CN114260388B - 一种扁线定子端部扭头装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扁线定子端部扭头装置及其方法，包括机架，所述机架上设置有径向偏转调整机构、取拿机构、周向偏转调整机构，所述机架包括基座和侧板，所述侧板垂直安装于基座上，所述基座的顶端固定连接有支撑腿，所述支撑腿的顶端固定连接有工作台，本发明扁线定子端部扭头装置及其方法，通过设置径向偏转调整机构，利用内圈整形板和外圈整形板对扁线的径向角度进行限制调正，实现对定子中径向弯曲的扁线自动调正，配合周向偏转调整机构对定子中周向弯曲的扁线自动调正，保证了证每根扁线都能插入到扭头模具中，保证插线的准确性和提高扭头的合格率，既节省了人力，又提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及扁线定子端部扭头装置领域，具体的是扁线定子端部扭头装置及其方法。
背景技术
定子是电动机或发电机静止不动的部分，定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场，而转子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生电流。
随着国家大力提倡节能环保，新能源汽车得到了快速发展。驱动电机作为新能源汽车的核心部件，起到至关重要作用，其中，在驱动电机组装过程中，需要对驱动电机的定子进行分层扭头。
由于新能源汽车驱动电机定子要求的扁线层数越来越多(目前已达到8层)，定子扁线对应的模具槽口也成倍增长，而一根线插不到模具中均会导致扭头的失败，较多的定子扁线层数大大增加了扭头的难度，生产中要求能够保证插线的准确性。
现有的技术方案针对的定子扁线层数少，一般为4层，且多为半自动设备，扁线插入模具时也要人工辅助并确认，效率低下，且稳定性较差。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种扁线定子端部扭头装置及其方法，通过设置径向偏转调整机构，利用内圈整形板和外圈整形板对扁线的径向角度进行限制调正，实现对定子中径向弯曲的扁线自动调正，配合周向偏转调整机构对定子中周向弯曲的扁线自动调正，保证了证每根扁线都能插入到扭头模具中，保证插线的准确性和提高扭头的合格率，既节省了人力，又提高了生产效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种扁线定子端部扭头装置及其方法，包括机架，机架上设置有径向偏转调整机构、取拿机构、周向偏转调整机构，机架包括基座和侧板，侧板垂直安装于基座上，基座的顶端固定连接有支撑腿，支撑腿的顶端固定连接有工作台；
周向偏转调整机构包括液压缸、液压缸底座、旋转套筒和扭头模具，液压缸底座固定垂直安装于基座上，液压缸固定安装于液压缸底座靠近工作台的一侧，旋转套筒固定安装于液压缸的输出端，扭头模具固定安装于旋转套筒的内部，扭头模具用于对扁线进行扭头，扭头模具与液压缸底座平行，扭头模具靠近工作台的一侧沿周向开设有多个插槽；
旋转套筒的内部从左到右分别嵌合有固定环和活动环，固定环和活动环的内部均贯穿有调节杆，调节杆在活动环和活动环上阵列分布，调节杆上固定连接有连接片，连接片与固定环之间和连接片与活动环之间均固定连接有弹簧，活动环与旋转套筒固定连接，固定环与活动环之间滑动连接，固定环的一侧固定连接有固定支架，旋转套筒的外表面套设有挤压筒，挤压筒的一端固定安装于液压缸底座上，挤压筒的另一端开设有用于挤压调节杆的斜面，调节杆靠近挤压筒的一端作倒圆角处理，挤压筒的外表面固定连接有固定限位块，固定支架的一端贯穿固定限位块，固定支架的一端贯穿固定限位块。
作为本发明的一种优选方案，液压缸底座上固定连接有伺服电机，伺服电机的输出端固定连接有齿轮，旋转套筒上开设有齿槽，齿轮穿过挤压筒与齿槽相啮合的。
作为本发明的一种优选方案，取拿机构包括转盘、限位套、限位套连杆、伸缩气缸、推杆和夹具，夹具用于夹持定子铁芯，转盘安装于侧板上，限位套连杆固定安装于转盘上，限位套固定安装于限位套连杆远离转盘的一端，推杆活动安装于伸缩气缸的输出端。
