CN113593875A - 一种硅钢片铁芯用自动叠装系统 - Google Patents

一种硅钢片铁芯用自动叠装系统 Download PDF

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CN113593875A CN202110734844.9A CN202110734844A CN113593875A CN 113593875 A CN113593875 A CN 113593875A CN 202110734844 A CN202110734844 A CN 202110734844A CN 113593875 A CN113593875 A CN 113593875A
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    • H01F41/0233Manufacturing of magnetic circuits made from sheets

Abstract

本发明涉及一种硅钢片铁芯用自动叠装系统,托板、上料单元、精定位单元、叠装单元、抓取单元,所述上料单元有一个,位于中部位置,所述精定位单元一共有两个,分别位于上料单元的两侧,所述叠装单元一共有两个,分别位于两个精定位单元的两侧,从而使得整个自动叠装系统由中间向两侧方向均依次为上料单元、精定位单元、叠装单元。本发明的优点在于:通过对上料单元、精定位单元、叠装单元的数量及排布位置进行重新设计,采用由中间向两侧供料的方式,使得两侧的上料顺序均独立运行,不存在相互干涉的风险,确保单侧的上料顺序的顺利进行,相对应的也就降低了程序设计的复杂程度,减轻了设计人员的工作强度。

Description

一种硅钢片铁芯用自动叠装系统
技术领域
本发明涉及硅钢片铁芯叠装领域,特别涉及一种硅钢片铁芯用自动叠装系统。
背景技术
变压器硅钢片铁芯现有的生产技术大致有以下方式:
一、硅钢片经横剪线剪切码堆,硅钢片横剪线一般由放料装置、送料装置、送料通道、冲孔装置、V剪装置、剪切装置、集料装置和控制中心组成,其中送料装置、冲孔装置、V剪装置和剪切装置依次设置在送料通道上,硅钢片横剪线剪切后由人工搬运至叠装工作场所,经人工叠装成铁芯;
二、硅钢片经横剪线剪切码堆,由人工搬运至叠装工作场所,经人工理料(将硅钢片料堆理整齐)后,装入自动叠装设备预定工位,再经自动叠装设备叠装成铁芯。
例如,在专利CN212625158U中就提到了一种硅钢片铁芯自动叠装机,包括至少一个料堆工位、至少一个精定位工位、至少一个叠装工位,料堆工位处具有五个不同位置的硅钢片料堆,精定位工位处安装有对五个不同位置的硅钢片同时进行定位的精定位组件,在料堆工位与精定位工位之间设置有一同时抓取五个不同号的硅钢片进行移动的第一移动单元,在精定位工位与叠装工位之间设置有一同时抓取五个不同号的硅钢片进行移动并在移动过程中对五个硅钢片的位置进行二次定准的第二移动单元,在进行排布时,第一种排布方式为:料堆工位、精定位工位均有两个,叠装工位有一个,料堆工位、精定位工位、叠装工位呈一字型排布,且由两侧向中间方向依次为料堆工位、精定位工位、叠装工位;第二种排布方式为:料堆工位、叠装工位均有两个,精定位工位有四个,料堆工位、叠装工位、精定位工位呈口字型排布,四个精定位工位分别位于口字型的四个棱角处,相邻的两个精定位工位之间具有一料堆工位或叠装工位,且料堆工位与叠装工位间隔分布,从而形成精定位工位、料堆工位、精定位工位、叠装工位的循环排布。
上述的这种叠装系统在进行叠装的过程中,存在着一定的缺陷:在进行叠装的过程中,对于料堆工位、叠装工位、精定位工位这三个工位在进行排布时,叠装工位都是位于两个精定位工位之间的,即在进行叠装的过程中,由两个精定位工位来为同一个精定位工位进行供料叠装。而在硅钢片铁芯进行叠装的过程中,由于加工的需求,是需要上下两层的硅钢片错开堆叠,而且不同层数的错开的位置是不一样的,基于这样一种情况,在由两个精定位工位来为同一个精定位工位进行供料时,对于两个精定位工位的上料顺序就需要进行设计、计算等等,整个设计过程非常的繁琐,而且对于两个精定位工位的上料控制必须要确保依次上料,必须要确保上料的精准,其中出现任何一个精定位工位的上料失误都会导致最终形成的整个硅钢片铁芯出现质量问题,进而导致整个硅钢片铁芯报废,增加生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种硅钢片铁芯用自动叠装系统,能够降低上料精准度要求,避免因上料顺序的错误而导致硅钢片铁芯出现质量问题。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种硅钢片铁芯用自动叠装系统,自动叠装系统用于对日字型结构的硅钢片铁芯进行自动叠装,其特征在于:包括
托板,用于堆放硅钢片料堆;
上料单元,用于对构成日字型的硅钢片铁芯的五个不同位置的硅钢片料堆进行输送上料;
精定位单元,用于对五片不同位置的硅钢片进行精定位;
