CN111203702B - 一种转子卧式自动化压装装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子卧式自动化压装装置及其控制方法，其技术方案要点是包括压装装置和液压系统，所述压装装置包括机架和依次设置于机架上的第一液压缸、第一放置轨道、第二放置轨道和第二液压缸；第一液压缸，用于沿水平方向将转子固定于第一放置轨道上；第一放置轨道，用于放置转子；第二放置轨道，用于放置转子轴；第二液压缸，用于沿第二放置轨道的水平方向将待装配的转子轴压入转子中；第一液压缸和第二液压缸均由液压系统供油控制，第一放置轨道和第二放置轨道的径向截面均为V型结构，第一放置轨道上靠近第二放置轨道的一端设有挡料块，挡料块上设有与第二放置轨道连通的槽孔，本发明适用于转子安装生产技术领域。

Description

一种转子卧式自动化压装装置及其控制方法

技术领域

本发明属于转子安装生产技术领域，特指一种转子卧式自动化压装装置。

背景技术

在电机转子生产加工过程中，向转子内装入转子轴是必不可少的工序，传统的加工方法一般是采用上下驱动的方式来进行压装，先将转子铁芯放置于工作台上，然后将转轴嵌入到转子铁芯上，最后由上方的动力装置驱动与其相连的压杆下移，进行压装；但采用上述方式时具有很多缺点：比如由于转子及转子轴具有较高的高度，为了方便将转子和转子轴放置于工作台上，上方压杆与工作台之间的需要预留较大高度，因此上方压杆的设计行程会很长，导致压装时上方压杆的空行程较多，压装效率不高；此外尤为重要的是采用立式压装结构，对于大重量的转子及转子轴上下料搬运也极为不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种转子卧式自动化压装装置，具有压装效率高、压装效果好的特点。

本发明的目的是这样实现的：一种转子卧式自动化压装装置，其特征在于：包括压装装置和液压系统，所述压装装置包括机架和依次设置于机架上的第一液压缸、第一放置轨道、第二放置轨道和第二液压缸；

第一液压缸，用于沿水平方向将转子固定于第一放置轨道上；

第一放置轨道，用于放置转子；

第二放置轨道，用于放置转子轴；

第二液压缸，用于沿第二放置轨道的水平方向将待装配的转子轴压入转子中；

第一液压缸和第二液压缸均由液压系统供油控制，第一放置轨道和第二放置轨道的径向截面均为V型结构，第一放置轨道上靠近第二放置轨道的一端设有挡料块，挡料块上设有与第二放置轨道连通的槽孔。

本发明进一步设置为：所述液压系统包括供油管路、回油管路、第一Y型三位四通阀、第二Y型三位四通阀和液控单向阀，第一Y型三位四通阀包括第一进油口P、第一工作油口Y、第一工作油口B和第一回油口T，第一液压缸包括第一有杆腔和第一无杆腔，第一无杆腔和第一工作油口A之间通过设有第一油路连通，第一有杆腔和第一工作油口B之间通过设有第二油路连通，第二Y型三位四通阀包括第二进油口P、第二工作油口A、第二工作油口B和第二回油口T，第二液压缸包括第二有杆腔和第二无杆腔，第二有杆腔和第二工作油口A之间通过设有第三油路连通，第二无杆腔和第二工作油口B之间通过设有第四油路连通，第四油路上并联有节流阀和通断阀，供油管路和回油管路均通过第一Y型三位四通阀与第一液压缸连通，且供油管路和回油管路均通过第二Y型三位四通阀与第二液压缸连通，第三油路和第四油路之间还设有滑阀，滑阀的出油端与第一无杆腔的进油端之间还设有单向阀。

本发明进一步设置为：所述第一液压缸的活塞杆端部设有用于与转子轴向抵触的导套，第二液压缸的活塞杆端部设有用于与转子轴轴向抵触的导柱，导柱上与转子轴相抵触的一端设有第一压力传感器，导套内设有用于检测转子轴是否压装到位的第二压力传感器。

本发明进一步设置为：所述第一放置轨道上设有用于检测转子是否存在的第一光电传感器，第二放置轨道上设有用于检测转子轴是否存在的第二光电传感器。

本发明进一步设置为：所述液压系统还包括PLC控制单元，第一Y型三位四通阀、第二Y型三位四通阀、通断阀和滑阀均由PLC控制单元控制，第一光电传感器、第二光电传感器、第一压力传感器和第二压力传感器均与PLC控制单元电连接。

