CN110417211A - 定子绕线机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定子绕线机,包括机台、设置在机台上的供线机构和绕线机构;所述绕线机构包括绕线机头、多轴机械手和旋转夹具;所述绕线机头包括穿线柱、摆动座、连接臂和中空安装壳体;所述穿线柱固定在摆动座上,所述摆动座通过转轴装配于中空安装壳体的近端;所述连接臂的一端连接摆动座,其另一端连接绕线升降驱动器。由绝缘物包裹的环状铁芯固定在旋转夹具上,供线机构牵引线材进入绕线柱的穿线孔内,绕线时,由绕线升降驱动器提拉连接臂使得绕线柱翻转90°,再由多轴机械手驱动绕线机头整体移动将穿线孔中引出的线材绕在环状定子铁芯上,实现由多个瓣状分体拼装而成的环状定子铁芯的自动绕线,提高绕线质量和绕线效率。
Description
技术领域
本发明涉及电机定子生产设备技术领域,具体涉及一种定子绕线机。
背景技术
定子是电动机重要组成部分之一,其包括定子铁芯和定子绕组。制备时,瓣状的铁芯依次围合组成环状铁芯,在环状铁芯的上部和下部均组装绝缘物,通过绝缘物隔断铁芯内圈和外圈的导电性,整体形成环状定子铁芯,最后在环状定子铁芯上绕线形成定子绕组。绕线时,以一瓣铁芯为最小单位绕线,线材绕包绝缘物,铁芯被绝缘物包裹;一瓣铁芯绕线结束后进入紧邻的下一瓣铁芯绕线。通常,一根线连续绕两瓣铁芯,结束后剪断线材,线材剪断后的首端进入下一组两瓣铁芯绕线;线材剪断后的尾端固定在各自的绕线柱上。
目前,针对由多个瓣状分体拼装而成的环状铁芯,还没有配套绕线机自动绕线,多由人工绕制,人工绕线效率低,一致性差。
发明内容
本发明实施例提供一种定子绕线机,能够完成由多个瓣状分体拼装而成的环状定子铁芯的自动绕线,提高绕线质量和绕线效率。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种定子绕线机,包括机台、设置在机台上的供线机构和绕线机构;所述绕线机构包括绕线机头、多轴机械手和旋转夹具;需要绕线的环形定子铁芯定位固定在所述旋转夹具上,所述旋转夹具能够绕环形定子铁芯的中心轴旋转;
所述多轴机械手安装在机台上,所述绕线机头安装在多轴机械手上、且向所述环形定子铁芯的中心延伸;所述绕线机头包括穿线柱、摆动座、连接臂和中空安装壳体;所述穿线柱固定在摆动座上,所述摆动座通过转轴装配于中空安装壳体的近端;所述连接臂的一端连接摆动座,其另一端连接绕线升降驱动器,所述绕线升降驱动器设置在多轴机械手上;
所述穿线柱内设有至少一组穿线孔,所述供线机构将线材引入穿线孔内;
初始状态下,所述穿线柱竖直延伸;
绕线准备状态下,所述绕线升降驱动器上升提拉连接臂,带动所述摆动座以转轴为支点逆时针或者顺时针摆动90°,所述穿线柱水平延伸;
绕线状态下,所述穿线柱水平延伸,所述多轴机械手驱动绕线机头移动将从所述穿线孔中引出的线材穿绕在所述环形定子铁芯上。
本发明一个较佳实施例中,进一步包括所述机台上还设有剪线器,所述绕线机构通过剪线器剪断线材;所述剪线器包括动刀、静刀、剪线气缸和剪线升降气缸;所述剪线气缸的缸筒装配在剪线升降气缸的活塞杆上,所述剪线升降气缸的缸筒装配在机台上;所述动刀安装在剪线气缸的活塞杆上,所述静刀通过支撑臂安装在剪线气缸的缸筒上;所述动刀和静刀配合剪断线材。
