CN108390523A - 一种电机定子转子自动装配机及自动装配方法 - Google Patents

Abstract

一种电机定子转子自动装配机及自动装配方法，自动装配机包括工作台、定子中心检测装置、定子调整装置、转子检测装置和转子调整装置；定子套在定子中心检测装置上进行定子轴心位置检测，定子调整装置上设有定子，且定子调整装置能对定子进行移动和转动；转子检测装置设在转子的两端，对转子两端的轴心位置进行检测，转子调整装置对转子一端或两端的位置进行移动。本发明能确保定子和转子的同轴装配，防止定子和转子相互摩擦，减少产品与人工的安全隐患。

Description

一种电机定子转子自动装配机及自动装配方法

技术领域

本发明涉及一种自动装配装置及自动装置方法，具体涉及一种电机的自动装配装置及自动装置方法。

背景技术

电机主要由定子和转子两部分组成，转子安装在定子内，通过转子旋转做功。由于转子是在定子中高速旋转，所以电机定子与转子的安装十分关键，在安装时需保证定子与转子的同轴度，以确保定子、转子的周边间隙相同，在安装过程中还要防止定子和转子发生碰撞，导致定子或转子损坏。目前，对于小型电机的定子和转子安装多采用人工进行安装，随着自动化程度的提高，也有采用自动压装的机械来进行安装，主要是采用悬臂式机械手来实现。

目前电机定子、转子套装有的是人工作业，较大型电机定转子合装需借助专用U型工装，3人以上配合，合装操作要求高，效率低，精度难以保证，且合装过程中定子与转子容易发生磕碰，破坏绝缘层，造成不可挽回的损失。而有的大中型电机生产厂家的装配方式则主要是采用手动的倾斜形式的U型工装，其主要包括位于上部的横梁，在横梁上间距地形成有若干个吊装孔，横梁的一个端部与一立式支架固定连接，在立式支架的下端部设置有与横梁大致平行的中空的套筒机构，套筒机构的内部设置有保护套，通过将套筒套入轴一端，根据转子的不同重量和大小选择将挂钩勾入横梁上方的吊装孔，调平转子后，起吊转子，使转子装入定子中，完成定子、转子套装。

可是现有的压装机对于中大型电机的定子和转子来说，通过手动控制转子的平衡，由于定、转子气隙较小，套装时对操作者操作要求较高，并且套装转子过程中，操作者无法观察定转子情况，容易造成定、转子相擦，存在一定的质量隐患。且由于手动套装，不仅工作效率低，对工作者还存在着一定的安全隐患。且由于大中型电机定子和转子体积较大，质量也大，故不适合用小型结构的压装机来进行安装，同时由于大中型电机体积和质量大，也不适合采用人工来进行组合安装，因此很有必要对此加以改进。

通过国内检索发现以下专利与本发明有相似之处：

申请号为201620294234.6，名称为“一种中型电机定子转子装配总装底座”的实用新型公开了一种中型电机定子转子装配总装底座，包括一个可移动的定子移动平台，在定子移动平台上设有对中移动平台，通过对中移动平台调整定子与转子前后对中的位置；在对中移动平台上安装有升降垂直面旋转台，由升降垂直面旋转台调整定子与转子上下之间的位置，以及定子前后的倾斜角度；在升降垂直面旋转台上又安装有带驱动水平旋转台，通过带驱动水平旋转台调整定子与转子在水平面内轴线的偏转角度；由定子移动平台、对中移动平台、升降垂直面旋转台和带驱动水平旋转台组合形成一个四层平台的定子位置装配调整机构，以使得定子与转子在合装时位于同一轴心线上。

申请号为201310087504.7，名称为“电机自动装配线”的发明涉及一种电机自动装配线，包括载着载具的输送机构，输送机构的首端至末端依次设有将螺母放置到载具上的放螺母机构，将电机下盖放到载具上的放下盖机构，将垫圈放置到电机下盖中的放垫圈机构，将电机定子放置到电机下盖上的放定子平台，将电机转子放置在电机定子中的放转子机构，将电机上盖放置在电机定子上对电机转子形成遮盖的放上盖机构，将螺杆装配于电机上盖连接孔、电机定子连接孔、电机下盖连接孔并与螺母配合的放螺杆机构，及对螺杆进行锁紧使螺杆旋进螺母中的锁螺丝机构；本发明能够依次抓取电机部件完成电机的装配，无需花费大量的人工劳动力，缩减了工作人员及大大减轻了工作人员的工作强度；且此发明的体积小，占用面积少。

