CN110492331A - 一种导电滑环刷丝角度成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电滑环刷丝角度成型装置，包括精密旋转台、触头和连杆机构，旋转台为触头和连杆提供精确的旋转角度，旋转台与电动位移导轨连接，实现水平方向的进给运动，电动位移导轨下方通过底座安装在光学平台上，刷丝本体通过夹具安装在位移导轨上，位移导轨下方连接有升降台，实现对刷丝本体的微调，本装置还包括工业相机，相机与手动位移平台连接，通过对位移平台的调整，实现相机对刷丝角度的识别；通过将自动控制技术和视觉测量技术的结合，实现对刷丝角度成型的高精度控制，本装置安装简单，精度高，可实现对不同尺寸的刷丝进行角度的成型处理。
Description
技术领域
本发明涉及导电滑环相关技术领域，具体为一种导电滑环刷丝角度成型装置。
背景技术
导电滑环是实现两个旋转机构的数据信号、图像以及动力的传递的精密输电装置，其中导电滑环的工作性能关键在于刷丝与轨道的接触压力，所以在总装调节过程中，对于刷丝角度成型处理非常重要。
目前对于刷丝角度的成型处理一般都是采用手工掰弯的方式或简单机械结构进行处理，这样的加工手段不仅费时费力，最关键的是无法保证刷丝角度的精确性，每个刷丝角度由于采用人工手段，增加了人为因素，所以刷丝无论整体性还是单一角度都无法保证，所以根据当前刷丝角度成型处理精确性差、缺乏稳定性、效率不高的现状，提出了一种导电滑环刷丝角度成型装置。
本发明通过将精密控制技术与图像识别与测量技术相结合，实现对控制过程的实时调整，结合导轨与电动旋转台本身的高精度控制，实现了角度成型的高精度处理；由于采用了自动化控制，节约了大量时间，提高了加工效率，实现了导电滑环的整体工装环节的稳定与高效。
发明内容
本发明的目的是提供一种导电滑环刷丝角度成型装置，可根据不同尺寸的刷丝进行角度成型处理，本发明的创新点在于，将精密导轨和旋转台的控制程序与视觉测量系统进行结合，即将视觉系统实施捕获的角度偏转参数输送给精密运动控制器，控制器控制精密导轨和旋转台对刷丝角度进行成型处理，实现对导电滑环刷丝角度的自动化成型处理。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种导电滑环刷丝角度成型装置，其包括三个装置构成，分别为角度控制装置、夹具及调整装置和视觉辅助测量装置，其特征在于，所述角度控制装置由底座、电动位移导轨、精密电动旋转台、连杆、触头、滑动固定装置组成。所述底座上方安装有电动位移导轨，导轨上方滑块通过L型板与精密电动旋转台连接，所述旋转台一侧连接有连杆机构，连杆机构上安装有三角形状触头，连杆与滑动固定装置通过轴承连接，所述滑动固定装置由一个V型板和轴承组成，V型板加工有盲孔，轴承安装在盲孔内，连杆通过轴承与V型板连接着在一起，所述滑动固定装置下方固定有两个平行杆，此平行杆另一侧与底座两侧圆孔滑动连接；所述夹具及调整装置由夹具体、精密手动位移平台和升降台组成，所述升降台与精密手动位移平台连接，手动位移平台上方通过螺栓与夹具体连接在一起；所述视觉辅助测量装置由相机底座、精密手动位移平台、连接臂以及工业相机组成，所述相机底座安装在光学平台成型装置一侧，相机底座上方与精密手动位移平台一侧连接，所述手动位移平台另一侧安装有连接臂，所述连接臂头部与相机连接在一起。
进一步，作为优选，所述滑动固定装置在本装置运行过程中能够随着触头及连杆的进给一起做进给运动，所述滑动固定装置中的平行杆保证了进给的稳定性，减小由于杆件及触头本身自重带来的形变及位移误差，提高对刷丝角度成型的精度控制。
进一步，作为优选，所述电动位移导轨分辨率为1μm，在精密控制器控制下实现横向微进给运动，所述精密电动旋转台分辨率为0.01度，在精密控制器控制下实现角度的微细分，上述两者通过L型折角板连接，组成角度成型装置的核心。
进一步，作为优选，所述电动旋转台圆形台面与连杆固定连接，连杆中间部位安装有三角形触头，此触头直角一侧与刷丝接触，通过编写控制程序对上述位移导轨和旋转台的控制，实现触头的精确转动以及微进给运动，触头可更换不同尺寸，触头接触面积也随之改变，可实现对不同刷丝尺寸的角度成型处理。
进一步，作为优选，所述夹具一端加工有通孔，此通孔与导电滑环刷丝定位板一端通孔相同，所述夹具另一端加工有长圆孔，根据刷丝定位板尺寸的不同，通过改变螺栓在长圆孔的不同位置，实现对不同尺寸刷丝定位板的夹紧功能。
进一步，作为优选，所述夹具下方安装有精密手动位移台和升降台，实现对夹具及刷丝本体的三个方向的微调整，最终调整到刷丝与触头接触的合适位置，对刷丝角度的成型做预准备。
