挂锁自动装配系统关键技术研究

发布时间：2020-05-29 06:59

【摘要】：挂锁是一种人们日常生活中常用的安全产品,其以低廉的价格、简单的使用方式、广泛的适用范围等特点,一直以来备受青睐,销售量极大。但由于挂锁售价低廉,利润较低,一直以来主要是以工人手工进行装配,这种装配方式工作量大,成本高,并且装配效率低,失败率高。随着近几年劳动力成本不断激增,手工挂锁装配这种较为落后的装配生产方式已无法满足当前的发展趋势与经济效益,取而代之的将会是自动化装配生产方式。自动化装配生产已经逐渐成为现代主流的装配生产方式,使用自动化设备对挂锁进行装配生产能够有效地提高挂锁装配效率,满足目前挂锁市场不断的增长需求。因此,本课题提出挂锁自动装配系统这个课题。本课题通过对挂锁装配过程进行深入细致的研究,并根据挂锁自身的结构和零件特点,对挂锁装配的装配策略及步骤进行分析研究,自主研究设计了一套完整的挂锁自动化装配系统,并针对该自动化装配系统中的如下几个关键技术难点进行着重研究设计解决:1、分析锁具手工装配步骤,并结合实际运行情况与企业要求,确定自动化装配形式,并对自动化装配类型、步骤、夹具传送方式以及工位的安排做初步规划;2、工位设计:为了将自动化程度最大化,针对部分关键工位进行了深入细致的研究设计,得到了准确高效的装配结构,并对各工位运动结构进行优化;3、由于钥匙牙花深度及排序都是事先由机器随机给定并制造,无法预知,所以本课题采用机器视觉检测系统的方法来测量钥匙牙花深度,通过一系列的图像采集、处理,最终测出钥匙牙花的深度,并将数据传送给上位机;4、控制系统的设计:该挂锁自动装配系统选用了PLC作为主要控制器对整个装配系统进行控制,使各执行元件以及视觉检测装置能够相互配合协调工作;5、样机调试:完成基本设计并安装完毕后,对样机进行调试运行,待样机顺利运行后,对样机的整体工作稳定情况进行分析,并归纳总结影响该挂锁自动装配系统可靠性的原因。在完成所有挂锁自动装配系统的设计、制造、安装以及调试之后,通过各个机械机构、控制系统以及视觉检测系统等之间的相互配合,最终实现设备顺利运行,挂锁日均装配量达到2700余把,失败率仅0.58%,相比工人手工装配经济效益提升75.84%,达到企业要求与预期目标。
【图文】：

2.1 挂锁的结构组成及使用原理挂锁是目前世界上最常见的机械装置之一，最早于 1848 年获得专利，是迄今为止保护财物最常见的一种装置，其适用范围之广、使用量之大使其一直都处在锁具销量中的领先地位[51]。挂锁的高销售量还在于其拥有简单的结构，使其使用简单，故障率低。本文中所提及挂锁主要采用弹子结构的挂锁，其主要由锁舌、锁芯、多种高度的圆头弹子、平头弹子、弹簧、封装片、锁具主体等组成，如图 2.1 所示。挂锁的工作原理主要是依靠内部不同高度的圆头弹子、平头弹子、弹簧相互配合来实现的；而不同高度的圆头弹子的排序则是根据钥匙上不同深浅的牙花来决定的。挂锁中不同高度的圆头弹子按照与其配对的钥匙中牙花深浅的顺序进行排列，平头弹子放置在圆头弹子的上方，并在平头弹子的上方放置弹簧，而后利用封装片将弹子孔的开口密封，将整套系统封装在锁体主体的内部，如图 2.2 所示。当正确的钥匙插入锁芯中时，不同高度的圆头弹子正好依次落入钥匙不通深浅的牙花中，使得圆头弹子和平头弹子的配合处的缝隙处于一条直线上，这时转动钥匙，锁芯便能开始转动，并能带动锁舌运动，实现开锁的目的；当插入错误的钥匙时，由于钥匙上的牙花与锁体中不同高度的弹子不匹配，造成圆头弹子和平头弹子的配合处的缝隙不处于一条直线上，导致锁芯无法转动，也无法完成开锁。

2.1 挂锁的结构组成及使用原理挂锁是目前世界上最常见的机械装置之一，最早于 1848 年获得专利，是迄今为止保护财物最常见的一种装置，其适用范围之广、使用量之大使其一直都处在锁具销量中的领先地位[51]。挂锁的高销售量还在于其拥有简单的结构，使其使用简单，故障率低。本文中所提及挂锁主要采用弹子结构的挂锁，其主要由锁舌、锁芯、多种高度的圆头弹子、平头弹子、弹簧、封装片、锁具主体等组成，如图 2.1 所示。挂锁的工作原理主要是依靠内部不同高度的圆头弹子、平头弹子、弹簧相互配合来实现的；而不同高度的圆头弹子的排序则是根据钥匙上不同深浅的牙花来决定的。挂锁中不同高度的圆头弹子按照与其配对的钥匙中牙花深浅的顺序进行排列，平头弹子放置在圆头弹子的上方，并在平头弹子的上方放置弹簧，而后利用封装片将弹子孔的开口密封，将整套系统封装在锁体主体的内部，如图 2.2 所示。当正确的钥匙插入锁芯中时，不同高度的圆头弹子正好依次落入钥匙不通深浅的牙花中，使得圆头弹子和平头弹子的配合处的缝隙处于一条直线上，这时转动钥匙，锁芯便能开始转动，并能带动锁舌运动，，实现开锁的目的；当插入错误的钥匙时，由于钥匙上的牙花与锁体中不同高度的弹子不匹配，造成圆头弹子和平头弹子的配合处的缝隙不处于一条直线上，导致锁芯无法转动，也无法完成开锁。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TS914.211.9;TG95

【参考文献】

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本文编号：2686572