CN105680634B - 全自动转子组装机 - Google Patents

Abstract

本发明提供全自动转子组装机，其包括打卡簧部分2、入轴承部分1、充磁部分3、夹转子机械手；所述入轴承部分1、打卡簧部分2、充磁部分3、夹转子机械手设置于同一箱体上，由夹转子机械手将转子分别抓取至打卡簧部分2、入轴承部分1、充磁部分3，自动完成打卡簧、入轴承、充磁操作。本发明的全自动转子组装机整合打卡簧，入轴承，充磁三道工序，通过三套平移机械手实现三个工位的取料移动，使打卡簧，入轴承，充磁过程自动化、连续化进行，同时大大减小设备占地面积，提高了生产效率，更通过送轴承机构、入轴承机构的设置，避免了传统组装方法中对轴承的碰撞，避免了因碰撞对轴承造成损伤而产生的噪音，提高了产品的合格率。

Description

全自动转子组装机

技术领域

本发明属于电机生产设备技术领域，具体地说涉及全自动转子组装机。

背景技术

无刷电机的转子是无刷电机的核心元件，其包括镶嵌在铁芯表面或者嵌入铁芯内部的一定极对数的永磁体、镶嵌在铁芯轴上卡簧、轴承，转子依靠永磁体在电机气隙中建立足够的磁场。

转子的生产组装过程包括打卡簧、入轴承、充磁等工序，传统的方式中，上述3个过程分别在3台单机上完成，具体为：人工将转子放入打卡簧工位设备自动安装卡簧，人工将打好卡簧的转子再放入入轴承设备工位，设备自动入轴承，然后再将转子放入充磁工位进行充磁，最后人工将转子组装到定子内部。

这种方式生产节拍慢，设备占地面积大，工人劳动强度高。近几年的设备用平动渐进式搓齿线将这几个工位串联到一台设备上，减少了工人工作量，但仍存在设备占地面积大，连续化生产能力不高，更无法避免的是，轴承装卸料时，对轴承有碰撞，使安装完成后的轴承产生噪音，产品合格率降低。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出全自动转子组装机，实现转子轴承组装连续化、无碰撞、自动化。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

全自动转子组装机，其包括打卡簧部分2、入轴承部分1、充磁部分3、夹转子机械手；所述入轴承部分1、打卡簧部分2、充磁部分3、夹转子机械手设置于同一箱体上，由夹转子机械手将转子分别抓取至打卡簧部分2、入轴承部分1、充磁部分3，自动完成打卡簧、入轴承、充磁操作。

进一步，所述打卡簧部分2包括支座201及设置于支座201上的卡簧推进机构202、转子支座203，所述卡簧推进机构202与支座201滑动连接，所述卡簧推进机构202设置卡簧撑开机构2021。

进一步，所述卡簧撑开机构2021为含有八字形结构的撑开件，所述撑开件与卡簧顶件2022连接。

进一步，所述入轴承部分1包括两个送轴承机构101与入轴承机构102，其中：

所述送轴承机构101包括轴承载盘1011、轴承推进机构1016、下传送机构1017；

所述轴承载盘1011设置多排轴承槽，每排所述轴承槽中放置若干轴承。

所述轴承推进机构1016、下传送机构1017架设于轴承载盘1011上方，入轴承机构102设置于轴承载盘1011下方；由轴承推进机构1016将轴承载盘1011上的轴承推进到下传送机构1017，下传送机构1017将轴承传送至入轴承机构102。

根据权利要求4所述的全自动转子组装机，其特征在于：所述送轴承机构101设置有横移机构，所述横移机构包括导轨1014及气缸，所述轴承载盘1011连接于导轨1014上，所述气缸通过连接装置与轴承载盘1011连接，并带动轴承载盘1011横移；

所述轴承载盘1011侧面设置多个定位孔1015；所述气缸包括连接为一体的第一气缸1012和第二气缸1013；所述第一气缸1012设置有固定销，通过所述固定销的弹出/回收实现气缸与轴承载盘1011的结合与分离；所述第二气缸1013为横移拖动气缸，用于拖动轴承载盘1011沿导轨1014横移；

