CN113695848A - 一种电机引脚剪切及齿轮压装装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机引脚剪切及齿轮压装装置及方法，电机引脚剪切及齿轮压装装置包括伺服压装机构、齿轮摆放机构、引脚高度检测机构、引脚剪切机构、移载机构、工作平台、电机夹持机构、电机传感器和支撑平台；移载机构安装在工作平台上，用于传送夹持在电机夹持机构中的电机进行齿轮压装、引脚检测和引脚剪切工序。本发明可以实现在一个装置内完成电机剪引脚及齿轮压装工作，工作效率高，引脚高度一致，合格率大为提升。

Description

一种电机引脚剪切及齿轮压装装置及方法

技术领域

本发明涉及电机引脚剪切及齿轮压装技术领域，具体涉及一种电机引脚剪切及齿轮压装装置及方法。

背景技术

电机是汽车各个执行机构中必不可少的动力部件。电机通电，电机输出轴转动，轴上齿轮通过啮合带动其他部件转动，从而输出动力。

电机出厂时，电机引脚一般都设置的较长，以方便用户根据需要进行二次剪切。现有技术中，都是通过人工进行电机引脚的剪切，人工剪切电机引脚不能保证剪切后引脚高度的一致性，且费时费力，还容易出现因操作不当造成引脚剪切过低无法使用致使电机报废的问题。

另一方面，在现有技术中，电机轴齿轮的装配与电机剪引脚是分步进行的，人工剪引脚后的电机再送到齿轮压装装置进行齿轮压装，工作效率低；并且，现有电机齿轮压装装置的精度低且在压装过程中会损害电机。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电机引脚剪切及齿轮压装装置及方法。

本发明采用的技术方案是：

一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，包括伺服压装机构、齿轮摆放机构、引脚高度检测机构、引脚剪切机构、移载机构、工作平台、电机夹持机构、电机传感器和支撑平台；电机夹持机构设置在移载机构上，电机夹持机构设有用于放置电机的电机定位治具及用于夹持电机的气爪；移载机构安装在工作平台上，用于传送夹持在电机夹持机构中的电机进行齿轮压装、引脚检测和引脚剪切工序；支撑平台设于工作平台上，用于安装伺服压装机构、齿轮摆放机构、引脚高度检测机构及电机传感器；电机传感器用于检测电机夹持机构是否夹持有电机；齿轮摆放机构设置在支撑平台的下方，齿轮摆放机构设有用于放置齿轮的齿轮摆放治具及用于带动齿轮摆放治具插入电机上定位部的两只第一气缸；伺服压装机构设置在支撑平台的上方，伺服压装机构用于将齿轮摆放机构中的齿轮压入电机夹持机构中的电机输出轴上，并判定是否压装到位；引脚剪切机构安装在工作平台上，用于剪切电机夹持机构中的电机引脚；引脚高度检测机构用于检测未经剪切的电机引脚高度值和经过剪切的电机引脚高度值，并判定剪切前与剪切后的电机引脚高度差是否合格。

进一步地，移载机构包括移载板、直线导轨、电推缸、拖链、第一滑块及第二滑块；电推缸设置于工作平台上，第二滑块由电推杆驱动可滑动地设置于电推缸上，两个直线导轨并排设置于电推缸的一侧，两个第一滑块分别设置于两个直线导轨上，移载板固定安装在第一滑块及两个第二滑块上；拖链平行于电推缸设置，拖链的尾部固定在工作平台上，拖链的头部通过拖链连接板连接移载板。

进一步地，电机夹持机构还包括两个夹爪；电机定位治具固定安装在移载板上，电机定位治具的上侧面一端开设有电机容置腔，电机容置腔的底部开设有限位沉孔，电机平行于电推缸移动方向镶嵌于电机容置腔内且电机轴朝上，电机底部凸起抵靠限位沉孔的底面；气爪设置于定位治具的上侧面的另一端，两个夹爪设置于气爪的头部两侧由气爪带动夹紧或放松电机。

