CN104525979A - 一种电机转子外圆加工自动化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机转子外圆加工自动化设备,该设备用于电机转子外圆的全自动加工过程,包括上料斜台、控制台、工件推送台、刀架滑动台、主轴箱、下料滑台、上料传送带、下料传送带和平台底座。设备集成了上料、装夹、车削加工、下料等过程的自动化操作功能,配合上下料传送带,上料斜台和工件推送台将工件运送至主轴箱处加工,并利用下料滑台完成工件的下料过程;通过优化生产节拍,在加工工件时,下一个工件的上料与上一个工件的下料过程也在同时进行,加工过程衔接紧密,只需预先调整好各个模块之间的生产节拍即可全自动运行。本发明在确保加工质量、提高加工效率的基础上,具有较低的设备成本和运行能耗,具有推广意义。

Description

一种电机转子外圆加工自动化设备
技术领域
[0001] 本发明属于加工设备技术领域,具体涉及一种电机转子外圆加工自动化设备。
背景技术
[0002] 电动机是一种将电能转化为机械能,并驱动其他装置的电气设备,电机转子是电 动机的主要组成部分之一。电机转子在电机内高速运转,为了保证电机的性能和寿命,需要 保证电机转子有较高的动态平衡性能。在将转轴铆压进入铁芯以后的外圆切削加工工序是 保证电机转子动平衡的关键工序,因此也是保证电机转子性能的重要过程。
[0003] 目前,国内的电机转子加工大部分需要人工操作才能完成,每台加工设备通常需 要专门配备一名操作人员,在切削加工设备上的装夹和上下料过程需要手工完成。由于电 机转子本身的车削加工时间较短,与车削加工时间相比,手工装夹消耗的时间较长,导致加 工前后机床闲置时间占比高,设备利用率低。同时,现有针对电机转子的自动化加工专用设 备大部分利用机器人来完成工件在工位之间的传送,导致传送效率低,整条生产线成本较 尚。
发明内容
[0004] 为了解决现有技术中存在的不足,本发明提供了一种电机转子外圆加工自动化设 备,它集成了上料、装夹、车削加工、下料等过程的自动化操作功能,提高了生产效率,降低 了人力劳动强度,具有较高性价比,值得推广。
[0005] 为解决上述问题,本发明具体采用以下技术方案:
[0006] -种电机转子外圆加工自动化设备,是用于电机转子外圆加工的全自动机械设 备,其特征在于,包括上料斜台、控制台、工件推送台、刀架滑动台、主轴箱、下料滑台、上料 传送带、下料传送带和平台底座,所述上料斜台、控制台、工件推送台、刀架滑动台、主轴箱 以及下料滑台以顺时针或逆时针的方位排布在平台底座上,所述上料传送带的出口与上料 斜台的入口相对接,所述下料传送带的入口与下料滑台的出口相对接。
[0007] 前述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其特征在于,其中的上料斜台依靠重 力将工件从上料传送带引导至工件推送台,所述上料斜台包括滑动槽、后支架、前支架、左 摆杆、隔板底座、前隔板、右摆杆、后隔板、摆杆轴以及气缸,所述滑动槽的入口与所述上料 传送带的出口相对接,所述后支架、前支架固定于平台底座上并分布于滑动槽的两端支撑 滑动槽,所述后支架的高度高于前支架的高度,所述隔板底座固定在前支架上,所述隔板底 座上沿着滑动槽的长度方向分布有前隔板、后隔板,且前隔板、后隔板分布在前支架的两 侦牝并分别插入在隔板底座上与前隔板、后隔板相对应的前插槽、后插槽内,即前隔板、后隔 板分别与隔板底座组成竖直方向移动副,所述前隔板上设有前销轴,所述后隔板上设有后 销轴,所述摆杆轴贯穿前支架并与前支架两侧的左摆杆、右摆杆固定铰接,即左摆杆、右摆 杆也是分布在摆杆轴的两侧的,与摆杆轴的两端固定铰接,所述左摆杆、右摆杆形状相同, 在各自的两端均设有腰槽,所述左摆杆、右摆杆两端的腰槽分别与各自相对应的前销轴、后 销轴连接,所述摆杆轴通过转动副铰接在前支架上,所述气缸安装在隔板底座上,并通过活 塞杆与后隔板固定连接。所述上料斜台利用重力,使工件通过所述滑动槽入口下滑,并在所 述隔板底座、左摆杆、右摆杆、前隔板、后隔板、气缸、摆杆轴共同组成的物料分离装置的作 用下,实现工件的离散有序上料。