本发明进一步设置为：所述第一放置轨道和第二放置轨道的内表面上均设有陶瓷涂层。

一种转子卧式自动化压装装置的控制方法，包括以下步骤：

一、放料：将转子和转子轴分别放置于第一放置轨道和第二放置轨道上；

二、第一液压缸顶出：当第一光电传感器和第二光电传感器分别检测到转子和转子轴到位时，反馈信号至PLC控制单元，第二Y型三位四通阀处于中位，第一Y型三位四通阀切换到左位，供油管路内液压油由第一工作油口A进入第一无杆腔，导套轴向顶紧转子；

三、第二液压缸快速顶出：当压套轴向顶紧转子时，第一Y型三位四通阀且切换到中位，第二Y型三位四通阀切换至右位，通断阀切换到通路状态，供油管路内液压油由第二工作油口B进入第二无杆腔，导柱快速顶向转子轴；

四、第二液压缸慢速顶出：当第一压力传感器检测到压力时，即导柱与转子轴抵触时，通断阀切换到断路状态，供油管路内液压油由第二工作油口B经节流阀进入第二无杆腔，导柱带动转子轴慢速顶向转子，同时滑阀与第四油路连通，其中部分液压油由第二工作油口B经滑阀、单向阀进入第一无杆腔内，对第一无杆腔进行补压；

五、第二液压缸快速回退：当第一压力传感器检测到的压力值持续增加且超过预设值时，或者第二压力传感器检测到压力时，第二Y型三位四通阀切换至左位，通断阀切换到通路状态，滑阀切换到关闭状态，供油管路内的液压油由第二工作油口A进入第二有杆腔内，第二无杆腔内的液压油经通断阀并由第二工作油口B及第二回油口T返回回油管路，实现导柱快速回退复位；

六、第一液压缸回退：当第一压力传感器检测到的压力消失时，第一Y型三位四通阀切换至右位，供油管路内液压油由第一工作油口B进入第一有杆腔内，第一无杆腔内的液压油由第一工作油口A及第一回油口T返回回油管路，实现导套快速回退复位；

七、重复步骤一至步骤六。

通过采用上述技术方案，整体采用卧式压装结构，且装置上方为开放式结构，空间较大，可以安装额外的机械手实现自动上下料，且整台装置由液压系统控制，能够实现压装时的快进、慢进和快退，效率高，可控性好。

附图说明

图1是本发明中压装装置的俯视结构示意图；

图2是本发明中液压系统的结构示意图；

图中附图标记为：1、机架；2、第一液压缸；3、第一放置轨道；4、第二放置轨道；5、第二液压缸；6、挡料块；7、槽孔；8、供油管路；9、回油管路；10、第一Y型三位四通阀；11、第二Y型三位四通阀；12、液控单向阀；13、第一有杆腔；14、第一无杆腔；15、第一油路；16、第二油路；17、第二有杆腔；18、第二无杆腔；19、第三油路；20、第四油路；21、节流阀；22、通断阀；23、滑阀；24、单向阀；25、导套；26、导柱；27、第一压力传感器；28、第二压力传感器；29、第一光电传感器；30、第二光电传感器；31、转子；32、转子轴。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-2：

一种转子卧式自动化压装装置，其特征在于：

包括压装装置和液压系统，所述压装装置包括机架1和依次设置于机架1上的第一液压缸2、第一放置轨道3、第二放置轨道4和第二液压缸5；

第一液压缸2，用于沿水平方向将转子31固定于第一放置轨道3上；

第一放置轨道3，用于放置转子31；

第二放置轨道4，用于放置转子轴32；

第二液压缸5，用于沿第二放置轨道4的水平方向将待装配的转子轴32压入转子31中；

第一液压缸2和第二液压缸5均由液压系统供油控制，第一放置轨道3和第二放置轨道4的径向截面均为V型结构，第一放置轨道3上靠近第二放置轨道4的一端设有挡料块6，挡料块6上设有与第二放置轨道4连通的槽孔7。

由于第一放置轨道3和第二放置轨道4的径向截面均为V型结构，而转子轴32和转子31均为柱型件，因此转子轴32和转子31放置于第一放置轨道3和第二放置轨道4时，具有自动定心的作用，而第一放置轨道3和第二放置轨道4的高度需要根据转子轴32及转子31的执行预先调节，使其能够位于同一轴心线上；本装置采用卧式结构，装置方法为开放式结构，可操作空间较大，可以根据实际需要安装机械手进行自动上下料。

