CN106475876B - 智能碳刷旋头打弧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能碳刷旋头打弧机，其包括：安装于导入工位处的用于装夹碳刷的夹具；安装于旋头工位处的旋头装置；安装于打弧工位处的打弧装置；安装于导出工位处的导出装置；其中，当夹持有所述碳刷的夹具旋转到旋头工位上时，通过旋头装置对碳刷前端面进行旋头处理；再通过打弧装置对旋转到打弧工位上的碳刷后端面进行打弧处理；再通过导出装置将旋转移送到导出工位的碳刷从用于对其装夹的夹具内排出。本发明的智能碳刷旋头打弧机，集磨削、倒角、旋头、打弧处理集一体，工序少，减少对碳刷中转时所需的人工与时间，提高生产效率，降低用工成本，加工出的产品质量稳定、一致性好，且节电减排，利于环保。

Description

智能碳刷旋头打弧机

技术领域

本发明涉及碳刷加工技术领域，尤其涉及一种智能碳刷旋头打弧机。

背景技术

现有技术中，对碳刷进行旋头打弧处理时，都是采用多套设备完成，即，先采用磨削倒角设备对碳刷进行磨削、倒角处理，再采用旋头设备对磨削倒角后的碳刷进行旋头处理，最后采用打弧设备对旋头处理后的碳刷进行打弧处理。采用上述的加工方法，存在如下缺点：1、设备繁多，提高了企业对设备的采购成本，且多个设备用电量大，不利于环保；2、需要在多个设备间转送碳刷，因此需要的操作工人较多，既提高了企业的用工成本，也易在转送碳刷的过程中对碳刷造成划痕，使碳刷质量下降，增加生产成本；3、多个设备分别加工，工序多，需要反复装夹，生产效率低，加工出产品的质量不稳定。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述存在的问题，提供一种智能碳刷旋头打弧机，其集磨削、倒角、旋头、打弧处理集一体，操作工人只需将碳刷放入振动盘结构，即可自动对碳刷完成上述处理，减少工序，减少对碳刷中转时所需的人工与时间，提高生产效率，降低用工成本，加工出的产品质量稳定、一致性好，且节电减排，利于环保。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种智能碳刷旋头打弧机，其包括：安装于导入工位处的用于装夹碳刷的夹具；安装于旋头工位处的旋头装置；安装于打弧工位处的打弧装置；安装于导出工位处的导出装置；其中，当夹持有所述碳刷的夹具旋转到旋头工位上时，通过旋头装置对碳刷前端面进行旋头处理；旋头处理后，再将装夹有碳刷的夹具旋转到打弧工位上，通过打弧装置对碳刷后端面进行打弧处理；打弧处理后，将装夹有碳刷的夹具旋转到导出工位，通过导出装置将碳刷从用于对其装夹的夹具内排出。

进一步的，还包括：用于将多个碳刷定向排序、并依次输出到倾斜导轨上的振动盘结构；安装于倾斜导轨下方的用于对其上运送的碳刷的刷线进行拉直处理的理线机构；用于承接并向前输送从倾斜导轨末端输出的碳刷的直线送料装置；安装于磨削工位处的用于对直线送料装置输送的碳刷进行顶端面磨削处理的磨削装置；安装于倒角工位处的用于对碳刷的棱边进行倒角处理的倒角装置；其中，倒角处理后的碳刷被所述夹具装夹。

其中，所述直线送料装置包括：与所述倾斜导轨末端垂直且与其连通的第一直线导轨；设置在第一直线导轨与倾斜导轨连通端附近且其活塞杆对准第一直线导轨的推料气缸，用于将倾斜导轨末端输出的碳刷推送至第一直线导轨内；设置在第一直线导轨的靠近所述磨削工位处的滚轮输送机构，用于将第一直线导轨上的碳刷匀速输送至磨削工位处。

其中，所述导入工位、旋头工位、打弧工位、导出工位分别设置于可旋转的转盘上。

其中，所述夹具包括：安装于所述转盘上且位于所述导入工位一侧的固定夹持臂；安装于所述转盘上且位于所述导入工位另一侧且其一端与固定夹持臂铰接的活动夹持臂；与活动夹持臂连接的用于带动其相对固定夹持臂移动以便夹紧碳刷或松开碳刷的连动组件。

优选的，所述连动组件包括：与所述转盘连接的用于在外力作用下沿转盘径向相对转盘移动的活动夹嘴；其一端与活动夹嘴连接且由下至上竖直穿设过所述转盘的竖直轴，随着活动夹嘴的移动而相对所述转盘水平旋转；与竖直轴的另一端固定连接的旋转臂；设置于旋转臂末端且与其转动连接的滚动体；其两端分别与滚动体和所述活动夹持臂连接的弹性件。

进一步的，所述连动组件还包括：安装于所述转盘底端面的连接座；其一端与连接座活动连接且沿转盘径向水平朝外延伸的连接轴；其中，所述活动夹嘴与所述连接轴的另一端连接；其中，所述活动夹嘴与所述连接座之间的连接轴上套设有弹簧。

其中，所述旋头装置包括：安装在工作台上的旋头压料组件，安装于所述旋头工位附近，用于对位于旋头工位上的碳刷的顶端面和后端面定位；安装在工作台上且位于转盘外的旋头组件，具有其末端对准位于所述旋头工位上的碳刷的前 端面的旋头铣刀，用于对位于旋头工位上的碳刷的前端面进行旋头处理，以便在碳刷的前端面加工出柱形凸台。

其中，所述打弧装置包括：安装在工作台上的打弧压料组件，安装于所述打弧工位附近，用于对位于打弧工位上的碳刷的顶端面和前端面定位；安装在工作台上的打弧组件，具有其外缘对准位于所述打弧工位上的碳刷的后端面的打弧砂轮，用于对位于打弧工位上的碳刷的后端面进行打弧处理，以便将碳刷的后端面磨成弧面。

