CN105226888A - 磁瓦卡簧的自动装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁瓦卡簧的自动装配装置，包括用于装配磁瓦和V型卡簧的安装台、送料机构、输送臂、控制单元，以及设有治具一、治具二和治具三的治具库。装配时，首先控制单元依次控制输送臂自动装接治具一和治具二，将来自送料机构的V型卡簧和磁瓦插装到安装台定位夹具上；最后控制单元控制输送臂自动换接治具三，将磁瓦、V型卡簧组件装到机壳内孔。本发明装置柔性好、自动化程度高，能有效实现电机磁瓦卡簧的协同装配作业。

Description

磁瓦卡簧的自动装配装置

技术领域

本发明涉及一种磁瓦卡簧的自动装配装置，具体涉及一种用于装配多级磁瓦的系统及其装配方法，属于电机装配工装技术领域。

背景技术

磁瓦装配是永磁电机生产线上制约装配效率的一个重要的工序，其要求多极磁瓦被均匀地装配于机壳内孔。尤其对于多极磁瓦采用卡簧扣紧的永磁电机，需要辅助的专用装置实现磁瓦的精准装配。中国专利CN200710069967.5、CN200620141918.9、CN201510134992.1分别公开了一种装配磁瓦的专用装置，但此类装置均未涉及自动装配卡簧、磁瓦工件的传动机构。随着当前劳工成本和产品性能要求不断提高，电机产品装配线的转型升级迫需自动化装配磁瓦装置。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种磁瓦卡簧的自动装配装置，高装配质量、智能化装配、高装配效率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种磁瓦卡簧的自动装配装置，包括装配磁瓦、V型卡簧的安装台，装于安装台上的送料机构，设置于安装台一端的治具库，设置于安装台和治具库附近的输送臂，以及用于控制装置的控制单元，其特征在于：

所述安装台包括设有支撑腿和台面板的支撑台、装于台面板上的机壳托盘、装于台面板下的驱动装置一，所述驱动装置一输出轴穿过台面板，与用于摆放磁瓦和V型卡簧的定位夹具相连，所述组合夹具包括模座和定位型芯，装于模座中心孔的定位型芯外圆上设有V型卡簧定位槽和磁瓦定位槽；

所述治具库包括治具摆放台、治具一、治具二、和治具三，治具摆放台上开有摆放治具的定位槽；

所述治具一包括设有夹持定位槽一的夹持架一和固定于夹持架一上的吸盘支架一，所述的吸盘支架一装有四个真空吸盘一，所述四个真空吸盘一呈线性排列，通过管路一互连；

所述治具二包括设有夹持定位槽二的夹持架二和固定于夹持架二上的吸盘支架二，所述的吸盘支架二装有四个真空吸盘二，所述四个真空吸盘二成矩形排列，通过管路二互连；

所述治具三包括设有夹持架三的支撑板，支持板背面装接支撑套筒一，夹持架三上设有夹持定位槽三；所述支撑套筒一设有中间隔板，所述中间隔板上装有摆动气缸，摆动气缸输出轴装接锁紧盘，锁紧转盘中心孔插有固定盘，所述的锁紧转盘设有周向锁紧槽，所述的固定盘设有径向锁紧槽，并与支撑套筒一固连，所述锁紧转盘和固定盘之间装有夹爪，所述夹爪包括滑块、滚动轴承和轴承固定轴，所述滑块装在径向锁紧槽中，所述滚动轴承装在周向锁紧槽中，所述的锁紧转盘、固定盘和夹爪的数量根据电机磁瓦极数来定。

所述送料机构包括输送V型卡簧的传送线一和输送磁瓦的传送线二；所述传送线一包括驱动装置二、传送支架一、传送带一，所述传送带一设有定位挡块一，所述传送支架一上装有可调节的卡簧挡板；所述传送线二包括驱动装置三、传送支架二、传送带二，所述传送带二设有定位挡块二，所述传送支架二上装有可调节的磁瓦挡板。

所述输送臂包括基座、绕基座水平回转的大臂、用于连接基座和大臂的关节模块一、与大臂摆动连接的过渡臂、与过渡臂同轴旋转的小臂、与小臂摆动连接的腕部和腕部转动连接的转台，所述转台上装有阔指型气缸，所述阔指型气缸两侧输出端装接夹持手指，所述两侧夹持手指夹紧时的距离与治具夹持架上两侧定位槽的夹持距离相等。

