CN109194062A - 一种盘式电机定子嵌线机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盘式电机定子嵌线机，包括架体、回转机构、模柱提压机构、定子固定机构、模具机构、绕线机构和载线机构；所述回转机构、定子固定机构、绕线机构和载线机构均安装在架体上；所述模柱提压机构和模具机构均安装在回转机构上。所述回转机构用于将绕完线圈之后的模具机构转动至定子固定机构的正上方；所述模柱提压机构用于控制模具机构中的承载线圈的部件做上下移动；所述定子固定机构用于固定定子；所述绕线机构用于将线筒上的线缠绕在模具机构上；所述模具机构用于完成绕线过程、绕线过程中绝缘纸的放置及嵌线过程；所述载线机构用于实现线筒的转换和将缠绕在模具机构的承载线圈的部件下端的线圈推至上端。

Description

一种盘式电机定子嵌线机
技术领域
本发明属于电机生产设备领域，具体是一种盘式电机定子嵌线机。
背景技术
盘式电机与普通电机相比，具有体积小，重量轻、结构紧凑、效率高等特点。盘式电机的定子在端面开槽用于嵌线，现有的自动嵌线设备多用于普通电机定子的嵌线，无法对盘式电机的定子进行嵌线。
申请号为200720098933.4的文献公开了一种嵌线机，其嵌线过程单一，每次嵌线数量为顶杆数量，嵌线一次完成后，需要重新安装线圈，不能实现循环嵌线，效率低。其绕线和嵌线为两台机器分别工作，使其绕制好的线圈的搬运时，浪费时间。最后其并没有涉及定子槽内绝缘纸和线圈相间绝缘纸的放置问题。申请号为201610179333.4的文献公开了一种嵌线机，其可以达到一次性嵌线的目的。但其绕线和嵌线为两台机器分别工作，使其绕制好的线圈的搬运时，浪费时间。而且没有涉及定子槽内绝缘纸和线圈相间绝缘纸的放置问题。总体结构比较复杂。
基于现有技术中的缺陷，提供一种能够将绕线和嵌线两个过程一体化，且同时解决定子槽内绝缘纸和线圈相间绝缘纸的放置问题的盘式电机定子嵌线机成为亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种盘式电机定子嵌线机。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种盘式电机定子嵌线机，其特征在于该嵌线机包括架体、回转机构、模柱提压机构、定子固定机构、模具机构、绕线机构和载线机构；所述回转机构、定子固定机构、绕线机构和载线机构均安装在架体上；所述模柱提压机构和模具机构均安装在回转机构上；
所述回转机构用于将绕完线圈之后的模具机构转动至定子固定机构的正上方；所述模柱提压机构用于控制模具机构中的承载线圈的部件做上下移动；所述定子固定机构用于固定定子；所述绕线机构用于将线筒上的线缠绕在模具机构上；所述模具机构用于完成绕线过程、绕线过程中绝缘纸的放置及嵌线过程；所述载线机构用于实现线筒的转换和将缠绕在模具机构的承载线圈的部件下端的线圈推至上端。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
1.将绕线过程和嵌线过程整合到一台机器中，实现了一体化及自动化，结构简单。该嵌线机在绕线完成后，通过各个机构的配合，能够快速的将绕制好的线圈(线圈绕制过程中绝缘纸也相应的放置在正确的位置)一次性嵌入定子槽内，提高了生产效率。
2.避免了线圈在搬运过程中对线圈的损坏和时间的浪费。
3.在模具机构的绕线过程中解决了定子槽内绝缘纸和线圈相间绝缘纸的放置问题，提高了生产效率，减小了工作强度。
