CN111716104A - 一种铁芯上装配磁钢的生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械技术领域，具体地说是一种铁芯上装配磁钢的生产线。一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：位于生产线上的左右两侧分别设有左侧机械手及右侧机械手，左侧机械手的前侧及后侧位置分别设有铁芯上料架，左侧机械手的左侧位置设有小磁钢条托盘上料架，左侧机械手右侧的前后两侧分别设有小磁钢机，小磁钢机的右侧设有大磁钢机，位于右侧机械手的后侧设有大磁钢条托盘上料架，右侧机械手的右侧设有成品下料架；位于前后两侧的磁钢机之间设有中转架。同现有技术相比，提供一种铁芯上装配磁钢的生产线，利用机械手及磁钢机的搭配，可自动对铁芯上的大、小磁钢片进行装配，大大提高了工作效率。

Description

一种铁芯上装配磁钢的生产线

技术领域

本发明涉及机械技术领域，具体地说是一种铁芯上装配磁钢的生产线。

背景技术

薄磁钢铁芯装配线所装配的产品铁芯为32个磁钢孔，成双“V”字型均布，里侧16个大孔及外侧16个小孔，每个孔内装2片磁钢，上下叠放，单块铁芯共装配64片磁钢。所装配磁钢也是两种规格一大一小。

传统的装配方式是通过小磁钢机先对外侧的小磁钢片进行装配，等装配完成后，将半成品的铁芯运输到大磁钢处，通过大磁钢机先对里侧的大磁钢片进行装配，整个过程没有办法同步完成，工序繁复，生产效率达不到要求。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种铁芯上装配磁钢的生产线，利用机械手及磁钢机的搭配，可自动对铁芯上的大、小磁钢片进行装配，大大提高了工作效率。

为实现上述目的，设计一种铁芯上装配磁钢的生产线，包括机械手、中转架、磁钢机、磁钢条托盘上料架、铁芯上料架、成品下料架，其特征在于：所述的机械手包括左侧机械手及右侧机械手，磁钢条托盘上料架包括小磁钢条托盘上料架及大磁钢条托盘上料架，磁钢机包括小磁钢机及大磁钢机；位于生产线上的左右两侧分别设有左侧机械手及右侧机械手，左侧机械手的前侧及后侧位置分别设有铁芯上料架，左侧机械手的左侧位置设有小磁钢条托盘上料架，左侧机械手右侧的前后两侧分别设有小磁钢机，小磁钢机的右侧设有大磁钢机，位于右侧机械手的后侧设有大磁钢条托盘上料架，右侧机械手的右侧设有成品下料架；位于前后两侧的磁钢机之间设有中转架。

所述的小磁钢机与大磁钢机的结构一致。

所述的小磁钢条托盘上料架与大磁钢条托盘上料架的结构一致。

所述的左侧机械手与右侧机械手的结构一致。

所述的小磁钢机及大磁钢机上端工作台的中部通过连接件连接四轴机器人的一端，四轴机器人的另一端连接四轴机器人夹取机构；位于四轴机器人的左右两侧分别设有磁钢条导入机构及铁芯定位机构，并且左右两侧的磁钢条导入机构及铁芯定位机构为左右对称布置。

所述的磁钢条导入机构包括底层垫板、上层垫板、磁钢条侧栏、推隔片气缸、推磁钢气缸、侧杠顶板，底层垫板上连接上层垫板，上层垫板上连接磁钢条侧栏，位于磁钢条侧栏头部设有隔片推板，隔片推板的一侧连接推隔片气缸，推隔片气缸与上层垫板连接，位于隔片推板的前侧设有磁钢推板，磁钢推板的前侧连接推磁钢气缸，推磁钢气缸与上层垫板连接，位于磁钢推板一侧的上层垫板上连接磁钢顶板。

所述的铁芯定位机构包括升降气缸、磁钢导入盘、铁芯基座，位于磁钢条导入机构前侧的底层垫板上设有铁芯基座，铁芯基座的上方设有磁钢导入盘，所述的磁钢导入盘的左右两端的下方通过连接件连接升降气缸，升降气缸位于底层垫板下方的机架上。

