CN113351699A - 一种电机壳体的自动卷绕装置及其控制方法 - Google Patents

一种电机壳体的自动卷绕装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电机壳体的自动卷绕装置及其控制方法，属于电机技术领域。它解决了现有电机壳体的卷绕装置卷绕效率不够高等技术问题。本电机壳体的自动卷绕装置，工作台上设有能够将待卷绕的电机壳体输送到卷绕轴和主动轮之间的进料机构，卷绕轴能够跟随滑块下移并将待卷绕的电机壳体压紧于卷绕轴和主动轮之间；工作台上设有机械手支架，机械手支架上固定连接有平行于卷绕轴的滑轨，滑轨上可滑动设有能够夹取电机壳体的机械手，安装架上设有驱动机械手沿滑轨移动并使电机壳体脱离卷绕轴的机械手驱动件。本发明通过增加机械手，实现自动下料，进一步提高本卷绕装置的工作效率。

Description

一种电机壳体的自动卷绕装置及其控制方法
技术领域
本发明属于电机技术领域，特指一种电机壳体的自动卷绕装置及其控制方法。
背景技术
电机是指依据电磁感应顶楼实现电能转换或传递的一种电磁装置，其结构一般包括定子、转子和壳体，对于小型的电机而言，其定子一般由圆筒状的电机壳体和固定于电机壳体内侧壁上的磁铁组成，转子位于电机壳体内且与电机壳体同轴设置，转子上设有缠绕有线圈。
目前，现有的电机壳体均需要通过工人人工将原料一片一片放入机器内并操作机器将其卷绕成圆筒状，然后再将成型后的电机壳体取出，操作较为繁琐，工作效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动上料，工作效率更高的电机壳体的自动卷绕装置及其控制方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种电机壳体的自动卷绕装置，其特征在于：包括工作台和固定于工作台上侧面的安装架，所述安装架的中部可滑动设置有滑块，所述安装架的上端设有驱动滑块沿竖直方向移动的驱动件一，所述滑块与卷绕轴的一端可转动固定，所述工作台上可转动固定有主动轮，所述主动轮的中轴线平行于所述卷绕轴的中轴线，所述主动轮的直径大于卷绕轴的直径，所述工作台的下方设有驱动主动轮转动的驱动件二，所述工作台上设有能够将待卷绕的电机壳体输送到卷绕轴和主动轮之间的进料机构，所述卷绕轴能够跟随滑块下移并将待卷绕的电机壳体压紧于卷绕轴和主动轮之间；所述工作台上设有机械手支架，所述机械手支架上固定连接有平行于卷绕轴的滑轨，所述滑轨上可滑动设有能够夹取电机壳体的机械手，所述安装架上设有驱动机械手沿滑轨移动并使电机壳体脱离卷绕轴的机械手驱动件。
本卷绕装置通过驱动件一驱动滑块上下滑动，从而带动卷绕轴上下移动，工作时，卷绕轴与主动轮相接触，当待卷绕的电机壳体从进料壳体滑落并掉落在主动轮的上侧方，然后随着主动轮的转动逐渐移到卷绕轴和主动轮之间并从两者之间穿过，由于卷绕轴的直径小于主动轮，待卷绕的电机壳体会在卷绕轴和主动轮的共同作用下卷绕在卷绕轴上，此时卷绕轴在驱动件一的驱动下上移，然后工人将卷好的电机壳体取出，完成整个卷绕过程；自动上料能够使上料速度更快，卷绕效率更高；然后从侧边取出的方式有助于提升下料的效率，进一步提高本卷绕装置的工作效率。
优选的，所述工作台上固定有限位座，所述限位座上设有将限位座上下贯穿的第一通孔，所述工作台上设有与第一通孔配合的第二通孔，所述限位板能够穿过第一通孔和第二通孔，所述工作台的下方设有驱动限位板上下移动的驱动件三，所述限位板上设有将限位板左右贯穿的第三通孔，所述第三通孔呈上下下大设置前第三通孔的上侧壁呈圆弧状，所述卷绕轴的另一端向内收缩并固定有轴承，所述轴承的外径小于卷绕轴的直径，所述卷绕轴的另一端能够伸入第三通孔内，且随着限位板的下移所述轴承的外圈与限位板固连。