进一步地，齿轮容置腔的为阶梯状圆柱孔，阶梯状圆柱孔的小圆柱孔与齿轮的外径适配，阶梯状圆柱孔的大圆柱孔与电机上定位部适配。

进一步地，支撑平台包括支撑板和四根支撑柱，四根支撑柱垂直向下固定在支撑板的底面上，四根支撑柱的支脚固定在工作平台上，且位于移载机构的外侧。

进一步地，伺服压装机构包括伺服压机、法兰板和压头；伺服压机通过法兰板固定安装在支撑板上，伺服压机的输出轴从法兰板及支撑板伸出固定连接压头，压头端面形状与齿轮端面形状适配；伺服压机设有力值及行程控制装置。

进一步地，齿轮摆放机构还包括浮动板、两只浮动接头及两只球头柱塞；两只第一气缸通过气缸安装板固定安装在支撑板的下侧面，浮动接头一端固定连接第一气缸的活塞杆，另一端固定连接浮动板，浮动板的中心部设有十字通孔，十字通孔的大孔贯穿浮动板的上下两侧面，十字通孔的小孔贯穿浮动板的前后两侧面；齿轮摆放治具装设在浮动板的十字通孔的大孔内，齿轮摆放治具的中心部设有齿轮容置腔，两球头柱塞分别插入十字通孔的两个小孔中，球头柱塞的设有球头的一端伸到齿轮容置腔内，球头卡入齿轮的齿槽中。

进一步地，引脚高度检测机构包括第一传感器安装板、第二传感器安装板、两个位移传感器、高度板和水平固定板；高度板下端面竖直安装在水平固定板上，第一传感器安装板呈U形，U形端设有腰型孔，第一传感器安装板通过穿过腰型孔的螺栓固定安装在高度板的上端面；第二传感器安装板设于第一传感器安装板的U形开口的开口端，且一端固定在安装在高度板的上端面；两个位移传感器的传感头朝下竖直设于第一传感器安装板的U形开口的内侧，且分别固定在第一传感器安装板和第二传感器安装板上。

进一步地，引脚剪切机构包括防飞罩、第一气剪、第二气剪、滑台气缸、滑台板、气剪板、L形立板和剪切机构基板；两个L形立板固定安装在剪切机构基板的侧面的左右两端，滑台板安装在两个L形立板之间，滑台气缸竖直安装在滑台板的表面，气剪板可上下滑动地安装在滑台气缸上。防飞罩固定安装在两个L形立板的上端，防飞罩的底面开设有用于通过电机的U形第一通孔，背面开设有用于通过气剪板的第二通孔；第一气剪固定安装在气剪板上且位于防飞罩，第二气剪固定安装在防飞罩内侧壁上，第二气剪与第一气剪的剪刀头相对且分别对应电机的两个电机引脚。

一种用于上述任意一种电机引脚剪切及齿轮压装装置的方法，包括以下步骤：

第一步，将电机放置到电机定位治具中，电机传感器检测到电机，启动气爪将电机夹持固定在电机夹持机构上，此时电机所在位置为第一工位；

第二步，移载机构载动电机夹持机构进入引脚高度检测机构进行电机引脚高度测量；

第三步，测量完引脚高度后，移载机构载动电机夹持机构进入引脚剪切机构进行引脚剪切；

第四步，剪切完引脚后，移载机构载动电机夹持机构返回引脚高度检测机构再次进行电机引脚高度测量，并判定剪切前与剪切后的引脚高度差是否合格，判定合格后进入下一步；

第五步，移载机构载动电机夹持机构返回第一工位，两只第一气缸伸出将齿轮摆放治具插入电机上定位部；

第六步，伺服压装机构将齿轮摆放机构中的齿轮压入电机输出轴上，并判定是否压装到位；完成电机引脚剪切及齿轮压装工作。

本发明的有益效果：

1、通过移载机构带动电机在齿轮第一工位、引脚高度检测机构工位和引脚剪切机构工位之间移动，在不同位置进行压装、检测和剪引脚工作，并且通过位移传感器判断引脚剪切前后的高度差是否合格，如果合格则进行下一步齿轮压装动作；实现在一个装置内完成电机剪引脚及齿轮压装工作，工作效率高，引脚高度一致，合格率大为提升。