叠装单元,用于对五片不同位置的硅钢片进行叠装形成单层的硅钢片铁芯;
抓取单元,设置于上料单元、精定位单元、叠装单元的上方,用于抓取硅钢片并带动硅钢片在上料单元与精定位单元或是精定位单元与叠装单元之间进行周转;
所述上料单元有一个,位于中部位置,所述精定位单元一共有两个,分别位于上料单元的两侧,所述叠装单元一共有两个,分别位于两个精定位单元的两侧,从而使得整个自动叠装系统由中间向两侧方向均依次为上料单元、精定位单元、叠装单元。
进一步的,所述托板一共有五个,并用于堆放五个不同位置的硅钢片料堆;
所述上料单元包括并列分布的上料支架、输送支架,且上料支架、输送支架的分布方向与上料单元、精定位单元、叠装单元的分布方向相垂直,在输送支架上安装有若干输送辊,在上料支架上安装有若干上料辊,在输送支架与上料支架之间设置有一往复输送的上料板,在上料板的上端面上还设置有五个呈日字形分布的对放置板进行支撑的支撑组件,所述支撑组件包括若干安装在上料板上并沿着托板的长轴方向分布的支撑座,在支撑座的顶端均安装有万向滚珠;
所述精定位单元包括一精定位支架,在精定位支架上安装有五个呈日字型分布的精定位组件,其中三个精定位组件横向分布,另外两个精定位组件纵向分布,并与日字的五个位置相对应,所述精定位组件包括一对并列分布的支撑座,两个支撑座之间留有间隙,同时在两个支撑座之间还设置有一定位支撑板,在定位支撑板的侧端还连接有有一向上凸出的定位斜板,所述定位斜板的斜面与硅钢片的斜边相贴合,所述定位支撑板由第二水平缸驱动进行水平移动,并带动定位斜板进行水平移动,在两个支撑座的上端面上均安装有一定位板,两个定位板之间通过一对分别安装在两个支撑座上的第一水平缸驱动相互靠近或远离,五个精定位组件的支撑座之间通过同一个调节机构驱动相互靠近或远离;
所述叠装单元包括叠装底座以及安装叠装底座上的叠装支架,所述叠装支架由齿条、齿轮的配合沿着叠装底座的长轴方向进行水平移动,在叠装支架上安装有一对并列分布的叠装座,所述叠装座包括沿着叠装底座的长轴方向依次分布的五个叠装板,在位于外侧的两个叠装板上均安装有一对第一支撑台,且第一支撑台沿着叠装板的长轴方向进行水平移动,在位于中间的三个叠装板上均安装有一对第二支撑台,五个叠装板均沿着叠装支架的长轴方向进行往复移动;
所述抓取单元包括一抓取支架,该抓取支架位于上料支架、精定位支架及叠装支架的上方,在抓取支架的底端安装有两组并列分布的抓取平台组,每组抓取平台组包括并列分布的第一抓取平台、第二抓取平台,且两个第一抓取平台均位于靠近抓取支架中心的一侧,在第一抓取平台的底端安装有五个呈日字形分布的第一抓取板,在第一抓取板上安装有数个第一抓取吸盘,所述五个第一抓取板由三个横向分布的第一横向抓取板以及两个纵向分布的第一纵向抓取板共同组成,且位于中间的第一横向抓取板以及两个第一纵向抓取板与第一抓取平台相固定,位于外侧两个的第一横向抓取板沿着抓取支架的长轴方向往复移动,从而靠近或远离位于中间的第一横向抓取板,在第二抓取平台的底端安装有五个呈日字形分布的第二抓取板,在第二抓取板上安装有数个第二抓取吸盘,所述五个第二抓取板由三个横向分布的第二横向抓取板以及两个纵向分布的第二纵向抓取板共同组成,且位于中间的第二横向抓取板与第二抓取平台相固定,位于两侧的第二横向抓取板沿着抓取支架的长轴方向往复移动,从而靠近或远离位于中间的第二横向抓取板,两个第二纵向抓取板沿着抓取支架的幅宽方向往复移动,从而靠近或远离位于中间的第二横向抓取板。
进一步的,所述托板包括一托板底座,在托板底座的上端面上安装有一对并列分布的第一支撑板,所述第一支撑板直接固定在托板底座上,在两个第一支撑板之间还设置有一第二支撑板,所述第二支撑板与托板底座之间通过复位弹簧的配合活动连接,在第一支撑板上还安装有磁铁。
进一步的,所述上料支架与上料板之间还设置有第一定位组件,所述第一定位组件包括安装在上料支架上的第一定位缸,在第一定位缸的活塞杆的顶端连接有第一定位块,同时在上料板上开有容第一定位块嵌入的第一定位孔/槽,在上料支架上位于第一定位块的上方还设置有第一导向座,在第一导向座内具有一容第一定位块穿过的第一导向孔。
进一步的,所述上料板的上端面上还设置有与各个支撑组件相一一对应的第二定位组件,所述第二定位组件包括安装在上料板的上端面上的第二定位座,在第二定位座的顶端安装有第二定位滚珠,在第二定位座的顶端开有容第二定位滚珠嵌入的凹槽,在该凹槽内安装有一复位弹簧,所述复位弹簧的底端与凹槽的底部相固定,复位弹簧的顶端与第二定位滚珠相固定,且在复位弹簧不受力时,第二定位滚珠的顶端的高度要高于支撑座上的万向滚珠的顶端的高度,在托板上还开有容第二定位滚珠嵌入的第二定位孔/槽。
进一步的,所述上料板的上端面上还设置有与各个支撑组件相一一对应的第二限位组件,所述第二限位组件包括两组分别设置在支撑组件幅宽方向两侧的第二限位轴承组,每组第二限位轴承组由数个沿着支撑组件的长轴方向分布的第二限位轴承共同组成。
