CN109194057A - 一种电机转子磁钢安装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机制造、装配设备领域，具体公开一种电机转子磁钢安装设备，包括机台(1)，所述机台(1)上设有：给料单元(100)，用于磁钢的储料和分料；组装单元(300)，用于将所述磁钢装配至转子(2)；抓取移位单元(200)，用于将所述磁钢从所述给料单元(100)传送至所述组装单元(300)；所述抓取移位单元(200)包括一六向限位的夹爪(210)。本发明实现了磁钢自动装配，提高了效率，节省人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及电机制造、装配设备领域，具体涉及一种电机转子磁钢安装设备。
背景技术
电机的应用极为广泛，而永磁电机因其效率高、结构简单受到广泛关注。永磁电机在生产制造过程中，需要将若干瓦片状的磁钢装配在转子圆柱形外壁上环形排布的凹槽内，由于磁钢存在巨大磁力，而且电机的规格尺寸存在巨大差异，造成转子外壁需装配磁钢的尺寸、数量和排数也不统一，这使得实现转子磁钢自动装配成为难题。传统的人工装配方法，存在诸多弊端，如由于磁钢具有很强的磁性，将磁钢一片片分开较为费力；磁钢装配时需要N极和S极间隔放置，但人容易装错；磁钢在放置过程中，由于相邻磁钢的作用，很难放到位。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种电机转子磁钢安装设备，包括机台，所述机台上设有：给料单元，用于磁钢的储料和分料；组装单元，用于将所述磁钢装配至转子；抓取移位单元，用于将所述磁钢从所述给料单元传送至所述组装单元；所述抓取移位单元包括一六向限位的夹爪。
可选地，所述给料单元包括一支架，所述支架上设有两组给料机构，每组给料机构包括一料斗、一推料气缸和一出料工位，每个所述料斗底部设置一磁极检测装置，所述推料气缸能将所述磁钢推送至所述出料工位。
可选地，所述抓取移位单元包括支撑柱，所述支撑柱上设有X轴移位机构、Y轴移位机构和Z轴移位机构。
可选地，所述夹爪上部设有一夹爪气缸，所述夹爪气缸与所述Y轴移位机构连接，所述夹爪通过一夹爪锁紧装置与所述夹爪气缸可拆卸连接。
可选地，所述夹爪包括第一限位板组、第二限位板组和第三限位板组，所述第一限位板组用于前后限位，所述第二限位板组用于左右限位和上部限位，所述第三限位板组用于下部限位。
可选地，所述夹爪内设有一推杆和连接杆，所述连接杆连接一楔形杆，所述楔形杆下部为斜面，所述第三限位板组能相对于所述楔形杆的斜面滑动。
可选地，所述第一限位板组上部设有浮升机构，所述浮升机构用于实现所述第一限位板组在夹紧状态下能够向上移动。
可选地，所述组装单元包括一基板，所述基板上安装有转子旋转架，所述转子旋转架包括第一固定部和第二固定部，所述第一固定部与所述基板固定连接，且所述第一固定部连接一旋转电机。
可选地，所述基板上设有卡槽导轨，所述第二固定部装配在所述卡槽导轨上。
可选地，所述组装单元包括一磁钢挡板，所述磁钢挡板连接挡板电缸。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：1.本发明实现了磁钢自动装配，提高了效率，节省人力成本；2.本发明设有磁极检测装置，能够有效放错；3.本发明设计的六向限位的夹爪具有很高的实用性，可推广至其他磁性产品的夹取；4.本发明设有整形机构，可保障磁钢放置位置的准确性；5.本发明能适用多种不同型号的转子，且料斗、夹爪和转子旋转架均具有快换功能，使用方便。6.本发明的夹爪设有浮升机构，可使得前后方向的限位板组在夹紧状态下向上移动，方便越过障碍物及放置磁钢。
附图说明
为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明一种电机转子磁钢安装设备的整体结构图；
图2是本发明一种电机转子磁钢安装设备的给料单元结构图；
图3是本发明一种电机转子磁钢安装设备的抓取移位单元结构图；
图4是本发明一种电机转子磁钢安装设备的组装单元结构图；
图5是本发明一种电机转子磁钢安装设备的夹爪示意图；
图6是图5中I部剖视图。
附图标记说明：
