CN103986285A - 用于制造电机定子铁芯的设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造电机定子铁芯的设备及其控制方法，包括储料装置、冲片提升装置、冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置、计算机；所述计算机用于控制储料装置、冲片提升装置、冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置的工作；所述冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置沿输送装置传输方向依次占据输送装置旁的工位。本发明自动化程度高，采用计算机控制各工位的装置，将定子铁芯的制造合成为流水线式的自动化生产，产品经过层层检测质量稳定可靠。

Description

用于制造电机定子铁芯的设备及其控制方法

技术领域

本发明主要涉及用于制造电机定子铁芯的设备及其控制方法，主要用于将已冲压成型的铁芯冲片叠成可用于制造电机的定子铁芯。

背景技术

定子铁芯是构成电机磁通回路和固定定子线圈的重要部件，目前电机定子铁芯主要采用人工为主的半自动化设备，因此自动化程度低，生产效率低下，因此存在装配精度低，产品质量不稳定等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供自动化程度高、运行稳定可靠、可制造出精度高的产品，能有效降低人力成本的用于制造电机定子铁芯的设备及其控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：用于制造电机定子铁芯的设备，包括储料装置、冲片提升装置、冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置、计算机；所述计算机用于控制储料装置、冲片提升装置、冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置的工作；

所述冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置沿输送装置传输方向依次占据输送装置旁的工位；

所述储料装置，包括储存立柱、转盘、凸轮分割器，所述转盘上均匀分布有数个储存立柱，凸轮分割器传动转盘转动；

所述冲片提升装置，包括举升板、丝杆、伺服电机、丝杆轴座、螺母安装座、导轨安装板、导轨安装块，所述丝杆两端与丝杆轴座转动安装，螺母安装座与导轨安装板固定连接，导轨安装板与导轨安装块滑动连接，丝杆与螺母安装座螺纹连接，螺母安装座与导轨安装块固定连接，举升板与导轨安装块固定连接；

所述冲片选取及移动装置，包括侧安装板、安装立柱、第一气缸、无杆气缸、夹紧气缸、取料装置，侧安装板两侧固定设有安装立柱，第一气缸与侧安装板滑动安装，无杆气缸传动第一气缸与侧安装板在滑动方向的来回往复移动，第一气缸带动夹紧气缸，所述取料装置包括取料立柱、取料气缸，取料装置设在第一气缸下方；

所述输送装置，包括支撑板、上顶升板、储存轴、支撑块、下顶升板、顶升气缸、输送气缸，所述支撑板、上顶升板、下顶升板、顶升气缸自上而下依次设置，支撑块设在上顶升板与下顶升板之间，支撑块上端与上顶升板固定连接，下端受下顶升板支撑且为滑动连接，输送气缸推动上顶升板的左右来回移动，顶升气缸推动下顶升板的上下移动，所述上顶升板上方设有储存轴，支撑板上设有开槽，储存轴上升时能穿透该开槽；

所述旋转装置，包括第二气缸、旋转气缸、侧板、侧板立柱、气爪、所述侧板立柱固定支撑侧板，侧板上设有第二气缸，第二气缸带动旋转气缸的升降，旋转气缸连接气爪；

所述冲片选取及移动装置还包括导向杆、压板、弹簧、夹紧气缸、安装板，所述安装板与第一气缸固定连接，导向杆一端与压板固定连接，另一端与安装板滑动安装，导向杆外套有弹簧，压板的受阻上升使弹簧压紧反作用于压板，取料气缸连接取料杆，夹紧气缸固定安装在安装板下方，夹紧气缸连接夹块。

所述冲片选取及移动装置，还包括压紧传感器，所述压紧传感器检测冲片受压紧的力度。

所述叠高检测装置，包括立柱、立柱固定座、冲片储存杆、无杆气缸、第三气缸、第四气缸、导轨，所述立柱支撑立柱固定座，第三气缸、第四气缸通过导轨与立柱固定座安装，无杆气缸推动第三气缸和第四气缸沿导轨方向来回移动，第四气缸的推杆上设有真空吸盘，第三气缸的推杆的伸缩带动检测螺母的移动，检测螺母与检测丝杆螺纹连接从而传递检测丝杆的转动，编码器测量检测丝杆的转动从而测算第三气缸的推杆伸缩的长度得出铁芯高度；

