CN116177111A - 一种扁线电机用线圈自动送补料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扁线电机用线圈自动送补料装置及方法，所述装置包括至少两个补料仓组件和直线振动器，每个直线振动器上悬挂一种类型3D发卡线圈；每个补料仓组件对应连接在直线振动器的末端，以承接直线振动器振动传送过来的3D发卡线圈；还包括打线移载组件、送料仓组件和机器人，所述送料仓组件为补料仓组件中的任意两个，所述机器人适于移载补料仓组件中的任意两个作为送料仓组件到打线工位，其中一个送料仓组件被打线移载组件固定后进行打线作业同时，另一个送料仓组件在机器人的搬运作用下进行补料。本发明还公开自动送补料方法，实现发卡线圈的自动补料送料，节省人力成本，提高生产效率。

Description

一种扁线电机用线圈自动送补料装置及方法

技术领域

本发明涉及扁线电机用线圈生产加工技术领域，具体涉及一种扁线电机用线圈自动送补料装置及方法。

背景技术

扁线电机定子绕组所用的导线形态是几根粗的矩形导线，俗称扁线，先把绕组做成类似发卡一样的形状，穿进定子槽内，再在另外一端把发卡的端部焊接起来。而圆线电机定子绕组则用的是多根细的圆线。相同体积下，因为扁线占用空间小，所以在电机整个空间不变的情况下，槽内可填充的线更多，即电机的槽满率会提升，从而电机功率密度也会提升。一般圆线电机槽满率在40%左右，而扁线电机的槽满率你可以达到60%。

目前，在扁线电机生产线上，往往存在着不同种类的线圈，而对于不同种类的线圈，其输送至打线机的过程，仍然是采用人工的形式，这样会导致生产效率低下，增加人力成本。

发明内容

为了解决上述技术存在的缺陷，本发明的第一目的在于提供一种扁线电机用线圈自动送补料装置，所述自动送补料装置包括至少两个补料仓组件和对应设置的直线振动器，每个所述直线振动器上悬挂一种类型的3D发卡线圈；

每个所述补料仓组件对应连接在每个所述直线振动器的末端，以对应承接所述直线振动器振动传送过来的3D发卡线圈；

还包括打线移载组件、送料仓组件和机器人，所述送料仓组件为所述补料仓组件中的任意两个，两个所述送料仓组件安装在打线工位且位于所述打线移载组件的一侧，所述机器人适于移载所述补料仓组件中的任意两个作为所述送料仓组件到所述打线工位，其中一个所述送料仓组件适于被所述打线移载组件固定位置后进行送料打线作业的同时，另一个所述送料仓组件适于在所述机器人的搬运作用下进行无缝补料。

可选地，所述直线振动器包括底座和连接在所述底座上表面的直线振动组件，其中：

所述直线振动组件包括连接在所述底座上的振动底座、安装在所述振动底座上表面的振动底板、沿所述振动底座长度方向设置的导向结构、设在所述导向结构末端的拨齿机构和第一传感器、与所述振动底座电性连接的振动控制器及辅助导向架，所述辅助导向架安装在所述导向结构的末端两侧，所述3D发卡线圈适于在所述振动底座的振动作用下悬置在所述导向结构上并自动向前移动；

当所述直线振动组件对应承接的补料仓组件满料时，所述第一传感器接收信号并驱动所述拨齿机构动作，以拦截所述导向结构上的3D发卡线圈继续滑移。

可选地，所述导向结构包括连接在所述振动底板上且沿所述振动底座长度方向布置的第一支撑架和侧导向架，所述侧导向架位于所述第一支撑架的两侧；

所述第一支撑架包括若干沿所述振动底座长度方向排列布置的竖直支撑梁、连接在所述竖直支撑梁顶部的水平梁和连接在所述水平梁上表面的水平导向柱，且所述水平导向柱适于支撑在所述3D发卡线圈的三角内顶侧。

可选地，所述侧导向架包括分别平行设在所述竖直支撑梁两侧的第一竖直内导向板和第二竖直内导向板以及分别平行设在所述竖直支撑梁两侧的第一竖直外导向板和第二竖直外导向板，且所述第一竖直外导向板与所述第二竖直外导向板分别对应设在所述第一竖直内导向板与所述第二竖直内导向板的外侧，以使所述第一竖直外导向板与所述第一竖直内导向板之间和所述第二竖直外导向板与所述第二竖直内导向板之间分别形成允许所述3D发卡线圈的竖直段滑移前行的间隙通道。