虽然上述专利也是用于电机装配的装置，尤其是申请号为201620294234.6的专利与本发明是同一申请人，且本发明中提到的定子调整平台就是此实用新型中提到的定子转子装配总装底座，但此实用新型不能单独解决定子和转子的自动同轴装配问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何确保定子和转子的同轴装配，防止定子和转子相互摩擦，减少产品与人工的安全隐患。

针以上述问题，本发明提出的技术方案是：

一种电机定子转子自动装配机，自动装配机包括工作台、定子中心检测装置、定子调整装置、转子检测装置和转子调整装置；定子套在定子中心检测装置上进行定子轴心位置检测，定子调整装置上设有定子，且定子调整装置能对定子进行移动和转动；转子检测装置设在转子的两端，对转子两端的轴心位置进行检测，转子调整装置对转子一端或两端的位置进行移动。

进一步地，定子调整装置包括定子转运平台和定子调整平台；定子转运平台和定子调整平台都设在工作台上，定子转运平台上还设有托盘，定子设在托盘上，所述托盘能带着定子一起从定子转运平台移到定子调整平台上，并将托盘与定子调整平台锁紧。

进一步地，转子调整装置包括转子固定臂和转子调整臂，转子的一端与转子固定臂连接，转子的另一端与转子调整臂连接，通过转子调整臂移动转子的一端，使转子的轴心线与定子的轴心线在同一条直线上。

进一步地，转子固定臂包括悬臂支座、悬臂梁和定子中心检测装置，悬臂梁的一端固定在悬臂支座上，悬臂梁的另一端与转子的一端连接，定子中心检测装置设在悬臂梁上；转子调整臂包括移动机座和轴端升降机构；移动机座设在工作台上，能在工作台上进行横向和纵向的移动；轴端升降机构设在移动机座上，且能相对于移动机座进行垂向移动，转子的一端与轴端升降机构连接。

进一步地，定子中心检测装置是设在转子固定臂的悬臂梁上，定子中心检测装置上设有距离传感器，定子中心检测装置分为两组，每组有四个距离传感器分别设在悬臂梁的四个面上。

进一步地，转子检测装置包括轴端双轴检测装置和龙门检测装置，轴端双轴检测装置和龙门检测装置都设在工作台上且分别设在转子的两端，轴端双轴检测装置和龙门检测装置上都设有距离传感器。

进一步地，监控装置包括电控箱、触摸操作屏和监控摄像装置，监控摄像装置设在工作台上，且监控摄像装置与电控箱连接；监控装置中的电控箱与触摸操作屏连接，且定子调整装置和转子调整装置都与电控箱连接。

一种电机定子转子自动装配方法，自动装配机通过定子检测装置对定子的位置和角度进行检测，并根据检测到的信息用定子调整装置对定子进行移动和转动；通过转子检测装置对转子两端的轴心位置进行检测，并通过转子调整装置对转子的位置进行调整，使定子和转子同轴。

进一步地，定子中心检测装置是设在转子固定臂上；定子调整装置包括定子转运平台和定子调整平台，根据定子中心检测装置测得的定子轴心位置信息，让定子转运平台使定子进行移动，通过定子调整平台对定子进行移动和转动，使定子与转子固定臂同轴；转子检测装置包括轴端双轴检测装置和龙门检测装置，轴端双轴检测装置和龙门检测装置分别设在转子的两端；监控装置包括触摸操作屏和监控摄像装置；转子调整装置包括转子固定臂和转子调整臂，将转子的两端分别连接在转子固定臂和转子调整臂上，根据转子检测装置测得的数据和监控装置的监控摄像装置中获得的图像信息，通过转子调整臂来调节转子的轴心位置，使转子与定子同轴。