作为本发明的一种优选方案，基座上固定安装有用于对伸缩气缸支撑的支撑块，支撑块靠近伸缩气缸的一侧设有与伸缩气缸运动轨迹相适应的弧面，推杆贯穿限位套，夹具固定安装于推杆远离伸缩气缸的一端。
作为本发明的一种优选方案，径向偏转调整机构用于调正径向弯曲的扁线，径向偏转调整机构包括承载板、内圈整形板和外圈整形板，承载板固定安装于侧板上，承载板位于转盘的上方，内圈整形板和外圈整形板固定安装于承载板靠近转盘的一侧。
作为本发明的一种优选方案，内圈整形板位于外圈整形板的内部，内圈整形板和外圈整形板的轴心线重合，内圈整形板外表面远离承载板的一侧和外圈整形板内表面远离承载板的一侧均开设斜面，内圈整形板和外圈整形板之间距离最近处的距离与定子铁芯的槽口径向宽度相同，内圈整形板和外圈整形板之间距离相同的区域形成塑形腔。
作为本发明的一种优选方案，固定环和活动环上调节杆的数量与定子铁芯上槽口的数量相同，扭头模具上插槽的数量与定子铁芯上槽口的数量相同，处于水平面垂直状态的推杆上夹具夹持的定子与内圈整形板的轴心线重合，处于水平面平行状态的推杆上夹具夹持的定子与旋转套筒的轴心线重合。
一种扁线定子的端部扭头方法，包括以下步骤：
S1，放料，将定子放置在夹具中，并启动夹具将定子固定夹持，
S2，径向偏移调正，转盘旋转推杆调整至与水平面垂直状态，使夹具上的定子与内圈整形板的轴心线重合，然后第二液压伸缩杆推动推杆和夹具上的定子，直至定子进入内圈整形板和外圈整形板之间，并最终完全进入到塑形腔，完成径向弯曲的扁线的偏移调正，
S3，周向偏移调正，转盘旋转推杆调整至处于水平面平行状态，并将定子与工作台接触，使夹具上的定子与旋转套筒的轴心线重合，然后第二液压伸缩杆推动推杆和夹具上的定子，直至定子进入到旋转套筒中，完成扁线周向完全调正，
S4，扁线扭头，再次水平推送定子，直至定子上全部的扁线进入扭头模具的插槽中，然后扭头模具旋转，完成对扁线的扭头工序。
作为本发明的一种优选方案，周向完全调正包括以下步骤：
S1，进入扁线组，此时固定环和活动环上的调节杆水平方向重合，将旋转套筒向液压缸基座位移，固定环与活动环上的调节杆与挤压筒斜面接触，并在挤压筒斜面的挤压下向旋转套筒的内部位移，直至调节杆进入到定子上相邻两个槽口之间的位置，然后推动定子直至定子铁芯与调节杆接触，并松开夹具对定子的夹持，仅对定子限位，
S2，定位，第一液压伸缩杆推动齿轮带动旋转套筒上的活动环旋转，直至固定环上的调节杆和活动环上的调节杆分别与相邻两个槽口内的扁线接触，此时定子的槽口与扭头模具上的插槽对准，再次用夹具对定子固定，
S3，调正，将定子向远离扭头模具的方向水平位移，周向弯曲的扁线在调节杆的限制下被调正，调正完成后，将挤压筒复位，调节杆在弹簧的作用下回弹复位。
本发明的有益效果为：
本发明通过设置径向偏转调整机构，利用内圈整形板和外圈整形板对扁线的径向角度进行限制调正，实现对定子中径向弯曲的扁线自动调正，配合周向偏转调整机构对定子中周向弯曲的扁线自动调正，保证了证每根扁线都能插入到扭头模具中，保证插线的准确性和提高扭头的合格率，既节省了人力，又提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明中取拿机构和径向偏转调整机构的结构示意图；
图3是本发明中径向偏转调整机构的结构剖视图；
图4是本发明中径向偏转调整机构的结构示意图；
图5是本发明中周向偏转调整机构的结构示意图；
图6是本发明中周向偏转调整机构的部分结构示意图；
图7是本发明中固定环的结构示意图；
图8是本发明中周向偏转调整机构的部分结构剖视图；
图9是本发明中步骤S3周向偏移调正时活动环与定子的配合示意图；
图10是本发明中步骤S3周向偏移调正时活动环与定子的立体图；
图11是本发明中安装有扁线的定子铁芯在扭头前的立体图。
图中：