进一步，作为优选，所述工业相机通过连接臂安装在手动位移台上，通过对手动位移台的微调整，将相机调整至合适位置，通过预先编写的视觉测量程序，实现对其中一侧刷丝角度的精确测量。
进一步，作为优选，其特征在于，通过程序将视觉测量的刷丝角度数据传递给控制系统当中，对本成型装置系统实现闭环控制，从而实现对电动位移导轨和旋转台的实时调整，每次角度成型刷丝的数量为3-5根，通过系统控制实现自动循环，最终实现刷丝一侧所有刷丝角度的成型处理。
附图说明
图1为角度成型装置总体示意图；
图2为角度控制装置示意图；
图3位V型板结构示意图；
图4为本装置控制流程图；
附图标记如下：
(1)精密手动位移台、(2)连接臂、(3)相机底座、(4)刷丝本体、(5)滑动固定装置、(6)夹具、(7)手动位移台、(8)升降台、(9)工业相机、(10)精密电动旋转台、(11)连杆、(12)位移导轨、(13)导轨底座、(14)光学平台、(15)L型板、(16)三角形触头、(17)平行杆、(18)盲孔、(19)轴承、(20)V型板。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描述。
所述角度控制装置由位移导轨(12)、精密电动旋转台(10)、连杆(11)、触头(16)、导轨底座(13)和滑动固定装置(5)组成，所述底座(13)安装在光学平台(14)上，所述底座(13)上方安装有电动位移导轨(12)，导轨(12)上方滑块与精密电动旋转台(10)通过L型板(15)连接，通过精密控制器对其进行精确控制；所述电动位移导轨(12)每次进给量为3-5mm，可根据不同尺寸的刷丝本体(4)进行更加精准的调节，具体进给尺寸为三个刷丝的距离；所述精密电动旋转台(10)分辨率为0.01度，调节角度范围为360度，实际应用可调角度为30度，区间为100度到130度；在具体应用中，通过精密控制器对位移导轨(12)和旋转台(10)进行控制，实现旋转台(10)每次旋转一定角度，再返回初始位置，然后位移导轨(12)前进三个刷丝的距离，以此往复运行，实现本装置的自动化运行。
所述旋转台(10)一侧连接有连杆(11)机构，连杆(11)机构上安装有三角形状触头(16)，在具体实施过程中，通过调节手动位移台(7)和升降台(8)将三角形触头(16)直角边与刷丝本体(4)分线板上方贴合，通过连杆(11)实现旋转台(10)对触头(16)的角度传递；连杆(11)与滑动固定装置(5)通过轴承(19)连接，所述滑动固定装置(5)由一个V型板(20)和轴承(19)组成，V型板(20)加工有盲孔(18)，轴承(19)安装在盲孔(18)内，连杆(11)通过轴承(19)与V型板(20)连接着在一起，所述滑动固定装置(5)下方固定有两个平行杆(17)，此平行杆(17)一端与底座(13)两侧圆孔配合安装，实现对连杆及其触头的辅助稳定运行；V型板(20)的设置是为减轻连杆(11)负载重量，结合连接的两个平行杆(17)，同时起到对连杆(11)进给过程中固定的作用，减小实施过程中的形变及位移量，实现角度成型的稳定与可靠。
所述夹具及调整装置由夹具体(6)、精密手动位移台(7)和升降台(8)组成，所述升降台(8)与精密手动位移台(7)组合连接，手动位移台(7)上方通过螺栓与夹具体(6)连接在一起；在实施过程中，首先将刷丝(4)本体通过螺栓配合夹具长圆孔，调整合适距离固定在夹具(6)上，然后调节手动位移台(7)和升降台(8)，具体位置为调整触头直角角点正对刷丝根部。
所述视觉辅助测量装置由相机底座(3)、精密手动位移台(1)、连接臂(2)以及工业相机(9)组成，所述相机底座(3)安装在光学平台(14)成型装置一侧，相机底座(3)上方与精密手动位移台(1)一侧连接，所述手动位移台(1)另一侧安装有连接臂(2)，所述连接臂(2)头部与相机(9)连接在一起；在实施过程中，首先调节手动位移台(1)，将相机(9)镜头调节至刷丝(4)合适的位置，具体位置为在视野中可以观察到一侧夹具(6)与刷丝(4)分线板的全部，能够识别出刷丝(4)整体及根部具体画面，以便后续电脑程序对其进行角度识别与测量。
如图4所述，所述控制过程为，电脑预先通过编程软件控制电动导轨(12)和旋转台(10)进行位置的精确移动，将进给与旋转运动传递给触头(16)，实现对刷丝本体(4)的成型处理，期间通过相机(9)的获取将成型的角度图像传递给电脑，电脑中的图像处理软件对其进行角度的识别与测量，测量的角度数据输送给精密控制器，控制器对其角度反馈的数据进行识别，并对角度的控制进行实时修正，实现对刷丝本体(4)角度的精确成型处理。
