专利名称：五轴自动顺序循环生产线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种五轴自动顺序循环生产线。它特别适合于生产有 角度要求的毛刷(非平面毛刷)的生产。
背景技术：
在中国现有的毛刷生产设备要生产毛刷，生产的工序比较复杂， 需要在各种单一的设备上逐一进行。例如生产圆棍刷，首先需要把刷 柄放在钻孔纟几上钻孔，然后在植毛机上植毛，接着在剪毛机上剪毛和 打花，或磨毛(包括粗磨和精磨)等。用这种方式生产毛刷工效低.工 人的劳动强度大，因此影响毛刷质量的因素较多，毛刷的质量及生产 效率还有4艮大的改善空间。我公司在此基础上开发了 一种平面毛刷的
自动顺序循环生产线(ZL200420111060. 2 ),它可自动生产牙刷等平 面刷。但是随着利 忮的发展，人们开始要求开发一种可生产有角度的 毛刷的生产^/L。目前，世界上还没有可生产变角度毛刷的生产线，如 圓棍毛刷、吸尘刷、扫把刷等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种五轴自动顺序循环生产线。采用本生 产线能够将有角度要求的毛刷生产的相关工序一次完成。
本发明的目的是通过如下措施来达到的五轴自动顺序循环生产线，它包括机身，用于顺序循环生产线的输送装置，位于输送装置上 端的钻孔机和植毛机，位于输送装置下端的剪毛机和磨毛机，其特征 在于它还包括与每一个剪毛机、磨毛机、钻孔机及植毛机相匹配可自 锁、并可作圓周运动的夹具工作台， 一个含四条工作轴的钻孔工作台， 所述的四条轴为水平左右运动的X轴，水平前后运动的Y轴，垂直上
下运动的H轴和绕X轴摆动的S轴，钻孔机位于S轴上。 在上述技术方案中，所述一个钻孔机匹配两个才直毛机。 在上述技术方案中，所述可作圓周运动的夹具工作台包括夹持刷 柄的部件和与夹持刷柄的部件可分离的旋转传动部件。
在上述技术方案中，所述夹持刷柄的部件包括平台、位于平台两 端的轴承座、安装在轴承座上的伸缩杆和旋转轴，滑动环通过套装有 弹簧的导柱安装在轴承座上、滑动环上有准位销、准位环穿过滑动环 固定在旋转轴上、准位环上的准位槽与准位销匹配，所述可分离的旋 转传动部件包括电机、连接环安装在电机上、电机通过法兰盘安装在 可前后移动的滑板上，连接环上有定位销，定位销与准位环上的定位 孑L匹配。
在上述技术方案中，所述水平前后运动的Y轴位于水平左右运动 的X轴和垂直上下运动的H轴之间，垂直上下运动的H轴在水平前后 运动的Y轴的上方，绕X轴摆动的S轴位于垂直上下运动的H轴上方。
在上述技术方案中，所述绕X轴摆动的S轴包括可带动钻孔轴上 下运动的机构、可带动钻孔轴绕X轴摆动的机构、可带动钻孔轴作旋 转运动的电^/L。在上述技术方案中，所述可带动钻孔轴上下运动的机构4 A包括 电机、连接电机的连杆、连杆与联轴器滑动连接、固定在支座上的偏 心轮、限制偏心4仑运动范围的限位块、限位块与固定滑轨的固定板连 接，滑槽与滑轨活动连接、钻孔轴固定在固定板上。
在上述技术方案中，所述可带动钻孔轴绕x轴摆动的机构包括电
机、与电机连接的丝杆、连接丝杆的丝杆座、丝杆座与导轨活动连接、 连接臂的一端安装在丝杆座的轴上、连接臂的别一端安装在摆臂的连 接轴上、摆臂的支撑轴安装在支板上、摆臂与滑槽固定连接。
本发明五轴自动顺序循环生产线具有如下优点①.整条生产线 可完成有角度的毛刷从钻孔.植毛.磨毛.剪毛等工艺的全部循环操 作，工作效率大大提高。②.整条生产线全部实现自动控制(可由软 件来完成)，产品的质量受人的因素的影响减少，产品的质量和精度 有了较大的提高。③.在植毛机达到极限速度的情况下，通过提高钻 孔机的速度，并多配制植毛机来提高工作效率(如一台钻孔机配二台 植毛机)。④.每一个剪毛机、磨毛机、钻孔机及植毛机(以下简称 工作机构)都匹配有可自锁、也可作圆周运动的夹具工作台，使工作 机构在工作时夹具工作台自锁夹具，也可旋转。当工作完成需到下一 个工作位时，夹具工作台分离，使夹具在输送装置上移动，从而实现 顺序循环。 .钻孔工作台配有四个轴，可提供前后、左右、上下及 摆动运动，从而满足钻孔工作台的多角度的钻孔需要。
