CN109787434A - 一种电机装配机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机装配机，包括机架，还包括：设置在所述机架上的滑台移栽机构、旋转移栽机构、下压机构、顶升机构和用以控制所述滑台移栽机构、旋转移栽机构、顶升机构、下压机构动作的控制装置。本发明的有益效果在于：提高定转子合装精度，整合装配工艺，不但降低了操作人员的劳动强度，并且还提高了电机装配效率，同时还降低了设备成本，自动化程度高。而且，本发明能够精准定位且通过压力传感器检测转子组件处于受压状态，能够防止跌落。另外，顶升机构同时可以克服定子组件和转子组件之间的磁力，确保定子组件和转子组件在装配过程中不接触，避免扫膛的危害。

Description

一种电机装配机

技术领域

本发明涉及新能源汽车的电机装配技术领域，具体涉及一种电机装配机。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。

新能源汽车的电机装配过程中，定转子合装是装配过程中的核心工位，装配质量的好坏直接影响电机的性能和工作寿命，此关键工位需要把转子和后端盖组成装配进入壳体定子和前端盖组成，在装配过程中，需要考虑定转子的定位精度、轴承的装配、端盖壳体止口的配合以及克服装配过程中转子和定子的磁力。通常情况下，定转子合装机属于手动工位，而且合装后需要单独进行前端盖或后端盖的装配，装配过程需要三步或更多的步骤完成，手动工位无法避免定转子合装的磁力接触，存在扫膛的危险，前后轴承的装配过程中存在受力不均匀，滚动体受力的风险，这样直接影响电机轴承的寿命，从而电机的寿命也大打折扣，采用上述结构的设备在定转子合装过程中，不但提高了操作人员的劳动强度，并且还降低了电机的装配效率，影响电机的寿命和性能，并且难以配合电机生产线进行自动化生产，给定转子合装工作带来了较大的不便。

然而针对现有技术的不足，研发者有必要研制一种设计合理、结构简单、提高定转子合装精度，整合装配工艺，不但降低了操作人员的劳动强度，并且还提高了电机装配效率，同时还降低了设备成本，自动化程度高，能够配合电机生产线进行自动化生产的用于新能源汽车的电机定转子合装设备。

目前有中国专利授权公告号CN108880130A公开了一种新能源电机定子壳体与转子合装设备，该专利采用了水平移动双托盘滑台组件和上合装组件和下顶升组件进行合装，但是该专利不能有效精准定位且不能保证合装后出现跌落的情况，存在着如何有效地精准安装的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种电机装配机，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种电机装配机，包括机架，其特征在于，还包括：

设置在所述机架上的滑台移栽机构，所述滑台移栽机构用以对定子组件进行固定和移动；

设置在所述机架上的旋转移栽机构，所述旋转移栽机构用以对转子组件进行固定和转移；

设置在所述机架上的下压机构，所述下压机构用于与由所述旋转移栽机构转移过来的转子组件固定且驱动该转子组件下压；

设置在所述机架上且位于所述下压机构下方的顶升机构，当所述滑台移栽机构带动定子组件移动到位且所述旋转移栽机构带动转子组件移动到位之后，所述顶升机构将转子组件顶升至与所述下压机构配合，此时所述旋转移栽机构与转子组件分离；

用以控制所述滑台移栽机构、旋转移栽机构、顶升机构、下压机构动作的控制装置。

在本发明的一个优选实施例中，所述滑台移栽机构包括设置在所述机架上用以对定子组件进行滑动的托盘，所述托盘上设置有用以放置所述定子组件的定子定位块，所述托盘底部设置有直线导轨且所述直线导轨通过滑块与所述托盘连接，所述托盘一侧通过连接块与一滑动装置连接，所述托盘上还开设有与所述顶升机构配合的让位孔。