所述液压系统包括供油管路8、回油管路9、第一Y型三位四通阀10、第二Y型三位四通阀11和液控单向阀12，第一Y型三位四通阀10包括第一进油口P、第一工作油口Y、第一工作油口B和第一回油口T，第一液压缸2包括第一有杆腔13和第一无杆腔14，第一无杆腔14和第一工作油口A之间通过设有第一油路15连通，第一有杆腔13和第一工作油口B之间通过设有第二油路16连通，第二Y型三位四通阀11包括第二进油口P、第二工作油口A、第二工作油口B和第二回油口T，第二液压缸5包括第二有杆腔17和第二无杆腔18，第二有杆腔17和第二工作油口A之间通过设有第三油路19连通，第二无杆腔18和第二工作油口B之间通过设有第四油路20连通，第四油路20上并联有节流阀21和通断阀22，供油管路8和回油管路9均通过第一Y型三位四通阀10与第一液压缸2连通，且供油管路8和回油管路9均通过第二Y型三位四通阀11与第二液压缸5连通，第三油路19和第四油路20之间还设有滑阀23，滑阀23的出油端与第一无杆腔14的进油端之间还设有单向阀24。

通过对第一Y 型三位四通阀、第二Y 型三位四通阀、液控单向阀12、节流阀21和通断阀22的调节，实现第一液压缸2的顶出和回退，实现第二液压缸5的快速顶出、慢速顶出和快速回退；通过滑阀23和单向阀24的调节，使得在第二液压缸5的慢压过程中，可以对第一液压缸2进行补压，确保第二液压缸5在压装的同时，第一液压缸2能对转子31产生轴向顶紧力,可以提高装配精度；若采用现有的液压驱动系统控制，只能实现单一的慢速顶出或快速顶出，无法调节，由于压杆的升降行程较长，单一采用慢速顶出，会延缓压装速度，若采用单一的快速顶出，则瞬间冲击力较大，当转子轴32与转子31的安装位置有偏差时，极易产生卡滞现象，若继续持续加压受力，转子31、转子轴32、第一液压缸2和第二液压缸5均容易造成损坏。

所述第一液压缸2的活塞杆端部设有用于与转子轴32向抵触的导套25，第二液压缸5的活塞杆端部设有用于与转子轴32轴向抵触的导柱26，导柱26上与转子轴32相抵触的一端设有第一压力传感器27，导套25内设有用于检测转子轴32是否压装到位的第二压力传感器28。

导套25可以与第一液压缸2的活塞杆端部通过螺纹连接，导柱26可以与第二液压缸5的活塞杆端部通过螺纹连接，导套25用于与转子31适配抵触，导柱26用于与转子轴32适配抵触；第一压力传感器27用于检测导柱26与转子轴32抵触时及压装过程中的压力变化，并反馈至PLC控制单元，第二压力传感器28用于检测转子轴32是否安装到位，当安装到位时，转子轴32的端部伸入于导套25内，并与导套25内的第二压力传感器28抵触，使得第二压力传感器28检测到压力；通过导套25的设置，可以限制转子轴32的最大压装深度，起到限位作用，确保转子轴32与转子31精确安装。

所述第一放置轨道3上设有用于检测转子31是否存在的第一光电传感器29，第二放置轨道4上设有用于检测转子轴32是否存在的第二光电传感器30。

第一光电传感器29和第二光电传感器30均包括发光器和收光器，且分别位于第一放置轨道3及第二放置轨道4的两侧，当转子31或转子轴32存在时，光线被遮挡，检测到已经上料完成，并反馈信号给PLC控制器。

所述液压系统还包括PLC控制单元，第一Y型三位四通阀10、第二Y型三位四通阀11、通断阀22和滑阀23均由PLC控制单元控制，第一光电传感器29、第二光电传感器30、第一压力传感器27和第二压力传感器28均与PLC控制单元电连接，通过PLC控制单元统一控制各执行元件，实现全自动控制。

