CN113319573A - 碳刷安装架供料装置、供料方法和电机碳刷组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机生产领域，具体涉及碳刷安装架供料装置及其供料方法和电机碳刷组装设备。一种对称式碳刷安装架供料装置，其包括支座、第一安装架落轨、第二安装架落轨、上限位气缸、下限位气缸、转板、减速电机、转座、挡板和伸缩气缸；支座固定在机架上，第一安装架落轨和第二安装架落轨均安装在支座上；上限位气缸和下限位气缸设置在安装架落轨的下端；上限位气缸和下限位气缸的伸缩端位于安装架落轨的通槽中；转板设置在支座上，减速电机安装在支座背侧，转座通过轴承连接在转板中；转座外周设置有同步轮，减速电机的输出轴上也安装有同步轮；伸缩气缸安装在转板上，挡板安装在伸缩气缸的伸缩端，挡板对应竖通道的下方。本发明具有供料高效，翻转便捷的便于生产一对碳刷的优点。

Description

碳刷安装架供料装置、供料方法和电机碳刷组装设备

技术领域

本发明涉及电机生产领域，具体涉及一种碳刷安装架供料装置及其供料方法和电机碳刷组装设备。

背景技术

目前，电机在组装时，需要将定子上的正极碳刷碳晶装入安装架的刷盒内，以将定子和电安装架进行装配。电机碳刷的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晶上，使其在固定体与旋转体之间稳定地传导电流。对电机来说，碳刷是非常重要的部件。如图9所示的电机碳刷包括安装架(100)、碳晶(200)和弹簧(300)组成，碳晶(200)的侧端有接线柱，接线柱卡扣在安装架(100)中。

中国发明专利申请(公开号：CN111371260A，公开日：20200703)公开了一种碳刷组装机，包括：机架、自动送料组件、电机移动组件、插线组件、碳刷安装组件、自动下料组件、控制组件和电源。本申请提供的一种碳刷组装机，能够自动化地完成输入碳刷和电机、碳刷方向判断、碳刷与电机的自动安装以及电机的自动输出，整个过程完全自动化操作，极大地提高了工作效率，降低人工使用成本。

现有技术存在以下不足：1.生产镜像的碳刷需要调整安装架姿态；2.碳晶供料移运效率低；3.碳刷组装效率低，自动化程度低；4.碳刷组装时需要多个部件搬运，落料效率低；5.碳晶形状复杂，压装时容易卡住。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中生产镜像的碳刷需要调整安装架姿态的问题，提出一种供料高效，翻转便捷的便于生产一对碳刷的碳刷安装架供料装置及其供料方法。

为本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种碳刷安装架供料装置，其包括支座、第一安装架落轨、第二安装架落轨、上限位气缸、下限位气缸、转板、减速电机、转座、挡板和伸缩气缸；支座固定在机架上，第一安装架落轨和第二安装架落轨均安装在支座上；上限位气缸和下限位气缸设置在安装架落轨的下端；上限位气缸和下限位气缸的伸缩端位于安装架落轨的通槽中，两个限位气缸伸缩端的间距与一个安装架的高度相匹配；转板设置在支座上，减速电机安装在支座背侧，转座通过轴承连接在转板中，所述的转座中设置有竖通道，竖通道与安装架落轨的通槽相衔接；转座外周设置有同步轮，减速电机的输出轴上也安装有同步轮，两个同步轮之间通过同步带相连接；伸缩气缸安装在转板上，挡板安装在伸缩气缸的伸缩端，挡板对应竖通道的下方。

作为优选，所述的安装架落轨上设置有供安装架经过的通槽，安装架落轨的中部设置有阻挡组件，阻挡组件对应通槽，限制安装架落轨的中安装架数量。

作为优选，所述的转座侧边上设置有遮光片，转板设置有相应的传感器，转板的下端还设置有接近传感器。

作为优选，所述的第一安装架落轨最下端低于第二安装架落轨的最下端，第一安装架落轨下端与转座下端相齐平。

作为优选，所述的第一安装架落轨和第二安装架落轨下端设置有对射传感器，对射传感器对应安装架落轨的内部通槽。

一种碳刷安装架供料方法，该装置在工作时，安装架从第一安装架落轨和第二安装架落轨中落下，上限位气缸和下限位气缸间歇工作，控制最下端的安装架下落，第二安装架落轨中的安装架进入转座中，被接近传感器检测到后减速电机驱动转座旋转一百八十度，而后伸缩气缸带动挡板离开，使安装架顺利下落。