所述控制单元包括用以控制输送臂、送料机构的控制柜和手持控制器。

本发明装置的装配方法，包括以下几个步骤：

（A）首先，控制器控制输送臂夹持治具一，将来自送料机构的V型卡簧插装到磁瓦卡簧装配台定位夹具上，直至完成单个电机所有V型卡簧的插装；

（B）然后，控制器控制输送臂换接治具二，将来自送料机构的磁瓦装配到磁瓦卡簧装配台定位夹具上，直至完成单个电机所有磁瓦的插装；

（C）最后，控制器控制输送臂换接治具三，将磁瓦卡簧组件装到电机机壳内孔，完成多级磁瓦的自动装配。

有益效果：本发明提供的磁瓦卡簧的自动装配装置，充分利用输送臂的运动柔性，通过夹持三种不同治具，实现了磁瓦卡簧的自动装配，简化了系统的结构组成；通过定位夹具和多个夹爪协同夹持，实现了多极磁瓦整体装配，保证了磁瓦之间装配的一致性；通过调整锁紧转盘、固定盘和夹爪的数量，可以满足不同极数磁瓦的电机装配；可调节磁瓦挡板的设置实现了磁瓦的片选；本发明的装置及方法有助提升多极磁瓦卡簧的装配质量与效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中安装台结构示意图；

图3为图2中定位型芯端面视图；

图4为图1中治具库结构示意图；

图5为图4中治具库摆放台结构示意图；

图6为图4中治具一结构示意图；

图7为图4中治具二结构示意图；

图8为图4中治具三结构示意图；

图9为图8中夹爪与固定盘示意图；

图10为图9中A-A剖视图；

图11为图8中固定盘结构示意图；

图12为图8中锁键转盘结构示意图；

图13为图8中夹爪结构示意图；

图14为图1中传送线一分布图；

图15为图1中传送线二分布图；

图16为图1中输送臂结构示意图；

图17为输送臂夹持治具一局部示意图；

图18为输送臂夹持治具二局部示意图；

图19为输送臂夹持治具三局部示意图；

图中：1、安装台，11、支撑台，12、机壳定位盘，13、驱动装置一，14、定位夹具，141、模座，142、定位型芯，1421、卡簧定位槽，1422、磁瓦定位槽；

2、送料机构，21、传送线一，211、驱动装置一，212、传送支架，213、传送带一，214、定位挡块一，215、卡簧挡板，22、传送线二，221、驱动装置三，222、传送支架二，223、传送带二，224、定位挡块二，225、磁瓦挡板；

3、治具库，31、治具一，311、夹持架一，312、夹持定位槽一，313、吸盘支架一，314、真空吸盘一，315、管路一，32、治具二，321、夹持架二，322、夹持定位槽二，323、吸盘支架二，324、真空吸盘二，325、管路二，33、治具三，331、支撑板，332、撑套筒一，3321、中间隔板，333、夹持定位槽三，334、摆动气缸，335、锁紧转盘，3351、周向锁紧槽，336、固定盘，3361、径向锁紧槽，337、夹爪，3371、导向滑块，3372、轴承，3373、轴承固定轴，34、治具摆放台，35、定位槽，36、治具取向槽；

4、输送臂，41、基座，42、大臂，43、关节模块一，44、过渡臂，45、小臂，46、腕部，47、转台，48、阔指型气缸，49、夹持手指；

5、控制单元，51、控制柜，52、手持控制器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种磁瓦卡簧的自动装配装置，包括用于装配磁瓦、V型卡簧的安装台1，装于安装台1上的送料机构2，设置于安装台1一端的治具库3，设置于安装台1和治具库3附近的输送臂4，以及用于控制装置的控制单元5。控制单元5包括用以控制输送臂4、送料机构2的控制柜51和手持控制器52。

安装台1用于插装磁瓦和V型卡簧。参见图2和图3，安装台1包括支撑台11、机壳托盘12、驱动装置一13和定位夹具14。其中，支撑台11由支撑腿111和台面板112组成。装于台面板112下的驱动装置一13，其输出轴穿过台面板112，连接用于摆放磁瓦和卡簧的定位夹具14。定位夹具14包括模座141和定位型芯142。模座141上设有中心孔，孔内装有定位型芯142。定位型芯142外圆上设有卡簧定位槽1421和磁瓦定位槽1422。定位夹具14一旁设有机壳定位盘12，机壳定位盘12安装在台面板112上。

治具库3用于摆放三种治具。参见图4和图5，治具库3包括治具一31、治具二32、治具三33和摆放台34，治具摆放台34上开有摆放三种治具的定位槽一35。治具一31和治具二32对应的定位槽35还开有治具取向槽36。

参见图6，治具一31包括夹持架一311和吸盘支架一313。夹持架一311侧面开设夹持定位槽二312。吸盘支架一313装有四个真空吸盘一314。四个真空吸盘一314呈线性排列，通过管路一315互连。

参见图7，治具二32包括夹持架二321和吸盘支架二323。夹持架二321侧面开设夹持定位槽三322。吸盘支架二323安装在夹持架二321上。安装在吸盘支架二323上的四个真空吸盘二324呈矩形排列，通过管路二325互连。