进一步的,所述调节机构包括一对纵向分布的第一调节丝杠,同时在位于横向分布的三个精定位组件的各个支撑座的两侧均安装有与第一调节丝杠相配合使用的第一调节螺母,且同一个精定位组件的两个支撑座上的第一调节螺母的旋向相反,两个第一调节丝杠通过联动杆及锥齿轮的配合实现同步反向转动,在两个第一调节丝杠的两外侧还均设置有一对横向分布的第二调节丝杠,且第二调节丝杠通过锥齿轮的配合与相邻的第一调节丝杠之间实现同步转动,在位于纵向分布的两个精定位组件的各个支撑座的两侧均安装有与第二调节丝杠相配合使用的第二调节螺母,且位于同一个精定位组件的两个支撑座上的第二调节螺母的旋向相反,其中任意一个第一调节丝杠或第二调节丝杠由安装在精定位支架上的调节电机驱动进行转动,并带动所有的第一调节丝杠、第二调节丝杠进行同步转动,从而实现了所有的精定位组件的支撑座之间的相互靠近或远离。
本发明的优点在于:在本发明中,通过对上料单元、精定位单元、叠装单元的数量及排布位置进行重新设计,采用由中间向两侧供料的方式,使得两侧的上料顺序均独立运行,不存在相互干涉的风险,确保单侧的上料顺序的顺利进行,相对应的也就降低了程序设计的复杂程度,减轻了设计人员的工作强度。
对于托板的设计,采用第一支撑板与第二支撑板相配合的方式,则是为了与硅钢片料堆相配合,方便对硅钢片料堆进行支撑,避免在移动的过程中,硅钢片料堆出现倾倒的现象;而磁铁的设置,则是为了对硅钢片起到一定的吸附作用,避免硅钢片出现晃动的现象,确保每次只抓取一片硅钢片。
对于上料支架与上料板之间的第一定位组件的设计,则是为来对上料支架与上料板之间的相对位置进行相对固定,避免在移动的过程中,上料板在上料支架上出现滑动的现象,而影响到上料的顺利进行。
上料板上的第二定位组件,则是为了对托板的位置进行定位固定,避免在上料板移动的过程中,托板在支撑组件表面出现滑动的现象,确保托板的位置的准确,保证上料的顺利进行。
上料板上的第二限位组件的设计,则是为了对托板的移动进行导向限位,避免托板在支撑组件上滑动时出现跑偏的现象。
对于调节机构的设计,采用纵向分布的第一调节丝杠以及横向分布的第二调节丝杠的配合,并配合多个锥齿轮,从而实现了对所有的精定位组件的两个支撑座之间的相对间距进行同步调节,以方便配合不同尺寸的硅钢片,整个调节过程只需一个驱动件即可实现,大大减少了驱动件的数量,简化了结构。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的硅钢片铁芯用自动叠装系统的示意图。
图2为本发明的硅钢片铁芯用自动叠装系统的正视图。
图3为本发明的硅钢片铁芯用自动叠装系统的侧视图。
图4为本发明中托板的示意图。
图5为本发明中托板的正视图。
图6为本发明中托板的俯视图。
图7为本发明中上料单元的示意图。
图8为本发明中上料单元的正视图。
图9为本发明中上料单元的俯视图。
图10为本发明中精定位单元的示意图。
图11为图10的A部放大示意图。
图12为本发明中精定位单元的正视图。
图13为本发明中精定位单元的俯视图。
图14为本发明中叠装单元的示意图。
图15为本发明中叠装单元的正视图。
图16为本发明中叠装单元的侧视图。
图17为本发明中叠装单元的俯视图。
图18为本发明中抓取单元的示意图。
图19为本发明中抓取平台组的示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1-图19所示的一种硅钢片铁芯用自动叠装系统,自动叠装系统用于对日字型结构的硅钢片铁芯进行自动叠装,自动叠装系统包括托板、上料单元2、精定位单元3、叠装单元4、抓取单元5、叠装框架11,上料单元2有一个,位于中部位置,精定位单元3一共有两个,分别位于上料单元2的两侧,叠装单元4一共有两个,分别位于两个精定位单元3的两侧,从而使得整个自动叠装系统由中间向两侧方向均依次为上料单元2、精定位单元3、叠装单元4,抓取单元5位于上料单元2、精定位单元3、叠装单元4的上方。
在本实施例中,限定上料单元2、精定位单元3、叠装单元4的分布方向为横向,与之相垂直的另一方向为纵向。
托板,用于堆放硅钢片料堆,托板一共有五个,并用于堆放五个不同位置的硅钢片料堆。
如图4-图6所示的示意图可知,托板包括一托板底座1,该托板底座1为一长方体板,在托板底座1的上端面上安装有一对并列分布的第一支撑板11,第一支撑板11为一空心方管结构,第一支撑板11通过螺栓固定在托板底座1上,且两个第一支撑板11之间还留有间隙,在两个第一支撑板11之间的间隙中还设置有一第二支撑板12,第二支撑板12与托板底座1之间通过复位弹簧的配合活动连接,其连接结构具体为:在第二支撑板12的底端的两侧均设置有一竖直设置的导向杆13,同时托板底座1上开有容导向杆13穿过并上下活动的通孔,复位弹簧一共有两个,分别套装在两个导向杆13的外侧,且复位弹簧的顶端与第二支撑板12的底端相固定,复位弹簧的底端与托板底座1的上端面相固定,通过导向杆13来与复位弹簧进行配合实现第二支撑板12的上下升降,从而对第二支撑板12的上下升降进行导向,避免单独采用复位弹簧来进行升降时,复位弹簧在收缩的过程中出现跑偏的现象。对于托板的设计,采用第一支撑板11与第二支撑板12相配合的方式,则是为了与硅钢片料堆相配合,方便对硅钢片料堆进行支撑,避免在移动的过程中,硅钢片料堆出现倾倒的现象,由于硅钢片铁芯在进行生产的过程中,为了提高硅钢片铁芯的磁感应强度等性能参数,会要求做出来的硅钢片铁芯的各个位置的横截面尽量呈圆形状,这样也就导致了最终堆叠后的各个的硅钢片料堆就会形成中间大、上下两侧位置逐渐较小的料堆结构,在进行自动叠装的过程中,同一个料堆会从中间划分为两个料堆进行叠装,而这两个料堆,其中一个料堆的硅钢片的宽度从下至上依次增大,另一个料堆的硅钢片的宽度从下至上依次减小,因此在利用普通的平板对这两个料堆进行输送时,后一个料堆不存在问题,而前一个料堆在输送的过程中就容易出现倾倒的现象,影响叠装的顺利进行。