1、机架；2、径向偏转调整机构；3、取拿机构；4、周向偏转调整机构；5、基座；6、侧板；7、支撑腿；8、工作台；9、液压缸；10、液压缸底座；11、旋转套筒；12、扭头模具；13、插槽；14、固定环；15、活动环；16、调节杆；17、连接片；18、弹簧；19、挤压筒；20、固定限位块；21、伺服电机；22、齿轮；23、齿槽；24、转盘；25、限位套；26、限位套连杆；27、伸缩气缸；28、推杆；29、夹具；30、支撑块；31、承载板；32、内圈整形板；33、外圈整形板；34、固定支架；35、定子铁芯；36、扁线。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-图10所示，一种扁线定子端部扭头装置及其方法，包括机架1，机架1上设置有径向偏转调整机构2、取拿机构3、周向偏转调整机构4，机架1包括基座5和侧板6，侧板6垂直安装于基座5上，基座5的顶端固定连接有支撑腿7，支撑腿7的顶端固定连接有工作台8；
周向偏转调整机构4包括液压缸9、液压缸底座10、旋转套筒11和扭头模具12，液压缸底座10固定垂直安装于基座5上，液压缸9固定安装于液压缸底座10靠近工作台8的一侧，旋转套筒11固定安装于液压缸9的输出端，扭头模具12固定安装于旋转套筒11的内部，扭头模具12用于对扁线36进行扭头，扭头模具12与液压缸底座10平行，扭头模具12靠近工作台8的一侧沿周向开设有多个插槽13；
旋转套筒11的内部从左到右分别嵌合有固定环14和活动环15，固定环14和活动环15的内部均贯穿有调节杆16，调节杆16在活动环14和活动环15上阵列分布，调节杆16上固定连接有连接片17，连接片17与固定环14之间和连接片17与活动环15之间均固定连接有弹簧18，活动环15与旋转套筒11固定连接，固定环14与活动环15之间滑动连接，固定环14的一侧固定连接有固定支架34，旋转套筒11的外表面套设有挤压筒19，挤压筒19的一端固定安装于液压缸底座10上，挤压筒19的另一端开设有用于挤压调节杆16的斜面，调节杆16靠近挤压筒19的一端作倒圆角处理，挤压筒19的外表面固定连接有固定限位块20，固定支架34的一端贯穿固定限位块20，固定支架34的一端贯穿固定限位块20。
液压缸底座10上固定连接有伺服电机21，伺服电机21的输出端固定连接有齿轮22，旋转套筒11上开设有齿槽23，齿轮22穿过挤压筒19与齿槽23相啮合的。
取拿机构3包括转盘24、限位套25、限位套连杆26、伸缩气缸27、推杆28和夹具29，夹具29用于夹持定子铁芯35，转盘24安装于侧板6上，限位套连杆26固定安装于转盘24上，限位套25固定安装于限位套连杆26远离转盘24的一端，推杆28活动安装于伸缩气缸27的输出端。
基座5上固定安装有用于对伸缩气缸27支撑的支撑块30，支撑块30靠近伸缩气缸27的一侧设有与伸缩气缸27运动轨迹相适应的弧面，推杆28贯穿限位套25，夹具29固定安装于推杆28远离伸缩气缸27的一端。
径向偏转调整机构2用于调正径向弯曲的扁线36，径向偏转调整机构2包括承载板31、内圈整形板32和外圈整形板33，承载板31固定安装于侧板6上，承载板31位于转盘24的上方，内圈整形板32和外圈整形板33固定安装于承载板31靠近转盘24的一侧。
内圈整形板32位于外圈整形板33的内部，内圈整形板32和外圈整形板33的轴心线重合，内圈整形板32外表面远离承载板31的一侧和外圈整形板33内表面远离承载板31的一侧均开设斜面，内圈整形板32和外圈整形板33之间距离最近处的距离与定子铁芯35的槽口径向宽度相同，内圈整形板32和外圈整形板33之间距离相同的区域形成塑形腔。
固定环14和活动环15上调节杆16的数量与定子铁芯35上槽口的数量相同，扭头模具12上插槽13的数量与定子铁芯35上槽口的数量相同，处于水平面垂直状态的推杆28上夹具29夹持的定子与内圈整形板32的轴心线重合，处于水平面平行状态的推杆28上夹具29夹持的定子与旋转套筒11的轴心线重合。
一种扁线定子的端部扭头方法，包括以下步骤：
预先将扁线36按规律排列插入到定子铁芯35的槽口中，插好扁线36的定子铁芯35结构如图11所示
S1，放料，将定子放置在夹具29中，并启动夹具29将定子固定夹持，
S2，径向偏移调正，转盘24旋转推杆28调整至与水平面垂直状态，使夹具29上的定子与内圈整形板32的轴心线重合，然后第二液压伸缩杆推动推杆28和夹具29上的定子，直至定子进入内圈整形板32和外圈整形板33之间，并最终完全进入到塑形腔，完成径向弯曲的扁线36的偏移调正，
S3，周向偏移调正，转盘24旋转推杆28调整至处于水平面平行状态，并将定子与工作台8接触，使夹具29上的定子与旋转套筒11的轴心线重合，然后第二液压伸缩杆推动推杆28和夹具29上的定子，直至定子进入到旋转套筒11中，完成扁线36周向完全调正，
