CN107919769A - 电机自动化柔性装配设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械加工领域，提供了一种电机自动化柔性装配设备，用于将螺母紧固至电机和减速箱，包括：装置座体、螺母预紧机构、减速箱固定机构、电机压紧机构、螺母锁紧机构和操作机构；其中，装置座体包括：支架和台面，台面上设置有预紧工位和锁紧工位；减速箱固定机构用于将减速箱固定在预紧工位上；螺母预紧机构用于将螺母预紧至减速箱上；电机压紧机构将电机压紧在锁紧工位上；螺母锁紧机构用于对被预紧的螺母进行锁紧；操作机构用于控制减速箱固定机构、螺母预紧机构、电机压紧机构和螺母锁紧机构。该电机自动化柔性装配设备能够减少人工操作的步骤，节约装配作业的人工成本，并且能够提高装配的精度，提升装配的质量。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种电机自动化柔性装配设备。
背景技术
现有技术中，电机装配装置通常一来人工操作，其自动化程度低，人工操作步骤繁琐，因此装配的人工成本较高，并且人工操作容易导致装配精度低，影响电机装配质量。
因此，有必要针对上述问题，提供一种新的电机自动化柔性装配设备。
发明内容
本发明提供一种新的电机自动化柔性装配设备，该电机自动化柔性装配设备能够减少人工操作的步骤，节约装配作业的人工成本，并且能够提高装配的精度，提升装配的质量。
本发明提供了一种电机自动化柔性装配设备，用于将螺母紧固至电机和减速箱，包括：装置座体、螺母预紧机构、减速箱固定机构、电机压紧机构、螺母锁紧机构和操作机构；其中，所述装置座体包括：支架和台面，所述台面上设置有预紧工位和锁紧工位；所述减速箱固定机构用于将所述减速箱固定在所述预紧工位上；所述螺母预紧机构用于将所述螺母预紧至所述减速箱上所述电机压紧机构将所述电机压紧在所述锁紧工位上；所述螺母锁紧机构用于对被预紧的所述螺母进行锁紧；所述操作机构用于控制所述减速箱固定机构、所述螺母预紧机构、所述电机压紧机构和所述螺母锁紧机构。
优选的，所述减速箱固定机构包括固定设置在所述台面上的滑轨和可滑动连接在所述滑轨上的减速箱固定件，所述减速箱固定件包括可滑动连接在所述滑轨上的固定件底座和固定连接在所述固定件底座上的U型叉，所述减速箱固定机构还包括设置在所述台面上第一气缸，所述第一气缸包括可伸缩的第一活塞杆，所述第一活塞杆与所述减速箱固定件固定连接，所述第一气缸的轴线方向朝向所述预紧工位设置。如此设置，便于螺母预紧机构对螺母进行预紧作业，避免预紧作业时，减速箱因受力而晃动，从而提高了操作的便捷性和装配的精度。
优选的，所述操作机构包括第一操作钮，所述第一操作钮用于控制所述第一活塞杆伸出和缩回。
优选的，所述螺母预紧机构包括竖直导杆，所述竖直导杆的底端固定在所述台面上，所述螺母预紧机构还包括可滑动设置在所述竖直导杆上的导向座，所述导向座3可以沿着所述竖直导杆上下滑动，所述螺母预紧机构还包括可滑动设置在所述导向座上的横向导杆，所述横向导杆可以相对所述导向座沿着与所述竖直导杆相垂直的方向横向滑动，所述螺母锁紧机构还包括固定连接在所述横向导杆上的电动扳手座和固定设置在所述电动扳手座上的电动扳手和把手，所述螺母锁紧机构还包括通过绳子吊设在所述竖直导杆的上端的平衡吊装置，所述平衡吊装置包括伸缩绳，所述伸缩绳一端固定连接在所述导向座上，所述伸缩绳偏向于拉动所述导向座朝向远离所述台面的方向运动。如此设置，无需操作者手动将电动扳手拉离，减少了人工操作的步骤，提升的生产效率并降低了装配的人工成本。
优选的，所述第二操作钮用于控制所述电动扳手启动和停止。