一种碳刷组装设备，其包括机架以及安装在机架上的碳晶供料装置、安装架供料装置、弹簧供料装置、移动治具装置、压装装置、CCD探测装置和落料装置；安装架供料装置和弹簧供料装置设置在移动治具装置的上方，CCD探测装置位于碳晶供料装置的端部，碳晶供料装置与移动治具装置处于同一直线上，压装装置位于碳晶供料装置与移动治具装置之间，落料装置与压装装置相对应；上述的安装架供料装置采用上述技术方案所述的一种碳刷安装架供料装置。

作为优选，所述的碳晶供料装置用于载动碳晶供料，CCD探测装置用于检测碳晶的外貌，安装架供料装置和弹簧供料装置用于实现安装架和弹簧的供料，移动治具装置用于载动安装架和弹簧，压装装置用于将碳晶从碳晶供料装置中组装到移动治具装置中，落料装置用于产品和不良品的落料。

作为优选，所述的弹簧供料装置包括中间座、竖管、弹簧软管、分离块、分离气缸和控制气缸；竖管竖直安装在中间座上，弹簧软管连接在竖管的上方，分离气缸水平安装在中间座上，分离块安装在分离气缸的伸缩端，所述的分离块上设置有接纳孔，控制气缸安装在分离块的侧面，控制气缸的伸缩端对应接纳孔内部，接纳孔的侧方还设置有接近传感器。

作为优选，所述的移动治具装置包括二自由度移动机构、移架、开合气缸、开合板和治具块，所述的二自由度移动机构包括纵移模组和横移模组，横移模组安装在纵移模组的移动端，实现水平和竖直两个移动运动，移架安装在二自由度移动机构的运动端，治具块设置有两个，治具块安装在移架上，治具块上设置有限位通槽，限位通槽的尺寸与安装架的尺寸相匹配；开合板安装在开合气缸的伸缩端，开合气缸设置在移架上，开合板的上端为平面，平面与治具块的下端面相贴合接触。

采用上述技术方案的碳刷安装架供料装置及其供料方法的优点是：通过设置并列布置的第一安装架落轨和第二安装架落轨，使安装架的朝向一致，方便安装架供料，提高供料速度，在第二安装架落轨的下方设置有转座，对其中一个安装架进行姿态调整，使得供料的两个安装架姿态保持对称，便于单次组装一对碳刷；转座在竖直方向贯穿，通过设置挡板挡住安装架下落，姿态调整后可直接下落送出，这种结构将旋转运动与供料运动结合，互不干扰，提高效率。

采用上述技术方案的碳刷组装设备的优点是：

1.碳晶供料装置通过设置接取组件接取碳晶后直接移动到指定位置，挡销撤出竖通槽，碳晶依托重力即可实现碳晶下落，提高了碳晶移运的效率；碳晶在碳晶落轨中通过第一阻挡气缸和第二阻挡气缸实现稳定分离，确保最下端送出的碳晶下落稳定性，防止供料出现堵塞状况；考虑分离耗时，设置多组碳晶落轨，减少接取组件等待时间，提高搬运效率。

2.安装架供料装置通过设置并列布置的第一安装架落轨和第二安装架落轨，使安装架的朝向一致，方便安装架供料，提高供料速度，在第二安装架落轨的下方设置有转座，对其中一个安装架进行姿态调整，使得供料的两个安装架姿态保持对称，便于单次组装一对碳刷；转座在竖直方向贯穿，通过设置挡板挡住安装架下落，姿态调整后可直接下落送出，这种结构将旋转运动与供料运动结合，互不干扰，提高效率。

3.移动治具装置采用治具直线移动，依次接取相应的组装元件，而后在治具中通过压装装置直接压装，即可完成安装架供料、弹簧供料和碳晶组装的三个任务；并且治具块下方设置有开合板，这种方式提高了产品落料的效率，打开开合板，依托产品的重力即可实现落料，方便高效。

