CN107317440A - 永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，它包括固定平台、水平运动平台、径向运动平台、支撑平台、端盖传送平台、转子与机壳传送平台、端盖抓取组件、转子抓取组件和顶杆组件。其中的端盖抓取组件包括下压气缸、下压杆组件、端盖抓手固定台和端盖抓手。转子抓取组件包括转子抓手固定台、转子抓手和双向气缸。本发明装置的工作过程是先抓取电机端盖，再抓取电机转子，最后完成电机转子与端盖的合装，解决了在永磁同步电机转子压入的过程中，与定子内壁因磁力吸引而产生转子偏心的问题，解决了在永磁同步电机端盖安装时，由于敲击导致的端盖变形及配合不均匀的问题。

Description

永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置

技术领域

本发明涉及工装，特别涉及一种永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置。

背景技术

由于永磁同步电机具有结构简单，体积小、响应快速、调速范围宽、功率因数高等优点已越来越多的应用于新能源汽车行业，并随着新能源汽车行业的兴起得到了广泛的应用，同时对永磁电机运行的稳定性、减小噪声等方面提出了要求。

永磁同步电机转子、端盖的安装是电机装配工艺中非常重要的工序，现有的装配工艺是使用气缸压杆将转子压入到机壳组件中，然后是操作人员使用榔头敲击端盖，完成端盖与轴承和机壳组件的配合，这种操作方式引起多个问题：一是，由于转子内塞有磁钢带有磁力，在转子压入的过程中，与定子内壁因磁力吸引而产生偏心。二是，由于端盖的安装有两个配合，端盖轴承室与轴承的配合以及端盖止口与机壳组件的配合，所以仅靠榔头敲击不容易将端盖安装好，而且配合的也不均匀，在操作人员拧螺钉时往往会出现最后一个螺钉很难拧进的现象。三是，榔头的敲击很容易使端盖发生形变。由于上述几个问题而很容易使电机在高速旋转时产生振动和异响。

发明内容

本发明的目的，就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，所述永磁同步电机包括端盖、转子组件和机壳组件，所述合装装置包括：

固定平台，其上安装有水平运动电机；

水平运动平台，架设在固定平台上，并可在水平运动电机的带动下沿固定平台作水平运动，在水平运动平台上安装有径向运动电机和径向位移传感器；

径向运动平台，架设在水平运动平台上，并可在径向运动电机的带动下作径向运动；

支撑平台，安装在径向运动平台上，支撑平台上安装有转子抓手运动电机；

端盖传送平台，设置在固定平台的旁边，并通过传送装置水平运动；

转子与机壳传送平台，设置在固定平台的旁边，并通过传送装置水平运动；

端盖抓取组件，其进一步包括：

下压气缸，安装在支撑平台上面，

下压杆组件，设置在支撑平台下面并与下压气缸传动相连，

端盖抓手固定台，连接在下压杆组件下方，

端盖抓手，连接在端盖抓手固定台下方，端盖抓手内设有压力传感器；

转子抓取组件，其进一步包括：

转子抓手固定台，安装在径向运动平台侧面，并可在转子抓手运动电机的带动下沿径向运动平台上下移动，

转子抓手，连接在转子抓手固定台上，

双向气缸，设置在转子抓手固定台上，用于控制转子抓手的张合；

顶杆组件，设置在固定平台的旁边并与固定平台固定相连。

所述端盖抓手包括固定抓手、活动抓手和活动抓手驱动电机，固定抓手固定在端盖抓手固定台的一侧，活动抓手设置在端盖抓手固定台的另一侧，并与端盖抓手固定台滑动相连，活动抓手驱动电机安装在端盖抓手固定台上并与活动抓手传动相连，活动抓手驱动电机可驱动活动抓手向固定抓手方向移动。

所述端盖抓手设有端盖定位杆、第一定位面和第二定位面，端盖定位杆设置在端盖抓手内并与端盖上的定位孔相适配，第一定位面设置在端盖抓手的外圈实现对端盖外缘的周向定位，第二定位面设置在端盖抓手的内部实现对端盖上部的周向定位。