而本发明中的托板,通过增设第一支撑板与第二支撑板,并配合第二支撑板的上下升降,从而使得尺寸小的硅钢片支撑在第二支撑板上,而尺寸大的硅钢片支撑在第一支撑板上,避免在输送的过程中出现硅钢片料堆倾倒的现象。
对硅钢片料堆进行输送时,对于硅钢片的宽度从下至上依次增大的料堆进行输送时,将下侧的口径小的硅钢片放置在第二支撑板12上,并将第二支撑板12向下压,使得第二支撑板12的高度低于第一支撑板11的顶端的高度,从而将宽度小的硅钢片支撑在第二支撑板12上,而宽度大的硅钢片则继续支撑在第一支撑板11上,在进行叠装时,待位于上侧的硅钢片抓取进行叠装后,第二支撑板12上的硅钢片的料堆的数量变小,重量也会变轻,第二支撑板12会在复位弹簧的作用下,逐渐上升,支撑在第二支撑板12上的硅钢片也逐渐升高,直至高出第一支撑板11,从而实现对所有的硅钢片的抓取;对于硅钢片的宽度从下至上依次减小的料堆在进行输送时,直接将最下侧的硅钢片支撑在两个第一支撑板11上即可。
在第一支撑板11上还安装有磁铁。磁铁的设置,则是为了对硅钢片起到一定的吸附作用,避免硅钢片出现晃动的现象,确保每次只抓取一片硅钢片。
上料单元2,用于对构成日字型的硅钢片铁芯的五个不同位置的硅钢片料堆进行输送上料。
如图7-图9所示的示意图可知,上料单元2包括并列分布的上料支架21、输送支架22,且上料支架21、输送支架22的分布方向与上料单元2、精定位单元3、叠装单元4的分布方向相垂直。
在输送支架22上安装有若干输送辊23,输送辊23的两侧均通过轴承与轴承座的配合活动安装在输送支架22上,在输送辊23的两侧还均安装有一输送链轮,位于各个输送辊23同一侧的输送链轮之间通过输送链条实现联动,任意一个输送辊23由安装在输送支架22上的电机驱动进行转动,并带动所有的输送辊23进行同步同向转动。
在上料支架21上安装有若干上料辊,上料辊的两侧均通过轴承与轴承座的配合活动安装在上料支架21上,在上料辊的两侧还均安装有一上料链轮,位于各个上料辊同一侧的上料链轮之间通过上料链条实现联动,任意一个上料辊由安装在上料支架21上的电机驱动进行转动。
在输送支架22与上料支架21之间设置有一往复输送的上料板201,在上料板201的上端面上还设置有五个呈日字形分布的对放置板进行支撑的支撑组件,支撑组件包括若干安装在上料板201上并沿着托板的长轴方向分布的支撑座,在支撑座的顶端均安装有万向滚珠。
在上料支架21与上料板201之间还设置有第一定位组件,第一定位组件包括安装在上料支架21上的第一定位缸202,在第一定位缸202的活塞杆的顶端连接有第一定位块,在第一定位缸202的活塞杆的顶端连接有第一定位块,同时在上料板201上开有容第一定位块嵌入的第一定位孔/槽,在上料支架21上位于第一定位块的上方还设置有第一导向座,在第一导向座内具有一容第一定位块穿过的第一导向孔。第一定位组件的设计,通过第一定位缸202、第一定位块、第一定位孔/槽之间的相互配合,从而对上料板201与上料支架21之间的相对位置进行定位固定,避免上料板201随意的在上料支架21上进行滚动,这是由于上料板201是直接支撑在上料辊上的,而本身上料辊是与上料支架21之间活动配合的,虽然各个上料辊之间通过链条的配合实现了联动,但是仍不可避免上料板201与上料辊之间发生相对滑动,因此,通过将第一定位块37插入第一定位孔/槽内,从而来对上料板201与上料支架21之间的相对位置进行定位固定,从而确保托板放置在上料板201的对应位置,而第一导向座与第一导向孔的配合,则是为了对第一定位块的上下升降起到一个导向的作用,避免第一定位块出现跑偏的现象。
在上料板202的上端面上还设置有与各个支撑组件相一一对应的第二定位组件,第二定位组件包括安装在上料板202的上端面上的第二定位座205,在第二定位座205的顶端安装有第二定位滚珠,在第二定位座205的顶端开有容第二定位滚珠嵌入的凹槽,在该凹槽内还安装有一复位弹簧,复位弹簧的底端与凹槽的底部相固定,复位弹簧的顶端与第二定位滚珠相固定,且在复位弹簧不受力时,第二定位滚珠的顶端的高度要高于支撑座上的万向滚珠的顶端的高度,在托板上还开有容第二定位滚珠嵌入的第二定位孔/槽。