CN115213653B - 用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装，包括机架，机架上依次安装有传送机构、送料机构及压装机构，机架还安装有抓取机构，抓取机构将传送机构上的换向器夹至送料机构，送料机构将陶瓷辊顶入换向器后，抓取机构将换向器夹至压装机构，压装机构对换向器的铜片进行冲压固定。本发明通过自动化设备对换向器内的陶瓷辊进行上料、压装，加工过程无需人工操作，极大的提升了生产效率，同时也保证了换向器的整体品质。

Description

用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装

技术领域

本发明属于换向器装配加工设备技术领域，具体涉及一种用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装。

背景技术

换向器是直流电机与交流整流子电动机电枢中的一个重要部件。其在电机转动时起换向作用，以便让电动机长期持久的转动下去。作为工业、交通、国防及日常生活中不可或缺的重要基本设备，电机的下游行业包含了几乎全部国民经济基础行业。而换向器作为电机的核心器件之一，也伴随着电机行业的发展日益增长。

陶瓷辊换向器相较于国内大多数换向器在性能及使用寿命上具有更明显的优势，但是陶瓷辊换向器与一般换向器的加工过程类似，绝大部分是通过工人手工操作将陶瓷辊插入换向器的铜片之间，放入后需在次敲击上下两端的铜片，使铜片的凹面变形进而对陶瓷辊进行固定，但上述操作会存在以下问题:1、生产装配过程的效率非常低下，不利于大规模生产；2、生产的换向器品质不一，从而影响装机后的使用效果。

因此，根据市场亟需研发了一款用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装。

发明内容

为了解决上述背景技术中的不足，本发明提供了一种用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装，通过自动化设备对换向器内的陶瓷辊进行上料、压装，加工过程无需人工操作，极大的提升了生产效率，同时也保证了换向器的整体品质。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装，包括机架，机架上依次安装有传送机构、送料机构及压装机构，机架上还安装有抓取机构，抓取机构将传送机构上的换向器夹至送料机构，送料机构将陶瓷辊顶入换向器后，抓取机构将换向器夹至压装机构，压装机构对换向器的铜片进行冲压固定。

优选的，传送机构包括支架、传送带，传送带转动式的安装于支架上，传送带设有限位条，限位条与换向器相邻的铜片之间的槽口相适配。

优选的，送料机构包括顶料装置、固定装置、下料装置及出料装置，顶料装置包括工字型底座，工字型底座上方对称固定有两加强板，加强板的顶部横向固定有连接板，加强板垂直端面上安装有竖向导轨，导轨滑动配合滑块，滑块的安装面上固定滑动板，滑动板安装有气缸，气缸的输出端连接工装座，工装座的下部环布有顶针。顶料装置用于对装在出料装置中出料环内部的陶瓷辊顶出至换向器的铜片之间，顶针的数量与出料环内部装载陶瓷辊的数量及换向器所需的陶瓷辊数量相同，具体可根据实际需求进行更换，需要进料时出料装置旋转至换向器上方，出料环也会相应对准换向器顶部，此时滑块带动滑动板及装载滑动板端面的气缸向下移动，使气缸下方发顶针对准出料环的出料孔，气缸带动顶针向下移动，直至顶针将出料环内的陶瓷辊顶入换向器内，即完成整套动作。顶针的长度至少比出料孔的深度长，以至于将陶瓷辊全部塞入换向器中。

优选的，固定装置包括支架，支架固定于工字型底座的上方，支架安装有第二气缸，支架顶面开设有通孔，通孔下方对应第二气缸的杆轴。固定装置用于对换向器进行固定，当抓取机构将换向器从传送机构上夹取至送料机构中的固定装置上方，固定装置中的第二气缸会带动杆轴向上伸出，并穿过支架的通孔插入换向器内部进行固定。

优选的，下料装置位于工字型底座的上部，且下料装置的出料端与其下方的出料装置相对应，下料装置包括7字型支架，7字型支架横向端设有圆形的出料箱，出料箱底面设有振动盘，出料箱内部设有集料盘，且集料盘位于振动盘上方，集料盘内放置有陶瓷辊，集料盘外圈环布有料道，料道连通出料口。下料装置对出料装置中的出料环提供陶瓷辊，需要加陶瓷辊时出料装置的转盘会进行旋转，将需要添加陶瓷辊的出料环管转至下料装置下方，下料装置的出料箱通过内置的振动盘进行振动，使装在集料盘中的陶瓷辊会向各料道的出料口方向移动，从而通过出料口掉入出料环内，实现进料。同时下料装置与出料装置之间的间隙较小不会导致陶瓷辊在落入出料环时出现偏差。

