本发明涉及一种用于完成金属细丝成束捆扎的自动化装置及采用该装置的金属细丝成束捆扎的自动化方法，尤其涉及旋转电连接技术领域的导电束刷的制作。
背景技术：
在导电滑环等旋转连接领域，导电束刷是其中一个关键部件。束刷是将若干根相同长度的金属丝聚成一束，然后将一端插入一个金属圆管，以一定力钳压金属圆管，使金属丝束的一端固定在金属圆管内。金属丝的直径为零点几毫米甚至更小，长度一般从几毫米到几十毫米不等；金属管内径约1mm，壁厚约0.2mm，长度一般几个毫米。
现有的振动出料盘无法对如此细小的金属丝进行操作，对于制作导电束刷用的金属细丝或者类似的金属细丝的成束捆扎，目前主要采用人工方式完成，工人手工操作困难、劳动强度大，工作效率非常低，主要表现对细丝的操作：1)手工或者通过镊子取一定数量的细金属丝成组成一束，由于金属丝非常细小，拾取和计数困难且依赖熟练操作；2)将一束细丝人工插入金属圆管时，由于圆管内径仅仅略大于丝束外径，并且丝束端部易散开，插入过程困难需依赖熟练操作或辅助工装。
技术实现要素：
本发明的目的是：实现对金属细丝成束捆扎的自动化。
为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种金属细丝成束捆扎的自动化装置，其特征在于，包括料斗组件、激振组件、内设有导丝孔的导丝器、可打开闭合的机械夹爪及内设有导向孔的对位导向器，将料斗组件的长度方向定义为左右方向，将料斗组件的高度方向定义为上下方向，则有：
料斗组件包括料斗，导丝器设于料斗上，机械夹爪位于导丝器与对位导向器之间，料斗的状态在水平状态与倾斜状态之间变化，当料斗处于水平状态时，导丝器的导丝孔与对位导向器的导向孔同轴布置，当料斗处于倾斜状态时，导丝器的导丝孔与对位导向器的导向孔在上下方向上相互错开；
将金属丝置于料斗内，当料斗处于倾斜状态时，通过激振组件持续振动料斗，使金属丝在振动作用下按长度方向并行排列在料斗内，同时有一定数量的金属丝自料斗进入导丝孔并伸出导丝器一定长度形成金属丝束，金属丝束伸出导丝器的端部穿过打开的机械夹爪后与用于固定导丝器的支架相抵；
对位导向器的导向孔内用于穿设金属圆管；
机械夹爪在导丝器与对位导向器之间往复左右移动，打开的机械夹爪使金属丝束的端部穿过，机械夹爪闭合后形成对金属丝束的同轴线夹持，当料斗处于水平状态时，机械夹爪带动被夹持的金属丝束移动使得金属丝束穿入对位导向器内的金属圆管内。
优选地，所述料斗组件包括截面为v型的料斗、板簧、料斗组件底板，料斗的左右两端封闭且底部为圆弧过渡，料斗的封闭端一的外侧面上设有所述导丝器，所述导丝器的左右两端分别设有进丝孔及出丝孔，进丝孔及出丝孔与导丝孔相连通，导丝器的进丝孔处端面与封闭端一的内侧面平齐，导丝器的进丝孔与料斗底部的圆弧内相切；
料斗的前后两侧设有板簧，板簧的上端与料斗连接固定，下端与料斗组件底板连接固定，将料斗组件底板在左右方向上与料斗的封闭端一同侧的端部定义为端部一，另一个端部定义为端部二，则端部一铰接固定，端部二在外部驱动机构的驱动下可上下移动，使料斗组件底板可绕端部一的铰接点上下摆动，实现料斗组件的状态在水平状态与倾斜状态之间变化，料斗的状态也随着料斗组件在水平状态与倾斜状态之间变化。
优选地，所述导丝孔的直径由大到小光滑过渡；所述进丝孔直径大于所述出丝孔直径，且所述出丝孔直径大于金属细丝成束后丝束的外径。
优选地，所述导向孔为贯通所述对位导向器的台阶式内孔，所述导向孔进口处直径等于所述金属圆管的内径，所述导向孔出口处直径等于所述金属圆管的外径，且所述导向孔进出口处都具有倒角。
优选地，对不同数量、不同直径的金属丝进行成束时，设计相对应的所述导丝器的导丝孔的直径。
优选地，所述导丝器为曲面回转体。
优选地，所述激振组件包括非接触的驱动线圈及衔铁，驱动线圈位置固定，衔铁被固定在所述料斗的一个外侧面。
本发明的另一个技术方案是提供了一种金属细丝成束捆扎的自动化方法，其特征在于，采用上述的装置，包括以下步骤：
