本发明涉及一种铆接设备，特别涉及一种汽车起动机内电刷架底板与绝缘板自动铆接设备。
背景技术：
目前，汽车起动机的电刷架是由刷盒、绝缘板、底板、碳刷和弹簧等核心部件组装形成的，各个部件之间需要精密的连接和稳固，其中底板和绝缘板就是需要铆接固定在一起的。现有的技术是通过人工将底板和绝缘板放在模具上，然后通过油压设备进行铆接。所有的部件都需要人工摆放到模具上，然后再启动设备进行铆接，再将铆接好的产品取下。由于操作者的摆放和操作等因素，会导致产品出现铆接不良的现象，同时原有的人工操作加工效率低，每小时只能铆接200个左右，根本无法满足大批量生产的要求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现自动上料、移送、铆接、卸料，无需人工操作，自动化程度高，铆接质量好，加工效率高，能够满足大批量生产需求的电刷架底板与绝缘板自动铆接设备。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种电刷架底板与绝缘板自动铆接设备，包括一个机架，在机架上设有转盘驱动装置并在转盘驱动装置的输出端安装有水平布置的转盘，在转盘上面靠近其外缘圆周均布有至少五个定位块；在机架上位于转盘外围沿圆周方向依次设有底板上料装置、二个绝缘板送料装置、铆接机构和卸料机构；所述底板上料装置用于将电刷架底板循环上料至每个定位块上，二个绝缘板送料装置分别将二个绝缘板依次送到随转盘旋转至该绝缘板送料装置处的每个电刷架底板上，所述铆接机构用于将二个绝缘板同时铆接在电刷架底板上；卸料机构用于将铆接绝缘板后的电刷架底板自动卸下。
作为进一步优选，在定位块中部对称设有二对定位销，在定位块上靠近转盘外缘一侧并列设有二个凸台并在二个凸台之间形成一个卡槽，用于电刷架底板的上料定位。
作为进一步优选，所述底板上料装置包括底板上料机构和底板抓手，所述底板上料机构设置在机架前侧，用于将叠加落在一起的多个电刷架底板逐个送至底板抓手处；所述底板抓手依次将每个电刷架底板抓到每个定位块上。
作为进一步优选，所述底板上料机构包括安装在机架前侧的上料平台，在上料平台下面设有由上料驱动装置驱动的齿轮齿条机构，在上料平台底面对应齿轮齿条机构的齿条处设有纵向滑道，用于确保齿条沿竖直方向的直线往复运动；在齿条上端固定有推块，在上料平台上设有用于叠加底板的上料架，所述推块在齿轮齿条机构的带动下可由上料架穿过并将上料架上的底板推到上端的底板抓手处。
作为进一步优选，所述上料架包括底座，在底座中部设有与推块间隙配合的通孔，在底座上位于通孔两侧对称设有二对定位杆，用于贯穿底板上的定位孔；在底座上位于通孔两端分别设有一根限位杆，在其中一根限位杆32上沿轴向设有定位槽，用于电刷架底板的上料定位。
作为进一步优选，所述底板抓手包括固定在机架上的抓手支座，在抓手支座上端沿横向设有水平滑道并在水平滑道一端设有抓手气缸，在水平滑道上通过滑动配合安装有滑动架并与抓手气缸的缸杆外端连接，在滑动架上沿竖直方向设有抓放滑道和抓放气缸，在抓放滑道上通过滑动配合安装有底板吸座并与抓放气缸的缸杆下端连接，在底板吸座底面镶装有磁块，在底板吸座上端设有放料气缸，在放料气缸的缸杆下端连接有放料顶杆并由底板吸座穿过，用于将吸在底板吸座底面的底板顶落至对应的定位块上。
作为进一步优选，所述绝缘板送料装置包括振动上料盘和绝缘板上料机构，绝缘板上料机构沿切向布置在振动上料盘的出料口处。
