CN110091068A - 用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置及方法，用于自动完成转子两面不平衡当量的去除，所述的装置包括自动对位系统，第一工作台面、龙门机构、Y轴微调平台、激光光路及激光出射头、Z轴运动模组、X轴运动模组、控制PC和抽风装置；所述的控制PC根据转子动平衡测试完成后所提供的不平衡数据发送指令给自动对位系统和激光出射头，所述的抽风装置用于将去重所造成的气化配重金属材料及时抽出。与现有技术相比，本发明具有装夹简单，加工快捷，精度易于控制等优点。

Description

用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置及方法

技术领域

本发明涉及电机转子去重领域，尤其是涉及一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置及方法。

背景技术

在高速微型永磁体转子电机中，转子的动平衡起着至关重要的作用，电机中的各种转子，由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差，甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素，使得转子在旋转时，其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消，离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上，引起振动，产生了噪音，加速轴承磨损，缩短了机械寿命，严重时能造成破坏性事故。如图2所示，21为转轴，22为前配重块，23为永磁体，24为后配重块。而对于这类微小转子，其主体大部分为永磁体，且这些永磁体在去重过程中不能被装夹，故对于拥有前后配重块的转子，在前配重块去重时装夹后配重块一侧，在后配重块去重时装夹前配重块一侧，需要分两步进行装夹。

对于此类转子，现有的动平衡校正方法通常使用动平衡机进行检查，通过转子上的色标圆周起点对不平衡半径角度位置进行标记，用铣钻削、磨削、刨削的方式在不平衡半径角度位置进行去重。铣钻削、磨削、刨削因刀具的高速旋转和加工应力需要将被加工件装夹牢靠造成装夹难、刀具自身重复使用后磨损造成编程控制刀补难、刀具正在加工时的位置进给控制难、两面去重加工的定位难、刀具接触到加工部位的起始位置控制难故在去重完成后需重新进行动平衡检测，然后再次做当量去重，一直在这两步骤重复，直至动平衡检测合格。效率较低，成本高昂。

经过检索，中国专利公开号为CN104578626B公开了一种电机转子自动去重平衡机的切削机构，包括夹持内套、内套固定杆、外套、外套推动杆、推动活塞缸；夹持内套前端成倒锥形，中间端水平，末端具有一个卡槽，上述前端和中间端都具有至少两个直线形的缺口；内套固定杆前端具有与夹持内套末端卡槽对应的凸起端，内套固定杆末端具有固定螺纹，该固定螺纹固定在推动活塞缸的外部上；外套套在夹持内套外面，该外套固定在外套推动杆上，上述外套推动杆则与推动活塞缸中的活塞连接在一起。同时配有固定滑动座的移动机构和左右两端各配置一把切刀，从而使该发明可解决如何对不同铁芯厚度的电机转子进行精确抓取和实现精确切削的技术问题。但该发明还是使用切刀进行转子去重，存在着刀具自身重复使用后磨损造成编程控制刀补难、刀具正在加工时的位置进给控制难、两面去重加工的定位难、刀具接触到加工部位的起始位置控制难故在去重完成后需重新进行动平衡检测等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置及方法，使高速微型电机的转子在动平衡测试后的去重过程变得简单快捷高精度，使其从动平衡机检测完成后一次装夹即可完成两端配重块的去重工作。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，用于自动完成转子两面不平衡当量的去除，所述的装置包括自动对位系统、第一工作台面、龙门机构、Y轴微调平台、激光光路及激光出射头、Z轴运动模组、X轴运动模组、控制PC和抽风装置；

所述的龙门机构、Y轴微调平台和抽风装置设于第一工作台面上，所述的自动对位系统设于Y轴微调平台上，所述的自动对位系统夹持电机转子并自动对位，所述的自动对位系统通过Y轴微调平台可沿Y轴方向移动位置，所述的激光出射头通过Z轴运动模组和X轴运动模组分别安装于龙门机构上，所述的Z轴运动模组和X轴运动模组可分别带动激光出射头沿Z轴和X轴方向移动位置，所述的控制PC根据转子动平衡测试完成后所提供的不平衡数据发送指令给自动对位系统和激光出射头，所述的抽风装置用于将去重所造成的气化配重金属材料及时抽出。

优选地，所述的自动对位系统包括第二工作台面、颜色识别器、旋转夹具和位置控制电机，所述的第二工作台面设于Y轴微调平台上，所述的颜色识别器、旋转夹具和位置控制电机分别设于第二工作台面上，所述的旋转夹具一端夹紧转子，另一端连接位置控制电机，所述的旋转夹具通过位置控制电机驱动旋转，所述的颜色识别器安装于旋转夹具装夹转子的对称端，所述的颜色识别器的感应光路始终竖直于转子去重的加工部位以及用于动平衡测试所标示的圆周起点。