4.压装装置设置有第一压块和第二压块，采用两点式的接触方式，防止碳晶压入过程中倾斜，提高了压装的成功率。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的结构图。

图3为碳晶供料装置的爆炸结构图。

图4为碳晶供料装置的细节爆炸结构图。

图5为安装架供料装置的爆炸结构图。

图6为弹簧供料装置的爆炸结构图。

图7为移动治具装置的爆炸结构图。

图8为压装装置的结构图。

图9为产品的结构图。

具体实施方式

如图2所示，一种碳刷组装设备包括机架1以及安装在机架1上的碳晶供料装置2、安装架供料装置3、弹簧供料装置4、移动治具装置5、压装装置6、CCD探测装置7和落料装置8；安装架供料装置3和弹簧供料装置4设置在移动治具装置5的上方，CCD探测装置7位于碳晶供料装置2的端部，碳晶供料装置2与移动治具装置5处于同一直线上，压装装置6位于碳晶供料装置2与移动治具装置5之间，落料装置8与压装装置6相对应。

所述的碳晶供料装置2用于载动碳晶供料，CCD探测装置7用于检测碳晶的外貌，安装架供料装置3和弹簧供料装置4用于实现安装架和弹簧的供料，移动治具装置5用于载动安装架和弹簧，压装装置6用于将碳晶从碳晶供料装置2中组装到移动治具装置5中，落料装置8用于产品和不良品的落料。上述的安装架供料装置3即一种碳刷安装架供料装置。

如图3和图4所示，碳晶供料装置2包括安装台21、碳晶落轨22、第一阻挡气缸23、第二阻挡气缸24、移动组件25、接取组件26、侧支架27和光电传感器28；碳晶落轨22设置在安装台21上，碳晶落轨22中设置碳晶，所述的碳晶落轨22的中部设置有限位座221，限位座221上设置有弹性销轴，弹性销轴对应碳晶落轨22内部的轨道，弹性销轴阻挡上端的碳晶下落；第一阻挡气缸23和第二阻挡气缸24设置在安装台21上，第一阻挡气缸23和第二阻挡气缸24对应碳晶落轨22的侧方，第一阻挡气缸23的伸缩端设置有折形杆231，第二阻挡气缸24的伸缩端设置有挡柱241，折形杆231对应碳晶落轨22外部的碳晶圆柱段的下端，挡柱241对应碳晶方柱段的下端；所述的碳晶落轨22下端还设置有光纤传感器，光纤传感器对应折形杆231和挡柱241之间的碳晶；移动组件25固定设置在机架上，接取组件26安装在移动组件25的伸缩端，光电传感器28安装在侧支架27上，光电传感器28对应移动组件25；所述的碳晶落轨22设置有四组，碳晶落轨22和光电传感器28的数量相对应；所述的移动组件25包括升降气缸251、升降板252、步进电机253、同步带254和横移板255，升降板252通过滑轨连接在机架上，升降气缸251安装在机架上，升降气缸251的伸缩端与升降板252相连接，步进电机253在升降板252上，步进电机253的输出轴上设置有同步轮，升降板252的另一端也设置有同步轮，同步带254缠绕在两个同步轮上，横移板255通过滑轨连接在升降板252上，横移板255与同步带254上相连接。

所述的接取组件26包括连接板261、微型气缸262、接纳座263和挡销264，微型气缸262安装在连接板261上，接纳座263设置在微型气缸262的固定端，挡销264安装在微型气缸262的伸缩端，接纳座263上设置有竖通槽265，竖通槽265的侧面设置有减缩口266，竖通槽265的尺寸与碳晶的形状相匹配，挡销264对应竖通槽265内部。

碳晶供料装置2在工作时，碳晶设置在碳晶落轨22中，第一阻挡气缸23和第二阻挡气缸24依次伸缩，单次将一个碳晶分离出来，而后移动组件25带动接取组件26移动到碳晶落轨22的正下方，第二阻挡气缸24松开将碳晶落入接纳座263中，此时碳晶下端由挡销264挡住，微型气缸262收缩使得碳晶得以下落。