作为进一步优选，所述绝缘板上料机构包括依次连接的振动传送机构和取料机构，该取料机构包括一个取料支座，在取料支座中部设有一个定位滑槽，定位滑槽一侧设有进料口并与振动传送机构出口连通，定位滑槽一端插入有滑动推板，在滑动推板外端连接有推料气缸；在取料支座上端设有绝缘板上料滑道并在该上料滑道一端设有绝缘板上料气缸，在上料滑道上通过滑动配合安装有滑动座并与绝缘板上料气缸的缸杆连接；在滑动座上沿竖直方向设有取放滑道和取放气缸，在取放滑道上通过滑动配合安装有绝缘板上料座并与取放气缸的缸杆下端连接，在绝缘板上料座底面对称固定有绝缘板插销，用于插入绝缘板上的支架铆接孔内实现取料；在绝缘板上料座上端设有脱料气缸，在脱料气缸的缸杆下端连接有至少一对脱料顶杆并由绝缘板上料座穿过，用于将卡在绝缘板上料座底面的绝缘板顶落在对应的电刷架底板上。
作为进一步优选，所述卸料机构包括一个卸料支座，在卸料支座上端沿横向设有水平卸料滑道并在水平卸料滑道一端设有卸料气缸，在水平卸料滑道上通过滑动配合安装有滑动支架并与卸料气缸的缸杆前端连接，在滑动支架上沿竖直方向设有竖直卸料滑道和升降气缸，在竖直卸料滑道上通过滑动配合安装有滑动支座并与升降气缸的缸杆下端连接，在滑动支座上安装有取料气缸，滑动支座底面设有横向滑道并在横向滑道两端通过滑动配合对称安装有卸料抓手，所述取料气缸的缸杆伸出后推动两个卸料抓手向外移动以插入绝缘板上的支架实现取料；在两个卸料抓手之间连接有复位拉簧，用于实现两个卸料抓手的复位卸料。
作为进一步优选，在机架上还设有自动控制器，该自动控制器分别通过电磁阀与底板上料装置、绝缘板送料装置、铆接机构和卸料机构的各个气缸或油缸连接，并与转盘驱动装置的电机电联接；用于分别控制底板上料装置、二个绝缘板送料装置、铆接机构和卸料机构以及转盘驱动装置的工作。
作为进一步优选，所述铆接机构包括固定在机架上的支撑架，在支撑架上端安装有冲压油缸，在冲压油缸的的缸杆下端连接有冲压头，在冲压头底面固定有多对冲压销。
本发明的有益效果是：由于在机架上设有转盘驱动装置并在转盘驱动装置的输出端安装有转盘，在转盘上面靠近其外缘圆周均布有至少五个定位块；在机架上位于转盘外围沿圆周方向依次设有底板上料装置、二个绝缘板送料装置、铆接机构和卸料机构；通过底板上料装置将电刷架底板循环上料至每个定位块上，通过二个绝缘板送料装置分别将二个绝缘板依次送到随转盘旋转至该绝缘板送料装置处的每个电刷架底板上，通过铆接机构可将二个绝缘板同时铆接在电刷架底板上；通过卸料机构可将铆接绝缘板后的电刷架底板自动卸下。因此该铆接设备能够实现电刷架底板与绝缘板的自动上料、移送、铆接、卸料，无需人工操作，自动化程度高，铆接质量好，加工效率高，每小时铆接数量可达到600个，能够满足大批量生产需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的右视图。
图4是本发明底板上料装置的立体结构图ⅰ。
图5是本发明底板上料装置的立体结构图ⅱ。
图6是本发明底板上料装置的立体结构图ⅲ。
图7是图1中底板上料装置的俯视图。
图8是本发明绝缘板送料装置的立体结构图ⅰ。
图9是本发明绝缘板送料装置的立体结构图ⅱ。
图10是本发明铆接机构的结构示意图。
图11是本发明铆接机构的立体结构图ⅰ。
图12是本发明铆接机构的立体结构图ⅱ。
图13是本发明卸料机构的立体结构图ⅰ。
图14是本发明卸料机构的立体结构图ⅱ。
图15是本发明涉及的电刷架底板和绝缘板的立体结构图。