在本发明的一个优选实施例中，所述滑动装置包括与所述连接块连接的无杆气缸。

在本发明的一个优选实施例中，所述旋转移栽机构包括设置在所述机架上的焊接支架以及设置在所述焊接支架上用以对转子组件做圆周旋转的旋转支架，所述旋转支架一端设置有用以放置所述转子组件的转子定位块，所述旋转支架另一端与转动盘连接，所述转动盘上的转轴与一转动装置连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述转动装置包括伺服电机以及与所述伺服电机连接的减速机，所述减速机的输出端通过联轴器与所述转动盘上的转轴连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述下压机构包括设置在所述机架上的伺服电缸机架以及设置在所述伺服电缸机架上的伺服电缸，所述伺服电缸的活塞杆与后端盖定位压盘连接，所述伺服电缸机架还设置有法兰板和设置在所述法兰板上套有直线导套的直线导轨，所述活塞杆与后端盖定位压盘之间还设置有压力传感器。

在本发明的一个优选实施例中，所述顶升机构设置在所述机架下的提升焊接架以及设置在所述提升焊接架上用以将所述转子组件进行上下运动的下顶尖，所述提升焊接架上设置有用以驱动所述下顶尖上下运动的升降装置。

在本发明的一个优选实施例中，所述升降装置包括伺服电机和丝杆螺母机构，所述伺服电机驱动所述丝杆螺母机构的螺母转动，进而带动所述丝杆螺母机构的丝杆升降，所述丝杆的顶端与所述下顶尖连接，且所述丝杆与所述让位孔对应。

在本发明的一个优选实施例中，所述丝杆螺母机构的螺母与皮带轮同轴连接，所述皮带轮中部留有供所述下顶尖穿过的孔，所述皮带轮与所述伺服电机输出端的小带轮通过皮带连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述丝杆的底部与连接板固定，所述连接板供至少一带有导套的导杆穿过。

由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：提高定转子合装精度，整合装配工艺，不但降低了操作人员的劳动强度，并且还提高了电机装配效率，同时还降低了设备成本，自动化程度高。而且，本发明能够精准定位且通过压力传感器检测转子组件处于受压状态，能够防止跌落。另外，顶升机构同时可以克服定子组件和转子组件之间的磁力，确保定子组件和转子组件在装配过程中不接触，避免扫膛的危害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的开始位置上料的结构示意图。

图2是本发明的转子组件动作的结构示意图。

图3是本发明的定子组件动作的结构示意图。

图4是本发明的转子组件移栽动作的结构示意图。

图5是本发明的电机定转子合装动作的结构示意图。

图6是本发明的主视图。

图7是本发明的左视图。

图8是图6的B-B剖视图。

图9是图7的A-A剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

参见图1至图9所示的一种电机装配机，包括机架10，还包括设置在机架10上的滑台移栽机构100、旋转移栽机构200、下压机构300、顶升机构400和用以控制滑台移栽机构100、旋转移栽机构200、顶升机构400、下压机构300动作的控制装置。

滑台移栽机构100包括设置在机架2上用以对定子组件110进行滑动的托盘11，托盘11上设置有用以放置定子组件110的定子定位块16，托盘11底部设置有直线导轨7且直线导轨7通过滑块6与托盘11连接，托盘11一侧通过连接块66与一滑动装置120连接，托盘11上还开设有与顶升机构400配合的让位孔11a。本实施例中的滑动装置120包括与连接块66连接的无杆气缸65，滑台移栽机构100用以对定子组件110进行固定和移动。具体的，定子组件110包括定子绕组17、电机机壳15、前轴承14和前端盖13。定子组件110放置在定子定位块16上，定子定位块16顶住前轴承14，定子定位块16通过螺钉安装在托盘11上，托盘11通过滑块6放置在直线导轨7上，托盘11通过连接块66和无杆气缸65连接。这样定子组件110可以在直线导轨7上自由滑动。直线导轨7两端还设置有挡块9用以防止托盘11意外脱落。托盘11上还设置有用以定位定子组件110的电机机壳定位块63，托盘11一侧设置有方便手动调试的把手10。

