发明内容
本发明的目的就是基于上述出发点,提供一种碳刷磨削倒角机,其结构简单,使用方便,可自动、快速地对碳刷的上端面进行磨削和倒角,自动化程度高,磨削、倒角效率高,加工的产品质量好,生产效率高,生产成本低。
为实现本发明的上述目的,本发明的碳刷磨削倒角机包括:工作台;安装在工作台上的用于将多个碳刷自动定向排序并依次运送到需加工工位的运送装置,具有用于运送多个碳刷的直线导轨;设置于工作台上的用于磨削直线导轨上运送的碳刷的上端面的磨平面装置;设置于工作台上的用于对已磨削过上端面的碳刷进行倒角加工的倒角装置。
其中,所述运送装置还包括:安装在所述工作台上的震动盘机构,具有将所述多个碳刷自动定向排序并使其依次从出料口输出的料斗;连通所述直线导轨的进料口和所述料斗的出料口的倾斜导轨;其上安置有所述直线导轨的直线送料器;其中,所述直线导轨和所述倾斜导轨的底部分别设置有导线槽;其中,所述直线导轨在直线送料器的作用下运动,以便将位于其上的所述多个碳刷依次输送 至所需加工工位。
进一步的,所述运送装置还包括设置在所述工作台上且位于所述倾斜导轨下方的拉直组件,用于把在所述倾斜导轨内下滑的碳刷的导线向下拉直。
其中,所述拉直组件包括:安装于所述工作台上的伸缩气缸;其缸体与伸缩气缸的活塞杆固定连接的气爪气缸;其中,气爪气缸具有两个气爪,且两个气爪协同工作将所述碳刷的导线向下拉直。
其中,所述磨平面装置包括:安装在所述工作台上且位于所述直线导轨一侧的电机;由电机驱动的磨具,其位于所述碳刷的正上方,以便对所述碳刷的上端面进行磨削。
其中,所述倒角装置包括:安装在所述工作台上且位于所述直线导轨另一侧的电机;由电机驱动的磨具,其具有倒V形磨削面,且位于所述碳刷的正上方,以便对所述碳刷端部进行倒角。
优选的,还包括设置在所述工作台上且位于所述磨平面装置和所述倾斜导轨之间的滚轮装置,用于增加位于所述直线导轨上的碳刷向前运动的摩擦力。
其中,所述滚轮装置包括:安置在所述工作台上的动力机构;由动力机构驱动的两个相背旋转的滚轮;将动力机构的动力传递给两个滚轮的传动机构;其中,两个滚轮对称设置于所述直线导轨的两侧,且两个滚轮之间具有用于容纳所述碳刷的缝隙。
其中,所述传动机构包括:由所述动力机构驱动的蜗杆,其上加工有两段旋向相反的轮齿;与蜗杆的两段轮齿分别啮合连接的两个蜗轮,两个蜗轮分别与其蜗轮轴固定连接;其中,所述两个滚轮分别固定安装于两个蜗轮轴上。
优选的,所述滚轮装置还包括用于调节两个所述滚轮之间中心距的调节装置。
其中,所述调节装置包括:安装在所述工作台上且与两个所述蜗轮轴分别固定连接的两个支撑台,两个支撑台上设置位置对应的螺纹孔;与两个支撑台的螺纹孔配合连接的螺杆。
与现有技术相比,本发明的碳刷磨削倒角机具有如下有益效果:
1)本发明的碳刷磨削倒角机结构简单,使用方便,自动化程度高,操作工人只需将碳刷放置在料斗中即可得到磨削完厚度并完成倒角加工的碳刷,因此劳 动强度低,对操作工人的加工熟练度要求低,生产效率高,且加工出来的产品质量好,加工精度高;
2)本发明的碳刷磨削倒角机,在倾斜导轨的下方设置拉直组件,其可将经过其上方的碳刷的刷线拉直,从而避免相邻碳刷的刷线因为互相干涉而造成倾斜导轨或直线导轨上的碳刷堵塞、不能顺利向下移动现象的发生,从而不会影响生产进度;