2、通过伺服压机自带位移和力值监控系统，能够精确地判断齿是否压入到设定位置的电机轴上，不仅提高了工作效率，还保证齿轮的压装精度，降低对电机的损害。

3、本发明的电机引脚剪切及齿轮压装装置的方法，可以在一个装置上完成，工作效率高，齿轮压装及电机引脚的剪切精度高。

附图说明

图1是本发明的一种电机引脚剪切及齿轮压装装置的结构示意图

图2是本发明的支撑平台的结构示意图

图3是本发明的伺服压装机构的结构示意图

图4是本发明的齿轮摆放机构的结构示意图

图5是本发明的齿轮摆放治具的结构示意图

图6是本发明的电机夹持机构与电机的连接结构示意图

图7是本发明的电机夹持机构的结构示意图

图8是本发明的电机定位治具与电机的连接结构示意图

图9是本发明的引脚高度检测机构的结构示意图

图10是本发明的引脚剪切机构的结构示意图

图11是本发明的移载机构的结构示意图

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施方式1

参阅图1～11，本实施例提供一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，包括伺服压装机构1、齿轮摆放机构2、引脚高度检测机构3、引脚剪切机构4、移载机构5、工作平台6、电机夹持机构7、电机传感器8和支撑平台9。

移载机构5安装在工作平台6上，用于传送电机夹持机构7中的电机进行齿轮压装、引脚检测和引脚剪切工序，电机夹持机构7中设有用于电机定位治具73；

支撑平台9设于工作平台6上，用于安装伺服压装机构1、齿轮摆放机构2、引脚高度检测机构3及电机传感器8；

齿轮摆放机构2设置在支撑平台9的下方且正对电机定位治具73，伺服压装机构1设置在支撑平台9的上方，伺服压装机构1用于将齿轮摆放机构2中的齿轮压入电机夹持机构7的电机输出轴上，并判定是否压装到位；

引脚剪切机构4安装在工作平台6上，用于剪切夹持在电机夹持机构7中的电机的引脚；

引脚高度检测机构3用于检测未经剪切的电机引脚高度值和经引脚剪切机构4剪过的电机引脚高度值，并判定剪切前与剪切后的高度差是否合格；

电机传感器8用于检测电机夹持机构7是否夹持有电机10。电机传感器8为现有技术，例如在本实施例中，选用邦纳QS18VN6LD激光传感。

如图11所示，移载机构5包括移载板51、直线导轨52、导轨座53、电推缸54、拖链55、拖链连接板56、第一滑块57及第二滑块58。电推缸54沿工作平台6长度方向设置于工作平台6上，第二滑块58由电推杆54驱动可滑动地设置于电推缸54上，两个导轨座53通过定位销平行于电推缸54并排设置于电推缸54的一侧，两个直线导轨52分别设置于两个导轨座53上，两个滑块57分别设置于两个直线导轨52上，移载板51固定安装在第一滑块57及第二滑块58上。拖链55平行于电推缸54设置，拖链55的尾部固定在工作平台6上，拖链55的头部固定安装有拖链连接板56，拖链连接板56的另一端固定在移载板51上。

如图6～8所示，电机夹持机构7包括电机定位治具73、气爪72、两个夹爪71和限位块。电机定位治具73通过螺钉固定安装在移载板51上，电机定位治具73的上侧面的一端开设有电机容置腔731，电机容置腔731的底部开设有限位沉孔732，限位沉孔732的内径与电机下定位部104的外径适配，电机容置腔731与电机10外圈外径适配。电机10平行于电推缸54移动方向镶嵌于电机容置腔731孔内，电机上端设有电机上定位部，电机输出轴从电机上定位部伸出；电机底部凸起轴末端抵靠限位沉孔732的底面，防止压装过程压坏电机，电机下定位部104插入限位沉孔732内且其底面抵靠阶梯状圆柱孔的台阶面。电机定位治具73上侧面设有限位槽74，限位槽74内嵌装有限位块，电机10通过电机槽与限位块卡合定位。气爪72设置于电机定位治具73的上侧面，两个夹爪71设置于气爪72的头部两侧由气爪72带动夹紧或放松电机10。气爪72为现有技术，通过气爪夹紧电机10防止电机在移动运动过程中歪斜。

