CN112157333B - 一种碳刷引线与连接桥焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碳刷引线与连接桥焊接装置，包括机座，还包括焊接机构、焊接件定位机构和焊点转移机构，焊接机构、焊接件定位机构和焊点转移机构设于基座上，焊接件定位机构用于将待焊接的碳刷和连接桥保持相对位置固定，焊点转移机构与焊接件定位机构连接并可驱动焊接件定位机构转换位置使碳刷引线和连接桥间的各待焊接点分别与焊接机构对应。本发明中焊接件定位机构预先将碳刷和连接桥的位置确定，焊接时只需将碳刷和连接桥分别就位而无需再调整，可快速精确地完成焊接，因此可以大大提高作业效率，且可提高碳刷架内部器件焊接质量。

Description

一种碳刷引线与连接桥焊接装置

技术领域

本发明涉及一种焊接工装，更具体地说，它涉及一种碳刷引线与连接桥焊接装置。

背景技术

碳刷架是电气线路上的重要部件，广泛应用于自动化机械设备及生产线上，其作用是通过弹簧将压力加在与换向器或集电环表面滑动接触的碳刷上，使其在固定体与旋转体之间稳定地传导电流。在不同的设备上，碳刷架具有不同的结构形式，例如图1所示的一种碳刷架，四个碳刷围绕在集电环周围，其中两个相邻碳刷并联在一连接桥上再从连接桥上向外引出一根引出线，两个碳刷与连接桥间有两个焊点，如图2所示。现有的生产工艺中，两个碳刷与连接桥的焊接基本通过手工操作完成，而不使用任何夹具，这样不仅作业效率低下，而且焊接、装配质量也不稳定，经常会出现碳刷与连接桥间距控制不当、碳刷引线扭曲等问题。因此，现有的生产工艺亟待改进。公开号为CN205811789U的实用新型专利于2016年12月14日公开了一种用于碳刷架引出线焊接的定位装置，所述定位装置包括：基板，其上开设有定位槽，所述定位槽内设置有定位板，所述碳刷盘置于所述定位板上；气缸，其置于所述基板上，所述气缸的驱动端固接有伸缩杆，所述伸缩杆的左右两端分别连接左右两个压紧机构；压线座，其置于所述基板上，所述压线座的中部开设有通槽，所述压线座上位于所述通槽的一端开设有固定槽，所述压线座上位于所述通槽的另一端开设有若干线槽，所述线套置于所述固定槽内，所述护套置于所述通槽内，若干所述引出线的另一端均一一置于所述若干线槽内。该用于碳刷架引出线焊接的定位装置，安全可靠，高效便捷。但该实用新型解决的是对碳刷架引出线定位的技术问题，并不能解决碳刷架内部器件间定位焊接的问题。

发明内容

现有的碳刷架内部碳刷与连接桥间的焊接缺少适用夹具，导致作业效率低下，焊接、装配质量不稳定，为克服这些缺陷，本发明提供了一种可提高作业效率及焊接、装配质量的碳刷引线与连接桥焊接装置。

本发明的技术方案是：一种碳刷引线与连接桥焊接装置，包括机座，还包括焊接机构、焊接件定位机构和焊点转移机构，焊接机构、焊接件定位机构和焊点转移机构设于基座上，焊接件定位机构用于将待焊接的碳刷和连接桥保持相对位置固定，焊点转移机构与焊接件定位机构连接并可驱动焊接件定位机构转换位置使碳刷引线和连接桥间的各待焊接点分别与焊接机构对应。使用本发明进行碳刷架内部的两个碳刷与一个连接桥的焊接时，将待焊接的碳刷和连接桥在焊接件定位机构上定位，然后通过焊点转移机构调整焊接件定位机构的姿态，使得碳刷和连接桥的两个焊点位置先后转移到焊接机构的焊接执行位置，完成焊接。借助于本发明，在焊接过程中碳刷和连接桥的相对位置可以始终保持固定，即使不同加工批次间也能保持产品焊接加工的一致性，不会因人工操作的力度、分寸把握不当而导致碳刷与连接桥间距控制不当、碳刷引线扭曲、焊点位置不确定等问题，从而保证焊接质量稳定。另外焊接件定位机构预先将碳刷和连接桥的位置确定，焊接时只需将碳刷和连接桥分别就位而无需再调整，可快速精确地完成焊接，因此可以大大提高作业效率。