优选地，所述的旋转夹具为可360度精确旋转并可快速换料，且切换便捷的夹具，用于适应不同规格转子。

优选地，所述的控制PC根据转子动平衡测试完成后所提供的半径角度以及该半径角度对应的不平衡当量，控制位置控制电机带动旋转夹具旋转至对应的半径角度，所述的控制PC根据不平衡当量调整激光烧灼参数，控制激光出射头进行激光烧灼去重。

优选地，所述的装置还包括打标工作台，所述的打标工作台设于第一工作台面上，所述的装置还具有激光打标的功能。

优选地，所述的装置还包括设于第一工作台面上的人机界面，该人机界面包括显示器、键盘和鼠标。

优选地，所述的装置还包括系统电控柜，所述的系统电控柜设在第一工作台面下方，所述的控制PC设在系统电控柜内。

优选地，所述的第一工作平台为使用大理石材质制作而成的工作平台。

一种采用所述的用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置的方法，包括以下步骤：

(1)将转子于动平衡机上进行动平衡检测，在检测前在转子上做好色标，用于动平衡机进行圆周起始点的建立以及不平衡半径角度的建立，动平衡检测完成后将测试数据反馈至控制PC；

(2)将动平衡检测不合格的转子装夹至所述的装置的旋转夹具上，装夹位置为转子转轴；所述的控制PC给位置控制电机发旋转指令，当位置控制电机缓慢旋转将人工标示的圆周起始点垂直于颜色识别器时，位置控制电机断电自锁在当前位置，当前位置即是动平衡测试时转子的圆周起始位置；

(3)所述的控制PC根据转子动平衡测试完成后所提供的半径角度以及该半径角度对应的不平衡当量，控制位置控制电机带动旋转夹具旋转至对应的半径角度，此时该半径角度垂直于激光出射头出射头，控制PC根据不平衡当量调整激光烧灼参数在转子配重块上烧灼去重；

(4)一侧配重块烧灼去重完成后，旋转夹具转至另一侧配重块所需去重的半径角度，所述的X轴运动模组带动激光出射头出射头横移到另一侧的转子配重块的垂直正上方，控制PC根据不平衡当量调整激光烧灼参数再次进行激光烧灼去重；

(5)在激光对配重块进行烧灼去重的过程中，抽风装置将高温烧灼所造成的气化配重金属材料及粉尘及时抽出；

(6)在两端配重块去重完成后取下转子重复动平衡测试，重复以上过程直至动平衡检测合格。

一种采用所述的用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置的方法，包括以下步骤：

(1)所述的控制PC根据用户需要切换激光打标功能；

(2)所述的X轴运动模组带动激光出射头出射头横移到另一侧打标工作台的垂直正上方；

(3)所述的激光出射头完成打标工作。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、传统去重方式对于一些微型转子去重由于配重块体积太小传统的铣钻削、磨削、刨削无处下刀，对于市面上主流的全自动动平衡测试及去重装置的装夹难、刀具磨损编程控制刀补难、刀具正在加工时的位置进给控制难、两面去重加工的定位难、刀具接触到加工部位的起始位置控制难以及高昂的去重机构成本。本发明通过精妙但是简单的自动对位系统及高精度的激光器，实现了装夹简单，加工快捷，精度易于控制，去除材料没有粉尘污染的高实用性新型去重方式。

2、传统的去重方式避免不了粉尘，而本发明的激光去重，只需抽风就可将高温烧灼所造成的气化配重金属材料及时抽出，即可保证操作员的安全健康。

3、对于一些永磁体转子，永磁体本身是不能用来装夹定位，此类转子在使用普通激光去重装置进行去重时，由于装夹位置的限制，主要是指无法装夹在永磁体转子本体中间，所以在一端配重块去重完成后无法立即对另一端配重块进行去重，需重新装夹后才能进行去重。而本发明开创性的将装夹定位在转子转轴上，通过自动对位系统的旋转将两面需要去重的的半径角度对准在激光出射头下，再通过X 轴运动模组2的横移，一次装夹即可完成两端的去重。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为微型无齿槽电机中的转子结构示意图；