本发明一个较佳实施例中,进一步包括所述旋转夹具包括旋转台和夹具本体,所述旋转台在伺服电机的驱动下旋转,所述夹具本体装配在旋转台上;所述夹具本体上设有顶部开口的内容腔,所述内容腔的腔壁设有环形凸台,所述环形定子铁芯伸入该内容腔放置在所述环形凸台上。
本发明一个较佳实施例中,进一步包括所述夹具本体上设有一对活动式压紧器,所述一对活动式压紧器以环形定子铁芯的中心轴为中心对称设置,其用于固定放置在环形凸台上的环形定子铁芯;所述活动式压紧器包括底座、连接块、压头和压头启动器,所述底座固定在夹具本体上,所述连接块的中部通过活动轴连接底座,所述连接块的底部通过弹性元件连接底座,所述压头设置在连接块上;所述压头启动器触压连接块的底部时,所述压头释放环形定子铁芯;所述压头启动器释放连接块的底部时,所述压头压紧环形定子铁芯。
本发明一个较佳实施例中,进一步包括所述夹具本体上同轴安装有绕线辅助板,所述绕线辅助板上设有多组绕线柱,所述多组绕线柱环绕绕线辅助板一周间隔均匀设置。
本发明一个较佳实施例中,进一步包括所述多轴机械手包括Z轴移动载台、Y轴移动载台和Z轴移动载台;所述Z轴移动载台设置在第一滑轨上并与第一丝杆组件连接;所述Y轴移动载台设置在第二滑轨上并与第二丝杆组件连接;所述X轴移动载台设置在第三滑轨上并与第三丝杆组件连接;
所述绕线机头安装在Z轴移动载台上;
所述Z轴移动载台安装在Y轴移动载台上;
所述Y轴移动载台安装在X轴移动载台上。
本发明一个较佳实施例中,进一步包括所述穿线柱内并排设有三组穿线孔。
本发明一个较佳实施例中,进一步包括所述供线机构包括供线器,其包括牵引轮、导线轮和张力调节器,所述牵引轮和导线轮上均设有多组线槽;所述牵引轮、导线轮和张力调节器均安装在供线载板上,所述供线载板设置在第一丝杆组件的机架上。
本发明一个较佳实施例中,进一步包括所述供线载板上设有至少两组竖杆,所述两组竖杆上均套设有螺旋弹簧;其中一组竖杆螺旋弹簧的一端连接位于供线载板上的上限位条,该螺旋弹簧的另一端连接套设于竖杆上的第一滑套;其中一组竖杆螺旋弹簧的一端连接位于供线载板上的下限位条,该螺旋弹簧的另一端连接套设于竖杆上的第二滑套;所述第一滑套和第二滑套上均设有张力轮,所述张力轮上设有多组线槽;
所述第一丝杆组件的机架上还设有限位气缸,所述限位气缸用于限制第二滑套沿竖杆向下滑动的位置。
本发明一个较佳实施例中,进一步包括所述供线机构还包括较直器,所述较直器设置在机台上,其包括由夹爪气缸驱动的较直夹头;所述机台上位于较直器的出线端设有清洁块,经过较直器较直后的线材从清洁块中穿出进入供线器。
本发明的有益效果:
本发明实施例的定子绕线机,由绝缘物包裹的环状铁芯固定在旋转夹具上,供线机构牵引线材进入绕线柱的穿线孔内,绕线时,由绕线升降驱动器提拉连接臂使得绕线柱翻转90°,再由多轴机械手驱动绕线机头整体移动将穿线孔中引出的线材绕在环状定子铁芯上,实现由多个瓣状分体拼装而成的环状定子铁芯的自动绕线,提高绕线质量和绕线效率。
附图说明
图1是需要绕线的环状定子铁芯的结构示意图;
图2是本发明实施例中定子绕线机的结构示意图;
图3是本发明实施例中绕线机头的结构示意图;
图4是本发明实施例中旋转夹具的结构示意图;
图5是本发明实施例中剪线器的结构示意图;
图6是本发明实施例中较直器的结构示意图;