优选的，所述旋头压料组件包括：安装于工作台上且位于所述转盘上方的承托架；安装于承托架上的固定支撑台；安装于固定支撑台上且其活塞杆朝着旋头工位水平伸缩活动的旋头气缸；安装于固定支撑台上且与旋头气缸的活塞杆连接的后端面定位杆，用于对位于旋头工位上的碳刷的后端面定位；其一端与固定支撑台铰接、其另一端与后端面定位杆连接的顶端面定位杆，用于对位于旋头工位上的碳刷的顶端面定位。

与现有技术相比，本发明的智能碳刷旋头打弧机具有如下优点：

1)本发明的智能碳刷旋头打弧机，集磨削、倒角、旋头、打弧处理于一体，操作工人只需将碳刷放入振动盘结构即可自动对碳刷完成上述处理，减少工序，减少对碳刷中转时所需的人工与时间，提高生产效率，降低用工成本，加工出的产品质量稳定、一致性好，且节电减排，利于环保；

2)本发明的智能碳刷旋头打弧机，通过旋转转盘将磨削倒角后的碳刷依次移送到设置于转盘上的各工位处，并利用对应设置于各工位处的旋头装置、打弧装置、导出装置等对碳刷进行相应的处理，从而可以不间断的进料、持续重复各工位处的加工工序，且各加工工序同步进行，极大提高生产效率；

3)本发明的智能碳刷旋头打弧机采用的用于装夹碳刷的夹具，结构简单，装夹碳刷方便、牢固，夹持可靠，可以提高对夹持碳刷后续加工时的稳定性，提高碳刷加工质量；

4)本发明的智能碳刷旋头打弧机，采用滚轮输送机构将第一直线导轨上运送的碳刷输送到磨削工位，运送的速度均匀，传动可靠，使磨削出来的碳刷质量稳定，无波纹，且故障少，便于维护，提高设备利用率及生产效率；

5)本发明的智能碳刷旋头打弧机，采用旋头装置对磨削倒角后的碳刷进行 旋头处理，其结构简单，使用方便，自动对碳刷进行定位及旋头处理，使加工出的碳刷的一致性好，提高碳刷的质量及生产效率；

6)本发明的智能碳刷旋头打弧机，采用打弧装置对旋头处理后的碳刷进行打弧处理，其结构简单，使用方便，自动对碳刷的各端面进行定位及打弧处理，使加工出的碳刷的一致性好，碳刷的质量及生产效率高。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的智能碳刷旋头打弧机的三维透视图；

图2a是待加工的碳刷的透视图；

图2b是经磨削倒角处理后的碳刷的透视图；

图2c是经旋头打弧处理后的碳刷的透视图；

图3是本发明的滚轮输送机构一个角度的透视图；

图4是本发明的滚轮输送机构另一个角度的透视图；

图5是本发明的夹具的安装位置示意图；

图6是具有本发明的夹具的转盘的俯视角度的透视图；

图7是具有本发明的夹具的转盘的仰视角度的透视图；

图8是本发明的旋头装置相对转盘的安装位置示意图；

图9是本发明的旋头压料组件的透视图；

图10是图9所示旋头压料组件的主视图；

图11是本发明的顶端面定位杆的结构示意图；

图12是本发明的打弧装置在转盘上的安装位置示意图；

图13是本发明的打弧压料组件的透视图；

图14是图13所示打弧压料组件的主视图；

图15是本发明的顶端面定位杆的结构示意图；

图16是本发明的导出装置的吹气管部分结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明提供的智能碳刷旋头打弧机的结构示意图，由图可知， 其包括：安装于导入工位处的用于装夹碳刷的夹具；安装于旋头工位处的旋头装置8；安装于打弧工位处的打弧装置9；安装于导出工位处的导出装置2；其中，当夹持有碳刷的夹具旋转到旋头工位上时，通过旋头装置对碳刷前端面进行旋头处理；旋头处理后，再将装夹有碳刷的夹具旋转到打弧工位上，通过打弧装置对碳刷后端面进行打弧处理；打弧处理后，将装夹有碳刷的夹具旋转到导出工位，通过导出装置2将碳刷从用于对其装夹的夹具内排出。

进一步的，本发明的智能碳刷旋头打弧机还包括：用于将多个碳刷定向排序、并依次输出到倾斜导轨上的振动盘结构11；安装于倾斜导轨31下方的用于对其上运送的碳刷12a的刷线进行拉直处理的理线机构4；用于承接并向前输送从倾斜导轨31末端输出的碳刷的直线送料装置；安装于磨削工位处的用于对直线送料装置输送的碳刷进行顶端面磨削处理的磨削装置6；安装于倒角工位处的用于对碳刷的棱边进行倒角处理的倒角装置7；其中，倒角处理后的碳刷被所述夹具装夹。

其中，所述直线送料装置包括：与所述倾斜导轨31末端垂直且与其连通的第一直线导轨33；设置在第一直线导轨33与倾斜导轨31连通端附近且其活塞杆对准第一直线导轨33的推料气缸，用于将倾斜导轨31末端输出的碳刷推送至第一直线导轨33内；设置在第一直线导轨33的靠近所述磨削工位处的滚轮输送机构5，用于将第一直线导轨33上的碳刷匀速输送至磨削工位处。

其中，本发明的磨削工位、倒角工位沿第一直线导轨33的长度延伸方向依次设置，而导入工位、旋头工位、打弧工位、导出工位均布设置于可旋转的转盘1a上。随着转盘1a的旋转，将进入导入工位的经磨削倒角处理的碳刷12b依次移送到各工位处，并采用设置在各工位处的装置对碳刷进行相应的旋头、打弧处理，直至经旋头打弧处理后的碳刷12c从导出工位排出。