可选地，所述补料仓组件包括连接在所述底座上的支撑座、安装在所述支撑座上的料仓座、连接在所述料仓座两侧的导向防护板和设在所述料仓座内的料仓架；

所述料仓架包括沿所述料仓座长度方向竖直并行设置的第一支撑杆与第二支撑杆、连接在所述第一支撑杆与所述第二支撑杆上的导向杆和顶导向杆，所述导向杆适于承接所述水平导向柱上滑移过来的所述3D发卡线圈，所述顶导向杆水平设在所述料仓座内且位于所述导向杆的上方，并适于在所述3D发卡线圈跨在所述导向杆上时，所述顶导向杆的高度高于所述水平导向柱的竖直高度且位于所述3D发卡线圈的三角段的腰边上方，以进一步限制所述3D发卡线圈发生翻落。

可选地，所述导向杆包括上导向杆、下导向杆和X形架，所述上导向杆与所述下导向杆远离所述水平导向柱的一端均连接在所述补料仓组件上，另一端均呈水平自由状态与所述水平导向柱相互平行交错，且所述上导向杆低于所述水平导向柱的高度。

可选地，所述补料仓组件还包括机器人快换盘，所述机器人快换盘水平连接在所述料仓座内顶部的托板和连接在所述托板上的卡盘，

所述机器人上设有卡座和位于所述卡座一侧的定位结构，当所述定位结构适于卡接到所述卡盘的定位块上时，所述卡座适于卡接到所述卡盘，以将所述补料仓组件连接到所述机器人上，并将所述补料仓组件搬运到所述打线工位作为所述送料仓组件。

可选地，所述3D发卡线圈具有八种不同尺寸大小的线型，所述补料仓组件设有八个，每个补料仓组件上分别悬置所述3D发卡线圈的一种线型。

可选地，还包括控制系统，所述控制系统分别适于控制所述直线振动器、所述打线移载组件和所述机器人动作，以完成对所述3D发卡线圈的自动化送补料作业。

本发明的第二目的在于提供一种扁线电机用线圈自动送补料方法，基于上述所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，所述送补料方法包括步骤：

S₁₀₀：在每个直线振动器的首部分别依次悬置不同类型的3D发卡线圈，在所述直线振动器的振动作用下，所述3D发卡线圈在所述直线振动器上依次滑移至补料仓组件内；

S₂₀₀：当第一传感器检测到所述补料仓组件内的3D发卡线圈数量满额时，所述拨齿机构动作以拦截所述直线振动器上的3D发卡线圈继续滑移至所述补料仓组件内；

S₃₀₀：机器人搬运任意两个所述补料仓组件到打线工位作为送料仓组件，所述送料仓组件中的其中一个被打线移载组件固定进行打线作业，所述送料仓组件中的另一个作为备用补料工位；

S₄₀₀：当所述送料仓组件中的其中一个完成所有线圈打线作业后，所述打线移载组件卸载并固定所述送料仓组件中的另一个，并继续打线作业，所述机器人搬运所述送料仓组件中的其中一个返回至所述补料仓组件的原来工位，以继续承接装载所述3D发卡线圈。

本发明与现有技术相比，至少具有以下有益效果：

本发明中扁线电机用线圈自动送补料装置包括补料仓组件和一一对应设置的直线振动器，而每个直线振动器上悬挂一种类型的3D发卡线圈，每个补料仓组件对应连接在每个直线振动器的末端，以对应承接直线振动器振动传送过来的3D发卡线圈；送料仓组件为补料仓组件中的任意两个，当机器人移载补料仓组件中的任意两个作为送料仓组件到打线工位时，两个送料仓组件安装在打线工位且位于打线移载组件的一侧，其中一个送料仓组件适于被打线移载组件固定位置后进行送料打线作业的同时，另一个送料仓组件则适于在机器人的搬运作用下进行无缝补料。由此扁线电机用线圈自动送补料装置取代人工作用，机械结构紧凑稳定，故障率低，实现发卡线圈的自动补料送料，节省人力成本，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例中扁线电机用线圈自动送补料装置的一方向结构示意图；