优选的，出料装置位于两对称的加强板之间，且一侧与下料装置对应，另一侧与气缸下方的顶针对应，出料装置包括转盘，转盘连接转轴一端，转轴另一端连接电机的电机轴，该电机固定于工字型底座，转盘表面均布至少4个出料环。转盘上设置的出料环不少于4个，每个出料环每次均可实现一次出料(即陶瓷辊落入换向器中)，待一个出料环出料一次后电机会带动转盘旋转90°，下一个出料环会移至相应的出料位置等待出料。

优选的，出料环沿圆周方向形成均布的出料孔，出料孔的数量根据换向器所需陶瓷辊的数量相同，出料环的内部设有Z字型弹片，Z字型弹片通过转轴可转动，且Z字型弹片的短边挡于出料孔的底部，Z字型弹片的长边位于出料环的空腔内，Z字型弹片的长边下方设有限位柱。出料环需要进装陶瓷辊时转盘带动出料环移至下料装置下方，下料装置将陶瓷辊送入出料孔中，由于Z字型弹片的存在陶瓷辊不会直接掉出出料环，Z字型弹片的设计可承受陶瓷辊的重量，装入陶瓷辊后，等待转盘将陶瓷辊送入待装换向器顶部，陶瓷辊需要落入换向器中时顶出装置的顶针对将出料孔中的陶瓷向下顶，Z字型弹片就会被顶开，带陶瓷辊全部塞入换向器后Z字型弹片就会因一端的重量重新复位。

优选的，压装机构包括安装座，安装座对称安装有导轨，每根导轨滑动配合滑块，滑块的安装面上固定有第二滑动板，第二滑动板端面安装有第三气缸，第三气缸的活动端设有连接环，连接环的底面环形阵列有上顶杆，连接环正下方设有销轴，销轴底部连接第四气缸，销轴底部绕销轴外圈设有下顶杆，下顶杆安装于助推板表面，且下顶杆与上顶杆的数量及排布方式均相同，助推板的下表面安装有对称的伸缩气缸，伸缩气缸底部与安装座固定。压装机构用于对装入陶瓷辊的换向器进行上下冲压，对换向器的陶瓷辊进行进一步固定。装入陶瓷辊的换向器由抓取机构移送至压装机构，压装机构中的第四气缸带动销轴上升并将换向器顶住固定。此时，上顶杆与下顶杆会同时启动对换向器的铜片进行冲压，冲压完成后再由抓取机构送入下料道进行码垛。

优选的，抓取机构包括固定底座，固定底座滑动配合安装底板，安装底板表面设有凹槽，凹槽处安装有气爪，安装底板通过连接件连接第二伸缩气缸，第二伸缩气缸的缸体固定于固定底座。

优选的，机架上设有下料道，经过压装机构冲压固定的换向器通过下料道下料。

本发明装置能对换向器中的陶瓷辊进行自动进料及压装，全程无需人工操作，具体的换向器相邻的铜片组合后其相邻铜片之间会有槽口，与此相适配的，本发明传送机构中的传送带上的限位条用于对放入的换向器进行定位，传送带对换向器进行逐个输送，抓取机构将一个换向器夹至送料机构，送料机构中的固定装置进行运作，第二气缸将轴杆升起，插入换向器中部的通孔，下料装置将陶瓷辊装入出料装置，出料装置中的出料环经过旋转对准换向器，并由顶料装置对出料环内部的陶瓷辊顶入换向器中，实现初步进料，进料完成后抓取机构将换向器夹至压装机构对换向器的铜片的凹槽部位进行冲压固定。经本发明加工完成的换向器品质高，使用寿命长。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

本发明通过送料机构实现陶瓷辊自动进料，并使陶瓷辊精确的进入换向器铜片中，再由压装机构进行压装，实现自动化装配，极大的提升了生产效率，同时也保证了换向器的整体品质。