上述限位板以及限位板上第三通孔的设计能够对卷绕轴的另一端进行下拉固定，使卷绕轴能够下压挤压主动轮，配合滑块的同步下移，使卷绕轴的两端能够同时下压，避免卷绕轴两端向下的压力不同而导致卷绕轴一边高一边低的情况出现，能够使卷绕后的电机壳体成型成圆筒状，有利于提高成型后的电机壳体的良品率，从而降低材料的损耗，减少生产成本。
优选的，所述第三通孔内可拆卸固定有替换件，所述替换件的形状与第三通孔相同，所述替换件上设有将替换件左右贯穿的第四通孔，所述第四通孔的形状与第三通孔的形状相同。
上述替换件的设计能够增加本限位板的适应性，在不拆卸限位板的情况下可以通过更换替换件，使本限位板能够适应不同尺寸的卷绕轴，通过更换卷绕轴以及替换件使本卷绕装置能够卷绕成型不同尺寸的电机壳体，适应性更强，同时拆卸和安装较为方便。
优选的，所述限位座的外侧壁上设有用于放置限位板的凹槽，所述凹槽的槽底呈外高内低倾斜设置，所述驱动件三通过连接件与限位板的下端相连，所述连接件穿过第一通孔和第二通孔且连接件的上端与限位板的下端铰接固定，所述限位板的重心位于铰接轴的外侧。
上述凹槽的结构配合限位板的重心位于铰接轴外侧的设置，当驱动件三推动连接件将本限位板上移时，限位板会在重力作用下向外倾倒并斜靠于凹槽内，从而使限位板与卷绕轴脱离，并且倾倒后的限位板最上方位于卷绕轴的下侧，方便卷绕于卷绕轴上的电机壳体的取出；同时，凹槽的槽底外高内低的设置又能够在驱动件三拉动连接件将本限位板下移时，方便限位板在逐渐下移过程中重新恢复竖直状态，并最终使卷绕轴重新卡入第三通孔内并被限位板压紧固定，通过重力实现限位板的倾倒，无需设置额外的动力源对其进行驱动，结构简单，操作方便。
优选的，所述主动轮包括两块支撑板以及可转动固定于两块支撑板之间的转轴，所述转轴上固定有多个能够跟随转轴同步转动的轮体，所述轮体的直径相同且圆心均位于转轴的中轴线上。
优选的，所述轮体由橡胶制成。橡胶制成的轮体具有部分弹性，能够在待卷绕的电机壳体进入到轮体和卷绕轴之间时，该轮体通过弹性形变使带卷绕的电机壳体能够顺利进入并且对该待卷绕的电机壳体施加较大的压力，使待卷绕的电机壳体能够顺利变型并卷绕于卷绕轴上，有助于卷绕动作的顺利完成，卷绕成型后的形状和稳定性较佳。
优选的，所述进料机构包括竖直固定于工作台上侧面的安装板以及可调节固定于安装板一侧的调节板，所述安装板的上端部的前后两端均设有长条孔，所述长条孔的长度方向为竖直方向，所述调节板通过贯穿长条孔的紧固件与安装板可拆卸固连，所述调节板的上侧面的左右两侧均设有左右位置可调的导向块，所述带卷绕的电机壳体置于两个导向块之间。
优选的，所述调节板呈前高后低倾斜设置，所述调节板的上侧面所在的平面与主动轮的上侧相切。
优选的，所述工作台下侧设有控制器，所述滑块的下侧设有用于检测卷绕轴是否与主动轮接触的第一激光传感器以及机械手是否夹取电机壳体的第二激光传感器，所述机械手支架的左端部设有用于检测限位板是否脱离卷绕轴的第一位置传感器，所述第一位置传感器右侧的机械手支架上设有用于检测机械手是否经过的第二位置传感器，所述第一激光传感器、第二激光传感器、第一位置传感器、第二位置传感器、第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件和机械手驱动件均与控制器电连接。上述控制器为51单片机。
优选的，所述滑块上设有用具检测电机壳体是否完成卷绕的第三激光传感器，所述第三激光传感器与卷绕轴中轴线的距离大于卷绕轴的半径，所述第三激光传感器与卷绕轴中轴线的距离小于卷绕轴的半径和电机壳体厚度之和。