具体的，如图1所示，为本发明的智能碳刷旋头打弧机的三维透视图，由图1可知，该智能碳刷旋头打弧机包括工作台1及安装在工作台1上的如下构件：用于将待加工的碳刷12a(如图2a所示)依次排序并定向输出至倾斜导轨31的振动盘结构11；位于倾斜导轨31下方用于将其运送的碳刷12a的刷线向下竖直拉伸的理线机构4；其一端与倾斜导轨31的末端垂直连接的第一直线导轨33，其在第一平震机构32的振动作用下将进入第一直线导轨33的碳刷12a向前输 送；具有位于第一直线导轨33左右两侧的第一滚轮55和第二滚轮56的滚轮输送机构5，用于将第一直线导轨33运送的碳刷12a匀速输送至磨削工位处，该磨削工位沿碳刷12a进给方向设置在滚轮输送机构5的前方；设置在磨削工位处的磨削装置6，其对待加工碳刷12a的顶端面进行磨削处理；沿碳刷12a进给方向设置在磨削装置6前方的倒角工位处的倒角装置7，其对磨完顶端面的碳刷进行棱边倒角处理(磨削倒角处理后的碳刷12b如图2b所示)；其一端与第一直线导轨33的末端相通的第二直线导轨34，在第二平震机构35的振动作用下将进入第二直线导轨34的磨削倒角后的碳刷12b向前输送，以便从第二直线导轨34的末端进入位于转盘1a上的导入工位，并依次通过旋头装置8和打弧装置9对碳刷12b进行旋头和打弧处理，最终形成如图2c所示的碳刷12c，并通过导出装置2将碳刷12c排出。

下面，结合本发明的智能碳刷旋头打弧机各结构的附图，对其结构进行详细描述。

当振动盘结构11定向输出碳刷12a后，碳刷12a由倾斜导轨31输送至第一直线导轨33，而第一直线导轨33上的碳刷12a在第一平震机构32的振动作用下向前输送，直至到达磨削工位。

为了使第一直线导轨33运送的碳刷12a被匀速输送至磨削工位处，以便磨削装置6对碳刷12a进行磨削时，不会在碳刷12a的待磨削面上磨削出波浪形的波纹，从而提高碳刷的磨削质量，降低生产成本，本发明在靠近磨削工位处设置用于将碳刷12a匀速输送至磨削工位的滚轮输送机构5。

如图3、图4所示，分别是从两个不同角度观看本发明的滚轮输送机构所得的透视图，由图3、图4可知，本发明的滚轮输送机构5包括：安装在工作台1上的滚轮支撑架50，其位于第一直线导轨33的下方，用于作为滚轮输送机构的各构件的支撑平台；竖直安装于滚轮支撑架50上的动力输入轴51，其在与其连接的动力传递组件的驱动下旋转，优选的，动力传递组件采用电机驱动链轮链条传动件(图中未示出)的结构；与滚轮支撑架50连接且上部伸出于滚轮支撑架50的第一滚轮轴522和第二滚轮轴533，分别位于第一直线导轨33的两侧，且分别平行于动力输入轴51；与动力输入轴51连接的第一传动组件，用于将动力输入轴51的旋转动力传递给第一滚轮轴522；与动力输入轴51连接的第二传动 组件，用于将动力输入轴51的旋转动力传递给第二滚轮轴533，且第二滚轮轴533的旋转方向与第一滚轮轴522的旋转方向相反；分别安装于第一滚轮轴522和第二滚轮轴533上的第一滚轮55和第二滚轮56，用于与第一直线导轨33上运送的碳刷12a的左右两端面接触并通过相对旋转时的作用力将碳刷12a输送至磨削工位处。

其中，如图3、图4所示，本发明的第一传动组件包括：安装于动力输入轴51上的输入齿轮523；安装在滚轮支撑架50上的第一自适应传动轴521，与动力输入轴51和第一滚轮轴522分别平行且安置在两轴之间，第一自适应传动轴521可以根据第一滚轮轴522的位置相应的调节自身位置；安装在第一自适应传动轴521上且与输入齿轮523啮合连接的第一自适应齿轮524；安装在第一滚轮轴522上且与第一自适应齿轮524啮合连接的第一齿轮525。

当动力输入轴51旋转时，带动其上的输入齿轮523旋转，从而带动与输入齿轮523通过轮齿啮合连接的第一自适应齿轮524旋转；第一自适应齿轮524旋转时，带动与其固定连接的第一自适应传动轴521旋转，同时带动与其通过轮齿啮合的第一齿轮525旋转；第一齿轮525旋转时，带动与其固定连接的第一滚轮轴522旋转，从而带动固定安装于第一滚轮轴522上的第一滚轮55旋转。

而如图3、图4所示，本发明的第二传动组件包括：安装于滚轮支撑架50上且分别平行于动力输入轴51的换向轴531和第二自适应传动轴532；安装在换向轴531上的换向齿轮534，与动力输入轴51上的输入齿轮523通过轮齿啮合连接；安装在第二自适应传动轴532上且与换向齿轮534啮合连接的第二自适应齿轮535；及安装在第二滚轮轴533上且与第二自适应齿轮535啮合连接的第二齿轮536。其中，第二自适应传动轴532可以根据第二滚轮轴533的位置相应的调节自身位置。

当动力输入轴51旋转时，带动其上的输入齿轮523旋转，从而带动与输入齿轮523通过轮齿啮合连接的换向齿轮534旋转；换向齿轮534旋转时，是绕着与滚轮支撑架50固定连接的换向轴531作定轴旋转，同时，带动与换向齿轮534啮合连接的第二自适应齿轮535旋转；第二自适应齿轮535旋转时，带动与其固定连接的第二自适应传动轴532旋转，同时带动与其通过轮齿啮合的第二齿轮536旋转；第二齿轮536旋转时，带动与其固定连接的第二滚轮轴533旋转，从 而带动固定安装于第二滚轮轴533上的第二滚轮56旋转。

优选的，本发明的第一滚轮55和第二滚轮56之间的间距可调，即，第一滚轮轴522和第二滚轮轴533之间的间距可以调节，从而使本发明的滚轮输送机构可以输送不同尺寸的碳刷，适应性更广。相应的，本发明的滚轮输送机构除了上述的各构件之外，还包括用于调节第一滚轮轴522和第二滚轮轴533之间间距的间距调节组件。

