带自检功能的换向器通断检测机构及检测方法

1.本发明属于换向器检测技术领域，具体涉及一种带自检功能的换向器通断检测机构及检测方法。


背景技术：

2.换向器的生产领域中，换向器的换向片之间的槽(即换向器片间槽)的数量、尺寸、形状(如大小槽、喇叭槽等)、内部质量(云母片残留、槽边缘污点、槽边毛刺等)对电机质量具有非常重要的作用，槽宽尺寸和形状直接影响到电机噪音，槽内质量好坏直接影响到电机绝缘性能。
3.目前，换向器片间、片轴的检测大部分是人工检测，通过人工检测的效率得不到保障，同时换向器的整体品质也得不到保障。目前也有部分是通过市场上现有的检测设备进行检测的，而现有的检测设备绝大部分是通过探针的形式进行检测，虽然检测速度有相应的加快，但在使用过程中探针容易折弯，需要频繁更换探针，且检测过程中无法完成设备自检，若出现检测不通过时，无法判断是产品的问题还是检测设备自身的问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种带自检功能的换向器通断检测机构及检测方法，本发明在对换向器进行定位的同时，能进行设备自检，以及换向器折弯部位缺钩、断钩等缺陷的检测，其检测效率高，无需频繁更换配件，不易出现漏检、误检的现象，确保了换向器的品质。
5.本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
6.带自检功能的换向器通断检测机构，包括上检测模组、下检测模组，上检测模组正下方对应设置下检测模组，上检测模组设置上弹片，下检测模组设置下弹片，上弹片与下弹片的数量相等；上检测模组能将待检测的换向器向下顶压至卡入下检测模组，以使得换向器与下检测模组的下弹片接触，且，上检测模组再经过动作后使得上弹片与换向器接触。
7.优选的，包括底板，底板上方安装立板，立板上方安装延长固定块；所述的上检测模组包括第一气缸，第一气缸固定于延长固定块，第一气缸输出轴连接顶杆，顶杆连接插销，插销下方正对下检测模组，在第一气缸的驱动下，插销能将待检测的换向器向下顶压至卡入下检测模组。
8.优选的，立板安装竖向导轨，导轨滑动配合滑块，滑块连接滑动板，滑动板通过连接板连接安装座，安装座装配所述上检测模组的上弹片；所述的插销活动式的穿过所述的安装座。
9.优选的，安装座呈l型，其一边形成矩形安装区，矩形安装区固定凸台座；所述插销活动式的穿过凸台座以及矩形安装区，所述凸台座的圆周面上开设有均布的长槽，且每个长槽内固定有折弯的所述的上弹片。
10.优选的，滑动板安装有第二气缸，第二气缸的活动端连接于底板。
11.优选的，滑动板的下方设有缓冲器，所述缓冲器安装于底板。缓冲器的设置一方面为了限位，另一方面降低了换向器向下行径的速度。
12.上检测模块设置的上弹片及第一气缸端部的插销需配合使用，待检换向器放入下检测模组后气缸可带动插销向下延伸，将换向器向下顶，顶至换向器的沟槽部位卡入下检测模组的限位挡片中，同时换向器底部也会与下弹片接触，接触后插销随着气缸的回缩进行复位，上弹片通过安装座、滑动板及第二气缸的带动下移至换向器的顶部，且上弹片与换向器顶部接触，实现换向器的导通自检，若上下弹片与换向器接触处于导通状态，则自检通过；若上下弹片与换向器接触没有处于导通状态，则自检不通过。该自检步骤一方面可以初步检测换向器是否存在问题(如换向器顶部成型的折弯)，另一方面可检查上下弹片是否存在磨损或变形，自检通过后再进入通断检测步骤。
13.优选的，下检测模组包括工装基座，所述工装基座环布有凹槽，凹槽内装有折弯的所述的下弹片。
14.优选的，工装基座安装有定位环，所述定位环上设有对称的限位挡片。