参见图8和图10，治具三33包括支撑板331、撑套筒一332、摆动气缸334、锁紧转盘335、固定盘336和夹爪337。支撑板331上设有夹持架三332，夹持架三332上设有夹持定位槽四333。装在支持板331背面上的支撑套筒一332内部设有中间隔板3321，中间隔板3321上装有摆动气缸334，摆动气缸334输出轴穿过中间隔板3321，连接锁紧转盘335，锁紧转盘335中心孔插有固定盘336，固定盘336与支撑套筒一332一端固连，锁紧转盘335和固定盘336之间装有夹爪337，如图9所示。

参见图11和图12，锁紧转盘335设有周向锁紧槽3351，固定盘336设有径向锁紧槽3361。参见图13，夹爪337包括导向滑块3371、轴承3372和轴承固定轴3373。参见图9，导向滑块3371装在径向锁紧槽3361中，轴承3372装在周向锁紧槽3351中。当摆动气缸334带动锁紧转盘335旋转时，夹爪337在周向弧型锁紧槽3351和径向弧型锁紧槽3361约束下，沿着径向弧型锁紧槽3361进行径向直线移动，实现对多极磁瓦的夹紧或放松。

送料机构2用于输送V型卡簧和磁瓦工件。参见图14和图15，送料机构2包括卡簧传送线一21和磁瓦传送线二22。

其中，传送线一21包括驱动装置二211、驱动装置二211、传送支架一212和传送带一213。传送带一213一端装有定位挡块一214。传送带一213两侧各装有一块卡簧挡板215，两卡簧挡板215之间的距离可根据卡簧长度进行调节。

传送线二22包括驱动装置三221、传送支架二222和传送带二223。传送带二223一端装有定位挡块二224。传送带二223两侧各装有一块磁瓦挡板225，两磁瓦挡板225之间距离可根据磁瓦高度进行调节。

输送臂4用于将来自送料机构2的磁瓦和卡簧插装到安装台1组合夹具上。参见图16，输送臂4包括基座41、大臂42、过渡臂44、小臂45、腕部45和转台46。大臂42通过关节模块一43，绕基座41作水平回转。过渡臂44与大臂42摆动连接。与过渡臂44同轴旋转的小臂45，其输出端摆动连接的腕部45。腕部46转动连接转台47。转台47上装有阔指型气缸48，阔指型气缸48两侧输出端装接夹持手指49。夹持手指47夹紧时的距离，与治具夹持架上两侧定位槽的距离相等。图17、图18和图19为输送臂4夹持治具一31、治具二32、治具三33的局部示意图。

本发明自动装配磁瓦装置的装配方法包括以下几个步骤：

（A）控制器5控制输送臂4夹持治具一31，将来自送料机构2的V型卡簧插装到安装台定位夹具14上。

具体包括以下几个步骤：

首先，启动自送料机构2的传送线一21，将卡簧送至规定位置；同时启动安装台1的驱动装置一13，将定位夹具定位型芯上V型卡簧槽转至插装卡簧位置。

然后，控制器5控制输送臂4运行到治具库3，夹持治具一31，吸持传送线一21上V型卡簧；

最后，控制器5控制输送臂4，将V型卡簧插装到磁瓦卡簧装配台上定位夹具14上，直至完成单个电机所有卡簧的插装。

（B）控制器5控制输送臂4换接治具二32，将来自送料机构2的磁瓦装配到安装台定位夹具14上。

具体包括以下几个步骤：

首先，启动自送料机构2的传送线二22，将磁瓦送至规定位置；同时启动安装台1的驱动装置一13，将组合夹具定位型芯上磁瓦槽转至插装磁瓦位置。

然后，控制器5控制输送臂4运行到治具库3，放下治具一31，换接治具二32，吸持传送线二22上磁瓦；

最后，控制器5控制输送臂4，将磁瓦插装到磁瓦卡簧安装台上定位夹具14上，直至完成单个电机所有磁瓦的插装。

（C）最后，控制器5控制输送臂4换接治具三33，将磁瓦和V型卡簧组件装到电机机壳内孔，完成多级磁瓦的自动装配。

具体包括以下几个步骤：

首先，控制器5控制输送臂4运行到治具库3，放下治具二32，换接治具三33，运行至定位夹具14上方；

然后，启动治具三33摆动气缸334，带动夹爪337夹紧磁瓦和V型卡簧组件；

最后，控制器5控制输送臂4，带动治具三33和磁瓦卡簧组件运行至放有机壳的机壳定位盘12上方，将磁瓦卡簧组件一同插入机壳内孔，完成多级磁瓦和卡簧的自动装配。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种磁瓦卡簧的自动装配装置，包括装配磁瓦、V型卡簧的安装台（1），装于安装台（1）上的送料机构（2），设置于安装台（1）一端的治具库（3），设置于安装台（1）和治具库（5）附近的输送臂（4），以及用于控制装置的控制单元（5），其特征在于：