其中，本发明的间距调节组件包括：分别安装在滚轮支撑架50上的用于承托第一滚轮轴522的第一滚轮架542和用于承托第二滚轮轴533的第二滚轮架549；其两端转动安装于滚轮支撑架50的两侧框上的调节杆541，调节杆541与第一滚轮架542、第二滚轮架549分别采用旋向相反的螺纹连接为一体，且调节杆541的轴向与第一直线导轨33输送碳刷12a的方向垂直；连接第一滚轮轴522和第一自适应传动轴521的用于确保两轴之间间距的第一连接板544；连接第一自适应传动轴521和动力输入轴51的用于确保两轴之间间距的第二连接板543；连接第二滚轮轴533和第二自适应传动轴532的用于确保两轴之间间距的第三连接板546；连接第二自适应传动轴532和换向轴531的用于确保两轴之间间距的第四连接板545；其中，通过旋转调节杆541，使第一滚轮架542和第二滚轮架549之间的间距增大或减小，从而使两个滚轮轴之间的间距增大或减小。此外，还包括安装在调节杆541的伸出于滚轮支撑架50之外的部分上的便于操作调节杆541的调节手轮547。

比如，当需要调节第一滚轮55和第二滚轮56之间的间距时，顺时针(或逆时针)旋转调节手轮547，使调节杆541旋进滚轮支撑架50的两侧框，由于调节杆541与第一滚轮架542和第二滚轮架549分别通过旋向相反的螺纹连接，从而随着调节杆541的旋转，使第一滚轮架542和第二滚轮架549沿着调节杆541的轴向相对靠近或远离，从而带动与第一滚轮架542和第二滚轮架549分别转动连接的第一滚轮轴522和第二滚轮轴533之间的间距减小或增大，进而带动第一滚轮55和第二滚轮56之间的间距减小或增大。

当第一滚轮轴522和第二滚轮轴533之间间距改变时，为了适应两轴之间间距的改变，使动力输入轴51与第一滚轮轴522、第二滚轮轴533之间的动力传递保持稳定，一方面通过其两端分别与第一滚轮轴522和第一自适应传动轴521 连接的第一连接板544来确保第一滚轮轴522和第一自适应传动轴521之间的间距，并通过第二连接板543来确保第一自适应传动轴521和动力输入轴51之间的间距，使第一自适应传动轴521可以随着第一滚轮轴522相应调节自身位置，以确保第一传动组件动力传递的可靠与稳定性；另一方面，通过其两端分别与第二滚轮轴533和第二自适应传动轴532连接的第三连接板546来确保第二滚轮轴533和第二自适应传动轴532之间的间距，并通过第四连接板545确保与其两端连接的第二自适应传动轴532和换向轴531之间的间距，使第二自适应传动轴532可以随着第二滚轮轴533相应调节自身位置，以确保第二传动组件动力传递的可靠与稳定性。

进一步的，为了方便将调节杆541安装在滚轮支撑架50上、并确保调节杆541在滚轮支撑架50纵向上的安装稳定性(纵向是指垂直于调节杆轴向的方向)，在滚轮支撑架50的所述两侧框上分别开设沿纵向延伸的一对安装孔，调节杆541通过安装孔安置在滚轮支撑架50上，相应的，在一对安装孔内安设与滚轮支撑架50的所述两侧框分别可拆卸连接的一对调节杆压块548，以便将调节杆541固定于滚轮支撑架50上。

本发明的滚轮输送机构采用齿轮传动驱动一对滚轮旋转、以便将碳刷输送至磨削工位，传动平稳、可靠，碳刷输送速度均匀，避免了现有技术对碳刷磨削时采用蜗轮传动驱动滚轮旋转时的输送速度不均匀、磨削出的碳刷呈波纹形、质量低下情况的发生。

而在滚轮输送机构5将碳刷12a匀速输送到磨削工位后，通过磨削装置6对碳刷进行磨端面处理，再通过倒角装置7对磨完端面的碳刷进行倒角处理，再将倒角处理后的如图2b所示的碳刷12b通过第二直线导轨34运送至位于转盘1a上的导入工位。

其中，本发明采用安装于转盘上的夹具将第二直线导轨34上运送的经磨削和倒角处理后的碳刷12b定位在转盘1a上的导入工位处，以便随着转盘1a的旋转，使碳刷12b从导入工位依次被旋转移送至旋头工位和打弧工位，从而分别通过旋头装置8和打弧装置9对碳刷12b进行旋头和打弧处理。

具体的，如图5、图6、图7所示，本发明在转盘1a上安置六个夹具，每个夹具包括：安装于转盘1a上且位于导入工位一侧的固定夹持臂101；安装于转 盘1a上且位于导入工位另一侧的活动夹持臂102，其一端与固定夹持臂101铰接；与活动夹持臂102连接的用于带动其相对固定夹持臂101移动以便夹紧碳刷12b或松开碳刷12b的连动组件。

本发明的夹具，安装方便，通过固定夹持臂101和活动夹持臂102围成用于夹持碳刷12b的导入工位，通过连动组件使活动夹持臂102相对固定夹持臂101移动以便夹紧碳刷12b或松开碳刷12b，夹持碳刷12b方便、牢靠，便于对碳刷进行后续加工。

其中，如图6、图7所示，本发明的连动组件包括：安装在转盘1a底部的用于在外力作用下沿转盘1a径向相对转盘1a移动的活动夹嘴107；其一端与活动夹嘴107连接且由下至上竖直穿设过转盘1a的竖直轴105，随着活动夹嘴107的移动而相对转盘1a水平旋转；与竖直轴105的另一端固定连接的旋转臂104；设置于旋转臂104末端且与其转动连接的滚动体103，靠近活动夹持臂102，优选的，滚动体103为轴承；其一端与滚动体103连接、其另一端和活动夹持臂102连接的弹性件，优选的，弹性件采用弹簧。