所述的左侧机械手及右侧机械手的头部通过机械手连接端面连接夹爪安装座，夹爪安装座分别通过夹紧气缸连接两个铁芯夹爪及一个磁钢托盘夹爪。

所述的铁芯夹爪为圆弧形夹爪结构，并且铁芯夹爪的顶部通过铁芯夹爪安装斜面与夹爪安装座连接。

所述的磁钢托盘夹爪为矩形夹爪结构，并且磁钢托盘夹爪的夹爪底部两侧端面为45°斜面。

本发明同现有技术相比，提供一种铁芯上装配磁钢的生产线，利用机械手及磁钢机的搭配，可自动对铁芯上的大、小磁钢片进行装配，大大提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为磁钢机结构主视图。

图3为磁钢机结构侧视图。

图4为磁钢机结构俯视图。

图5为 图2中A的放大示意图。

图6为图4的局部放大示意图。

图7为机械手头部夹爪结构立体图。

图8为机械手头部夹爪结构主视图。

图9为图8中的B-B向剖视图。

图10为机械手头部夹爪结构仰视图。

图11为磁钢条结构示意图。

图12为磁钢条托盘结构示意图。

图13为单个磁钢条托盘结构示意图。

图14为磁钢条托盘结构俯视图。

参见图1至图14，1为大磁钢机，2为小磁钢机，3为铁芯上料架，4为左侧机械手，5为小磁钢条托盘上料架，6为大磁钢条托盘上料架，7为中转架，8为成品下料架，9为右侧机械手，10为四轴机器人，11为四轴机器人夹取机构，12为机械手连接端面，13为夹爪安装座，14为铁芯夹爪，15为磁钢托盘夹爪，16为底层垫板，17为上层垫板，18为磁钢条侧栏，19为隔片推板，20为推隔片气缸，21为磁钢推板，22为推磁钢气缸，23为磁钢顶板，24为铁芯基座，25为磁钢导入盘，26为升降气缸，27为磁钢，28为隔片，29为磁钢条托盘，30为磁钢条，31为磁钢条凸挡边，32为定位销，33为定位孔，34为托盘抓取凹槽。

具体实施方式

下面根据附图对本发明做进一步的说明。

如图1至图10所示，机械手包括左侧机械手4及右侧机械手9，磁钢条托盘上料架包括小磁钢条托盘上料架5及大磁钢条托盘上料架6，磁钢机包括小磁钢机2及大磁钢机1；位于生产线上的左右两侧分别设有左侧机械手4及右侧机械手9，左侧机械手4的前侧及后侧位置分别设有铁芯上料架3，左侧机械手4的左侧位置设有小磁钢条托盘上料架5，左侧机械手4右侧的前后两侧分别设有小磁钢机2，小磁钢机2的右侧设有大磁钢机1，位于右侧机械手9的后侧设有大磁钢条托盘上料架6，右侧机械手9的右侧设有成品下料架8；位于前后两侧的磁钢机之间设有中转架7。

小磁钢机2与大磁钢机1的结构一致。

小磁钢条托盘上料架5与大磁钢条托盘上料架6的结构一致。

左侧机械手4与右侧机械手9的结构一致。

小磁钢机2及大磁钢机1上端工作台的中部通过连接件连接四轴机器人10的一端，四轴机器人10的另一端连接四轴机器人夹取机构11；位于四轴机器人10的左右两侧分别设有磁钢条导入机构及铁芯定位机构，并且左右两侧的磁钢条导入机构及铁芯定位机构为左右对称布置。

磁钢条导入机构包括底层垫板、上层垫板、磁钢条侧栏、推隔片气缸、推磁钢气缸、侧杠顶板，底层垫板16上连接上层垫板17，上层垫板17上连接磁钢条侧栏18，位于磁钢条侧栏18头部设有隔片推板19，隔片推板19的一侧连接推隔片气缸20，推隔片气缸20与上层垫板17连接，位于隔片推板19的前侧设有磁钢推板21，磁钢推板21的前侧连接推磁钢气缸22，推磁钢气缸22与上层垫板17连接，位于磁钢推板21一侧的上层垫板17上连接磁钢顶板23。