作为优选，所述焊接件定位机构包括焊接件定位座、一对碳刷定位槽和一对连接桥定位槽，两碳刷定位槽对称设于焊接件定位座顶部，连接桥定位槽位于碳刷定位槽内侧，两连接桥定位槽之间设有一焊臂通道。碳刷定位槽用来放置待焊接的碳刷，连接桥定位槽用来放置连接桥，连接桥定位槽被焊臂通道分隔开，放置连接桥时连接桥的两端分别卡在两个连接桥定位槽内，使得连接桥被架空，留出焊接机构的焊接头进给空间，以适用于带有正负电极焊接头的焊接设备。

作为优选，所述焊接机构包括上焊臂和下焊臂，上焊臂和下焊臂可升降地连接在机座，上焊臂和下焊臂的自由端设有位置对应且可靠拢的焊接电极头。焊接件定位座的中部设有一水平横槽，水平横槽内设有一挂载滚轴，挂载滚轴上铰接一垂坠杆，垂坠杆上滑动连接一压线件，压线件与垂坠杆间连有复位弹簧，上焊臂上固设有可在上焊臂下降过程中触压压线件的压杆。此种结构的焊接机构可通过焊接电极头压紧待焊件，然后焊接电极头通电，焊点达到焊接温度，待焊件紧密结合。由于碳刷的引线一般为铜质，具有一定弹性和韧性，若不加限制，则触碰到焊接电极头时极易发生震颤、摆动及弹开等现象，偏离焊接位置。为更好地限制碳刷引线末端的活动幅度，并尽量压低碳刷引线末端，本技术方案中设置压线件，焊接件定位座在转换气缸驱动下摆动，两端先后下沉，一端下沉时，水平横槽也呈倾斜状态，在垂坠杆和压线件自重作用下，垂坠杆随挂载滚轴沿倾斜的水平横槽下滑到水平横槽的低端，垂坠杆仍保持自然下垂，而位于下沉端的碳刷的引线与连接桥的焊接位置此时位于焊接电极头所在的垂直面内，压线件在连接桥上的投影位置则对应碳刷的引线末端稍回退一点的位置，然后上焊臂和下焊臂启动靠拢，压杆随上焊臂下降，压杆先于焊接电极头触及碳刷的引线与连接桥的焊接位置之前触压压线件，压线件克服复位弹簧弹力继续下降，直至触及连接桥，此时压线件也将碳刷的引线近末端处压在连接桥上，使得碳刷引线末端活动自由度受到极大限制，从而较伏贴地与连接桥接触，确保后续而至的焊接电极头实施焊接后，焊点完整覆盖碳刷引线末端，形成牢固、密实的焊接，从而提高碳刷架内部器件焊接质量。

作为优选，压线件包括压线滑块、压块和压线滚轴，垂坠杆上设有一轴向滑槽，压线滑块滑动嵌置在轴向滑槽内，压块固连在压线滑块的外露部分上，压块顶部设有楔形导槽，所述复位弹簧位于压块底部与轴向滑槽底端之间，压杆底端呈与楔形导槽适配的楔形，压线滚轴转动连接在压块底部。楔形导槽可对压杆起导向作用，使压杆、压块更便于结合，压杆压下时，压杆底端的楔面与楔形导槽的斜面配合，引导压杆、压块最终轴线重合，压杆的压力能以最大传递效率传递到压块上，使压块克服复位弹簧弹力沿垂坠杆下滑，并通过压线滚轴压住碳刷引线，限制碳刷引线活动自由度。

作为优选，两碳刷定位槽分别设于两个碳刷定位块上，碳刷定位块可拆卸地安装在焊接件定位座上。碳刷定位槽加工在碳刷定位块上，碳刷定位块加装在焊接件定位座上，这样可以更方便地在焊接件定位座上形成碳刷定位结构。

作为优选，碳刷定位块通过螺钉连接在焊接件定位座上，至少一个碳刷定位块上设有槽孔，螺钉贯穿槽孔。螺钉穿过槽孔再连接在焊接件定位座上，这样被螺钉固定的碳刷定位块可以沿槽孔方向改变位置，调整两个碳刷定位块间距，使碳刷与连接桥间达到最佳相对位置，适应碳刷架的结构。