进一步地，包括以下步骤：

A．定子调整装置将定子移动到转子固定臂处，用转子固定臂上的定子中心检测装置检测定子的轴心位置；

B．用定子调整平台调节定子的位置和角度，使定子的中心轴线与固定臂的中心轴线在同一条直线上；

C．将转子的一端放在转子固定臂上，将转子的另一端放在转子调整臂上，并通过轴端双轴检测装置和龙门检测装置分别检测转子两端的轴心位置；

D．根据步骤C中的双轴检测装置和龙门检测装置检测到的转子两端的轴心位置，根据检测到的转子的轴心位置，转子调整臂会自动对转子的一端的位置进行调节；

E．根据监控装置的监控摄像装置中获得的图像信息，并通过定子转运平台将定子移动到转子位置处，对定子和转子进行合装。

本发明的优点是：

1.本发明通过在转子固定臂上设定子中心检测装置，根据定子中心检测装置测得的定子轴心位置信息，调整定子的位置和角度使定子与转子固定臂同轴；再根据转子检测装置测得的转子两端的轴心位置，调整转子两端的轴心位置使转子与定子同轴，最后将定子移动到转子位置处，对定子和转子进行合装，能确保定子和转子的同轴装配，防止定子和转子相互摩擦，减少产品与人工的安全隐患。

2.为了便于观察电机定转子套装的整个过程，在移动臂支架上设有摄像头，在固定悬臂端设有探灯，能使整个定子和转子的装配过程都能清楚被操作者看到，能减少操作的失误。

附图说明

图1为实施例一的立体结构示意图；

图2为实施例一的俯视方向结构示意图；

图3为转子固定臂的立体结构示意图；

图中：11工作台、111护栏、12定子转运平台、13定子调整平台、2定子、3转子、4转子固定臂、41悬臂支座、42悬臂梁、43定子中心检测装置、51移动机座、52轴端升降机构、53轴端双轴检测装置、61电控箱、62触摸操作屏、63龙门检测装置。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做一步的描述：

实施例一

如图1和图2所示，自动装配机包括工作台11、定子中心检测装置43、定子2调整装置、转子3检测装置、转子3调整装置和监控装置。其中，定子2调整装置包括定子转运平台12和定子调整平台13；转子3调整装置包括转子固定臂4和转子调整臂；定子中心检测装置43是设在转子固定臂4的悬臂梁42上，转子3检测装置包括轴端双轴检测装置53和龙门检测装置63；监控装置包括电控箱61、触摸操作屏62和监控摄像装置。为确保工作人员的安全，在工作台11上还设有护栏111。

定子转运平台12设在工作台11上，工作台11上设有导轨、齿条、丝杆中的至少一种，工作台11上还设有伺服电机。定子转运平台12则设有与导轨、齿条、丝杆相对应的滑轮、齿轮、螺母，定子转运平台12上还设有距离传感器。定子转运平台12和定子调整平台13都设在工作台11上，定子转运平台12上还设有托盘，定子2设在托盘上，电机能驱动托盘带着定子2一起从定子转运平台12移到定子调整平台13上，并将托盘与定子调整平台13锁紧。

定子调整平台13设在定子转运平台12上，定子调整平台13能在定子转运平台12上移动。定子2设在定子调整平台13上，定子调整平台13能对定子2进行精确的移动和精确的转动。定子2要向哪个方向移动或转动，则是根据定子中心检测装置43检测到的定子2的位置来决定的。

如图1和图3所示，定子中心检测装置43是设在转子3调整装置的转子固定臂4的悬臂梁42上。其中，转子固定臂4包括悬臂支座41、悬臂梁42和定子中心检测装置43。悬臂梁42的一端固定在悬臂支座41上，悬臂梁42的另一端与转子3的一端连接，定子中心检测装置43设在悬臂梁42上。本实施例中，定子中心检测装置43上设有距离传感器，定子中心检测装置43在定子2轴向方向上分为两组，每组有四个距离传感器分别设在悬臂梁42的四个面上。

定子中心检测装置43与触摸操作屏62连接，定子中心检测装置43上的八个距离传感器检测到的每个距离传感器与定子2内壁的距离信息会显示在触摸操作屏62上。而显示在触摸操作屏62是依次与电控箱61、定子调整平台13连接。操作员在显示在触摸操作屏62上输入指令，使定子调整平台13带动定子2进行精确的移动和转动，直到八个距离传感器与定子2内壁的距离都相等为止，此时定子2与转子固定臂4的悬臂梁42同轴。