铁芯定位机构包括升降气缸、磁钢导入盘、铁芯基座，位于磁钢条导入机构前侧的底层垫板16上设有铁芯基座24，铁芯基座24的上方设有磁钢导入盘25，所述的磁钢导入盘25的左右两端的下方通过连接件连接升降气缸26，升降气缸26位于底层垫板16下方的机架上。

左侧机械手4及右侧机械手9的头部通过机械手连接端面12连接夹爪安装座13，夹爪安装座13分别通过夹紧气缸连接两个铁芯夹爪14及一个磁钢托盘夹爪15。

铁芯夹爪14为圆弧形夹爪结构，并且铁芯夹爪14的顶部通过铁芯夹爪安装斜面与夹爪安装座13连接。

磁钢托盘夹爪15为矩形夹爪结构，并且磁钢托盘夹爪15的夹爪底部两侧端面为45°斜面。

如图1所示，铁芯上料架3、小磁钢条托盘上料架5、大磁钢条托盘上料架6、成品下料架8分别通过AGV输送小车进行输送搬运的，当料架上的零部件被左侧机械手4及右侧机械手9搬空时，AGV输送小车进行及时补给工作，而成品下料架8上装满成品后，AGV输送小车进行输送替换空的下料架。

工作原理：AGV输送小车将小磁钢条托盘上料架5、铁芯上料架3、大磁钢条托盘上料架6上料完成；左侧机械手4将空铁芯分别放置到前后两侧的小磁钢机2上，小磁钢机2检测有料后开始小磁钢的装配工作；完成装配后，左侧机械手4将装完小磁钢的铁芯下料到中转架7上，将来料信号传递给右侧机械手9；右侧机械手9从中转架7上取料放置到大磁钢机1上，完成大磁钢机1的装配，完成装配后，右侧机械手9将成品铁芯放置到成品下料架8上，待成品下料架8装满后，成品下料架8被AGV输送小车运送至下一工位，同时在运送一个空的成品铁芯下料盘。

如图11所示，每个磁钢条有32块磁钢27和31块隔片28组成，相邻两个磁钢27之间放置一个隔片28，隔片28由普通塑料注塑而成，其放在两片磁钢27之间主要起隔磁作用，如两两磁钢之间不放隔片，在后续装配时很难分开。

如图12至图14所示，大磁钢条和小磁钢条以不同的条数集成到一个磁钢条托盘上，大磁钢条每6条为一个单元，集成到一个磁钢条托盘上，小磁钢条以8条为一个单位集成到一个磁钢条托盘上，下面以小磁钢条托盘为例介绍磁钢条的包装。磁钢条托盘29一个端面敞开用于磁钢条30进入，一个断面挡住半面磁钢，敞开的半面留给磁钢机的推头使磁钢条30从磁钢条托盘内推出。每两个磁钢条30之间设有磁钢条凸挡边31，使磁钢条30被隔离开，同时保证磁钢条托盘29叠放时上端面不会相吸引。每个磁钢条托盘29的上表面带两个定位销32，便于叠放时定位。每个磁钢条托盘29的下表面带两个定位孔33用于在AGV料盘以及磁钢机上定位。另外，每个磁钢条托盘29的左右两侧各有一对托盘抓取凹槽34，用于左侧机械手4爪子抓取托盘时定中心。

如图7至图10所示，左侧机械手4及右侧机械手9的夹爪都有三个作用，以左侧机械手4为例，其动作包含：取空铁芯后，移载到磁钢机将装配完成的铁芯取下，再将空铁芯放到磁钢机上，再将装配完成的铁芯放到中转架7上；同时该夹爪还要将小磁钢托盘上到磁钢机上，还要将空的小磁钢托盘放回到AGV料盘。故该机器人配备了三个爪子，两个爪子用来抓铁芯，一个爪子用来抓磁钢条托盘。

机械手连接端面12与磁钢托盘夹爪15的安装端面垂直，两侧的铁芯夹爪14的安装面则是两个14.43°的斜面，用于保证一个铁芯平放时，另一个铁芯翘起不予其它部分干涉。铁芯夹爪可兼容直径220mm~140mm的铁芯。