图2为本发明实施例中扁线电机用线圈自动送补料装置的另一方向结构示意图；

图3为本发明实施例中直线振动器与补料仓组件的装配结构示意图；

图4为本发明实施例中直线振动器与补料仓组件的一方向装配结构示意图；

图5为本发明实施例中一对直线振动器与一对补料仓组件的另一方向装配结构示意图；

图6为本发明实施例中去除振动底座的单个直线振动组件与单个补料仓组件的装配结构示意图；

图7为本发明实施例中3D发卡线圈挂在去除振动底座的单个直线振动组件上的结构示意图；

图8为本发明实施例中补料仓组件的一方向结构示意图；

图9为本发明实施例中补料仓组件的另一方向结构示意图；

图10为本发明实施例中打线机构的一方向结构示意图；

图11为本发明实施例中打线移载组件固定一对料仓组件的一方向安装结构示意图；

图12为本发明实施例中打线移载组件固定一对送料仓组件的另一方向安装结构示意图；

图13为本发明实施例中打线移载组件固定一对补料仓组件的又一方向安装结构示意图；

图14为本发明实施例中打线移载组件固定一对补料仓组件的主视结构示意图；

图15为本发明实施例中单个补料仓组件的一方向结构示意图；

图16为本发明实施例中打线驱动结构的三维结构示意图；

图17为本发明实施例中扁线电机用线圈自动送补料方法的流程示意图。

附图标记说明：

100-直线振动器；

110-底座；

111-调平螺栓；112-直角连接板；

120-直线振动组件；

121-振动底座；122-振动底板；123-导向结构；

1231-第一支撑架；12311-竖直支撑梁；12312-水平梁；12313-水平导向柱；

1232-侧导向架；12321-第一竖直内导向板；123211-第一防护垫；12322-第二竖直内导向板；123221-第二防护垫；12323-第一竖直外导向板；123231-第三防护垫；12324-第二竖直外导向板；123241-第四防护垫；

124-拨齿机构；1241-拨齿气缸；1242-拨杆；125-第一传感器；126-第二传感器；127-振动控制器；128-辅助导向架；1281-第一连接板；1282-第五防护垫；

200-补料仓组件；

210-支撑座；220-料仓座；221-料仓底板；222-料仓侧板；

230-导向防护板；231-第一防护板；232-第二防护板；

240-料仓架；241-第一支撑杆；242-第二支撑杆；243-导向杆；2431-上导向杆；2432-下导向杆；2433-X形架；244-顶导向杆；

250-机器人快换盘；251-卡盘；252-托板；

260-打线机构；261-模具座；2611-第一底模；2612-第一上模；2613-第一下模；262-伸缩结构；2621-伸缩杆；2622-支撑杆；2623-连接顶板；263-压线结构；2631-导向块；2632-压板；2633-打线弧板；

300-打线移载组件；

310-打线底座；320-打线底板；330-滑移平台；

331-第一方向滑移结构；3311-第一从动滑轨；3312-第一主动滑轨；33121-第一驱动电机；33122-主滑轨；331221-主滑座；331222-主滑块；3313-第一水平滑台；

332-第二方向滑移结构；3321-第二水平滑台；3322-第二主动滑轨；33221-第二驱动电机；33222-圆柱斜齿轮；33223-条形齿块；3323-第二从动滑轨；33231-第二滑座；33232-第二滑块；

340-水平侧推结构；341-第二支撑架；342-气缸组件；343-推杆；350-料仓夹紧机构；

400-机器人；

410-机器人底座；420-旋转底座；430-第一机械臂；440-第二机械臂；450-卡座；460-定位结构；

500-打线驱动结构；

510-竖直施力机构；511-竖直架；512-打线驱动电机；513-第二打线滑轨座；514-第二打线滑块；515-施力钳；516-压力计；

520-水平移动机构；521-第二连接板；522-第一打线滑轨座；523-第一打线滑块；524-水平承载梁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为解决上述问题，图1-16所示为本发明实施例提供的一种扁线电机用线圈自动送补料装置，所述扁线电机用线圈自动送补料装置包括至少两个补料仓组件200、直线振动器100、打线移载组件300、送料仓组件和机器人400，其中：

每个补料仓组件200对应连接在每个直线振动器100的末端（也即为附图中的后方），以对应承接直线振动器100振动传送过来的3D发卡线圈，而每个直线振动器100上悬挂一种类型的3D发卡线圈，这样每个补料仓组件200内承接着不同尺寸大小的3D发卡线圈。