作为优选，碳刷定位槽内侧设有引线槽，引线槽贯通碳刷定位槽槽壁。碳刷的引线一般为铜质，具有一定弹性和韧性，若不加限制，则触碰到焊接头时极易发生震颤、摆动及弹开等现象，偏离焊接位置，碳刷的引线从引线槽通过，可被引线槽限位，确保碳刷引线震颤、摆动程度受限，避免偏离焊接位置。

作为优选，焊接件定位座铰接在机座上，所述焊点转移机构包括转换气缸和气缸座，气缸座固定在机座上，转换气缸铰接在气缸座上，转换气缸的活塞杆铰接在焊接件定位座上。转换气缸可驱动焊接件定位座绕铰接点摆动，使得两个碳刷引线与连接桥的焊点先后转移到与焊接机构对应的位置，完成焊接。

作为优选，焊接件定位座后缘中部固设有挂板，挂板通过转轴连接在机座上。挂板转动连接在机座上，实现焊接件定位座与机座的铰接，且使用挂板可增大焊接件定位座的转动力臂，不仅更便于焊点转移机构的结构布局优化，还可提高焊接件定位座对焊点转移机构的响应灵敏度。

本发明的有益效果是：

提高碳刷架内部器件焊接作业效率。本发明中焊接件定位机构预先将碳刷和连接桥的位置确定，焊接时只需将碳刷和连接桥分别就位而无需再调整，可快速精确地完成焊接，因此可以大大提高作业效率。

提高碳刷架内部器件焊接质量。借助于本发明可形成牢固、密实的焊接，且在焊接过程中碳刷和连接桥的相对位置可以始终保持固定，即使不同加工批次间也能保持产品焊接加工的一致性，不会因人工操作的力度、分寸把握不当而导致碳刷与连接桥间距控制不当、碳刷引线扭曲、焊点位置不确定等问题，从而保证焊接质量稳定。

附图说明

图1为用本发明所加工的碳刷架结构示意图；

图2为图1中碳刷架内部碳刷与连接桥焊接后组件的结构示意图；

图3为本发明的一种结构示意图；

图4为本发明中焊接件定位座的一种结构示意图；

图5为本发明的另一种结构示意图；

图6为本发明中压线件的一种结构示意图。

图中，1-机座，2-焊接件定位座，3-碳刷定位槽，4-连接桥定位槽，5-焊臂通道，6-碳刷定位块，7-引线槽，8-转换气缸，9-气缸座，10-槽孔，11-台板，12-背板，13-挂板，14-上焊臂，15-下焊臂，16-焊接电极头，17-垂坠杆支撑板，18-水平横槽，19-垂坠杆，20-压线件，21-压杆，22-轴向滑槽，23-压块，24-楔形导槽，25-压线滚轴，26-碳刷，27-引线，28-连接桥。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图3、图4所示，一种碳刷引线与连接桥焊接装置，包括机座1，还包括焊接机构、焊接件定位机构和焊点转移机构，焊接机构、焊接件定位机构和焊点转移机构设于机座1上，焊接件定位机构用于将待焊接的碳刷和连接桥保持相对位置固定，焊点转移机构与焊接件定位机构连接并可驱动焊接件定位机构转换位置使碳刷引线和连接桥间的各待焊接点分别与焊接机构对应。所述焊接件定位机构包括焊接件定位座2、一对碳刷定位槽3和一对连接桥定位槽4，两碳刷定位槽3一左一右对称设于焊接件定位座2顶部，连接桥定位槽4位于碳刷定位槽3内侧。焊接件定位座2为横断面呈凹字形的柱体，凹字形的中间凹陷部构成两连接桥定位槽4之间的焊臂通道5，将两连接桥定位槽4隔开。两碳刷定位槽3分别设于两个碳刷定位块6上，碳刷定位块6可拆卸地安装在焊接件定位座2上。碳刷定位块6通过螺钉连接在焊接件定位座2上，右端的碳刷定位块6上设有槽孔10，螺钉贯穿槽孔10。碳刷定位槽3内侧设有与碳刷引线宽度适配的引线槽7，引线槽7贯通碳刷定位槽3槽壁。机座1包括底座和架空台，架空台包括台板11和背板12，背板12固定在台板11后缘中部，台板11固定架设于底座上，焊接件定位座2转动连接在背板12上，所述焊点转移机构包括转换气缸8和气缸座9，气缸座9固定在机座1的台板11上，转换气缸8前端铰接在气缸座9上，转换气缸8的活塞杆铰接在焊接件定位座2的右下端。焊接件定位座2后缘中部固设有挂板13，挂板13顶部通过转轴连接在机座1上。常态下，转换气缸8的活塞杆回缩，拉着焊接件定位座2围绕所述转轴逆时针翻转，使得焊接件定位座2的左端下沉。所述焊接机构包括上焊臂14和下焊臂15，上焊臂14和下焊臂15均通过可升降地连接在机座1的升降轨上，由气缸提供升降动力。上焊臂14和下焊臂15的自由端设有位置对应且可靠拢并压紧待焊接的碳刷引线及连接桥的焊接电极头16。