第二定位组件的设计,通过第二定位座205、第二定位滚珠、凹槽及复位弹簧的相互配合,从而对托板与上料板202之间的相对位置进行定位固定,避免托板出现滑动的现象,这是由于托板是直接支撑在万向滚珠上的,而万向滚珠是自由滚动的,因此在托板支撑在万向滚珠上时,托板在随着上料板202进行移动时,托板容易出现滑动的现象,也就导致了放置在托板上的硅钢片料堆的位置出现了变化,进而影响到后续叠装的顺利进行,因此通过第二定位滚珠在复位弹簧的弹性作用下插入第二定位孔/槽内后,实现了托板与上料板202之间的相对固定,避免出现托板滑动的现象,在进行定位时,由于在不受力时,第二定位滚珠的顶端的高度要高于支撑座上的万向滚珠的顶端的高度,因此在托板的端部位置移动至第二定位滚珠处时,会将第二定位滚珠向下压,此时复位弹簧受到压缩,当托板的第二定位孔/槽移动至第二定位滚珠位置时,施加给第二定位滚珠的压力消失,复位弹簧会在自身弹力的作用下将第二定位滚珠向上顶起,从而使得第二定位滚珠嵌入托板的第二定位孔/槽内,在没有外力作用推动托板的情况下,实现了托板与上料板202之间的相对位置的定位固定。
在上料板202的上端面上还设置有与各个支撑组件相一一对应的第二限位组件,第二限位组件包括两组分别设置在支撑组件幅宽方向两侧的第二限位轴承组,每组第二限位轴承组由数个沿着支撑组件的长轴方向分布的第二限位轴承204共同组成,第二限位轴承204通过第二限位轴承座205安装在上料板202的上端面上,在第二限位轴承座205的上端面上具有一凸出的容第二限位轴承204套装的安装柱,在第二限位轴承座205的两侧均开有一容螺栓穿过的腰形通孔,在上料板202上开有容螺栓穿过的圆形通孔,通过螺栓依次穿过第二限位轴承座205上的腰形通孔、上料板202上的圆形通孔后,利用螺母锁紧固定,从而实现第二限位轴承204的固定,对于第二限位轴承204上的腰形通孔的设计,从而可实现第二限位轴承204的位置的微调,进而实现了第二限位轴承204的位置的调节。上料板202上的第二限位组件的设计,则是为了对托板的移动进行导向限位,避免托板在支撑组件上滑动时出现跑偏的现象。
精定位单元3,用于对五片不同位置的硅钢片进行精定位。
如图10-图13所示的示意图可知,精定位单元3包括一精定位支架31,在精定位支架31上安装有五个呈日字型分布的精定位组件,其中三个精定位组件横向分布,另外两个精定位组件纵向分布,并与日字的五个位置相对应。
精定位组件包括一对并列分布的支撑座32,在两个支撑座32之间留有间隙,同时在两个支撑座32之间还设置有一定位支撑板,在定位支撑板的侧端还连接有有一向上凸出的定位斜板33,定位斜板33的斜面与硅钢片的斜边相贴合,定位支撑板由第二水平缸驱动进行水平移动,并带动定位斜板33进行水平移动,其配合具体为:在精定位支架31上安装有一对并列分布的第二支撑座331,在两个第二支撑座331的上端面上连接有第二水平导轨332,在定位支撑板的侧端连接有第二水平移动座334,在第二水平移动座334的底端连接有与第二水平导轨332的第二水平滑块333,第二水平缸安装在精定位支架31的上端面上,且第二水平缸的活塞杆与第二水平移动座334相连,并带动第二水平移动座334沿着第二水平导轨332进行水平移动,从而实现定位斜板33的水平移动,进而通过定位斜板33来对硅钢片的其中一个斜面进行定位。在本实施例中,第一水平缸为液压缸。
在两个支撑座32的上端面上均安装有一定位板34,两个定位板34之间通过一对分别安装在两个支撑座32上的第一水平缸35驱动相互靠近或远离,其具体配合为:在支撑座32的上端面上安装有一对并列分布的移动导轨,且移动导轨沿着两个支撑座32的分布方向延伸,在定位板34的底端连接有与移动导轨相配合的移动滑块,第一水平缸35的活塞杆与定位板34相连,通过两个第一水平缸35分别驱动两个定位板34相互靠近或远离,从而实现了对硅钢片的幅宽方向的定位,在本实施例中,第一水平缸35为液压缸。
通过定位斜板33与两个定位板34之间的相互配合,从而来实现了对硅钢片的位置的精定位。
五个精定位组件的支撑座32之间通过同一个调节机构驱动相互靠近或远离,调节机构包括一对纵向分布的第一调节丝杠36,且两个第一调节丝杠36沿着横向方向延伸,同时在位于横向分布的三个精定位组件的各个支撑座32的两侧均安装有与第一调节丝杠36相配合使用的第一调节螺母,且同一个精定位组件的两个支撑座上的第一调节螺母的旋向相反,从而在第一调节丝杠36转动的过程中,能够带动同一个精定位组件的两个支撑座进行同步反向移动,两个第一调节丝杠36通过联动杆37及锥齿轮的配合实现同步反向转动,其配合具体为:在两个第一调节丝杠36上具套装有第一锥齿轮,且两个第一锥齿轮相平行,在联动杆37的两侧分别套装有第二锥齿轮,且两个第二锥齿轮之间相互平行,两个第二锥齿轮分别与两个第一锥齿轮相一一对应,且第二锥齿轮与第一锥齿轮相垂直分布,通过第二锥齿轮与第一锥齿轮的啮合实现了联动杆37带动两个第一调节丝杠36的同步转动。