当位于第二直线导轨末端的检测元件检测到碳刷12b到达其末端时，活动夹嘴107会在外力的推动作用下沿着转盘1a径向相对转盘1a朝内移动时(即朝转盘中心方向移动，活动夹嘴107上的受力点A及方向如图6所示)，会带动与其固定连接的竖直轴105绕着竖直轴105的轴线作逆时针方向旋转(即在水平面内沿逆时针方向旋转，如图6中所示箭头的相反方向)；而竖直轴105旋转时，会带动与其另一端固定连接的旋转臂104旋转；由于旋转臂104具有朝着转盘1a的外缘方向伸出的末端，因此，当旋转臂104旋转时，会使其末端朝着远离活动夹持臂102的方向移动，从而带动安装在其末端且可在水平面内旋转的滚动体103朝着远离活动夹持臂102的方向移动，此时，与滚动体103连接的弹簧处于被拉伸状态，在弹簧的拉力作用下使活动夹持臂102朝着远离固定夹持臂101的方向移动，即，从第二直线导轨34输送的碳刷12b被安置在固定夹持臂101和活动夹持臂102之间的空隙内。

而当碳刷12b进入到固定夹持臂101和活动夹持臂102之间的空隙内后，为使活动夹嘴107上不再受外力作用时，碳刷12b可以被固定夹持臂101和活动夹持臂102夹持住，本发明的连动组件还包括如下构件：安装于转盘1a底端面的 连接座106；其一端与连接座106活动连接且沿转盘1a径向水平朝外延伸的连接轴109；其中，活动夹嘴107与连接轴109的另一端连接；其中，活动夹嘴107与连接座106之间的连接轴109上套设有弹簧108。

即，当活动夹嘴107在外力作用下沿着转盘1a径向相对转盘1a朝内移动时，使弹簧108处于被压缩的状态，从而当活动夹嘴107的不再受外力作用时，活动夹嘴107在弹簧108回复力的作用下回到初始位置，即，活动夹嘴107在弹簧108的作用下沿着转盘1a径向相对转盘1a朝外移动，并带动竖直轴105作顺时针方向旋转(即在水平面内沿顺时针方向旋转，如图6中箭头所示的方向)，从而带动旋转臂104旋转，使旋转臂104末端朝着靠近活动夹持臂102的方向移动，带动滚动体103朝着靠近活动夹持臂102的方向移动，并带动活动夹持臂102靠近固定夹持臂101，从而在活动夹持臂102和固定夹持臂101的共同作用下将碳刷12b夹紧，而由于此时与滚动体103连接的弹簧回到初始状态，因此，在该弹簧的作用下，使活动夹持臂102可以始终保持在该位置不动，即，随着转盘1a的旋转，活动夹持臂102和固定夹持臂101可以始终将碳刷夹紧。

优选的，本发明的夹具中，用于推动活动夹嘴107沿着转盘1a径向相对转盘1a朝内移动的作用力来源于安装在智能碳刷旋头打弧机的工作台1上的助推气缸110(如图5所示)，该助推气缸的活塞杆水平伸出并对准活动夹嘴107，在接收到动作指令时，活塞杆伸出以推动活动夹嘴107相对转盘1a朝内移动，并在碳刷12b安置在固定夹持臂101和活动夹持臂102之间的空隙内后，助推气缸110回程，使活塞杆水平回缩，从而使活动夹嘴107在弹簧108的作用下沿着转盘1a径向相对转盘1a朝外移动至初始位置。

本发明的夹具，可以将第二直线导轨34运送的碳刷12b牢牢固定于转盘1a上的导入工位处，使碳刷12b不会随着转盘1a的旋转而脱落，从而便于对碳刷12b进行后续的旋头和打弧处理。

而当采用夹具将碳刷12b夹持住后，通过使转盘1a旋转60°，将碳刷12b移送至旋头工位处，采用设置在该处的旋头装置8对碳刷12b进行旋头处理，以便在碳刷12b的前端面加工出柱形的凸台(如图2c所示)。

具体的，如图8、图9、图10所示，本发明的旋头装置8包括：安装在工作台1上的旋头压料组件86，安装于旋头工位附近，用于对经转盘1a移送到旋头 工位上的碳刷12b的顶端面和后端面定位；安装在工作台1上且位于转盘1a外周的旋头组件，具有其末端对准位于旋头工位上的碳刷12b的前端面的旋头铣刀85，用于对位于旋头工位上的碳刷12b的前端面进行旋头处理，以便在碳刷的前端面加工出柱形凸台(如图2c所示)。

其中，旋头压料组件86包括：安装于工作台1上的承托架860；安装于承托架860上的固定支撑台861；安装于固定支撑台861上且其活塞杆朝着旋头工位水平伸缩活动的旋头气缸868；安装于固定支撑台861上且与旋头气缸868的活塞杆连接的后端面定位杆863，用于对位于旋头工位上的碳刷后端面定位；其一端与固定支撑台861铰接、其另一端与后端面定位杆863连接的顶端面定位杆864，位于后端面定位杆863上方，且其一端伸出于后端面定位杆863，用于对位于旋头工位上的碳刷的顶端面定位。

其中，后端面定位杆863包括：沿旋头气缸868活塞杆延伸方向设置的水平杆；与水平杆连接且与其垂直的竖直杆；其中，竖直杆与旋头气缸868的活塞杆连接。

为了使后端面定位杆863和顶端面定位杆864可以在旋头气缸868的驱动作用下一起连动，本发明的旋头压料组件86还包括连动组件，该连动组件包括：设置于竖直杆的顶端且其延伸方向垂直于活塞杆的延伸方向的挡轴869；设置于顶端面定位杆864的靠近另一端的上表面上的倾斜的阶梯台(如图11所示)；其中，顶端面定位杆864安置在挡轴869与水平杆之间，且阶梯台的倾斜面与挡轴869接触。优选的，在顶端面定位杆的所述一端设置有向下倾斜伸出的用于压紧碳刷顶端面的压紧部，且顶端面定位杆的所述一端通过铰接轴862与所述固定支撑台861铰接。

优选的，连动组件还包括：安装于承托架860上的竖直支撑杆865；安装于竖直支撑杆865顶端且平行于挡轴869的固定轴；安装于顶端面定位杆864的另一端且与固定轴平行的连接轴867；其两端分别连接固定轴和连接轴867的弹性件866。优选的，本发明的弹性件采用拉簧，并设定在初始状态时(旋头气缸未动作时)，拉簧处于拉伸状态。