所述打标装置，包括打标机、压板、第五气缸、导柱、丝杆、电机，所述丝杆与打标机安装板螺纹连接，打标机另一端与导柱滑动安装，打标机安装板上安装打标机，第五气缸与压板固定安装,电机传动丝杆；

本发明还包括机座，所述储料装置、冲片提取装置、冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置均安装在机座上。

本发明所述机座呈“┗”型。

本发明所述冲片选取及移动装置，还包括压紧传感器，所述压紧传感器检测冲片受压紧的力度。

本发明所述取料气缸的取料位置对应处于取料状态下的储存立柱。

本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的控制方法，其特征在于包括如下步骤：Ⅰ检测储料装置处于取料位置的储存立柱上冲片的有无情况；

Ⅱ启动冲片提升装置；

Ⅲ冲片选取及移动装置先压紧冲片再检测冲片压紧；

Ⅳ冲片选取及移动装置检测步骤Ⅲ中的压紧合格后，提取冲片；

Ⅴ输送装置接收步骤D中提取的冲片并传输至下一个工位；

Ⅵ旋转装置提取步骤E输送到的上半部分冲片，并旋转180度。

Ⅶ叠高检测装置检测步骤F输送到的冲片的高度；

Ⅷ步骤Ⅶ中冲片高度检测合格后，打标装置对输送到的冲片的完成打标工作；

上述步骤Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ中的冲片均由输送装置依次传输。

本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的控制方法，上述步骤Ⅰ中无冲片时，步骤Ⅱ中冲片提升装置下降归位，储存立柱完成切换，切换后再次检测。

本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的控制方法，上述步骤Ⅲ中的压紧不合格时,启动步骤Ⅱ冲片提升装置的提升。

本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的控制方法，上述步骤Ⅶ中检测冲片过厚时，吸除冲片，反之增加冲片，再次完成检测。

本发明相比现有技术具有的优点：

1、本发明自动化程度高，采用计算机控制各工位的装置，将定子铁芯的制造合成为流水线式的自动化生产，产品经过层层检测质量稳定可靠。

2、本发明采用的储料装置采用转盘式设计，在转盘设置多个储存立柱，冲片套于立柱上，稳定可靠，取料工作状态下冲片选取及移动装置从储存立柱上一次完成设定高度的取料，没有处于取料工作状态下的储存立柱可上料，作为储备，因此连续好，效率高，转盘储料精度高。

3、本发明所述冲片选取及移动装置在取料前，先对冲片压紧，并对压紧力度进行考证，待压紧度合格后再移送至下一个工位，因此冲片选取更加精确，有效保证铁芯厚度的精度，避免后续的问题。

4、本发明采用的输送装置为推动式输送，精度高，定位准确，利于后续的自动化操作。

5、本发明所述旋转装置，提取冲片旋转180度，保证铁芯的整体平整度。

6、本发明所述叠高检测装置，对旋转后的铁芯厚度再次检测，并对产生的误差进行自动修正，有效保障产品质量。

附图说明

图1是本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的结构示意图。

图2是本发明所述储料装置的结构示意图。

图3是本发明所述冲片提升装置的结构示意图。

图4是本发明所述冲片提升装置的俯视结构示意图。

图5是本发明所述冲片选取及移动装置的结构示意图。

图6是本发明所述冲片选取及移动装置所述取料装置的结构示意图。

图7是本发明所述冲片选取及移动装置所述夹紧气缸、夹块的安装结构示意图。

图8是本发明所述输送装置的结构示意图。

图9是本发明所述输送装置的俯视结构示意图。

图10是本发明所述旋转装置的结构示意图。

图11是本发明所述叠高检测装置的结构示意图。

图12是本发明所述打标装置的结构示意图。

图13是本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的控制方法的控制流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例：

如图1至图13所示：本发明解决上述技术问题所采用的方案是：用于制造电机定子铁芯的设备，包括储料装置A、冲片提升装置B、冲片选取及移动装置C、输送装置D、旋转装置E、叠高检测装置F、打标装置G、计算机H；所述计算机H用于控制储料装置A、冲片提升装置B、冲片选取及移动装置C、输送装置D、旋转装置E、叠高检测装置F、打标装置G的工作。

本发明所述冲片选取及移动装置C、输送装置D、旋转装置E、叠高检测装置F、打标装置G沿输送装置D传输方向依次设在输送装置D旁，所述移动装置C、旋转装置E、叠高检测装置F、打标装置G为4个不同的操作机器人，上述4个装置各自完成一个工序后，输送装置D将冲片K向前输送一个工位。