15.待检换向器放入下检测模组中的定位环的同时换向器的沟槽部位还需在限位挡片中，起到准确定位的作用，待检换向器在上检测模组中插销的推动下会与下弹片进行接触，经过自检后的换向器在下检测模组中进行通断检测，如检测到换向器接触片间没有漏电流的存在，则检测通过，如检测到换向器接触片间有漏电流的存在，则检测不通过。
16.优选的，工装基座下方设有顶杆，所述顶杆穿过安装板后连接电机的输出轴，所述电机固定于安装板，所述安装板连接导向柱，所述导向柱活动式的伸入导套，且导向柱的底部活动式的穿过固定架，固定架安装于底板；所述导套固连安装于固定架，所述固定架安装有第三气缸，所述第三气缸的输出轴固定连接安装板。固定架上设置的各组件用于对换向器的顶出，检测完成后第三气缸推动导向柱、顶杆向上移动，顶杆伸入工装基座中将检测完成的换向器顶起，直至换向器沟槽高于限位挡片，再由平移机构夹取至下一工位。
17.综上，本发明检测机构通过上下检测模组的配合对换向器进行检测，待检换向器放入下检测模组中，换向器的铜片需要与下弹片相接触，再者上检测模组会向放置在下检测模组中的换向器进行移动，直至上检测模组中的上弹片与换向器的铜片接触为止，接触后控制器发出检测指令对换向器与上下弹片之间进行导通自检，检测到换向器的每根铜片与上下弹片都导通后视为该换向器自检合格，如某一铜片与弹片没有导通，则意味换向器不合格或弹片损耗，自检合格的换向器会在下检测模组中进行通断检测，两道检测工序通过后则视为合格的换向器，并输送到下一道程序中。
18.本发明还公开了一种基于上述换向器通断检测机构的换向器通断检测方法，包括如下步骤：
19.1)上料步骤：通过外部的上料机构进行换向器的输送，输送的换向器通过气缸逐个顶起，待平移工位夹取并输送；
20.2)送料步骤：将直振机构中气缸顶起的换向器由平移工位中的气爪抓取，夹取后通过气缸滑块的带动向一侧平移，待检换向器会被放入通断检测机构中的下检测模组进行定位；
21.3)自检步骤：待检换向器放入下检测模组中的定位环内，待检换向器的沟槽位置会卡于定位环的限位挡片中进行定位，上检测模组中的第一气缸带动插销向下移动，将待
检换向器下推，使待检换向器外圈的铜片下边缘与工装基座上安装的下弹片进行接触，上检测模组中的上弹片会通过安装座、滑动板及第二气缸的带动向下移动，直至上检测模组中的上弹片与换向器外圈的铜片上边缘相接触，接触后上下弹片与换向器的铜片进行导通自检，如上下弹片与换向器接触没有处于导通状态，则自检不通过，自检不通过分为单个换向器的自检不通过与连续多个换向器的自检不通过，单个换向器的自检不通过，其换向器会通过平移工位的夹取放置废料剔除工位进行剔除，连续多个换向器的自检不通过，其需检查设备故障及上下弹片是否存在问题；
22.4)通断检测步骤：自检通过，上检测模组会通过导轨滑块进行复位，下检测模组中的下弹片与换向器的铜片接触再次进行通断检测，如检测到换向器接触片间没有漏电流的存在，则检测通过，如检测到换向器接触片间有漏电流的存在，则检测不通过；
23.5)出料、送料步骤：检测完成，下检测模组下方设置的第三气缸会带动顶杆插入换向器内部，并将换向器顶起，再由平移工位将换向器送入下料工位，如自检或通断检测不合格的换向器会被送入废料剔除工位。
24.与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
25.本发明通过上下检测模组配合对换向器进行自检及通断检测，其检测模组中上下折弯的弹片与换向器上下边缘的铜片接触导通进行自检，以检测换向器是否初步合格及上下弹片是否有磨损、损坏，该自检步骤可与上检测模组顶换向器至下检测模组定位时同时进行，自检通过再由下检测模组对换向器进行通断检测，两步检测进一步确保了换向器的品质，不易出现漏检、误检的现象；同时，本发明采用的检测技术与现有人工及探针的检测方式相比，其稳定性、耐久性更强，在检测速度方面也能够得到保障，无需频繁更换配件。