本碳刷引线与连接桥焊接装置在一控制器的控制下运行，使用时，先将两个碳刷26分别嵌入左、右碳刷定位槽3内，将连接桥28两端分别卡在左、右两个连接桥定位槽4内，将碳刷26的引线27穿过引线槽7，压在连接桥28上尽量捋平，使引线27尽量能伏贴在连接桥28上，此时左端的碳刷26的引线27末端大致位于上焊臂14的焊接电极头16下方的焊接作业区域。启动操控按键，在控制器的控制下，上焊臂14和下焊臂15的焊接电极头16合拢，在连接桥28的上、下方夹紧连接桥28和引线27末端后通电，完成左端的碳刷26引线与连接桥28的焊接。然后，在控制器的控制下，上焊臂14和下焊臂15相背移动，各自回位，两焊接电极头16松开连接桥28。转换气缸8的活塞杆伸出，推动焊接件定位座2围绕所述转轴顺时针翻转，使得焊接件定位座2的右端下沉，右端的碳刷26的引线27末端转移到上焊臂14的焊接电极头16下方的焊接作业区域，上焊臂14和下焊臂15的焊接电极头16再次合拢，完成右端的碳刷26引线与连接桥28的焊接。

实施例2：

如图5、图6所示，焊接件定位座2顶部的中部焊接有一垂坠杆支撑板17，垂坠杆支撑板17上设有一水平横槽18，水平横槽18内设有一挂载滚轴，挂载滚轴上铰接一垂坠杆19，垂坠杆19上滑动连接一压线件20，压线件与垂坠杆19间连有复位弹簧，上焊臂14上固设有一左一右两根可在上焊臂14下降过程中触压压线件的压杆21，压杆21对称位于焊接电极头16两侧。压线件20包括压线滑块、压块23和压线滚轴25，垂坠杆19上设有一轴向滑槽22，压线滑块滑动嵌置在轴向滑槽22内，压块23固连在压线滑块的外露部分上，压块23顶部设有楔形导槽24，所述复位弹簧位于压块23底部与轴向滑槽22底端之间，压杆21底端呈与楔形导槽24适配的楔形，压线滚轴25转动连接在压块23底部。其余同实施例1。

焊接件定位座2在转换气缸8驱动下摆动，两端先后下沉，左端下沉时，水平横槽18也呈倾斜状态，在垂坠杆19和压线件20自重作用下，垂坠杆19随挂载滚轴沿倾斜的水平横槽下滑到水平横槽18的低端，即左端，垂坠杆19仍保持自然下垂，而位于左端的碳刷26的引线27与连接桥28的焊接位置此时位于焊接电极头16所在的垂直投影区域内，垂坠杆19的延长线位于连接桥28外缘之外，压线件20则与连接桥28存在部分位置重叠，即垂坠杆19的垂直投影不落在连接桥28上，压线件20在连接桥28上的投影位置则处于左端碳刷26的引线27末端稍回退一点的位置，然后上焊臂14和下焊臂15启动靠拢，左侧的压杆21随上焊臂14下降，该压杆21先于焊接电极头16触及碳刷26的引线27与连接桥28的焊接位置之前触压压线件20，压线件20克服复位弹簧弹力继续下降，直至触及连接桥28，此时压线件20也将左端那个碳刷26的引线27近末端处压在连接桥28上，使得碳刷26的引线27末端活动自由度受到极大限制，从而较伏贴地与连接桥28接触，确保后续而至的焊接电极头16实施焊接后，焊点完整覆盖碳刷的引线27末端，形成牢固、密实的焊接。同样，焊接件定位座2右端下沉时，垂坠杆19随挂载滚轴沿倾斜的水平横槽18下滑到水平横槽18的低端，即右端，此时位于右端的碳刷26的引线27与连接桥28的焊接位置此时位于焊接电极头16所在的垂直面内，压线件20在连接桥28上的投影位置则处于右端那个碳刷26的引线27末端稍回退一点的位置，然后上焊臂14和下焊臂15启动靠拢，右侧的压杆21随上焊臂14下降，该压杆21先于焊接电极头16触及右端那个碳刷26的引线27与连接桥28的焊接位置之前触压压线件20，压线件20克服复位弹簧弹力继续下降，直至触及连接桥28，此时压线件20将右端那个碳刷26的引线27近末端处压在连接桥28上，使得碳刷26的引线27末端活动自由度受到极大限制，从而较伏贴地与连接桥28接触。