当旋头气缸868动作、使其活塞杆朝前伸出时(如图10中向左的水平箭头所示)，推动后端面定位杆863朝前伸出并抵住位于旋头工位处的碳刷的前端面； 而当后端面定位杆863朝前伸出时，其竖直杆朝前移动，从而使安装于竖直杆上的挡轴869也会朝前移动，此时，挡轴869不再与阶梯台的倾斜面接触，则在拉簧回复力的作用下，使顶端面定位杆的另一端朝上移动；由于顶端面定位杆的一端与固定支撑台861铰接，从而使顶端面定位杆一端的压紧部朝下伸出，从而向下压紧位于旋头工位处的碳刷的顶端面。

其中，本发明的旋头组件除了旋头铣刀85外，还包括：安装于工作台1上的旋头支撑台81；与旋头支撑台81滑动连接的电机支撑台82；其活塞杆与电机支撑台82连接的用于驱动其相对旋头支撑台81滑动的支撑台助推气缸83；安装于电机支撑台82上的用于驱动旋头铣刀85旋转的旋头电机84。旋头电机84的输出轴朝着旋头工位的方向伸出，而旋头铣刀85的末端正好与位于旋头工位上的碳刷的前端面平齐，从而在碳刷前端面铣出所需的柱形凸台(如图2c所示)。

采用发明的旋头装置，对碳刷旋头处理时简单、易行，其旋头压料组件86自动对处于旋头工位上的碳刷定位，整个旋头过程中不需人工参与，从而减少不安全事故的发生率，并且，旋头处理后的产品的一致性好，提高产品质量。

而当对碳刷旋头处理完毕后，通过使转盘1a继续旋转60°，将碳刷移送至打弧工位处，采用设置在该处的打弧装置9对碳刷进行打弧处理，以便在碳刷的后端面加工出弧面(如图2c所示)。

具体的，如图12、图13、图14所示，本发明的打弧装置9包括：安装在工作台1上的打弧压料组件96，安装于打弧工位附近，用于对位于打弧工位上的碳刷的顶端面和前端面定位；安装在工作台1上的打弧组件，具有其外缘对准位于打弧工位上的碳刷的后端面的打弧砂轮95，用于对位于打弧工位上的碳刷的后端面进行打弧处理，以便将碳刷的后端面磨成弧面。

其中，打弧压料组件96包括：安装于工作台1上承托架960；安装于承托架960上的固定支撑台961；安装于固定支撑台961上且其活塞杆朝着打弧工位水平伸缩活动的打弧气缸968；安装于固定支撑台961上且与打弧气缸968的活塞杆连接的前端面定位杆963，用于对位于打弧工位上的碳刷前端面定位；其一端与固定支撑台961铰接、其另一端与前端面定位杆963连接的顶端面定位杆964，位于前端面定位杆963上方，且其一端伸出于前端面定位杆963，用于对位于打弧工位上的碳刷的顶端面定位。

其中，前端面定位杆963包括：沿打弧气缸968活塞杆延伸方向设置的水平杆；与水平杆连接且与其垂直的竖直杆；其中，竖直杆与打弧气缸968的活塞杆连接。

为了使前端面定位杆963和顶端面定位杆964可以在打弧气缸968的驱动作用下一起连动，本发明的打弧压料组件96还包括连动组件，该连动组件包括：设置于竖直杆的顶端且其延伸方向垂直于活塞杆的延伸方向的挡轴969；设置于顶端面定位杆964的靠近另一端的上表面上的倾斜的阶梯台(如图15所示)；其中，顶端面定位杆964安置在挡轴969与水平杆之间，且阶梯台的倾斜面与挡轴969接触。优选的，在顶端面定位杆的所述一端设置有向下倾斜伸出的用于压紧碳刷顶端面的压紧部，且顶端面定位杆的所述一端通过铰接轴962与所述固定支撑台961铰接。

优选的，连动组件还包括：安装于承托架960上的竖直支撑杆965；安装于竖直支撑杆965顶端且平行于挡轴969的固定轴；安装于顶端面定位杆964的另一端且与固定轴平行的连接轴967；其两端分别连接固定轴和连接轴967的弹性件966。优选的，本发明的弹性件采用拉簧，并设定在初始状态时(打弧气缸未动作时)，拉簧处于拉伸状态。

当打弧气缸968动作、使其活塞杆朝前伸出时(如图14中向左的水平箭头所示)，推动前端面定位杆963朝前伸出并抵住位于打弧工位处的碳刷的前端面；而当前端面定位杆963朝前伸出时，其竖直杆朝前移动，从而使安装于竖直杆上的挡轴969也会朝前移动，此时，挡轴969不再与阶梯台的倾斜面接触，则在拉簧回复力的作用下，使顶端面定位杆的另一端朝上移动；由于顶端面定位杆的一端与固定支撑台961铰接，从而使顶端面定位杆一端的压紧部朝下伸出，从而向下压紧位于打弧工位处的碳刷的顶端面。

其中，本发明的打弧组件除了打弧砂轮95外，还包括：安装于工作台1上的打弧支撑台91；与打弧支撑台91滑动连接的电机支撑台92；其活塞杆与电机支撑台92连接的用于驱动其相对打弧支撑台91滑动的支撑台助推气缸93；安装于电机支撑台92上的用于驱动打弧砂轮95旋转的打弧电机94。打弧电机94的输出轴朝着打弧工位的方向伸出，而打弧砂轮95的外缘正好与位于打弧工位上的碳刷的后端面平齐，从而在碳刷后端面打出所需弧度(如图2c所示)。

采用发明的打弧装置，对碳刷打弧处理时简单、易行，其打弧压料组件自动对处于打弧工位上的碳刷定位，整个打弧过程中不需人工参与，从而减少不安全事故的发生率，并且，打弧处理后的产品的一致性好，提高产品质量。