碳晶供料装置2解决了碳晶供料移运效率低的问题，通过设置接取组件26接取碳晶后直接移动到指定位置，挡销264撤出竖通槽265，碳晶依托重力即可实现碳晶下落，提高了碳晶移运的效率；碳晶在碳晶落轨22中通过第一阻挡气缸23和第二阻挡气缸24实现稳定分离，确保最下端送出的碳晶下落稳定性，防止供料出现堵塞状况；考虑分离耗时，设置多组碳晶落轨22，减少接取组件26等待时间，提高搬运效率。

如图5所示，一种碳刷安装架供料装置包括支座31、第一安装架落轨32、第二安装架落轨33、上限位气缸34、下限位气缸35、转板36、减速电机37、转座38、挡板39和伸缩气缸30；支座31固定在机架上，第一安装架落轨32和第二安装架落轨33均安装在支座31上，所述的安装架落轨上设置有供安装架经过的通槽，安装架落轨的中部设置有阻挡组件321，阻挡组件321对应通槽，限制安装架落轨的中安装架数量；上限位气缸34和下限位气缸35设置在安装架落轨的下端；上限位气缸34和下限位气缸35的伸缩端位于安装架落轨的通槽中，两个限位气缸伸缩端的间距与一个安装架的高度相匹配；转板36设置在支座31上，减速电机37安装在支座31背侧，转座38通过轴承连接在转板36中，所述的转座38中设置有竖通道381，竖通道381与安装架落轨的通槽相衔接；转座38外周设置有同步轮，减速电机37的输出轴上也安装有同步轮，两个同步轮之间通过同步带相连接；所述的转座38侧边上设置有遮光片382，转板36设置有相应的传感器383，转板36的下端还设置有接近传感器361；伸缩气缸30安装在转板36上，挡板39安装在伸缩气缸30的伸缩端，挡板39对应竖通道381的下方；所述的第一安装架落轨32最下端低于第二安装架落轨33的最下端，第一安装架落轨32下端与转座38下端相齐平。所述的第一安装架落轨32和第二安装架落轨33下端设置有对射传感器331，对射传感器331对应安装架落轨的内部通槽。

一种碳刷安装架供料装置在工作时，安装架从第一安装架落轨32和第二安装架落轨33中落下，上限位气缸34和下限位气缸35间歇工作，控制最下端的安装架下落，第二安装架落轨33中的安装架进入转座38中，被接近传感器361检测到后减速电机37驱动转座38旋转一百八十度，而后伸缩气缸30带动挡板39离开，使安装架顺利下落。

一种碳刷安装架供料装置解决了生产镜像的碳刷需要调整安装架姿态的问题，通过设置并列布置的第一安装架落轨32和第二安装架落轨33，使安装架的朝向一致，方便安装架供料，提高供料速度，在第二安装架落轨33的下方设置有转座38，对其中一个安装架进行姿态调整，使得供料的两个安装架姿态保持对称，便于单次组装一对碳刷；转座38在竖直方向贯穿，通过设置挡板39挡住安装架下落，姿态调整后可直接下落送出，这种结构将旋转运动与供料运动结合，互不干扰，提高效率。

如图6所示，弹簧供料装置4包括中间座41、竖管42、弹簧软管43、分离块44、分离气缸45和控制气缸46；竖管42竖直安装在中间座41上，弹簧软管43连接在竖管42的上方，分离气缸45水平安装在中间座41上，分离块44安装在分离气缸45的伸缩端，所述的分离块44上设置有接纳孔441，控制气缸46安装在分离块44的侧面，控制气缸46的伸缩端对应接纳孔441内部，接纳孔441的侧方还设置有接近传感器。

弹簧供料装置4在工作时，弹簧经过弹簧软管43到达竖管42中，此时分离块44的接纳孔441正对竖管42，控制气缸46堵住接纳孔441，接纳孔441中设置一个弹簧，而后分离气缸45带动分离块44侧移，控制气缸46收缩，使弹簧顺利落入分离块44中。

