燈頭座自動裝配機瓷套裝配機構設計與分析

郝曉曦，黨　麗

(1.五邑大學 機電工程學院，廣東 江門 529020；2.中國兵器工業新技術推廣研究所，北京 100089)

燈頭座自動裝配機瓷套裝配機構設計與分析

郝曉曦1，黨麗2

(1.五邑大學 機電工程學院，廣東 江門 529020；2.中國兵器工業新技術推廣研究所，北京 100089)

摘要：為適應燈飾行業對燈頭座高效率和高品質的生產需要，結合E26型燈頭座的裝配要求，設計了其零部件瓷套的自動化裝配工位。分析了瓷套的外形特性以及裝配重點，提出了整體裝配方案，詳盡地描述了送料機構、隔料機構、位置調整機構、夾料機構和導料機構。

關鍵詞：瓷套裝配；送料機構；隔料機構

燈飾在日常生活中不可或缺，市場對燈飾的需求日益增加，同時對其品質也提出了更高的要求。傳統燈飾裝配大多采用純手工模式，整體裝配效率低下，品質難以保證。燈飾產品的自動化裝配能有效提高生產效率，縮短生產周期，同時可保證生產品質，其自動裝配成為燈飾行業的發展需求。

燈頭座是燈飾產品基本配件之一，其主要零部件有鋁圈、舌片、瓷套(或絕緣外殼)和導線等。整個燈頭座的裝配通過沖壓鉚釘對其進行翻邊，使得各零部件緊固配合，從而完成燈頭座的裝配。本文根據E26型燈頭座的特點，提出了一種能夠滿足該款燈頭座中瓷套自動裝配工位的設計方案。

1燈頭座裝配工藝及瓷套裝配的特點

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

從裝配工藝上看，瓷套裝配位置需嚴格限定，其孔位需準確對應下模導柱，因此，瓷套裝配的難點在于調節瓷套的安裝位置。

瓷套結構示意圖如圖2所示。從瓷套外型來看，瓷套孔直徑只有3.4 mm，在無導向的情況下難以準確地安裝在導柱上。

根據上述分析，瓷套裝配需確保精確調整瓷套位置，同時在裝配過程中需借助外部導向。

圖1　E26型燈頭座爆炸圖

圖2　瓷套結構示意圖

2瓷套自動裝配機構設計

瓷套自動裝配機包括震盤上料機構、送料機構、隔料機構、位置調整機構、夾料機構以及導料機構，如圖3所示。鋁圈通過震盤上料，并送料至送料機構，經隔料機構將瓷套進行隔離，隔離后位置調整機構動作，對瓷套進行精確定位。定位結束后，夾料機構夾持瓷套配合導料機構，在導料機構嚴格導向下落入下模導柱上，至此整個裝配完成。

圖3　瓷套裝配機總體設計方案

2.1送料機構

為保證瓷套的安裝精度，送料機構主要由震盤和送料槽組成，瓷套通過震盤送入送料槽，經由送料槽定位，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，送料槽設計為U型[1]，且在送料槽的一端設計了2個導向槽(見圖4)，其目的是為隔料機構起導向作用，并防止隔料機構的板件發生變形，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整機構上轉臺的安裝。

圖4　送料槽

2.2隔料機構

震盤上料后的瓷套相互擠壓，為保證裝配過程的順利進行，需對瓷套進行隔料，瓷套裝配機隔料機構如圖5所示。初始狀態為擋料氣缸帶動擋料板處于前伸狀態，避免瓷套從前端掉落。另外，裝配機中安裝了一對對射型傳感器，傳感器檢測到瓷套到達隔料位置后，隔料氣缸前伸，帶動隔料板擋住后面的瓷套，從而完成了瓷套的隔料。

圖5　隔料機構

2.3位置調整機構

位置調整機構的功能在于保證瓷套裝配時，其孔位能準確對應下模導柱。位置調整機構如圖6所示。

圖6　位置調整機構

在位置調整過程中，頂料氣缸帶動頂桿，稍稍靠在瓷套中間凹陷處，依靠電動機帶動轉臺，從而實現瓷套的轉動，電動機和轉臺的具體組合形式如圖7所示。瓷套的正確位置根據瓷套外形由傳感器通過測距的形式進行判定。當瓷套轉到正確的安裝位置時，限位氣缸帶動限位桿下伸，陷入瓷套φ6.5 mm孔中，從而限制了瓷套的轉動，保證了瓷套的安裝位置正確。

圖7　電動機與轉臺組合圖

2.4夾料機構

夾料機構主要實現瓷套向前準確輸送至安裝位置。夾料機構(見圖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；同時，為了避免機構與前方的支持板產生運動干涉，氣爪連接件設計成L型[2]。另外，送料氣缸選用三軸薄型帶導桿氣缸，其目的在于提高機構前伸送料的穩定性。

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

圖8　夾料機構

2.5導料機構

圖9　導料機構

瓷套裝配除需精確定位外，仍需借助外部導向以確保裝配的可靠性。瓷套導料機構如圖9所示。導料機構主要通過導料氣缸帶動3根導桿向下運動，穿過位于下模正上方的瓷套的3個孔，并到達下模鉚釘孔內。此時，送料機構的氣爪松開，瓷套在重力的作用下沿著導桿的導向運動，最終完成瓷套的裝配。導向板的主要作用是避免導桿在運動過程中晃動，造成導桿在向下運動時偏移，從而影響瓷套裝配[3]。

3結語

瓷套裝配的設計重點在于如何實現瓷套的精確定位以及如何有效在裝配過程中進行導向。本文根據瓷套的外型特點，專門設計了隔料機構、位置調整機構、夾料機構以及導料機構，從根本上實現了瓷套裝配的精確定位和可靠導向。該自動裝配工位的設計可大副度提高燈飾加工和制造行業的生產效率和生產質量，在行業中有極大的應用前景。

參考文獻

[1] 毛謙德.機械設計手冊[M]. 3版.北京：機械工業出版社，2008.

[2] 孫志禮,馬星國,黃秋波,等.機械設計[M].沈陽:東北大學出版社，2008.

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

責任編輯鄭練

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

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

中圖分類號：TH 16

文獻標志碼：A