CN106941303A - 电动机转子与轴承的柔性装配机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业自动化装备，更具体地说，涉及一种用于制造电机的自动化装配设备。本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构，包括：工作台、用于将轴承实现有序输出的振动盘、用于将所述轴承进行进一步有序输出的供料机构、用于抓取所述轴承并将所述轴承装配到电动机转子中的装配机构、用于放置所述电动机转子的工装；所述振动盘、供料机构、装配机构和工装固连于所述工作台上，所述振动盘的输出轨道连接到所述供料机构，所述供料机构将所述轴承输送至所述装配机构，所述装配机构将所述轴承输送至所述电动机转子上；所述装配机构位于所述供料机构的上部。本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构，实现了将轴承全自动化地装配到电动机转子上。

Description

电动机转子与轴承的柔性装配机构

技术领域

本发明涉及工业自动化装备，更具体地说，涉及一种用于制造电机的自动化装配设备。

背景技术

电机（英文：Electric machinery，俗称“马达”）电机泛指能使机械能转化为电能、电能转化为机械能的一切机器。特指发电机、电能机、电动机。是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电动机也称（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

电机在工业、农业生产中大量存在，电机的零部件数量众多、结构复杂、尺寸精密，现在的电机制造中大量依靠人工实现。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种电动机转子与轴承的柔性装配机构，在电机的自动化装配生产过程中，利用振动盘和供料机构实现对轴承的自动化供料、利用装配机构实现对轴承的柔性夹持和精密进给，将轴承装配到电机的电动机转子上；本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构，实现了将轴承全自动化地装配到电动机转子上，由于轴承在装配机构中处于柔性夹持状态，装配机构对轴承的抓取速度快，轴承可以良好地适应电动机转子在位置上的偏差。

一种电动机转子与轴承的柔性装配机构，包括：工作台、用于将轴承实现有序输出的振动盘、用于将所述轴承进行进一步有序输出的供料机构、用于抓取所述轴承并将所述轴承装配到电动机转子中的装配机构、用于放置所述电动机转子的工装；

所述振动盘、供料机构、装配机构和工装固连于所述工作台上，所述振动盘的输出轨道连接到所述供料机构，所述供料机构将所述轴承输送至所述装配机构，所述装配机构将所述轴承输送至所述电动机转子上；所述装配机构位于所述供料机构的上部；

所述装配机构包括：进给气缸、滑动杆、立柱、一号支架、导向块、滑动底座、摆动头、芯轴、摆动体、直线导向块、摆动气缸、齿条、齿轮，所述一号支架固连于所述工作台，所述进给气缸的气缸体通过所述立柱固连于所述一号支架，所述进给气缸的活塞杆的末端固连于所述滑动杆的一端；所述导向块固连于所述一号支架，所述滑动杆和导向块相配合，所述滑动杆一端固连有所述滑动底座；所述芯轴活动连接于所述滑动底座，所述摆动头、齿轮固连于所述芯轴，所述直线导向块、摆动气缸的气缸体固连于所述滑动底座，所述摆动气缸的活塞杆的末端固连于所述齿条，所述齿条活动连接于所述导向块，所述齿条和齿轮相匹配；所述摆动头上设置有和所述轴承的外径相匹配的装配口；

所述供料机构包括：传送轨道、推杆、横走气缸、顶杆、上升气缸，所述横走气缸固连于所述传送轨道的一端，所述推杆固连于所述横走气缸的气动滑块；所述传送轨道的一端连接于所述振动盘的输出轨道，所述传送轨道的末端为所述轴承的中转位，在所述中转位的附近设置所述轴承的就绪位；在所述就绪位的下部固连有所述上升气缸，所述上升气缸的活塞杆的末端固连于所述顶杆，所述顶杆活动连接于所述就绪位。