如图1至图3所示，定子2与转子固定臂4同轴后，将转子3吊运过来，并使转子3的一端与转子固定臂4连接，转子3的另一端与转子调整臂连接。转子3检测装置的轴端双轴检测装置53和龙门检测装置63分别设在转子3的两端位置处，且轴端双轴检测装置53和龙门检测装置63上都设有距离传感器，能分别对转子3的两端的轴心位置进行检测。轴端双轴检测装置53和龙门检测装置63还都与触摸操作屏62连接，转子3两端的轴心位置的信息能显示在触摸操作屏62中。

一般情况下，由于转子3一端是与转子固定臂4的悬臂梁42的悬空的那一端连接，而悬臂梁42的位置是固定不动的。因此，转子3一端与转子固定臂4连接后，转子3这一端的轴心一般会在转子固定臂4的悬臂梁42的轴心线上。此时，只需用转子调整臂来调节转子3另一端的轴心位置，使转子3另一端的轴心位置也在悬臂梁42的轴心线上，就能让转子3和定子2同轴了。

转子调整臂包括移动机座51和轴端升降机构52，移动机座51设在工作台11上，能在工作台11上进行横向和纵向的移动。轴端升降机构52设在移动机座51上，且能相对于移动机座51进行垂向移动，转子3的另一端与轴端升降机构52连接。转子调整臂的移动机座51和轴端升降机构52对转子3的另一端进行精确的移动，直到转子3的另一端也在悬臂梁42的轴心线上为止。此时，转子3的两端都在悬臂梁42的轴心线上。由于此时，定子2与悬臂梁42同轴，即：转子3的轴心线与定子2的轴心线在同一条直线上。所以，此时，转子3和定子2同轴。

这时，转子3和定子2同轴虽然同轴，但在轴向位置上，定子2是在悬臂梁42的定子中心检测装置43位置处，而转子3则在转子固定臂4和转子调整臂之间的位置。也就是说，转子3和定子2在横向方向上还有一定的距离。现在可根据监控装置的监控摄像装置中获得的图像信息，并通过定子转运平台12将定子2移动到转子3位置处，对定子2和转子3进行合装，完成自动装配机中的定子2和转子3的自动装配。

电机定子2转子3自动装配机的自动装配步骤如下：

A．定子2调整装置将定子2移动到转子固定臂4处，用转子固定臂4上的定子中心检测装置43检测定子2的轴心位置；

B．用定子调整平台13调节定子2的位置和角度，使定子2的中心轴线与固定臂的中心轴线在同一条直线上；

C．将转子3的一端放在转子固定臂4上，将转子3的另一端放在转子调整臂上，并通过轴端双轴检测装置53和龙门检测装置63分别检测转子3两端的轴心位置；

D．根据步骤C中的双轴检测装置和龙门检测装置63检测到的转子3两端的轴心位置，根据检测到的转子3的轴心位置，转子调整臂会自动对转子3的一端的位置进行调节；

E．根据监控装置的监控摄像装置中获得的图像信息，并通过定子转运平台12将定子2移动到转子3位置处，对定子2和转子3进行合装。

很显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机定子转子自动装配机，其特征在于，自动装配机包括工作台（11）、定子中心检测装置（43）、定子（2）调整装置、转子（3）检测装置和转子（3）调整装置；定子（2）套在定子中心检测装置（43）上进行定子（2）轴心位置检测，定子（2）调整装置上设有定子（2），且定子（2）调整装置能对定子（2）进行移动和转动；转子（3）检测装置设在转子（3）的两端，对转子（3）两端的轴心位置进行检测，转子（3）调整装置对转子（3）一端或两端的位置进行移动。

2.根据权利要求1所述的一种电机定子转子自动装配机，其特征在于，定子（2）调整装置包括定子转运平台（12）和定子调整平台（13）；定子转运平台（12）和定子调整平台（13）都设在工作台（11）上，定子转运平台（12）上还设有托盘，定子（2）设在托盘上，所述托盘能带着定子（2）一起从定子转运平台（12）移到定子调整平台（13）上，并将托盘与定子调整平台（13）锁紧。

3.根据权利要求1所述的一种电机定子转子自动装配机，其特征在于，转子（3）调整装置包括转子固定臂（4）和转子调整臂，转子（3）的一端与转子固定臂（4）连接，转子（3）的另一端与转子调整臂连接，通过转子调整臂移动转子（3）的一端，使转子（3）的轴心线与定子（2）的轴心线在同一条直线上。