如图7所示，移动治具装置5包括二自由度移动机构51、移架52、开合气缸53、开合板54和治具块55，所述的二自由度移动机构51包括纵移模组和横移模组，横移模组安装在纵移模组的移动端，实现水平和竖直两个移动运动，移架52安装在二自由度移动机构51的运动端，治具块55设置有两个，治具块55安装在移架52上，治具块55上设置有限位通槽，限位通槽的尺寸与安装架的尺寸相匹配；开合板54安装在开合气缸53的伸缩端，开合气缸53设置在移架52上，开合板54的上端为平面，平面与治具块55的下端面相贴合接触。

如图8所示，压装装置6包括吊座61、下降气缸62、T形板63、第一压块64、第二压块65和侧移气缸66，吊座61固定在机架上，下降气缸62竖直安装在吊座61上，T形板63安装在下降气缸62的伸缩端，第一压块64通过滑轨连接在T形板63下端，第二压块65固定设置在T形板63的下端，所述的第一压块64和第二压块65均设置有两个，两个第一压块64之间通过连杆67相连接，侧移气缸66水平安装在吊座61上，侧移气缸66的伸缩端与连杆67相固定；所述的第二压块65下端为平面，第一压块64的下端设置有U形槽641，U形槽641的外侧设置有喇叭口。

移动治具装置5在工作时，开合板54挡住治具块55的下端，而后二自由度移动机构51带动治具块55在平面内移动，先后进行接取安装架和弹簧；而后碳晶移至治具块55的上方，压装装置6开始工作，下降气缸62伸长，第一压块64和第二压块65分别压住碳晶的不同部位，将碳晶压入安装架中，弹簧端部分别与碳晶和安装架相抵；最后开合板54离开治具块55下端，组装的产品即可下落实现下落。

移动治具装置5解决了碳刷组装时需要多个部件搬运的问题，采用治具直线移动，依次接取相应的组装元件，而后在治具中通过压装装置6直接压装，即可完成安装架供料、弹簧供料和碳晶组装的三个任务；并且治具块55下方设置有开合板54，这种方式提高了产品落料的效率，打开开合板54，依托产品的重力即可实现落料，方便高效；压装装置6解决了碳晶形状复杂，压装时容易卡住的问题，压装装置6设置有第一压块64和第二压块65，采用两点式的接触方式，防止碳晶压入过程中倾斜，提高了压装的成功率。

落料装置包括三个落料轨道，一个是剔除不良碳晶的轨道，另外两个分别是输送两个对称的产品。

一种碳刷组装方法，依次通过以下步骤进行加工：

S1碳晶供料：碳晶供料装置2将碳晶实现供料，经过CCD探测装置7检测外貌后输送到组

装工位；

S2安装架供料：安装架供料装置3将安装架运送到移动治具装置5实现供料；

S3弹簧供料：弹簧供料装置4将弹簧输送到移动治具装置5中的安装架中，实现供料；S4组装落料：压装装置6将碳晶供料装置2中的碳晶组装到安装架中，而后落入落料装置8进行落料。

Claims (10)

1.一种碳刷安装架供料装置，其特征在于，其包括支座(31)、第一安装架落轨(32)、第二安装架落轨(33)、上限位气缸(34)、下限位气缸(35)、转板(36)、减速电机(37)、转座(38)、挡板(39)和伸缩气缸(30)；支座(31)固定在机架上，第一安装架落轨(32)和第二安装架落轨(33)均安装在支座(31)上；上限位气缸(34)和下限位气缸(35)设置在安装架落轨的下端；上限位气缸(34)和下限位气缸(35)的伸缩端位于安装架落轨的通槽中，两个限位气缸伸缩端的间距与一个安装架的高度相匹配；转板(36)设置在支座(31)上，减速电机(37)安装在支座(31)背侧，转座(38)通过轴承连接在转板(36)中，所述的转座(38)中设置有竖通道(381)，竖通道(381)与安装架落轨的通槽相衔接；转座(38)外周设置有同步轮，减速电机(37)的输出轴上也安装有同步轮，两个同步轮之间通过同步带相连接；伸缩气缸(30)安装在转板(36)上，挡板(39)安装在伸缩气缸(30)的伸缩端，挡板(39)对应竖通道(381)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种碳刷安装架供料装置，其特征在于，所述的安装架落轨上设置有供安装架经过的通槽，安装架落轨的中部设置有阻挡组件(321)，阻挡组件(321)对应通槽，限制安装架落轨的中安装架数量。