优选地，在所述装配口的径向方向上固连有波珠螺丝，所述波珠螺丝的数量为三个并且均布于所述装配口的侧壁上。

优选地，所述芯轴的中心轴线和所述滑动杆的中心轴线相互垂直。

优选地，在所述滑动底座上固连有限位螺栓和阻尼器，所述限位螺栓、阻尼器和所述摆动体相匹配。

优选地，在所述装配口的径向方向上固连有传感器。

优选地，当所述进给气缸的活塞杆处于缩回状态，且所述摆动气缸的活塞杆处于缩回状态时，所述装配口的中心轴线处于水平姿态，所述装配口和工装相匹配，所述装配口和位于所述工装上的所述电动机转子处于同轴布置；当所述进给气缸的活塞杆处于缩回状态，且所述摆动气缸的活塞杆处于伸出状态时，所述装配口的中心轴线处于竖直姿态，所述装配口位于所述就绪位的正上方，所述装配口和就绪位相匹配。

优选地，当所述摆动气缸的活塞杆处于缩回状态，且所述进给气缸的活塞杆处于伸出状态时，所述装配口到达所述电动机转子所在位置。

优选地，位于所述工装上的所述电动机转子和所述滑动杆保持同轴布置，所述电动机转子处于水平布置。

和传统技术相比，本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构具有以下积极作用和有益效果：

本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构，利用所述振动盘、供料机构、装配机构、工装，实现了将所述轴承自动化地装配到所述电动机转子上。所述振动盘将所述轴承实现有序地输出至所述供料机构中，所述供料机构将所述轴承进行位置校正后输送至所述就绪位，所述装配机构在所述就绪位的上方夹取到所述轴承之后；接着，对所述轴承调整姿态；然后将所述轴承装配到所述电动机转子上。本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构将振动盘、供料机构、装配机构、工装等技术方案进行有机组合，构成了新的技术方案：实现对所述电动机转子的自动化装配，解决了手工装配所存在的效率低、装配质量差等问题。

由于轴承为高精密标准元器件，所述轴承和电动机转子的配合为过盈配合，两者在实现配合的时候，两者的同轴度需要达到微米级的精度。本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构，利用所述波珠螺丝，使所述装配口对所述轴承实现了柔性夹持，防止对所述轴承的外表面进行滑伤；同时，利用所述波珠螺丝，所述装配口可以在所述上升气缸的配合下，实现对所述轴承的快速夹持，所述装配口无需依靠气动手爪或者之类的带动力输出的机构即可实现对所述轴承的夹持，减少了动力元件，降低了成本；同时，利用所述波珠螺丝还具有预料不到的技术效果：在装配时候，若所述轴承和电动机转子的同轴度存在一定的误差时，三个所述波珠螺丝可以发生弹性变形，使所述轴承的内孔可以自动适应所述电动机转子所在的位置，使所述轴承可以顺利地装配到所述电动机转子上。

接下来描述本发明中所述供料机构、装配机构的工作过程和工作原理：

开始时候，所述推杆在所述横走气缸的驱动下处于所述中转位；所述传送轨道的一端连接于所述振动盘的输出轨道，所述轴承从所述传送轨道输送至所述中转位；接着，所述横走气缸驱动所述推杆将所述轴承从所述中转位移动至所述就绪位。

所述装配机构夹持到所述轴承：所述进给气缸的活塞杆处于缩回状态，所述摆动气缸的活塞杆处于伸出状态，所述装配口的中心轴线处于竖直姿态，所述装配口位于所述就绪位的正上方，所述装配口方向朝向所述就绪位，所述装配口和位于所述就绪位上的所述轴承处于同轴状态。接着，所述上升气缸的活塞杆伸出，通过所述顶杆将位于所述就绪位处的所述轴承向上移动，并直接推入到所述装配口。

所述装配机构将所述轴承装配到所述电动机转子上：所述进给气缸的活塞杆处于缩回状态，所述摆动气缸的活塞杆处于缩回状态，所述装配口的中心轴线处于水平姿态，所述装配口和工装相匹配，所述装配口和位于所述工装上的所述电动机转子处于同轴布置；接着，所述进给气缸的活塞杆伸出，使所述轴承套于所述电动机转子上，并直接所述轴承装配到位。所述装配口到达所述电动机转子所在位置。位于所述工装上的所述电动机转子和所述滑动杆保持同轴布置，当所述进给气缸将所述轴承装配都所述电动机转子上的时候，所述滑动杆、轴承、电动机转子三者保持同轴状态，提供更加稳定的受力状态，使装配过程更加平稳。