优选的，所述电机压紧机构包括固定连接在所述台面上的支撑座和设置在所述支撑座上的第二气缸，所述第二气缸包括可伸缩的第二活塞杆，所述电机压紧机构还包括固定连接在所述第二活塞杆上的电机压紧件，所述第二活塞杆可以沿竖直方向上下伸缩，当所述第二活塞杆向下伸出时，带动所述电机压紧件压紧位于所述锁紧工位上的电机，当所述第二活塞杆向上缩回时，带动所述电机压紧件松开位于所述锁紧工位上的电机，所述电机压紧机构还包括固定连接在所述电机压紧件上的导向杆，所述导向杆穿过所述支撑座上的通孔且可以相对所述支撑座竖直滑动，所述导向杆的轴线和所述第二气缸的轴线平行。电机压紧机构能够可以避免电机和减速箱在锁紧作业时因受力而发生晃动，避免了因晃动导致的装配精度降低。
优选的，所述操作机构包括第三操作钮，所述第三操作钮用于控制所述第二活塞杆伸出或缩回
优选的，所述螺母锁紧机构设置在所述台面的下方，所述螺母锁紧机构包括固定连接在所述台面下方的支撑架和固定设置在所述支撑架上的第三气缸，所述第三气缸包括可沿竖直方向伸缩的所述第三活塞杆，所述第三活塞杆上固定连接有中间板，所述中间板上设置有套筒，所述套筒通过第一轴承可转动地设置在所述中间板上，所述螺母锁紧机构还包括固定设置在所述支撑架上的伺服电机和可以由所述伺服电机驱动旋转的夹爪，所述夹爪在所述套筒的内部，所述夹爪的底端和所述伺服电机连接，所述夹爪的顶端伸出所述套筒的顶端，且呈三瓣式爪型结构，所述台面上设置有通孔，所述夹爪的顶端可以从所述台面的通孔中向上伸出，所述三瓣式爪型结构包括斜坡面，所述三瓣式爪型结构可以彼此靠拢或分离，当所述套筒向上运动时，所述套筒的顶端抵靠所述斜坡面使所述三瓣式爪型结构彼此靠拢用于夹紧所述螺母，当所述套筒向下运动时，所述套筒的顶端松开所述斜坡面使所述三瓣式爪型结构彼此分离以松开所述螺母，所述夹爪通过第二轴承可转动地连接在所述支撑架上。如此设置的螺母锁紧机构能够实现对螺母的自动夹紧和自动精确锁紧，减少了人工操作的步骤，还可以提升螺母锁紧的精度。
优选的，所述螺母锁紧机构还包括设置在所述支撑架上的限位件，所述限位件设置在所述第三活塞杆的上方，用于限制所述中间板向上运动的距离，所述支撑架包括三层支架，所述三层支架彼此间通过连接柱固定连接在一起，所述中间板上还固定设置有护套，所述护套套设在所述套筒的外部。如此设置，限位件可以限制中间板向上运动的距离，避免对螺母的过度夹紧而造成的损坏，护套也可以防止使用者在套筒旋转时接触到套筒造成意外伤害。
优选的，所述操作机构包括第四操作钮，所述第四操作钮用于控制所述第三活塞杆伸出和缩回并控制所述伺服电机转动和停止。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的电机自动化柔性装配设备的立体示意图；
图2是图1所示的电机自动化柔性装配设备隐藏支架后的立体示意图；
图3是图1所示的电机自动化柔性装配设备隐藏支架后的主视图；
图4是图1所示的电机自动化柔性装配设备的螺母预紧机构的立体示意图；
图5是图1所示的电机自动化柔性装配设备的电机压紧机构的立体示意图；
图6是图1所示的电机自动化柔性装配设备的螺母锁紧机构的立体示意图；
图7是图6所示的螺母锁紧机构的剖面图。
其中，
1.电机自动化柔性装 10.电机 20.减速箱配设备
30.装置座体 40.螺母预紧机构 50.电机压紧机构
60.螺母锁紧机构 70.操作机构 80.风扇
90.减速箱固定机构 201.螺母 301.支架
303.台面 305.下支架 307.上支架
309.顶支架 311.预紧工位 313.锁紧工位
401.竖直导杆 403.导向座 405.横向导杆
