一种碳刷装配装置的制作方法

本发明涉及碳刷加工技术领域，尤其是指一种碳刷装配装置。

背景技术：

碳刷也叫电刷，作为一种滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用。碳刷是电动机、发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的装置，它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般呈方块状，卡在金属支架上，碳刷通常包括碳刷保护壳以及置放在碳刷保护壳内的碳刷本体，碳刷本体与弹簧相连，弹簧将碳刷本体紧压在电机的转轴上，当电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈。现有电机中的碳刷组装焊接一般由人工完成，即人工完成碳刷保护壳、弹簧和碳刷本体组装，组装完成后再进行人工点焊，因此，需要耗费较多人力，不但人工劳动强度高，而且对员工的熟练度要求也较高，新员工需经较长时间培训，才能满足工艺节拍要求，因此，现有的人工装配方式，由于需耗费大量人力且装配效率较低，无法满足生产需求。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中碳刷装配需耗费大量人力且装配效率低的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种碳刷装配装置，所述碳刷包括保护壳，所述保护壳内连接有弹簧和碳刷本体，所述碳刷本体上设置有碳刷引线，其特征在于：该装配装置包括定位工装和碳刷本体上料装置，所述定位工装上连接有真空管，所述碳刷本体上料装置包括碳刷本体出料装置、移载装置和第一捋线装置，所述碳刷本体出料装置用于输出碳刷本体，所述移载装置用于抓取所述碳刷本体出料装置所输出的碳刷本体并移动至所述定位工装处，所述第一捋线装置用于将移载装置所抓取的碳刷本体的碳刷引线捋直，所述真空管用于吸附碳刷引线进入真空管内。

在本发明的一个实施例中，碳刷装配装置还包括机架，所述机架上可旋转地连接有旋转平台，所述机架上围绕所述旋转平台还依次连接有保护壳上料装置、弹簧上料装置、碳刷本体上料装置和焊接装置，所述定位工装连接在所述旋转平台上。

在本发明的一个实施例中，所述第一捋线装置包括第一捋线气缸，所述第一捋线气缸包括第一缸体，所述第一缸体上连接有可相向运动的第一捋线夹爪和第二捋线夹爪，所述第一捋线夹爪和第二捋线夹爪上均设置有卡槽，所述第一捋线夹爪和第二捋线夹爪的卡槽之间形成第一捋线槽，所述第一缸体由第一水平推移气缸驱动进行水平运动，所述第一水平推移气缸由第一升降气缸驱动进行升降运动，所述第一升降气缸连接在所述机架上。

在本发明的一个实施例中，所述弹簧上料装置包括机械臂，所述机械臂上连接有气动夹爪，所述气动夹爪包括缸体，所述缸体上连接有可相向运动的第一取料夹爪和第二取料夹爪，所述缸体上还连接有导向柱，所述导向柱位于所述第一取料夹爪和第二取料夹爪之间。

在本发明的一个实施例中，所述导向柱上远离所述缸体的一端呈锥形。

在本发明的一个实施例中，所述焊接装置包括电焊机，所述电焊机包括正极接头和负极接头，所述正极接头和负极接头之间形成焊接空间，所述负极接头处设置有用于支撑碳刷引线的v形线槽，所述负极接头由第二升降气缸驱动升降，所述负极接头上方设置有第二捋线装置。

在本发明的一个实施例中，所述第二捋线装置包括第二捋线气缸，所述第二捋线气缸包括第二缸体，所述第二缸体上连接有可相向运动的第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件和第二夹持件上均设置有开口槽，所述第一夹持件和第二夹持件的开口槽之间形成第二捋线槽，所述第二缸体由第二水平推移气缸驱动进行水平运动。

在本发明的一个实施例中，所述焊接装置还包括用于将碳刷输送至所述焊接空间的滑动气缸，所述滑动气缸的一侧设置有成品推料装置，另一侧设置有限位气缸，所述限位气缸和限位挡板相连接，所述限位气缸用于驱动限位挡板伸出而使得所述限位挡板抵顶在所述碳刷本体上。

在本发明的一个实施例中，碳刷装配装置还包括弹簧料盒，所述弹簧料盒包括旋转底板，所述旋转底板通过旋转气缸和所述机架相连接，所述旋转底板一侧连接有第一盒体，另一侧连接有第二盒体。

在本发明的一个实施例中，所述定位工装包括底座，所述底座和所述旋转平台相连接，所述真空管连接在所述底座上，所述底座上连接有第一导向件和第二导向件，所述真空管位于所述第一导向件和第二导向件之间，所述第一导向件和第二导向件均用于插接在所述保护壳的内部。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的碳刷装配装置，能够实现碳刷的自动化装配，提高了装配效率和产能，大大降低了人工劳动强度，节约了人力。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的碳刷装配装置的结构示意图；