[0008] 前述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其中的工件推送台将工件沿X坐标方 向传送至主轴箱,其特征在于,所述工件推送台包括导向支撑架和笔形气缸,所述导向支撑 架垂直于上料斜台布置,即导向支撑架沿X坐标方向固定于平台底座上,所述笔形气缸固 定安装在导向支撑架上,即笔形气缸亦沿X坐标方向固定安装在导向支撑架上。优选导向 支撑架靠近主轴箱的一端呈V型,用于工件在X方向和Z方向的定位。所述工件推送台通 过所述笔形气缸将工件沿X坐标方向传送至前述主轴箱。
[0009] 前述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其特征在于,所述刀架滑动台包括一 级滑动平台、一级滑动平台伺服电机、二级滑动平台、二级滑动平台伺服电机和刀架,所述 一级滑动平台固定于所述平台底座上,所述二级滑动平台安装于一级滑动平台上,且与一 级滑动平台相垂直,所述刀架固定于二级滑动平台上,所述一级滑动平台伺服电机、二级滑 动平台伺服电机分别安装于相对应的一级滑动平台、二级滑动平台上。在所述一级滑动平 台伺服电机和二级滑动平台伺服电机的驱动下,所述刀架滑台分别实现所述刀架在X方向 和Y方向的伺服进给。
[0010] 前述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其中的下料滑台用于支撑、引导工件, 以及在工件加工完毕后将其引导传送至下料传送带,其特征在于,所述下料滑台包括滑台 底座、支承托盘、连接块、托盘推送气缸、楔形块推送气缸、楔形块、四个导轨滑块、两个直线 导轨以及下料槽,所述滑台底座固定于所述平台底座上,所述支承托盘通过导轨滑块、直线 导轨构成的滑动副安装在滑台底座上,所述滑台底座与支承托盘间设有托盘推送气缸,所 述支承托盘通过连接块与托盘推送气缸的活塞杆固定连接,所述楔形块推送气缸固定于滑 台底座内部且垂直于支承托盘设置,所述楔形块推送气缸的活塞杆与楔形块固定连接,从 而引导楔形块在竖直方向往返运动,所述楔形块在楔形块推送气缸的带动下于竖直方向上 往返于支承托盘上的矩形孔,所述矩形孔的两侧分布有斜面相对设置的斜挡块,两个斜挡 块构成V型,所述支承托盘上设有与下料槽入口相对应的掉料口,即楔形块的两个平行矩 形面垂直于Y轴,且其楔形部分较低一侧靠近Y轴正方向,较高一侧靠近Y轴负方向,这样 便于将加工完成的电机转子推送到掉料口中,所述下料槽固定于滑台底座壳体下方,所述 下料槽的出口与下料传送带的入口相对接。对于下料滑台,一方面,在工件从工件推送台推 送至主轴箱时以及工件加工完毕、从主轴箱退出时起支承引导作用;另一方面,工件加工完 毕后,所述支承托盘退回、所述楔形块在楔形块推送气缸的推动下上升,将工件推出所述支 承托盘,经由下料槽传送至前述下料传送带。
[0011] 前述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其特征在于,所述上料传送带平行于 下料传送带。
[0012] 所述主轴箱包括箱体、卡盘、主轴电机和推杆,所述箱体固定于所述平台底座上, 所述卡盘、主轴电机安装于箱体的两侧,所述推杆可伸缩的设置于箱体内,并与所述卡盘同 轴。
[0013] 所述控制台固定于所述平台底座上,用于控制上料斜台、工件推送台、刀架滑动 台、主轴箱以及下料滑台的动作。
[0014] 此外,所述平台底座的下方设有装肩车,用于收集产生的废肩,保持生产环境干净 卫生。
[0015] 本发明的有益效果:本发明提供的一种电机转子外圆加工自动化设备,实现了工 件上下料和加工过程的一体化,只需预先调整好各个模块之间的操作节拍即可全自动运 行。上料过程在工件进行加工的过程同步完成,大幅降低了工件的加工时间;所涉及零件硬 件成本低;工件在各个模块进行传输的过程中,除了传送带、主轴和刀架滑动台以外,其余 物料传送过程仅由四个小型气缸完成,附加能耗低。