在两个第一调节丝杠36的两外侧还均设置有一对横向分布的第二调节丝杠38,且第二调节丝杠38沿着纵向方向延伸,且第二调节丝杠36通过锥齿轮的配合与相邻的第一调节丝杠36之间实现同步转动,其配合为:在第一调节丝杠36上位于第二调节丝杠38处还套装有第三锥齿轮,在第二调节丝杠38靠近第一调节丝杠36的一侧套装有第四锥齿轮,且第三锥齿轮与第四锥齿轮相互垂直,通过第三锥齿轮与第四锥齿轮的啮合实现了第二调节丝杠38与第一调节丝杠36的同步转动。在本实施例中,其中一个第三锥齿轮可以与第一锥齿轮为同一锥齿轮,即其中一个第四锥齿轮与第二锥齿轮共用一个锥齿轮,从而可减少锥齿轮的数量,在位于纵向分布的两个精定位组件的各个支撑座的两侧均安装有与第二调节丝杠38相配合使用的第二调节螺母,且位于同一个精定位组件的两个支撑座32上的第二调节螺母的旋向相反,其中任意一个第一调节丝杠36或第二调节丝杠38由安装在精定位支架31上的调节电机驱动进行转动,并带动所有的第一调节丝杠36、第二调节丝杠38进行同步转动,从而实现了所有的精定位组件的支撑座之间的相互靠近或远离。对于调节机构的设计,采用纵向分布的第一调节丝杠36以及横向分布的第二调节丝杠38的配合,并配合多个锥齿轮,从而实现了对所有的精定位组件的两个支撑座之间的相对间距进行同步调节,以方便配合不同尺寸的硅钢片,整个调节过程只需一个驱动件即可实现,大大减少了驱动件的数量,简化了结构。
叠装单元4,用于对五片不同位置的硅钢片进行叠装形成单层的硅钢片铁芯。
如图14-图17所示的示意图可知,叠装单元4包括叠装底座41以及安装叠装底座41上的叠装支架42,叠装支架42由齿条44、齿轮的配合沿着叠装底座41的长轴方向进行水平移动,其配合具体为:在叠装底座41的上端面的两侧分别设置有一移动导轨43,且移动导轨43沿着叠装底座41的长轴方向延伸,在叠装支架42的底端安装有与移动导轨43相配合使用的移动滑块,在叠装底座41上位于两个移动导轨43之间还设置有一沿着叠装底座41的长轴方向延伸的齿条44,在叠装支架42的侧端还安装有与齿条44相啮合的齿轮,该齿轮由安装在叠装支架42上的电机45驱动进行转动,并带动叠装支架42沿着叠装底座41进行往复移动。
在叠装支架42上安装有一对并列分布的叠装座46,叠装座46包括沿着叠装底座41的长轴方向依次分布的五个叠装板47,在位于外侧的两个叠装板47上均安装有一对第一支撑台48,且第一支撑台48沿着叠装板47的长轴方向进行水平移动,其配合为:在叠装板47上安装有水平移动导轨,同时在第一支撑台48的底端安装有与水平移动导轨相配合的水平移动滑块,在位于中间的三个叠装板47上均安装有一对第二支撑台49,第二支撑台49与叠装板47固定相连,五个叠装板均沿着叠装支架42的长轴方向进行往复移动,其配合为:在叠装支架42上安装有两对移导轨,其中一对导轨与位于外侧的两个叠装板47相配合,另外一对导轨与位于中间的三个叠装板47相配合。在后续使用时,由对应的厂家在第一支撑台48、第二支撑台49上加装支撑平台,从而实现对叠装好的硅钢片进行支撑,对于第一支撑台48的水平移动的驱动机构以及各个叠装板47的驱动机构也由厂家自由选择使用,在本专利中就不做限定。
抓取单元5,设置于上料单元2、精定位单元3、叠装单元4的上方,用于抓取硅钢片并带动硅钢片在上料单元2与精定位单元3或是精定位单元3与叠装单元4之间进行周转。
如图18、19所示的示意图可知,抓取单元5包括一抓取支架51,抓取支架51的底端通过数个支撑柱支撑在叠装框架11的上方,该抓取支架51位于上料支架21、精定位支架31及叠装支架42的上方,在抓取支架51的底端安装有两组并列分布的抓取平台组,每组抓取平台组包括并列分布的第一抓取平台52、第二抓取平台53,且两个第一抓取平台52均位于靠近抓取支架中心的一侧,两组抓取平台组的顶端均连接在同一个移动支架上,在抓取支架51上安装有一对沿着抓取支架51的长轴方向分布的水平导轨,在移动支架的顶端安装有与水平导轨相配合的水平滑块,在两个水平导轨之间还设置有一水平丝杠,同时在移动支架上安装有与水平丝杠相配合使用的丝杠螺母,水平丝杠由安装在抓取支架51上的电机驱动进行转动,并带动移动支架沿着抓取支架51的长轴方向进行水平移动,进而带动抓取平台组在上料单元2、精定位单元3、叠装单元4之间进行移动。
在第一抓取平台52的底端安装有五个呈日字形分布的第一抓取板,第一抓取板包括上下分布的第一上板与第一下板,在第一抓取板的第一下板上安装有数个第一抓取吸盘521,第一下板由安装在第一上板上的液压缸驱动进行上下升降,在第一下板的两侧还安装有一竖直向上延伸的导向柱,同时在第一上板上开有容导向柱穿过并活动的导向孔,通过导向柱与导向孔的配合对第一下板的上下升降进行导向,避免第一下板出现跑偏的现象。
五个第一抓取板由三个横向分布的第一横向抓取板522以及两个纵向分布的第一纵向抓取板523共同组成,且位于中间的第一横向抓取板522的第一上板以及两个第一纵向抓取板523的第一上板均与第一抓取平台52的底端相固定,位于外侧两个的第一横向抓取板522沿着抓取支架51的长轴方向往复移动,从而靠近或远离位于中间的第一横向抓取板522,其配合为:在第一抓取平台52的底端安装有水平移动导轨,同时在位于外侧两个的第一横向抓取板522的第一上板上均安装有与水平移动导轨相配合的水平移动滑块,在第一抓取平台52的底端还分别安装有与位于外侧两个的第一横向抓取板522相一一对应的液压缸,液压缸与第一上板相连,并带动第一上板沿着水平移动导轨进行水平移动,从而实现位于外侧两个的第一横向抓取板522靠近或远离位于中间的第一横向抓取板522。