4.实现了嵌线过程的机械化，用机械代替人工进行嵌线，大大的提高了生产效率，同时减轻了工人的工作强度。
附图说明
图1是本发明盘式电机定子嵌线机一种实施例的整体结构轴测示意图；
图2是本发明盘式电机定子嵌线机一种实施例的整体结构主视示意图；
图3是本发明盘式电机定子嵌线机一种实施例的整体结构左视示意图；
图4是本发明盘式电机定子嵌线机一种实施例的架体示意图；
图5是本发明盘式电机定子嵌线机一种实施例的回转机构主视示意图；
图6是本发明盘式电机定子嵌线机一种实施例的定子固定机构示意图；
图7是本发明盘式电机定子嵌线机一种实施例的模具机构主视示意图；
图8是本发明盘式电机定子嵌线机一种实施例的绕线机构主视示意图；
图9是本发明盘式电机定子嵌线机一种实施例的载线机构主视示意图；
(图中：1、架体；2、回转机构；3、模柱提压机构；4、定子固定机构；5、模具机构；6、绕线机构；7、载线机构；1.1、上层板；1.2、中层板；1.3、下层板；2.1、第一伺服电机；2.2、电机固定法兰；2.3、第一联轴器；2.4、转筒；2.5、固定外筒；2.6、转盘；2.7、第一轴承座；4.1、定子底座；4.2、定子固定柱；5.1、模具柱；5.2、支撑体；5.3、弹簧垫；5.4、弹簧柱；5.5、限位环；5.6、中心套；5.7、导风圈；5.8、轴承盒；5.9、大齿轮；5.10、小齿轮；5.11、电机承板；5.12、轴；5.13、第二联轴器；5.14、电机座；5.15、第二伺服电机；5.16、第三伺服电机；5.17、导向板；5.18、小弹簧；6.1、轴承座外圈板；6.2、第四伺服电机；6.3齿轮转轴；6.4、第二轴承座；6.5、轴承座内圈板；6.6、轴肩套筒；6.7、针头；6.8、绕线轴；6.9、轴承转轴；6.10、弹簧；6.11、提手；6.12、大齿轮；6.13、第一小齿轮；6.14、第二小齿轮；7.1、第五伺服电机；7.2、第一同步带轮；7.3、转盘底法兰；7.4、线筒圆座；7.5、推力轴；7.6、气缸；7.7、同步带轮转轴；7.8、第二同步带轮)
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种盘式电机定子嵌线机(简称嵌线机，参见图1-9)，其特征在于该嵌线机包括架体1、回转机构2、模柱提压机构3、定子固定机构4、模具机构5、绕线机构6和载线机构7；所述回转机构2、定子固定机构4、绕线机构6和载线机构7均安装在架体1上；所述模柱提压机构3和模具机构5均安装在回转机构2上；
所述架体1用于保证各个机构的安装位置，架体1包括上层板1.1、中层板1.2和下层板1.3；所述上层板1.1和中层板1.2后侧安装有回转机构2，中层板1.2前侧安装有定子固定机构4，中层板1.2的左侧安装有绕线机构6，下层板1.3上安装有载线机构7；
所述回转机构2用于将绕完线圈之后的模具机构5转动至定子固定机构4(定子)的正上方；所述模柱提压机构3用于控制模具机构5中的承载线圈的部件做上下移动；所述定子固定机构4用于固定定子；所述绕线机构6用于将线筒上的线缠绕在模具机构5上；所述模具机构5用于完成绕线过程、绕线过程中绝缘纸的放置及嵌线过程；所述载线机构7用于实现线筒的转换和将缠绕在模具机构5的承载线圈的部件下端的线圈推至上端；