步骤1、料斗组件处于水平状态，机械夹爪处于打开状态并处于初始位置，将金属丝无序地放入料斗内；
步骤2、料斗组件的状态变化至倾斜状态，此时，料斗及其上的导丝器向下倾斜，导丝器的导丝孔与对位导向器的导向孔在上下方向上相互错开；
步骤3、启动激振组件，使料斗按一定频幅持续振动，从而使料斗内的金属丝在振动作用下按长度方向并行排列在料斗内，同时有一定数量的金属丝自料斗组件进入导丝器的导丝孔并伸出导丝器一定长度形成金属丝束，金属丝束伸出导丝器的端部穿过打开的机械夹爪后与用于固定导丝器的支架相抵；
步骤4、人工夹持金属圆管的一端，将金属圆管的另一端穿入对位导向器的导向孔内，停止激振组件对料斗的外部激振，将料斗组件的状态变化至水平状态；
步骤5、机械夹爪闭合同轴线夹持住金属丝束后，向对位导向器所在方向移动一定距离，从而将金属丝束的一端插入金属圆管内；
步骤6、由人工将金属圆管钳压成形，金属细丝成束捆扎成一个束刷的制作完成；
步骤7、机械夹爪打开并退到初始位置，人工将已制作完成的束刷从对位导向器中抽出，返回步骤2进行下一个束刷的制作。
优选地，步骤1中，所述初始位置为靠近导丝器的位置。
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：解决了人工操作效率低、劳动强度大的困难；通过更换不同的导丝器，可制作多种规格的束刷；结构简单可靠，性价比高。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明的料斗截面方向和导丝器的布局关系示意图；
图3为本发明的导丝器的结构示意图；
图4为本发明的对位导向器的结构示意图；
图5为本发明的金属丝振动排列和成束方法的示意图；
图6为本发明的金属丝束插入金属圆管方法的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明提供的一种金属细丝成束捆扎的自动化装置包括状态可变的料斗组件、激振组件、内设有导丝孔的导丝器2、可打开闭合的机械夹爪4及内设有导向孔的对位导向器5。将料斗组件的长度方向定义为左右方向，将料斗组件的高度方向定义为上下方向，则有：
料斗组件包括料斗11、板簧12和料斗组件底板13。结合图2，料斗11的截面为v型，底部为圆弧过渡。料斗11的左右两端有封板封住。料斗11的右端封板的外侧面上安装一个导丝器2。结合图3，导丝器2的左、右两端分别有进丝孔21及出丝孔22，进丝孔21及出丝孔22与导丝孔相连通。导丝器的进丝孔21处端面与右端封板的内侧面平齐，导丝器2的进丝孔21与料斗11底部的圆弧内相切。料斗11的前后两个外侧面固定有板簧12，板簧12的上端固定在料斗11上，下端固定在料斗组件底板13上。料斗组件底板13的右端通过一个铰链连接固定在工作台面6上，料斗组件底板13的左端滑动连接在一气缸的活塞上。料斗11的初始状态为水平状态，料斗11和料斗组件底板13平行，在气缸的作用下，料斗组件底板13可带动料斗11绕右端倾斜，使得料斗11的状态变化为倾斜状态，料斗11相对于料斗组件底板13向下倾斜。
在本实施例中，激振组件包括非接触的两部分，驱动线圈31及衔铁32，驱动线圈31被固定在工作台面6，衔铁32被固定在料斗11的一个外侧面。
如图3所示，本实施例中，导丝器2为曲面回转体，具有直径由大到小光滑过渡的导丝孔。导丝器2的进丝孔21直径大于出丝孔22直径，且出丝孔22直径大于金属细丝成束后丝束的外径。
如图4所示，本实施例中，对位导向器5具有贯通的导向孔，导向孔的进口处51直径等于金属圆管8的内径，出口处52直径等于金属圆管8的外径，且进出口处都具有倒角。
对位导向器5安装在固定于工作台面6的一个支架内。当料斗11处于水平状态时，导丝器2的导丝孔与对位导向器5的导向孔同轴布置；当料斗11处于倾斜状态时，导丝器2的导丝孔与对位导向器5的导向孔在上下方向上相互错开.
