CN114043188B - 大型风电电机硅钢片自动装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大型风电电机硅钢片自动装配系统，涉及机械生产技术领域。该发明包括硅钢片、自动导引运输车、硅钢片标准运输箱、机械手、吸盘夹具和大型风电电机转子；自动导引运输车与硅钢片标准运输箱插接配合；吸盘夹具设置在机械手末端；大型风电电机转子周圈地面粘贴电磁轨道；自动导引运输车与电磁轨道滚动配合。本发明通过设置好的程序，自动导引运输车沿着电磁轨道移动，到达程序设定工位，自动导引运输车自动停止，机械手开始动作，通过吸盘夹具上的真空吸盘吸取硅钢片，然后机械手将吸取的硅钢片移动装配位置，此时红外位置传感器再次精确定位，机械手对硅钢片的位置进行微调，位置调整好后，机械手完成最后的自动叠片步骤。

Description

大型风电电机硅钢片自动装配系统

技术领域

本发明属于机械生产领域，特别是涉及大型风电电机硅钢片自动装配系统。

背景技术

电机中固定的部分叫做定子（stator）,在其上面装设了成对的直流励磁的静止的主磁极;而旋转部分(转子-rotor）叫电枢铁心，在上面要装设电枢绕组，通电后产生感应电动势，充当旋转磁场，后产生电磁转矩进行能量转换；硅钢片，英文名称是siliconlamination， 它是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5～4.5%。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效。

在大型风电电机电机转子生产过程中，需要将一定形状的硅钢片按照特定的顺序叠加在一起，采用传统的叠装工艺，需要多人共同参与完成一台电机硅钢片的叠装工作，不仅效率低，劳动力浪费大，严重影响了企业产能的提升，而且操作人员很容易被硅钢片划伤；因此，设计出能够实现硅钢片的自动装配、且无需对现有的生产线进行改造、适应性强的自动装配系统是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供大型风电电机硅钢片自动装配系统，通过设置好的程序，自动导引运输车沿着电磁轨道移动，当到达程序设定工位时，自动导引运输车自动停止，此时机械手开始动作，通过吸盘夹具上的真空吸盘吸取硅钢片，然后机械手将吸取的硅钢片移动装配位置，此时红外位置传感器再次精确定位，机械手对硅钢片的位置进行微调，位置调整好后，机械手完成最后的自动叠片步骤。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为大型风电电机硅钢片自动装配系统，包括硅钢片、自动导引运输车、硅钢片标准运输箱、机械手、吸盘夹具和大型风电电机转子；所述自动导引运输车与硅钢片标准运输箱插接配合；所述吸盘夹具设置在机械手末端；所述硅钢片均匀布叠在大型风电电机转子上；所述大型风电电机转子周圈地面粘贴电磁轨道；所述自动导引运输车与电磁轨道滚动配合；所述吸盘夹具包括夹具工装；所述夹具工装外形跟硅钢片外形相同；所述夹具工装表面均匀分布设置有若干真空吸盘；各所述真空吸盘与外部真空泵通过软气管固定连接；向所述硅钢片标准运输箱内部每放一块所述硅钢片，向所述硅钢片标准运输箱内部推动对应所述连接把手，使得所述挡板进入所述硅钢片标准运输箱内部，继续放置下一组所述硅钢片，所述硅钢片将下方的所述挡板压住，重复上述动作，完成所述硅钢片的装箱工作；当启动外部真空泵，使得所述真空吸盘对所述硅钢片进行夹取，当所述硅钢片被所述机械手上的所述吸盘夹具取走后，对应所述挡板在对应所述复位弹簧的弹性作用力下，从所述硅钢片标准运输箱内部被拉出，保证下一层所述硅钢片能够顺利被拿取。

进一步地，所述夹具工装表面靠近真空吸盘处分别设置有霍尔传感器和红外位置传感器。

进一步地，所述硅钢片标准运输箱底面对称设置有限位凸台；所述自动导引运输车表面对称开设有限位凹槽；所述限位凸台与限位凹槽插接配合。

进一步地，所述硅钢片标准运输箱外形是根据硅钢片的外形制作而成；所述硅钢片与硅钢片标准运输箱内壁滑动配合。

进一步地，所述硅钢片标准运输箱一侧面呈线性阵列分布开有滑动槽道；所述滑动槽道滑动配合有挡板；所述挡板一侧面固定连接有连接把手。

进一步地，所述挡板周侧面均为曲面设置；所述硅钢片放置在挡板表面。

进一步地，所述硅钢片标准运输箱底面位于滑动槽道一侧固定连接有L形连接板；所述L形连接板侧面与连接把手之间固定连接有复位弹簧。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明硅钢片自动装配系统主要是由自动导引运输车和机械手组成，机械手位于自动引导运输车上，通过两者的配合，实现硅钢片的自动抓取、寻位找正、精准定位、自动叠片等功能。

2、本发明自动导引运输车通过电磁轨道进行引导移动，根据不同尺寸规格的风机电机转子，可以通过重新粘贴电磁轨道的方法实现生产线的改变，电磁轨道可以根据现场情况实时更改，灵活性高，大大提高大型风电电机的生产效率。