在第二抓取平台53的底端安装有五个呈日字形分布的第二抓取板,第二抓取板包括上下分布的第二上板、第二下板,第二下板同样由液压缸驱动靠近或远离第二上板,在第二抓取板的第二下板上均安装有数个第二抓取吸盘531。在本实施例中,第一抓取吸盘521、第二抓取吸盘531均采用上市场上常用的气动吸盘。
五个第二抓取板由三个横向分布的第二横向抓取板532以及两个纵向分布的第二纵向抓取板533共同组成,且位于中间的第二横向抓取板532与第二抓取平台53相固定,位于两侧的第二横向抓取板532沿着抓取支架51的长轴方向往复移动,从而靠近或远离位于中间的第二横向抓取板532,两个第二纵向抓取板533沿着抓取支架51的幅宽方向往复移动,从而靠近或远离位于中间的第二横向抓取板532,第二横向抓取板532、第二横向抓取板532的水平移动均采用导轨、滑块、丝杠、丝杠螺母及电机的配合。
工作原理:在进行叠装时,首先将需要进行叠装的五个硅钢片料堆分别放置在五个托板上,然后将托板放置在上料板201上,并定位固定,然后将上料板201由输送支架22输送给上料支架21,并将上料板201与上料支架21定位固定,然后,上料支架21上行,移动支架在对应的电机驱动下移动,使得其中一组抓取平台组的第一抓取平台52移动至上料支架21的上方,再由对应的液压缸驱动第一下板下行,由第一抓取吸盘521抓取最上侧的五个硅钢片料堆,并在抓取后,第一下板上行,移动支架在对应的电机驱动下再次移动,使得抓有硅钢片的第一抓取平台52移动至对应的精定位单元的上方,同时另一组抓取平台组的第一抓取平台52会移动至上料支架21的上方,两个第一抓取平台52上的第一下板均下行,其中一个将硅钢片放置在精定位单元上,对五个硅钢片进行精定位,另一个则抓取硅钢片,然后,两个第一抓取平台52上的第一下板上行,移动支架在对应的电机驱动下再次移动,第一组抓取平台组的第一抓取平台52再次移动至上料单元2的上方,而另一组抓取平台组的第一抓取平台52则会移动至精定位单元3的上方,继续实现一组抓取平台组的抓取硅钢片,以及另一组抓取平台组的放置硅钢片至精定位单元3上,此时,由于第一组抓取平台组已经提前将一层硅钢片放置在精定位单元3上进行了精定位,因此第一组抓取平台组的第二抓取平台53也开始工作,在第一抓取平台52抓取上料单元2上的硅钢片时,第二下板也下行抓取精定位单元3处已经精定位的硅钢片,然后第一下板、第二下板同时上行,移动支架在对应的电机驱动下再次移动,使得第一组抓取平台组的第一抓取平台52移动至精定位单元3处,而第二抓取平台53移动至叠装单元4的上方,然后分别将第一抓取平台52、第二抓取平台53抓取的硅钢片分别给精定位单元3进行精定位、叠装单元4进行叠装,如此反复,从而实现了两组抓取平台组与两对精定位单元3、叠装单元4的交错动作,实现对硅钢片铁芯的叠装。
本发明中的硅钢片铁芯用自动叠装系统,通过对上料单元、精定位单元、叠装单元的数量及排布位置进行重新设计,采用由中间向两侧供料的方式,使得两侧的上料顺序均独立运行,不存在相互干涉的风险,确保单侧的上料顺序的顺利进行,相对应的也就降低了程序设计的复杂程度,减轻了设计人员的工作强度。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种硅钢片铁芯用自动叠装系统,自动叠装系统用于对日字型结构的硅钢片铁芯进行自动叠装,其特征在于:包括
托板,用于堆放硅钢片料堆;
上料单元,用于对构成日字型的硅钢片铁芯的五个不同位置的硅钢片料堆进行输送上料;
精定位单元,用于对五片不同位置的硅钢片进行精定位;
叠装单元,用于对五片不同位置的硅钢片进行叠装形成单层的硅钢片铁芯;
抓取单元,设置于上料单元、精定位单元、叠装单元的上方,用于抓取硅钢片并带动硅钢片在上料单元与精定位单元或是精定位单元与叠装单元之间进行周转;
所述上料单元有一个,位于中部位置,所述精定位单元一共有两个,分别位于上料单元的两侧,所述叠装单元一共有两个,分别位于两个精定位单元的两侧,从而使得整个自动叠装系统由中间向两侧方向均依次为上料单元、精定位单元、叠装单元。
2.根据权利要求1所述的硅钢片铁芯用自动叠装系统,其特征在于:所述托板一共有五个,并用于堆放五个不同位置的硅钢片料堆;
所述上料单元包括并列分布的上料支架、输送支架,且上料支架、输送支架的分布方向与上料单元、精定位单元、叠装单元的分布方向相垂直,在输送支架上安装有若干输送辊,在上料支架上安装有若干上料辊,在输送支架与上料支架之间设置有一往复输送的上料板,在上料板的上端面上还设置有五个呈日字形分布的对放置板进行支撑的支撑组件,所述支撑组件包括若干安装在上料板上并沿着托板的长轴方向分布的支撑座,在支撑座的顶端均安装有万向滚珠;