图中：机架1，底板上料机构2，副台3，振动上料盘4，振动传送机构5，取料机构6，底板抓手7，铆接机构8，转盘9，自动控制器10，卸料机构11，减速器12，平台13，第二光电开关14，吹风管15，定位块16，定位销17，凸台18，第一光电开关19，声光报警器20，伺服电机21，纵向滑道22，上料架滑槽23，上料平台24，底座25，上料电机26，定位杆27，抓手支座28，水平滑道29，抓手气缸30，滑动架31，限位杆32，定位槽32a，推料架33，推进气缸34，减速机35，齿轮齿条机构36，底板吸座37，抓放滑道38，抓放气缸39，放料气缸40，顶杆座41，放料顶杆42，推块43，小支架44，振动板架45，振动滑道46，顶杆座47，绝缘板上料气缸48，脱料气缸49，取放气缸50，滑动座51，推料气缸52，上料滑道53，滑块54，基板55，滑动推板56，脱料顶杆57，定位滑槽58，绝缘板插销59，取料支座60，第三光电开关61，支撑垫块62，导向板63，连接座64，导向组件65，冲压油缸66，支撑架67，冲压头68，冲压销69，卸料支座70，卡料爪71，卸料抓手72，取料气缸73，滑动支座74，竖直卸料滑道75，升降气缸76，滑动支架77，水平卸料滑道78，卸料气缸79，滑槽80，电刷架底板81，绝缘板82。
具体实施方式
如图所示，本发明涉及的一种电刷架底板与绝缘板自动铆接设备，包括一个机架1，在机架1上端固定有平台13并在平台13上安装有转盘驱动装置，该转盘驱动装置是由固定在平台13底面的伺服电机21和固定在平台13上面的减速器12通过同步带连接而成，在转盘驱动装置的减速器12输出端安装有水平布置的转盘9。
在转盘9上面靠近其外缘圆周均布有至少五个定位块16，本实施例以六个定位块16为例。在定位块16中部对称设有二对定位销17，用于插入每个电刷架底板81中部的二对定位孔；在定位块16上靠近转盘9外缘一侧并列设有二个凸台18并在二个凸台18之间形成一个卡槽，用于使电刷架底板81外缘的凸起卡入卡槽内实现上料定位。
在机架1上位于转盘9外围沿圆周方向依次设有底板上料装置、二个绝缘板送料装置、铆接机构8和卸料机构11。所述底板上料装置用于将电刷架底板81循环上料至每个定位块16上，二个绝缘板送料装置分别将二个绝缘板82依次送到随转盘9旋转至该绝缘板送料装置处的每个电刷架底板81上，所述铆接机构8用于将二个绝缘板82同时铆接在电刷架底板81上；所述卸料机构11用于将铆接绝缘板82后的电刷架底板81自动卸下。
所述底板上料装置包括底板上料机构2和底板抓手7，所述底板上料机构2设置在机架1前侧，用于将叠加落在一起的多个电刷架底板81逐个送至底板抓手7处；所述底板抓手7依次将每个电刷架底板81抓到每个定位块16上。
所述底板上料机构2包括安装在机架1前侧中上部的上料平台24，在上料平台24下面沿竖直方向安装有由上料驱动装置驱动的齿轮齿条机构36，所述上料驱动装置是由上料电机26和减速机35连接而成，在上料平台24底面对应齿轮齿条机构36的齿条处设有纵向滑道22且齿条插入该纵向滑道22内，用于确保齿条沿竖直方向的直线往复运动。在所述齿条上端通过螺钉固定有工字型推块43，在上料平台24上设有用于叠加底板的上料架，所述推块43在齿轮齿条机构36的齿条带动下可由上料架穿过并将上料架上的底板推到上端的底板抓手7处。
所述上料架包括一个底座25，在底座25中部设有与推块43间隙配合的工字型通孔，在底座25上位于通孔的中部两侧对称插入固定有二对定位杆27，用于贯穿底板上的定位孔；在底座25上位于通孔两端分别插入有一根限位杆32，在其中一根直径较大的限位杆32上沿其轴向设有定位槽32a，用于使电刷架底板外缘的凸起卡入定位槽内实现电刷架底板81的上料定位。在上料平台24上面沿水平方向设有一个上料架滑槽23，所述上料架的底座25插入上料架滑槽23内；在上料架滑槽23一端设有推进气缸34，推进气缸34的缸杆一端连接有推料架33并插入上料架滑槽23内，用于将上料架推送至与齿轮齿条机构36对应的上料位置。