当打弧装置9将碳刷打弧处理完毕后，使转盘1a继续旋转60°，将碳刷12c移送至导出工位处，采用设置在该处的导出装置2对碳刷12c进行排出处理，以便碳刷12c从导出装置2的排料槽落下。

具体的，如图12、图16所示，本发明的导出装置2包括：安装于工作台1上的导出支撑架；安装于导出支撑架上且位于转盘1a的导出工位下方的滚动体22，该滚动体22可在水平面内水平旋转，优选的，滚动体22采用轴承，组装时，应使滚动体22正对着导出工位处的活动夹嘴的受力点处，滚动体22的高度与活动夹嘴的高度一致，并且滚动体22外缘所在的位置，应与在助推气缸110的推动下、活动夹嘴沿转盘径向朝内移动到最大距离时所在的位置相一致；以及安装于导出支撑架上的其吹气管21的末端对准导出工位处的碳刷12c后端面的吹气装置，用于将被夹具松开的碳刷12c吹落至排料槽内。

当加工完毕后的碳刷12c被旋转移送至导出工位处时，夹具的活动夹嘴可以碰到滚动体22，并在滚动体22的作用下，使活动夹嘴沿转盘1a径向朝内移动，从而使夹具的活动夹持臂远离固定夹持臂，以便将碳刷12c松开；当夹具松开碳刷12c后，吹气装置工作，通过吹气管21吹出的气体，将碳刷12c从导出工位落下。

本发明的导出装置，结构简单，很容易的即将被加工过的碳刷12c的从导出工位上排出，且其采用气体吹落碳刷12c的方法，使碳刷12c表面光洁、无磕碰，从而提高产品的质量与光洁度。

需要说明的是，本发明的振动盘结构11、理线机构4、第一平震机构32、第二平震机构35、磨削装置6、倒角装置7、驱动转盘1a旋转的结构均可采用现有技术的结构，因此，在此不对上述各结构进行描述。

下面，对采用本发明的智能碳刷旋头打弧机对碳刷进行处理的过程进行描述。

通过振动盘结构11将若干个碳刷12a定向排序，并依次输出到倾斜导轨31上；

当碳刷12a进入倾斜导轨31后，使用位于倾斜导轨31下方的理线机构4对其上运送的碳刷12a的刷线进行拉直处理，使碳刷12a的刷线竖直向下伸出；

其刷线被拉直的碳刷12a沿着倾斜导轨31由上至下移动至倾斜导轨31末端，并进入到其入口端与倾斜导轨末端垂直连通的第一直线导轨33内，此时，通过设置在第一直线导轨33与倾斜导轨31连通端附近且其活塞杆对准第一直线导轨33入口端的推料气缸将从倾斜导轨31末端输出的碳刷12a推送至第一直线导轨33内；

进入第一直线导轨33内的碳刷12a在位于第一直线导轨33下方的第一平震机构32的振动作用下，沿着第一直线导轨33向前输送，以便进入磨削工位；

在碳刷12a未进入磨削工位之前，采用设置在第一直线导轨33的靠近磨削工位处的滚轮输送机构5，将第一直线导轨33上的碳刷12a匀速输送至磨削工位处，以便通过设置在磨削工位处的磨削装置6对碳刷12a的顶端面进行磨削处理；

磨削处理后的碳刷沿着第一直线导轨33继续向前进给，到达倒角工位，通过设置在倒角工位处的倒角装置7对磨削后的碳刷的棱边进行倒角处理；

经磨削和倒角处理后的碳刷12b进入第二直线导轨34，并在位于第二直线导轨34下方的第二平震机构35的振动作用下，沿着第二直线导轨34向前输送，以便进入导入工位；

其中，本发明在第二直线导轨的末端设置其导入工位与第二直线导轨的末端相承接的转盘1a，该转盘1a上的导入工位处安装一个夹具，用于将从第二直线导轨末端输出的碳刷12b夹持住，并通过旋转转盘1a的方法，将夹具所夹持住的碳刷12b移送至各加工工位处。其中，沿转盘1a圆周均布六个工位，每个工位上安装一个夹具，且沿着转盘1a的旋转方向依次设置有导入工位、旋头工位、打弧工位、导出工位。

当第二直线导轨34输送的第一个碳刷12b移动至导入工位处时，通过导入工位处的夹具将该碳刷12b夹持住，然后，通过使转盘1a旋转60°，使夹持有该碳刷12b的夹具旋转至旋头工位，通过设置在旋头工位处的旋头装置8的旋头压料组件86对碳刷12b的后端面和顶端面定位，并利用旋头铣刀对碳刷12b的前端面进行旋头处理，以便在碳刷12b的前端面铣出柱形凸台；与此同时，第二 直线导轨34输送的第二个碳刷12b进入到达导入工位处、并被转盘上的第二个夹具夹持；

当旋头装置8对第一个碳刷12b旋头处理完成后，通过使转盘1a继续旋转60°，将所述第一个碳刷移送到打弧工位处，(此时，所述第二个碳刷12b被移送至旋头工位处、所述第二直线导轨34输送的第三个碳刷12b被移送至导入工位处)，通过设置在打弧工位处的打弧装置9的打弧压料装置96对第一个碳刷的前端面和顶端面定位，并利用打弧砂轮95对该碳刷的后端面进行打弧处理，以便在该碳刷的后端面打出弧度；而与此同时，通过旋头装置8对第二个碳刷进行旋头处理，通过第三个夹具将第三碳刷夹持住；

当打弧装置9对第一个碳刷打弧处理完成后，通过使转盘1a继续旋转60°，将所述第一个碳刷移送到导出工位处，通过设置在导出工位处的导出装置2将加工处理后的第一个碳刷12c排出；与此同时，打弧装置9对第二个碳刷进行打弧处理，旋头装置8对第三个碳刷进行旋头处理，第二直线导轨34输送的第四个碳刷12b进入导入工位并被第四个夹具夹持住，如此循环往复，持续不断的对碳刷12a依次进行拉直、磨削、倒角、导入、旋头、打弧、导出处理。