3、本发明硅钢片吸盘夹具外形跟硅钢片的外形相似，上面设置有真空吸盘、霍尔传感器和红外位置传感器，真空吸盘用于硅钢片的吸取；霍尔传感器用于检测硅钢片是否吸取成功；红外位置传感器用于叠片过程中，硅钢片的精确定位。

4、本发明硅钢片标准运输箱及自动导引运输车上分别设置有限位凸台及限位凹槽，用于硅钢片在自动导引运输车上的位置定位，保证硅钢片抓取的成功率。

5、本发明在初始状态下，每组硅钢片是压在每块挡板上的，当真空吸盘吸走硅钢片时，挡板在复位弹簧的弹性复位作用力下通过滑动槽道滑离硅钢片标准运输箱内部，避免真空吸盘吸力过大而吸走多块硅钢片，适用于相同形状而重量不同的硅钢片的吸取，实用性得到提高。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明大型风电电机硅钢片自动装配系统的结构示意图。

图2为本发明吸盘夹具的结构示意图。

图3为本发明大型风电电机转子与硅钢片装配体的结构示意图。

图4为本发明自动导引运输车的结构示意图。

图5为本发明硅钢片标准运输箱的结构示意图。

图6为本发明硅钢片标准运输箱与挡板装配体的结构示意图。

图7为本发明硅钢片标准运输箱另一角度的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-硅钢片，2-自动导引运输车，3-硅钢片标准运输箱，4-机械手，5-吸盘夹具，6-大型风电电机转子，7-电磁轨道，8-真空吸盘，9-霍尔传感器，10-夹具工装，11-红外位置传感器，12-限位凸台，13-限位凹槽，14-滑动槽道，15-挡板，16-连接把手，17-L形连接板，18-复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7所示，本发明为大型风电电机硅钢片自动装配系统，包括硅钢片1、自动导引运输车2、硅钢片标准运输箱3、机械手4、吸盘夹具5和大型风电电机转子6；自动导引运输车2与硅钢片标准运输箱3插接配合；吸盘夹具5设置在机械手4末端；硅钢片1均匀布叠在大型风电电机转子6上；大型风电电机转子6周圈地面粘贴电磁轨道7；自动导引运输车2与电磁轨道7滚动配合；硅钢片1自动装配系统主要是由自动导引运输车2和机械手4组成，机械手4位于自动引导运输车2上，通过两者的配合，实现硅钢片1的自动抓取、寻位找正、精准定位、自动叠片等功能；自动导引运输车2通过电磁轨道7进行引导移动，根据不同尺寸规格的大型风电电机转子6，可以通过重新粘贴电磁轨道7的方法实现生产线的改变，电磁轨道7可以根据现场情况实时更改，灵活性高。

吸盘夹具5包括夹具工装10；夹具工装10外形跟硅钢片1外形相同；夹具工装10表面均匀分布设置有若干真空吸盘8；各真空吸盘8与外部真空泵通过软气管固定连接；夹具工装10外形跟硅钢片1外形相同，便于夹具工装10上的真空吸盘8对硅钢片标准运输箱3内部的硅钢片1进行准确夹取，提高工作效率。

向硅钢片标准运输箱3内部每放一块硅钢片1，向硅钢片标准运输箱3内部推动对应连接把手16，使得挡板15进入硅钢片标准运输箱3内部，继续放置下一组硅钢片1，硅钢片1将下方的挡板15压住，重复上述动作，完成硅钢片1的装箱工作；当启动外部真空泵，使得真空吸盘8对硅钢片1进行夹取，当硅钢片1被机械手4上的吸盘夹具5取走后，对应挡板15在对应复位弹簧18的弹性作用力下，从硅钢片标准运输箱3内部被拉出，保证下一层硅钢片1能够顺利被拿取。

其中，夹具工装10表面靠近真空吸盘8处分别设置有霍尔传感器9和红外位置传感器11；真空吸盘8用于硅钢片1的吸取；霍尔传感器9用于检测硅钢片1是否吸取成功；红外位置传感器11用于叠片过程中，硅钢片1的精确定位。

其中，硅钢片标准运输箱3底面对称设置有限位凸台12；自动导引运输车2表面对称开设有限位凹槽13；限位凸台12与限位凹槽13插接配合；硅钢片标准运输箱3底部设置有限位凸台12与对应的自动导引运输车2上开设的限位凹槽13插接配合，用于硅钢片1在自动导引运输车2上精确定位，保证机械手4抓取硅钢片1的成功率。

其中，硅钢片标准运输箱3外形是根据硅钢片1的外形制作而成；硅钢片1与硅钢片标准运输箱3内壁滑动配合；硅钢片标准运输箱3外形是根据硅钢片1的外形相同，便于硅钢片1的放置与拿取，起到限位导向作用。