407.电动扳手座 409.电动扳手 411.把手
413.平衡吊装置 415.伸缩绳 501.支撑座
503.第二气缸 505.第二活塞杆 507.电机压紧件
509.导向杆 601.支撑架 603.第三气缸
605.第三活塞杆 607.中间板 609.套筒
611.第一轴承 613.伺服电机 615.夹爪
617.三瓣式爪型结构 619.第二轴承 621.限位件
623.连接柱 625.护套 701.第一操作钮
702.第二操作钮 703.第三操作钮 704.第四操作钮
901.滑轨 903.减速箱固定件 905.固定件底座
007.U型叉 909.第一气缸 911.第一活塞杆
具体实施方式
以下将结合说明书附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的简单变换均包含在本发明的保护范围内。
图1至图6所示的是本发明一种实施方式的电机自动化柔性装配设备1。具体的，参考图1所示，电机自动化柔性装配设备1用于对电机10和减速箱20进行装配作业。电机自动化柔性装配设备1包括装置座体30、螺母预紧机构40、减速箱固定机构90、电机压紧机构50、螺母锁紧机构60和操作机构70。其中，装置座体30包括支架301和台面303。支架301至少包括用于支撑台面303的四根下支架305。支架301还包括四根支撑在台面303上的上支架307和设置在上支架307顶部的顶支架309。台面303上设置有预紧工位311和锁紧工位313。预紧工位311和锁紧工位313均用于放置电机10和减速箱20。预紧工位311和锁紧工位313均具有能够与电机10和减速箱20外表面相配合的形状。其中预紧工位311用于在对螺母201进行预紧的时候放置电机10和减速箱20，锁紧工位313用于在对螺母201进行锁紧的时候放置电机10和减速箱20。对螺母201进行预紧的时候，减速箱固定机构90用于将减速箱固定在预紧工位311上。对螺母201进行锁紧的时候，电机压紧机构50将电机压紧在锁紧工位313上。螺母预紧机构40用于将螺母201预紧至减速箱20上。螺母锁紧机构60用于对已经被预紧的螺母201进行锁紧。操作机构70用于控制减速箱固定机构90、螺母预紧机构40、电机压紧机构50和螺母锁紧机构60。操作机构70包括第一操作钮701，第二操作钮702，第三操作钮703和第四操作钮704。其中第一操作钮701用于控制减速箱压紧机构90。第二操作钮702用于控制螺母预紧机构40。第三操作钮703用于控制电机压紧机构50。第四操作钮704用于控制螺母锁紧机构60。
参考图2-4所示，减速箱固定机构90包括固定设置在台面303上的滑轨001和可滑动连接在滑轨901上的减速箱固定件903。减速箱固定件903包括可滑动连接在滑轨901上的固定件底座905和固定连接在固定件底座905上的U型叉907。减速箱固定机构90还包括设置在台面上第一气缸909。第一气缸909包括可伸缩的第一活塞杆911。第一活塞杆911与减速箱固定件903固定连接。具体的，第一活塞杆911与固定件底座905固定连接。第一气缸909的轴线方向朝向预紧工位311设置。第一活塞杆911伸出时带动减速箱固定件903朝向预紧工位311运动，使U型叉将减速箱20固定在预紧工位311上，便于螺母预紧机构40对螺母201进行预紧作业，避免预紧作业时，减速箱20因受力而晃动，从而提高了操作的便捷性和装配的精度。第一活塞杆911缩回时带动减速箱固定件903远离预紧工位311运动，使U型叉松开减速箱20。此时，减速箱20和电机10可以被从预紧工位311取走。第一操作钮701用于控制第一活塞杆911伸出和缩回。