送料仓组件作为补料仓组件200中的任意两个，两个送料仓组件安装在打线工位且位于打线移载组件300的一侧，通过打线移载组件300对送料仓组件进行固定以及对送料仓组件内的3D发卡线圈进行推送到模具内，当机器人400移载补料仓组件200中的任意两个作为送料仓组件，并搬运到打线工位，其中一个送料仓组件适于被打线移载组件300固定位置后进行送料打线作业的同时，另一个送料仓组件则在机器人400的搬运作用下进行无缝补料，以备送料仓组件内的物料消耗完时，备用工位的送料仓组件则可以继续实施打线作业，提高生产效率和自动化程度，满足生产节拍。

需要在此进一步说明的是，本发明实施例中采用直线振动器100进行振动作业，优选地，其采用的直线振动器100为气动直线振动器，利用空气压缩机排出的高压气体通过气管接入进气口，当气体推动活塞运动，活塞上气室内气体受到挤压，受挤压的气体通过排气孔排出。当活塞移动至终点时，气体通过槽和气道自动切换通气方向，使气体进入活塞气室。高压气体推压活塞移至终点第一次循环结束，第二次循环开始，依次不断的往复循环使激振动器产生平动和晃动，从而产生振动力。

当然，直线振动器100也可以采用电动驱动形式，例如在直线振动器100上设置一个电机，电机上装有偏心轮，电机的垂直方向和水平方向上安装有弹簧片。电机旋转可以使得振动底座在垂直和水平方向上进行小幅振动。通过合理的设置弹簧的阻尼和电机旋转，直线振动器100上的物料就可以沿着轨道进行移动，直到送到出料口。

本实施例中的3D发卡线圈在直线振动器100上进行移动，经过直线振动器100的筛选或者姿态的变化，3D发卡线圈能够按照加工的要求呈现统一的姿态自动进入补料仓组件200内。

具体地，在本发明的实施例当中，扁线电机用线圈自动送补料装置还包括控制系统，所述控制系统分别适于控制直线振动器100、打线移载组件300和机器人400动作，以完成对3D发卡线圈的自动化送补料作业。

进一步地，请参阅图3所示，在本发明的实施例当中，直线振动器100包括底座110和连接在底座110上表面的直线振动组件120，其中：

请参阅图1、4、5所示，直线振动组件120包括连接在底座110上的振动底座121、安装在振动底座121上表面的振动底板122、沿振动底座121长度方向设置的导向结构123、设在导向结构123末端的拨齿机构124和第一传感器125、与振动底座121电性连接的振动控制器127及辅助导向架128，辅助导向架128安装在导向结构123的末端两侧，3D发卡线圈适于在振动底座121的振动作用下悬置在导向结构123上并自动向前移动。

当直线振动组件120对应承接的补料仓组件200满料时，第一传感器125接收信号并驱动拨齿机构124动作，以拦截导向结构123上的3D发卡线圈继续滑移。

另外，为能够调节底座110的高度和水平度，本实施例当中底座110包括调平螺栓111和直角连接板112，其中直角连接板112的一侧与底座110连接，另一侧则与地面固定，防止底座110上面的直线振动组件120因振动导致移位。

具体地，请参阅图3、4、5、6所示，在本发明的实施例当中，每个直线振动组件120包括振动底座121、振动底板122、导向结构123、拨齿机构124、第一传感器125、第二传感器126、振动控制器127和辅助导向架128，其中振动控制器127用于控制振动底座121发生振动，以使放置在其表面的物体能够振动前移，振动底板122连接在振动底座121的上表面，从而使振动底板122能够产生振动，导向结构123则连接在振动底板122的上表面，用于对悬置于导向结构123上的3D成型发卡线圈导向前移。第一传感器125安装在直线振动组件120的末端，以检测放行过渡到补料仓组件200上的发卡线圈数量，当检测振动放行数量达到设定要求时，拨齿机构124动作对直线振动组件120上的发卡线圈进行拦截。

进一步地，在本发明的实施例当中，导向结构123包括连接在振动底板122上且沿振动底座121长度方向布置的第一支撑架1231和侧导向架1232，侧导向架1232位于第一支撑架1231的两侧，其中：

