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，以助于理解本发明的内容。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

由图1～图2所示，本发明提供一种自动碳刷加工机，其包括工作台1，工作台1上设有上料机构2，上料机构2的出料端设有快换机构5，上料机构2的两侧还对称设有左加工机构3和右加工机构4。快换机构5设有横向气缸51、碳刷夹持机构52和数个加工工位，横向气缸51的活塞杆与碳刷夹持机构52相连接，碳刷经上料机构2传输至快换机构5后，在横向气缸51和碳刷夹持机构52的作用下依次被传输至相应的加工工位，由左加工机构3和右加工机构4同时加工，提高加工效率。

由图3所示，上料机构2包括导轨21、直线振动器22和捻轮27，直线振动器22的下端通过直线振动器安装板23与工作台1固定连接，直线振动器22的上端通过导轨支架24与导轨21相连接，直线振动器通过持续振动为导轨21上的碳刷提供持续向前的动力。导轨21的前后两端分别设有一个直流无刷减速电机26，直流无刷减速电机26的输出端与捻轮27相连接，捻轮27设于导轨21的上方且位于导轨21的两侧，直流无刷减速电机26的固定端通过捻轮上下调节机构25与工作台1固定连接。捻轮上下调节机构25可对直流无刷减速电机26的上下位置进行调节，使捻轮27压在碳刷顶面，在直流无刷减速电机26的驱动下，捻轮27持续旋转向前推动碳刷，进一步保证碳刷持续向前输送。

由图4～图6所示，左加工机构3和右加工机构4均设有与工作台1固定连接的加工机构安装板31，加工机构安装板31的上方设有与其固定连接的前后驱动伺服电机32和铣弧铣面安装板33，铣弧铣面安装板33的上方设有铣弧模块35和铣面模块34，左加工机构3的铣弧模块35和铣面模块34与右加工机构4的铣弧模块35和铣面模块34以导轨21为轴左右对称设置，铣弧模块35和铣面模块34用于对碳刷进行加工处理。铣弧铣面安装板33的下方设有前后驱动丝杆331，前后驱动丝杆331与前后驱动伺服电机32的输出端相连接，铣弧铣面安装板33的底面通过滑块与加工机构安装板31上端面的滑轨滑动连接，在前后驱动伺服电机32的作用下，铣弧铣面安装板33可沿加工机构安装板31上端面的滑轨前后运动，控制铣弧模块35和铣面模块34的前进和退回。铣弧铣面安装板33上还设有光电开关332与感应片333，光电开关332与感应片333为前后驱动伺服电机32提供加工极限位置和零点的信号。

由图7～图8所示，铣面模块34包括铣面模块底板341、铣面模块支架342和铣面模块背板343，铣面模块底板341与铣弧铣面安装板33固定连接，铣面模块支架342的底面通过滑块与铣面模块底板341上端面的滑轨滑动连接，铣面模块支架342与铣面模块底板341之间还设有前后调整丝杆344，在前后调整丝杆344的作用下，铣面模块支架342可沿铣面模块底板341上端面的滑轨前后运动，用于调整铣面模块34与铣弧模块35之间的相对位置，适应不同碳刷的要求。铣面模块背板343设于铣面模块支架342的前端并与铣面模块支架342固定连接，铣面模块背板343的前端设有第一高速电机345和铣面伺服电机346，铣面伺服电机346与铣面模块背板343固定连接，第一高速电机345的输出轴端连接设有T型铣面刀3451，在第一高速电机345的高速旋转作用下，T型铣面刀3451用于对碳刷的上表面进行磨面处理，完成铣面工序。第一高速电机345的固定端与第一高速电机安装板347固定连接，第一高速电机安装板347的侧面通过滑块与铣面模块背板343侧面的滑轨滑动连接，第一高速电机安装板347与铣面模块背板343之间还设有铣面上下驱动丝杆348，铣面上下驱动丝杆348与铣面伺服电机346相连接，在铣面伺服电机346的作用下，第一高速电机345可沿铣面模块背板343侧面的滑轨上下运动，铣面上下驱动丝杆348的设置用于调整T型铣面刀3451的上下位置，便于调整碳刷的加工厚度。