附图说明

图1、2是本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的结构示意图；

图3是本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的装配机构的示意图；

图4、5是本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的装配机构的局部结构示意图；

图6是本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的供料机构和装配机构的局部结构示意图。

1 工作台、2 振动盘、3 供料机构、4 装配机构、5 工装、6 电动机转子、7 轴承、8进给气缸、9 滑动杆、10 立柱、11 一号支架、12 导向块、13 滑动底座、14 摆动头、15 芯轴、16 波珠螺丝、17 传感器、18 装配口、19 摆动体、20 直线导向块、21 摆动气缸、22 齿条、23 齿轮、24 限位螺栓、25 阻尼器、26 传送轨道、27 中转位、28 就绪位、29 推杆、30气动滑块、31 横走气缸、32 顶杆、33 上升气缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种电动机转子与轴承的柔性装配机构，在电机的自动化装配生产过程中，利用振动盘和供料机构实现对轴承的自动化供料、利用装配机构实现对轴承的柔性夹持和精密进给，将轴承装配到电机的电动机转子上；本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构，实现了将轴承全自动化地装配到电动机转子上，由于轴承在装配机构中处于柔性夹持状态，装配机构对轴承的抓取速度快，轴承可以良好地适应电动机转子在位置上的偏差。

图1、2是本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的结构示意图，图3是本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的装配机构的示意图，图4、5是本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的装配机构的局部结构示意图，图6是本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的供料机构和装配机构的局部结构示意图。

一种电动机转子与轴承的柔性装配机构，包括：工作台1、用于将轴承7实现有序输出的振动盘2、用于将所述轴承7进行进一步有序输出的供料机构3、用于抓取所述轴承7并将所述轴承7装配到电动机转子6中的装配机构4、用于放置所述电动机转子6的工装5；

所述振动盘2、供料机构3、装配机构4和工装5固连于所述工作台1上，所述振动盘2的输出轨道连接到所述供料机构3，所述供料机构3将所述轴承7输送至所述装配机构4，所述装配机构4将所述轴承7输送至所述电动机转子6上；所述装配机构4位于所述供料机构3的上部；

所述装配机构4包括：进给气缸8、滑动杆9、立柱10、一号支架11、导向块12、滑动底座13、摆动头14、芯轴15、摆动体19、直线导向块20、摆动气缸21、齿条22、齿轮23，所述一号支架11固连于所述工作台1，所述进给气缸8的气缸体通过所述立柱10固连于所述一号支架11，所述进给气缸8的活塞杆的末端固连于所述滑动杆9的一端；所述导向块12固连于所述一号支架11，所述滑动杆9和导向块12相配合，所述滑动杆9一端固连有所述滑动底座13；所述芯轴15活动连接于所述滑动底座13，所述摆动头14、齿轮23固连于所述芯轴15，所述直线导向块20、摆动气缸21的气缸体固连于所述滑动底座13，所述摆动气缸21的活塞杆的末端固连于所述齿条22，所述齿条22活动连接于所述导向块12，所述齿条22和齿轮23相匹配；所述摆动头14上设置有和所述轴承7的外径相匹配的装配口18；

所述供料机构3包括：传送轨道26、推杆29、横走气缸31、顶杆32、上升气缸33，所述横走气缸31固连于所述传送轨道26的一端，所述推杆29固连于所述横走气缸31的气动滑块30；所述传送轨道26的一端连接于所述振动盘2的输出轨道，所述传送轨道26的末端为所述轴承7的中转位27，在所述中转位27的附近设置所述轴承7的就绪位28；在所述就绪位28的下部固连有所述上升气缸33，所述上升气缸33的活塞杆的末端固连于所述顶杆32，所述顶杆32活动连接于所述就绪位28。