所述储料装置A，包括储存立柱A01、转盘A02、凸轮分割器A03，所述转盘转盘A02上均匀分布有数个储存立柱A01，储存立柱A01呈竖直方向，冲片K套在储存立柱A01上受其限位，凸轮分割器A03传动转盘A02转动，凸轮分割器A03为一种电机和减速箱的组合电机，为现有技术，转盘A02和凸轮分割器A03的转轴固定安装即可，凸轮分割器A03固定安装在机座I。

所述冲片提升装置B，包括举升板B01、丝杆B02、伺服电机B03、丝杆轴座B04、螺母安装座B05、导轨安装板B06、导轨安装块B07，所述丝杆B02两端与丝杆轴座B04转动安装，螺母安装座B05与导轨安装板B06固定连接，导轨安装板B06与导轨安装块B07滑动连接，丝杆B02与螺母安装座B05螺纹连接，螺母安装座B05与导轨安装块B07固定连接，举升板B01与导轨安装块B07固定连接，冲片提升装置B用于提升位于储料装置A的储存立柱A01上的冲片K，

举升板B01举升冲片K时，举升板B01位于转盘A02下方，举升板B01从转盘A02下方托起冲片K上升，当一个储存立柱A01上的冲片K提取完之后，举升板B01先下降至底部，位于转盘A02下方，转盘A02再转动，转换一个储存立柱A01，转盘A02上切割出可供举升板B01上下通过的空位。

所述冲片选取及移动装置C，包括安装立板C01、安装立柱C02、第一气缸C03、无杆气缸C04、安装板C05、导向杆C06、压板C07、弹簧C08、夹紧气缸C09、取料装置C10，安装立板C01两侧固定设有安装立柱C02，第一气缸C03与安装立板C02滑动安装，无杆气缸C04传动第一气缸C03与安装立板C01在滑动方向的来回往复移动，第一气缸C03带动夹紧气缸C09，所述安装板C05与第一气缸C03固定连接，导向杆C06一端与压板C07固定连接，另一端与安装板C05滑动安装，导向杆C06外套有弹簧C08，压板C07的受阻上升使弹簧C08压紧从而反作用于压板C07，所述取料装置C10包括取料立柱C101、取料气缸C102，取料装置C10设在第一气缸C03下方,取料气缸C102连接取料杆C12，取料立柱C101支撑取料气缸C102，夹紧气缸C09固定安装在安装板C05下方，夹紧气缸C09连接夹块C15，取料装置C10只负责托起冲片K，不可移动，第一气缸C03推动夹紧气缸C09下移，夹紧气缸C09夹取受取料装置C10托起分离的冲片K并移位，取料气缸C102控制取料杆C12伸缩，夹紧气缸C09控制夹块C15的伸缩；本发明所述冲片选取及移动装置C，还包括压紧传感器C16，所述压紧传感器C16检测冲片K受压紧的力度。

所述输送装置D，包括支撑板D01、上顶升板D02、储存轴D03、支撑块D04、下顶升板D05、顶升气缸D06、输送气缸D07，所述支撑板D01、上顶升板D02、下顶升板D05及顶升气缸D06自上而下依次设置，支撑块D04设在上顶升板D02与下顶升板D05之间，支撑块D04上端与上顶升板D02固定连接，支撑块D04下端受下顶升板D05支撑，支撑块D04与下顶升板D05为可滑动，输送气缸D07推动上顶升板D02的左右来回移动，顶升气缸D06推动下顶升板D05的上下移动，所述上顶升板D02上方设有储存轴D03，支撑板D01上设有开槽D011，储存轴D03上升时穿透该开槽D011进入冲片K内部，从而带动冲片K移送。

所述旋转装置E，包括第二气缸E01、旋转气缸E02、侧板E03、侧板立柱E04、气爪E05、所述侧板立柱E04固定支撑侧板E03，侧板E03上设有第二气缸E01，第二气缸E01带动旋转气缸E02的升降，旋转气缸E02连接气爪E05,气爪E05用于夹取冲片K，第二气缸E01先下降，气爪E05夹取冲片K，第二气缸E01上升，旋转气缸E02旋转180度，第二气缸E01再下降，气爪E05松开释放冲片K。