图2是图1中碳刷装配装置的俯视图；

图3是图1中碳刷本体上料装置的使用示意图(去除碳刷本体出料装置)；

图4是图3中碳刷本体上料装置中第一捋线装置的结构示意图；

图5是图3中定位工装的结构示意图；

图6是图1中弹簧上料装置的结构示意图；

图7是图1中弹簧料盒的结构示意图；

图8是图1中焊接装置的结构示意图；

图9是图8中m处的局部放大示意图；

图10是图9中第二捋线气缸的结构示意图；

说明书附图标记说明：

1、机架；

2、旋转平台；

3、保护壳上料装置；

4、弹簧上料装置；41、机械臂；42、气动夹爪；421、缸体；422、第一取料夹爪；423、第二取料夹爪；424、导向柱；

5、碳刷本体上料装置；51、碳刷本体出料装置；52、移载装置；53、第一捋线装置；531、第一捋线气缸；5311、第一缸体；5312、第一捋线夹爪；5313、第二捋线夹爪；5314、卡槽；5315、第一捋线槽；532、第一水平推移气缸；533、第一升降气缸；

6、焊接装置；61、电焊机；611、正极接头；612、负极接头；6121、v形线槽；62、第二捋线装置；621、第二捋线气缸；6211、第二缸体；6212、第一夹持件；6213、第二夹持件；6214、开口槽；6215、第二捋线槽；622、第二水平推移气缸；63、滑动气缸；64、成品推料装置；65、限位气缸；66、限位挡板；67、定位载具；671、定位槽；68、成品箱；69、第二升降气缸；

7、弹簧料盒；71、旋转底板；72、旋转气缸；73、第一盒体；74、第二盒体；

8、碳刷；81、保护壳；82、弹簧；83、碳刷本体；84、碳刷引线；

9、定位工装；91、真空管；92、底座；93、安装孔；94、第一导向件；95、第二导向件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1-图3所示，本发明公开了一种碳刷装配装置，碳刷8包括保护壳81，保护壳81内连接有弹簧82和碳刷本体83，碳刷本体83上设置有碳刷引线84；使用时，利用弹簧82将碳刷本体83紧压在电机转轴上，使得电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈。

请结合参考图1、图2以及图3所示，碳刷装配装置包括机架1，机架1上可旋转地连接有旋转平台2，机架1上围绕旋转平台2的四周还依次连接有保护壳上料装置3、弹簧上料装置4、碳刷本体上料装置5和焊接装置6，其中，保护壳上料装置3用于对保护壳81进行上料，弹簧上料装置4用于对弹簧82进行上料，碳刷本体上料装置5用于对碳刷本体83进行上料，焊接装置6用于对组装好的碳刷8进行焊接；

旋转平台2上连接有定位工装9，以用于碳刷各部件的组装定位，定位工装9上连接有真空管91，碳刷本体上料装置5包括碳刷本体出料装置51、移载装置52和第一捋线装置53，碳刷本体出料装置51用于输出碳刷本体83，移载装置52用于抓取碳刷本体出料装置51所输出的碳刷本体83并将其移动至定位工装9处，第一捋线装置53用于将移载装置52所抓取的碳刷本体83的碳刷引线84捋直，真空管91用于吸附碳刷引线84进入真空管91内。

在碳刷成品中，碳刷引线84是应位于弹簧82内部的，但是由于碳刷引线84是柔软易弯曲的，不易实现装配，为实现碳刷引线84的自动化装配，上述结构设计了第一捋线装置53和真空管91，通过第一捋线装置53可以捋直碳刷引线84，从而能够顺利地将碳刷引线84引入真空管91中，由于碳刷各部件在定位工装9上组装时，弹簧82是套设在真空管91上的，通过将碳刷引线84引入真空管91，就可以使得碳刷引线84位于弹簧82内部。

上述结构，通过旋转平台2的旋转，可以将定位工装9依次旋转至各上料位，完成各部件的组装，组装完成后再在焊接装置6处完成相应对接部位的焊接，焊接完成后送入成品箱68，整个过程具有较高的自动化程度，大大提高了碳刷8的装配效率。

在其中一个实施方式中，碳刷本体出料装置51采用双振动盘出料装置。

在其中一个实施方式中，参阅图3-图4，第一捋线装置53包括第一捋线气缸531，第一捋线气缸531包括第一缸体5311，第一缸体5311上连接有可相向运动的第一捋线夹爪5312和第二捋线夹爪5313，第一捋线夹爪5312和第二捋线夹爪5313上均设置有卡槽5314，第一捋线夹爪5312的卡槽5314和第二捋线夹爪5313的卡槽5314之间形成第一捋线槽5315，用于捋直碳刷引线84，第一缸体5311由第一水平推移气缸532驱动进行水平运动，第一水平推移气缸532由第一升降气缸533驱动进行升降运动，第一升降气缸533连接在机架1上。