3)本发明的碳刷磨削倒角机具有滚轮装置,其可以提高直线导轨运送碳刷时的送料精度,从而提高加工后产品的质量;
4)本发明的滚轮装置结构简单,具有对称设置于直线导轨两侧的两个滚轮,两个滚轮给予在直线导轨的导轨槽内运动的碳刷以均衡的作用力,增加了碳刷在导轨槽内运动的摩擦力,从而提高直线导轨运送碳刷时的送料精度,提高加工后产品的质量。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
具体实施方式
如图1所示,为本发明的碳刷磨削倒角机的三维结构图,由图可知,其包括:安装在工作台1上的用于将多个碳刷自动定向排序并依次运送到需加工工位的 运送装置,具有用于运送多个碳刷的直线导轨4;设置于工作台1上的用于磨削直线导轨4上运送的碳刷的上端面的磨平面装置5;设置于工作台1上的用于对已磨削过上端面的碳刷进行倒角加工的倒角装置6。此外,还具有用于控制运送装置、磨平面装置5和倒角装置6等工作的控制装置,且控制装置具有显示装置8,该显示装置为触摸屏,可以显示被加工的碳刷数量、以及控制运送装置、磨平面装置5和倒角装置6独立工作或同时工作的图形按钮,从而更直观的监测对碳刷的加工过程。
由于本发明的碳刷磨削倒角机具有运送装置,其可将待加工的多个碳刷10依次输送至直线导轨4的导轨槽42内,并使碳刷先经过磨平面装置5,以完成对碳刷上端面的磨削加工,使碳刷的厚度符合要求,再使碳刷经过倒角装置6,以完成对碳刷上端面左、右两端的同时倒角,从而为进入下一个工序做准备。
需要说明的是,本文中所指的方位词,如左、右、前、后,均以图1所示的直线导轨4的延伸方向为参考方向,即,碳刷在直线导轨4上的前进方向为前方,碳刷在直线导轨4上前进方向的末端为直线导轨4的末端,而左、右方位词分别对应着碳刷前进方向的左侧和右侧。
当采用本发明的碳刷磨削倒角机对碳刷进行加工时,只需操作工人将碳刷10放入运送装置的料斗2中,运送装置即可将多个碳刷依次输送到与磨平面装置5对应的磨削工位和与倒角装置6对应的倒角工位处,从而完成对碳刷上端面的磨削和上端面左、右两端的倒角,自动化程度高,操作工人的劳动强度小,加工的产品的质量可靠,精度高,从而提高劳动效率,降低生产成本。
具体的,如图1、图2所示,本发明的运送装置包括:安装在工作台1上的振动盘机构,该振动盘机构具有料斗2,料斗2内的螺旋轨道为与碳刷10结构相适配的特定轨道,从而当振动盘机构工作时,料斗2内的多个碳刷10按预定姿态自动定向整齐排列,并依次从料斗2的出料口输出;其一端与料斗2的出料口连通的倾斜导轨3,从料斗2的出料口输出的碳刷进入倾斜导轨3并自行下滑;其进料口与倾斜导轨3的另一端连通的直线导轨4,其安置在直线送料器5上,在直线送料器5的作用下,直线导轨4运动,从而将从倾斜导轨3进入到直线导轨4上的多个碳刷依次被输送至直线导轨4的末端,并进入到碳刷夹具13的一个碳刷定位槽13c内。其中,直线导轨4和倾斜导轨3的底部分别设置有导线槽 (图中未示出),当碳刷10在倾斜导轨3和直线导轨4上运动时,碳刷10的刷线从导线槽内向外伸出。
其中,本发明的倾斜导轨3由中空的矩形管制成,其中空的内部形成与碳刷的结构相匹配的轨道,而导线槽设置在倾斜导轨3的底部,当碳刷在倾斜导轨3内由一端向另一端运动时,碳刷的刷线可以从导线槽向外伸出并露在倾斜导轨3的下方。