图7是本发明实施例中供线器的结构示意图;
图8是本发明实施例中活动式压紧器的结构示意图;
图9是本发明实施例中多轴机械手的结构示意图。
图中标号说明:
1-机台,11-环形定子铁芯,111-绝缘物,112-瓣状铁芯;
2-供线机构,21-牵引轮,22-导线轮,23-线槽,24-供线载板,25-竖杆,26-螺旋弹簧,27-上限位条,28-下限位条,29-第一滑套,30-第二滑套,31-张力轮,32-限位气缸,33-较直器,34-清洁块;
4-绕线机头,41-穿线柱,42-摆动座,43-连接臂,44-中空安装壳体,45-转轴,46-绕线升降驱动器,47-穿线孔;
6-多轴机械手,61-Z轴移动载台,62-第一滑轨,63-第一丝杆组件,64-Y轴移动载台,65-第二滑轨,66-第二丝杆组件,67-X轴移动载台,68-第三滑轨,69-第三丝杆组件;
8-旋转夹具,81-旋转台,82-夹具本体,83-环形凸台,84-底座,85-连接块,851-活动轴,86-压头,87-压头启动器,88-弹性元件,89-绕线辅助板,90-绕线柱;
9-剪线器,91-动刀,92-静刀,93-剪线气缸,94-剪线升降气缸。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例
本实施例公开一种锭子绕线机,完成图1所示环形定子铁芯的自动绕线,参照图1所示,该环形定子铁芯具有由多个瓣状铁芯112依次围合形成的环状铁芯,该环状铁芯的上部和下部均安装绝缘物111,其中,绝缘物111整体注塑成型,其包括多个瓣状结构的绝缘分体,每个绝缘分体分别对应一瓣铁芯,围绕每个绝缘分体缠绕线材形成定子绕组。
参照图2所示,该定子绕线机包括机台1、设置在机台1上的供线机构2、绕线机构和剪线器9。
参照图6所示,上述供线机构包括较直器33和供线器;上述较直器33设置在机台1上,其包括由夹爪气缸驱动的较直夹头,通过较直夹头较直线材;上述机台1上位于较直器33的出线端设有清洁块34,经过较直器33较直后的线材从清洁块34中穿出进入供线器,清洁块34优选使用海绵块,线材穿经海绵块时,灰尘、杂物等被海绵块截流,起到清洁线材的作用。
参照图7所示,上述供线器包括牵引轮21、导线轮22和张力调节器,牵引轮21由电机驱动自转,牵引线材进入绕线机构。上述牵引轮21和导线轮22上均设有多组线槽23,线材在线槽23内移动,对线材形成移动限位,避免线材跳动;上述牵引轮21、导线轮22和张力调节器均安装在供线载板24上,上述供线载板24设置在第一丝杆组件的机架上。
张力调节器用于调整线材移动过程中的张力,其结构如下:参照图7所示,上述供线载板24上设有至少两组竖杆25,上述两组竖杆25上均套设有螺旋弹簧26;其中一组竖杆25螺旋弹簧26的一端连接位于供线载板24上的上限位条27,该螺旋弹簧的另一端连接套设于竖杆上的第一滑套29;其中一组竖杆螺旋弹簧的一端连接位于供线载板24上的下限位条28,该螺旋弹簧的另一端连接套设于竖杆上的第二滑套30;上述第一滑套29和第二滑套30上均设有张力轮31,上述张力轮31上设有多组线槽;
上述第一丝杆组件的机架上还设有限位气缸32,上述限位气缸32用于限制第二滑套30沿竖杆25向下滑动的位置。