附图说明
[0016] 图1为本发明的一种电机转子外圆加工自动化设备的分布图;
[0017] 图2为本发明的一种电机转子外圆加工自动化设备的结构示意图;
[0018] 图3为本发明的上料斜台的结构示意图;
[0019] 图4为图3中D部放大示意图;
[0020] 图5为上料斜台的前支架的示意图;
[0021] 图6为本发明的上料斜台工作过程流程图;
[0022] 图7为本发明的下料滑台的结构示意图;
[0023] 图8为本发明的下料滑台的主视图;
[0024] 图9为本发明的下料滑台的俯视图;
[0025] 图10为本发明的下料滑台的侧视图。
[0026] 附图标记含义如下:100、上料斜台,101、滑动槽,102、后支架,103、前支架,104、 左摆杆,105、隔板底座,106、前隔板,107、右摆杆,108、后隔板,109、摆杆轴,110、气缸,200、 控制台,300、工件推送台,301、笔形气缸,302、导向支撑架,400、刀架滑动台,401、一级滑动 平台伺服电机,402、一级滑动平台,403、二级滑动平台伺服电机,404、二级滑动平台,405、 刀架,500、主轴箱,501、箱体,502、主轴电机,503、推杆,504、卡盘,600、下料滑台,601、滑台 底座,602、支承托盘,603、连接块,604、托盘推送气缸,605、楔形块推送气缸,606、楔形块, 607、导轨滑块,608、直线导轨,609、下料槽,610、矩形孔,611、斜挡块,612、掉料口 701、上料 传送带,702、下料传送带,703、平台底座,704、装肩车。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0028] 如图1至图2所示,本发明的一种电机转子外圆加工自动化设备,是用于电机转子 外圆加工的全自动机械设备,包括上料斜台100、控制台200、工件推送台300、刀架滑动台 400、主轴箱500、下料滑台600、上料传送带701、下料传送带702和平台底座703,所述上料 斜台100、控制台200、工件推送台300、刀架滑动台400、主轴箱500以及下料滑台600以顺 时针或逆时针的方位排布在平台底座703上,所述上料传送带701的出口与上料斜台100 的入口相对接,所述下料传送带702的入口与下料滑台600的出口相对接。
[0029] 如图3〜图5所示,其中的上料斜台100包括滑动槽101、后支架102、前支架103、 左摆杆104、隔板底座105、前隔板106、右摆杆107、后隔板108、摆杆轴109以及气缸110, 所述滑动槽101的入口与所述上料传送带701的出口相对接,所述后支架102、前支架103 固定于平台底座703上并分布于滑动槽101的两端支撑滑动槽101,所述后支架102的高度 高于前支架103的高度,所述隔板底座105固定在前支架103上,所述隔板底座105上沿着 滑动槽101的长度方向分布有前隔板106、后隔板108,且前隔板106、后隔板108分布在前 支架103的两侧,并分别插入在隔板底座105上与前隔板106、后隔板108相对应的前插槽、 后插槽内,即前隔板106、后隔板108分别与隔板底座105组成竖直方向移动副,所述前隔板 106上设有前销轴,所述后隔板108上设有后销轴,所述摆杆轴109贯穿前支架103并与前 支架103两侧的左摆杆104、右摆杆107固定铰接,即左摆杆104、右摆杆107也是分布在摆 杆轴109的两侧的,与摆杆轴109的两端固定铰接,所述左摆杆104、右摆杆107形状相同, 在各自的两端均设有腰槽,所述左摆杆104、右摆杆107两端的腰槽分别与各自相对应的前 销轴、后销轴连接,所述摆杆轴109通过转动副铰接在前支架103上,所述气缸110安装在 隔板底座105上,并通过活塞杆与后隔板108固定连接,气缸110直接带动后隔板108作 竖直方向往复运动,同时通过左摆杆104、右摆杆107带动前隔板106作竖直方向反方向运 动。所述上料斜台利用重力,使工件通过所述滑动槽入口下滑,并在所述隔板底座、左摆杆、 右摆杆、前隔板、后隔板、气缸、摆杆轴共同组成的物料分离装置的作用下,实现工件的离散 有序上料。