3.根据权利要求1所述的一种碳刷安装架供料装置，其特征在于，所述的转座(38)侧边上设置有遮光片(382)，转板(36)设置有相应的传感器(383)，转板(36)的下端还设置有接近传感器(361)。

4.根据权利要求1所述的一种碳刷安装架供料装置，其特征在于，所述的第一安装架落轨(32)最下端低于第二安装架落轨(33)的最下端，第一安装架落轨(32)下端与转座(38)下端相齐平。

5.根据权利要求1所述的一种碳刷安装架供料装置，其特征在于，所述的第一安装架落轨(32)和第二安装架落轨(33)下端设置有对射传感器(331)，对射传感器(331)对应安装架落轨的内部通槽。

6.一种碳刷安装架供料方法，其特征在于，该装置在工作时，安装架从第一安装架落轨(32)和第二安装架落轨(33)中落下，上限位气缸(34)和下限位气缸(35)间歇工作，控制最下端的安装架下落，第二安装架落轨(33)中的安装架进入转座(38)中，被接近传感器(361)检测到后减速电机(37)驱动转座(38)旋转一百八十度，而后伸缩气缸(30)带动挡板(39)离开，使安装架顺利下落。

7.一种电机碳刷组装设备，其特征在于，其包括机架(1)以及安装在机架(1)上的碳晶供料装置(2)、安装架供料装置(3)、弹簧供料装置(4)、移动治具装置(5)、压装装置(6)、CCD探测装置(7)和落料装置(8)；安装架供料装置(3)和弹簧供料装置(4)设置在移动治具装置(5)的上方，CCD探测装置(7)位于碳晶供料装置(2)的端部，碳晶供料装置(2)与移动治具装置(5)处于同一直线上，压装装置(6)位于碳晶供料装置(2)与移动治具装置(5)之间，落料装置(8)与压装装置(6)相对应；上述的安装架供料装置(3)如权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种碳刷安装架供料装置。

8.根据权利要求7所述的一种电机碳刷组装设备，其特征在于，所述的碳晶供料装置(2)用于载动碳晶供料，CCD探测装置(7)用于检测碳晶的外貌，安装架供料装置(3)和弹簧供料装置(4)用于实现安装架和弹簧的供料，移动治具装置(5)用于载动安装架和弹簧，压装装置(6)用于将碳晶从碳晶供料装置(2)中组装到移动治具装置(5)中，落料装置(8)用于产品和不良品的落料。

9.根据权利要求7所述的一种电机碳刷组装设备，其特征在于，所述的弹簧供料装置(4)包括中间座(41)、竖管(42)、弹簧软管(43)、分离块(44)、分离气缸(45)和控制气缸(46)；竖管(42)竖直安装在中间座(41)上，弹簧软管(43)连接在竖管(42)的上方，分离气缸(45)水平安装在中间座(41)上，分离块(44)安装在分离气缸(45)的伸缩端，所述的分离块(44)上设置有接纳孔(441)，控制气缸(46)安装在分离块(44)的侧面，控制气缸(46)的伸缩端对应接纳孔(441)内部，接纳孔(441)的侧方还设置有接近传感器。

10.根据权利要求7所述的一种电机碳刷组装设备，其特征在于，所述的移动治具装置(5)包括二自由度移动机构(51)、移架(52)、开合气缸(53)、开合板(54)和治具块(55)，所述的二自由度移动机构(51)包括纵移模组和横移模组，横移模组安装在纵移模组的移动端，实现水平和竖直两个移动运动，移架(52)安装在二自由度移动机构(51)的运动端，治具块(55)设置有两个，治具块(55)安装在移架(52)上，治具块(55)上设置有限位通槽，限位通槽的尺寸与安装架的尺寸相匹配；开合板(54)安装在开合气缸(53)的伸缩端，开合气缸(53)设置在移架(52)上，开合板(54)的上端为平面，平面与治具块(55)的下端面相贴合接触。

Images