附图说明
26.图1为本发明换向器检测装置的结构示意图；
27.图2为本发明带自检功能的换向器通断检测机构的结构示意图；
28.图3为本发明上检测模组的结构示意图；
29.图4为本发明凸台座与上弹片配合结构示意图；
30.图5为本发明下检测模组的结构示意图；
31.图6为本发明下检测模组的结构示意图(去除定位环)。
32.附图标记说明：1机架；2平移工位；3通断检测工位；4废料剔除工位；5下料工位；11工字形底板；12缓冲器；13立板；14导轨；15滑块；16滑动板；17连接板；18延长固定块；19气缸；21l型安装座；22固定架；23气缸；24电机；25顶杆；26导套；27导向柱；28安装板；31上检测模组；301气缸；302顶杆；303插销；304凸台座；305上弹片；32下检测模组；311工装基座；312定位环；313下弹片；314限位挡片。
具体实施方式
33.下面结合具体实施例对本发明进行进一步地描述，但本发明的保护范围并不仅仅限于此。
34.本实施例带自检功能的换向器通断检测机构安装于如图1所示的换向器检测装置，参见图1，换向器检测装置包括机架1，机架1的上部从左至右安装有通断检测工位3、废
料剔除工位4及下料工位5，通断检测工位3可以按需要设置多个，本实施例中设置两个，通断检测工位3、废料剔除工位4及下料工位5的正前方设有与上述工位配合的平移工位2，用于移动换向器至相应工位。本发明中涉及的机架1、平移工位2、废料剔除工位4及下料工位5均采用现有技术。
35.上述通断检测工位3安装本实施例带自检功能的换向器通断检测机构，其结构参见图2-6，本实施例带自检功能的换向器通断检测机构包括工字型底板11及安装于工字型底板11上方的两块立板13，两立板13竖向平行且对称设置，两立板13的前侧设有上检测模组31，上检测模组31的正下方对应设置有下检测模组32，下检测模组32安装于固定架22的顶部，固定架22的底部固定安装于工字型底板11的上方。该检测机构通过上下检测模组31、32的配合对换向器进行检测，待检换向器放入下检测模组32中，换向器的铜片需要与下弹片313相接触，上检测模组31会向放置在下检测模组32中的换向器方向移动，直至上检测模组中的上弹片305与换向器的铜片接触，接触后控制器发出检测指令对换向器与上下弹片305、313之间进行导通自检，检测到换向器的每根铜片与上下弹片305、313都导通后视为该换向器自检合格，如某一铜片与弹片没有导通则意味换向器不合格或弹片损耗，自检合格的换向器会在下检测模组32中进行通断检测，两道检测工序通过后则视为合格的换向器，并输送到下一道程序中。本发明涉及的控制器采用现有技术。
36.立板13的前侧端面安装有竖向导轨14，两导轨14呈对称设置；两立板13的顶面连接延长固定块18，延长固定块18超前侧突出于两导轨14所在的竖向平面。两导轨14之间配合设有可上下滑动的两滑块15，两滑块15间固定连接滑动板16，滑动板16的正面安装有连接板17，安装板17的中部连接有l型安装座21，l型安装座21的矩形安装区配合装配上检测模组31。上述部件组合用于带动上检测模块进行上下向即竖直滑动。
37.滑动板16的反面固定安装有气缸19，气缸19的活动端固定连接工字型底板11，滑动板16的正下方还设有缓冲器12，缓冲器12同样安装于工字型底板11。滑动板16由气缸19带动，气缸19的活动端向下延伸即可带动滑动板16及安装在滑动板16上的各个部件在竖向进行移动。设置缓冲器12的目的，一方面为了限位，另一方面降低了换向器向下行径的速度。