所述回转机构2包括第一伺服电机2.1、电机固定法兰2.2、第一联轴器2.3、转筒2.4、固定外筒2.5、转盘2.6和第一轴承座2.7；所述电机固定法兰2.2通过螺钉安装在架体1的上层板1.1上；所述第一伺服电机2.1安装在电机固定法兰2.2上，其输出端通过第一联轴器2.3与转筒2.4的一端连接，将电机的动力传递给转筒2.4，从而带动转筒2.4转动；所述固定外筒2.5固定在架体1的上层板1.1上，并通过轴承与转筒2.4配合，主要用于转筒2.4的轴向和径向的固定；转筒2.4的另一端通过轴承与第一轴承座2.7配合，第一轴承座2.7固定在架体1的中层板1.2后侧，用于轴向固定转筒2.4；所述转盘2.6安装在转筒2.4的轴肩上，用于安装模具机构5和模柱提压机构3，并将动力传递给模具机构5和模柱提压机构3，从而带动模具机构5和模柱提压机构3转动；
优选地，所述转筒2.4选用空心轴，防止重量过大；
优选地，所述定子固定机构4包括定子底座4.1和定子固定柱4.2；所述定子底座4.1安装在架体1的中层板1.2前侧，其上面安装有定子固定柱4.2，固定时定子固定柱4.2插入到定子背面的螺纹孔内，从而起到固定定子的作用；
所述模具机构5包括模具柱5.1、支撑体5.2、弹簧垫5.3、弹簧柱5.4、限位环5.5、中心套5.6、导风圈5.7、轴承盒5.8、大齿轮5.9、小齿轮5.10、电机承板5.11、轴5.12、第二联轴器5.13、电机座5.14、第二伺服电机5.15、第三伺服电机5.16、导向板5.17和小弹簧5.18；所述第二伺服电机5.15通过电机承板5.11连接在回转机构2的转盘2.6上，其输出端安装有小齿轮5.10；所述小齿轮5.10外侧与大齿轮5.9外侧齿啮合；所述中心套5.6为一空心轴，外侧有螺纹与大齿轮5.9内侧螺纹啮合；所述第三伺服电机5.16通过电机座5.14与中心套5.6连接，其输出端通过第二联轴器5.13与轴5.12的一端连接；轴5.12穿过中心套5.6和转盘2.6，另一端安装有支撑体5.2，支撑体5.2能够和轴5.12作同步运动；所述弹簧柱5.4通过螺纹依次将小弹簧5.18、弹簧垫5.3和模具柱5.1连接成整体构件，这种整体构件一共有24个(与电机定子的槽的数量相同)；支撑体5.2上打有24个和模具柱5.1的形状及大小相同的孔，用于将模具柱5.1通过弹簧垫5.3卡在支撑体5.2上；模具柱5.1开有小孔；所述限位环5.5固定在轴5.12上，其上端与弹簧柱5.4的上端接触，用于限制模具柱5.1所在的位置；所述导风圈5.7通过螺钉安装在回转机构2的转盘2.6上，内侧切割一圈环形风道，与模具柱5.1上的小孔部分重合，用于将模具柱5.1有小孔的地方形成负压，从而能够将绝缘纸吸附在模具柱5.1表面，完成绝缘纸的放置；所述轴承盒5.8通过螺钉安装在回转机构2的转盘2.6上，用于轴向固定轴5.12；所述导向板5.17一端固定在架体1上，另一端固定在电机座5.14的加强筋上，作用是限制转筒5.6的转动，不让转筒5.6转动，只让其上下移动；第二伺服电机5.15转动带动小齿轮5.10，进而带动与之啮合的大齿轮5.9转动，再通过螺纹带动中心套5.6上下移动，进而带动支撑体5.2上下移动；
所述模柱提压机构3安装在回转机构2的转盘2.6上；模柱提压机构3一次控制模具机构5中的五个模具柱5.1做相应的上下移动；