所述精定位单元包括一精定位支架,在精定位支架上安装有五个呈日字型分布的精定位组件,其中三个精定位组件横向分布,另外两个精定位组件纵向分布,并与日字的五个位置相对应,所述精定位组件包括一对并列分布的支撑座,两个支撑座之间留有间隙,同时在两个支撑座之间还设置有一定位支撑板,在定位支撑板的侧端还连接有有一向上凸出的定位斜板,所述定位斜板的斜面与硅钢片的斜边相贴合,所述定位支撑板由第二水平缸驱动进行水平移动,并带动定位斜板进行水平移动,在两个支撑座的上端面上均安装有一定位板,两个定位板之间通过一对分别安装在两个支撑座上的第一水平缸驱动相互靠近或远离,五个精定位组件的支撑座之间通过同一个调节机构驱动相互靠近或远离;
所述叠装单元包括叠装底座以及安装叠装底座上的叠装支架,所述叠装支架由齿条、齿轮的配合沿着叠装底座的长轴方向进行水平移动,在叠装支架上安装有一对并列分布的叠装座,所述叠装座包括沿着叠装底座的长轴方向依次分布的五个叠装板,在位于外侧的两个叠装板上均安装有一对第一支撑台,且第一支撑台沿着叠装板的长轴方向进行水平移动,在位于中间的三个叠装板上均安装有一对第二支撑台,五个叠装板均沿着叠装支架的长轴方向进行往复移动;
所述抓取单元包括一抓取支架,该抓取支架位于上料支架、精定位支架及叠装支架的上方,在抓取支架的底端安装有两组并列分布的抓取平台组,每组抓取平台组包括并列分布的第一抓取平台、第二抓取平台,且两个第一抓取平台均位于靠近抓取支架中心的一侧,在第一抓取平台的底端安装有五个呈日字形分布的第一抓取板,在第一抓取板上安装有数个第一抓取吸盘,所述五个第一抓取板由三个横向分布的第一横向抓取板以及两个纵向分布的第一纵向抓取板共同组成,且位于中间的第一横向抓取板以及两个第一纵向抓取板与第一抓取平台相固定,位于外侧两个的第一横向抓取板沿着抓取支架的长轴方向往复移动,从而靠近或远离位于中间的第一横向抓取板,在第二抓取平台的底端安装有五个呈日字形分布的第二抓取板,在第二抓取板上安装有数个第二抓取吸盘,所述五个第二抓取板由三个横向分布的第二横向抓取板以及两个纵向分布的第二纵向抓取板共同组成,且位于中间的第二横向抓取板与第二抓取平台相固定,位于两侧的第二横向抓取板沿着抓取支架的长轴方向往复移动,从而靠近或远离位于中间的第二横向抓取板,两个第二纵向抓取板沿着抓取支架的幅宽方向往复移动,从而靠近或远离位于中间的第二横向抓取板。
3.根据权利要求1或2所述的硅钢片铁芯用自动叠装系统,其特征在于:所述托板包括一托板底座,在托板底座的上端面上安装有一对并列分布的第一支撑板,所述第一支撑板直接固定在托板底座上,在两个第一支撑板之间还设置有一第二支撑板,所述第二支撑板与托板底座之间通过复位弹簧的配合活动连接,在第一支撑板上还安装有磁铁。
4.根据权利要求2所述的硅钢片铁芯用自动叠装系统,其特征在于:所述上料支架与上料板之间还设置有第一定位组件,所述第一定位组件包括安装在上料支架上的第一定位缸,在第一定位缸的活塞杆的顶端连接有第一定位块,同时在上料板上开有容第一定位块嵌入的第一定位孔/槽,在上料支架上位于第一定位块的上方还设置有第一导向座,在第一导向座内具有一容第一定位块穿过的第一导向孔。
5.根据权利要求2所述的硅钢片铁芯用自动叠装系统,其特征在于:所述上料板的上端面上还设置有与各个支撑组件相一一对应的第二定位组件,所述第二定位组件包括安装在上料板的上端面上的第二定位座,在第二定位座的顶端安装有第二定位滚珠,在第二定位座的顶端开有容第二定位滚珠嵌入的凹槽,在该凹槽内安装有一复位弹簧,所述复位弹簧的底端与凹槽的底部相固定,复位弹簧的顶端与第二定位滚珠相固定,且在复位弹簧不受力时,第二定位滚珠的顶端的高度要高于支撑座上的万向滚珠的顶端的高度,在托板上还开有容第二定位滚珠嵌入的第二定位孔/槽。
6.根据权利要求2所述的硅钢片铁芯用自动叠装系统,其特征在于:所述上料板的上端面上还设置有与各个支撑组件相一一对应的第二限位组件,所述第二限位组件包括两组分别设置在支撑组件幅宽方向两侧的第二限位轴承组,每组第二限位轴承组由数个沿着支撑组件的长轴方向分布的第二限位轴承共同组成。
7.根据权利要求2所述的硅钢片铁芯用自动叠装系统,其特征在于:所述调节机构包括一对纵向分布的第一调节丝杠,同时在位于横向分布的三个精定位组件的各个支撑座的两侧均安装有与第一调节丝杠相配合使用的第一调节螺母,且同一个精定位组件的两个支撑座上的第一调节螺母的旋向相反,两个第一调节丝杠通过联动杆及锥齿轮的配合实现同步反向转动,在两个第一调节丝杠的两外侧还均设置有一对横向分布的第二调节丝杠,且第二调节丝杠通过锥齿轮的配合与相邻的第一调节丝杠之间实现同步转动,在位于纵向分布的两个精定位组件的各个支撑座的两侧均安装有与第二调节丝杠相配合使用的第二调节螺母,且位于同一个精定位组件的两个支撑座上的第二调节螺母的旋向相反,其中任意一个第一调节丝杠或第二调节丝杠由安装在精定位支架上的调节电机驱动进行转动,并带动所有的第一调节丝杠、第二调节丝杠进行同步转动,从而实现了所有的精定位组件的支撑座之间的相互靠近或远离。
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