需要说明的是本发明五轴自动顺序循环生产线可根据需要做成 包括钻孔、植毛的生产线；也可做成钻孔、植毛、磨毛、剪毛等的生产线，或者再根据实际的需要(如精度的要求较高时)增加其它的现
有生产设备。
图1为本发明的结构总装图(图中箭头方向为输送装置运动的方向)。
图2为钻孔工作台上的X轴Y轴的结构分解图(现有技术)。 图3为钻孔工作台上的H轴的结构分解图(现有技术)。 图4. 1为可带动钻孔轴上下运动的机构结构分解图。 图4. 2为可带动钻孔轴绕X轴摆动的机构结构分解图。 图4. 3为可带动钻孔轴作旋转运动的结构分解图。 图5为夹具工作台的结构分解图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，^旦它们并不构成对本 发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加 清楚和容易理解。
参阅附图可知本发明五轴自动顺序循环生产线，它包括机身1, 用于顺序循环生产线的输送装置6，位于输送装置6上端的钻孔机4 和植毛机10，位于输送装置6下端的剪毛机7和磨毛机8，它还包括 与每一个剪毛机7、磨毛机8、钻孔机4及植毛机10相匹配可自锁、 并可作圓周运动的夹具工作台5 , —个含四条工作轴的钻孔工作台 9,所述的四条轴为水平左右运动的X轴，水平前后运动的Y轴，垂直上下运动的H轴和绕X轴摆动的S轴，钻孔机4位于S轴上(如图
1、图2、图3所示)。
一个钻孔才几4匹配两个植毛机10 (植毛才几有三条轴，水平左右运 动的X轴，水平前后运动的Y轴，垂直上下运动的H轴)，因植毛过 程相对于钻孔过程复杂，在植毛机达到极限速度的情况下，通过提高 钻孔机的速度，并多配制植毛机可提高工作效率(如一 台钻孔^几配二 台植毛机，如图1所示)。
可作圓周运动的夹具工作台5包括夹持刷柄的部件51和与夹持 刷柄的部件51可分离的旋转传动部件52。夹持刷柄的部件51包括 平台510、位于平台510两端的轴承座511、安装在轴承座511上的 伸缩杆512和旋转轴513,滑动环514通过套装有弹簧的导柱515安 装在轴岸〈座511上、滑动环514上有准位销516、准位环517穿过滑 动环514固定在旋转轴513上、准位环517上的准位槽518与准位销 516匹配，所述可分离的旋转传动部件52包括电机520、连接环521 安装在电机520上、电机520通过法兰盘522安装在可前后移动的滑 板523上，连接环521上有定位销524,定位销524与准位环517上 的定位孔519匹配(如图5所示)。
水平前后运动的Y轴位于水平左右运动的X轴和垂直上下运动的 H轴之间，垂直上下运动的H轴在水平前后运动的Y轴的上方，绕X 轴摆动的S轴位于垂直上下运动的H轴上方(如图2、图3所示)，
在图2、图3中分别是通过一个电机带动电机丝杆形成上下运动 (H轴)、左右运动(X轴)和前后运动(Y轴)，这部分为现有技术，在些不再描述。
绕X轴摆动的S轴包括可带动钻孔轴上下运动的机构4 A、可带 动钻孔轴绕X轴摆动的机构4 B 、可带动钻孔轴作旋转运动的电机4 C。可带动钻孔轴上下运动的机构4 A包括电机4 A0 、连接电机4A 0的连杆4 A 1 、连杆4 A 1与联轴器滑动连接、固定在支座上的偏心 專仑4 A 2 、卩艮制偏心寿仑4 A 2运动范围的限^J夹4 A 3 、限4立块4 A 3与 固定滑轨的固定板4 A6连接，滑槽4 A5与滑轨4 A4活动连接、钻 孔轴固定在固定板4 A 6上。可带动钻孔轴绕X轴摆动的机构4 B包 括电机4B0、与电4几连接的丝杆4B1、连接丝杆4B1的丝杆座4B2、 丝杆座4 B2与导^L活动连接、连接臂4 B7的一端安装在丝杆座4 B2 的轴上、连接臂4B7的别一端安装在摆臂4B3的连接轴4B4上、摆 臂4 B3的支撑轴4 B5安装在支板4B6上、摆臂4 B3与滑槽4 A 5固 定连接(如图4. 1、图4. 2、图4. 3所示)。