所述轴承推进机构1016包括同步带、电机、支撑架、推杆，所述支撑架上设置行进轨道，推杆由电机、同步带带动可沿所述行进轨道运行，推杆前端延伸至轴承载盘1011的装载轴承的位置；

所述下传送机构1017包括伸缩套筒，所述伸缩套筒由内套筒与外套筒组成，所述内套筒连接第三气缸1018，第三气缸1018前端设置轴承挂件；

进一步，所述入轴承机构102包括底座1022，所述底座1022上设置有两个入轴承推进机构1021、转子固定机构1024，所述入轴承推进机构1021与底座1022通过滑轨连接，入轴承推进机构1021设置轴承放置机构1023，所述轴承放置机构1023与转子固定机构1024同轴；所述入轴承推进机构1021设置驱动装置，所述驱动装置为伺服电机。

进一步，所述夹转子机械手包括夹转子第一机械手401、夹转子第二机械手402、夹转子第三机械手403、夹转子第四机械手404；所述全自动转子组装机还设置第一支撑架501、第二支撑架502、第三支撑架503；所述第一支撑架501、第二支撑架502、第三支撑架503设置有滑动轨道。

进一步，所述第一支撑架501、第二支撑架502架设于打卡簧部分2、入轴承部分上方，所述夹转子第一机械手401、夹转子第二机械手402、夹转子第三机械手403设置于所述第一支撑架501上，所述夹转子第三机械手403设置翻转机构；所述第一支撑架501与第二支撑架502滑动连接；所述第三支撑架503架设于充磁部分3上方，夹转子第四机械手404设置于第三支撑架503上；所述夹转子第四机械手404设置旋转找位机构。

进一步，所述充磁部分3包括充磁装置302及定位传感器301。

进一步，所述打卡簧部分2、入轴承部分1、充磁部分3、夹转子机械手均设置于控制箱6上，所述控制箱6内设置控制系统。

本发明的有益效果是：

第一：本发明的全自动转子组装机整合打卡簧，入轴承，充磁三道工序，通过三套平移机械手实现三个工位的取料移动，使打卡簧，入轴承，充磁过程自动化、连续化进行，同时大大减小设备占地面积，提高了生产效率；

第二：通过轴承载盘、入轴承推进机构、横移机构的设置，当轴承载盘中某一排中的轴承原料上完之后，轴承盘在气缸的作用下进行横移，对下排轴承槽中的轴承进行上料，同时，人工可以随时对已经上完料的轴承槽进行补料，实现了轴承的连续、自动进行上料，加快了人工上料的操作时间，使生产效率大大提升；

第三：通过下传送机构自动将轴承传送至入轴承机构，减少了传统组装方法中对轴承的碰撞，减少了轴承噪音，提高了产品的合格率；

第四：入轴承采用伺服电机送入转子通过位置模式精确控制轴承送入位置，通过扭矩模式检测轴承和转轴配合松紧度，检验元件产品是否存在质量缺限，使组装后转子的质量得到进一步保障；

第五：通过伺服电机自动旋转找准充磁位置自动充磁，保证了充磁的稳定性；然后经过平移机械手自动将转子安装在定子内，安装位置准确对轴承没有损伤，降低了人工成本，保证了流水线生产的快速进行。

附图说明

图1是本发明全自动转子组装机的结构示意图；

图2是本发明的打卡簧部分结构示意图；

图3是本发明的卡簧推进机构结构示意图；

图4是本发明的卡簧撑开机构结构示意图；

图5是本发明双侧送轴承机构的结构示意图；

图6是本发明的单侧送轴承机构的结构整体结构示意图；

图7是本发明的入轴承机构结构示意图；

图8是本发明的夹转子机械手部分结构示意图；

图9是组装后的转子结构示意图；

图10是卡簧结构示意图。

附图标号：

1：入轴承部分；101：送轴承机构；102：入轴承机构；1011：轴承载盘；1012：第一气缸；1013：第二气缸；1014：导轨；1015：定位孔；1016：轴承推进机构；1017：下传送机构；1018：第三气缸；1021：入轴承推进机构；1022：底座；1023：轴承放置机构；1024：转子固定机构；