如图2所示，支撑平台9包括支撑板91和四根支撑柱92，四根支撑柱92垂直向下固定在支撑板91的底面上，四根支撑柱92的支脚固定在工作平台6上，且位于移载机构5的外侧。

如图3所示，伺服压装机构1包括伺服压机11、法兰板12和压头13；法兰板12固定在伺服压机11的端面，伺服压机11通过法兰板12固定安装在支撑板91上，伺服压机11的输出轴从法兰板12及支撑板91伸出固定连接压头13，压头端面形状与齿轮11端面形状适配。伺服压机11是现有带力值和行程控制压机，其结构及工作原理这里不做赘述，例如本实施例中，选用IAI厂家型号为RCS2-RA13R-WA-750-2.5-150-T2-M-B-LCT-MT1-SP伺服压机。

如图4所示，齿轮摆放机构2包括两只第一气缸21、齿轮摆放治具22、浮动板23、两只浮动接头24及两只球头柱塞25；第一气缸21的顶部均设有气缸安装板211，两只第一气缸21通过气缸安装板211固定安装在支撑板91的下侧面。浮动接头24一端固定连接第一气缸21的活塞杆，另一端固定连接浮动板23，浮动板23的中心部设有十字通孔231，十字通孔的大孔贯穿浮动板的上下两侧面，十字通孔的小孔贯穿浮动板的前后两侧面。齿轮摆放治具22的两侧径向连接球头柱塞25，齿轮摆放治具22装设在浮动板23的十字通孔的大孔内，两球头柱塞25分别插入大孔两侧的两个小孔中，齿轮摆放治具22设有齿轮容置腔221，球头柱塞25的设有球头的一端伸到齿轮容置腔内，球头卡入齿轮110的齿槽中。齿轮110放置在齿轮容置腔221内，通过两个球头柱塞25固定在齿轮摆放治具22中。

如图9所示，引脚高度检测机构3包括第一传感器安装板31、第二传感器安装板32、两个位移传感器33、高度板34和水平固定板35。高度板34下端面竖直安装在水平固定板35上。第一传感器安装板31呈U形，U形端设有腰型孔311，第一传感器安装板31通过穿过腰型孔的螺栓固定安装在高度板34的上端面；第二传感器安装板32设于第一传感器安装板31的U形开口的开口端，且一端固定在安装在高度板34的上端面。两个位移传感器33传感头朝下竖直设于第一传感器安装板31的U形开口的内侧且分别固定在第一传感器安装板31和第二传感器安装板32上，通过腰型孔调节第一传感器安装板31和第二传感器安装板32之间的距离，调节两个位移传感器的间距与电机两侧引脚102距离适配。位移传感器33为现有技术，例如在本实施例中，选用基恩士GT2-PA12位移传感器。

如图10所示，引脚剪切机构4包括防飞罩41、第一气剪42、第二气剪43、滑台气缸48、滑台板47、气剪板49、筋板46、L形立板44和剪切机构基板45。两个L形立板43固定安装在剪切机构基板45的侧面的左右两端，滑台板47与筋板46组成滑台气缸的气缸支架安装在两个L形立板43之间。滑台气缸48竖直安装在滑台板47的表面，气剪板49可上下滑动地安装在滑台气缸48上。防飞罩41固定安装在两个L形立板43的上端，防飞罩41的右侧敞口用于通过废料，底面左侧开设有用于通过电机10的U形第一通孔411，背面开设有用于通过气剪板49的第二通孔412。第一气剪42平行于电机引脚固定安装在气剪板49上且位于防飞罩41内，第二气剪43固定安装在防飞罩41内侧壁上且其剪刀口平行于电机引脚，第二气剪43与第一气剪42的剪刀头相对且分别对应电机10的两个电机引脚102。第一气剪42的刀头中心面平行于引脚102并垂直向下，从而防止剪切引脚歪斜。本实施例中所用气剪为现有技术，其结构和工作原理不再赘述。