1.机台2.转子100.给料单元101.支架102.料斗104.推料气缸106.推料杆108.出料工位110.出料槽112.光电感应器114.料槽锁紧装置200.抓取移位单元201.支撑柱202.X轴电机203.X轴丝杆204.Z轴电机205.Z轴丝杆206.Y轴气缸208.夹爪气缸209.夹爪锁紧装置210.夹爪211.连接块212.固定块213.第一夹指214.第二夹指215.第三夹指216.弹簧凸头217.推杆弹簧218.复位弹簧219.浮升弹簧220.推杆221.楔形杆222.连接杆223.螺栓224.腰型孔300.组装单元301.基板302.第一固定部303.旋转电机304.第二固定部305.第二固定部锁紧装置306.滑轨307.卡槽导轨308.滑动板309.磁钢挡板310.挡板电缸
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
另外，在本发明的实施例中所提到的涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
实施例一
如图1所示，一种电机转子磁钢安装设备，包括一水平的机台1，机台1上安装有给料单元100、抓取移位单元200和组装单元300。给料单元100用于磁钢的供给和分料，本实施例中待装配的磁钢为瓦片状，磁钢带有强磁，需要贴到转子2圆柱形外壁的预设位置，转子2可吸附住磁钢。
抓取移位单元200，用于将磁钢从给料单元100抓取并放置在组装单元300的磁钢安装位置。抓取移位单元200包括一个可以对磁钢上下左右前后六面限位的夹爪210，该夹爪210用于抓取磁钢。
组装单元300，用于将磁钢装配至转子2的外壁上。
如图2所示，给料单元100包括一支架101，支架101固定安装在机台1上，支架101的上部形成一水平台面，水平台面上平行安装两组给料机构，每组给料机构包括一料斗102、一推料气缸104和一出料工位108，推料气缸104能将磁钢推送至所述出料工位108。
每个推料气缸104连接一个推料杆106。每个推料杆106前部设置一个料斗102，料斗102为矩形筒，磁钢逐个叠放在料斗102内，料斗102前部设置一出料工位108。料斗102上部放料，底部出料。
料斗102底部固定安装有出料槽110，出料槽110前后侧，即朝向推料气缸104的一侧和朝向出料工位108的一侧各开有一个通孔，较佳的，该通孔可设置为仿形孔(本实施例中所述的仿形，均为瓦片状磁钢径向截面的形状，该形状包括两条近似平行的弧线，弧线两端各由一段直线连接)，仿形孔的高度只能允许一片磁钢通过，在出料的同时实现分料。出料槽110通过一料槽锁紧装置114固定在支架101上，当需要更换不同规格的磁钢时，只需要解开槽锁紧装置114，即可完成出料槽110和配套料斗102的快速更换，非常方便。
出料槽110的左右两侧各开有一个矩形孔，与矩形孔对应的位置安装有光电感应器112，检测料的有无。出料槽110的底部开孔，对应开孔的下部设有磁极检测装置，磁极检测装置包括一固定的塑料圆柱，塑料圆柱的上部套有一磁性环，磁性环定为N极或S极(当料斗102内为S极磁钢时用S极磁性环，反之用N极磁性环)，利用异极相吸的原理，当料斗102内磁钢放错时，磁环被吸起来，感应器检测到报警提醒。
出料时，推料气缸104驱动推料杆106向前伸出，推料杆106推动出料槽110内的磁钢至出料工位108，完成出料和分料，再由夹爪210将磁钢抓取至组装单元300进行组装，整个过程不需要人工参与，极大的节约了人力成本，自动化程度较高。
实施例二
如图3所示，在上述实施例的基础上，本实施例的不同之处在于，抓取移位单元200包括两根支撑柱201，两根支撑柱201之间安装有控制夹爪210前后移动的X轴移位机构，X轴移位机构包括X轴电机202和X轴丝杆203，X轴丝杆203为前后方向；X轴丝杆203上设有Z轴移位机构，Z轴移位机构控制夹爪210上下运动，Z轴移位机构包括Z轴电机204和Z轴丝杆205，Z轴丝杆205为垂直上下方向；Z轴丝杆205上设有Y轴移位机构，Y轴移位机构控制夹爪210左右方向移动，Y轴移位机构包括一Y轴气缸206。Y轴移位机构上安装有夹爪气缸208，夹爪气缸208控制夹爪210打开或夹紧。
夹爪气缸208下部连接夹爪210，夹爪210与夹爪气缸208之间通过一夹爪锁紧装置209可拆卸连接，当更换不同规格的磁钢时，可快速更换夹爪210。