一种电机壳体的自动卷绕装置的控制方法包括如下步骤：
A、预处理：所述驱动件一驱动滑块向下移动，所述第二驱动件驱动主动轮转动，当所述第一激光传感器检测到卷绕轴抵靠后发送感应信号给控制器，控制器控制驱动件一停止工作；
B、定位：所述控制器控制驱动件三工作，所述驱动件三驱动限位板下移，由于限位座的结构限制，限位板在下移过程中会逐渐由倾斜状态变为竖直状态，卷绕轴会在此过程中穿过限位板的第三通孔并随着限位板下移被限位板可转动压紧固定于主动轮上；
C、卷绕：将待卷绕的电机壳体放置于调节板上，待卷绕的电机壳体沿调节板下滑到主动轮和卷绕轴之间，在主动轮的带动下完成卷绕动作，卷绕完成后通过第三激光传感器将卷绕完成的电信号发送给控制器，控制器控制驱动件三驱动限位板上移并使限位板与卷绕轴脱离，接着驱动件一驱动滑块上移使卷绕轴与主动轮脱离；
D、下料：第一位置传感器检测到限位板脱离卷绕轴后将该位置信号发送给控制器，控制器控制与调节板相对设置的机械手向内夹紧，当第二激光传感器检测到机械手夹取到卷绕后的电机壳体，第二激光传感器发送信号给控制器，所述控制器控制机械手沿滑轨向限位板方向移动直到滑轨最外端，此时电机壳体脱离卷绕轴并位于收纳箱上方，接着机械手张开使电机壳体掉落到收纳箱内，最后控制器控制机械手沿滑轨向滑块方向移动到与调节板相对的位置。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
本发明通过驱动件一驱动滑块上下滑动，从而带动卷绕轴上下移动，工作时，卷绕轴与主动轮相接触，当待卷绕的电机壳体从进料壳体滑落并掉落在主动轮的上侧方，然后随着主动轮的转动逐渐移到卷绕轴和主动轮之间并从两者之间穿过，由于卷绕轴的直径小于主动轮，待卷绕的电机壳体会在卷绕轴和主动轮的共同作用下卷绕在卷绕轴上，此时卷绕轴在驱动件一的驱动下上移，然后工人将卷好的电机壳体取出，完成整个卷绕过程；自动上料能够使上料速度更快，卷绕效率更高；然后从侧边取出的方式有助于提升下料的效率，进一步提高本卷绕装置的工作效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的局部剖视图。
图中，1、工作台；11、主动轮；111、支撑板；112、转轴；113、轮体；12、驱动件二；13、限位座；131、第一通孔；132、凹槽；14、限位板；141、替换件；142、第四通孔；15、第二通孔；16、驱动件三；2、安装架；21、滑块；22、驱动件一；23、卷绕轴；231、轴承；3、进料机构；31、安装板；32、调节板；33、长条孔；34、紧固件；35、导向块。
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：
本电机壳体的自动卷绕装置包括工作台1和固定于工作台1上侧面的安装架2，安装架2的中部可滑动设置有滑块21，安装架2的上端设有驱动滑块21沿竖直方向移动的驱动件一22，滑块21与卷绕轴23的一端可转动固定，工作台1上可转动固定有主动轮11，主动轮11的中轴线平行于卷绕轴23的中轴线，主动轮11的直径大于卷绕轴23的直径，工作台1的下方设有驱动主动轮11转动的驱动件二12，工作台1上设有能够将待卷绕的电机壳体输送到卷绕轴23和主动轮11之间的进料机构3，卷绕轴23能够跟随滑块21下移并将待卷绕的电机壳体压紧于卷绕轴23和主动轮11之间。本卷绕装置通过驱动件一22驱动滑块21上下滑动，从而带动卷绕轴23上下移动，工作时，卷绕轴23与主动轮11相接触，当待卷绕的电机壳体从进料壳体滑落并掉落在主动轮11的上侧方，然后随着主动轮11的转动逐渐移到卷绕轴23和主动轮11之间并从两者之间穿过，由于卷绕轴23的直径小于主动轮11，待卷绕的电机壳体会在卷绕轴23和主动轮11的共同作用下卷绕在卷绕轴23上，此时卷绕轴23在驱动件一22的驱动下上移，然后工人将卷好的电机壳体取出，完成整个卷绕过程；自动上料能够使上料速度更快，卷绕效率更高；然后从侧边取出的方式有助于提升下料的效率，进一步提高本卷绕装置的工作效率。