继续参考图2-4所示，螺母预紧机构40包括竖直导杆401。竖直导杆401底端固定在台面303上。螺母预紧机构401还包括可滑动设置在竖直导杆401上的导向座403。导向座403可以沿着竖直导杆401上下滑动。螺母预紧机构40还包括可滑动设置在导向座403上的横向导杆405。横向导杆405可以相对导向座403沿着与竖直导杆相垂直的方向横向滑动。螺母锁紧机构40还包括固定连接在横向导杆405上的电动扳手座407和固定设置在电动扳手座407上的电动扳手409和把手411。螺母锁紧机构40还包括通过绳子吊设在竖直导杆401上端的平衡吊装置413。平衡吊装置415包括伸缩绳415。伸缩绳415一端固定连接在导向座403上。伸缩绳415偏向于拉动导向座403朝向远离台面303的方向运动。当使用者握住把手411向下拉动时，导向座403克服平衡吊装置415的拉力朝向台面303的方向移动，使电动扳手409靠近待预紧的螺母201。用使用者松开把手411时，导向座403在平衡吊装置415的拉动下远离台面303。如此设置，无需操作者手动将电动扳手409拉离，减少了人工操作的步骤，提升的生产效率并降低了装配的人工成本。第二操作钮702用于控制电动扳手409启动和停止。
参考图2、3和5所示，电机压紧机构50包括固定连接在台面303上的支撑座501和设置在支撑座501上的第二气缸503。第二气缸503包括可伸缩的第二活塞杆505。电机压紧机构50还包括固定连接在第二活塞杆505上的电机压紧件507。第二活塞杆505可以沿竖直方向上下伸缩。当第二活塞杆505向下伸出时，带动电机压紧件507压紧位于锁紧工位313上的电机10。当第二活塞杆505向上缩回时，带动电机压紧件507松开位于锁紧工位313上的电机10。电机压紧机构50还包括固定连接在电机压紧件507上的导向杆509。导向杆509穿过支撑座501上的通孔且可以相对支撑座501可竖直滑动。导向杆509的轴线和第二气缸503的轴线平行。如此设置，可以提升电机压紧机构50的稳定性，更加稳固地对锁紧工位313上的电机10进行压紧。第三操作钮703用于控制第二活塞杆505伸出或缩回。电机压紧机构50能够可以避免电机10和减速箱20在锁紧作业时因受力而发生晃动，避免了因晃动导致的装配精度降低。
参考图2、3所示，螺母锁紧机构60设置在台面303下方。进一步参考图6、7所示，螺母锁紧机构60包括固定连接在台面303下方的支撑架601和固定设置在支撑架601上的第三气缸603。在本实施例中，第三气缸603的数量为两个。第三气缸603包括可沿竖直方向伸缩的第三活塞杆605。第三活塞杆605上固定连接有中间板607。中间板607上设置有套筒609。具体的，套筒609通过第一轴承611可转动地设置在中间板607上。螺母锁紧机构60还包括固定设置在支撑架601上的伺服电机613和可以由伺服电机613驱动旋转的夹爪615。其中，夹爪615在套筒的内部，夹爪615底端和伺服电机613连接，夹爪615的顶端伸出套筒609的顶端，且呈三瓣式爪型结构617。台面303上设置有通孔，夹爪615的顶端可以从台面303的通孔中向上伸出。三瓣式爪型结构617包括斜坡面。可以彼此靠拢或分离。当套筒609向上运动时，套筒609的顶端抵靠斜坡面使三瓣式爪型结构彼此靠拢用于夹紧螺母。当套筒609向下运动时，套筒609的顶端松开斜坡面使三瓣式爪型结构彼此分离以松开螺母。另外，夹爪615通过第二轴承619可转动地连接在支撑架601上。螺母锁紧机构60还包括设置在支撑架601上的限位件621。限位件621设置在第三活塞杆605的上方，用于限制中间板607向上运动的距离。支撑架601包括三层支架，三层支架彼此间通过连接柱623固定连接在一起。第四操作钮704用于控制第三活塞杆伸出和缩回并控制伺服电机613转动和停止。中间板607上还固定设置有护套625。护套625套设在套筒609的外部，用于防止使用者在套筒609旋转时接触到套筒609造成意外伤害。更优选的，第一轴承611设置在套筒609和护套625之间。如此设置的螺母锁紧机构60能够实现对螺母的自动夹紧和自动精确锁紧，减少了人工操作的步骤，还可以提升螺母锁紧的精度。