附图说明

图1为压装完成的陶瓷辊换向器的俯视图；

图2为本发明用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装的主视图；

图3为本发明传送机构的俯视图；

图4为本发明送料机构的侧视图；

图5为本发明顶料装置的结构示意图；

图6为本发明固定装置的结构示意图；

图7为本发明下料装置的俯视图；

图8为本发明下料装置的内部结构示意图；

图9为本发明出料装置的俯视图；

图10为本发明出料环的俯视图；

图11为图10的A-A剖视图；

图12为本发明压装机构的结构示意图；

图13为本发明助推板及下顶杆的俯视图；

图14为本发明抓取机构的结构示意图。

附图标记说明：1机架；2传送机构；21限位条；3送料机构；301顶料装置；302工字型底座；303滑动板；304连接板；305气缸；306工装座；307顶针；308加强板；310固定装置；311支架；312第二气缸；313杆轴；320下料装置；321 7字型支架；322出料箱；323集料盘；324料道；325出料口；326振动盘；330出料装置；331转盘；332出料环；333出料孔；334Z字型弹片；335转轴；336限位柱；4压装机构；401安装座；402第三气缸；403第二滑动板；404上顶杆；405连接环；406销轴；407下顶杆；408伸缩气缸；409第四气缸；410助推板；5下料道；6陶瓷辊；7铜片；8抓取机构；801固定底座；802第二伸缩气缸；803安装底板；804气爪；805连接件；806缓冲器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步地描述，但本发明的保护范围并不仅仅限于此。

如图1-13所示，本实施例用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装，包括机架1，机架1的上方从左至右依次设有传送机构2、送料机构3、压装机构4及下料道5，送料机构3、压装机构4的前侧设有抓取机构8，如图14所示，抓取机构8包括固定底座801，固定底座801通过导轨滑块连接安装底板803，安装底板803表面设有凹槽，凹槽处安装有气爪804，安装底板803的中部位置通过连接件805连接第二伸缩气缸802，第二伸缩气缸802的缸体固定于固定底座801的上部，第二伸缩气缸802、安装底板803一端设有缓冲器806。传送机构2由传送带及支架组成，传送带转动式的安装于支架上，传送带的中部设有凸出的限位条21。

本发明工装能对换向器中的陶瓷辊进行自动进料及压装，全程无需人工操作，换向器相邻的铜片组合后其相邻铜片之间会有槽口，与此相适配的，本发明传送机构中的传送带上的限位条用于对放入的换向器进行定位，传送带对换向器进行逐个输送；抓取机构将一个换向器夹至送料机构，送料机构中的固定装置进行运作，第二气缸将轴杆升起，插入换向器中部的通孔，下料装置将陶瓷辊装入出料装置，出料装置中的出料环经过旋转对准换向器，并由顶料装置对出料环内部的陶瓷辊顶入换向器中，实现初步进料，进料完成后抓取机构将换向器夹至压装机构对换向器的铜片的凹槽部位进行冲压固定。经本发明加工完成的换向器品质高，使用寿命长。

送料机构3包括顶料装置301、固定装置310、下料装置320及出料装置330，顶料装置301包括工字型底座302，工字型底座302的上方对称固定有两竖向且平行排布的加强板308，两加强板308的顶部横向固定有连接板304，两加强板308的竖向一边上各安装有导轨，每一导轨滑动配合两滑块，四滑块的安装面上固定安装滑动板303，滑动板303中部安装有气缸305，气缸305的输出端连接工装座306，工装座306的下部环布有顶针307。顶料装置301用于对装在出料装置330中出料环内部的陶瓷辊顶至换向器的铜片之间，顶针的数量与出料环内部装载陶瓷辊的数量及换向器所需的陶瓷辊数量相同，具体可根据实际需求进行更换。需要进料时，出料装置旋转至换向器上方，出料环也会相应对准换向器顶部，此时滑块带动滑动板及装载滑动板端面的气缸向下移动，使气缸下部的顶针对准出料环的出料孔，气缸带动顶针向下移动，直至顶针将出料环内的陶瓷辊顶入换向器的铜片之间，即完成整套动作。顶针的长度至少比出料孔的深度长，以便将陶瓷辊全部塞入换向器中。

固定装置310包括支架311，支架311固定于工字型底座302之上，支架311内中部安装有第二气缸312，支架311的顶部开设有通孔，通孔的下方对应第二气缸312的杆轴313。固定装置310用于对换向器进行固定，当抓取机构将换向器从传送机构上夹取至送料机构中的固定装置上方，固定装置中的第二气缸会带动杆轴向上伸出，并穿过支架的通孔插入换向器内部进行固定。