上述第一捋线装置53使用时，由第一水平推移气缸532驱动第一捋线气缸531整体进行水平运动，直至移载装置52所抓取的碳刷本体83上的碳刷引线84进入第一捋线槽5315中，然后驱动第一捋线夹爪5312和第二捋线夹爪5313相对运动而闭合，从而使得第一捋线槽5315夹持住碳刷引线84，接着，利用第一升降气缸533驱动第一水平推移气缸532进行下降，也即带动第一捋线槽5315下降，从而捋直碳刷引线84。

进一步地，第一捋线夹爪5312和第二捋线夹爪5313上均可设置有两个卡槽5314，以使得第一捋线夹爪5312和第二捋线夹爪5313之间可形成两个第一捋线槽5315，以同时实现两个碳刷8上碳刷引线84的捋直，提高加工效率。

进一步地，卡槽5314为v形槽。

在其中一个实施方式中，移载装置52包括气动夹爪，以快速准确地抓取碳刷本体83。

在其中一个实施方式中，保护壳上料装置3包括单振动盘出料装置和移载装置52，单振动盘出料装置用于输出保护壳至移载装置52处，移载装置52用于抓取保护壳81，并将保护壳81置于定位工装9上。

在其中一个实施方式中，参阅图6，弹簧上料装置4包括机械臂41，机械臂41上连接有气动夹爪42，气动夹爪42包括缸体421，缸体421上连接有可相向运动的第一取料夹爪422和第二取料夹爪423，缸体421上还连接有导向柱424，导向柱424位于第一取料夹爪422和第二取料夹爪423之间。

弹簧上料装置4在使用时，先驱动第一取料夹爪422和第二取料夹爪423之间呈现张开状态，使得导向柱424插入弹簧料盒7中的弹簧82内部（插入深度可小于弹簧82长度，可只插入弹簧82顶端），以对弹簧82起到导向定位作用，避免弹簧82偏移，然后再驱动第一取料夹爪422和第二取料夹爪423闭合而夹住弹簧82，夹住后，由机械臂41将弹簧82移动至定位工装9上方，然后将弹簧82套设在定位工装9处的真空管91上，然后，松开第一取料夹爪422和第二取料夹爪423即可。

由于弹簧料盒7高度低，弹簧82长度较长，弹簧82上部易出现弯曲而绞在一起情况，通过导向柱424可对弹簧82起到定位导向作用，从而有效避免弹簧82铰在一起的现象，避免弹簧82出现偏移而导致装配不上的问题。

在其中一个实施方式中，导向柱424上远离缸体421的一端呈锥形，以更利于导向柱424插入弹簧82内部。

在其中一个实施方式中，参阅图8-图10，焊接装置6包括电焊机61，电焊机61用于完成碳刷引线84和保护壳81的焊接。电焊机61包括正极接头611和负极接头612，正极接头611和负极接头612之间形成焊接空间，负极接头612处设置有用于支撑碳刷引线84的v形线槽6121，以对碳刷引线84起到较好的支撑作用，防止碳刷引线84折弯，利用后续焊接进行，负极接头612由第二升降气缸69驱动升降，负极接头612上方设置有第二捋线装置62。

上述焊接装置6在进行焊接前，需先利用第二捋线装置62将碳刷引线84捋直，以保证后续焊接的顺利进行，碳刷引线84捋直后，由第二升降气缸69驱动负极接头612上升，直至v形线槽6121支撑顶住碳刷引线84。

在其中一个实施方式中，第二捋线装置62包括第二捋线气缸621，参阅图10，第二捋线气缸621包括第二缸体6211，第二缸体6211上连接有可相向运动的第一夹持件6212和第二夹持件6213，第一夹持件6212和第二夹持件6213上均设置有开口槽6214，第一夹持件6212和第二夹持件6213的开口槽6214之间形成第二捋线槽6215，第二缸体6211由第二水平推移气缸622驱动进行水平运动。

上述第二捋线装置62使用时，由第二水平推移气缸622驱动第二捋线气缸621整体进行水平运动，直至碳刷本体83上的碳刷引线84进入第二捋线槽6215中，然后驱动第一夹持件6212和第二夹持件6213相对运动而闭合，从而使得第二捋线槽6215夹持住碳刷引线84，接着，利用第二水平推移气缸622驱动第二捋线气缸621整体进行后退，从而捋直碳刷引线84，此时碳刷8内弹簧82处于压缩状态，碳刷引线84捋直后，使得负极接头612上升，使得v形线槽6121支撑住碳刷引线84，然后驱动第一夹持件6212和第二夹持件6213松开即可。

