CN109302020B - 无刷电机定子针式内绕机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无刷电机定子针式内绕机，包括有机台，机台上依次设有送料区、转移区、绕线区、放线区，送料区安装有定子上料装置，绕线区安装有绕线工装和绕线装置，放线区安装有放线装置，定子上料装置包括有送料滑台和送料托盘；绕线工装包括有绕线滑台，绕线滑台上设有升降板，升降板上设有绕线托盘，绕线托盘的下端设有咬合孔，绕线滑台下方安装有分度电机，分度电机的转轴竖直朝上并连接有连接件；绕线装置包括有安装架、绕线杆；放线装置包括有张力盘、导向轮；机台上安装有机械手。本发明的无刷电机定子针式内绕机，能够快速、自动的进行无刷电机定子的绕线，节约了人力，提高了电机生产效率。

Description

无刷电机定子针式内绕机

技术领域

本发明属于发电机生产设备技术领域，具体涉及无刷电机定子针式内绕机。

背景技术

无刷电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。无刷电动机采用半导体开关器件来实现电子换向，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。无刷电机的转子是永磁磁钢，连同外壳一起和输出轴相连，定子是绕组线圈。定子内壁上均匀分布有多个线圈，生产无刷电机时，需要将漆包线均匀缠绕在定子内壁的每个绕线工位上。在规模化、产业化生产过程中，需要一种能够快速、精准缠绕线圈的设备来配合生产无刷电机。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：无刷电机定子针式内绕机，包括有机台，机台上依次设有送料区、转移区、绕线区、放线区，送料区安装有定子上料装置，绕线区依次安装有绕线工装和绕线装置，放线区安装有放线装置，

所述定子上料装置包括有送料滑台和固定在送料滑台上的送料托盘，送料滑台通过送料滑轨安装在机台上，送料滑轨指向绕线工装方向，机台上安装有驱动送料滑台在送料滑轨上移动的第一气缸；

所述绕线工装包括有绕线滑台，绕线滑台通过绕线滑轨安装在机台上，绕线滑轨指向绕线装置，机台上安装有驱动绕线滑台在绕线滑轨上移动的第二气缸，绕线滑台上安装有由于放置定子的绕线托盘，绕线托盘的下方设有分度电机，分度电机带动绕线托盘转动，定子跟随绕线托盘一起转动，分度电机固定在绕线滑台上；

所述绕线装置包括有安装架、绕线杆，绕线杆竖直设置，安装架上固定安装有第四气缸，第四气缸带动绕线杆上下移动，绕线杆的下端设有安装有转动块，转动块的一端铰接在绕线杆的下端，另一端连接有绕线管，绕线杆的上部安装有由升降驱动装置驱动伸缩的升降杆，升降杆通过连接杆连接转动块，连接杆的一端铰接在伸缩杆的下端，另一端铰接在转动块上，连接杆与转动块的铰接处位于绕线管上方，绕线管的一端固定在转动块上，转动块上设有连通绕线管的走线槽；

所述放线装置安装在固定架上，放线装置包括有安装在固定架上的张力盘，安装在固定架上的导向轮，张力盘和导向轮之间设有顶紧轮和转动杆，顶紧轮可转动的安装在转动杆的一端，转动杆的另一端固定有连接片，固定架上安装有第六气缸，第六气缸的活塞杆与连接片铰接，转动杆可转动的安装在固定架上，转动杆与固定架的转动连接处靠近连接片；

所述机台上安装有用于将定子从送料托盘转移至绕线托盘上的机械手。

机械手包括有固定在机台的安装梁、安装在安装梁上的水平滑轨、安装在水平滑轨上的滑板、驱动滑板在水平滑轨上滑动的第七气缸、安装在滑板上的升降气缸、由升降气驱动上下活动的用于抓住定子的气爪，气爪为三点式气爪，水平滑轨平行于送料滑轨。