参考图1-7所示，对电机自动化柔性装配设备1的操作过程和原理进行具体描述。首先，电机10和减速箱20被放置在预紧工位311上。操作第一操作钮701控制第一气缸909的第一活塞杆911横向运动，从而带动减速箱固定件903沿滑轨901横向运动以将减速箱20固定在预紧工位311上。进一步地，通过下拉把手411使电动扳手409靠近减速箱上的螺母201。操作第二操作钮702启动电动扳手409对螺母201进行预紧。完成预紧操作后，松开把手，电动扳手409会在平衡吊装置413的作用下上升并远离预紧工位311。然后，操作第一操作钮701使第一活塞杆911缩回以松开预紧工位上的减速箱20和电机10。然后，将预紧工位上的减速箱20和电机10取下，并翻转180°后放置在锁紧工位313上。然后，操作第三操作钮703使第二活塞杆505下降。第二活塞杆505带动电机压紧件507将电机10压紧在锁紧工位313上。然后操作第四操作钮704控制第三活塞杆611伸出。第三活塞杆611上升通过中间板607带动套筒609向上运动。套筒609的顶端抵靠夹爪615的斜坡面使三瓣式爪型结构617夹紧螺母201。螺母201被夹爪615夹紧后，伺服电机613驱动夹爪615转动，从而锁紧螺母。伺服电机613通过扭矩控制实现螺母201的精确锁紧。如此，可以避免人工操作导致的装配精度低，提高了装配的质量。
电机自动化柔性装配设备1还包括至少一个风扇80。在一个优选的实施例中，风扇80设置在支架301上。在一个优选的实施例中，风扇80设置在顶支架309上。在上述实施例中，更优选地设置两个风扇80，且两个风扇可以被分别开启。在上述实施例中，更优选地将风扇80朝向下方设置。当气温较高时，启动风扇80可以避免操作者中暑，同时可以避免电动扳手和伺服电机的温度过高而烧机。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应当以权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电机自动化柔性装配设备，用于将螺母紧固至电机和减速箱，其特征在于，包括：装置座体、螺母预紧机构、减速箱固定机构、电机压紧机构、螺母锁紧机构和操作机构；其中，所述装置座体包括：支架和台面，所述台面上设置有预紧工位和锁紧工位；
所述减速箱固定机构用于将所述减速箱固定在所述预紧工位上；
所述螺母预紧机构用于将所述螺母预紧至所述减速箱上；
所述电机压紧机构将所述电机压紧在所述锁紧工位上；
所述螺母锁紧机构用于对被预紧的所述螺母进行锁紧；
所述操作机构用于控制所述减速箱固定机构、所述螺母预紧机构、所述电机压紧机构和所述螺母锁紧机构。
2.如权利要求1所述的电机自动化柔性装配设备，其特征在于，所述减速箱固定机构包括固定设置在所述台面上的滑轨和可滑动连接在所述滑轨上的减速箱固定件，所述减速箱固定件包括可滑动连接在所述滑轨上的固定件底座和固定连接在所述固定件底座上的U型叉，所述减速箱固定机构还包括设置在所述台面上第一气缸，所述第一气缸包括可伸缩的第一活塞杆，所述第一活塞杆与所述减速箱固定件固定连接，所述第一气缸的轴线方向朝向所述预紧工位设置。