S4，扁线扭头，再次水平推送定子，直至定子上全部的扁线36进入扭头模具12的插槽13中，然后扭头模具12旋转，完成对扁线36的扭头工序。
周向完全调正包括以下步骤：
S1，进入扁线36组，此时固定环14和活动环15上的调节杆16水平方向重合，启动液压缸9将旋转套筒11向液压缸9基座5位移，固定环14与活动环15上的调节杆16与挤压筒19斜面接触，并在挤压筒19斜面的挤压下向旋转套筒11的内部位移，直至调节杆16进入到定子上相邻两个槽口之间的位置，然后推动定子直至定子铁芯35与调节杆16接触，并松开夹具29对定子的夹持，仅对定子限位，
S2，定位，第一液压伸缩杆推动齿轮22带动旋转套筒11上的活动环15旋转，直至固定环14上的调节杆16和活动环15上的调节杆16分别与相邻两个槽口内的扁线36接触，此时定子的槽口与扭头模具12上的插槽13对准，再次用夹具29对定子固定，
S3，调正，将定子向远离扭头模具12的方向水平位移，周向弯曲的扁线36在调节杆16的限制下被调正，调正完成后，将挤压筒19复位，调节杆16在弹簧18的作用下回弹复位。
其中扭头过程中伸缩气缸27按照设定的速度推动夹具29上的定子向靠近扭头模具12的方向位移一定的距离以消除扭头过程中扁线36在定子轴向上损失的长度。
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。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种扁线定子端部扭头装置，其特征在于，包括机架(1)，所述机架(1)上设置有径向偏转调整机构(2)、取拿机构(3)、周向偏转调整机构(4)，所述机架(1)包括基座(5)和侧板(6)，所述侧板(6)垂直安装于基座(5)上，所述基座(5)的顶端固定连接有支撑腿(7)，所述支撑腿(7)的顶端固定连接有工作台(8)；
所述周向偏转调整机构(4)包括液压缸(9)、液压缸底座(10)、旋转套筒(11)和扭头模具(12)，所述液压缸底座(10)固定垂直安装于基座(5)上，所述液压缸(9)固定安装于液压缸底座(10)靠近工作台(8)的一侧，所述旋转套筒(11)固定安装于液压缸(9)的输出端，所述扭头模具(12)固定安装于旋转套筒(11)的内部，所述扭头模具(12)用于对扁线(36)进行扭头，所述扭头模具(12)与液压缸底座(10)平行，所述扭头模具(12)靠近工作台(8)的一侧沿周向开设有多个插槽(13)；
所述旋转套筒(11)的内部从左到右分别嵌合有固定环(14)和活动环(15)，所述固定环(14)和所述活动环(15)的内部均贯穿有调节杆(16)，所述调节杆(16)在固定环(14)和活动环(15)上阵列分布，所述调节杆(16)上固定连接有连接片(17)，所述连接片(17)与固定环(14)之间和连接片(17)与活动环(15)之间均固定连接有弹簧(18)，所述活动环(15)与旋转套筒(11)固定连接，所述固定环(14)与活动环(15)之间滑动连接，所述固定环(14)的一侧固定连接有固定支架(34)，所述旋转套筒(11)的外表面套设有挤压筒(19)，所述挤压筒(19)的一端固定安装于液压缸底座(10)上，所述挤压筒(19)的另一端开设有用于挤压调节杆(16)的斜面，所述调节杆(16)靠近挤压筒(19)的一端作倒圆角处理，所述挤压筒(19)的外表面固定连接有固定限位块(20)，所述固定支架(34)的一端贯穿固定限位块(20)，所述固定支架(34)的一端贯穿固定限位块(20)；
所述液压缸底座(10)上固定连接有伺服电机(21)，所述伺服电机(21)的输出端固定连接有齿轮(22)，所述旋转套筒(11)上开设有齿槽(23)，所述齿轮(22)穿过挤压筒(19)与齿槽(23)相啮合的；
所述取拿机构(3)包括转盘(24)、限位套(25)、限位套连杆(26)、伸缩气缸(27)、推杆(28)和夹具(29)，所述夹具(29)用于夹持定子铁芯(35)，所述转盘(24)安装于侧板(6)上，所述限位套连杆(26)固定安装于转盘(24)上，所述限位套(25)固定安装于限位套连杆(26)远离转盘(24)的一端，所述推杆(28)活动安装于伸缩气缸(27)的输出端；