本发明的振动盘机构和直线送料器可以分别采用现有技术中振动盘和直线送料器的结构,因此,对其结构不再详细描述。
当多个碳刷10在倾斜导轨3和直线导轨4上运动时,多个碳刷10的刷线分别从导线槽内向外伸出,有时会出现相邻碳刷10的刷线出现干涉的现象,从而造成碳刷10堵塞、不能顺利向下移动,进而影响生产进度。为了避免上述情况的发生,本发明的运送装置在工作台1上安装至少一个拉直组件31,该拉直组件31位于倾斜导轨3的下方,用于把在倾斜导轨3内下滑的多个碳刷的导线逐个向下拉直。
而如图3所示,本发明的拉直组件31包括:安装于工作台1上的伸缩气缸32,设置时,使其活塞杆的运动方向与倾斜导轨3的中心线方向垂直;其缸体与伸缩气缸32的活塞杆固定连接的气爪气缸33,其具有两个协同工作的气爪34,两个气爪34对准位于其上方的、从倾斜导轨3的导线槽内伸出的碳刷的刷线,且在气爪气缸33工作时可以完成夹紧和收放的动作:在执行夹紧动作时,两个气爪34将碳刷的刷线夹住,执行收放动作时,两个气爪34将碳刷的刷线松开。
当对碳刷刷线进行拉直时,气爪气缸33和伸缩气缸32需要协同工作:首先,伸缩气缸32工作,其活塞杆伸出,带动气爪气缸33朝着接近倾斜导轨的方向运动,直至气爪气缸33的两个气爪34与从倾斜导轨上露出的碳刷的刷线接触;接着,气爪气缸33工作,使其两个气爪34将碳刷的刷线夹住;然后,伸缩气缸32再次工作,其活塞杆缩回,带动气爪气缸33朝着远离倾斜导轨的方向运动,由于伸缩气缸32活塞杆的运动方向与倾斜导轨3的中心线方向垂直,而在倾斜导轨3内的碳刷沿着倾斜导轨3的中心线延伸方向向前运动,从而当气爪气缸33朝着远离倾斜导轨的方向运动时,气爪气缸33的两个气爪34将夹紧的碳刷的刷线沿着与倾斜导轨3的中心线垂直的方向拉直;最后,气爪气缸33再次工 作,使其两个气爪34将夹住的碳刷的刷线松开。此时,拉直碳刷刷线的一个工作循环结束。在实际使用中,气爪气缸33和伸缩气缸32重复上述的工作过程,从而依次将从倾斜导轨3上滑过的碳刷的刷线拉直。
设计时,可将拉直组件31设置在倾斜导轨3下方的任意处,优选的,将拉直组件31设置在接近料斗2一端的下方。
由于在设计时,倾斜导轨3的轨道与碳刷的结构匹配,因此,当拉直组件将碳刷的刷线拉直后,碳刷的刷线与碳刷的下端面呈垂直状态。
本发明中,设置倾斜导轨3和直线导轨4时,可以使倾斜导轨3轨道延伸方向与直线导轨4的导轨槽延伸方向垂直。
当倾斜导轨3轨道延伸方向与直线导轨4的导轨槽延伸方向垂直,且碳刷的刷线已被拉直后,碳刷继续在倾斜导轨3上运动,此时,碳刷的长度方向与倾斜导轨3的中心线方向平行,直至碳刷运动到倾斜导轨3的末端,并进入到直线导轨4的导轨槽42内。如图5所示,进入直线导轨4的碳刷的宽度方向与直线导轨4导轨槽42的延伸方向平行。
优选的,倾斜导轨3的轨道宽度比碳刷的长度L(如图5所示)略大。而直线导轨4上设置的导轨槽42的宽度比碳刷的宽度W(如图5所示)略大。
当碳刷进入到直线导轨4的导轨槽42内时,用于支撑并与直线导轨4连接的直线送料器5工作,使直线导轨4的导轨槽42内的碳刷沿着导轨槽42直线前行。