3.如权利要求2所述的电机自动化柔性装配设备，其特征在于，所述操作机构包括第一操作钮，所述第一操作钮用于控制所述第一活塞杆伸出和缩回。
4.如权利要求1所述的电机自动化柔性装配设备，其特征在于，所述螺母预紧机构包括竖直导杆，所述竖直导杆的底端固定在所述台面上，所述螺母预紧机构还包括可滑动设置在所述竖直导杆上的导向座，所述导向座3可以沿着所述竖直导杆上下滑动，所述螺母预紧机构还包括可滑动设置在所述导向座上的横向导杆，所述横向导杆可以相对所述导向座沿着与所述竖直导杆相垂直的方向横向滑动，所述螺母锁紧机构还包括固定连接在所述横向导杆上的电动扳手座和固定设置在所述电动扳手座上的电动扳手和把手，所述螺母锁紧机构还包括通过绳子吊设在所述竖直导杆的上端的平衡吊装置，所述平衡吊装置包括伸缩绳，所述伸缩绳一端固定连接在所述导向座上，所述伸缩绳偏向于拉动所述导向座朝向远离所述台面的方向运动。
5.如权利要求4所述的电机自动化柔性装配设备，其特征在于，所述第二操作钮用于控制所述电动扳手启动和停止。
6.如权利要求1所述的电机自动化柔性装配设备，其特征在于，所述电机压紧机构包括固定连接在所述台面上的支撑座和设置在所述支撑座上的第二气缸，所述第二气缸包括可伸缩的第二活塞杆，所述电机压紧机构还包括固定连接在所述第二活塞杆上的电机压紧件，所述第二活塞杆可以沿竖直方向上下伸缩，当所述第二活塞杆向下伸出时，带动所述电机压紧件压紧位于所述锁紧工位上的电机，当所述第二活塞杆向上缩回时，带动所述电机压紧件松开位于所述锁紧工位上的电机，所述电机压紧机构还包括固定连接在所述电机压紧件上的导向杆，所述导向杆穿过所述支撑座上的通孔且可以相对所述支撑座竖直滑动，所述导向杆的轴线和所述第二气缸的轴线平行。
7.如权利要求6所述的电机自动化柔性装配设备，其特征在于，所述操作机构包括第三操作钮，所述第三操作钮用于控制所述第二活塞杆伸出或缩回。
8.如权利要求6所述的电机自动化柔性装配设备，其特征在于，所述螺母锁紧机构设置在所述台面的下方，所述螺母锁紧机构包括固定连接在所述台面下方的支撑架和固定设置在所述支撑架上的第三气缸，所述第三气缸包括可沿竖直方向伸缩的所述第三活塞杆，所述第三活塞杆上固定连接有中间板，所述中间板上设置有套筒，所述套筒通过第一轴承可转动地设置在所述中间板上，所述螺母锁紧机构还包括固定设置在所述支撑架上的伺服电机和可以由所述伺服电机驱动旋转的夹爪，所述夹爪在所述套筒的内部，所述夹爪的底端和所述伺服电机连接，所述夹爪的顶端伸出所述套筒的顶端，且呈三瓣式爪型结构，所述台面上设置有通孔，所述夹爪的顶端可以从所述台面的通孔中向上伸出，所述三瓣式爪型结构包括斜坡面，所述三瓣式爪型结构可以彼此靠拢或分离，当所述套筒向上运动时，所述套筒的顶端抵靠所述斜坡面使所述三瓣式爪型结构彼此靠拢用于夹紧所述螺母，当所述套筒向下运动时，所述套筒的顶端松开所述斜坡面使所述三瓣式爪型结构彼此分离以松开所述螺母，所述夹爪通过第二轴承可转动地连接在所述支撑架上。
9.如权利要求6所述的电机自动化柔性装配设备，其特征在于，所述螺母锁紧机构还包括设置在所述支撑架上的限位件，所述限位件设置在所述第三活塞杆的上方，用于限制所述中间板向上运动的距离，所述支撑架包括三层支架，所述三层支架彼此间通过连接柱固定连接在一起。
10.如权利要求6所述的电机自动化柔性装配设备，其特征在于，所述操作机构包括第四操作钮，所述第四操作钮用于控制所述第三活塞杆伸出和缩回并控制所述伺服电机转动和停止。
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