38.上检测模组31包括气缸301，气缸301的一端固定于延长固定块18，气缸301的输出轴连接顶杆302，顶杆302的活动端连接插销303，插销303活动式地穿过凸台座304且其下端部正对下检测模组32。凸台座304的圆周面上开设有均布的长槽，且每个长槽内固定有折弯的上弹片305，凸台座304固定于安装座21的矩形安装区。上检测模组31设置的上弹片305及气缸301端部的插销需配合使用，待检换向器放入下检测模组后气缸301启动可驱动插销303向下延伸，将换向器向下顶，顶至换向器的沟槽部位卡入下检测模组32的限位挡片314中，同时换向器底部也会与下弹片313接触，接触后插销303随着气缸301的回缩进行复位，上弹片305通过安装座21、滑动板16及气缸19的驱动下移至换向器的顶部，且上弹片305与换向器顶部接触，实现换向器的导通自检。若上下弹片305、313与换向器接触处于导通状态，则自检通过；若上下弹片305、313与换向器接触没有处于导通状态，则自检不通过。该自检步骤一方面可以初步检测换向器是否存在问题(如换向器顶部成型的折弯)，另一方面可检查上下弹片305、313是否存在磨损或变形，自检通过后进入通断检测步骤。
39.下检测模组32包括工装基座311，工装基座311的顶面环布有凹槽，凹槽内装有折
弯的下弹片313，下弹片313的设定数量与上弹片305的设定数量相同，工装基座311的上方安装有定位环312，定位环312上对称设有限位挡片314。待检换向器放入下检测模组32中定位环312的同时换向器的沟槽部位还需处于限位挡片314中，以起到准确定位的作用，待检换向器在上检测模组31中插销303的推动下会与下弹片313进行接触，经过自检后的换向器在下检测模组32中进行通断检测，如检测到换向器接触片间没有漏电流的存在，则检测通过，如检测到换向器接触片间有漏电流的存在，则检测不通过。
40.工装基座311的中部下方对应设有顶杆25，顶杆25连接电机24的输出轴顶杆25穿过安装板28后与电机24的输出轴连接，电机24与安装板28固定连接，安装板28的左右两侧对称位置连接两根导向柱27的活动端，导向柱27竖向活动式的插入导套26的内部，且导向柱27的底部穿过固定架22的底部，固定架22安装于底板11。导套26的底部固定安装于固定架22，固定架22的下侧设有气缸23，气缸23的活动端连接安装板28。固定架22上设置的各组件用于对换向器的顶出，检测完成后气缸23推动导向柱27、顶杆25向上移动，顶杆25伸入工装基座311中将检测完成的换向器顶起，直至换向器沟槽高于并脱离限位挡片314，再由平移机构夹取至下一工位。本实施例中，电机的作用是对换向器的放置位置进行微调，如换向器在下检测模组32的位置需要调整时，则气缸23会带动顶杆25上移，顶杆25插入换向器内孔后，电机24带动顶杆25转动，以对换向器的位置进行微调，使换向器的钩槽能够准确的固定于限位挡片314之间。
41.本实施例带自检功能的换向器通断检测机构的检测步骤如下：
42.1)上料步骤：通过外部的直振机构输送待检测的换向器，输送的换向器通过气缸逐个顶起，待平移工位进行夹取并输送；
43.2)送料步骤：将直振机构中气缸顶起的换向器由平移工位中的气爪抓取，夹取后通过气缸滑块的带动向一侧平移，待检换向器会被放入通断检测机构中的下检测模组进行定位；
44.3)自检步骤：待检换向器放入下检测模组中的定位环内，待检换向器的沟槽位置会卡于定位环的限位挡片中进行定位，上检测模组中的气缸301带动插销向下移动，将待检换向器下推，使待检换向器外圈的铜片下边缘与工装基座上安装的下弹片进行接触，上检测模组中的上弹片会通过安装座、滑动板及气缸19的带动向下移动，直至上检测模组中的上弹片与换向器外圈的铜片上边缘相接触，接触后上下弹片与换向器的铜片进行导通自检，如上下弹片与换向器接触没有处于导通状态，则自检不通过，自检不通过分为单个换向器的自检不通过与连续多个换向器的自检不通过，单个换向器的自检不通过，其换向器会通过平移工位的夹取放置废料剔除工位进行剔除，连续多个换向器的自检不通过，其需检查设备故障及上下弹片是否存在问题；