进一步地，开口槽6214为v形槽。

在其中一个实施方式中，焊接装置6还包括用于将碳刷8输送至焊接空间的滑动气缸63，滑动气缸63的缸体可滑移，碳刷8置于缸体上后可随缸体一起移动，滑动气缸63的一侧设置有成品推料装置64，另一侧设置有限位气缸65，限位气缸65和限位挡板66相连接，限位气缸65用于驱动限位挡板66伸出而使得限位挡板66的侧面抵顶在碳刷本体83上，以防止保护壳81内部的弹簧82弹出。

其中，成品推料装置64用于将焊接完毕的碳刷8从滑动气缸63上推出，使其落入成品箱68中。在碳刷8完成焊接后，使得限位气缸65驱动限位挡板66缩回，并利用滑动气缸63将碳刷成品输送至成品推料装置64处，然后由成品推料装置64推出碳刷8至成品箱68中。

其中，成品推料装置64可采用气动推杆。

在其中一个实施方式中，滑动气缸63上还连接有定位载具67，滑动气缸63用于驱动定位载具67移动，定位载具67上设置有用于放置碳刷8的定位槽671，定位槽671的形状可与碳刷8的整体形状相适应。

在其中一个实施方式中，碳刷装配装置还包括弹簧料盒7，弹簧上料装置4从弹簧料盒7中取用弹簧82，参阅图7，弹簧料盒7包括旋转底板71，旋转底板71通过旋转气缸72和机架1相连接，旋转底板71一侧连接有第一盒体73，另一侧连接有第二盒体74，第一盒体73和第二盒体74均用于盛放弹簧82。该结构可通过旋转底板71的旋转实现第一盒体73和第二盒体74的切换，当第一盒体73中的弹簧82取用完毕后，可直接将盛满弹簧82的第二盒体74旋转至上料工位，从而保证补料过程中设备正常运行，提升产能。

在其中一个实施方式中，参阅图5，定位工装9包括底座92，底座92和旋转平台2相连接，真空管91连接在底座92上，底座92上连接有第一导向件94和第二导向件95，底座92上还设置有用于安装真空管91的安装孔93，该安装孔93位于第一导向件94和第二导向件95之间，以使得真空管91位于第一导向件和第二导向件95之间，第一导向件94和第二导向件95均用于插接在保护壳81的内部，以实现保护壳81的定位，且便于碳刷各部件组装完成后，整体碳刷8的取出，取出时，只需由机器人抓取保护壳81上移，即可使得碳刷整体和定位工装9脱离。

在其中一个实施方式中，焊接装置6处还设置有机械臂41，用于将定位工装9上组装完成的碳刷8抓取至焊接装置6。现有技术中可实现上述功能的搬运机器人都可以作为上述机械臂41使用。

在其中一个实施方式中，可设置至少两个焊接装置6，以同时实现多个碳刷8的同时焊接，提升加工效率。

本实施例的碳刷装配装置的使用方法为：转动旋转平台2，使得旋转平台2上的定位工装9旋转至保护壳上料装置3处，由保护壳上料装置3将保护壳81运至定位工装9上，使得保护壳81套在定位工装9上，并使得真空管91位于保护壳81的内部，例如，可利用保护壳上料装置3处的移载装置将保护壳81套在定位工装9上，接着，转动旋转平台2，使得定位工装9旋转至弹簧上料装置4处，由弹簧上料装置4将弹簧82置于定位工装9上的保护壳81内，接着，再将定位工装9旋转至碳刷本体上料装置5处，由该处的移载装置52抓取碳刷本体出料装置51所输出的碳刷本体83，由第一捋线装置53将碳刷本体83上的碳刷引线84捋直后，利用定位工装9上的真空管91吸附碳刷引线84进入真空管91内，从而使得碳刷引线84进入弹簧82内部，然后向下移动移载装置52并松开，使得碳刷本体83安装在保护壳81上，从而完成碳刷8的各部件的组装，然后再将组装完毕的碳刷8从定位工装9上取下并移动至焊接装置6处，由焊接装置6完成碳刷引线84和保护壳81的焊接，焊接完成后即为碳刷成品，将碳刷成品推至成品箱68中完成下料。旋转平台2上设置有多个定位工装9，重复上述过程，可连续实现下一碳刷8的装配。

本实施例的碳刷装配装置，通过保护壳上料装置3、弹簧上料装置4、碳刷本体上料装置5和焊接装置6的配合，能够实现碳刷的自动化装配，提高了装配效率和产能，大大降低了人工劳动强度，节约了大量人力，安全程度高，且便于操作，降低了人工操作难度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。