所述第一放置轨道3和第二放置轨道4的内表面上均设有陶瓷涂层，陶瓷涂层用于起到耐磨损的作用，避免转子31和转子轴32在滑动过程中产生磨损。

一种转子卧式自动化压装装置的控制方法，包括以下步骤：

一、放料：将转子31和转子轴32分别放置于第一放置轨道3和第二放置轨道4上；

二、第一液压缸2顶出：当第一光电传感器29和第二光电传感器30分别检测到转子31和转子轴32到位时，反馈信号至PLC控制单元，第二Y型三位四通阀11处于中位，第一Y型三位四通阀10切换到左位，供油管路8内液压油由第一工作油口A进入第一无杆腔14，导套25轴向顶紧转子31；

三、第二液压缸5快速顶出：当压套轴向顶紧转子31时，第一Y型三位四通阀10切换到中位，第二Y型三位四通阀11切换至右位，通断阀22切换到通路状态，供油管路8内液压油由第二工作油口B进入第二无杆腔18，导柱26快速顶向转子轴32，其中可通过控制第一Y型三位四通阀10切换到左位时的开启时长，控制压套是否轴向顶紧转子31；

四、第二液压缸5慢速顶出：当第一压力传感器27检测到压力时，即导柱26与转子轴32抵触时，通断阀22切换到断路状态，供油管路8内液压油由第二工作油口B经节流阀21进入第二无杆腔18，导柱26带动转子轴32慢速顶向转子31，同时滑阀23与第四油路20连通，其中部分液压油由第二工作油口B经滑阀23、单向阀24进入第一无杆腔14内，对第一无杆腔14进行补压；

五、第二液压缸5快速回退：当第一压力传感器27检测到的压力值持续增加且超过预设值时，或者第二压力传感器28检测到压力时，第二Y型三位四通阀11切换至左位，通断阀22切换到通路状态，滑阀23切换到关闭状态，供油管路8内的液压油由第二工作油口A进入第二有杆腔17内，第二无杆腔18内的液压油经通断阀22并由第二工作油口B及第二回油口T返回回油管路9，实现导柱26快速回退复位；

当第二压力传感器28检测到压力时，说明转子轴32与转子31已经安装到位，若第二压力传感器28未检测到压力，但第一压力传感器27检测到的压力值持续增加且超过预设值时，说明转子轴32与转子31之间存在异常卡滞现象，其中预设值可通过实际试验获得，即最大安全压装压力，超过预设值时，为了保护压装装置及压装系统，使得第二液压缸5能够回退，且此时可通过PLC控制单元进行停机控制并报警；

六、第一液压缸2回退：当第一压力传感器27检测到的压力消失时，第一Y型三位四通阀10切换至右位，供油管路8内液压油由第一工作油口B进入第一有杆腔13内，第一无杆腔14内的液压油由第一工作油口A及第一回油口T返回回油管路9，实现导套25快速回退复位；

七、重复步骤一至步骤六。

通过上述控制方法实现了自动控制，可以在转子31和转子轴32的压装过程中，有效降低空行程的进给时间，且压装时又能够缓慢压入，保证精度。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种转子卧式自动化压装装置，其特征在于：包括压装装置和液压系统，所述压装装置包括机架（1）和依次设置于机架（1）上的第一液压缸（2）、第一放置轨道（3）、第二放置轨道（4）和第二液压缸（5）；

第一液压缸（2），用于沿水平方向将转子（31）固定于第一放置轨道（3）上；

第一放置轨道（3），用于放置转子（31）；

第二放置轨道（4），用于放置转子轴（32）；

第二液压缸（5），用于沿第二放置轨道（4）的水平方向将待装配的转子轴（32）压入转子（31）中；

第一液压缸（2）和第二液压缸（5）均由液压系统供油控制，第一放置轨道（3）和第二放置轨道（4）的径向截面均为V型结构，第一放置轨道（3）上靠近第二放置轨道（4）的一端设有挡料块（6），挡料块（6）上设有与第二放置轨道（4）连通的槽孔（7）；