本发明的控制部分均由自动编程控制器控制。
下面结合
各部分的工作情况
在图2、图3中分别是通过一个电机带动电机丝杆形成上下运动 (H轴)、左右运动(X轴)和前后运动(Y轴)，从而带动钻孔工作 台9作上下运动、左右运动和前后运动。
工作时，可带动钻孔轴上下运动的机构4 A中的电机4A0旋转带 动连杆4A1及偏心4仑4A2转动，从而带动限位块4A3和固定板"6， 使滑轨4A5沿滑槽4A5上下运动，并使钻孔轴上下运动。可带动钻孔轴绕X轴摆动的机构4 B中电机4 B 0旋转带动丝杆4B1 旋转，丝杆座4B2即沿导轨作横向运动，通过连接臂4B7，带动摆臂 4B3绕支撑轴4B5旋转，完成S轴摆角。
可带动钻孔轴作旋转运动的电机4C中电机4C0带动皮带轮4 Cl转动，并带动皮带4 C2转动，通过皮带4 C2带动钻孔轴4 C7旋转。
可作圓周运动的夹具工作台5包括夹持刷柄的部件51和与夹持 刷柄的部件51可分离的旋转传动部件52。
工作时，气缸(附图中未标出)带动滑板523向前运动，连接环 521上的定位销524通过准位环517上的定位孔519推动滑动环514 沿导柱515 (导柱是固定不动的)向前运动，滑动环514上的准位销 516脱离准位环517上的准位槽518，从而完成自锁机构的脱离，使 电机520能带动夹持刷柄的部件5 1旋转。电机520旋转带动连接环 521、准位环517、旋转轴513转动，完成Z轴(绕Y旋转的轴)摆 角。Z轴摆角完成后，电机52Q停转，滑板523、连接环521向后运 动，连接环521上的定位销524从准位环517上的定位孔退出，滑动 环514在弹簧的作用下向后运动，滑动环上的514上的准位销516落 在准位环517上的准位槽518内，则准位环517.旋转轴513被P艮制 运动，完成自锁定4立。
下面结合附图来说明本发明的工作情况
工作时，输送装置6作自动顺序循环运动，含四个轴的钻孔工作台9和匹配的夹具工作台5配合工作，电机520旋转带动连接环521、 准位环517、旋转轴513转动，即可与钻孔工作台9上的X轴、Y轴、 H轴、S轴组成单轴.多轴或五轴联动配合钻孔头完成钻孔。
钻孔完毕后，电机520停转，滑板523,连接环521向后运动， 连接环521上的定位销524从准位环517上的定位孔退出，滑动环在 514弹簧的作用下向后运动.滑动环上的514上的准位销516落在准 位环517上的准位槽518内，则准位环517.旋转轴513 ;陂限制运动， 完成定位。
与此同时，冲直毛才几IO、磨毛才几8、剪毛4几7与匹配的夹具工作台 5配合，根据同样的原理完成植毛、磨毛和剪毛等工作，成品自动脱 落，刷柄自动上夹，如此自动顺序循环工作。
需要说明的是对于所属领域的技术人员来说，在不违背本发明 原理的情况下，对于本发明所作出的简单的改进和变形，或采用公知 的等同的技术方案，这同样属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 五轴自动顺序循环生产线，它包括机身(1)，用于顺序循环生产线的输送装置(6)，位于输送装置(6)上端的钻孔机(4)和植毛机(10)，位于输送装置(6)下端的剪毛机(7)和磨毛机(8)，其特征在于它还包括与每一个剪毛机(7)、磨毛机(8)、钻孔机(4)及植毛机(10)相匹配可自锁、并可作圆周运动的夹具工作台(5)，一个含四条工作轴的钻孔工作台(9)，所述的四条轴为水平左右运动的X轴，水平前后运动的Y轴，垂直上下运动的H轴和绕X轴摆动的S轴，钻孔机(4)位于S轴上。