所述径向偏转调整机构(2)用于调正径向弯曲的扁线(36)，所述径向偏转调整机构(2)包括承载板(31)、内圈整形板(32)和外圈整形板(33)，所述承载板(31)固定安装于侧板(6)上，所述承载板(31)位于转盘(24)的上方，所述内圈整形板(32)和外圈整形板(33)固定安装于承载板(31)靠近转盘(24)的一侧。
2.根据权利要求1所述的扁线定子端部扭头装置，其特征在于，所述基座(5)上固定安装有用于对伸缩气缸(27)支撑的支撑块(30)，所述支撑块(30)靠近伸缩气缸(27)的一侧设有与伸缩气缸(27)运动轨迹相适应的弧面，所述推杆(28)贯穿限位套(25)，所述夹具(29)固定安装于推杆(28)远离伸缩气缸(27)的一端。
3.根据权利要求1所述的扁线定子端部扭头装置，其特征在于，所述内圈整形板(32)位于外圈整形板(33)的内部，所述内圈整形板(32)和外圈整形板(33)的轴心线重合，所述内圈整形板(32)外表面远离承载板(31)的一侧和外圈整形板(33)内表面远离承载板(31)的一侧均开设斜面，所述内圈整形板(32)和外圈整形板(33)之间距离最近处的距离与定子铁芯(35)的槽口径向宽度相同，所述内圈整形板(32)和外圈整形板(33)之间距离相同的区域形成塑形腔。
4.根据权利要求1所述的扁线定子端部扭头装置，其特征在于，所述固定环(14)和活动环(15)上调节杆(16)的数量与定子铁芯(35)上槽口的数量相同，所述扭头模具(12)上插槽(13)的数量与定子铁芯(35)上槽口的数量相同，处于水平面垂直状态的所述推杆(28)上夹具(29)夹持的定子与内圈整形板(32)的轴心线重合，处于水平面平行状态的所述推杆(28)上夹具(29)夹持的定子与旋转套筒(11)的轴心线重合。
5.基于权利要求1-4任一项所述扁线定子端部扭头装置的扁线定子端部扭头方法，其特征在于，所述端部扭头方法包括以下步骤：
S1，放料，将定子放置在夹具(29)中，并启动夹具(29)将定子固定夹持，
S2，径向偏移调正，所述转盘(24)旋转推杆(28)调整至与水平面垂直状态，使夹具(29)上的定子与内圈整形板(32)的轴心线重合，然后第二液压伸缩杆推动推杆(28)和夹具(29)上的定子，直至定子进入内圈整形板(32)和外圈整形板(33)之间，并最终完全进入到塑形腔，完成径向弯曲的扁线(36)的偏移调正，
S3，周向偏移调正，所述转盘(24)旋转推杆(28)调整至处于水平面平行状态，并将定子与工作台(8)接触，使夹具(29)上的定子与旋转套筒(11)的轴心线重合，然后第二液压伸缩杆推动推杆(28)和夹具(29)上的定子，直至定子进入到旋转套筒(11)中，完成扁线(36)周向完全调正，
S4，扁线扭头，再次水平推送定子，直至定子上全部的扁线(36)进入扭头模具(12)的插槽(13)中，然后扭头模具(12)旋转，完成对扁线(36)的扭头工序。
6.根据权利要求5所述的端部扭头方法，其特征在于，所述周向完全调正包括以下步骤：
S1，进入扁线(36)组，此时固定环(14)和活动环(15)上的调节杆(16)水平方向重合，将旋转套筒(11)向液压缸(9)基座(5)位移，固定环(14)与活动环(15)上的调节杆(16)与挤压筒(19)斜面接触，并在挤压筒(19)斜面的挤压下向旋转套筒(11)的内部位移，直至调节杆(16)进入到定子上相邻两个槽口之间的位置，然后推动定子直至定子铁芯(35)与调节杆(16)接触，并松开夹具(29)对定子的夹持，仅对定子限位，
S2，定位，所述伺服电机(21)推动齿轮(22)带动旋转套筒(11)上的活动环(15)旋转，直至固定环(14)上的调节杆(16)和活动环(15)上的调节杆(16)分别与相邻两个槽口内的扁线(36)接触，此时定子的槽口与扭头模具(12)上的插槽(13)对准，再次用夹具(29)对定子固定，
S3，调正，将定子向远离扭头模具(12)的方向水平位移，周向弯曲的扁线(36)在调节杆(16)的限制下被调正，调正完成后，将挤压筒(19)复位，调节杆(16)在弹簧(18)的作用下回弹复位。
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