清洁块34中穿出的线材通过导引轮22导引至牵引轮21,随后咋通过导引轮导引至设置在第一滑套29上的张力轮31,再绕经设置在第二滑套30上的张力轮,最后引线进入绕线机构。此处,第一滑套29上的张力轮31位于竖杆的下端,第二滑套30上的张力轮31位于竖杆的上端,两个张力轮31一上一下导引线材移动,竖杆上的螺旋弹簧能够调整张力轮在竖直方向的高度,进而调整线材张力。
参照图2所示,上述绕线机构包括绕线机头4、多轴机械手6和旋转夹具8;需要绕线的环形定子铁芯定位固定在上述旋转夹具8上,上述旋转夹具8能够绕环形定子铁芯的中心轴旋转。
具体的,参照图9所示,上述多轴机械手6安装在机台1上,其包括Z轴移动载台61、Y轴移动载台64和Z轴移动载台67;上述Z轴移动载台61设置在第一滑轨62上并与第一丝杆组件63连接;上述Y轴移动载台64设置在第二滑轨65上并与第二丝杆组件66连接;上述X轴移动载台67设置在第三滑轨68上并与第三丝杆组件69连接;
上述绕线机头4安装在Z轴移动载台61上;
上述Z轴移动载台61安装在Y轴移动载台64上;
上述Y轴移动载台64安装在X轴移动载台67上。
本实施例技术方案中,三组丝杆组件(第一丝杆组件63、第二丝杆组件66和第三丝杆组件69)分别驱动安装在Z轴移动载台61上的绕线机头4沿X轴、Y轴、Z轴方向移动,在三组丝杆组件的配合下,绕线机头4能够完成环形移动,将供线机构引出的线材围绕环形定子铁芯绕线。
具体的,上述绕线机头4安装在Z轴移动载台61上、且向上述环形定子铁芯的中心延伸;参照图3所示,上述绕线机头4包括穿线柱41、摆动座42、连接臂43和中空安装壳体44;上述穿线柱41固定在摆动座42上,上述摆动座42通过转轴45装配于中空安装壳体44的近端;上述连接臂43的一端连接摆动座42,其另一端连接绕线升降驱动器46,上述绕线升降驱动器46设置在多轴机械手上;
上述穿线柱41内设有至少一组穿线孔47,位于第二滑套30上的张力轮31将线材引入穿线孔47内;
初始状态下,上述穿线柱41竖直延伸,且位于环形定子铁芯的中心位置竖直延伸;
绕线准备状态下,上述绕线升降驱动器46上升提拉连接臂43,带动上述摆动座42以转轴45为支点逆时针或者顺时针摆动90°,带动穿线柱41水平延伸;
绕线状态下,上述穿线柱41水平延伸,上述多轴机械手驱动绕线机头4移动将从上述穿线孔47中引出的线材穿绕在上述环形定子铁芯11上。其中,在三组丝杆组件的配合下,绕线机头4能够完成环形移动,将从穿线孔47中引出的线材围绕环形定子铁芯绕线。
考虑到本申请需要绕线的环形定子铁芯,由多瓣铁芯拼装而成,常见的有十二瓣围城环形拼装,实际绕线时,以一瓣铁芯为最小单元绕线,一个单元绕线结束后进入下一个单元绕线。为了降低绕线机的复杂度,减小绕线机的体积和设计成本,需要绕线的环形定子铁芯绕线时安装在旋转夹具上,一个单元绕线结束后由旋转夹具带动环形定子铁芯转动一定角度,使得下一个绕线单元转动至当前绕线机头4能够绕线的位置,使得环形定子铁芯全部十二瓣铁芯的绕线过程中,绕线机头4的位置不变,以此来降低绕线机的复杂度,减小绕线机的体积和设计成本。
具体的,参照图4所示,上述旋转夹具8包括旋转台81和夹具本体82,上述旋转台81在伺服电机的驱动下旋转,上述夹具本体81装配在旋转台81上;上述夹具本体81上设有顶部开口的内容腔,上述内容腔的腔壁设有环形凸台83,上述环形定子铁芯伸入该内容腔放置在上述环形凸台83上。