2：打卡簧部分；201：支座；202：卡簧推进机构；2021：卡簧撑开机构；2022：卡簧顶件；203：转子支座；

3：充磁部分；301:定位传感器；302：充磁装置；

401：夹转子第一机械手；402：夹转子第二机械手；403：夹转子第三机械手；404：夹转子第四机械手；

501：第一支撑架；502：第二支撑架；503：第三支撑架；

6：控制箱；7：转子上料流水线。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本发明设计了全自动转子组装机，其作用是将双侧的卡簧(结构如图10所示)、轴承组装于转子上，组装后的转子如图9所示，该全自动转子组装机可作为流水线作业中的转子组装环节中的设备，配合流水线上其他设备进行电机生产。

如图1所示，本发明的全自动转子组装机，其包括打卡簧部分2、入轴承部分1、充磁部分3、夹转子机械手；所述入轴承部分1、打卡簧部分2、充磁部分3、夹转子机械手设置于同一箱体上，由夹转子机械手将转子分别抓取至打卡簧部分2、入轴承部分1、充磁部分3完成打卡簧、入轴承、充磁操作。

其中，如图2、图3所示，所述打卡簧部分2包括支座201及设置于支座201上的卡簧推进机构202、转子支座203，所述卡簧推进机构202与支座201滑动连接，所述卡簧推进机构202设置卡簧撑开机构2021。

参照图4，所述卡簧撑开机构2021为含有八字形结构的撑开件，所述撑开件与卡簧顶件2022连接。通过卡簧顶件将卡簧撑开尺寸大于转轴直径，两边卡簧推进机构202同时将卡簧送入到转子轴上的指定位置后，松开卡簧顶件，卡簧自动抱紧在转子轴上。

所述入轴承部分1包括送轴承机构101(如图5、图6所示)与入轴承机构102(如图7所示)，其中：所述送轴承机构101包括轴承载盘1011、轴承推进机构1016、下传送机构1017；所述轴承推进机构1016、下传送机构1017架设于轴承载盘1011上方，入轴承机构102设置于轴承载盘1011下方；由轴承推进机构1016将轴承载盘1011上的轴承推进到下传送机构1017，下传送机构1017将轴承传送至入轴承机构102。从图9中可以看出，需组装的轴承为两个，因此，本发明对所述送轴承机构101设置两个，其沿左右方向对称设置，其下方的入轴承机构102对应设置两个入轴承推进机构1021。

从图5中可以看出，本发明的轴承载盘1011设置多排轴承槽，每排所述轴承槽中放置若干轴承，这样当轴承载盘中某一排中的轴承原料上完之后，轴承盘在气缸的作用下进行横移，对下排轴承槽中的轴承进行上料，同时，人工可以随时对已经上完料的轴承槽进行补料，实现了轴承的连续、自动进行上料，加快了人工上料的操作时间，使生产效率大大提升。

为了实现连续送料，所述送轴承机构101设置有横移机构，所述横移机构包括导轨1014及气缸，所述轴承载盘1011连接于导轨1014上，所述气缸通过连接装置与轴承载盘1011连接，具体的连接方式优选为，轴承载盘1011侧面设置多个定位孔1015；所述定位孔1015的间距与轴承槽的间距匹配。所述气缸包括第一气缸1012和第二气缸1013，第一气缸1012和第二气缸1013为连动所缸；所述第一气缸1012设置有固定销，通过所述固定销的弹出插入定位孔1015内，实现与轴承载盘1011的结合。固定销回缩实现与轴承载盘1011的分离；所述第二气缸1013为横移拖动气缸，用于拖动轴承载盘1011沿导轨1014横移。需横移时，固定销弹出插入定位孔1015内，第二气缸1013拖动轴承载盘1011横移，横移至目标行程后，固定销回缩，第二气缸归位，下一次横移时，固定销弹出插入下一个定位孔1015内，实现横移。

同一轴承槽内的轴承需循序向前推进，为此，我们设计了轴承推进机构1016，所述轴承推进机构1016包括同步带、电机、支撑架、推杆，所述支撑架架设于轴承载盘1011上，其横向方向设置行进轨道，推杆由电机、同步带带动可沿所述行进轨道运行，推杆前端延伸至轴承载盘1011的装载轴承的位置，由推杆推动同一轴承槽内的轴承循序向前推进。

