家电行业小型异型工件自动化装配设备设计——以微动开关的自动化装配设计为例

家电行业小型异型工件自动化装配设备设计——以微动开关

的自动化装配设计为例

摘要：随着国际国内技术的不断发展创新，制造业也在不断的通过降低劳动成

本来提高经济效益。电子行业，零件装配等领域在提高自动化装配生产率方面也

逐渐利用降低零件生产成本，来投入自动化设备的设计创新，升级。本文通过对

微动开关的自动化装配设计分析，从零件结构、零件装配关系等因素出发，对家

电行业小型异型工件自动化装配工艺进行研究，为自动化装配设备设计提供借鉴。

关键词：微动开关；自动装配、小型异型工件；装配工艺

随着零件制造成本的下降，家电行业小型异型零件装配中，与降低零件生产

成本相比，提高装配生产率带来的经济效益更高，所以为自动化装配提供了发展

空间。自动化微动开关装配，是从开关底座开始进入装配系统，实现自动监测、

自动报警、自动分拣、自动信息反馈等自动化装配过程，设备自动装配系统中，

实现了信息流、装配作业及物流等自动化。本文基于微动开关装配自动线、工艺

流程、装配信息控制及设计原理等方面进行分析和探讨。

1、装配微动开关装配自动线的要求

首先，对三种型号微动开关功能在同一装配线上实现同时检测与装配，不同

型号微动开关转换，只在操作屏上切换调整；其次，微动开关底座、静触点端子

I/II、传动块、定位铜块及盖板等零件在一条装配线上自动装配，完成的成品件自

动送往检测段对机械、电气等参数进行自动检测；第三，装配过程中出现的故障点、故障原因可在设备显示屏上显示，故障消除后，按循环启动，设备可继续工作；第四，在检测段，不合格的微动客观可自动剔除，合格件进行自动喷码打印，然后下线。