为了夹紧环形定子铁芯,上述夹具本体82上设有一对活动式压紧器,上述一对活动式压紧器以环形定子铁芯的中心轴为中心对称设置,其用于固定放置在环形凸台上的环形定子铁芯;参照图8所示,上述活动式压紧器包括底座84、连接块85、压头86和压头启动器87,上述底座84固定在夹具本体82上,上述连接块85的中部通过活动轴851连接底座84,上述连接块85的底部通过弹性元件88连接底座,上述压头86设置在连接块85上;上述压头启动器87触压连接块85的底部时,上述压头86释放环形定子铁芯;上述压头启动器87释放连接块85的底部时,上述压头86压紧环形定子铁芯。本实施例技术方案中,压头启动器87优选使用气缸。
考虑到本申请需要绕线的环形定子铁芯,由多瓣铁芯拼装而成,常见的有十二瓣围城环形拼装,实际绕线时,以一瓣铁芯为最小单元绕线,一个单元绕线结束后进入下一个单元绕线。通常,一根线连续绕相邻的两个单元(此处记为一组),一组绕线结束后由剪线器剪断线材,线材剪断后的线首进入下一组绕线。
参照图5所示,上述剪线器9设置机台1上,其包括动刀91、静刀92、剪线气缸93和剪线升降气缸94;上述剪线气缸93的缸筒装配在剪线升降气缸94的活塞杆上,上述剪线升降气缸94的缸筒装配在机台1上;上述动刀91安装在剪线气缸93的活塞杆上,上述静刀92通过支撑臂安装在剪线气缸93的缸筒上;上述动刀91和静刀92配合剪断线材。剪线时,线材位于动刀91和静刀92之间,首先启动剪线升降气缸94上升,带动线材进入动刀91和静刀92的根部,随后驱动剪线气缸93进程,带动动刀91向静刀92方向进一步移动,由动刀和静刀配合剪断线材。以上剪线升降气缸94的设置,能够确保动刀和静刀配合剪断线材时,线材位于动刀和静刀的根部,确保一次剪断。
上述夹具本体82上同轴安装有绕线辅助板89,上述绕线辅助板89上设有多组绕线柱90,上述多组绕线柱90环绕绕线辅助板89一周间隔均匀设置。一组绕线结束后由剪线器剪断线材,线材剪断后的线首进入下一组绕线,线材剪断后的所有线尾固定在各自的绕线柱90上,避免剪断后的线材尾端打结。
为了进一步提高绕线效率,上述穿线柱41内并排设有三组穿线孔47。绕线机头4一次完成三瓣铁芯的绕线。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种定子绕线机,其特征在于:包括机台、设置在机台上的供线机构和绕线机构;所述绕线机构包括绕线机头、多轴机械手和旋转夹具;需要绕线的环形定子铁芯定位固定在所述旋转夹具上,所述旋转夹具能够绕环形定子铁芯的中心轴旋转;
所述多轴机械手安装在机台上,所述绕线机头安装在多轴机械手上、且向所述环形定子铁芯的中心延伸;所述绕线机头包括穿线柱、摆动座、连接臂和中空安装壳体;所述穿线柱固定在摆动座上,所述摆动座通过转轴装配于中空安装壳体的近端;所述连接臂的一端连接摆动座,其另一端连接绕线升降驱动器,所述绕线升降驱动器设置在多轴机械手上;
所述穿线柱内设有至少一组穿线孔,所述供线机构将线材引入穿线孔内;
初始状态下,所述穿线柱竖直延伸;
绕线准备状态下,所述绕线升降驱动器上升提拉连接臂,带动所述摆动座以转轴为支点逆时针或者顺时针摆动90°,所述穿线柱水平延伸;