为了将轴承传送至入轴承机构102，本发明设置了下传送机构1017，所述下传送机构1017包括伸缩套筒，所述伸缩套筒由内套筒与外套筒组成，所述内套筒连接第三气缸1018，第三气缸1018前端设置轴承挂件，内套筒与外套筒压缩时，轴承挂件设置于轴承槽末端，轴承推进机构1016向前推进，将前端的轴承推送至轴承挂件，内套筒下降，将轴承传送至入轴承机构102，并由第三气缸1018将轴承推送至入轴承机构102。

所述入轴承机构102包括底座1022，所述底座1022上设置有入轴承推进机构1021、转子固定机构1024，所述入轴承推进机构1021与底座1022通过滑轨连接，入轴承推进机构1021设置轴承放置机构1023，所述轴承放置机构1023与转子固定机构1024同轴。所述入轴承推进机构1021设置驱动装置，所述驱动装置为伺服电机。入轴承机构采用伺服电机驱动，可随时监测推进力矩大小，通过与标准力矩的比对，检验元件产品是否存在质量缺限，使组装后转子的质量得到进一步保障。

第三气缸1018将轴承推送至入轴承机构102的轴承放置机构1023，在伺服电机的驱动下，入轴承推进机构1021将轴承推入转子固定机构1024上的转子的轴上，实现入轴承操作。

参照图8，本发明全自动转子组装机设置4个夹转子机械手，具体为：夹转子第一机械手401、夹转子第二机械手402、夹转子第三机械手403、夹转子第四机械手404；所述全自动转子组装机还设置第一支撑架501、第二支撑架502、第三支撑架503；所述第一支撑架501、第二支撑架502、第三支撑架503设置有滑动轨道。

其中，所述第一支撑架501、第二支撑架502架设于打卡簧部分2、入轴承部分上方，所述夹转子第一机械手401、夹转子第二机械手402、夹转子第三机械手403设置于所述第一支撑架501上，所述夹转子第三机械手403设置翻转机构；所述第一支撑架501与第二支撑架502滑动连接；所述第三支撑架503架设于充磁部分3上方，夹转子第四机械手404设置于第三支撑架503上；所述夹转子第四机械手404设置旋转找位机构。

本发明的全自动转子组装机的充磁部分3包括充磁装置302及定位传感器301。

在一个优选的实施方式中，将本发明的全自动转子组装机应用于电机生产流水线作业中相应的工序位置，具体工作过程如下：

人工将转子放入转子上料流水线7，通过传感器检测轴长区分正反向后自动流到工作位上，通过第一夹转子机械手401将转子夹取到转子打卡簧部分2，通过卡簧顶件2022将卡簧撑开尺寸大于转轴直径，两边卡簧推进机构202同时自动将卡簧送入到指定位置松开卡簧顶件2022，卡簧自动抱紧在转子轴上。

第二夹转子机械手402将打完卡簧的转子夹取到入轴承部分1，通过送轴承机构101自动送轴承至入轴承机构102的工作位，然后两边入轴承推进机构1021的伺服电机同时将轴承压入到转子轴上。

第三夹转子机械手403通过翻转机构将转子夹取翻转90度，传送至第四夹转子机械手404，第四夹转子机械手404传送至充磁部分3。

转子传送至充磁部分3后，定位传感器301进行充磁前的定位，通过第四夹转子机械手404的旋转找位机构，将转子旋转找充磁位置，然后放入转子充磁装置302进行充磁；第四夹转子机械手404继续将转子夹取至定子组装流水线上，自动组入到定子内部，该道工序的循环结束。

在一个优选的方案中，所述打卡簧部分2、入轴承部分1、充磁部分3、夹转子机械手均设置于控制箱6上，所述控制箱6内设置控制系统，由控制箱6中的控制系统对上述实施过程进行控制。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施方式而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (9)