为了避免从倾斜导轨3进入到直线导轨上的多个碳刷在其连接处发生堵塞现象,在直线导轨4的进料口处设置一个推力气缸41(如图1、图5所示),该推力气缸41的活塞杆正对着直线导轨4的导轨槽42,推力气缸41的活塞杆处于未伸出状态时,活塞杆的末端正好可以接触刚刚进入到导轨槽42内的碳刷的后端面,当活塞杆伸出时,可推动碳刷向前移动与其宽度相等或略大于其宽度的距离,从而为下一个进入导轨槽42的碳刷提供一个容纳位置。推力气缸41持续工作,可为从倾斜导轨3进入到直线导轨上的每个碳刷提供一个推力使其前行,从而保证碳刷可以在倾斜导轨3和直线导轨4上运动通畅。
优选的,本发明的直线导轨4与水平面间具有一个小的夹角,从而可使其上的碳刷顺利前行。
此外,本发明设置倾斜导轨3和直线导轨4时,也可以使倾斜导轨3轨道延伸方向与直线导轨4的导轨槽延伸方向重合,此时,碳刷从倾斜导轨3内直接进入到直线导轨4的导轨槽42内,不需在直线导轨4的进料口处设置推力气缸41。
当碳刷从倾斜导轨3内进入到直线导轨4的导轨槽42内后,在直线送料器7的作用下,碳刷依次经过磨平面装置的磨具下方和倒角装置的下方,以便完成对碳刷上端面的磨削加工和上端面左、右两端的倒角加工。
优选的,为了提高送料精度,以便提高加工后产品的质量,在工作台1上还设置有用于增加碳刷在直线导轨的导轨槽42内向前运动的摩擦力的滚轮装置9。
如图1所示,本发明的滚轮装置9安装在磨平面装置5和倾斜导轨3之间。而如图4所示,滚轮装置9包括:安置在工作台1上的动力机构91;由动力机构91驱动的两个相背旋转的滚轮92、92’,两个滚轮92、92’对称设置于直线导轨4的两侧,且两个滚轮92、92’之间具有用于容纳碳刷的缝隙,当两个滚轮旋转时,可与正好通过其缝隙的碳刷的左右两端面接触,并推动碳刷沿着直线导轨的导轨槽向前运动;以及,将动力机构91的动力传递给两个滚轮92、92’的传动机构。
其中,动力机构91为减速电机,其处于一直工作的状态,并不停地将动力传递给传动机构,而如图4所示,传动机构包括:与减速电机的输出轴连接的蜗杆93,其轴线与减速电机输出轴的轴线在同一直线上,且其上加工有两段旋向相反的轮齿,在减速电机的带动下,蜗杆与减速电机的输出轴同步旋转;与蜗杆93的两段轮齿分别啮合连接的两个蜗轮94、94’,当蜗杆93旋转时,带动两个蜗轮94、94’同时旋转,而两个蜗轮94、94’分别与其蜗轮轴95、95’固定连接,从而当蜗杆93旋转时,带动两个蜗轮轴95、95’随之旋转;其中,两个滚轮92、92’分别固定安装于两个蜗轮轴上95、95’,因此两个蜗轮轴95、95’旋转时,带动对应的滚轮92、92’随之旋转。由于蜗轮轴95、95’的轴线垂直于蜗杆的轴线,即蜗轮轴95、95’的轴线与直线导轨4的导轨槽42的延伸方向垂直,从而两个滚轮92、92’的轴线与直线导轨4的导轨槽42的延伸方向垂直,从而使两个滚轮92、92’旋转时,为在导轨槽42内的碳刷提供更大的磨擦力。
优选的,为了方便调节滚轮装置9中两个滚轮92、92’之间的中心距,除了上述的结构外,滚轮装置9还包括一个调节装置,其包括:安装在工作台1上且 与两个蜗轮轴95、95’分别固定连接的两个支撑台96、96’,在两个支撑台96、96’上分别设置一个螺纹孔(图中未示出),且两个支撑台96、96’上的螺纹孔相对设置,螺纹孔的螺距相同(或螺距不同)、旋向相反;与两个支撑台96、96’的螺纹孔分别配合的螺杆97,其外表面加工有旋向相反、螺距相同或不同的螺纹。此外,如图4所示,在螺杆97的外伸端还设置一个与其固定连接的手轮98,以方便操作者把持。