铁芯夹爪14上的聚氨酯垫块可以使铁芯被抓起后自定心，在机械手将铁芯放到磁钢机上时增大铁芯活动量，使定位更加精确。

磁钢托盘夹爪15上有两个45°斜面，与托盘抓取斜面配合，抓取后自定心，包装位置精确。

如图2至图6所示，插磁钢机是全自动薄磁钢、铁芯装配线的重要组成部分。装配线总共配4台插磁钢机，两台完成小磁钢的装配，两台完成大磁钢的装配。以下以小磁钢机为例，说明磁钢的装配过程。该磁钢机分左右两个工位，四轴机器人10在左侧装配磁钢进入铁芯时，右侧工位可完成铁芯的上下料，磁钢条的上料，以及磁钢条托盘的上下料；反之，四轴机器人10在右侧装配磁钢进入铁芯时，左侧工位可完成铁芯的上下料，磁钢条的上料。首先，左侧机械手4将磁钢托盘防到移载料盘上，该移载料盘由模组带动可左右移动，当模组带动磁钢条托盘移动到右工位磁钢条入料口时，右侧推送磁钢条无杆气缸将磁钢条推送到位，完成磁钢条的上料。再次，磁钢导入盘25的升降气缸26将磁钢导入盘25升起，左侧机械手4将空铁芯放到铁芯基座24上，升降气缸26再下降，完成铁芯的上料准备。底层垫板16及上层垫板17上的光纤传感器检测到磁钢条来料，推隔片气缸20启动，将隔片推入废料口，推磁钢气缸22启动，将磁钢送到夹取位置。当夹取位置的光纤传感器检测到磁钢后，四轴机器人10启动，带动四轴机器人夹取机构11夹取磁钢，然后移动到磁钢导入盘25上方，将磁钢塞入导盘，再由四轴机器人夹取机构11上的气缸将磁钢压入铁芯，如此重复，先完成小磁钢的装配。再由左侧机械手4搬运到中转架7上，再搬运到大磁钢机1上，完成大磁钢的装配。

对于底层垫板16上安装的上层垫板17，其结构入下图6所示。无杆气缸将磁钢推入磁钢条侧栏18后，磁钢顶板23内安装的预埋磁钢将磁钢条吸住，同时磁钢条到位检测传感器检测到有料，推隔片气缸20开始动作，将隔片推入磁钢废料入口。紧接着推磁钢气缸22动作，将磁钢拉入到磁钢夹取位，磁钢夹取位的侧面也预埋有一颗圆形磁钢，磁钢被推到位后可被吸住，同时磁钢被推出检测传感器检测到磁钢夹取位有料，告诉四轴机器人10，控制四轴机器人夹取机构11夹取磁钢。整个过程实现单个磁钢的输送。随后，推磁钢气缸22、推隔片气缸20复位、磁钢条被预埋磁钢再次吸附前进，依次完成剩余磁钢的输送。此处还有一个防错，预埋磁钢和磁钢条的磁极方向相同是既定要求，如果磁钢条与预埋磁钢，磁极方向相反，两者相斥，磁钢条到位检测传感器则检测不到物料，设备报警，装配无法继续，达到磁极防错的目的。

整条装配线中的废料就是隔片，其在磁钢被装入铁芯之前由推隔片气缸20推入废料入口，进入落料通道，落料通道由钣金折弯而成，安装在台面板的下方。落料通道的出口下方放置了一条皮带线，四台磁钢机共用，所有的隔片都掉落到皮带线上，由皮带线传送到顶端，落入隔片废料收集桶。

柔性化设计是装配线建设的一个重要要求，该装配线主要从以下几个部分工装的切换，实现产品的快速换型：1）AGV运输小车上料托盘更换，产品不同定位尺寸不同，可更换AGV上料托盘；2）底层垫板及上层垫板设计成了模块，整个模块通过两个定位销、两颗螺栓与底层不锈钢垫板连接。气缸的气管整体连接在了隔板接头上，磁性开关的线束连接在了集线器上，隔板接头、集线器在基板下方转接，产品换型时，拔掉隔板接头上的气管，拔掉集线器上的接头，整个上层不锈钢垫板可快速切换；3）磁钢机上的导入盘，铁芯基座均为快拆螺丝连接，可快速切换。