2、微动开关装配自动线工艺流程

为实现微动开关装配自动线可靠、高效的性能要求，依据微动开关装配具体

要求制定如下微动开关装配自动线注意事项，工艺流程：

2.1装配段工艺流程

（1）微动开关装配自动线装配阶段，需要零件与料道尺寸肩的误差缩合到

最小，提高零件在料道内位置的精确的方法。保证每一个零件转换工位不用占据

装配时间，从而保证料设备的高效率运转。

（2）微动开关检测段节拍设置，微动开关耐压检测方面加快时间的缩略，保证检测段与设备间的控制传输，装配组件间的定位，保证配件之间的顺利切换。

（3）微动开关装配自动线检测阶段，输送装置的开关及开关组件是整个检测阶段的重心，尤为注意合格开关的上下线，包括开关耐压检测。

微动开关自动线装配段工艺流程如图1所示：

2.2检测段工艺流程

微动开关自动线检测段工艺流程如图2所示：

3、微动开关装配自动线设计原理

总体布局：微动开关装配详细需按照装配工序及要求，切实满足每个环节的速率，效益，为实现微动开关装配自动线可靠、高校运行，线体形式采用直线型。

3.1主传动设计

首先，为使自动线的可靠性得到提高，在带有定位稍的夹具体上防治装配零件主体，利

用传送机构使主体通过各个装配工位，进行装配及检测。为确保整个工序的可靠与高效，采

用同一主机械传统系统控制输送机构、机械手抓料装配及夹具体精定位，对各主运动动作由

一个机械传动链联系在一起，各动作机构的动作时间占生产节拍一定比例。其次，主机械传

动运动机构，主驱动电极用于机械运动出现故障时紧急准停及快速启动。变频器对主电机输

出轴转速进行控制，装配自动线上一个装配节拍即为电机输出轴回转一转，实现对装配自动

线生产节拍的改变。在安装调试时，主运动做做速度采用较低节拍，方便调试，运行正常后

生产节拍稳定。为了对各节拍执行动作进行控制，对主传动系统内角位移要准确找出，用于

主控制模板的输出检测或控制指令，指令判断结构在显示屏中可反映出来，实现对设备的监控。为确保设备安全、稳定运行，将一扭矩保护机构设置在间歇分度机构输出轴出，在输送

线因不同原因出现负荷过大时，超出扭矩保护设置限值时，轴出现打滑，并发出报警信号，

设备停止运转，故障解除后，对扭矩保护器调整，重启后设备运行。

3.2自动上料装置设计

上料工序主要包含以下几方面：第一，振盘振动上料，零件按照一定方向排列出料，零

件通过振盘出料的最佳状态的确定依据零件结构特点而定，既要满足出料速度，又要保证出

料稳定。第二，直振机构传输零件。零件出料后，由于结构设置及装配分料等因素不能在同

一位置安排，也就是说分料处于出料口设置要间隔一定距离，这段距离通过直振机构传输零件，也发挥该机构的存料作用。在装配节拍较高时，出料速度无法满足装配速度，零件装配

用时较短，仅靠振盘送料会增加振盘运动的磨损，且可靠性降低，而直振机构解决了这一问题，其存储的零件完全可满足装配需求。对于微动开关而言，其装配的零件多数为小型异型件，影响自动上料的一个重要因素就是料道给出零件的位置精度，而在料道内，零件的位置

受多种因素影响：初始位置、速度、尺寸、几何形状、倾斜、摩擦系数及污垢、毛刺等随机

因素。由上述多因素共同影响零件在料道内的移动。因此在料道设计中，要满足异型零件自

动上料且位置精确的要求。第三，将输送的零件在直振机构终端进入分料机构，按装配结构

将零件单个分离，方便机械手抓料。

4、设置微动开关自动线控制信息

为了装配设备稳定、安全运行，设备不同位置上要设置不同的检测开关，对设备运行状

态信息进行反馈，对设备装配效果进行检测。

首先，将位置检测磁感应开关设置在自动线装配段与检测段的各个执行作用的元器件上，对各执行元件位置状态进行检测，并且将检测结果直接反馈到主控制模板，对设备各执行元

件的运行状态进行判断。

其次，将光电开关设置在各装配工位及容易出现故障的位置。如满料检测开关设置在直

振上，直振上零件数如果超过限额，则振盘停止工作，降低了振盘对零件的磨损；将光电开

关设置在分料处对零件是否到位进行判断；在零件翻转出设置光电开关，对是否有检测零件

进行判断，避免机械手漏抓零件；在将光电开关设置在装配线体上，对零件的装配位置及状

态进行检测。所有检测开关将检测到的信息直接反馈到主控制模板，对装配故障及处理方式

快速做出响应。

第三，将保护机构设置在故障发生后，容易出现损害的装置或设备功能处，在保护机构

作用时，故障解除，设备的利用率得到提高。此外，设置还包含装配件数自动计数、主空气

压力欠压保护检测等功能，可将装配各个生产节拍或不同时段的检测信息反馈到主控制模板，对异常工况进行报警，提高了设备的可靠性与安全性。

5、结语

目前，自动装配生产线在我国起步较晚，技术还不成熟。国内市场大多利用物流线加人

工配备技术，真正的技术含量并不高。微动开关装配设计作为国内自动化的先进代表，为微

动开关在国内研发设计的自动化控制设备提供了更多可能，实现了微动开关的自动装配及检测，设备的可靠性较高，他采用了降低设备成本，提高设备正常可靠运行的速率。为家电行

业小型异型工件自动化装配设备的设计提供了依据。

参考文献

[1]周健东.四项微动开关自动装配设备设计[J].机械设计与制造,2010,06(14):26-28.

[2]王逯,李腾飞,罗文,等支脚式微动开关自动装配设备设计[J].科协论坛(下半

月),2013,01(22):43-45.

[3]崔国英,朱海勇.细长形工件自动装卸装置的设计[J].锻压装备与制造技术,2011,01(07):56-