旋转移栽机构200包括设置在机架2上的焊接支架45以及设置在焊接支架45上用以对转子组件210做圆周旋转的旋转支架36，旋转支架36一端设置有用以放置转子组件210的转子定位块35，旋转支架36另一端与转动盘37连接，转动盘37上的转轴38与一转动装置220连接。旋转移栽机构200用以对转子组件210进行固定和转移。

本实施例中的转动装置220包括伺服电机44以及与伺服电机44连接的减速机43，减速机43的输出端通过联轴器41与转动盘37上的转轴38连接。具体的，转子组件210包括主轴18、前平衡端板19、三段转子铁芯20、后端平衡端板21、固定环22、后端盖23和后轴承24，转子组件210放置在转子定位块35上，转子定位块35通过螺钉安装在旋转支架36上，旋转支架36通过螺栓固定在转动盘37上，转动盘37固定在转轴38上，转轴38通过螺钉安装在交叉滚子轴承39上，交叉滚子轴承39安装在焊接支架45上，伺服电机44通过减速机43带动联轴器41驱动转轴38，这样转子组件210可以绕着转轴38圆周旋转。

下压机构300包括设置在机架2上的伺服电缸机架64以及设置在伺服电缸机架64上的伺服电缸29，伺服电缸29的活塞杆29a与后端盖定位压盘25连接，伺服电缸机架64还设置有法兰板27和设置在法兰板27上套有直线导套28的直线导轨26，活塞杆29a与后端盖定位压盘25之间还设置有压力传感器30。下压机构300用于与由旋转移栽机构200转移过来的转子组件210固定且驱动该转子组件210下压。具体的，伺服电缸29通过直线导轨26确保活塞杆29a进行垂直向下运动，压力传感器30保证转子组件210处于受压状态。

顶升机构400设置在机架2下的提升焊接架62以及设置在提升焊接架62上用以将转子组件210进行上下运动的下顶尖61，提升焊接架62上设置有用以驱动下顶尖61上下运动的升降装置410。当滑台移栽机构100带动定子组件110移动到位且旋转移栽机构200带动转子组件210移动到位之后，顶升机构400将转子组件210顶升至与下压机构300配合，此时旋转移栽机构200与转子组件210分离。

本实施例中的升降装置410包括伺服电机49和丝杆螺母机构52，伺服电机49驱动丝杆螺母机构52的螺母转动，进而带动丝杆螺母机构52的丝杆57升降，丝杆57的顶端与下顶尖61连接，且丝杆61与让位孔11a对应。丝杆螺母机构52的螺母与皮带轮51同轴连接，皮带轮51中部留有供下顶尖61穿过的孔，皮带轮51与伺服电机49输出端的小带轮47通过皮带50连接。丝杆61的底部与连接板55固定，连接板55供至少一带有导套53的导杆54穿过。具体的，伺服电机49驱动减速机48带动小带轮47通过皮带50带动皮带轮51驱动丝杆螺母机构52带动丝杆57向上运动，皮带轮51和丝杆螺母机构52通过螺钉连接，丝杆螺母机构52通过端面轴承60和深沟球轴承58可以在丝杆螺母座59中自由转动，丝杆螺母座59通过螺钉固定在提升焊接架62上，提升焊接架62通过螺钉固定在机架2下，下顶尖61安装在丝杆57上端，伺服电机49驱动带动下顶尖61顶住主轴18使转子组件210上下运动。

为了能在规定位置精准定位，机架2上还设置有定位气缸3，定位气缸3分别设置在机架2与旋转支架36上，定位气缸3通过定位销5插入机架2与旋转支架36中的定位销套12内，定位气缸3通过法兰4分别固定在机架2与旋转支架36上。

本发明的工作原理如下：

上料过程：

转子组件210通过机械手或人工吊具放置在转子定位块35上面，转子定位块35通过螺钉安装在旋转支架36上面。由于后端盖23通过后轴承24装配在主轴18上，所以需要通过定位安装杆34上面的柱塞33圆周定位转子组件210，这样后端盖23就可以定位了。