滑板上固定安装有两个升降气缸，每个升降气缸的活塞杆上均连接有气爪，两个升降气缸在滑板的移动方向上依次固定安装。

绕线托盘包括有底座、固定连接底座上的内筒、可活动的套在内筒外侧的外筒，外筒的外侧固定连接有绕外筒一圈的环形板，外筒下端与底座之间通过若干竖直设置的第一弹簧连接，内筒上部的外壁上设有若干缺口，缺口与外筒内壁之间形成容纳槽，容纳槽中安装有滑块，滑块上端靠近内筒的一侧朝内筒方向折弯形成勾部，滑块与内筒之间通过第二弹簧连接，第二弹簧的弹力将滑块朝远离内筒的方向推，滑块靠近外筒的一侧设有第一斜面，外筒的上端设有与第一斜面相配合的第二斜面，第二斜面的最高点靠近外筒的外壁，第二斜面的最低点靠近外筒的内壁，绕线托盘通过分度电机带动转动，分度电机的转轴固定连接底座，分度电机固定在绕线滑台上，绕线滑台安装有由第二气缸驱动升降的升降板，升降板上设有开孔，升降板通过有开孔套在绕线托盘的外筒上，环形板的外径大于开孔的直径，环形板位于升降板下方，底座上安装有竖直朝上的顶杆，顶杆的上端伸入内筒，顶杆通过气动弹簧控制往上顶。

送料滑台上的送料托盘数量为两个，每个所述升降气缸驱动升降的气爪数量为两个，每个升降气缸的活塞杆上连接有一块移动板，两个气爪安装在移动板的两端，移动板垂直于水平滑轨，绕线滑台上安装有两个绕线托盘，升降板上设有两个开孔，第二气缸的伸缩杆固定连接在升降板的中部，每个气爪对应一个送料托盘和一个绕线托盘，绕线杆的数量为两个，两个绕线杆的上端固定在升降平板上，两个绕线杆分别位于升降平板的两端，升降平板由第四气缸带动升降，所述放线装置的数量为两个，两个放线装置分别位于固定架的两侧，每个绕线杆对应一个放线装置。

送料区设有由挡板围成的限位框，限位框靠近送料滑轨的一侧具有缺口，送料滑台在送料滑轨上移动时能够移动至限位框中。

绕线杆从上往下安装有若干导线轮，安装架上安装有导线轮。

安装架固定连接在固定架上。

本发明的工作原理是：将无刷电机的转子放置在送料托盘上；第一气缸驱动送料滑台滑动，将转子输送至相应气爪的下方；升降气缸驱动气爪下降抓住转子；第七气缸驱动滑板移动，使得转子移动至绕线托盘上方；升降气缸驱动气爪下降，气爪放开转子，转子转移至绕线托盘中；第二气缸驱动绕线滑台在绕线滑轨上移动，将绕线托盘中的转子移至绕线杆下方；分度电机带动转动绕线托盘转动，从而带动转子转动；升降杆向下推连接杆，带动转动块转动，使得绕线管竖直朝下，漆包线经放线装置中的张力盘、顶紧轮、导向轮、走线槽后进入绕线管；第四气缸驱动绕线杆向下移动伸入至定子内部；伸缩驱动装置驱动升降杆向上拉连接杆，带动转动块转动，使得绕线管水平，绕线管的管口指向定子内壁；将漆包线的线头固定在定子内壁上，第四气缸驱动绕线杆上下往复移动，带动绕线管上下往复移动，在绕线管上移和下移的间隙，分度电机驱动绕线托盘带动转子正转、反转交替转动，从而使得漆包线在无刷电机定子内壁上进行一个工位的缠绕；一个工位缠绕完成后，分度电机驱动转子转动，使得绕线管对准下一个工位，进行定子内部下一工位的绕线；每一个工位的绕线过程中，第二气缸驱动绕线滑台在绕线滑轨上缓慢移动；所有工位绕线完成后，剪短漆包线；第二气缸驱动绕线滑台移动，使得绕好线的定子转移至气爪下方；升降气缸驱动气爪下降，气爪抓住转子；机械手将绕好线的定子转移至送料托盘上，送料滑台进一步将定子移出，人工将绕好线的定子搬走，完成无刷电机定子的绕线。

本发明的有益效果是：本发明的无刷电机定子针式内绕机，能够快速、自动的进行无刷电机定子的绕线，节约了人力，提高了电机生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是送料区的结构示意图；