优选的，工作台1上固定有限位座13，限位座13上设有将限位座13上下贯穿的第一通孔131，工作台1上设有与第一通孔131配合的第二通孔15，限位板14能够穿过第一通孔131和第二通孔15，工作台1的下方设有驱动限位板14上下移动的驱动件三16，限位板14上设有将限位板14左右贯穿的第三通孔，第三通孔呈上下下大设置前第三通孔的上侧壁呈圆弧状，卷绕轴23的另一端向内收缩并固定有轴承231，轴承231的外径小于卷绕轴23的直径，卷绕轴23的另一端能够伸入第三通孔内，且随着限位板14的下移轴承231的外圈与限位板14固连。上述限位板14以及限位板14上第三通孔的设计能够对卷绕轴23的另一端进行下拉固定，使卷绕轴23能够下压挤压主动轮11，配合滑块21的同步下移，使卷绕轴23的两端能够同时下压，避免卷绕轴23两端向下的压力不同而导致卷绕轴23一边高一边低的情况出现，能够使卷绕后的电机壳体成型成圆筒状，有利于提高成型后的电机壳体的良品率，从而降低材料的损耗，减少生产成本。
优选的，第三通孔内可拆卸固定有替换件141，替换件141的形状与第三通孔相同，替换件141上设有将替换件141左右贯穿的第四通孔142，第四通孔142的形状与第三通孔的形状相同。上述替换件141的设计能够增加本限位板14的适应性，在不拆卸限位板14的情况下可以通过更换替换件141，使本限位板14能够适应不同尺寸的卷绕轴23，通过更换卷绕轴23以及替换件141使本卷绕装置能够卷绕成型不同尺寸的电机壳体，适应性更强，同时拆卸和安装较为方便。
优选的，限位座13的外侧壁上设有用于放置限位板14的凹槽132，凹槽132的槽底呈外高内低倾斜设置，驱动件三16通过连接件与限位板14的下端相连，连接件穿过第一通孔131和第二通孔15且连接件的上端与限位板14的下端铰接固定，限位板14的重心位于铰接轴的外侧。上述凹槽132的结构配合限位板14的重心位于铰接轴外侧的设置，当驱动件三16推动连接件将本限位板14上移时，限位板14会在重力作用下向外倾倒并斜靠于凹槽132内，从而使限位板14与卷绕轴23脱离，并且倾倒后的限位板14最上方位于卷绕轴23的下侧，方便卷绕于卷绕轴23上的电机壳体的取出；同时，凹槽132的槽底外高内低的设置又能够在驱动件三16拉动连接件将本限位板14下移时，方便限位板14在逐渐下移过程中重新恢复竖直状态，并最终使卷绕轴23重新卡入第三通孔内并被限位板14压紧固定，通过重力实现限位板14的倾倒，无需设置额外的动力源对其进行驱动，结构简单，操作方便。
优选的，主动轮11包括两块支撑板111以及可转动固定于两块支撑板111之间的转轴112，转轴112上固定有多个能够跟随转轴112同步转动的轮体113，轮体113的直径相同且圆心均位于转轴112的中轴线上；轮体113由橡胶制成。橡胶制成的轮体113具有部分弹性，能够在待卷绕的电机壳体进入到轮体113和卷绕轴23之间时，该轮体113通过弹性形变使带卷绕的电机壳体能够顺利进入并且对该待卷绕的电机壳体施加较大的压力，使待卷绕的电机壳体能够顺利变型并卷绕于卷绕轴23上，有助于卷绕动作的顺利完成，卷绕成型后的形状和稳定性较佳。