其中，挡板15周侧面均为曲面设置；硅钢片1放置在挡板15表面；挡板15周侧面均为曲面设置，防止挡板15尖锐角损坏硅钢片标准运输箱3内壁。

其中，硅钢片标准运输箱3一侧面呈线性阵列分布开有滑动槽道14；滑动槽道14滑动配合有挡板15；挡板15一侧面固定连接有连接把手16；硅钢片标准运输箱3底面位于滑动槽道14一侧固定连接有L形连接板17；L形连接板17侧面与连接把手16之间固定连接有复位弹簧18。

本发明的具体工作原理为：

自动导引运输车2通过电磁轨道7进行引导移动，根据不同尺寸规格的大型风电电机转子6，可以通过重新粘贴电磁轨道7的方法实现生产线的改变，电磁轨道7可以根据现场情况实时更改，灵活性高；向硅钢片标准运输箱3内部每放一块硅钢片1，向硅钢片标准运输箱3内部推动对应连接把手16，使得挡板15进入硅钢片标准运输箱3内部，继续放置下一组硅钢片1，硅钢片1将下方的挡板15压住，重复上述动作，完成硅钢片1的装箱工作；硅钢片标准运输箱3底部设置有限位凸台12与对应的自动导引运输车2上开设的限位凹槽13插接配合，用于硅钢片1在自动导引运输车2上精确定位，保证机械手4抓取硅钢片1的成功率；当启动外部真空泵，使得真空吸盘8对硅钢片1进行夹取，当硅钢片1被机械手4上的吸盘夹具5取走后，对应挡板15在对应复位弹簧18的弹性作用力下，从硅钢片标准运输箱3内部被拉出，保证下一层硅钢片1能够顺利被拿取；霍尔传感器9用于检测硅钢片1是否吸取成功；红外位置传感器11用于叠片过程中，硅钢片1的精确定位；硅钢片1自动装配系统主要是由自动导引运输车2和机械手4组成，机械手4位于自动引导运输车2上，通过两者的配合，实现硅钢片1的自动抓取、寻位找正、精准定位、自动叠片等功能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.大型风电电机硅钢片自动装配系统，

其特征在于：

包括硅钢片（1）、自动导引运输车（2）、硅钢片标准运输箱（3）、机械手（4）、吸盘夹具（5）和大型风电电机转子（6）；

所述自动导引运输车（2）与硅钢片标准运输箱（3）插接配合；所述吸盘夹具（5）设置在机械手（4）末端；所述硅钢片（1）均匀布叠在大型风电电机转子（6）上；所述大型风电电机转子（6）周圈地面粘贴电磁轨道（7）；所述自动导引运输车（2）与电磁轨道（7）滚动配合；

所述硅钢片标准运输箱（3）一侧面呈线性阵列分布开有滑动槽道（14）；所述滑动槽道（14）滑动配合有挡板（15）；所述挡板（15）一侧面固定连接有连接把手（16）；

所述挡板（15）周侧面均为曲面设置；所述硅钢片（1）放置在挡板（15）表面；

所述硅钢片标准运输箱（3）底面位于滑动槽道（14）一侧固定连接有L形连接板（17）；所述L形连接板（17）侧面与连接把手（16）之间固定连接有复位弹簧（18）；

所述吸盘夹具（5）包括夹具工装（10）；所述夹具工装（10）外形跟硅钢片（1）外形相同；所述夹具工装（10）表面均匀分布设置有若干真空吸盘（8）；各所述真空吸盘（8）与外部真空泵通过软气管固定连接；

向所述硅钢片标准运输箱（3）内部每放一块所述硅钢片（1），向所述硅钢片标准运输箱（3）内部推动对应所述连接把手（16），使得所述挡板（15）进入所述硅钢片标准运输箱（3）内部，继续放置下一组所述硅钢片（1），所述硅钢片（1）将下方的所述挡板（15）压住，重复上述动作，完成所述硅钢片（1）的装箱工作；当启动外部真空泵，使得所述真空吸盘（8）对所述硅钢片（1）进行夹取，当所述硅钢片（1）被所述机械手（4）上的所述吸盘夹具（5）取走后，对应所述挡板（15）在对应所述复位弹簧（18）的弹性作用力下，从所述硅钢片标准运输箱（3）内部被拉出，保证下一层所述硅钢片（1）能够顺利被拿取。

2.根据权利要求1所述的大型风电电机硅钢片自动装配系统，其特征在于，所述夹具工装（10）表面靠近真空吸盘（8）处分别设置有霍尔传感器（9）和红外位置传感器（11）。

3.根据权利要求1所述的大型风电电机硅钢片自动装配系统，其特征在于，所述硅钢片标准运输箱（3）底面对称设置有限位凸台（12）；所述自动导引运输车（2）表面对称开设有限位凹槽（13）；所述限位凸台（12）与限位凹槽（13）插接配合。

4.根据权利要求1所述的大型风电电机硅钢片自动装配系统，其特征在于，所述硅钢片标准运输箱（3）外形是根据硅钢片（1）的外形制作而成；所述硅钢片（1）与硅钢片标准运输箱（3）内壁滑动配合。

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