Claims (10)

1.一种铁芯上装配磁钢的生产线，包括机械手、中转架、磁钢机、磁钢条托盘上料架、铁芯上料架、成品下料架，其特征在于：所述的机械手包括左侧机械手（4）及右侧机械手（9），磁钢条托盘上料架包括小磁钢条托盘上料架（5）及大磁钢条托盘上料架（6），磁钢机包括小磁钢机（2）及大磁钢机（1）；位于生产线上的左右两侧分别设有左侧机械手（4）及右侧机械手（9），左侧机械手（4）的前侧及后侧位置分别设有铁芯上料架（3），左侧机械手（4）的左侧位置设有小磁钢条托盘上料架（5），左侧机械手（4）右侧的前后两侧分别设有小磁钢机（2），小磁钢机（2）的右侧设有大磁钢机（1），位于右侧机械手（9）的后侧设有大磁钢条托盘上料架（6），右侧机械手（9）的右侧设有成品下料架（8）；位于前后两侧的磁钢机之间设有中转架（7）。

2.根据权利要求1所述的一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：所述的小磁钢机（2）与大磁钢机（1）的结构一致。

3.根据权利要求1所述的一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：所述的小磁钢条托盘上料架（5）与大磁钢条托盘上料架（6）的结构一致。

4.根据权利要求1所述的一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：所述的左侧机械手（4）与右侧机械手（9）的结构一致。

5.根据权利要求1或2所述的一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：所述的小磁钢机（2）及大磁钢机（1）上端工作台的中部通过连接件连接四轴机器人（10）的一端，四轴机器人（10）的另一端连接四轴机器人夹取机构（11）；位于四轴机器人（10）的左右两侧分别设有磁钢条导入机构及铁芯定位机构，并且左右两侧的磁钢条导入机构及铁芯定位机构为左右对称布置。

6.根据权利要求5所述的一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：所述的磁钢条导入机构包括底层垫板、上层垫板、磁钢条侧栏、推隔片气缸、推磁钢气缸、侧杠顶板，底层垫板（16）上连接上层垫板（17），上层垫板（17）上连接磁钢条侧栏（18），位于磁钢条侧栏（18）头部设有隔片推板（19），隔片推板（19）的一侧连接推隔片气缸（20），推隔片气缸（20）与上层垫板（17）连接，位于隔片推板（19）的前侧设有磁钢推板（21），磁钢推板（21）的前侧连接推磁钢气缸（22），推磁钢气缸（22）与上层垫板（17）连接，位于磁钢推板（21）一侧的上层垫板（17）上连接磁钢顶板（23）。

7.根据权利要求5所述的一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：所述的铁芯定位机构包括升降气缸、磁钢导入盘、铁芯基座，位于磁钢条导入机构前侧的底层垫板（16）上设有铁芯基座（24），铁芯基座（24）的上方设有磁钢导入盘（25），所述的磁钢导入盘（25）的左右两端的下方通过连接件连接升降气缸（26），升降气缸（26）位于底层垫板（16）下方的机架上。

8.根据权利要求1或4所述的一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：所述的左侧机械手（4）及右侧机械手（9）的头部通过机械手连接端面（12）连接夹爪安装座（13），夹爪安装座（13）分别通过夹紧气缸连接两个铁芯夹爪（14）及一个磁钢托盘夹爪（15）。

9.根据权利要求6所述的一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：所述的铁芯夹爪（14）为圆弧形夹爪结构，并且铁芯夹爪（14）的顶部通过铁芯夹爪安装斜面与夹爪安装座（13）连接。

10.根据权利要求6所述的一种铁芯上装配磁钢的生产线，其特征在于：所述的磁钢托盘夹爪（15）为矩形夹爪结构，并且磁钢托盘夹爪（15）的夹爪底部两侧端面为45°斜面。

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