所述端盖定位杆为可回缩杆。

所述下压杆组件包括下压杆本体、活动压杆、弹簧、左挡块、右挡块、左挡块驱动电机和右挡块驱动电机；下压杆本体与下压气缸传动相连，下压杆本体下部设有中孔，活动压杆设置在该中孔的下部，弹簧设置在该中孔的上部并与活动压杆抵触相连，左挡块和右挡块分别活动连接在下压杆本体上并可以左右移动，左挡块驱动电机和右挡块驱动电机分别安装在下压杆本体上，并分别与左挡块、右挡块传动相连，左挡块、右挡块可在左挡块驱动电机和右挡块驱动电机的带动下实现将活动压杆的上端夹紧。

所述活动压杆下部设有用于卡住转子组件上端的键槽的转子定位杆，以实现转子组件与端盖的定位。

所述左挡块、右挡块分别与活动压杆通过斜面配合实现将活动压杆的上端夹紧。

所述顶杆组件包括顶杆气缸，以及用于穿过转子组件和机壳组件的顶杆，顶杆气缸和顶杆传动相连。

所述端盖传送平台包括端盖传送板和端盖固定工装，端盖固定工装安装在端盖传送板上，在端盖传送板上设有水平位移传感器。

所述转子与机壳传送平台包括转子与机壳传送板和转子固定工装，转子固定工装安装在转子与机壳传送板上。

本发明永磁同步电机转子端盖自动合装装置的工作过程是先抓取电机端盖，再抓取电机转子，最后完成电机转子与端盖的合装，解决了在永磁同步电机转子压入的过程中，与定子内壁因磁力吸引而产生转子偏心的问题，解决了在永磁同步电机端盖安装时由于敲击导致的端盖变形及配合不均匀的问题。

附图说明

图1是本发明永磁同步电机转子端盖自动合装装置的立体图。

图2是本发明完成端盖抓取动作的立体图。

图3是本发明端盖抓取组件的立体图。

图4是本发明端盖抓取组件的固定及与端盖定位的立体图。

图5是本发明端盖抓取组件抓取端盖后的剖面示意图。

图6是本发明完成转子组件抓取动作并定位的立体图。

图7是本发明图6中C部分的放大图。

图8是本发明完成顶住转子组件的立体图。

图9是本发明转子抓取组件下压时与机壳组件定位的局部放大图。

图10是本发明下压杆组件的剖面结构示意图。

图11是本发明完成装配后的立体图。

具体实施方式

参见图1，配合参见图2至图11。本发明的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，该永磁同步电机包括端盖101、转子组件102和机壳组件103，永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置包括固定平台1、水平运动平台2、径向运动平台3、支撑平台4、端盖传送平台5、转子与机壳传送平台6、端盖抓取组件7、转子抓取组件8和顶杆组件9。

在固定平台1上安装有水平运动电机10。

水平运动平台2架设在固定平台1上，并可在水平运动电机10的带动下沿固定平台作水平运动，在水平运动平台上安装有径向运动电机11和径向位移传感器12。

径向运动平台3架设在水平运动平台2上，并可在径向运动电机11的带动下作径向运动。

支撑平台4安装在径向运动平台3上，支撑平台上安装有转子抓手运动电机13。

端盖传送平台5设置在固定平台1的旁边，并通过传送装置水平运动。该端盖传送平台5包括端盖传送板51和端盖固定工装52，端盖固定工装安装在端盖传送板上，在端盖传送板上设有水平位移传感器14。

转子与机壳传送平台6设置在固定平台1的旁边，并通过传送装置水平运动。该转子与机壳传送平台6包括转子与机壳传送板61和转子固定工装62，转子固定工装安装在转子与机壳传送板上。

配合参见图2至图5。本发明中的端盖抓取组件7包括下压气缸71、下压杆组件72、端盖抓手固定台73和端盖抓手74。其中，下压气缸71安装在支撑平台4上面，下压杆组件72设置在支撑平台4下面并与下压气缸71传动相连，端盖抓手固定台73连接在下压杆组件72下方，端盖抓手74连接在端盖抓手固定台73下方，端盖抓手内设有压力传感器。上述端盖抓手74包括固定抓手741、活动抓手742和活动抓手驱动电机743，固定抓手固定在端盖抓手固定台的一侧，活动抓手设置在端盖抓手固定台的另一侧，并与端盖抓手固定台滑动相连，活动抓手驱动电机安装在端盖抓手固定台上并与活动抓手传动相连，活动抓手驱动电机可驱动活动抓手向固定抓手方向移动。在端盖抓手74上设有端盖定位杆744、第一定位面745和第二定位面746，端盖定位杆设置在端盖抓手内并与端盖上的定位孔相适配，第一定位面设置在端盖抓手的外圈实现对端盖外缘的周向定位，第二定位面设置在端盖抓手的内部实现对端盖上部的周向定位。端盖定位杆744为可回缩杆。