下料装置320位于工字型底座302的上部，且下料装置320的出料端与其下方的出料装置330相对应，下料装置320包括7字型支架321，7字型支架321横向端设有圆形的出料箱322，出料箱322底面设有振动盘326，出料箱322的内部设有集料盘323，且集料盘323位于振动盘326上方，集料盘323内放置有陶瓷辊，集料盘323外圈环布有料道324，料道324连通出料口325。下料装置320对出料装置中的出料环提供陶瓷辊，需要加陶瓷辊时出料装置的转盘转动，将需要添加陶瓷辊的出料环管转至下料装置的下方，下料装置的出料箱通过内置的振动盘进行振动，使装在集料盘中的陶瓷辊向各料道的出料口方向移动，从而通过出料口掉入出料环内，实现进料。同时下料装置与出料装置之间的间隙较小不会导致陶瓷辊在落入出料环时出现偏差。

出料装置330位于两对称的加强板308之间，且一侧与下料装置320对应，另一侧与气缸305下方的顶针307对应，出料装置330包括转盘331，转盘331的中部连接转轴一端，转轴另一端连接电机的电机轴，该电机固定安装于工字型底座302，转盘331表面均布至少4个出料环332。转盘上设置的出料环不少于4个，每个出料环每次均可实现一次出料(即陶瓷辊落入换向器中)，待一个出料环出料一次后电机带动转盘旋转90°，下一个出料环会移至相应的出料位置等待出料。

出料环332沿圆周方向形成均布的出料孔333，出料孔333的数量根据换向器所需陶瓷辊的数量相同，出料环332的内部设有Z字型弹片334，Z字型弹片334通过转轴335可转动，且Z字型弹片334的短边挡于出料孔333的底部，Z字型弹片334的长边位于出料环332的空腔内，Z字型弹片334的长边下方设有限位柱336。出料环需要进装陶瓷辊时转盘带动出料环移至下料装置下方，下料装置将陶瓷辊送入出料孔中，由于Z字型弹片的存在陶瓷辊不会直接掉出出料环，Z字型弹片的设计可承受陶瓷辊的重量，装入陶瓷辊后，等待转盘将陶瓷辊送入待装换向器顶部，陶瓷辊需要落入换向器中时顶出装置的顶针对将出料孔中的陶瓷向下顶，Z字型弹片就会被顶开，带陶瓷辊全部塞入换向器后Z字型弹片就会因一端的重量重新复位。

压装机构4包括安装座401，安装座401沿竖向的端面对称安装有导轨，每根导轨滑动配合滑块，滑块的安装面上固定安装有第二滑动板403，第二滑动板403的端面安装有第三气缸402，第三气缸402的活动端设有连接环405，连接环405的底面环形阵列设置有上顶杆404，连接环405的正下方设有销轴406，销轴406的底部连接第四气缸409，销轴406底部绕销轴406外圈设有下顶杆407，下顶杆407安装于助推板410的表面，且下顶杆407与上顶杆404的数量及排布方式均相同，助推板410的下表面安装有两对称的伸缩气缸408，伸缩气缸408的底部与安装座401固定。压装机构用于对装入陶瓷辊的换向器进行上下冲压，对换向器的陶瓷辊进行进一步固定。装入陶瓷辊的换向器由抓取机构移送至压装机构，压装机构中的第四气缸带动销轴上升并将换向器顶住固定。此时，上顶杆与下顶杆会同时启动对换向器的铜片进行冲压，冲压完成后再由抓取机构送入下料道5进行码垛。下料道5是倾斜向下的滑道。

如图1-13所示，用于陶瓷珠换向器的自动化装配工装在实际使用过程中：传送机构2中的传送带21上的限位条用于对放入的换向器进行定位，传送带21对换向器进行逐个输送，当抓取机构将换向器从传送机构2上夹取至送料机构3中的固定装置310上方，固定装置310中的第二气缸312带动杆轴313向上伸出，并穿过支架311的通孔插入换向器内部进行固定，在抓取机构与固定装置310运作的同时下料装置320与出料装置330也同时开始进料(即陶瓷辊)，出料装置330中的转盘331会进行旋转，将没有装入陶瓷辊的出料环332转至下料装置320下方，下料装置320进行振动进料，使陶瓷辊装入每个出料环332中的出料孔333内完成进料，进料完成后将装有陶瓷辊的出料环332转至换向器上方，顶料装置301开始工作，气缸305会随着加强板308降至出料环332上方，气缸305带动顶针307向下顶，直至陶瓷辊被完全装入换向器中，顶针307才会复位，转盘331会旋转90°，并等待下一个换向器，装入陶瓷辊的换向器再被夹取机构夹至压装机构4中，压装机构4中的第四气缸409带动销轴406上升并将换向器再次顶住固定。此时，上顶杆404与下顶杆407会同时启动对换向器的铜片进行冲压，冲压完成后再由抓取机构送入下料道5进行码垛。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）上依次安装有传送机构（2）、送料机构（3）及压装机构（4），所述机架（1）上还安装有抓取机构（8），抓取机构（8）将传送机构（2）上的换向器夹至送料机构（3），送料机构（3）将陶瓷辊顶入换向器后，抓取机构（8）将换向器夹至压装机构（4），压装机构（4）对换向器的铜片进行冲压固定；