如图5所示，夹爪210包括连接块211、固定块212、第一限位板组、第二限位板组和第三限位板组。连接块211用于与夹爪气缸208的连接，固定块212与连接块211固定连接。第一限位板组用于前后限位，第二限位板组用于左右限位和上部限位，第三限位板组用于下部限位。
第一限位板组包括两个第一夹指213，两个第一夹指213前后对应。第一夹指213为竖直矩形板，矩形板内侧是与磁钢的接触面，接触面边沿设有倒角，方便抓取磁钢。矩形板中间靠上的部位开有腰型孔224，腰型孔224内设有一螺栓223，螺栓223并未将第一夹指213完全固定，第一夹指213可以沿着腰型孔224相对于螺栓223上下运动。第一夹指213的矩形板上端连接一圆柱体，该圆柱可穿过连接块211的顶面的通孔，圆柱体上套有浮升弹簧219，浮升弹簧219被限位在第一夹指213的矩形板与连接块211的下表面之间。当夹爪210处于夹紧的状态，即夹指213被推下时，因为浮升弹簧219的存在，使得夹指213在碰到障碍物时，可以压缩浮升弹簧219向上移动，保障第一夹指213避开障碍物，这为夹爪210夹取仿形磁钢以及放置仿形磁钢提供了极为有利的条件。
第二限位板组包括四个第二夹指214，第二夹指214包括左/右限位部和上限位部，左/右限位部的内侧面与磁钢接触，内侧面边沿设有倒角。上限位部与左/右限位部一体成型，上限位部凸出于左/右限位部的内侧面形成一个台阶。上限位部的底面与磁钢接触，底面的边沿设有倒角，且底面为一段弧形面，适应磁钢的仿形表面，使得抓取更稳固。四个第二夹指214呈矩形分布，能够对磁钢的左右两侧及上面实现均衡限位。抓取时，第二夹指214下移，第二夹指214的左/右限位部和上限位部能够自然扣合在磁钢的左右两侧和上部。
如图6所示，第三限位板组包括左右对称的两个第三夹指215，第三夹指215底部设有朝向夹爪210内部的钩形结构，在夹爪210夹紧状态下，该钩形结构可以拖住磁钢的底部，实现下部限位。
连接块211中部设有一通孔，通孔内设有一推杆220。推杆220顶部连接夹爪气缸208的活塞杆，推杆220两侧卡接连接杆222，推杆220底部套有推杆弹簧217，推杆弹簧217处于连接杆222下面。连接杆222固定连接楔形杆221，楔形杆221下部呈向外倾斜的斜面，第三夹指215与楔形杆221可相对滑动连接。第三夹指215上有朝向夹爪内部的弹簧凸头216，弹簧凸头216为圆柱形，且与第三夹指215固定连接，弹簧凸头216上套有复位弹簧218。
当夹爪210夹紧时，夹爪气缸208的活塞杆在推杆220顶部施加向下的压力，推杆220下移推动连接杆222下移，此时推杆弹簧217被压缩。当连接杆222下移时，楔形杆221也向下移动，挤压第三夹指215向中间靠拢，实现夹紧。
当夹爪气缸208施加给推杆220的力消失时，在推杆弹簧217的作用下，楔形杆221上移，在复位弹簧218的作用下，两个第三夹指215向外侧扩张呈松开状态。
本实施例中采用六面限位的夹爪210，实现了对具有强磁磁钢的高效限位夹取，避免磁钢在转移过程中受设备上铁质或磁性部件的影响而出现乱位。利用一个气缸实现六面限位不仅节约资源，同时因为应用了弹簧，使得夹取较为柔性。
另外，本实施例中夹爪210采用防磁铜合金材料，避免磁钢和夹爪210的黏连，能够较为轻松的实现磁钢的放下。
实施例三
如图4所示，在上述实施例的基础上，本实施例的不同之处在于，组装单元300包括一固定安装在机台1上的基板301，基板301上安装转子旋转架，转子旋转架用于固定并旋转待装配磁钢的转子2。转子旋转架包括第一固定部302和第二固定部304。第一固定部302固定安装在基板301上，第一固定部302固定转子2待装配磁钢的一端，第一固定部302上连接一旋转电机303，旋转电机303通过同步带带动第一固定部302固定转子2的部件转动，从而带动转子2转动。第二固定部304上设有一可转动的锥形体，锥形体用于架住转子2的另一端，保障转子2平稳转动。第二固定部304通过第二固定部锁紧装置305固定安装在一个滑动板308上。
基板301上还安装有滑轨306，平行于滑轨306设置一个卡槽导轨307，上述的滑动板308就安装在卡槽导轨307和滑轨306上，当需要装配的转子2规格不同时，可调整第二固定部304与第一固定部302之间的距离。
实施例四