所述底板抓手7包括固定在机架1平台上的一个抓手支座28，在抓手支座28上端沿横向通过螺栓固定有水平滑道29并在水平滑道29一端固定有抓手气缸30，在水平滑道29上通过滑动配合安装有滑动架31且该滑动架31与抓手气缸30的缸杆外端连接，在滑动架31上沿竖直方向通过螺栓安装有抓放滑道38和抓放气缸39，抓放气缸39固定在滑动架31的上端，在抓放滑道38上通过滑动配合安装有底板吸座37且底板吸座37上端与抓放气缸39的缸杆下端通过螺纹连接。所述底板吸座37是由呈l型布置的二个板块通过螺栓连接而成，在底板吸座37的水平板块底面镶装有磁块，在底板吸座37的竖直板块上端通过一块支板固定有放料气缸40，在放料气缸40的缸杆下端通过一个顶杆座41连接有四根放料顶杆42并由底板吸座37的水平板块穿过，用于将吸在底板吸座37底面的底板顶落至对应的定位块16上。
所述绝缘板送料装置包括振动上料盘4和绝缘板上料机构，二个绝缘板送料装置的振动上料盘4并列布置在机架1上端平台一侧的副台3上，绝缘板上料机构沿切向布置在振动上料盘4的出料口处并位于机架1上端的平台上。
所述绝缘板上料机构包括依次连接的振动传送机构5和取料机构6，所述振动传送机构5包括固定在平台上的小支架44，在小支架44上端连接有振动板架45并在振动板架45内安装有振动电机，在振动板架45上端连接支撑有振动滑道46，用于实现绝缘板82的上料。在振动滑道46上设有吹风管15，用于外接风源辅助振动滑道46上的绝缘板行走至取料机构6。
所述取料机构6包括一个取料支座60，在取料支座60中部沿转盘9的切向固定有一个定位滑槽58，定位滑槽58一侧设有进料口并与振动传送机构5出口连通，定位滑槽58一端插入有滑动推板56，在滑动推板56外端连接有推料气缸52，推料气缸52的缸体固定在定位滑槽58的底板一端。在取料支座60上端沿横向通过螺栓固定有绝缘板上料滑道53并在该上料滑道53一端固定有绝缘板上料气缸48，在上料滑道53上通过滑动配合安装有滑动座51且滑动座51与绝缘板上料气缸48的缸杆通过螺纹连接。在滑动座51上沿竖直方向设有取放滑道和取放气缸50，取放气缸50固定在滑动座51上端，在取放滑道上通过滑动配合安装有绝缘板上料座并与取放气缸50的缸杆下端通过螺纹连接。所述绝缘板上料座是由一个滑块54和通过螺栓固定在滑块54上的l型基板55构成，在绝缘板上料座的基板55底面对称插入固定有二对绝缘板插销59，用于插入绝缘板上的金属支架铆接孔内实现取料。在绝缘板上料座的基板55上端固定有脱料气缸49，在脱料气缸49的缸杆下端通过顶杆座47连接有至少一对脱料顶杆57并由绝缘板上料座的基板55穿过，用于将卡在绝缘板上料座底面的绝缘板82顶落在对应的电刷架底板上。本实施例以二对脱料顶杆57为例，其中一对脱料顶杆57穿过基板55后靠近弧形绝缘板82的两端，另一对脱料顶杆57穿过基板55后分别对应绝缘板82上二个支架的顶面。
所述铆接机构8包括通过螺栓固定在机架平台上的支撑架67，在支撑架67上端的顶板上安装有冲压油缸66，在冲压油缸66的的缸杆下端通过一个连接座64连接有导向板63，在导向板63与支撑架67顶板之间对称设有四组由导柱和导套构成的导向组件65，在导向板63的底面中部固定有冲压头68，在冲压头68底面插入固定有多对冲压销69，本实施例以四对冲压销69为例，冲压销69与电刷架底板上的铆接孔一一对应。在支撑架67的底板上位于冲压头68的下方固定有支撑垫块62，支撑垫块62上端面贴于转盘9底面，用于冲压铆接时支撑转盘9上的定位块16。