定子组件110通过机械手或人工吊具放置在定子定位块16上，定子定位块16顶住前轴承14，防止装配过程中轴承滚动体受力，影响轴承使用寿命，从而影响电机寿命。定子定位块16通过螺钉安装在托盘11上，托盘11下面用四个滑块6放置在直线导轨7上面，托盘11通过连接块66和无杆气缸65连接，这样通过无杆气缸65的作用，定子组件110可以在直线导轨7上面自由滑动，直线导轨7两端有挡块9以防意外脱落。托盘11上面安装把手10方便手动调试，托盘11上面设置有电机机壳定位块63圆周定位定子组件110。

运动过程：

定子组件110通过无杆气缸65运动到伺服电缸29正下方，定位气缸3作用定位销5插入托盘11中的定位销套12内，固定定子组件110的准确位置，定位气缸3通过法兰4固定在机架2上。

转子组件210放置在转子定位块35上面，转子定位块35通过螺钉安装在旋转支架36上面，旋转支架36通过螺栓固定在转动盘37上面，转动盘37固定在转轴38的大端面上，转轴38通过螺钉安装在交叉轴承39上，交叉滚子轴承39安装在焊接支架45上面，伺服电机44通过减速机43联轴器41驱动转轴38，这样转子组件210就可以绕着转轴38圆周旋转。减速机43安装在减速机连接板42上面，减速机连接板42通过立板40和焊接支架45固定。转子组件210圆周运动到伺服电缸29正下方，定位气缸3作用定位销5插入旋转支架36中的定位销套12内，这样转子组件210被准确定位，定位气缸3通过法兰4固定在焊接支架45上面，其定位方式和定子组件110一样。

定转子合装过程：

定子组件110和转子组件210通过定位气缸3固定在伺服电缸29正下方，此时，伺服电机49驱动减速机48带动小带轮47通过皮带50带动皮带轮51，驱动丝杆螺母机构52，带动丝杆57向上运动，其中皮带轮51和丝杆螺母机构52通过螺钉连接，丝杆螺母机构52通过端面轴承60和深沟球轴承58可以在丝杠螺母座59中间自由转动。丝杠螺母座59通过螺钉固定在提升焊接架62上，提升焊接架62通过螺钉固定在机架2下面。下顶尖61装在丝杆57上，伺服电机49驱动，使下顶尖61顶住主轴18抬起转子组件210，使转子组件210脱离转子定位块35，下顶尖61继续上升，使后端盖23与后端盖定位压盘25接触，后端盖定位销32定位后端盖23，伺服电机44启动，使旋转支架36回到上料位置。此时，伺服电缸29启动，带动后端盖定位压盘25向下运动，同时伺服电机49反向驱动，使转子组件210向下运动，后端盖定位压盘25和安装板31和压力传感器30通过螺钉连接在伺服电缸29的活塞杆29a上，压力传感器30用以检测压力保证转子组件210处于受压状态，防止跌落。法兰板27上套有直线导套28的直线导轨26能够确保伺服电缸29的活塞杆29a垂直向下的准确运动。在伺服电缸29作用下，后端盖23的台阶面和电机机壳15的止口面贴合，完成电机定转子合装。

在此工位上锁后端盖23螺丝，使后端盖23和电机机壳15固定，伺服电缸29反转缩回到原来位置，伺服电机49启动使下顶尖61回到初始位置，定位气缸3缩回，无杆气缸65带动托盘11回到初始位置，机械手或人工吊具调离装配好的电机进入下一道工序。完成一台电机的装配。