所述绕线机构6包括轴承座外圈板6.1、第四伺服电机6.2、齿轮转轴6.3、第二轴承座6.4、轴承座内圈板6.5、轴肩套筒6.6、针头6.7、绕线轴6.8、轴承转轴6.9、弹簧6.10、提手6.11、大齿轮6.12、第一小齿轮6.13和第二小齿轮6.14；所述轴承外圈板6.1通过螺钉安装在架体1的中层框架上；所述第四伺服电机6.2通过螺钉安装在轴承外圈板6.1上，其输出端安装有第二小齿轮6.14；所述齿轮转动轴6.3通过轴承和第二轴承座6.4安装在轴承座外圈板6.1上，轴上安装有第一小齿轮6.13；第二轴承座6.4用于安装齿轮转动轴6.3，限制齿轮转动轴6.3的轴向运动；第一小齿轮6.13与第二小齿轮6.14啮合；通过螺钉将轴承座内圈板6.5、轴肩套筒6.6和大齿轮6.12连接在一起，大齿轮6.12与第一小齿轮6.13啮合；所述绕线轴6.8通过花键安装在轴肩套筒6.6内；提手6.11卡在绕线轴6.8下端的轴肩上；所述弹簧6.10穿过绕线轴6.8，其上端顶在大齿轮6.12上，下端顶在提手6.11上；若干个轴承放置在轴承座外圈板6.1和轴承座内圈板6.5组合的环形间隙中，外圈与轴承座外圈板6.1接触，内圈安装有轴承转轴6.9；轴承转轴6.9固定在轴承座内圈板6.5的孔中；第二小齿轮6.14通过第一小齿轮6.13将电机的动力传递给大齿轮6.12，当大齿轮6.12转动时轴承座内圈板6.5和轴肩套筒6.6可以做同步运动；所述针头6.7安装在绕线轴6.8上，用于将线圈缠绕在模具柱5.1上；
所述载线机构7包括第五伺服电机7.1、第一同步带轮7.2、转盘底法兰7.3、线筒圆座7.4、推力轴7.5、气缸7.6、第一同步带轮转轴7.7、第二同步带轮7.8和电机安装板7.9；所述电机安装板7.9通过螺钉固定在架体1上；所述第五伺服电机7.1通过螺钉固定在电机安装板7.9上，其输出轴安装有第一同步带轮7.2；所述转盘底法兰7.3通过螺钉安装在架体1的下层板1.3上，用于承装线筒圆座7.4；所述线筒圆座7.4通过轴承与转盘底法兰7.3连接；线筒圆座7.4上面有若干个(本实施例为3个)固定线筒的圆环，若干个圆环在线筒圆座7.4上呈360°均布，当线筒圆座7.4旋转时可以实现线筒之间的转换；同步带轮转轴7.7利用轴肩通过螺钉安装在线筒圆座7.4上，第二同步带轮7.8安装在同步带轮转轴7.7上；第一同步带轮7.2通过皮带与第二同步带轮7.8连接；当第五伺服电机7.1带动第一同步带轮7.2转动时，第一同步带轮7.2通过皮带带动第二同步带轮7.8转动，第二同步带轮7.8带动线筒圆座7.4转动；所述气缸7.6安装在架体1的下层板1.3上，推力轴7.5安装在气缸7.6的推轴上；当一把线圈在模具柱5.1上缠绕完成后，气缸7.6工作通过推力轴7.5推动线筒向上运动，绕线轴6.8同时向上运动，从而将缠绕在模具柱5.1下侧的线圈推至模具柱5.1的上侧，为下一把线圈的绕制提供空间。
本发明盘式电机定子嵌线机的工作原理和工作流程是：
1、绕线过程。绕线前，由工人将若干个线筒分别放置到载线机构7的线筒圆座7.4上的对应位置，然后由工人将线头通过大齿轮6.12的孔穿入到针头6.7上，线头伸出部分卡到模具机构5的导风圈5.7上。开始绕线工作，第四伺服电机6.2工作，通过第二小齿轮6.14带动第一小齿轮6.13转动，第一小齿轮6.13的转动带动大齿轮6.12转动，由于大齿轮6.12、轴肩套筒6.6和轴承内圈板6.5为一体，三者可以同时转动。三者的转动就会带动绕线轴6.8转动，相应的针头6.7也会随之转动。与此同时，模柱提压机构3控制模具机构5中的五个模具柱5.1作相应的向下移动。由于模具柱5.1的表面有负压，由工人将绝缘纸贴到模具柱5.1的表面，线圈会缠绕到绝缘纸上，相应的绝缘纸就会将线圈包住，从而起到绝缘作用。