优选的，进料机构3包括竖直固定于工作台1上侧面的安装板31以及可调节固定于安装板31一侧的调节板32，安装板31的上端部的前后两端均设有长条孔33，长条孔33的长度方向为竖直方向，调节板32通过贯穿长条孔33的紧固件34与安装板31可拆卸固连，调节板32的上侧面的左右两侧均设有左右位置可调的导向块35，带卷绕的电机壳体置于两个导向块35之间；调节板32呈前高后低倾斜设置，调节板32的上侧面所在的平面与主动轮11的上侧相切。
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 (9)

1.一种电机壳体的自动卷绕装置，其特征在于：包括工作台(1)和固定于工作台(1)上侧面的安装架(2)，所述安装架(2)的中部可滑动设置有滑块(21)，所述安装架(2)的上端设有驱动滑块(21)沿竖直方向移动的驱动件一(22)，所述滑块(21)与卷绕轴(23)的一端可转动固定，所述工作台(1)上可转动固定有主动轮(11)，所述主动轮(11)的中轴线平行于所述卷绕轴(23)的中轴线，所述主动轮(11)的直径大于卷绕轴(23)的直径，所述工作台(1)的下方设有驱动主动轮(11)转动的驱动件二(12)，所述工作台(1)上设有能够将待卷绕的电机壳体输送到卷绕轴(23)和主动轮(11)之间的进料机构(3)，所述卷绕轴(23)能够跟随滑块(21)下移并将待卷绕的电机壳体压紧于卷绕轴(23)和主动轮(11)之间；所述工作台(1)上设有机械手支架，所述机械手支架上固定连接有平行于卷绕轴(23)的滑轨，所述滑轨上可滑动设有能够夹取电机壳体的机械手，所述安装架(2)上设有驱动机械手沿滑轨移动并使电机壳体脱离卷绕轴(23)的机械手驱动件。
2.根据权利要求1所述的一种电机壳体的自动卷绕装置，其特征在于：所述工作台(1)上固定有限位座(13)，所述限位座(13)上设有将限位座(13)上下贯穿的第一通孔(131)，所述工作台(1)上设有与第一通孔(131)配合的第二通孔(15)，限位板(14)能够穿过第一通孔(131)和第二通孔(15)，所述工作台(1)的下方设有驱动限位板(14)上下移动的驱动件三(16)，所述限位板(14)上设有将限位板(14)左右贯穿的第三通孔，所述第三通孔呈上下下大设置前第三通孔的上侧壁呈圆弧状，所述卷绕轴(23)的另一端向内收缩并固定有轴承(231)，所述轴承(231)的外径小于卷绕轴(23)的直径，所述卷绕轴(23)的另一端能够伸入第三通孔内，且随着限位板(14)的下移所述轴承(231)的外圈与限位板(14)固连。
3.根据权利要求2所述的一种电机壳体的自动卷绕装置，其特征在于：所述第三通孔内可拆卸固定有替换件(141)，所述替换件(141)的形状与第三通孔相同，所述替换件(141)上设有将替换件(141)左右贯穿的第四通孔(142)，所述第四通孔(142)的形状与第三通孔的形状相同。
4.根据权利要求2所述的一种电机壳体的自动卷绕装置，其特征在于：所述限位座(13)的外侧壁上设有用于放置限位板(14)的凹槽(132)，所述凹槽(132)的槽底呈外高内低倾斜设置，所述驱动件三(16)通过连接件与限位板(14)的下端相连，所述连接件穿过第一通孔(131)和第二通孔(15)且连接件的上端与限位板(14)的下端铰接固定，所述限位板(14)的重心位于铰接轴的外侧。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电机壳体的自动卷绕装置，其特征在于：所述主动轮(11)包括两块支撑板(111)以及可转动固定于两块支撑板(111)之间的转轴(112)，所述转轴(112)上固定有多个能够跟随转轴(112)同步转动的轮体(113)，所述轮体(113)的直径相同且圆心均位于转轴(112)的中轴线上。