4.根据权利要求3所述的一种电机定子转子自动装配机，其特征在于，转子固定臂（4）包括悬臂支座（41）、悬臂梁（42）和定子中心检测装置（43），悬臂梁（42）的一端固定在悬臂支座（41）上，悬臂梁（42）的另一端与转子（3）的一端连接，定子中心检测装置（43）设在悬臂梁（42）上；转子调整臂包括移动机座（51）和轴端升降机构（52）；移动机座（51）设在工作台（11）上，能在工作台（11）上进行横向和纵向的移动；轴端升降机构（52）设在移动机座（51）上，且能相对于移动机座（51）进行垂向移动，转子（3）的一端与轴端升降机构（52）连接。

5.根据权利要求4所述的一种电机定子转子自动装配机，其特征在于，定子中心检测装置（43）是设在转子固定臂（4）的悬臂梁（42）上，定子中心检测装置（43）上设有距离传感器，定子中心检测装置（43）分为两组，每组有四个距离传感器分别设在悬臂梁（42）的四个面上。

6.根据权利要求1或3所述的一种电机定子转子自动装配机，其特征在于，转子（3）检测装置包括轴端双轴检测装置（53）和龙门检测装置（63），轴端双轴检测装置（53）和龙门检测装置（63）都设在工作台（11）上且分别设在转子（3）的两端，轴端双轴检测装置（53）和龙门检测装置（63）上都设有距离传感器。

7.根据权利要求1所述的一种电机定子转子自动装配机，其特征在于，监控装置包括电控箱（61）、触摸操作屏（62）和监控摄像装置，监控摄像装置设在工作台（11）上，且监控摄像装置与电控箱（61）连接；监控装置中的电控箱（61）与触摸操作屏（62）连接，且定子（2）调整装置和转子（3）调整装置都与电控箱（61）连接。

8.一种电机定子转子自动装配方法，其特征在于，自动装配机通过定子（2）检测装置对定子（2）的位置和角度进行检测，并根据检测到的信息用定子（2）调整装置对定子（2）进行移动和转动；通过转子（3）检测装置对转子（3）两端的轴心位置进行检测，并通过转子（3）调整装置对转子（3）的位置进行调整，使定子（2）和转子（3）同轴。

9.根据权利要求8所述的一种电机定子转子自动装配方法，其特征在于，定子中心检测装置（43）是设在转子固定臂（4）上；定子（2）调整装置包括定子转运平台（12）和定子调整平台（13），根据定子中心检测装置（43）测得的定子（2）轴心位置信息，让定子转运平台（12）使定子（2）进行移动，并通过定子调整平台（13）对定子（2）进行移动和转动，使定子（2）与转子固定臂（4）同轴；转子（3）检测装置包括轴端双轴检测装置（53）和龙门检测装置（63），轴端双轴检测装置（53）和龙门检测装置（63）分别设在转子（3）的两端；监控装置包括触摸操作屏（62）和监控摄像装置；转子（3）调整装置包括转子固定臂（4）和转子调整臂，将转子（3）的两端分别连接在转子固定臂（4）和转子调整臂上，根据转子（3）检测装置测得的数据和监控装置的监控摄像装置中获得的图像信息，通过转子调整臂来调节转子（3）的轴心位置，使转子（3）与定子（2）同轴。

10.根据权利要求9所述的一种电机定子转子自动装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

A．定子（2）调整装置将定子（2）移动到转子固定臂（4）处，用转子固定臂（4）上的定子中心检测装置（43）检测定子（2）的轴心位置；

B．用定子调整平台（13）调节定子（2）的位置和角度，使定子（2）的中心轴线与固定臂的中心轴线在同一条直线上；

C．将转子（3）的一端放在转子固定臂（4）上，将转子（3）的另一端放在转子调整臂上，并通过轴端双轴检测装置（53）和龙门检测装置（63）分别检测转子（3）两端的轴心位置；

D．根据步骤C中的双轴检测装置和龙门检测装置（63）检测到的转子（3）两端的轴心位置，根据检测到的转子（3）的轴心位置，转子调整臂会自动对转子（3）的一端的位置进行调节；

E．根据监控装置的监控摄像装置中获得的图像信息，并通过定子转运平台（12）将定子（2）移动到转子（3）位置处，对定子（2）和转子（3）进行合装。