实施方式2

参阅图1～图11，本实施例提供一种用于实施例1的电机齿轮压装及引脚剪切方法，包括以下步骤：

第一步，将电机槽103对准限位槽74内的限位块放到电机定位治具73中；电机传感器8检测到电机10；启动气爪72，将电机10夹持固定在电机夹持机构7上。此时电机10所在移载板51位置为第一工位；

第二步，电推缸54带动移载板51载动电机夹持机构7进入引脚高度检测机构3，电机10的电机轴位于两个位移传感器33的中间，两个位移传感器33的测头伸出测量电机引脚高度值后缩回；

第三步，滑台气缸48带动第一气剪42向上运动避让电机10，电推缸54带动移载板51载动电机夹持机构7进入引脚剪切机构4，滑台气缸48带动第一气剪42向下运动到剪切位置，此时电机10的两个引脚102分别位于第一气剪42和第二气剪43的刀头中心，两个气剪同时进行剪切，随后滑台气缸48带动第一气剪42向上运动避让电机10；

第四步，电推缸54带动移载板51载动电机夹持机构7返回进入引脚高度检测机构3，两个位移传感器33测头伸出测量剪切后的电机引脚高度值后缩回，判定剪切前与剪切后的高度差是否合格，判定合格后进入下一步；

第五步，电推缸54带动移载板51载动电机夹持机构7返回进入第一工位，齿轮110放入齿轮摆放治具22内，齿轮摆放机构2中两个第一气缸21的伸缩杆伸出带动齿轮摆放治具22插入电机上定位部101；

第六步，伺服压机11伸缩轴伸出带动压头13将齿轮摆放治具22中的齿轮110压入电机输出轴上；伺服压机11缩回并判断压入力值与行程，完成电机引脚剪切及齿轮压装工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，其特征在于，包括伺服压装机构、齿轮摆放机构、引脚高度检测机构、引脚剪切机构、移载机构、工作平台、电机夹持机构、电机传感器和支撑平台；

电机夹持机构设置在移载机构上，电机夹持机构设有用于放置电机的电机定位治具及用于夹持电机的气爪；

移载机构安装在工作平台上，用于传送夹持在电机夹持机构中的电机进行齿轮压装、引脚检测和引脚剪切工序；

支撑平台设于工作平台上，用于安装伺服压装机构、齿轮摆放机构；

电机传感器用于检测电机夹持机构是否夹持有电机；

齿轮摆放机构设置在支撑平台的下方，齿轮摆放机构设有用于放置齿轮的齿轮摆放治具及用于带动齿轮摆放治具插入电机上定位部的两只第一气缸；

伺服压装机构设置在支撑平台的上方，伺服压装机构用于将齿轮摆放机构中的齿轮压入电机夹持机构中的电机输出轴上，并判定是否压装到位；

引脚剪切机构安装在工作平台上，用于剪切电机夹持机构中的电机引脚；

引脚高度检测机构用于检测未经剪切的电机引脚高度值和经过剪切的电机引脚高度值，并判定剪切前与剪切后的电机引脚高度差是否合格。

2.根据权利要求1所述的一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，其特征在于，移载机构包括移载板、直线导轨、电推缸、拖链、第一滑块及第二滑块；电推缸设置于工作平台上，第二滑块由电推杆驱动可滑动地设置于电推缸上，两个直线导轨并排设置于电推缸的一侧，两个第一滑块分别设置于两个直线导轨上，移载板固定安装在第一滑块及两个第二滑块上；拖链平行于电推缸设置，拖链的尾部固定在工作平台上，拖链的头部通过拖链连接板连接移载板。

3.根据权利要求2所述的一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，其特征在于，电机夹持机构还包括两个夹爪；电机定位治具固定安装在移载板上，电机定位治具的上侧面一端开设有电机容置腔，电机容置腔的底部开设有限位沉孔，电机平行于电推缸移动方向镶嵌于电机容置腔内且电机轴朝上，电机底部凸起轴末端抵靠限位沉孔的底面；气爪设置于定位治具的上侧面的另一端，两个夹爪设置于气爪的头部两侧由气爪带动夹紧或放松电机。