[0030] 如图6所示,在前隔板106降下、后隔板108上升时,上料斜台100放出一个工件; 前隔板106上升、后隔板108降下时,上料斜台100使滑动槽101内的工件保持静止状态, 如此循环操作,每次循环实现一个工件的上料。
[0031] 其中的工件推送台300将工件沿X坐标方向传送至主轴箱500,其特征在于,所述 工件推送台300包括导向支撑架302和笔形气缸301,所述导向支撑架302垂直于上料斜台 100布置,即导向支撑架302沿X坐标方向固定于平台底座703上,所述笔形气缸301固定 安装在导向支撑架302上,即笔形气缸301亦沿X坐标方向固定安装在导向支撑架302上。 优选导向支撑架靠近主轴箱的一端呈V型,用于工件在X方向和Z方向的定位。所述工件 推送台通过所述笔形气缸将工件沿X坐标方向传送至前述主轴箱。
[0032] 所述刀架滑动台400包括一级滑动平台402、一级滑动平台伺服电机401、二级滑 动平台404、二级滑动平台伺服电机403和刀架405,所述一级滑动平台402固定于所述平 台底座703上,所述二级滑动平台404安装于一级滑动平台402上,且与一级滑动平台402 相垂直,所述刀架405固定于二级滑动平台404上,所述一级滑动平台伺服电机401、二级滑 动平台伺服电机403分别安装于相对应的一级滑动平台402、二级滑动平台404上。在所述 一级滑动平台伺服电机401和二级滑动平台伺服电机403的驱动下,所述刀架滑台400分 别实现所述刀架405在X方向和Y方向的伺服进给。
[0033] 如图7〜图10所示,其中的下料滑台600包括滑台底座601、支承托盘602、连接 块603、托盘推送气缸604、楔形块推送气缸605、楔形块606、四个导轨滑块607、两个直线导 轨608以及下料槽609,所述滑台底座601固定于所述平台底座703上,所述支承托盘602 通过导轨滑块607、直线导轨608构成的滑动副安装在滑台底座601上,所述滑台底座601 与支承托盘602间设有托盘推送气缸604,所述支承托盘602通过连接块603与托盘推送气 缸604的活塞杆固定连接,所述楔形块推送气缸605固定于滑台底座601内部且垂直于支 承托盘602设置,所述楔形块推送气缸605的活塞杆与楔形块606固定连接,从而引导楔形 块606在竖直方向往返运动,所述楔形块606在楔形块推送气缸605的带动下于竖直方向 上往返于支承托盘602上的矩形孔610,亦即说明支承托盘602在竖直方向上开设有矩形孔 610,所述矩形孔610的两侧分布有斜面相对设置的斜挡块611,两个斜挡块611构成V型, 用于工件在X方向和Z方向的定位,从而将工件卡住,防止其晃动,所述支承托盘602上设 有与下料槽609入口相对应的掉料口 612,即楔形块606的两个平行矩形面垂直于Y轴,且 其楔形部分较低一侧靠近Y轴正方向,较高一侧靠近Y轴负方向,这样便于将加工完成的工 件推送到掉料口 612中,所述下料槽609固定于滑台底座601壳体下方,所述下料槽609 的出口与下料传送带702的入口相对接。对于下料滑台,一方面,在工件从工件推送台推送 至主轴箱时以及工件加工完毕、从主轴箱退出时起支承引导作用;另一方面,工件加工完毕 后,所述支承托盘退回、所述楔形块在楔形块推送气缸的推动下上升,将工件推出所述支承 托盘,经由下料槽传送至前述下料传送带。
[0034] 进一步的,所述上料传送带701平行于下料传送带702。
[0035] 进一步的,所述主轴箱500包括箱体501、卡盘504、主轴电机502和推杆503,所 述箱体501固定于所述平台底座703上,所述卡盘504、主轴电机502安装于箱体501的两 侦1|,所述推杆503可伸缩的设置于箱体501内,并与所述卡盘504同轴。