图3是送料滑台的结构示意图；

图4是绕线工装的结构示意图；

图5是绕线托盘的截面示意图；

图6是绕线装置的结构示意图；

图7是绕线杆的正面结构示意图；

图8是绕线杆的背面结构示意图；

图9是机械手的结构示意图；

图10是机械手另一角度的结构示意图；

图11是放线装置的结构示意图；

图12是放线装置另一角度的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，无刷电机定子针式内绕机，包括有机台1，机台上依次设有送料区5、转移区3、绕线区2、放线区3，送料区2安装有定子上料装置，绕线区2依次安装有绕线工装和绕线装置，放线区安装有放线装置，

如图2-3所示，所述定子上料装置包括有送料滑台500和固定在送料滑台500上的送料托盘501，送料滑台500通过送料滑轨502安装在机台1上，送料滑轨502指向绕线工装方向，机台1上安装有驱动送料滑台500在送料滑轨502上移动的第一气缸503；

如图4所示，所述绕线工装包括有绕线滑台100，绕线滑台100通过绕线滑轨101安装在机台1上，绕线滑轨101指向绕线装置，机台1上安装有驱动绕线滑台100在绕线滑轨101上移动的第二气缸，绕线滑台100上安装有由于放置定子4的绕线托盘102，绕线托盘102的下方设有分度电机114，分度电机114带动绕线托盘102转动，定子4跟随绕线托盘102一起转动，分度电机114固定在绕线滑台102上；

如图6-8所示，所述绕线装置包括有安装架200、绕线杆203，绕线杆203竖直设置，安装架200上固定安装有第四气缸201，第四气缸201带动绕线杆203上下移动，绕线杆203的下端设有安装有转动块204，转动块204的一端铰接在绕线杆203的下端，另一端连接有绕线管205，绕线杆203的上端固定有升降驱动装置206，升降驱动装置206的升降杆杆210通过连接杆207连接转动块204，连接杆207的一端铰接在伸缩杆的下端，另一端铰接在转动块204上，连接杆207与转动块204的铰接处位于绕线管205上方，绕线管205的一端固定在转动块204上，转动块204上设有连通绕线管205的走线槽208；绕线杆203的一侧设有安装槽209，升降驱动装置209的升降杆杆210从安装槽209的上端伸入到安装槽209中并能够在安装槽209中上下活动，绕线杆203的另一侧设有导线槽211，导线槽211上安装有若干导线轮212。安装架上安装有导线轮212。安装槽209上安装有用于将升降杆杆210限制在安装槽209内使升降杆杆210保持上下活动的限位板213。升降驱动装置209可以是气缸。

如图11-12所示，所述放线装置安装在固定架300上，放线装置包括有放线桶301、安装在固定架上的张力盘302，安装在固定架300上的导向轮303，张力盘302和导向轮303之间设有顶紧轮304和转动杆305，顶紧轮304可转动的安装在转动杆305的一端，转动杆305的另一端固定有连接片306，固定架300上安装有气缸307，气缸307的活塞杆与连接片306铰接，转动杆305可转动的安装在固定架300上，转动杆305与固定架300的转动连接处308靠近连接片306；漆包线在放线桶301内从下往上呈卷状放置，放线桶300的上端具有出线孔309，漆包线经出线孔309出来后依次经过张力盘302、导向轮303、顶紧轮304后进入绕线杆203的导线槽211。出线孔309与张力盘302之间设有导线管，漆包线从出线孔309出来后经导线管中后进入张力盘302。

如图9-10所示，所述机台1上安装有用于将定子4从送料托盘501转移至绕线托盘102上的机械手。机械手包括有固定在机台1的安装梁600、安装在安装梁600上的水平滑轨601、安装在水平滑轨601上的滑板602、驱动滑板602在水平滑轨601上滑动的第七气缸603、安装在滑板601上的升降气缸604、由升降气驱动604上下活动的用于抓住定子4的气爪605，气爪605为三点式气爪，水平滑轨601平行于送料滑轨502。滑板602上固定安装有两个升降气缸604，每个升降气缸604的活塞杆上均连接有气爪605，两个升降气缸604在滑板602的移动方向上依次固定安装。