所述液压系统包括供油管路（8）、回油管路（9）、第一Y型三位四通阀（10）、第二Y型三位四通阀（11）和液控单向阀（12），第一Y型三位四通阀（10）包括第一进油口P、第一工作油口Y、第一工作油口B和第一回油口T，第一液压缸（2）包括第一有杆腔（13）和第一无杆腔（14），第一无杆腔（14）和第一工作油口A之间通过设有第一油路（15）连通，第一有杆腔（13）和第一工作油口B之间通过设有第二油路（16）连通，第二Y型三位四通阀（11）包括第二进油口P、第二工作油口A、第二工作油口B和第二回油口T，第二液压缸（5）包括第二有杆腔（17）和第二无杆腔（18），第二有杆腔（17）和第二工作油口A之间通过设有第三油路（19）连通，第二无杆腔（18）和第二工作油口B之间通过设有第四油路（20）连通，第四油路（20）上并联有节流阀（21）和通断阀（22），供油管路（8）和回油管路（9）均通过第一Y型三位四通阀（10）与第一液压缸（2）连通，且供油管路（8）和回油管路（9）均通过第二Y型三位四通阀（11）与第二液压缸（5）连通，第三油路（19）和第四油路（20）之间还设有滑阀（23），滑阀（23）的出油端与第一无杆腔（14）的进油端之间还设有单向阀（24）；

所述第一液压缸（2）的活塞杆端部设有用于与转子轴（32）向抵触的导套（25），第二液压缸（5）的活塞杆端部设有用于与转子轴（32）轴向抵触的导柱（26），导柱（26）上与转子轴（32）相抵触的一端设有第一压力传感器（27），导套（25）内设有用于检测转子轴（32）是否压装到位的第二压力传感器（28）；

所述第一放置轨道（3）上设有用于检测转子（31）是否存在的第一光电传感器（29），第二放置轨道（4）上设有用于检测转子轴（32）是否存在的第二光电传感器（30）；

所述液压系统还包括PLC控制单元，第一Y型三位四通阀（10）、第二Y型三位四通阀（11）、通断阀（22）和滑阀（23）均由PLC控制单元控制，第一光电传感器（29）、第二光电传感器（30）、第一压力传感器（27）和第二压力传感器（28）均与PLC控制单元电连接；

压装装置和液压系统包括以下控制步骤：

一、放料：将转子（31）和转子轴（32）分别放置于第一放置轨道（3）和第二放置轨道（4）上；

二、第一液压缸（2）顶出：当第一光电传感器（29）和第二光电传感器（30）分别检测到转子（31）和转子轴（32）到位时，反馈信号至PLC控制单元，第二Y型三位四通阀（11）处于中位，第一Y型三位四通阀（10）切换到左位，供油管路（8）内液压油由第一工作油口A进入第一无杆腔（14），导套（25）轴向顶紧转子（31）；

三、第二液压缸（5）快速顶出：当压套轴向顶紧转子（31）时，第一Y型三位四通阀（10）切换到中位，第二Y型三位四通阀（11）切换至右位，通断阀（22）切换到通路状态，供油管路（8）内液压油由第二工作油口B进入第二无杆腔（18），导柱（26）快速顶向转子轴（32）；

四、第二液压缸（5）慢速顶出：当第一压力传感器（27）检测到压力时，即导柱（26）与转子轴（32）抵触时，通断阀（22）切换到断路状态，供油管路（8）内液压油由第二工作油口B经节流阀（21）进入第二无杆腔（18），导柱（26）带动转子轴（32）慢速顶向转子（31），同时滑阀（23）与第四油路（20）连通，其中部分液压油由第二工作油口B经滑阀（23）、单向阀（24）进入第一无杆腔（14）内，对第一无杆腔（14）进行补压；

五、第二液压缸（5）快速回退：当第一压力传感器（27）检测到的压力值持续增加且超过预设值时，或者第二压力传感器（28）检测到压力时，第二Y型三位四通阀（11）切换至左位，通断阀（22）切换到通路状态，滑阀（23）切换到关闭状态，供油管路（8）内的液压油由第二工作油口A进入第二有杆腔（17）内，第二无杆腔（18）内的液压油经通断阀（22）并由第二工作油口B及第二回油口T返回回油管路（9），实现导柱（26）快速回退复位；

六、第一液压缸（2）回退：当第一压力传感器（27）检测到的压力消失时，第一Y型三位四通阀（10）切换至右位，供油管路（8）内液压油由第一工作油口B进入第一有杆腔（13）内，第一无杆腔（14）内的液压油由第一工作油口A及第一回油口T返回回油管路（9），实现导套（25）快速回退复位；

七、重复步骤一至步骤六。

2.根据权利要求1所述的一种转子卧式自动化压装装置，其特征在于：所述第一放置轨道（3）和第二放置轨道（4）的内表面上均设有陶瓷涂层。

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