机械夹爪4布局在导丝器2和对位导向器5之间，在一气缸的作用下做水平左右移动，机械夹爪4的初始位置靠近导丝器2的出丝孔22，机械夹爪4的末端41可开闭，末端41的初始状态为张开。
结合图5及图6，采用上述装置的一种束刷自动化制作方法包括以下步骤：
步骤1、将金属丝无序地放入处于初始状态的料斗11内，此时料斗11水平放置。此时，机械夹爪4位于初始位置，且末端41张开。
步骤2、料斗11的左端在气缸作用下被顶起，于是料斗11变化至倾斜状态，向下倾斜一定角度。启动外部激振3使料斗11按一定频幅持续振动，料斗11内的金属丝在振动作用下按长度方向并行排列在料斗11所形成的v型容器内，同时有一定数量的金属丝进入并伸出导丝管2一定长度形成金属丝束7。金属丝束7伸出的一端穿过张开的机械夹爪4的末端41，然后被挡住在用于固定对位导向器5的支架端面。
步骤3、由人工使用压口钳9夹持金属圆管8的一端将其另一端置入对位导向器5内。停止外部激振3，将料斗11重置为水平放置，机械夹爪4的末端41闭合同轴线握持住金属丝束7。机械夹爪4在气缸作用下向对位导向器5所在方向水平移动一定距离，将金属丝束7的一端插入金属圆管8。最后由人工作用力于压口钳9的手柄将金属圆管8钳压成形，金属细丝成束捆扎成一个束刷的制作完成。
步骤4、机械夹爪4的末端41张开，机械夹爪4回退到初始位置。人工操作压口钳9夹持着已制作完成的束刷向右从对位导向器5中抽出。
步骤5、返回步骤2开始下一个束刷的制作。
对不同数量、不同直径的金属丝进行成束时，导丝器2的导丝孔设计直径不同，需更换安装在料斗组件1上的导丝器2。
1.一种金属细丝成束捆扎的自动化装置，其特征在于，包括料斗组件、激振组件、内设有导丝孔的导丝器、可打开闭合的机械夹爪及内设有导向孔的对位导向器，将料斗组件的长度方向定义为左右方向，将料斗组件的高度方向定义为上下方向，则有：
料斗组件包括料斗，导丝器设于料斗上，机械夹爪位于导丝器与对位导向器之间，料斗的状态在水平状态与倾斜状态之间变化，当料斗处于水平状态时，导丝器的导丝孔与对位导向器的导向孔同轴布置，当料斗处于倾斜状态时，导丝器的导丝孔与对位导向器的导向孔在上下方向上相互错开；
将金属丝置于料斗内，当料斗处于倾斜状态时，通过激振组件持续振动料斗，使金属丝在振动作用下按长度方向并行排列在料斗内，同时有一定数量的金属丝自料斗进入导丝孔并伸出导丝器一定长度形成金属丝束，金属丝束伸出导丝器的端部穿过打开的机械夹爪后与用于固定导丝器的支架相抵；
对位导向器的导向孔内用于穿设金属圆管；
机械夹爪在导丝器与对位导向器之间往复左右移动，打开的机械夹爪使金属丝束的端部穿过，机械夹爪闭合后形成对金属丝束的同轴线夹持，当料斗处于水平状态时，机械夹爪带动被夹持的金属丝束移动使得金属丝束穿入对位导向器内的金属圆管内。
2.如权利要求1所述一种金属细丝成束捆扎的自动化装置，其特征在于，所述料斗组件包括截面为v型的料斗、板簧、料斗组件底板，料斗的左右两端封闭且底部为圆弧过渡，料斗的封闭端一的外侧面上设有所述导丝器，所述导丝器的左右两端分别设有进丝孔及出丝孔，进丝孔及出丝孔与导丝孔相连通，导丝器的进丝孔处端面与封闭端一的内侧面平齐，导丝器的进丝孔与料斗底部的圆弧内相切；