上述下压杆组件72包括下压杆本体721、活动压杆722、弹簧723、左挡块724、右挡块725、左挡块驱动电机726和右挡块驱动电机727；下压杆本体与下压气缸传动相连，下压杆本体下部设有中孔，活动压杆设置在该中孔的下部，弹簧设置在该中孔的上部并与活动压杆抵触相连，左挡块和右挡块分别活动连接在下压杆本体上并可以左右移动，左挡块驱动电机和右挡块驱动电机分别安装在下压杆本体上，并分别与左挡块、右挡块传动相连，左挡块、右挡块可在左挡块驱动电机和右挡块驱动电机的带动下实现将活动压杆的上端夹紧。

在活动压杆722下部设有用于卡住转子组件上端的键槽的转子定位杆728，以实现转子组件与端盖的定位。

上述左挡块、右挡块分别与活动压杆通过斜面配合实现将活动压杆的上端夹紧。

配合参见图6、图7。本发明中的转子抓取组件8包括转子抓手固定台81、转子抓手82、双向气缸83。其中，转子抓手固定台81安装在径向运动平台侧面，并可在转子抓手运动电机的带动下沿径向运动平台上下移动，转子抓手82连接在转子抓手固定台上，双向气缸83设置在转子抓手固定台上，用于控制转子抓手的张合。

顶杆组件9设置在固定平台1的旁边并与固定平台固定相连。该顶杆组件包括顶杆气缸91，以及用于穿过转子组件和机壳组件的顶杆92，顶杆气缸和顶杆传动相连。

本发明端盖抓取的工作原理是：水平运动平台2水平运动，通过水平位移传感器14控制其水平运动的距离，之后径向运动平台3径向运动，通过径向位移传感器12控制其径向运动的距离，最后实现下压杆组件72与端盖101的中心定位，之后下压杆组件72向下运动。

端盖定位杆744为可回缩杆，抓取端盖101时，端盖定位杆744与端盖101的定位孔错开时，如图3所示，端盖定位杆744回缩，触碰到内置于端盖抓手内的压力传感器时，压力传感器发出信号进而控制下压杆组件72周向旋转，进而带动端盖抓手74周向旋转，当端盖定位杆744与定位孔对中时，端盖定位杆744回弹，完成端盖抓手74与端盖101的周向定位。

由于端盖101是铸造件，其外表面除了螺纹孔凸台都是非加工面，因此，在端盖101装配时，选择第1定位面745下压端盖101，如图4、图5所示，又由于端盖101是薄壁件，周向下压端盖101容易使其变形，因此，选择第2定位面746作为辅助下压面，完成与端盖101的定位之后，活动抓手驱动电机743驱动活动抓手742径向运动，完成端盖的夹紧，之后下压杆组件72向上运动到一定高度。

由于端盖101、转子组件102和机壳组件103的中心处于一条水平线上，在完成端盖101的抓取动作后，只需通过水平位移传感器14发出信号，控制水平运动平台2的运动即可完成转子抓取组件8与转子组件102的中心定位。转子抓取组件8向下运动到一定位置后，在双向气缸83的带动下，转子抓手82抓取转子组件102，并向上运动。

当带动转子组件102向上时，转子定位杆728卡住转子组件102上端的键槽，完成转子组件102与端盖101的定位，这样，在装配转子组件102时，转子组件上的定位螺纹杆与机壳组件103的定位，便能通过端盖定位杆744与机壳组件的定位实现。