所述安装台（1）包括设有支撑腿（111）和台面板（112）的支撑台（11）、装于台面板（112）上的机壳定位盘（12）、装于台面板（112）下的驱动装置一（13）；所述驱动装置一（13）输出轴穿过台面板（112），连接用于摆放磁瓦和V型卡簧的定位夹具（14），所述定位夹具（14）包括模座（141）和定位型芯（142），装于模座（141）中心孔的定位型芯（142）外圆上设有卡簧定位槽（1421）和磁瓦定位槽（1422）；

所述治具库（3）包括治具一（31）、治具二（32）、治具三（33）和治具摆放台（34），治具摆放台（34）上开有摆放治具的定位槽（35）和治具取向槽（36）；

所述治具一（31）包括设有夹持定位槽一（312）的夹持架一（311）和固定于夹持架一（311）上的吸盘支架一（313），所述吸盘支架一（313）装有四个真空吸盘一（314），四个真空吸盘一（314）呈线性排列，通过管路一（315）互连；

所述治具二（32）包括设有夹持定位槽二（322）的夹持架二（321）和固定于夹持架二（321）上的吸盘支架二（323），所述吸盘支架二（324）装有四个真空吸盘二（324），四个真空吸盘二（324）呈矩形排列，通过管路二（325）互连；

所述治具三（33）包括设有夹持架三（332）的支撑板（331），支持板（331）背面装接支撑套筒一（332），夹持架三（332）上设有夹持定位槽三（333）；所述支撑套筒一（332）设有中间隔板（3321），所述中间隔板（3321）上装有摆动气缸（334），摆动气缸（334）输出轴装接锁紧转盘（335），锁紧转盘（335）中心孔插有固定盘（336），所述的锁紧转盘（335）设有周向锁紧槽（3351），并与支撑套筒一（332）一端固连，所述的固定盘（336）设有径向锁紧槽（3361），所述锁紧转盘（335）和固定盘（336）之间装有夹爪（337），所述夹爪（337）包括导向滑块（3371）、轴承（3372）和轴承固定轴（3373），所述导向滑块（3371）装在径向锁紧槽（3361）中，所述滚动轴承（3372）装在周向锁紧槽（3351）中。

2.根据权利要求1所述的磁瓦卡簧的自动装配装置，其特征在于：所述送料机构（2）包括用于输送V型卡簧的传送线一（21）和用于输送磁瓦的传送线二（22）；所述传送线一（21）包括驱动装置二（211）、传送支架一（212）、传送带一（213），所述传送带一（213）设有定位挡块一（214），所述传送支架一（212）上装有可调节的V型卡簧挡板（215）；所述传送线二（22）包括驱动装置三（221）、传送支架二（222）、传送带二（223），所述传送带二（223）设有定位挡块二（224），所述传送支架二（222）上装有可调节的磁瓦挡板（225）。

3.根据权利要求1所述的磁瓦卡簧的自动装配装置，其特征在于：所述输送臂（4）包括基座（41）、绕基座（41）水平回转的大臂（42）、用于连接基座（41）和大臂（42）的关节模块一（43）、与大臂（42）摆动连接的过渡臂（44）、与过渡臂（44）同轴旋转的小臂（45）、与小臂（46）摆动连接的腕部（45）和与腕部转动连接的转台（46），所述转台（47）上装有阔指型气缸（48），所述阔指型气缸（48）两侧输出端装接夹持手指（49），所述两侧夹持手指（49）夹紧时的距离与治具夹持架上两侧的夹持定位槽的距离相等。

4.根据权利要求1所述的磁瓦卡簧的自动装配装置，其特征在于：所述控制单元（5）包括用以控制输送臂、送料机构的控制柜（51）和手持控制器（52）。

5.一种磁瓦卡簧装配方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的磁瓦卡簧的自动装配装置，包括以下步骤：

A）：首先，控制器（5）控制输送臂（4）自动装接治具一（31），将来自送料机构（2）的V型卡簧插装到安装台定位夹具上（14），直至完成单个电机所有V型卡簧的插装；

B）：然后，控制器（5）控制输送臂（4）自动换接治具二（32），将来自送料机构（2）的磁瓦装配到安装台定位夹具上（14），直至完成单个电机所有磁瓦的插装；

C）：最后，控制器（5）控制输送臂（4）自动换接治具三（33），将磁瓦、V型卡簧组件装到电机机壳内孔，完成多级磁瓦卡簧的自动装配。