更具体地，在所述装配口18的径向方向上固连有波珠螺丝16，所述波珠螺丝16的数量为三个并且均布于所述装配口18的侧壁上。

更具体地，所述芯轴15的中心轴线和所述滑动杆9的中心轴线相互垂直。

更具体地，在所述滑动底座13上固连有限位螺栓24和阻尼器25，所述限位螺栓24、阻尼器25和所述摆动体19相匹配。

更具体地，在所述装配口18的径向方向上固连有传感器17。

更具体地，当所述进给气缸8的活塞杆处于缩回状态，且所述摆动气缸21的活塞杆处于缩回状态时，所述装配口18的中心轴线处于水平姿态，所述装配口18和工装5相匹配，所述装配口18和位于所述工装5上的所述电动机转子6处于同轴布置；当所述进给气缸8的活塞杆处于缩回状态，且所述摆动气缸21的活塞杆处于伸出状态时，所述装配口18的中心轴线处于竖直姿态，所述装配口18位于所述就绪位28的正上方，所述装配口18和就绪位28相匹配。

更具体地，当所述摆动气缸21的活塞杆处于缩回状态，且所述进给气缸8的活塞杆处于伸出状态时，所述装配口18到达所述电动机转子6所在位置。

更具体地，位于所述工装5上的所述电动机转子6和所述滑动杆9保持同轴布置，所述电动机转子6处于水平布置。

以下结合图1至6，进一步描述本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的工作原理和工作过程：

本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构，利用所述振动盘2、供料机构3、装配机构4、工装5，实现了将所述轴承7自动化地装配到所述电动机转子6上。所述振动盘2将所述轴承7实现有序地输出至所述供料机构3中，所述供料机构3将所述轴承7进行位置校正后输送至所述就绪位28，所述装配机构4在所述就绪位28的上方夹取到所述轴承7之后；接着，对所述轴承7调整姿态；然后将所述轴承7装配到所述电动机转子6上。本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构将振动盘2、供料机构3、装配机构4、工装5等技术方案进行有机组合，构成了新的技术方案：实现对所述电动机转子6的自动化装配，解决了手工装配所存在的效率低、装配质量差等问题。

由于轴承为高精密标准元器件，所述轴承7和电动机转子6的配合为过盈配合，两者在实现配合的时候，两者的同轴度需要达到微米级的精度。本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构，利用所述波珠螺丝16，使所述装配口18对所述轴承7实现了柔性夹持，防止对所述轴承7的外表面进行滑伤；同时，利用所述波珠螺丝16，所述装配口18可以在所述上升气缸33的配合下，实现对所述轴承7的快速夹持，所述装配口18无需依靠气动手爪或者之类的带动力输出的机构即可实现对所述轴承7的夹持，减少了动力元件，降低了成本；同时，利用所述波珠螺丝16还具有预料不到的技术效果：在装配时候，若所述轴承7和电动机转子6的同轴度存在一定的误差时，三个所述波珠螺丝16可以发生弹性变形，使所述轴承7的内孔可以自动适应所述电动机转子6所在的位置，使所述轴承7可以顺利地装配到所述电动机转子6上。

接下来描述本发明中所述供料机构3、装配机构4的工作过程和工作原理：

开始时候，所述推杆29在所述横走气缸31的驱动下处于所述中转位；所述传送轨道26的一端连接于所述振动盘2的输出轨道，所述轴承7从所述传送轨道26输送至所述中转位27；接着，所述横走气缸31驱动所述推杆29将所述轴承7从所述中转位27移动至所述就绪位28。

所述装配机构4夹持到所述轴承7：所述进给气缸8的活塞杆处于缩回状态，所述摆动气缸21的活塞杆处于伸出状态，所述装配口18的中心轴线处于竖直姿态，所述装配口18位于所述就绪位28的正上方，所述装配口18方向朝向所述就绪位28，所述装配口18和位于所述就绪位28上的所述轴承7处于同轴状态。接着，所述上升气缸33的活塞杆伸出，通过所述顶杆32将位于所述就绪位28处的所述轴承7向上移动，并直接推入到所述装配口18。

所述装配机构4将所述轴承7装配到所述电动机转子6上：所述进给气缸8的活塞杆处于缩回状态，所述摆动气缸21的活塞杆处于缩回状态，所述装配口18的中心轴线处于水平姿态，所述装配口18和工装5相匹配，所述装配口18和位于所述工装5上的所述电动机转子6处于同轴布置；接着，所述进给气缸8的活塞杆伸出，使所述轴承7套于所述电动机转子6上，并直接所述轴承7装配到位。所述装配口18到达所述电动机转子6所在位置。位于所述工装5上的所述电动机转子6和所述滑动杆9保持同轴布置，当所述进给气缸8将所述轴承7装配都所述电动机转子6上的时候，所述滑动杆9、轴承7、电动机转子6三者保持同轴状态，提供更加稳定的受力状态，使装配过程更加平稳。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构较有代表性的例子。显然，本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明电动机转子与轴承的柔性装配机构的保护范围。