45.4)通断检测步骤：自检通过后，上检测模组会通过导轨滑块进行复位，下检测模组中的下弹片与换向器的铜片接触再次进行通断检测，如检测到换向器接触片间没有漏电流的存在，则检测通过，如检测到换向器接触片间有漏电流的存在，则检测不通过；
46.5)出料、送料步骤：检测完成后，下检测模组下方设置的气缸23会带动顶杆插入换向器内部，并将换向器顶起，再由平移工位将换向器送入下料工位，如自检或通断检测不合格的换向器会被送入废料剔除工位。
47.本实施例带自检功能的换向器通断检测机构具体工作原理：本发明中，通断检测
工位3与移送工位2、废料剔除工位4、下料工位5组成整机，平移工位2将换向器夹取至通断检测工位3中，具体的将待检换向器放入下检测模组32的定位环312中，待检换向器的沟槽部位还需在定位环312的限位挡片314内，此时，上检测模组31的气缸301可带动插销向303下延伸，将换向器向下顶，顶至换向器的沟槽部位卡入下检测模组32的限位挡片314的底部，同时换向器底部也会与下弹片313接触，接触后插销303随着气缸301的回缩进行复位，上弹片305通过安装座、滑动板及气缸19的带动下移至换向器的顶部，且上弹片305与换向器顶部接触，进行换向器的导通自检，如上下弹片与换向器接触处于导通状态，则自检通过，如上下弹片与换向器接触没有处于导通状态，则自检不通过，自检不通过的换向器由移送工位2夹取至废料剔除工位4中，自检通过的换向器则继续留在下检测模组32中进行通断检测，上检测模组31中的上弹片305会通过导轨14滑块15进行复位，下检测模组32中的下弹片313与换向器的铜片接触再次进行通断检测，如检测到换向器接触片间没有漏电流的存在，则检测通过；如检测到换向器接触片间有漏电流的存在，则检测不通过。经过自检及通断检测的换向器会通过移送工位的夹取至下料工位5中进行码垛，检测不通过的换向器进入踢废料工位4中。
48.上述移送工位2、废料剔除工位4、下料工位5采用现有技术。
49.本发明一种带自检功能的换向器通断检测机构，其在对换向器进行定位的同时，能进行设备自检，以及换向器折弯部位缺钩、断钩等缺陷的检测，检测效率高，无需频繁更换配件，不易出现漏检、误检的现象，确保了换向器的品质。
50.以上对本发明的实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.带自检功能的换向器通断检测机构，其特征是包括上检测模组(31)、下检测模组(32)，上检测模组(31)正下方对应设置下检测模组(32)，上检测模组(31)设置上弹片(305)，下检测模组(32)设置下弹片(313)，上弹片(305)与下弹片(313)的数量相等；上检测模组(31)能将待检测的换向器向下顶压至卡入下检测模组(32)，以使得换向器与下检测模组(32)的下弹片(313)接触，且，上检测模组(31)再经过动作后使得上弹片(305)与换向器接触。2.根据权利要求1所述的带自检功能的换向器通断检测机构，其特征在于：还包括底板(11)，底板(11)上方安装立板(13)，立板(13)上方安装延长固定块(18)；所述的上检测模组(31)包括第一气缸(301)，第一气缸(301)固定于延长固定块(18)，第一气缸(301)输出轴连接顶杆(302)，顶杆(302)连接插销(303)，插销(303)下方正对下检测模组(32)，在第一气缸(301)的驱动下，插销(303)能将待检测的换向器向下顶压至卡入下检测模组(32)。3.