转子组件102与机壳组件103的中心定位实现过程是，顶杆92向上运动顶住转子组件102，之后转子抓手82分开，下压杆组件72与顶杆92同时向下运动，当端盖定位杆744到图9所示位置时，端盖定位杆744与机壳组件103的定位孔错开，其定位方式和端盖定位杆744与端盖101的定位方式一样，完成端盖101与机壳组件103的周向定位。左挡块724、右挡块725与活动压杆722通过斜面配合，当将转子组件102装配完成后，左挡块驱动电机726、右挡块驱动电机727分别带左挡块724、右挡块725径向运动，这样，活动压杆722一端顶住转子组件102，另一端顶住弹簧723，压杆本体721可以继续往下运动完成端盖101与机壳组件103的装配，其完成的装配图如图11所示。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，所述永磁同步电机包括端盖、转子组件和机壳组件，其特征在于，所述合装装置包括：

固定平台，其上安装有水平运动电机；

水平运动平台，架设在固定平台上，并可在水平运动电机的带动下沿固定平台作水平运动，在水平运动平台上安装有径向运动电机和径向位移传感器；

径向运动平台，架设在水平运动平台上，并可在径向运动电机的带动下作径向运动；

支撑平台，安装在径向运动平台上，支撑平台上安装有转子抓手运动电机；

端盖传送平台，设置在固定平台的旁边，并通过传送装置水平运动；

转子与机壳传送平台，设置在固定平台的旁边，并通过传送装置水平运动；

端盖抓取组件，其进一步包括：

下压气缸，安装在支撑平台上面，

下压杆组件，设置在支撑平台下面并与下压气缸传动相连，

端盖抓手固定台，连接在下压杆组件下方，

端盖抓手，连接在端盖抓手固定台下方，端盖抓手内设有压力传感器；

转子抓取组件，其进一步包括：

转子抓手固定台，安装在径向运动平台侧面，并可在转子抓手运动电机的带动下沿径向运动平台上下移动，

转子抓手，连接在转子抓手固定台上，

双向气缸，设置在转子抓手固定台上，用于控制转子抓手的张合；

顶杆组件，设置在固定平台的旁边并与固定平台固定相连。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，其特征在于：所述端盖抓手包括固定抓手、活动抓手和活动抓手驱动电机，固定抓手固定在端盖抓手固定台的一侧，活动抓手设置在端盖抓手固定台的另一侧，并与端盖抓手固定台滑动相连，活动抓手驱动电机安装在端盖抓手固定台上并与活动抓手传动相连，活动抓手驱动电机可驱动活动抓手向固定抓手方向移动。

3.如权利要求2所述的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，其特征在于：所述端盖抓手设有端盖定位杆、第一定位面和第二定位面，端盖定位杆设置在端盖抓手内并与端盖上的定位孔相适配，第一定位面设置在端盖抓手的外圈实现对端盖外缘的周向定位，第二定位面设置在端盖抓手的内部实现对端盖上部的周向定位。

4.如权利要求3所述的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，其特征在于：所述端盖定位杆为可回缩杆。

5.如权利要求1所述的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，其特征在于：所述下压杆组件包括下压杆本体、活动压杆、弹簧、左挡块、右挡块、左挡块驱动电机和右挡块驱动电机；下压杆本体与下压气缸传动相连，下压杆本体下部设有中孔，活动压杆设置在该中孔的下部，弹簧设置在该中孔的上部并与活动压杆抵触相连，左挡块和右挡块分别活动连接在下压杆本体上并可以左右移动，左挡块驱动电机和右挡块驱动电机分别安装在下压杆本体上，并分别与左挡块、右挡块传动相连，左挡块、右挡块可在左挡块驱动电机和右挡块驱动电机的带动下实现将活动压杆的上端夹紧。

6.如权利要求5所述的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，其特征在于：所述活动压杆下部设有用于卡住转子组件上端的键槽的转子定位杆，以实现转子组件与端盖的定位。

7.如权利要求1所述的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，其特征在于：所述左挡块、右挡块分别与活动压杆通过斜面配合实现将活动压杆的上端夹紧。

8.如权利要求1所述的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，其特征在于：所述顶杆组件包括顶杆气缸，以及用于穿过转子组件和机壳组件的顶杆，顶杆气缸和顶杆传动相连。

9.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，其特征在于：所述端盖传送平台包括端盖传送板和端盖固定工装，端盖固定工装安装在端盖传送板上，在端盖传送板上设有水平位移传感器。

10.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子与端盖的自动合装装置，其特征在于：所述转子与机壳传送平台包括转子与机壳传送板和转子固定工装，转子固定工装安装在转子与机壳传送板上。