第一支撑架1231包括若干沿振动底座121长度方向排列布置的竖直支撑梁12311、连接在竖直支撑梁12311顶部的水平梁12312和连接在水平梁12312上表面的水平导向柱12313，且水平导向柱12313适于支撑在3D发卡线圈的三角段内顶侧。

具体地，请参阅图5、6、7所示，在本发明的实施例当中，导向结构123包括第一支撑架1231和侧导向架1232，侧导向架1232安装在第一支撑架1231的左右两侧，其中第一支撑架1231由五个竖直支撑梁12311、一个水平梁12312和一个水平导向柱12313组成，五个竖直支撑梁12311沿振动底板122的长度中心方向间隔一定距离呈直线摆设，并通过三角加强筋固定连接，竖直支撑梁12311的顶部则连接有水平梁12312，同样地，水平梁12312与每个竖直支撑梁12311的连接处通过三角加强筋固定连接，为了防止悬置在水平梁12312上的3D成型发卡线圈发生刮蹭损伤，在水平梁12312的上表面还连接有水平导向柱12313，水平导向柱12313与3D成型发卡线圈的接触处形状相适配，并且水平导向柱12313采用超高分子聚乙烯材料制作而成，避免对3D成型发卡线圈造成损伤。

进一步地，在本发明的实施例当中，侧导向架1232包括分别平行设在竖直支撑梁12311两侧的第一竖直内导向板12321和第二竖直内导向板12322以及分别平行设在竖直支撑梁12311两侧的第一竖直外导向板12323和第二竖直外导向板12324，且第一竖直外导向板12323与第二竖直外导向板12324分别对应设在第一竖直内导向板12321与第二竖直内导向板12322的外侧，以使第一竖直外导向板12323与第一竖直内导向板12321之间和第二竖直外导向板12324与第二竖直内导向板12322之间分别形成允许3D发卡线圈的竖直段滑移前行的间隙通道。

请参阅图6、7所示，具体到本发明实施例当中，侧导向架1232包括第一竖直内导向板12321、第二竖直内导向板12322、第一竖直外导向板12323和第二竖直外导向板12324，第一竖直内导向板12321和第一竖直外导向板12323分别位于第一支撑架1231的一侧，并且第一竖直外导向板12323位于第一竖直内导向板12321远离第一支撑架1231的外侧，第一竖直内导向板12321和第一竖直外导向板12323之间的间隙仅允许3D成型发卡线圈的端部通过，并对3D成型发卡线圈的端部进行限位。使得3D成型发卡线圈在振动底座121的振动作用下，能够顺利沿着水平导向柱12313前移。

优选地，在第一竖直内导向板12321、第二竖直内导向板12322、第一竖直外导向板12323和第二竖直外导向板12324靠近3D成型发卡线圈的一侧表面均连接有防护垫，以对3D成型发卡线圈的表面起到防护作用，防止刮伤。

请参阅图6、7所示，具体到本实施例当中，第一竖直内导向板12321靠近第一竖直外导向板12323的一侧粘接有第一防护垫123211，第二竖直内导向板12322靠近第一竖直外导向板12323的一侧表面粘接有第二防护垫123221，第一竖直外导向板12323靠近第一竖直内导向板12321的一侧粘接有第三防护垫123231，第二竖直外导向板12324靠近第二竖直内导向板12322的一侧粘接有第四防护垫123241。

可以理解的是，为对3D成型发卡线圈进行全方位防护，第一竖直内导向板12321的长度与水平导向柱12313的长度相同，当3D成型发卡线圈振动前移到水平导向柱12313的末端时，由于3D成型发卡线圈需要过渡移载到补料仓组件200内，因此需要对3D成型发卡线圈的竖直段末端进行限位，以便于更好进入到补料仓组件200内，加上考虑成本以及实际需要，第一竖直外导向板12323和第二竖直外导向板12324的长度小于第一竖直内导向板12321和第二竖直内导向板12322的长度。

另外，在此需要进一步说明的是，本实施例中第一竖直内导向板12321和第二竖直内导向板12322的结构相同，第一竖直外导向板12323和第二竖直外导向板12324的结构相同，便于生产加工。

在本实施例当中，请参阅图7所示，拨齿机构124包括拨齿气缸1241和拨杆1242，拨杆1242安装在拨齿气缸1241的输出轴上，而拨齿气缸1241通过安装板固定在每两个直线振动组件120之间的空隙内。