[0036] 进一步的,所述控制台200固定于所述平台底座703上,用于控制上料斜台100、工 件推送台300、刀架滑动台400、主轴箱500以及下料滑台600的动作。
[0037] 此外,所述平台底座703的下方设有装肩车704,用于收集产生的废肩,保持生产 环境干净卫生。
[0038] 为了更好地理解本发明,下面对该加工设备的工作过程作进一步说明。表1以相 邻两个工件分别标记为1和2的加工为例,对一个完整加工周期里各部分的动作流程做了 简要阐述(表格不考虑各个节拍的具体加工时间差异和开机进入稳定循环工作状态前的 情况)。
[0039] 表1电机转子外圆加工自动化设备的动作流程
Figure CN104525979AD00081
Figure CN104525979AD00091
[0042] 从表中可知,第一节拍:刀架405载入加工区域,主轴箱400运转,工件1开始加 工,此时上料斜台100的前隔板106降下,后隔板108上升,使工件2放出至工件推送台300。
[0043] 第二节拍:工件1加工完毕后,刀架405退出加工区域,下料滑台600上的托盘推 送气缸604带动支承托盘602运动到加工区域;同时前隔板106上升,等待放出下一个工 件。
[0044] 第三节拍:支承托盘602到位以后,主轴箱500的推杆503顶出,将工件1推送放 置于支承托盘602上。
[0045] 第四节拍:支承托盘602带动工件1退回至滑台底座601。
[0046] 第五节拍:楔形块推送气缸605带动楔形块606推动工件1从下料槽609下料。
[0047] 第六节拍:楔形块推送气缸605带动楔形块606下降。
[0048] 第七节拍:支承托盘602运动到加工区域。
[0049] 第八节拍:工件2由工件推送台300上的笔形气缸301活塞杆带动,经由支承托盘 602推出至卡盘504内等待装夹,此时推杆503被工件2带动退回主轴箱500内。
[0050] 第九节拍:工件2由卡盘504装夹,同时支承托盘602运动到滑台底座601、工件 推送台300的笔形气缸301活塞杆收缩,等待进入下一加工周期。
[0051] 综上,本发明设计了一种新的电机转子外圆加工自动化专用设备,实现了上料、装 夹、车削加工、下料等过程的自动化操作功能。根据生产工艺要求设计了合理的生产节拍, 在加工工件时,下一个工件的上料与上一个工件的下料过程也在同时进行,加工过程衔接 紧密,提高了生产效率。此外,本发明根据电机转子的几何特性,设计了将其在生产工艺中 各个部位进行位置传送的相应路径,确保工件自动定位和夹紧的精确、可靠。最后,本发明 在确保加工质量的前提下,设备成本和运行能耗均较低,具有推广意义。
[0052] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该 了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界 定。

Claims (6)

1. 一种电机转子外圆加工自动化设备,其特征在于,包括上料斜台(100)、控制台 (200)、工件推送台(300)、刀架滑动台(400)、主轴箱(500)、下料滑台(600)、上料传送带 (701)、下料传送带(702)和平台底座(703),所述上料斜台(100)、控制台(200)、工件推送 台(300)、刀架滑动台(400)、主轴箱(500)以及下料滑台(600)以顺时针或逆时针的方位排 布在平台底座(703)上,所述上料传送带(701)的出口与上料斜台(100)的入口相对接,所 述下料传送带(702)的入口与下料滑台(600)的出口相对接。