图3为本发明装置中的自动对位系统结构示意图；

图4为本发明装置中的控制PC接收处理动平衡机检测数据的示意图。

其中1为Z轴运动模组，2为抽风装置，3为自动对位系统，4为系统电控柜及主机，5为打标工作台，6为X轴运动模组，7为Y轴微调平台，8为第一工作台面，9为激光出射头，10为人机界面，11为龙门机构，21为转轴，22为前配重块，23为永磁体，24为后配重块，31为位置控制电机，32为第二工作台面，33 为旋转夹具，34为颜色识别器，41为控制PC，12为动平衡机，42为动平衡机检测出的不平衡半径角度以及该半径角度对应的不平衡当量。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，用于自动完成转子两面不平衡当量的去除，所述的装置包括自动对位系统3、第一工作台面8、龙门机构11、Y轴微调平台7、人机界面10、激光光路及激光出射头9、Z轴运动模组1、X轴运动模组6、系统电控柜、控制PC41和抽风装置2。

所述的龙门机构11、Y轴微调平台7、人机界面10和抽风装置2设于第一工作台面8上，所述的自动对位系统3设于Y轴微调平台7上，所述的自动对位系统3夹持转子2并自动对位，所述的自动对位系统3通过Y轴微调平台7可沿Y 轴方向移动位置，所述的激光出射头9通过Z轴运动模组1和X轴运动模组6安装于龙门机构11上，所述的Z轴运动模组1和X轴运动模组6可分别带动激光出射头9沿Z轴和X轴方向移动位置，所述的第一工作台面8下设有系统电控柜，所述的系统电控柜内设有控制PC41，所述的控制PC41根据转子动平衡测试完成后所提供的不平衡数据发送指令给自动对位系统3和激光出射头9，所述的抽风装置用于将去重所造成的气化配重金属材料及时抽出。

如图3所示，所述的自动对位系统3包括第二工作台面32、颜色识别器34、旋转夹具33和位置控制电机31，所述的第二工作台面32设于Y轴微调平台7上，所述的颜色识别器34、旋转夹具33和位置控制电机31设于第二工作台面32上，所述的旋转夹具33一端夹紧转子2，另一端连接位置控制电机31，所述的旋转夹具33通过位置控制电机31驱动旋转，所述的颜色识别器34安装于旋转夹具33 夹有转子2的一端，所述的颜色识别器34的感应光路始终垂直于转子2去重的加工部位以及用于动平衡测试所标示的圆周起点。

所述的旋转夹具33可360度精确旋转，并可快速换料，且可简单切换适应不同规格转子。

如图4所示，所述的控制PC41根据转子动平衡测试完成后所提供的半径角度以及该半径角度对应的不平衡当量42，指令位置控制电机31带动旋转夹具33旋转至对应的半径角度，所述的控制PC41根据不平衡当量42调整激光烧灼参数，控制激光出射头9进行激光烧灼去重。

如图1所示，所述的装置还包括打标工作台5，所述的打标工作台5设于第一工作台面8上，所述的装置还具有激光打标的功能。所述的人机界面10包括显示器、键盘和鼠标。所述的第一工作平台8为使用大理石材质制作而成的工作平台。

如图1-4所示，一种电机转子动平衡后激光自动去重的方法，包括以下步骤：

(1)将转子2于动平衡机12上进行动平衡检测，在检测前在转子2上做好色标，以便于动平衡机12进行圆周起始点的建立以及不平衡半径角度的建立，动平衡检测完成后将测试数据反馈至控制PC41。

(2)将动平衡检测不合格的转子2装夹至本装置的旋转夹具33上，装夹位置为转子2转轴21。本装置的控制PC41给位置控制电机31发旋转指令，当位置控制电机31缓慢旋转将人工标示的圆周起始点垂直于颜色识别器34时，位置控制电机31断电自锁在当前位置，当前位置即是动平衡测试时转子2的圆周起始位置。

(3)本装置的控制PC41根据转子2动平衡测试完成后所提供的半径角度以及该半径角度对应的不平衡当量42，指令位置控制电机31带动旋转夹具33旋转至对应的半径角度，此时该半径角度垂直于激光出射头9，控制PC41根据不平衡当量调整激光烧灼参数在转子2配重块22上烧灼去重。

(4)一侧配重块22烧灼去重完成后，旋转夹具33转至另一侧配重块24所需去重的半径角度，本装置的X轴运动模组6带动激光出射头9横移到另一侧的转子2配重块24的垂直正上方，控制PC41根据不平衡当量42调整激光烧灼参数再次进行激光烧灼去重。

(5)在激光对配重块22和24进行烧灼去重的过程中，抽风装置会将高温烧灼所造成的气化配重金属材料及粉尘及时抽出。

(6)在两端配重块22和24去重完成后取下转子2重复动平衡测试，重复以上过程直至动平衡检测合格。

实施例2

一种电机转子激光打标的方法，包括以下步骤：

(1)所述的控制PC41根据用户需要切换激光打标功能；

(2)所述的X轴运动模组6带动激光出射头9横移到另一侧打标工作台5的垂直正上方；

(3)所述的激光出射头9完成打标工作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，用于自动完成转子两面不平衡当量的去除，其特征在于：所述的装置包括自动对位系统、第一工作台面、龙门机构、Y轴微调平台、激光光路及激光出射头、Z轴运动模组、X轴运动模组、控制PC和抽风装置；