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电机壳体的自动卷绕装置，其特征在于：所述进料机构(3)包括竖直固定于工作台(1)上侧面的安装板(31)以及可调节固定于安装板(31)一侧的调节板(32)，所述安装板(31)的上端部的前后两端均设有长条孔(33)，所述长条孔(33)的长度方向为竖直方向，所述调节板(32)通过贯穿长条孔(33)的紧固件(34)与安装板(31)可拆卸固连，所述调节板(32)的上侧面的左右两侧均设有左右位置可调的导向块(35)，所述带卷绕的电机壳体置于两个导向块(35)之间；所述调节板(32)呈前高后低倾斜设置，所述调节板(32)的上侧面所在的平面与主动轮(11)的上侧相切。
7.根据权利要求4所述的一种电机壳体的自动卷绕装置，其特征在于：所述工作台(1)下侧设有控制器，所述滑块(21)的下侧设有用于检测卷绕轴(23)是否与主动轮(11)接触的第一激光传感器以及机械手是否夹取电机壳体的第二激光传感器，所述机械手支架的左端部设有用于检测限位板(14)是否脱离卷绕轴(23)的第一位置传感器，所述第一位置传感器右侧的机械手支架上设有用于检测机械手是否经过的第二位置传感器，所述第一激光传感器、第二激光传感器、第一位置传感器、第二位置传感器、第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件和机械手驱动件均与控制器电连接。
8.根据权利要求4所述的一种电机壳体的自动卷绕装置，其特征在于：所述滑块(21)上设有用具检测电机壳体是否完成卷绕的第三激光传感器，所述第三激光传感器与卷绕轴(23)中轴线的距离大于卷绕轴(23)的半径，所述第三激光传感器与卷绕轴(23)中轴线的距离小于卷绕轴(23)的半径和电机壳体厚度之和。
9.一种如权利要求7所述的自动卷绕装置的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：
A、预处理：所述驱动件一(22)驱动滑块(21)向下移动，所述第二驱动件驱动主动轮(11)转动，当所述第一激光传感器检测到卷绕轴(23)抵靠后发送感应信号给控制器，控制器控制驱动件一(22)停止工作；
B、定位：所述控制器控制驱动件三(16)工作，所述驱动件三(16)驱动限位板(14)下移，由于限位座(13)的结构限制，限位板(14)在下移过程中会逐渐由倾斜状态变为竖直状态，卷绕轴(23)会在此过程中穿过限位板(14)的第三通孔并随着限位板(14)下移被限位板(14)可转动压紧固定于主动轮(11)上；
C、卷绕：将待卷绕的电机壳体放置于调节板(32)上，待卷绕的电机壳体沿调节板(32)下滑到主动轮(11)和卷绕轴(23)之间，在主动轮(11)的带动下完成卷绕动作，卷绕完成后通过第三激光传感器将卷绕完成的电信号发送给控制器，控制器控制驱动件三(16)驱动限位板(14)上移并使限位板(14)与卷绕轴(23)脱离，接着驱动件一(22)驱动滑块(21)上移使卷绕轴(23)与主动轮(11)脱离；
D、下料：第一位置传感器检测到限位板(14)脱离卷绕轴(23)后将该位置信号发送给控制器，控制器控制与调节板(32)相对设置的机械手向内夹紧，当第二激光传感器检测到机械手夹取到卷绕后的电机壳体，第二激光传感器发送信号给控制器，所述控制器控制机械手沿滑轨向限位板(14)方向移动直到滑轨最外端，此时电机壳体脱离卷绕轴(23)并位于收纳箱上方，接着机械手张开使电机壳体掉落到收纳箱内，最后控制器控制机械手沿滑轨向滑块(21)方向移动到与调节板(32)相对的位置。
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