所述传送机构（2）包括支架、传送带，传送带转动式的安装于支架上，传送带设有限位条（21），限位条（21）与换向器相邻的铜片之间的槽口相适配；

所述送料机构（3）包括顶料装置（301）、固定装置（310）、下料装置（320）及出料装置（330），所述顶料装置（301）包括工字型底座（302），所述工字型底座（302）的上方对称安装两加强板（308），所述加强板（308）的顶部横向固定连接板（304），所述加强板（308）的竖向端面安装导轨，导轨滑动配合滑块，滑块的安装面上固定安装滑动板（303），所述滑动板（303）安装有气缸（305），所述气缸（305）的输出端连接工装座（306），所述工装座（306）的下部环布有顶针（307）；

所述固定装置（310）包括支架（311），所述支架（311）固定于工字型底座（302）之上，所述支架（311）安装有第二气缸（312），所述支架（311）的顶部开设有通孔，通孔下方对应第二气缸（312）的杆轴（313）；

所述下料装置（320）位于工字型底座（302）的上部，且下料装置（320）的出料端与其下方的出料装置（330）相对应，所述下料装置（320）包括7字型支架（321），所述7字型支架（321）横向端设有圆形的出料箱（322），所述出料箱（322）底面设有振动盘（326），所述出料箱（322）内部设有集料盘（323），且集料盘（323）位于振动盘（326）上方，所述集料盘（323）内放置有陶瓷辊，所述集料盘（323）外圈环布有料道（324），所述料道（324）连通出料口（325）；

所述出料装置（330）位于两对称的加强板（308）之间，且一侧与下料装置（320）对应，另一侧与气缸（305）下方的顶针（307）对应，所述出料装置（330）包括转盘（331），所述转盘（331）连接转轴一端，转轴另一端连接电机的电机轴，该电机固定于工字型底座（302），所述转盘（331）表面均布至少4个出料环（332）；

所述出料环（332）沿圆周方向形成均布的出料孔（333），所述出料孔（333）的数量根据换向器所需陶瓷辊的数量相同，所述出料环（332）的内部设有Z字型弹片（334），所述Z字型弹片（334）通过转轴（335）转动式装配，且Z字型弹片（334）的短边挡于出料孔（333）的底部，Z字型弹片（334）的长边位于出料环（332）的空腔内，所述Z字型弹片（334）的长边下方设有限位柱（336）。

2.根据权利要求1所述的用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装，其特征在于：所述压装机构（4）包括安装座（401），所述安装座（401）对称安装有导轨，每根导轨滑动配合滑块，滑块的安装面上固定有第二滑动板（403），所述第二滑动板（403）端面安装有第三气缸（402），所述第三气缸（402）的活动端设有连接环（405），所述连接环（405）的底面环形阵列有上顶杆（404），所述连接环（405）正下方设有销轴（406），所述销轴（406）底部连接第四气缸（409），所述销轴（406）底部绕销轴（406）外圈设有下顶杆（407），所述下顶杆（407）安装于助推板（410）表面，且下顶杆（407）与上顶杆（404）的数量及排布方式均相同，所述助推板（410）的下表面安装有对称的伸缩气缸（408），所述伸缩气缸（408）底部与安装座（401）固定。

3.根据权利要求1所述的用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装，其特征在于：所述抓取机构（8）包括固定底座（801），固定底座（801）滑动配合安装底板（803），安装底板（803）表面设有凹槽，凹槽处安装有气爪（804），安装底板（803）通过连接件（805）连接第二伸缩气缸（802），第二伸缩气缸（802）的缸体固定于固定底座（801）。

4.根据权利要求1所述的用于陶瓷辊换向器的自动化装配工装，其特征在于：所述机架（1）上设有下料道（5），经过压装机构（4）冲压固定的换向器通过下料道（5）下料。