所述的龙门机构、Y轴微调平台和抽风装置设于第一工作台面上，所述的自动对位系统设于Y轴微调平台上，所述的自动对位系统夹持电机转子并自动对位，所述的自动对位系统通过Y轴微调平台可沿Y轴方向移动位置，所述的激光出射头通过Z轴运动模组和X轴运动模组分别安装于龙门机构上，所述的Z轴运动模组和X轴运动模组可分别带动激光出射头沿Z轴和X轴方向移动位置，所述的控制PC根据转子动平衡测试完成后所提供的不平衡数据发送指令给自动对位系统和激光出射头，所述的抽风装置用于将去重所造成的气化配重金属材料及时抽出。

2.根据权利要求1所述的一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，其特征在于：所述的自动对位系统包括第二工作台面、颜色识别器、旋转夹具和位置控制电机，所述的第二工作台面设于Y轴微调平台上，所述的颜色识别器、旋转夹具和位置控制电机分别设于第二工作台面上，所述的旋转夹具一端夹紧转子，另一端连接位置控制电机，所述的旋转夹具通过位置控制电机驱动旋转，所述的颜色识别器安装于旋转夹具装夹转子的对称端，所述的颜色识别器的感应光路始终竖直于转子去重的加工部位以及用于动平衡测试所标示的圆周起点。

3.根据权利要求2所述的一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，其特征在于：所述的旋转夹具为可360度精确旋转并可快速换料，且切换便捷的夹具，用于适应不同规格转子。

4.根据权利要求2所述的一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，其特征在于：所述的控制PC根据转子动平衡测试完成后所提供的半径角度以及该半径角度对应的不平衡当量，控制位置控制电机带动旋转夹具旋转至对应的半径角度，所述的控制PC根据不平衡当量调整激光烧灼参数，控制激光出射头进行激光烧灼去重。

5.根据权利要求1所述的一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，其特征在于：所述的装置还包括打标工作台，所述的打标工作台设于第一工作台面上，所述的装置还具有激光打标的功能。

6.根据权利要求1所述的一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，其特征在于：所述的装置还包括设于第一工作台面上的人机界面，该人机界面包括显示器、键盘和鼠标。

7.根据权利要求1所述的一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，其特征在于：所述的装置还包括系统电控柜，所述的系统电控柜设在第一工作台面下方，所述的控制PC设在系统电控柜内。

8.根据权利要求1所述的一种用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置，其特征在于：所述的第一工作平台为使用大理石材质制作而成的工作平台。

9.一种采用权利要求2所述的用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将转子于动平衡机上进行动平衡检测，在检测前在转子上做好色标，用于动平衡机进行圆周起始点的建立以及不平衡半径角度的建立，动平衡检测完成后将测试数据反馈至控制PC；

(2)将动平衡检测不合格的转子装夹至所述的装置的旋转夹具上，装夹位置为转子转轴；所述的控制PC给位置控制电机发旋转指令，当位置控制电机缓慢旋转将人工标示的圆周起始点垂直于颜色识别器时，位置控制电机断电自锁在当前位置，当前位置即是动平衡测试时转子的圆周起始位置；

(3)所述的控制PC根据转子动平衡测试完成后所提供的半径角度以及该半径角度对应的不平衡当量，控制位置控制电机带动旋转夹具旋转至对应的半径角度，此时该半径角度垂直于激光出射头出射头，控制PC根据不平衡当量调整激光烧灼参数在转子配重块上烧灼去重；

(4)一侧配重块烧灼去重完成后，旋转夹具转至另一侧配重块所需去重的半径角度，所述的X轴运动模组带动激光出射头出射头横移到另一侧的转子配重块的垂直正上方，控制PC根据不平衡当量调整激光烧灼参数再次进行激光烧灼去重；

(5)在激光对配重块进行烧灼去重的过程中，抽风装置将高温烧灼所造成的气化配重金属材料及粉尘及时抽出；

(6)在两端配重块去重完成后取下转子重复动平衡测试，重复以上过程直至动平衡检测合格。

10.一种采用权利要求5所述的用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述的控制PC根据用户需要切换激光打标功能；

(2)所述的X轴运动模组带动激光出射头出射头横移到另一侧打标工作台的垂直正上方；

(3)所述的激光出射头完成打标工作。