综上所述，具体实施过程为首先初始化精密控制器，控制电动导轨(12)回到初始位置，即触头(16)回到刷丝(4)的一端，控制旋转台(10)回到起始位置，即触头(16)回到零点位置，然后将夹具装置部分调整至合适位置，再调整相机(9)到合适位置，开始启动预先控制程序，进行角度进行成型处理，当一侧刷丝角度成型完成后，再换成另一侧进行装夹，重复上述过程，最终实现对刷丝整体角度的成型处理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种导电滑环刷丝角度成型装置，其包括三个装置构成，分别为角度控制装置、夹具及调整装置和视觉辅助测量装置，其特征在于，所述角度控制装置由底座、电动位移导轨、精密电动旋转台、连杆、触头、滑动固定装置组成，所述底座上方安装有电动位移导轨，导轨上方滑块通过L型板与精密电动旋转台连接，所述旋转台一侧连接有连杆机构，连杆机构上安装有三角形状触头，连杆与滑动固定装置通过轴承连接，所述滑动固定装置由一个V型板和轴承组成，V型板加工有盲孔，轴承安装在盲孔内，连杆通过轴承与V型板连接着在一起，所述滑动固定装置下方固定有两个平行杆，此平行杆另一侧与底座两侧圆孔滑动连接，所述夹具及调整装置由夹具体、精密手动位移平台和升降台组成，所述升降台与精密手动位移平台连接，手动位移平台上方通过螺栓与夹具体连接在一起，所述视觉辅助测量装置由相机底座、精密手动位移平台、连接臂以及工业相机组成，所述相机底座安装在光学平台成型装置一侧，相机底座上方与精密手动位移平台一侧连接，所述手动位移平台另一侧安装有连接臂，所述连接臂头部与相机连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种导电滑环刷丝角度成型装置，其特征在于，所述电动位移导轨分辨率为1μm，在精密控制器控制下实现横向微进给运动，所述精密电动旋转台分辨率为0.01度，在精密控制器控制下实现角度的微细分，上述两者通过L型折角板连接，组成角度成型装置的核心。
3.根据权利要求1所述的一种导电滑环刷丝角度成型装置，其特征在于，所述电动旋转台圆形台面与连杆固定连接，连杆中间部位安装有三角形触头，此触头直角一侧与刷丝接触，通过编写控制程序对上述位移导轨和旋转台的控制，实现触头的精确转动以及微进给运动，触头可更换不同尺寸，触头接触面积也随之改变，可实现对不同刷丝尺寸的角度成型处理。
4.根据权利要求1所述的一种导电滑环刷丝角度成型装置，其特征在于，所述夹具一端加工有通孔，此通孔与导电滑环刷丝定位板一端通孔相同，所述夹具另一端加工有长圆孔，根据刷丝定位板尺寸的不同，通过改变螺栓在长圆孔的不同位置，实现对不同尺寸刷丝定位板的夹紧功能。
5.根据权利要求1所述的一种导电滑环刷丝角度成型装置，其特征在于，所述夹具下方安装有精密手动位移台和升降台，实现对夹具及刷丝本体的三个方向的微调整，最终调整到刷丝与触头接触的合适位置，对刷丝角度的成型做预准备。
6.根据权利要求1所述的一种导电滑环刷丝角度成型装置，其特征在于，所述工业相机通过连接臂安装在手动位移台上，通过对手动位移台的微调整，将相机调整至合适位置，通过预先编写的视觉测量程序，实现对其中一侧刷丝角度的精确测量。
7.根据权利要求1所述的一种导电滑环刷丝角度成型装置，其特征在于，通过程序将视觉测量的刷丝角度数据传递给控制系统当中，对本成型装置系统实现闭环控制，从而实现对电动位移导轨和旋转台的实时调整，每次角度成型刷丝的数量为3-5根，通过系统控制实现自动循环，最终实现刷丝一侧所有刷丝角度的成型处理。
8.根据权利要求1所述的一种导电滑环刷丝角度成型装置，其特征在于，本发明的创新点在于(1)由于本夹具位置可实现三维方向调整，并且夹具本体加工有长圆孔，因此适用于不同尺寸导电滑环刷丝角度成型处理，(2)将视觉测量作为辅助对刷丝角度的成型进行精确识别，识别精度可达0.01度，将视觉系统实施捕获的角度偏转参数输送给精密运动控制器，控制器控制精密导轨和旋转台对刷丝角度进行成型处理，结合上述导轨与旋转台的分辨精度，本装置分辨率可达0.01度，相比较传统手工加工，本发明精度可提高2个数量级，(3)目前，对于角度成型的处理主要是手工或是间接通过简单机械结构进行的，尚无其他形式的操作，本发明采用自动化控制结合视觉测量技术，实现对导电滑环刷丝角度的精确自动化成型处理，相比较传统的加工方式，在效率、稳定性、精确性以及可控性能方面得到了显著提升。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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