料斗的前后两侧设有板簧，板簧的上端与料斗连接固定，下端与料斗组件底板连接固定，将料斗组件底板在左右方向上与料斗的封闭端一同侧的端部定义为端部一，另一个端部定义为端部二，则端部一铰接固定，端部二在外部驱动机构的驱动下可上下移动，使料斗组件底板可绕端部一的铰接点上下摆动，实现料斗组件的状态在水平状态与倾斜状态之间变化，料斗的状态也随着料斗组件在水平状态与倾斜状态之间变化。
3.如权利要求2所述一种金属细丝成束捆扎的自动化装置，其特征在于，所述导丝孔的直径由大到小光滑过渡；所述进丝孔直径大于所述出丝孔直径，且所述出丝孔直径大于金属细丝成束后丝束的外径。
4.如权利要求1所述一种金属细丝成束捆扎的自动化装置，其特征在于，所述导向孔为贯通所述对位导向器的台阶式内孔，所述导向孔进口处直径等于所述金属圆管的内径，所述导向孔出口处直径等于所述金属圆管的外径，且所述导向孔进出口处都具有倒角。
5.如权利要求1所述一种金属细丝成束捆扎的自动化装置，其特征在于，对不同数量、不同直径的金属丝进行成束时，设计相对应的所述导丝器的导丝孔的直径。
6.如权利要求1所述一种金属细丝成束捆扎的自动化装置，其特征在于，所述导丝器为曲面回转体。
7.如权利要求1所述一种金属细丝成束捆扎的自动化装置，其特征在于，所述激振组件包括非接触的驱动线圈及衔铁，驱动线圈位置固定，衔铁被固定在所述料斗的一个外侧面。
8.一种金属细丝成束捆扎的自动化方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的装置，包括以下步骤：
步骤1、料斗组件处于水平状态，机械夹爪处于打开状态并处于初始位置，将金属丝无序地放入料斗内；
步骤2、料斗组件的状态变化至倾斜状态，此时，料斗及其上的导丝器向下倾斜，导丝器的导丝孔与对位导向器的导向孔在上下方向上相互错开；
步骤3、启动激振组件，使料斗按一定频幅持续振动，从而使料斗内的金属丝在振动作用下按长度方向并行排列在料斗内，同时有一定数量的金属丝自料斗组件进入导丝器的导丝孔并伸出导丝器一定长度形成金属丝束，金属丝束伸出导丝器的端部穿过打开的机械夹爪后与用于固定导丝器的支架相抵；
步骤4、人工夹持金属圆管的一端，将金属圆管的另一端穿入对位导向器的导向孔内，停止激振组件对料斗的外部激振，将料斗组件的状态变化至水平状态；
步骤5、机械夹爪闭合同轴线夹持住金属丝束后，向对位导向器所在方向移动一定距离，从而将金属丝束的一端插入金属圆管内；
步骤6、由人工将金属圆管钳压成形，金属细丝成束捆扎成一个束刷的制作完成；
步骤7、机械夹爪打开并退到初始位置，人工将已制作完成的束刷从对位导向器中抽出，返回步骤2进行下一个束刷的制作。
9.如权利要求8所述的一种金属细丝成束捆扎的自动化方法，其特征在于，步骤1中，所述初始位置为靠近导丝器的位置。
技术总结