模柱提压机构3和绕线机构6同时工作，实现模具柱5.1边往下走，线圈边往模具柱5.1上绕。绕完一把线圈后，载线机构7的气缸7.6工作，气缸7.6的工作会带动线筒、线筒带动提手6.11、提手6.11带动绕线轴6.8向上运动。绕线轴6.8会将绕制到模具柱5.1下端的线圈压至模具柱5.1的上端，为下一圈线圈的绕制提供空间。绕制第二把线圈前，将模柱提压机构3复位，模具柱5.1复位。然后第三伺服电机5.16工作，带动轴5.12转动，轴5.12的转动带动支撑体5.2和24个模具柱5.1同时旋转，转动15°后，模柱提压机构3下压，压下五个模具柱5.1，开始绕制第二把线圈与上述过程相同，当绕制完第二把线圈后，由工人将针头6.7摘下挂到合适的地方，然后再搬动提手6.11，使其离开线筒。与此同时载线机构7中的第五伺服电机7.1工作，带动第一同步带轮7.2转动，第一同步带轮7.2通过皮带带动第二同步带轮7.8转动。第二同步带轮7.8带动同步带轮转动轴7.7和线筒圆座7.4转动，换第一个线筒，重复以上步骤。线圈的绕制每2把线圈，摘一次针头6.7，换一个线筒(本实施例)。等到前6把线圈绕制完后，设置绕线机构6中的第四伺服电机6.2反转，重复上述所有步骤。第四伺服电机6.2每6把线圈设置一次反转，直到24把线圈绕制完成，完成绕线过程。
2.嵌线过程。由工人将定子固定到定子固定机构4上。待24把线圈全部绕制完成以后，回转机构2中第一伺服电机2.1工作，第一伺服电机工作带动转筒2.4转动，转筒2.4的转动带动转盘2.6转动，将整个模具机构5转动至定子固定机构4的正上方，第二伺服电机5.15工作带动小齿轮5.10转动，小齿轮5.10转动带动大齿轮5.9转动时，由于中心套5.6的旋转运动被限制，中心套5.6会向下运动，中心套5.6会带着第三伺服电机5.16和轴5.12整体向下移动，同时带动支撑体5.2向下移动，支撑体5.2的压线的宽度比定子槽窄一些，支撑体5.2的下移，就会将缠绕在模具柱5.1上的线圈压入到定子槽内部，嵌线完成后，将支撑体5.2复位。整个嵌线过程完成。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (10)

1.一种盘式电机定子嵌线机，其特征在于该嵌线机包括架体、回转机构、模柱提压机构、定子固定机构、模具机构、绕线机构和载线机构；所述回转机构、定子固定机构、绕线机构和载线机构均安装在架体上；所述模柱提压机构和模具机构均安装在回转机构上；
所述回转机构用于将绕完线圈之后的模具机构转动至定子固定机构的正上方；所述模柱提压机构用于控制模具机构中的承载线圈的部件做上下移动；所述定子固定机构用于固定定子；所述绕线机构用于将线筒上的线缠绕在模具机构上；所述模具机构用于完成绕线过程、绕线过程中绝缘纸的放置及嵌线过程；所述载线机构用于实现线筒的转换和将缠绕在模具机构的承载线圈的部件下端的线圈推至上端。
2.根据权利要求1所述的盘式电机定子嵌线机，其特征在于所述架体包括上层板、中层板和下层板；所述上层板和中层板后侧安装有回转机构，中层板前侧安装有定子固定机构，中层板的左侧安装有绕线机构，下层板上安装有载线机构。
3.根据权利要求1所述的盘式电机定子嵌线机，其特征在于所述回转机构包括第一伺服电机、电机固定法兰、第一联轴器、转筒、固定外筒、转盘和第一轴承座；所述电机固定法兰安装在架体的上层板上；所述第一伺服电机安装在电机固定法兰上，其输出端通过第一联轴器与转筒的一端连接；所述固定外筒固定在架体的上层板上，并通过轴承与转筒配合；转筒的另一端通过轴承与第一轴承座配合，第一轴承座固定在架体的中层板后侧；所述转盘安装在转筒上。