2. 根据权利要求1所述的五轴自动顺序循环生产线，其特征在 于所述一个钻孔才几(4)匹配两个植毛机(IO)。
3. 根据权利要求1所述的五轴自动顺序循环生产线，其特征在 于在所述可作圓周运动的夹具工作台(5)包括夹持刷柄的部件(51)和 与夹持刷柄的部件(51)可分离的旋转传动部件(52)。
4. 根据权利要求3所述的五轴自动顺序循环生产线，其特征在 于在所述夹持刷柄的部件(5 1)包括平台(5 10)、位于平台(5 1 0)两端的轴承座(5 1 1)、安装在轴承座(5 1 1)上的伸缩杆(5 1 2)和旋转轴(5 1 3),滑动环(5 1 4)通过套装有弹簧的导柱(5 1 5)安装在轴承座(5 1 1)上、滑动环(5 1 4)上有准位销(5 16)、准位环(5 1 7)穿过滑动环(5 1 4)固定在旋转轴(5 1 3)上、准位 环(5 1 7)上的准位槽(5 1 8)与准位销(5 1 6)匹配，所述可分离 的旋转传动部件(5 2)包括电机(5 2 0 )、连接环(5 2 l)安装在电机(5 2 O)上、电才/L( 5 2 0 )通过法兰盘(5 2 2 )安装在可前后移动 的滑板(5 2 3 )上，连接环(521)上有定位销(5 2 4 ),定位销(5 2 4)与准位环(5 1 7)上的定位孔(5 1 9)匹配。
5. 根据权利要求1所述的五轴自动顺序循环生产线，其特征在 于在所述水平前后运动的Y轴位于水平左右运动的X轴和垂直上下运 动的H轴之间，垂直上下运动的H轴在水平前后运动的Y轴的上方， 绕X轴摆动的S轴位于垂直上下运动的H轴上方。
6. 根据权利要求1或5所述的五轴自动顺序循环生产线，其特 征在于在所述绕X轴摆动的S轴包括可带动钻孔轴上下运动的机构 (4 A)、可带动钻孔轴绕X轴摆动的机构(4 B)、可带动钻孔轴作旋转 运动的电机(4 C)。
7. 根据权利要求6所述的五轴自动顺序循环生产线，其特征在电机(4 A 0 )的连杆(4 A 1 )、连杆(4 A 1 )与联轴器(4 A7)滑动连接、 固定在支座上的偏心轮(4 A 2 )、限制偏心轮(4 A 2 )运动范围的限位 块(4A3)、限位块(4 A3)与固定滑轨的固定板(4 A6)连接，滑槽 (4 A5)与滑轨(4 A4)活动连接、钻孔轴(4A8)固定在固定板(4 A6)上。
8. 根据权利要求6所述的五轴自动顺序循环生产线，其特征在 于所述可带动钻孔轴绕X轴摆动的机构(4 B)包括电机(4 BO)、与电 机连接的丝杆(4B1)、连接丝杆(4B1)的丝杆座(4B2)、丝杆座(4 B2)与导轨活动连接、连接臂(4 B7)的一端安装在丝杆座(4 B2)的轴上、连接臂(4 B7)的别一端安装在摆臂(4 B3)的连接轴(4 B4)上、摆 臂(4 B3)的支撑轴(4 B5)安装在支板(4B6)上、摆臂(4 B"与滑槽(4A 5)固定连接。
全文摘要
五轴自动顺序循环生产线，它包括机身(1)，用于顺序循环生产线的输送装置(6)，位于输送装置(6)上端的钻孔机(4)和植毛机(10)，位于输送装置(6)下端的剪毛机(7)和磨毛机(8)，它还包括与每一个剪毛机(7)、磨毛机(8)、钻孔机(4)及植毛机(10)相匹配可自锁、并可作圆周运动的夹具工作台(5)，一个含四条工作轴的钻孔工作台(9)。本发明克服了目前还没有可生产变角度毛刷的生产线等缺点。本发明可自动生产，效率大大提高，降低了工人劳动强度，产品质量大大提高。
文档编号A46D3/06GK101416822SQ20081023665
公开日2009年4月29日 申请日期2008年12月4日 优先权日2008年12月4日
发明者陈永治 申请人:湖北智丰数控机械有限公司