4.根据权利要求3所述的一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，其特征在于，齿轮容置腔的为阶梯状圆柱孔，阶梯状圆柱孔的小圆柱孔与齿轮的外径适配，阶梯状圆柱孔的大圆柱孔与电机上定位部适配。

5.根据权利要求4所述的一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，其特征在于，支撑平台包括支撑板和四根支撑柱，四根支撑柱垂直向下固定在支撑板的底面上，四根支撑柱的支脚固定在工作平台上，且位于移载机构的外侧。

6.根据权利要求5所述的一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，其特征在于，伺服压装机构包括伺服压机、法兰板和压头；伺服压机通过法兰板固定安装在支撑板上，伺服压机的输出轴从法兰板及支撑板伸出固定连接压头，压头端面形状与齿轮端面形状适配；伺服压机设有力值及行程控制装置。

7.根据权利要求6所述的一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，其特征在于，齿轮摆放机构还包括浮动板、两只浮动接头及两只球头柱塞；两只第一气缸通过气缸安装板固定安装在支撑板的下侧面，浮动接头一端固定连接第一气缸的活塞杆，另一端固定连接浮动板，浮动板的中心部设有十字通孔，十字通孔的大孔贯穿浮动板的上下两侧面，十字通孔的小孔贯穿浮动板的前后两侧面；齿轮摆放治具装设在浮动板的十字通孔的大孔内，齿轮摆放治具的中心部设有齿轮容置腔，两球头柱塞分别插入十字通孔的两个小孔中，球头柱塞的设有球头的一端伸到齿轮容置腔内，球头卡入齿轮的齿槽中。

8.根据权利要求7所述的一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，其特征在于，引脚高度检测机构包括第一传感器安装板、第二传感器安装板、两个位移传感器、高度板和水平固定板；高度板下端面竖直安装在水平固定板上，第一传感器安装板呈U形，U形端设有腰型孔，第一传感器安装板通过穿过腰型孔的螺栓固定安装在高度板的上端面；第二传感器安装板设于第一传感器安装板的U形开口的开口端，且一端固定在安装在高度板的上端面；两个位移传感器的传感头朝下竖直设于第一传感器安装板的U形开口的内侧，且分别固定在第一传感器安装板和第二传感器安装板上。

9.根据权利要求8所述的一种电机引脚剪切及齿轮压装装置，其特征在于，引脚剪切机构包括防飞罩、第一气剪、第二气剪、滑台气缸、滑台板、气剪板、L形立板和剪切机构基板；两个L形立板固定安装在剪切机构基板的侧面的左右两端，滑台板安装在两个L形立板之间，滑台气缸竖直安装在滑台板的表面，气剪板可上下滑动地安装在滑台气缸上。防飞罩固定安装在两个L形立板的上端，防飞罩的底面开设有用于通过电机的U形第一通孔，背面开设有用于通过气剪板的第二通孔；第一气剪固定安装在气剪板上且位于防飞罩，第二气剪固定安装在防飞罩内侧壁上，第二气剪与第一气剪的剪刀头相对且分别对应电机的两个电机引脚。

10.一种用于权利要求1～9任意一项所述的电机引脚剪切及齿轮压装装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将电机放置到电机定位治具中，电机传感器检测到电机，启动气爪将电机夹持固定在电机夹持机构上，此时电机所在位置为第一工位；

第二步，移载机构载动电机夹持机构进入引脚高度检测机构进行电机引脚高度测量；

第三步，测量完引脚高度后，移载机构载动电机夹持机构进入引脚剪切机构进行引脚剪切；

第四步，剪切完引脚后，移载机构载动电机夹持机构返回引脚高度检测机构再次进行电机引脚高度测量，并判定剪切前与剪切后的引脚高度差是否合格，判定合格后进入下一步；

第五步，移载机构载动电机夹持机构返回第一工位，两只第一气缸伸出，将齿轮摆放治具插入电机上定位部；

第六步，伺服压装机构将齿轮摆放机构中的齿轮压入电机输出轴上，并判定是否压装到位；完成电机引脚剪切及齿轮压装工作。

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