由图9～图10所示，铣弧模块35包括铣弧模块底板351、铣弧模块支架352和铣弧模块背板353，铣弧模块底板351的底面通过滑块与铣弧铣面安装板33上端面的滑轨滑动连接，铣弧模块底板351与铣弧铣面安装板33之间还设有横向调整丝杆357，在横向调整丝杆357的作用下，铣弧模块底板351可沿铣弧铣面安装板33上端面的滑轨横向左右运动，调整铣弧模块35的横向位置，适应不同加工工位间距。铣弧模块支架352的底面通过滑块与铣弧模块底板351上端面的滑轨滑动连接，铣弧模块支架352与铣弧模块底板351之间也设有前后调整丝杆344，在前后调整丝杆344的作用下，铣弧模块支架352可沿铣弧模块底板351上端面的滑轨前后运动，进一步调整铣面模块34与铣弧模块35之间的相对位置，适应不同碳刷的要求。铣弧模块背板353设于铣弧模块支架352的前端并与铣弧模块支架352固定连接，铣弧模块背板353的前端设有第二高速电机354，第二高速电机354的输出轴端连接设有换向器3541，换向器3541连接设有铣弧轮3542，铣弧轮3542外设有保护罩3543，在第二高速电机354的高速旋转作用下，铣弧轮3542完成碳刷端面铣弧的工序。第二高速电机354与第二高速电机安装板355固定连接，第二高速电机安装板355的侧面通过滑块与铣弧模块背板353侧面的滑轨滑动连接，第二高速电机安装板355与铣弧模块背板353之间还设有铣弧上下调整丝杆356，在铣弧上下调整丝杆356的作用下，第二高速电机354可沿铣弧模块背板353侧面的滑轨上下运动，便于调整铣弧轮3542的高度，适应不同碳刷要求。

铣弧模块背板353上还开设有腰孔、角度调整丝杆3531和编码器3532，通过调节角度调整丝杆3531，改变铣弧轮3542铣弧的角度。编码器3532用于精确显示角度调整的数值，来控制碳刷铣弧的弧度。

由图11～图13所示，快换机构5还包括固定在工作台1上的快换模块底板53，横向气缸51固定在快换模块底板53的上端面，快换模块底板53的上方还设有纵向气缸54和横板55，纵向气缸54与横板55固定连接，横板55的底面通过滑块与快换模块底板53上端面的滑轨滑动连接，横板55的一端与横向气缸51的活塞杆相连接，在横向气缸51的作用下，横板55可左右横向运动，将碳刷传输至不同的加工工位。横板55的上方设有碳刷夹持机构52，碳刷夹持机构52和纵向气缸54均设有两组，碳刷夹持机构52的夹持底板521通过滑块与横板55上端面的滑轨滑动连接，夹持底板521的一端与纵向气缸54的活塞杆相连接，在两个纵向气缸54的作用下，两个碳刷夹持机构52可前后运动。碳刷夹持机构52设有夹指缸，夹指缸设有六个，平均安装在两个夹持底板521上(即一个夹持底板521安装三个夹指缸)，从右向左依次为一号夹指缸522、二号夹指缸523、三号夹指缸524、四号夹指缸525、五号夹指缸526和六号夹指缸527，夹指缸设有夹指528，夹指528上设有电接点5281。加工工位包括磨面工位532和铣弧工位533，共设有四个，用于对碳刷进行磨面和铣弧操作，快换模块底板53上还设有取料工位531和放料工位534，磨面工位532、铣弧工位533、放料工位534在取料工位531两侧对称分布，一方面便于左加工机构3和右加工机构4交替取料、放料，一方面又能使左加工机构3和右加工机构4同时加工操作，提高加工效率。取料工位531位于导轨21的出料端，便于承接传输来的碳刷。

当横向气缸51前位、纵向气缸54前位时，三号夹指缸524设于取料工位531，二号夹指缸523设于右加工机构4前端的磨面工位532，一号夹指缸522设于右加工机构4前端的铣弧工位533，相应的四号夹指缸525设于左加工机构3前端的磨面工位532，五号夹指缸526设于左加工机构3前端的铣弧工位533，六号夹指缸527设于左加工机构3前端的放料工位534。当横向气缸51后位、纵向气缸54前位时，三号夹指缸524设于右加工机构4前端的磨面工位532，二号夹指缸523设于右加工机构4前端的铣弧工位533，一号夹指缸522设于右加工机构4前端的放料工位534，相应的四号夹指缸525设于取料工位531，五号夹指缸526设于左加工机构3前端的磨面工位532，六号夹指缸527设于左加工机构3前端的铣弧工位533。

铣面工位和铣弧工位533的上方还设有下压缸535，下压缸535通过连接件与快换模块底板53固定连接。下压缸535的设置用于在碳刷到达指定工位且夹指缸松开后进行下压，防止碳刷翘曲。快换机构5还设有截至气缸536，截至气缸536安装在导轨21的出料端与快换模块底板53固定连接。截至气缸536的设置用于控制碳刷有序的传输至相应的加工工位，进行加工处理。

当碳刷在上料机构2的传输下到达取料工位531后，碳刷接触到夹指528上的电接点5281后，夹指缸闭合夹紧碳刷，同时截止气缸伸出将导轨21出料端的碳刷截止。夹指缸在两个纵向气缸54的驱动下实现前后运动，在横向气缸51的驱动下实现横向运动至两侧加工机构的加工工位进行加工。