所述叠高检测装置F，包括立柱F01、立柱固定座F02、冲片储存杆F03、无杆气缸F04、第三气缸F05、第四气缸F06、导轨F07，所述立柱F01支撑立柱固定座F02，第三气缸F05、第四气缸F06通过导轨F07与立柱固定座F02安装，无杆气缸F04推动第三气缸F05和第四气缸F06沿导轨F07方向来回移动，第四气缸F06的推杆上设有真空吸盘F08，第三气缸F05的推杆的伸缩带动检测螺母F09的移动，检测螺母F09与检测丝杆F10螺纹连接从而传递检测丝杆F10的转动，编码器F11测量检测丝杆F10的转动量，编码器F11将测得的数值发给计算机H，计算机H根据检测丝杆F10转送的圈数，检测丝杆F10的牙距，从而得出铁芯高度；

所述打标装置G，包括打标机G01、压板G02、第五气缸G03、导柱G04、丝杆G05、电机G06，所述丝杆G05与打标机安装板G07螺纹连接，打标机安装板G07上安装打标机G01，打标机G01另一端与导柱G04滑动安装，第五气缸G03与压板G02固定安装，电机G06传动丝杆G05，第五气缸G03控制压板G02压紧固定冲片K，方便打标。

本发明还包括机座I，所述储料装置A、冲片提升装置B、冲片选取及移动装置C、输送装置D、旋转装置E、叠高检测装置F、打标装置G均安装在机座I上。

本发明所述机座I呈“┗”型，储料装置A、冲片提升装置B设在同一转角侧，冲片选取及移动装置C、输送装置D、旋转装置E、叠高检测装置F、打标装置G设在另一转角侧呈线性布局，输送装置D为直线传输。。

本发明所述取料气缸C10的取料位置对应处于取料状态下的储存立柱A01，采用气缸上下直线移动，因此取料和储料位置要对应。

本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的控制方法，其特征在于包括如下步骤：A检测储料装置处于取料位置的储存立柱上冲片K的有无情况；

B启动冲片提升装置；

C冲片选取及移动装置先压紧冲片K再检测冲片K压紧；

D冲片选取及移动装置检测步骤Ⅲ中的压紧合格后，提取冲片K；

E输送装置接收步骤D中提取的冲片K并传输至下一个工位；

F旋转装置提取步骤E输送到的上半部分冲片K，并旋转180度。

G叠高检测装置检测步骤F输送到的冲片K的高度；

H步骤Ⅶ中冲片高度检测合格后，打标装置对输送到的冲片K的完成打标工作；

上述步骤Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ中的冲片K均由输送装置依次传输。

本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的控制方法，上述步骤Ⅰ中无冲片K时，步骤Ⅱ中冲片提升装置下降归位，储存立柱完成切换，切换后再次检测。

本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的控制方法，上述步骤Ⅲ中的压紧不合格时,启动步骤Ⅱ冲片提升装置的提升。

本发明所述用于制造电机定子铁芯的设备的控制方法，上述步骤Ⅶ中检测冲片K过厚时，吸除冲片K，反之增加冲片K，并再次完成检测。

Claims (10)

1.用于制造电机定子铁芯的设备，其特征在于：包括储料装置、冲片提升装置、冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置、计算机，所述计算机用于控制储料装置、冲片提升装置、冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置的工作；

所述冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置沿输送装置传输方向依次占据输送装置旁的工位；

所述储料装置，包括储存立柱、转盘、凸轮分割器，所述转盘上均匀分布有数个储存立柱，凸轮分割器传动转盘转动；

所述冲片提升装置，包括举升板、丝杆、伺服电机、丝杆轴座、螺母安装座、导轨安装板、导轨安装块，所述丝杆两端与丝杆轴座转动安装，螺母安装座与导轨安装板固定连接，导轨安装板与导轨安装块滑动连接，丝杆与螺母安装座螺纹连接，螺母安装座与导轨安装块固定连接，举升板与导轨安装块固定连接；

所述冲片选取及移动装置，包括安装立板、安装立柱、第一气缸、无杆气缸、取料气缸、夹紧气缸，安装立板两侧固定设有安装立柱，第一气缸与安装立板滑动安装，无杆气缸传动第一气缸与安装立板在滑动方向的来回往复移动，第一气缸带动取料气缸和夹紧气缸；