当需要将两个滚轮92、92’之间的中心距调小时,操作者握住手轮98并顺时针(或逆时针)旋转,带动螺杆97顺时针(或逆时针)旋转,从而使螺杆97旋进支撑台96、96’,由于两个支撑台96、96’上螺纹孔的螺距相同、旋向相反,因此当螺杆97旋转时,使得两个支撑台96、96’相向运动,从而缩小两个支撑台96、96’之间的距离。由于两个蜗轮轴95、95’分别固定安装在两个支撑台96、96’上,而两个滚轮92、92’分别固定安装在两个蜗轮轴95、95’的顶端,因此当两个支撑台96、96’之间的距离减小时,两个滚轮92、92’之间的中心距也减小。
相反,当需要将两个滚轮92、92’之间的中心距调大时,只要握住手轮98沿与上述的旋转方向相反的方向旋转即可实现。
当直线导轨的导轨槽内的碳刷在滚轮装置的作用下前行,并到达位于磨平面装置附近的磨削工位时,磨削装置中的磨具52对碳刷的上端面进行磨削加工。其中,磨平面装置5包括:安装在工作台1上且位于直线导轨4左侧的电机51;由电机51驱动的磨具52,其位于碳刷的正上方,可以对碳刷的上端面进行磨削。并且,磨平面装置5还具有可以调节磨具52相对直线导轨的垂直高度的调节装置,通过调节磨具与直线导轨之间的高度,可以调节磨具与碳刷上端面之间的距离,从而确保磨削量,保证磨削后碳刷的厚度符合要求。
磨削完上端面的碳刷在直线导轨的导轨槽内继续前行,并到达位于倒角装置附近的倒角工位,而倒角装置中的磨具62对碳刷上端面的左、右两端进行倒角。具体的,倒角装置6包括:安装在工作台1上且位于直线导轨4右侧的电机61;由电机61驱动的倒角装置中的磨具62,其具有倒V形磨削面,且位于在倒角工位内的碳刷的正上方,可以对碳刷上端面的左右两端部进行倒角。
下面,描述本发明的碳刷磨削倒角机对一个碳刷进行加工的工作过程。
首先,振动盘机构使其料斗2内的多个碳刷6按预定姿态自动定向整齐排列、并依次从料斗2的出料口输出,进入到倾斜导轨3的轨道内,并且,碳刷的刷线从倾斜导轨3的导线槽向外伸出;
接着,拉直组件31工作,将进入倾斜导轨3轨道内、且依次经过其上方的碳刷的刷线向斜下方拉直,使碳刷的刷线与碳刷的下端面呈垂直状态,而被拉直后的碳刷继续向前运动,直至脱离倾斜导轨3进入到直线导轨4的导轨槽42内;
然后,刚刚进入直线导轨4导轨槽42内的碳刷在推力气缸41的作用下向前移动一个碳刷的距离,同时,在直线送料器5的作用下,进入直线导轨4的导轨槽42内的多个碳刷继续前行,当碳刷运动到滚轮装置处时,由两个滚轮推动着继续沿导轨槽向前移动;
当碳刷沿着导轨槽被输送到磨削工位后,磨平面装置5对碳刷的上端面进行磨削,然后倒角装置对碳刷上端面左右两端进行倒角加工,最后,被倒完角的碳刷继续向前运送,进入落料盘(图中未示出)或进入下一加工工序。
尽管上文对本发明作了详细说明,但本发明不限于此,本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改,因此,凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。