教育出版社，2006.

責(zé)任編輯鄭練

Design and Analysis of Lamp Adapter Automatic Assembly Mechanism for Insulator

HAO Xiaoxi1, DANG Li2

(1.College of Mechanical and Electrical Engineering, Wuyi University,Jiangmen 529020,China;2. Advanced Technology Generalization Institute of CNGC, Beijing 100089, China)

Abstract:A new lamp adapter automatic assembly machine for insulator was designed to improve production efficiency and quality for lighting manufacturing industry. According to analyzing the structural characteristics and assembly process of insulator, the total design precept was presented for insulator, and it was designed in details that the feed mechanism, separation mechanism, position adjusting mechanism, clamping mechanism and guide mechanism.

Key words:insulator assembling, feed mechanism, separation mechanism

收稿日期：2014-04-10

作者簡(jiǎn)介：郝曉曦(1981-)，女，講師，碩士，主要從事機(jī)電一體化等方面的研究。

中圖分類(lèi)號(hào)：TH 16

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A