在电机装配过程中，通过定子定位块16顶住前轴承14内圈，避免轴承滚动体受力，有效保护轴承装配，通过后端盖定位压盘25的结构压装转子组件210，使主轴18和后端盖23均匀受力，保护轴承和电机机壳15的止口面，下顶尖61和后端盖定位压盘25上下同心，保证装配的准确性，同时可以克服定子绕组17和三段转子铁芯20之间的磁力，确保定子绕组17和三段转子铁芯20在装配过程中不接触，避免扫膛的危害。伺服电缸29和压力传感器30的配合使用可以准确检测装配的压力速度以及位移，从而确保装配的高质量和高效率。伺服电机49驱动丝杆57通过下顶尖61托住转子组件210，做精密的直线运动。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电机装配机，包括机架，其特征在于，还包括：

设置在所述机架上的滑台移栽机构，所述滑台移栽机构用以对定子组件进行固定和移动；

设置在所述机架上的旋转移栽机构，所述旋转移栽机构用以对转子组件进行固定和转移；

设置在所述机架上的下压机构，所述下压机构用于与由所述旋转移栽机构转移过来的转子组件固定且驱动该转子组件下压；

设置在所述机架上且位于所述下压机构下方的顶升机构，当所述滑台移栽机构带动定子组件移动到位且所述旋转移栽机构带动转子组件移动到位之后，所述顶升机构将转子组件顶升至与所述下压机构配合，此时所述旋转移栽机构与转子组件分离；

用以控制所述滑台移栽机构、旋转移栽机构、顶升机构、下压机构动作的控制装置。

2.如权利要求1所述的一种电机装配机，其特征在于，所述滑台移栽机构包括设置在所述机架上用以对定子组件进行滑动的托盘，所述托盘上设置有用以放置所述定子组件的定子定位块，所述托盘底部设置有直线导轨且所述直线导轨通过滑块与所述托盘连接，所述托盘一侧通过连接块与一滑动装置连接，所述托盘上还开设有与所述顶升机构配合的让位孔。

3.如权利要求2所述的一种电机装配机，其特征在于，所述滑动装置包括与所述连接块连接的无杆气缸。

4.如权利要求1所述的一种电机装配机，其特征在于，所述旋转移栽机构包括设置在所述机架上的焊接支架以及设置在所述焊接支架上用以对转子组件做圆周旋转的旋转支架，所述旋转支架一端设置有用以放置所述转子组件的转子定位块，所述旋转支架另一端与转动盘连接，所述转动盘上的转轴与一转动装置连接。

5.如权利要求4所述的一种电机装配机，其特征在于，所述转动装置包括伺服电机以及与所述伺服电机连接的减速机，所述减速机的输出端通过联轴器与所述转动盘上的转轴连接。

6.如权利要求1所述的一种电机装配机，其特征在于，所述下压机构包括设置在所述机架上的伺服电缸机架以及设置在所述伺服电缸机架上的伺服电缸，所述伺服电缸的活塞杆与后端盖定位压盘连接，所述伺服电缸机架还设置有法兰板和设置在所述法兰板上套有直线导套的直线导轨，所述活塞杆与后端盖定位压盘之间还设置有压力传感器。

7.如权利要求1所述的一种电机装配机，其特征在于，所述顶升机构设置在所述机架下的提升焊接架以及设置在所述提升焊接架上用以将所述转子组件进行上下运动的下顶尖，所述提升焊接架上设置有用以驱动所述下顶尖上下运动的升降装置。

8.如权利要求7所述的一种电机装配机，其特征在于，所述升降装置包括伺服电机和丝杆螺母机构，所述伺服电机驱动所述丝杆螺母机构的螺母转动，进而带动所述丝杆螺母机构的丝杆升降，所述丝杆的顶端与所述下顶尖连接，且所述丝杆与所述让位孔对应。

9.如权利要求8所述的一种电机装配机，其特征在于，所述丝杆螺母机构的螺母与皮带轮同轴连接，所述皮带轮中部留有供所述下顶尖穿过的孔，所述皮带轮与所述伺服电机输出端的小带轮通过皮带连接。

10.如权利要求8所述的一种电机装配机，其特征在于，所述丝杆的底部与连接板固定，所述连接板供至少一带有导套的导杆穿过。