4.根据权利要求3所述的盘式电机定子嵌线机，其特征在于所述转筒选用空心轴。
5.根据权利要求1所述的盘式电机定子嵌线机，其特征在于所述定子固定机构包括定子底座和定子固定柱；所述定子底座安装在架体的中层板前侧，其上面安装有定子固定柱，固定时定子固定柱插入到定子背面的螺纹孔内，从而起到固定定子的作用。
6.根据权利要求1所述的盘式电机定子嵌线机，其特征在于所述模具机构包括模具柱、支撑体、弹簧垫、弹簧柱、限位环、中心套、导风圈、轴承盒、大齿轮、小齿轮、电机承板、轴、第二联轴器、电机座、第二伺服电机、第三伺服电机、导向板和小弹簧；所述第二伺服电机通过电机承板连接在回转机构的转盘上，其输出端安装有小齿轮；所述小齿轮外侧与大齿轮外侧齿啮合；所述中心套为一空心轴，外侧有螺纹与大齿轮内侧螺纹啮合；所述第三伺服电机通过电机座与中心套连接，其输出端通过第二联轴器与轴的一端连接；轴的另一端安装有支撑体；所述弹簧柱依次将小弹簧、弹簧垫和模具柱连接成整体构件；模具柱通过弹簧垫卡在支撑体上；模具柱开有小孔；所述限位环固定在轴上，其上端与弹簧柱的上端接触，用于限制模具柱所在的位置；所述导风圈安装在回转机构的转盘上，内侧切割一圈环形风道，与模具柱上的小孔部分重合，用于将模具柱有小孔的地方形成负压，从而将绝缘纸吸附在模具柱表面，完成绝缘纸的放置；所述轴承盒安装在回转机构的转盘上；所述导向板一端固定在架体上，另一端固定在电机座上，作用是限制转筒的转动。
7.根据权利要求6所述的盘式电机定子嵌线机，其特征在于整体构件与电机定子的槽的数量相同，为24个。
8.根据权利要求1所述的盘式电机定子嵌线机，其特征在于所述模柱提压机构安装在回转机构的转盘上。
9.根据权利要求1所述的盘式电机定子嵌线机，其特征在于所述绕线机构包括轴承座外圈板、第四伺服电机、齿轮转轴、第二轴承座、轴承座内圈板、轴肩套筒、针头、绕线轴、轴承转轴、弹簧、提手、大齿轮、第一小齿轮和第二小齿轮；所述轴承外圈板安装在架体的中层框架上；所述第四伺服电机安装在轴承外圈板上，其输出端安装有第二小齿轮；所述齿轮转动轴通过轴承和第二轴承座安装在轴承座外圈板上，轴上安装有第一小齿轮；第一小齿轮与第二小齿轮啮合；轴承座内圈板、轴肩套筒和大齿轮连接在一起，大齿轮与第一小齿轮啮合；所述绕线轴安装在轴肩套筒内；提手卡在绕线轴下端；所述弹簧穿过绕线轴，其上端顶在大齿轮上，下端顶在提手上；若干个轴承放置在轴承座外圈板和轴承座内圈板组合的环形间隙中，外圈与轴承座外圈板接触，内圈安装有轴承转轴；轴承转轴固定在轴承座内圈板的孔中；所述针头安装在绕线轴上。
10.根据权利要求1所述的盘式电机定子嵌线机，其特征在于所述载线机构包括第五伺服电机、第一同步带轮、转盘底法兰、线筒圆座、推力轴、气缸、第一同步带轮转轴、第二同步带轮和电机安装板；所述电机安装板固定在架体上；所述第五伺服电机固定在电机安装板上，其输出轴安装有第一同步带轮；所述转盘底法兰安装在架体的下层板上；所述线筒圆座通过轴承与转盘底法兰连接；线筒圆座上面有若干个固定线筒的圆环，若干个圆环在线筒圆座上呈360°均布；同步带轮转轴安装在线筒圆座上，第二同步带轮安装在同步带轮转轴上；第一同步带轮通过皮带与第二同步带轮连接；所述气缸安装在架体的下层板上，推力轴安装在气缸的推轴上。
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