本发明还设有PLC控制装置，PLC控制装置与直线振动器22、直流无刷减速电机26、前后驱动伺服电机32、光电开关332、感应片333、第一高速电机345、铣面伺服电机346、第二高速电机354、横向气缸51、纵向气缸54、夹指缸、电接点5281、下压缸535、截止气缸电性连接实现自动化控制。

本发明的工作过程为：

首先手动或利用振动盘给上料机构2的导轨21输送碳刷，两个直线振动器22持续振动，两个直流无刷减速电机26持续带动捻轮27旋转，辅助碳刷前进至导轨21的出料端。

在碳刷输送过程中，快换机构5的横向气缸51活塞杆伸长处于前位，两个纵向气缸54前位，三号夹指缸524处于导轨21的出料端等待；同时截止气缸后位，允许碳刷顺利通过。当碳刷在上料机构2的传输下到达导轨21的出料端与三号夹指缸524上夹指528的电接点5281接触后，电极信号导通，PLC控制装置接收信号后控制三号夹指缸524的夹指528闭合，同时，截止气缸伸出，阻止下一个碳刷向前运动，直线振动器22、直流无刷减速电机26停止运行。此时，六个夹指缸的工位分布为：三号夹指缸524闭合处于取料工位531，二号夹指缸523闭合处于右加工机构4前端的磨面工位532，一号夹指缸522闭合处于右加工机构4前端的铣弧工位533。联动地，四号夹指缸525打开处于左加工机构3前端的磨面工位532，五号夹指缸526打开处于左加工机构3前端的铣弧工位533，六号夹指缸527打开处于左加工机构3前端的放料工位534。

三号夹指缸524的夹指528闭合后，等待前后驱动伺服电机32控制左加工机构3和右加工机构4的铣弧模块35和铣面模块34退回后，两个纵向气缸54和横向气缸51的活塞杆分别收缩后位，三号夹指缸524夹持碳刷运动到铣面工位，同时二号夹指缸523夹持碳刷运动到铣弧工位533，一号夹指缸522夹持碳刷运动到放料工位534；联动的，四号夹指缸525运动到取料工位531，五号夹指缸526运动到磨面工位532，六号夹指缸527运动到铣弧工位533。接着，两个纵向气缸54活塞杆伸长，所有夹指缸的夹指528打开，一号夹指缸522上夹持的碳刷在放料工位534下落被收走。而后，四个下压缸535下位下压，防止碳刷翘曲。二号、三号、五号、六号夹指缸527的夹指528闭合，下压缸535全部退回，两个前后驱动伺服电机32启动，带动左加工机构3和右加工机构4的铣弧模块35和铣面模块34前进，前进到位后左加工机构3的T型铣面刀3451与五号夹指缸526夹持的碳刷对应，左加工机构3的铣弧轮3542与六号夹指缸527夹持的碳刷对应，右加工机构4的T型铣面刀3451与三号夹指缸524夹持的碳刷对应，右加工机构4的铣弧轮3542与二号夹指缸523夹持的碳刷对应，第一高速电机345、第二高速电机354启动带动T型铣面刀3451和铣弧轮3542同时对导轨21左右两侧的碳刷进行铣弧铣面处理。加工完成后前后驱动伺服电机32退回，在前后驱动伺服电机32退回的过程中，一号、二号、三号夹指缸524的夹指528打开，五号、六号夹指缸527的夹指528还处于闭合状态；而在加工过程中，截至气缸536的活塞杆收缩，直线振动器22和直流无刷减速电机26重新启动传输碳刷，四号夹指缸525接收到电极导通信号后闭合，等待加工完成后，两个纵向气缸54的活塞杆收缩后位，横向气缸51活塞杆伸长，四号、五号、六号夹指缸527携带碳刷分别运动到磨面工位532、铣弧工位533和放料工位534，对应的一号、二号、三号夹指缸524分别运动到铣弧工位533、磨面工位532和取料工位531。接着，两个纵向气缸54活塞杆伸长，所有夹指缸的夹指528打开，六号夹指缸527上夹持的碳刷下落被收走，四个下压缸535下位下压，一号、二号、四号、五号夹指缸526的夹指528闭合，下压缸535退回，两个前后驱动伺服电机32启动，带动左加工机构3和右加工机构4的铣弧模块35和铣面模块34前进，再次进行铣面铣弧工序。加工完成后前后驱动伺服电机32退回，在前后驱动伺服电机32退回的过程中，四号、五号、六号夹指缸527的夹指528打开，一号、二号夹指缸523的夹指528还处于闭合状态，当三号夹指缸524接收到电极导通信号后闭合，进行下一个周期的加工动作。

本发明采用自动化生产，利用横向气缸51活塞杆的伸缩将碳刷依次传输到左加工机构3和右加工机构4前端的磨面工位532和铣弧工位533，在左加工机构3和右加工机构4的作用下同时加工生产，提高了加工效率，降低了工人的劳动强度，同时提高了加工精度，减少了不良率，为企业降低了生产成本，可广泛应用于碳刷加工技术领域。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“背”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。