所述卸料机构11包括一个固定在机架平台上的卸料支座70，在卸料支座70上端沿横向固定有水平卸料滑道78并在水平卸料滑道78一端安装有卸料气缸79，在水平卸料滑道78上通过滑动配合安装有滑动支架77并与卸料气缸79的缸杆前端通过螺纹连接，在滑动支架77上沿竖直方向设有竖直卸料滑道75和升降气缸76，升降气缸76固定在滑动支架77的上端，在竖直卸料滑道75上通过滑动配合安装有滑动支座74并与升降气缸76的缸杆下端通过螺纹可拆卸连接，在滑动支座74上安装有取料气缸73，滑动支座74底面设有横向滑道并在横向滑道两端通过滑动配合对称安装有二个卸料抓手72，每个卸料抓手72下端分别通过顶丝对称固定有二个卡料爪71，所述取料气缸73的缸杆伸出后推动两个卸料抓手72向外移动使卡料爪71插入绝缘板82上的支架内实现取料；在两个卸料抓手72之间连接有复位拉簧(图中未示出)，用于实现两个卸料抓手72的复位卸料。在卸料支座70中部固定有向外侧下方倾斜的滑槽80。
在机架1上还设有plc自动控制器10，该自动控制器10分别通过电磁阀与底板上料装置、绝缘板送料装置、铆接机构8和卸料机构11的各个气缸或油缸连接，并与转盘驱动装置的伺服电机21和上料电机26电联接；用于分别控制底板上料装置、二个绝缘板送料装置、铆接机构8和卸料机构11以及伺服电机21和上料电机26的工作。
在抓手支座28上对应上料架的上端设有第一光电开关19，用于检测上料架上是否存在底板上料以控制底板抓手7的各个气缸动作；在所述定位滑槽58的另一侧对应其进料口处分别设有第二光电开关14，用于检测定位滑槽58内是否有绝缘板82推入以控制取料机构6的各个气缸动作；在所述支撑架67内对应旋转至铆接机构8的定位块16上方设有第三光电开关61，用于检测旋转至铆接机构8的定位块16上面是否有待铆接的工件以控制冲压油缸66的动作。所述第一光电开关19、第二光电开关14和第三光电开关61分别与自动控制器10的信号输入端连接，以便将信号输入自动控制器10实现自动控制。
在机架1的平台上还设有声光报警器20，声光报警器20与自动控制器10的信号输出端连接，用于当各个工位缺料或出现故障时报警提示。
工作时，首先将电刷架底板81叠加落在上料架上并放入上料架滑槽23内，通过自动控制器10控制推进气缸34的缸杆伸出，通过推料架33将上料架推送至与齿轮齿条机构36对应的上料位置。通过自动控制器10启动上料电机26，带动齿轮齿条机构36的齿条上移，通过齿条上端的推块43将上料架上的底板推到上端的底板抓手7处。当第一光电开关19检测到有上料架上端有底板时，传递信号给自动控制器10，由自动控制器10控制抓手气缸30、抓放气缸39和放料气缸40依次动作；抓手气缸30的缸杆伸出推动滑动架31沿水平滑道29滑动至上料架一端，随后抓放气缸39的的缸杆伸出并推动底板吸座37沿抓放滑道38下移到最上端的电刷架底板81处，在磁块的作用下将电刷架底板81吸附在底板吸座37底面；随即抓放气缸39的的缸杆回位抓起一个电刷架底板81，抓手气缸30的缸杆回位带动滑动架31沿水平滑道29滑动至转盘9上方，同时上料电机26带动齿轮齿条机构36的齿条及推块43上移一个电刷架底板81的高度，以备下次取料。随后抓放气缸39的的缸杆伸出，将抓起的电刷架底板81放到对应的定位块16上，待电刷架底板接触定位块16时放料气缸40开始动作，推动放料顶杆42由底板吸座37的水平板块穿出，将吸在底板吸座37底面的电刷架底板顶落至对应的定位块16上。至此完成电刷架底板的首次上料动作，转盘9开始旋转，同时底板上料装置重复上述动作，待到转盘9旋转至下一工位时继续电刷架底板的上料。