2.根据权利要求1所述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其特征在于,所述上料 斜台(100)包括滑动槽(101)、后支架(102)、前支架(103)、左摆杆(104)、隔板底座(105)、 前隔板(106)、右摆杆(107)、后隔板(108)、摆杆轴(109)以及气缸(110),所述滑动槽 (101)的入口与所述上料传送带(701)的出口相对接,所述后支架(102)、前支架(103)固定 于平台底座(703)上并分布于滑动槽(101)的两端支撑滑动槽(101),所述后支架(102)的 高度高于前支架(103)的高度,所述隔板底座(105)固定在前支架(103)上,所述隔板底座 (105)上沿着滑动槽(101)的长度方向分布有前隔板(106)、后隔板(108),且前隔板(106)、 后隔板(108)分布在前支架(103)的两侧,并分别插入在隔板底座(105)上与前隔板(106)、 后隔板(108)相对应的前插槽、后插槽内,所述前隔板(106)上设有前销轴,所述后隔板 (108)上设有后销轴,所述摆杆轴(109)贯穿前支架(103)并与前支架(103)两侧的左摆杆 (104)、右摆杆(107)固定铰接,所述左摆杆(104)、右摆杆(107)形状相同,在各自的两端均 设有腰槽,所述左摆杆(104)、右摆杆(107)两端的腰槽分别与各自相对应的前销轴、后销 轴连接,所述气缸(110)安装在隔板底座(105)上,并通过活塞杆与后隔板(108)固定连接。
3. 根据权利要求1所述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其特征在于,所述工件 推送台(300 )包括导向支撑架(302 )和笔形气缸(301 ),所述导向支撑架(302 )垂直于上料 斜台(100)布置,所述笔形气缸(301)固定安装在导向支撑架(302)上。
4. 根据权利要求1所述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其特征在于,所述刀 架滑动台(400)包括一级滑动平台(402)、一级滑动平台伺服电机(401)、二级滑动平台 (404)、二级滑动平台伺服电机(403)和刀架(405),所述一级滑动平台(402)固定于所述平 台底座(703)上,所述二级滑动平台(404)安装于一级滑动平台(402)上,且与一级滑动平 台(402)相垂直,所述刀架(405)固定于二级滑动平台(404)上,所述一级滑动平台伺服电 机(401)、二级滑动平台伺服电机(403)分别安装于相对应的一级滑动平台(402)、二级滑 动平台(404)上。
5. 根据权利要求1所述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其特征在于,所述下料 滑台(600)包括滑台底座(601)、支承托盘(602)、连接块(603)、托盘推送气缸(604)、楔形 块推送气缸(605)、楔形块(606)、导轨滑块(607)、直线导轨(608)以及下料槽(609),所述 滑台底座(601)固定于所述平台底座(703)上,所述支承托盘(602)通过导轨滑块(607)、 直线导轨(608)构成的滑动副安装在滑台底座(601)上,所述滑台底座(601)与支承托盘 (602)间设有托盘推送气缸(604),所述支承托盘(602)通过连接块(603)与托盘推送气缸 (604)的活塞杆固定连接,所述楔形块推送气缸(605)固定于滑台底座(601)内部且垂直于 支承托盘(602)设置,所述楔形块推送气缸(605)的活塞杆与楔形块(606)固定连接,所述 楔形块(606)在楔形块推送气缸(605)的带动下于竖直方向上往返于支承托盘(602)上的 矩形孔(610),所述矩形孔(610)的两侧分布有斜面相对设置的斜挡块(611),所述支承托 盘(602 )上设有与下料槽(609 )入口相对应的掉料口( 612 ),所述下料槽(609 )固定于滑台 底座(601)壳体下方,所述下料槽(609)的出口与下料传送带(702)的入口相对接。
6.根据权利要求1所述的一种电机转子外圆加工自动化设备,其特征在于,所述上料 传送带(701)平行于下料传送带(702)。
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