本发明的智能碳刷旋头打弧机，集磨削、倒角、旋头、打弧处理于一体，操作工人只需将碳刷放入振动盘结构即可自动对碳刷完成上述处理，减少工序，减少对碳刷中转时所需的人工与时间，提高生产效率，降低用工成本，加工出的产品质量稳定、一致性好，且节电减排，利于环保。

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。

Claims (6)

1.一种智能碳刷旋头打弧机，其特征在于，包括：

安装于转盘上的导入工位处的用于装夹经磨削和倒角处理后的碳刷的夹具；

安装于转盘上的旋头工位处的用于当夹持有所述碳刷的夹具旋转到旋头工位上时、对碳刷的后端面和顶端面定位并对碳刷前端面进行旋头处理的旋头装置，以便在碳刷的前端面铣出柱形凸台；

安装于转盘上的打弧工位处的用于在装夹有碳刷的夹具旋转到打弧工位上时、对碳刷的前端面和顶端面定位并对碳刷后端面进行打弧处理的打弧装置，以便在碳刷的后端面打出弧度；

安装于转盘上的导出工位处的用于在装夹有碳刷的夹具旋转到导出工位时、将碳刷从用于对其装夹的夹具内排出的导出装置；

其中，所述夹具包括：安装于转盘上且位于所述导入工位一侧的固定夹持臂；安装于转盘上且位于所述导入工位另一侧的活动夹持臂，其一端与固定夹持臂铰接；与活动夹持臂连接的连动组件，其包括：与所述转盘连接的用于在外力作用下沿转盘径向相对转盘移动的活动夹嘴；其一端与活动夹嘴连接且由下至上竖直穿设过所述转盘的竖直轴，随着活动夹嘴的移动而相对所述转盘水平旋转；与竖直轴的另一端固定连接的旋转臂；设置于旋转臂末端且与其转动连接的滚动体；其两端分别与滚动体和所述活动夹持臂连接的弹性件；安装于所述转盘底端面的连接座；其一端与连接座活动连接且沿转盘径向水平朝外延伸的连接轴，其另一端与活动夹嘴连接；套设于活动夹嘴与连接座之间的连接轴上的弹簧；

其中，所述活动夹嘴在外力的推动作用下沿所述转盘径向相对转盘朝内移动时，带动竖直轴绕着竖直轴的轴线作逆时针方向旋转；旋转臂在竖直轴的带动下旋转，使得滚动体相对活动夹持臂移动，并在弹性件的作用下使活动夹持臂朝着远离固定夹持臂的方向移动，以便所述碳刷被安置在两个夹持臂之间的空隙内，此时弹簧被压缩；而当活动夹嘴不再受外力作用时，在弹簧回复力的作用下，使得活动夹嘴沿转盘径向相对转盘朝外移动，通过竖直轴、旋转臂、滚动体的连动，使得活动夹持臂靠近固定夹持臂而将所述碳刷两侧夹紧，此时弹簧回到初始状态，在弹簧的作用下，活动夹持臂可以保持位置不动，从而两个夹持臂可以始终将碳刷夹紧，以便夹紧时通过所述旋头装置对碳刷前端面进行旋头处理、通过所述打弧装置对碳刷后端面进行打弧处理。

2.根据权利要求1所述的智能碳刷旋头打弧机，其特征在于，还包括：

用于将多个碳刷定向排序、并依次输出到倾斜导轨上的振动盘结构；

安装于倾斜导轨下方的用于对其上运送的碳刷的刷线进行拉直处理的理线机构；

用于承接并向前输送从倾斜导轨末端输出的碳刷的直线送料装置；

安装于磨削工位处的用于对直线送料装置输送的碳刷进行顶端面磨削处理的磨削装置；

安装于倒角工位处的用于对碳刷的棱边进行倒角处理的倒角装置；

其中，倒角处理后的碳刷被所述夹具装夹。

3.根据权利要求2所述的智能碳刷旋头打弧机，其特征在于，所述直线送料装置包括：

与所述倾斜导轨末端垂直且与其连通的第一直线导轨；

设置在第一直线导轨与倾斜导轨连通端附近且其活塞杆对准第一直线导轨的推料气缸，用于将倾斜导轨末端输出的碳刷推送至第一直线导轨内；

设置在第一直线导轨的靠近所述磨削工位处的滚轮输送机构，用于将第一直线导轨上的碳刷匀速输送至磨削工位处。

4.根据权利要求1所述的智能碳刷旋头打弧机，其特征在于，所述旋头装置包括：

安装在工作台上的旋头压料组件，安装于所述旋头工位附近，用于对位于旋头工位上的碳刷的顶端面和后端面定位；

安装在工作台上且位于转盘外的旋头组件，具有其末端对准位于所述旋头工位上的碳刷的前端面的旋头铣刀，用于对位于旋头工位上的碳刷的前端面进行旋头处理，以便在碳刷的前端面加工出柱形凸台。

5.根据权利要求1所述的智能碳刷旋头打弧机，其特征在于，所述打弧装置包括：

安装在工作台上的打弧压料组件，安装于所述打弧工位附近，用于对位于打弧工位上的碳刷的顶端面和前端面定位；

安装在工作台上的打弧组件，具有其外缘对准位于所述打弧工位上的碳刷的后端面的打弧砂轮，用于对位于打弧工位上的碳刷的后端面进行打弧处理，以便将碳刷的后端面磨成弧面。

6.根据权利要求5所述的智能碳刷旋头打弧机，其特征在于，所述旋头压料组件包括：

安装于工作台上且位于所述转盘上方的承托架；

安装于承托架上的固定支撑台；

安装于固定支撑台上且其活塞杆朝着旋头工位水平伸缩活动的旋头气缸；

安装于固定支撑台上且与旋头气缸的活塞杆连接的后端面定位杆，用于对位于旋头工位上的碳刷的后端面定位；

其一端与固定支撑台铰接、其另一端与后端面定位杆连接的顶端面定位杆，用于对位于旋头工位上的碳刷的顶端面定位。

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