如图4-5所示，绕线托盘102包括有底座103、固定连接底座103上的内筒104、可活动的套在内筒104外侧的外筒105，外筒105的外侧固定连接有绕外筒105一圈的环形板106，外筒105下端与底座103之间通过若干竖直设置的第一弹簧107连接，内筒104上部的外壁上设有若干缺口108，缺口108与外筒105内壁之间形成容纳槽，容纳槽中安装有滑块109，滑块109上端靠近内筒104的一侧朝内筒104方向折弯形成勾部110，滑块109与内筒104之间通过第二弹簧连接111，第二弹簧111的弹力将滑块109朝远离内筒104的方向水平横推，滑块109靠近外筒105的一侧设有第一斜面112，外筒105的上端设有与第一斜面112相配合的第二斜面113，第二斜面113的最高点靠近外筒105的外壁，第二斜面113的最低点靠近外筒105的内壁，绕线托盘102通过分度电机114带动转动，分度电机114的转轴固定连接底座103，分度电机114固定在绕线滑台100上，绕线滑台100安装有由第二气缸115驱动升降的升降板116，升降板116上设有开孔117，升降板116通过有开孔117套在绕线托盘102的外筒105上，环形板106的外径大于开孔117的直径，环形板106位于升降板116下方，底座103上安装有竖直朝上的顶杆118，顶杆118的上端连接有位于内筒104中的顶板，顶杆118通过气动弹簧119控制往上顶。容纳槽的数量为三个，三个容纳槽以内套104的中心线为轴心呈圆周整列分布，三个容纳槽内分别安装有滑块109。第一弹簧107的数量不少于三个，第一弹簧107以内套104的中心线为轴心呈圆周整列分布。

如图1-12所示，送料滑台500上的送料托盘501数量为两个，每个所述升降气缸604驱动升降的气爪605数量为两个，每个升降气缸604的活塞杆上连接有一块移动板606，两个气爪605安装在移动板606的两端，移动板606垂直于水平滑轨601，绕线滑台100上安装有两个绕线托盘102，升降板116上设有两个开孔117，第二气缸115的伸缩杆固定连接在升降板116的中部，每个气爪605对应一个送料托盘501和一个绕线托盘102，绕线杆203的数量为两个，两个绕线杆203的上端固定在升降平板214上，两个绕线杆203分别位于升降平板214的两端，升降平板214由第四气缸201带动升降，所述放线装置的数量为两个，两个放线装置分别位于固定架300的两侧，每个绕线杆203对应一个放线装置。

如图2所示，送料区2设有由挡板505围成的限位框506，限位框506靠近送料滑轨502的一侧具有缺口，送料滑台502在送料滑轨上移动时能够移动至限位框506中。

如图1所示，安装架200固定连接在固定架300上。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.无刷电机定子针式内绕机，其特征在于，包括有机台，机台上依次设有送料区、转移区、绕线区、放线区，送料区安装有定子上料装置，绕线区依次安装有绕线工装和绕线装置，放线区安装有放线装置，

所述定子上料装置包括有送料滑台和固定在送料滑台上的送料托盘，送料滑台通过送料滑轨安装在机台上，送料滑轨指向绕线工装方向，机台上安装有驱动送料滑台在送料滑轨上移动的第一气缸；

所述绕线工装包括有绕线滑台，绕线滑台通过绕线滑轨安装在机台上，绕线滑轨指向绕线装置，机台上安装有驱动绕线滑台在绕线滑轨上移动的第二气缸，绕线滑台上安装有由于放置定子的绕线托盘，绕线托盘的下方设有分度电机，分度电机带动绕线托盘转动，定子跟随绕线托盘一起转动，分度电机固定在绕线滑台上；

所述绕线装置包括有安装架、绕线杆，绕线杆竖直设置，安装架上固定安装有第四气缸，第四气缸带动绕线杆上下移动，绕线杆的下端设有安装有转动块，转动块的一端铰接在绕线杆的下端，另一端连接有绕线管，绕线杆的上部安装有由升降驱动装置驱动伸缩的升降杆，升降杆通过连接杆连接转动块，连接杆的一端铰接在升降杆的下端，另一端铰接在转动块上，连接杆与转动块的铰接处位于绕线管上方，绕线管的一端固定在转动块上，转动块上设有连通绕线管的走线槽；