当电刷架底板上料后，由自动控制器10控制伺服电机21启动，通过减速器12带动转盘9旋转60度后将落在定位块16上的电刷架底板停在第一个绝缘板送料装置处并进行第一块绝缘板的装配。放置到振动上料盘4内的绝缘板通过振动上料盘4依次进入振动滑道46内，通过振动电机带动振动滑道46的往复振动并在吹风管15的作用下，将绝缘板依次送入取料支座60的定位滑槽58内，当第二光电开关14检测到定位滑槽58内有绝缘板进入时，发送信号给自动控制器10，由自动控制器10控制推料气缸52的缸杆伸出，通过滑动推板56将进入定位滑槽58内的绝缘板推到定位滑槽58内端。随后，由自动控制器10控制取放气缸50的缸杆伸出并推动绝缘板上料座下移，直到设在绝缘板上料座底面的二对绝缘板插销59插入绝缘板上对应的支架铆接孔内卡住绝缘板后，取放气缸50回位带动绝缘板上料座携带一个绝缘板上移；绝缘板上料座回位后，绝缘板上料气缸48的缸杆伸出推动滑动座51沿上料滑道53滑动到转盘9上方，然后取放气缸50的缸杆再次伸出并推动绝缘板上料座下移，将携带的绝缘板压在对应的定位块16上的电刷架底板上，绝缘板两侧的铆接孔套在电刷架底板上对应的铆接柱上，随后脱料气缸49的缸杆伸出，带动二对脱料顶杆57下移后穿过绝缘板上料座并顶在绝缘板的两端和绝缘板上二个支架的顶面，将绝缘板压在对应的电刷架底板上，最后取放气缸50复位并带动绝缘板上料座上移，至此完成第一块绝缘板的上料装配。随后转盘9继续旋转同时绝缘板上料气缸48复位，带动滑动座51滑动到定位滑槽58上方，通过取料机构6重复上述动作，待到转盘9旋转至下一工位时继续绝缘板的上料。
当伺服电机21带动转盘9继续旋转60度，将落在定位块16上并装有第一块绝缘板的电刷架底板停在第二个绝缘板送料装置处，通过第二个绝缘板送料装置重复上述动作进行第二块绝缘板的装配。
当第二块绝缘板上料装配完成后，伺服电机21带动转盘9继续旋转60度，将装有二块绝缘板的电刷架底板停在铆接机构8处。当第三光电开关61检测到旋转至铆接机构8的定位块16上面存在待铆接的工件时，发送信号给自动控制器10，由自动控制器控制冲压油缸66动作，通过导向板63带动冲压头68底面的四对冲压销69快速下移，将电刷架底板上的铆接柱铆接到绝缘板两侧的铆接孔内。完成铆接后冲压油缸66复位，随后伺服电机21带动转盘9继续旋转60度，将铆接后的电刷架底板和绝缘板送到卸料机构11处进行卸料。
卸料时，由自动控制器控制卸料气缸79动作，推动滑动支架77沿水平卸料滑道78滑动，直至取料气缸73随滑动支架77滑动至铆接后的电刷架底板上方时，升降气缸76开始动作，带动滑动支座74和取料气缸73沿竖直卸料滑道75下移，直至卸料抓手72跟随滑动支座74下移后插入电刷架底板上的二个绝缘板之间，随即取料气缸73的缸杆伸出后推动两个卸料抓手72向外移动分别插入二个绝缘板上的一对支架内，然后升降气缸76和卸料气缸79依次复位，通过卸料抓手72将铆接好的电刷架底板和绝缘板提起并送到滑槽80上方，最后取料气缸73复位，两个卸料抓手72在复位拉簧的作用下自动复位从绝缘板上的支架内缩回，铆接好的电刷架底板和绝缘板落到滑槽80内滑出。
当转盘9停在各个工位时，由于底板上料装置、二个绝缘板送料装置、铆接机构8和卸料机构11同步进行工作，因此加工效率高。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。