根据权利要求2所述的带自检功能的换向器通断检测机构，其特征在于：所述立板(13)安装竖向导轨(14)，导轨(14)滑动配合滑块(15)，滑块(15)连接滑动板(16)，滑动板(16)通过连接板(17)连接安装座(21)，安装座(21)装配所述上检测模组(31)的上弹片(305)；所述的插销(303)活动式的穿过所述的安装座(21)。4.根据权利要求3所述的带自检功能的换向器通断检测机构，其特征在于：所述安装座(21)呈l型，其一边形成矩形安装区，矩形安装区固定凸台座(304)；所述插销(303)活动式的穿过凸台座(304)以及矩形安装区，所述凸台座(304)的圆周面上开设有均布的长槽，且每个长槽内固定有折弯的所述的上弹片(305)。5.根据权利要求3或4所述的带自检功能的换向器通断检测机构，其特征在于：所述滑动板(16)安装有第二气缸(19)，第二气缸(19)的活动端连接于底板(11)。6.根据权利要求5所述的带自检功能的换向器通断检测机构，其特征在于：所述滑动板(16)的下方设有缓冲器(12)，所述缓冲器(12)安装于底板(11)。7.根据权利要求6所述的带自检功能的换向器通断检测机构，其特征在于：所述下检测模组(32)包括工装基座(311)，所述工装基座(311)环布有凹槽，凹槽内装有折弯的下弹片(313)。8.根据权利要求7所述的带自检功能的换向器通断检测机构，其特征在于：所述工装基座(311)安装有定位环(312)，所述定位环(312)上设有对称的限位挡片(314)。9.根据权利要求8所述的带自检功能的换向器通断检测机构，其特征在于：所述工装基座(311)下方设有顶杆(25)，所述顶杆(25)穿过安装板(28)后连接电机(24)的输出轴，所述电机(24)固定于安装板(28)，所述安装板(28)连接导向柱(27)，所述导向柱(27)活动式的伸入导套(26)，且导向柱(27)的底部活动式的穿过固定架(22)，固定架(22)安装于底板(11)；所述导套(26)安装于固定架(22)，所述固定架(22)安装有第三气缸(23)，所述第三气缸(23)的输出轴固定连接安装板(28)。10.一种基于权利要求9所述换向器通断检测机构的换向器通断检测方法，其特征是按如下步骤：1)上料：输送待检测的换向器，待平移工位夹取；2)送料：由平移工位夹取换向器后向一侧平移，待检测的换向器会被放入通断检测机构中的下检测模组进行定位；
3)自检：待检测的换向器放入下检测模组中的定位环内，待检测的换向器的沟槽位置卡于定位环的限位挡片中进行定位，上检测模组的第一气缸带动插销向下移动，将待检测的换向器下推，使待测的检换向器外圈的铜片下边缘与工装基座上安装的下弹片进行接触，同时上检测模组中的上弹片会通过安装座、滑动板及第一气缸的带动向下移动，直至上检测模组中的上弹片与换向器外圈的铜片上边缘相接触，接触后上下弹片与换向器的铜片进行导通自检；4)通断检测：上检测模组复位，下检测模组中的下弹片与换向器的铜片接触再次进行通断检测；5)出料、送料：下检测模组下方设置的第三气缸带动顶杆插入换向器内部，并将换向器顶起，由平移工位将换向器送入下料工位，若自检或通断检测不合格的换向器被送入废料剔除工位。

技术总结
本发明公开了一种带自检功能的换向器通断检测机构及检测方法，本发明检测机构包括上检测模组、下检测模组，上检测模组正下方对应设置下检测模组，上检测模组设置上弹片，下检测模组设置下弹片，上弹片与下弹片的数量相等；上检测模组能将待检测的换向器向下顶压至卡入下检测模组，以使得换向器与下检测模组的下弹片接触，且，上检测模组再经过动作后使得上弹片与换向器接触。本发明检测效率高，无需频繁更换配件，不易出现漏检、误检的现象，确保了换向器的品质。了换向器的品质。了换向器的品质。


技术研发人员：翟昕 董海迪 刘忠民
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/20