实施例3：

压线件20包括套环、压块和压线滚轴，套环滑动套接在垂坠杆19上，套环内壁上设有一防转键条，垂坠杆19上设有一轴向滑槽，防转键条滑动嵌置在轴向滑槽内，压块固连在套环上，压块顶部设有楔形导槽，压杆底端呈与楔形导槽适配的楔形，压线滚轴转动连接在压块底部。其余同实施例2。

实施例4：

两个碳刷定位块6上均设有槽孔10。其余同实施例1。

Claims (7)

1.一种碳刷引线与连接桥焊接装置，包括机座（1），其特征是还包括焊接机构、焊接件定位机构和焊点转移机构，焊接机构、焊接件定位机构和焊点转移机构设于机座（1）上，焊接件定位机构用于将待焊接的碳刷和连接桥保持相对位置固定，焊点转移机构与焊接件定位机构连接并可驱动焊接件定位机构转换位置使碳刷引线和连接桥间的各待焊接点分别与焊接机构对应，所述焊接件定位机构包括焊接件定位座（2）、一对碳刷定位槽（3）和一对连接桥定位槽（4），两碳刷定位槽（3）对称设于焊接件定位座（2）顶部，连接桥定位槽（4）位于碳刷定位槽（3）内侧，两连接桥定位槽（4）之间设有一焊臂通道（5），焊接件定位座（2）铰接在机座（1）上，所述焊点转移机构包括转换气缸（8）和气缸座（9），气缸座（9）固定在机座（1）上，转换气缸（8）铰接在气缸座（9）上，转换气缸（8）的活塞杆铰接在焊接件定位座（2）上。

2.根据权利要求1所述的碳刷引线与连接桥焊接装置，其特征是所述焊接机构包括上焊臂（14）和下焊臂（15），上焊臂（14）和下焊臂（15）可升降地连接在机座（1），上焊臂（14）和下焊臂（15）的自由端设有位置对应且可靠拢的焊接电极头（16），焊接件定位座（2）的中部设有一水平横槽（18），水平横槽（18）内设有一挂载滚轴，挂载滚轴上铰接一垂坠杆（19），垂坠杆（19）上滑动连接一压线件（20），压线件（20）与垂坠杆（19）间连有复位弹簧，上焊臂（14）上固设有可在上焊臂（14）下降过程中触压压线件（20）的压杆（21）。

3.根据权利要求2所述的碳刷引线与连接桥焊接装置，其特征是压线件（20）包括压线滑块、压块（23）和压线滚轴（25），垂坠杆（19）上设有一轴向滑槽（22），压线滑块滑动嵌置在轴向滑槽（22）内，压块（23）固连在压线滑块的外露部分上，压块（23）顶部设有楔形导槽（24），所述复位弹簧位于压块（23）底部与轴向滑槽底端之间，压杆（21）底端呈与楔形导槽（24）适配的楔形，压线滚轴（25）转动连接在压块（23）底部。

4.根据权利要求1所述的碳刷引线与连接桥焊接装置，其特征是两碳刷定位槽（3）分别设于两个碳刷定位块（6）上，碳刷定位块（6）可拆卸地安装在焊接件定位座（2）上。

5.根据权利要求4所述的碳刷引线与连接桥焊接装置，其特征是碳刷定位块（6）通过螺钉连接在焊接件定位座（2）上，至少一个碳刷定位块（6）上设有槽孔，螺钉贯穿槽孔。

6.根据权利要求1所述的碳刷引线与连接桥焊接装置，其特征是碳刷定位槽（3）内侧设有引线槽（7），引线槽（7）贯通碳刷定位槽（3）槽壁。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的碳刷引线与连接桥焊接装置，其特征是焊接件定位座（2）后缘中部固设有挂板（13），挂板（13）通过转轴连接在机座（1）上。

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