在上述实施例的基础上，本实施例的不同之处在于，组装单元300还包括整形机构，整形机构包括磁钢挡板309和挡板电缸310，挡板电缸310驱动磁钢挡板309前后移动，当夹爪210将磁钢放到转子2外壁的仿形槽内后，由于相邻磁钢之间的相互作用，刚刚放置的磁钢可能会向前伸出，造成安装不到位，此时，磁钢挡板309向后伸出，将磁钢推回仿形槽底。
为便于理解本实施例和上述实施例，下面将磁钢安装过程做简单的阐述：首先将叠放的磁钢放入料斗102，因为转子2外壁上的磁钢需要N极和S极交替贴，故料斗102一般采用偶数个，每个料斗102固定放置S极磁钢或N极磁钢。
装配时，首先由推料气缸104将单片磁钢从料斗102底部推出到出料工位108，然后X轴移位机构、Y轴移位机构和Z轴移位机构协调工作，将夹爪210送至出料工位108上方，夹爪气缸208控制夹爪210抓取磁钢，再经X轴移位机构、Y轴移位机构和Z轴移位机构将夹爪210送至组装单元300贴磁钢的工位，夹爪210将磁钢放在转子2外壁的磁钢安装槽内。
之后，磁钢挡板309将磁钢推到磁钢安装槽底部。一片磁钢贴好后，转子旋转架带动转子2转动，设备开始贴转子2外壁上的下一个磁钢。需要说明的是，本实施例中，待贴磁钢的磁钢安装槽均需要旋转至上面才可进行贴磁钢的作业。
另外，因为转子2的规格不同，有的转子2只需要贴一圈磁钢，有的需要贴多圈，本发明均可以通过修改软件程序实现。
故以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电机转子磁钢安装设备，其特征在于，包括机台(1)，所述机台(1)上设有：
给料单元(100)，用于磁钢的储料和分料；
组装单元(300)，用于将所述磁钢装配至转子(2)；
抓取移位单元(200)，用于将所述磁钢从所述给料单元(100)送至所述组装单元(300)；
所述抓取移位单元(200)包括一六向限位的夹爪(210)。
2.如权利要求1所述的电机转子磁钢安装设备，其特征在于，所述给料单元(100)包括一支架(101)，所述支架(101)上设有两组给料机构，每组给料机构包括一料斗(102)、一推料气缸(104)和一出料工位(108)，每个所述料斗(102)底部设置一磁极检测装置，所述推料气缸(104)能将所述磁钢推送至所述出料工位(108)。
3.如权利要求1所述的电机转子磁钢安装设备，其特征在于，所述抓取移位单元(200)包括支撑柱(201)，所述支撑柱(201)上设有X轴移位机构、Y轴移位机构和Z轴移位机构。
4.如权利要求3所述的电机转子磁钢安装设备，其特征在于，所述夹爪(210)上部设有一夹爪气缸(208)，所述夹爪气缸(208)与所述Y轴移位机构连接，所述夹爪(210)通过一夹爪锁紧装置(209)与所述夹爪气缸(208)可拆卸连接。
5.如权利要求4所述的电机转子磁钢安装设备，其特征在于，所述夹爪(210)包括第一限位板组、第二限位板组和第三限位板组，所述第一限位板组用于前后限位，所述第二限位板组用于左右限位和上部限位，所述第三限位板组用于下部限位。
6.如权利要求5所述的电机转子磁钢安装设备，其特征在于，所述夹爪(210)内设有推杆(220)和连接杆(222)，所述连接杆(222)连接一楔形杆(221)，所述楔形杆(221)下部为斜面，所述第三限位板组能相对于所述楔形杆(221)的斜面滑动。
7.如权利要求5或6所述的电机转子磁钢安装设备，其特征在于，所述第一限位板组上部设有浮升机构，所述浮升机构用于实现所述第一限位板组在夹紧状态下能够向上移动。
8.如权利要求1所述的电机转子磁钢安装设备，其特征在于，所述组装单元(300)包括一基板(301)，所述基板(301)上安装有转子旋转架，所述转子旋转架包括第一固定部(302)和第二固定部(304)，所述第一固定部(302)与所述基板(301)固定连接，且所述第一固定部(302)连接一旋转电机(303)。
9.如权利要求8所述的电机转子磁钢安装设备，其特征在于，所述基板(301)上设有卡槽导轨(307)，所述第二固定部(304)装配在所述卡槽导轨(307)上。
10.如权利要求8-9任一所述的电机转子磁钢安装设备，其特征在于，所述组装单元(300)包括一磁钢挡板(309)，所述磁钢挡板(309)连接挡板电缸(310)。
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