所述输送装置，包括支撑板、上顶升板、储存轴、支撑块、下顶升板、顶升气缸、输送气缸，所述支撑板、上顶升板、下顶升板、顶升气缸自上而下依次设置，支撑块设在上顶升板与下顶升板之间，支撑块上端与上顶升板固定连接，下端受下顶升板支撑且为滑动连接，输送气缸推动上顶升板的左右来回移动，顶升气缸推动下顶升板的上下移动，所述上顶升板上方设有储存轴，支撑板上设有开槽，储存轴上升时能穿透该开槽；

所述旋转装置，包括第二气缸、旋转气缸、侧板、侧板立柱、气爪、所述侧板立柱固定支撑侧板，侧板上设有第二气缸，第二气缸带动旋转气缸的升降，旋转气缸连接气爪；

所述叠高检测装置，包括立柱、立柱固定座、冲片储存杆、无杆气缸、第三气缸、第四气缸、导轨，所述立柱支撑立柱固定座，第三气缸、第四气缸通过导轨与立柱固定座安装，无杆气缸推动第三气缸和第四气缸沿导轨方向来回移动，第四气缸的推杆上设有真空吸盘，第三气缸的推杆的伸缩带动检测螺母的移动，检测螺母与检测丝杆螺纹连接从而传递检测丝杆的转动，编码器测量检测丝杆的转动从而测算第三气缸的推杆伸缩的长度得出铁芯高度；

所述打标装置，包括打标机、压板、第五气缸、导柱、丝杆、电机，所述丝杆与打标机一端安装板螺纹连接，打标机另一端与导柱滑动安装，打标机与打标机安装板固定，第五气缸与压板固定安装，电机传动丝杆。

2.根据权利要求1所述的用于制造电机定子铁芯的设备，其特在在于：还包括机座，所述储料装置、冲片提取装置、冲片选取及移动装置、输送装置、旋转装置、叠高检测装置、打标装置均安装在机座上。

3.根据权利要求2所述的用于制造电机定子铁芯的设备，其特在在于：所述机座呈“┗”型。

4.根据权利要求1或2所述的用于制造电机定子铁芯的设备，其特在在于：所述冲片选取及移动装置还包括导向杆、压板、弹簧、夹紧气缸、安装板，所述安装板与第一气缸固定连接，导向杆一端与压板固定连接，另一端与安装板滑动安装，导向杆外套有弹簧，压板的受阻上升使弹簧压紧反作用于压板，取料气缸通过取料安装杆固定安装在安装板下方，取料气缸控制取料杆伸缩，夹紧气缸通过夹紧安装杆固定安装在安装板下方，夹紧气缸控制夹块的伸缩。

5.根据权利要求1所述的用于制造电机定子铁芯的设备，其特在在于：所述取料气缸的取料位置对应处于取料状态下的储存立柱。

6.根据权利要求4所述的用于制造电机定子铁芯的设备，其特在在于：所述冲片选取及移动装置，还包括压紧传感器，所述压紧传感器检测冲片受压紧的力度。

7.用于制造电机定子铁芯设备的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

Ⅰ检测储料装置处于取料位置的储存立柱上冲片的有无情况；

Ⅱ启动冲片提升装置；

Ⅲ冲片选取及移动装置先压紧冲片再检测冲片压紧；

Ⅳ冲片选取及移动装置检测步骤Ⅲ中的压紧合格后，提取冲片；

Ⅴ输送装置接收步骤D中提取的冲片并传输至下一个工位；

Ⅵ旋转装置提取步骤E输送到的上半部分冲片，并旋转180度；

Ⅶ叠高检测装置检测步骤F输送到的冲片的高度；

Ⅷ步骤Ⅶ中冲片高度检测合格后，打标装置对输送到的冲片的完成打标工作；

上述步骤Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ中的冲片均由输送装置依次传输。

8.根据权利要求6所述的用于制造电机定子铁芯设备的控制方法，其特征在于：上述步骤Ⅰ中无冲片时，步骤Ⅱ中冲片提升装置下降归位，储存立柱完成切换，切换后再次检测。

9.根据权利要求6所述的用于制造电机定子铁芯设备的控制方法，其特征在于：上述步骤Ⅲ中的压紧不合格时,启动步骤Ⅱ冲片提升装置的提升。

10.根据权利要求6所述的用于制造电机定子铁芯设备的控制方法，其特征在于：上述步骤Ⅶ中检测冲片过厚时，吸除冲片，反之增加冲片，再次完成检测。