1. 全自动转子组装机，其特征在于：其包括打卡簧部分（2）、入轴承部分（1）、充磁部分（3）、夹转子机械手；所述入轴承部分（1）、打卡簧部分（2）、充磁部分（3）、夹转子机械手设置于同一箱体上，由夹转子机械手将转子分别抓取至打卡簧部分（2）、入轴承部分（1）、充磁部分（3），自动完成打卡簧、入轴承、充磁操作，入轴承部分（1）包括两个送轴承机构（101）与入轴承机构（102），所述送轴承机构（101）包括轴承载盘（1011）、轴承推进机构（1016）、下传送机构（1017）； 所述轴承载盘（1011）设置多排轴承槽，每排所述轴承槽中放置若干轴承； 所述轴承推进机构（1016）、下传送机构（1017）架设于轴承载盘（1011）上方，入轴承机构（102）设置于轴承载盘（1011）下方；由轴承推进机构（1016）将轴承载盘（1011）上的轴承推进到下传送机构（1017），下传送机构（1017）将轴承传送至入轴承机构（102）。

2.根据权利要求1所述的全自动转子组装机，其特征在于：所述打卡簧部分（2）包括支座（201）及设置于支座（201）上的卡簧推进机构（202）、转子支座（203），所述卡簧推进机构（202）与支座（201）滑动连接，所述卡簧推进机构（202）设置卡簧撑开机构（2021）。

3.根据权利要求2所述的全自动转子组装机，其特征在于：所述卡簧撑开机构（2021）为含有八字形结构的撑开件，所述撑开件与卡簧顶件（2022）连接。

4. 根据权利要求1所述的全自动转子组装机，其特征在于：所述送轴承机构（101）设置有横移机构，所述横移机构包括导轨（1014）及气缸，所述轴承载盘（1011）连接于导轨（1014）上，所述气缸通过连接装置与轴承载盘（1011）连接，并带动轴承载盘（1011）横移；所述轴承载盘（1011）侧面设置多个定位孔（1015）；所述气缸包括连接为一体的第一气缸（1012）和第二气缸（1013）；所述第一气缸（1012）设置有固定销，通过所述固定销的弹出/回收实现气缸与轴承载盘（1011）的结合与分离；所述第二气缸（1013）为横移拖动气缸，用于拖动轴承载盘（1011）沿导轨（1014）横移；

所述轴承推进机构（1016）包括同步带、电机、支撑架、推杆，所述支撑架上设置行进轨道，推杆由电机、同步带带动可沿所述行进轨道运行，推杆前端延伸至轴承载盘（1011）的装载轴承的位置；

所述下传送机构（1017）包括伸缩套筒，所述伸缩套筒由内套筒与外套筒组成，所述内套筒连接第三气缸（1018），第三气缸（1018）前端设置轴承挂件。

5.根据权利要求1所述的全自动转子组装机，其特征在于：所述入轴承机构（102）包括底座（1022），所述底座（1022）上设置有两个入轴承推进机构（1021）、转子固定机构（1024），所述入轴承推进机构（1021）与底座（1022）通过滑轨连接，入轴承推进机构（1021）设置轴承放置机构（1023），所述轴承放置机构（1023）与转子固定机构（1024）同轴；所述入轴承推进机构（1021）设置驱动装置，所述驱动装置为伺服电机。

6.根据权利要求1所述的全自动转子组装机，其特征在于：所述夹转子机械手包括夹转子第一机械手（401）、夹转子第二机械手（402）、夹转子第三机械手（403）、夹转子第四机械手（404）；所述全自动转子组装机还设置第一支撑架（501）、第二支撑架（502）、第三支撑架（503）；所述第一支撑架（501）、第二支撑架（502）、第三支撑架（503）设置有滑动轨道。

7.根据权利要求6所述的全自动转子组装机，其特征在于：所述第一支撑架（501）、第二支撑架（502）架设于打卡簧部分（2）、入轴承部分上方，所述夹转子第一机械手（401）、夹转子第二机械手（402）、夹转子第三机械手（403）设置于所述第一支撑架（501）上，所述夹转子第三机械手（403）设置翻转机构；所述第一支撑架（501）与第二支撑架（502）滑动连接；所述第三支撑架（503）架设于充磁部分（3）上方，夹转子第四机械手（404）设置于第三支撑架（503）上；所述夹转子第四机械手（404）设置旋转找位机构。

8.根据权利要求1所述的全自动转子组装机，其特征在于：所述充磁部分（3）包括充磁装置（302）及定位传感器（301）。

9.根据权利要求1所述的全自动转子组装机，其特征在于：所述打卡簧部分（2）、入轴承部分（1）、充磁部分（3）、夹转子机械手均设置于控制箱（6）上，所述控制箱（6）内设置控制系统。