Claims (8)

1.一种电动机转子与轴承的柔性装配机构，其特征在于，包括：工作台、用于将轴承实现有序输出的振动盘、用于将所述轴承进行进一步有序输出的供料机构、用于抓取所述轴承并将所述轴承装配到电动机转子中的装配机构、用于放置所述电动机转子的工装；

所述振动盘、供料机构、装配机构和工装固连于所述工作台上，所述振动盘的输出轨道连接到所述供料机构，所述供料机构将所述轴承输送至所述装配机构，所述装配机构将所述轴承输送至所述电动机转子上；所述装配机构位于所述供料机构的上部；

所述装配机构包括：进给气缸、滑动杆、立柱、一号支架、导向块、滑动底座、摆动头、芯轴、摆动体、直线导向块、摆动气缸、齿条、齿轮，所述一号支架固连于所述工作台，所述进给气缸的气缸体通过所述立柱固连于所述一号支架，所述进给气缸的活塞杆的末端固连于所述滑动杆的一端；所述导向块固连于所述一号支架，所述滑动杆和导向块相配合，所述滑动杆一端固连有所述滑动底座；所述芯轴活动连接于所述滑动底座，所述摆动头、齿轮固连于所述芯轴，所述直线导向块、摆动气缸的气缸体固连于所述滑动底座，所述摆动气缸的活塞杆的末端固连于所述齿条，所述齿条活动连接于所述导向块，所述齿条和齿轮相匹配；所述摆动头上设置有和所述轴承的外径相匹配的装配口；

所述供料机构包括：传送轨道、推杆、横走气缸、顶杆、上升气缸，所述横走气缸固连于所述传送轨道的一端，所述推杆固连于所述横走气缸的气动滑块；所述传送轨道的一端连接于所述振动盘的输出轨道，所述传送轨道的末端为所述轴承的中转位，在所述中转位的附近设置所述轴承的就绪位；在所述就绪位的下部固连有所述上升气缸，所述上升气缸的活塞杆的末端固连于所述顶杆，所述顶杆活动连接于所述就绪位。

2.根据权利要求1所述的电动机转子与轴承的柔性装配机构，其特征在于，在所述装配口的径向方向上固连有波珠螺丝，所述波珠螺丝的数量为三个并且均布于所述装配口的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的电动机转子与轴承的柔性装配机构，其特征在于，所述芯轴的中心轴线和所述滑动杆的中心轴线相互垂直。

4.根据权利要求1所述的电动机转子与轴承的柔性装配机构，其特征在于，在所述滑动底座上固连有限位螺栓和阻尼器，所述限位螺栓、阻尼器和所述摆动体相匹配。

5.根据权利要求1所述的电动机转子与轴承的柔性装配机构，其特征在于，在所述装配口的径向方向上固连有传感器。

6.根据权利要求4所述的电动机转子与轴承的柔性装配机构，其特征在于，当所述进给气缸的活塞杆处于缩回状态，且所述摆动气缸的活塞杆处于缩回状态时，所述装配口的中心轴线处于水平姿态，所述装配口和工装相匹配，所述装配口和位于所述工装上的所述电动机转子处于同轴布置；当所述进给气缸的活塞杆处于缩回状态，且所述摆动气缸的活塞杆处于伸出状态时，所述装配口的中心轴线处于竖直姿态，所述装配口位于所述就绪位的正上方，所述装配口和就绪位相匹配。

7.根据权利要求6所述的电动机转子与轴承的柔性装配机构，其特征在于，当所述摆动气缸的活塞杆处于缩回状态，且所述进给气缸的活塞杆处于伸出状态时，所述装配口到达所述电动机转子所在位置。

8.根据权利要求6所述的电动机转子与轴承的柔性装配机构，其特征在于，位于所述工装上的所述电动机转子和所述滑动杆保持同轴布置，所述电动机转子处于水平布置。