绕线状态下,所述穿线柱水平延伸,所述多轴机械手驱动绕线机头移动将从所述穿线孔中引出的线材穿绕在所述环形定子铁芯上。
2.如权利要求1所述的定子绕线机,其特征在于:所述机台上还设有剪线器,所述绕线机构通过剪线器剪断线材;所述剪线器包括动刀、静刀、剪线气缸和剪线升降气缸;所述剪线气缸的缸筒装配在剪线升降气缸的活塞杆上,所述剪线升降气缸的缸筒装配在机台上;所述动刀安装在剪线气缸的活塞杆上,所述静刀通过支撑臂安装在剪线气缸的缸筒上;所述动刀和静刀配合剪断线材。
3.如权利要求1所述的定子绕线机,其特征在于:所述旋转夹具包括旋转台和夹具本体,所述旋转台在伺服电机的驱动下旋转,所述夹具本体装配在旋转台上;所述夹具本体上设有顶部开口的内容腔,所述内容腔的腔壁设有环形凸台,所述环形定子铁芯伸入该内容腔放置在所述环形凸台上。
4.如权利要求3所述的定子绕线机,其特征在于:所述夹具本体上设有一对活动式压紧器,所述一对活动式压紧器以环形定子铁芯的中心轴为中心对称设置,其用于固定放置在环形凸台上的环形定子铁芯;所述活动式压紧器包括底座、连接块、压头和压头启动器,所述底座固定在夹具本体上,所述连接块的中部通过活动轴连接底座,所述连接块的底部通过弹性元件连接底座,所述压头设置在连接块上;所述压头启动器触压连接块的底部时,所述压头释放环形定子铁芯;所述压头启动器释放连接块的底部时,所述压头压紧环形定子铁芯。
5.如权利要求3所述的定子绕线机,其特征在于:所述夹具本体上同轴安装有绕线辅助板,所述绕线辅助板上设有多组绕线柱,所述多组绕线柱环绕绕线辅助板一周间隔均匀设置。
6.如权利要求1所述的定子绕线机,其特征在于:所述多轴机械手包括Z轴移动载台、Y轴移动载台和Z轴移动载台;所述Z轴移动载台设置在第一滑轨上并与第一丝杆组件连接;所述Y轴移动载台设置在第二滑轨上并与第二丝杆组件连接;所述X轴移动载台设置在第三滑轨上并与第三丝杆组件连接;
所述绕线机头安装在Z轴移动载台上;
所述Z轴移动载台安装在Y轴移动载台上;
所述Y轴移动载台安装在X轴移动载台上。
7.如权利要求1所述的定子绕线机,其特征在于:所述穿线柱内并排设有三组穿线孔。
8.如权利要求1所述的定子绕线机,其特征在于:所述供线机构包括供线器,其包括牵引轮、导线轮和张力调节器,所述牵引轮和导线轮上均设有多组线槽;所述牵引轮、导线轮和张力调节器均安装在供线载板上,所述供线载板设置在第一丝杆组件的机架上。
9.如权利要求8所述的定子绕线机,其特征在于:所述供线载板上设有至少两组竖杆,所述两组竖杆上均套设有螺旋弹簧;其中一组竖杆螺旋弹簧的一端连接位于供线载板上的上限位条,该螺旋弹簧的另一端连接套设于竖杆上的第一滑套;其中一组竖杆螺旋弹簧的一端连接位于供线载板上的下限位条,该螺旋弹簧的另一端连接套设于竖杆上的第二滑套;所述第一滑套和第二滑套上均设有张力轮,所述张力轮上设有多组线槽;
所述第一丝杆组件的机架上还设有限位气缸,所述限位气缸用于限制第二滑套沿竖杆向下滑动的位置。
10.如权利要求8所述的定子绕线机,其特征在于:所述供线机构还包括较直器,所述较直器设置在机台上,其包括由夹爪气缸驱动的较直夹头;所述机台上位于较直器的出线端设有清洁块,经过较直器较直后的线材从清洁块中穿出进入供线器。
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