所述放线装置安装在固定架上，放线装置包括有安装在固定架上的张力盘，安装在固定架上的导向轮，张力盘和导向轮之间设有顶紧轮和转动杆，顶紧轮可转动的安装在转动杆的一端，转动杆的另一端固定有连接片，固定架上安装有第六气缸，第六气缸的活塞杆与连接片铰接，转动杆可转动的安装在固定架上，转动杆与固定架的转动连接处靠近连接片；

所述机台上安装有用于将定子从送料托盘转移至绕线托盘上的机械手。

2.如权利要求1所述的无刷电机定子针式内绕机，其特征在于，所述机械手包括有固定在机台的安装梁、安装在安装梁上的水平滑轨、安装在水平滑轨上的滑板、驱动滑板在水平滑轨上滑动的第七气缸、安装在滑板上的升降气缸、由升降气驱动上下活动的用于抓住定子的气爪，气爪为三点式气爪，水平滑轨平行于送料滑轨。

3.如权利要求2所述的无刷电机定子针式内绕机，其特征在于，所述滑板上固定安装有两个升降气缸，每个升降气缸的活塞杆上均连接有气爪，两个升降气缸在滑板的移动方向上依次固定安装。

4.如权利要求2或3所述的无刷电机定子针式内绕机，其特征在于，所述绕线托盘包括有底座、固定连接底座上的内筒、可活动的套在内筒外侧的外筒，外筒的外侧固定连接有绕外筒一圈的环形板，外筒下端与底座之间通过若干竖直设置的第一弹簧连接，内筒上部的外壁上设有若干缺口，缺口与外筒内壁之间形成容纳槽，容纳槽中安装有滑块，滑块上端靠近内筒的一侧朝内筒方向折弯形成勾部，滑块与内筒之间通过第二弹簧连接，第二弹簧的弹力将滑块朝远离内筒的方向推，滑块靠近外筒的一侧设有第一斜面，外筒的上端设有与第一斜面相配合的第二斜面，第二斜面的最高点靠近外筒的外壁，第二斜面的最低点靠近外筒的内壁，绕线托盘通过分度电机带动转动，分度电机的转轴固定连接底座，分度电机固定在绕线滑台上，绕线滑台安装有由第二气缸驱动升降的升降板，升降板上设有开孔，升降板通过有开孔套在绕线托盘的外筒上，环形板的外径大于开孔的直径，环形板位于升降板下方，底座上安装有竖直朝上的顶杆，顶杆的上端连接有位于内筒内的顶板，顶杆通过气动弹簧控制往上顶。

5.如权利要求4所述的无刷电机定子针式内绕机，其特征在于，所述送料滑台上的送料托盘数量为两个，每个所述升降气缸驱动升降的气爪数量为两个，每个升降气缸的活塞杆上连接有一块移动板，两个气爪安装在移动板的两端，移动板垂直于水平滑轨，绕线滑台上安装有两个绕线托盘，升降板上设有两个开孔，第二气缸的伸缩杆固定连接在升降板的中部，每个气爪对应一个送料托盘和一个绕线托盘，绕线杆的数量为两个，两个绕线杆的上端固定在升降平板上，两个绕线杆分别位于升降平板的两端，升降平板由第四气缸带动升降，所述放线装置的数量为两个，两个放线装置分别位于固定架的两侧，每个绕线杆对应一个放线装置。

6.如权利要求5所述的无刷电机定子针式内绕机，其特征在于，所述送料区设有由挡板围成的限位框，限位框靠近送料滑轨的一侧具有缺口，送料滑台在送料滑轨上移动时能够移动至限位框中。

7.如权利要求6所述的无刷电机定子针式内绕机，其特征在于，所述绕线杆从上往下安装有若干导线轮，安装架上安装有导线轮。

8.如权利要求7所述的无刷电机定子针式内绕机，其特征在于，所述安装架固定连接在固定架上。