请参阅图6所示，为能够使导向结构123末端的3D发卡线圈能够平稳过渡移载到补料仓组件200上，防止3D发卡线圈在振动过程中发生堆叠，影响后续工序，在水平梁12312的末端两侧还连接有辅助导向架128，辅助导向架128由第一连接板1281和第五防护垫1282构成，其中第一连接板1281为直角结构，其一侧与水平梁12312连接，另一侧水平位于3D发卡线圈与水平导向柱12313之间，以平衡3D发卡线圈的竖直段，使其能够竖直向下。第五防护垫1282则连接在第一连接板1281的下表面，并在3D发卡线圈导入的端部具有导向端部，方便3D发卡线圈横跨在第五防护垫1282的两侧。

请参阅图7所示，为检测水平导向柱12313上振动经过的3D发卡线圈数量，在辅助导向架128的进料端还设有第二传感器126，第二传感器126同样位于两个直线振动组件120之间。

需要在此详细说明的是，振动底座121也可以用来通过使用磁体和线圈之间的电磁力，在整个底座中产生振动。常规的振动底座121一般被配置为使得当将电流施加到线圈上时，利用线圈和磁体之间形成的电磁力启动振动底座121的操作。

进一步地，在本发明的实施例当中，补料仓组件200包括连接在底座110上的支撑座210、安装在支撑座210上的料仓座220、连接在料仓座220两侧的导向防护板230和设在料仓座220内的料仓架240，其中：

料仓架240包括沿料仓座220长度方向竖直并行设置的第一支撑杆241与第二支撑杆242、连接在第一支撑杆241与第二支撑杆242上的导向杆243和顶导向杆244，导向杆243适于承接水平导向柱12313上滑移过来的3D发卡线圈，顶导向杆244水平设在料仓座220内且位于导向杆243的上方，并适于在3D发卡线圈跨在导向杆243上时，顶导向杆244的高度高于水平导向柱12313且位于3D发卡线圈的三角段的腰边上方，以进一步限制3D发卡线圈发生翻落。

请参阅图4、5、8、9所示，具体到本发明的实施例当中，每个补料仓组件200包括支撑座210、料仓座220、导向防护板230、料仓架240、机器人快换盘250和打线机构260，支撑座210安装在底座110上，料仓座220固定安装在支撑座210上，导向防护板230则安装在料仓座220的内部两侧，机器人快换盘250则固定在料仓座220的顶部中间位置，当需要移动所需要的补料仓组件200时，通过机器臂连接到机器人快换盘250上，可快速对补料仓组件200进行移位。

请参阅图8、9所示，在本发明的实施例当中，料仓座220由料仓底板221和料仓侧板222组成，料仓座220靠近直线振动组件120的一侧具有开口，以方便承接直线振动组件120传递过来的3D发卡线圈，料仓座220远离直线振动组件120的一侧则安装有打线机构260，以将传递过来的每一个3D发卡线圈通过打线机构260打入到线笼当中，形成扁线电机的编织线笼。料仓底板221水平放置在支撑座210上，两个结构相同的料仓侧板222相对平行且垂直连接在料仓底板221上，为减轻料仓座220的重量以及方便安装拆卸导向防护板230，在料仓侧板222上开设有镂空结构，导向防护板230在本实施例中设置为直角结构，其一边通过工装卡接在料仓侧板222上，另一边竖直设置在料仓架240的左右两侧，导向防护板230与料仓架240之间的水平间隙仅允许单根3D发卡线圈的竖直段水平通过。

优选地，请参阅图9所示，在本实施例中，导向防护板230包括第一防护板231和第二防护板232，为了提高生产效率以及零件的通用性，本实施例中的第一防护板231和第二防护板232结构相同，并且第一防护板231和第二防护板232相对的边侧板在两端位置设置为渐近式的外扩结构，以利于对3D发卡线圈的竖直段进行导入或者导出。

请参阅图8、9所示，在本发明的实施例当中，料仓架240包括两个沿3D发卡线圈移动方向并行排列的第一支撑杆241、第二支撑杆242、导向杆243和顶导向杆244，第一支撑杆241和第二支撑杆242的底部均通过安装座固定在料仓底板221上，顶部则与导向杆243连接，导向杆243部分固定在打线移载组件300上，顶导向杆244的一侧固定在打线移载组件300上，并且水平位于导向杆243的上部。

进一步地，请参阅图9所示，在本发明的实施例当中，导向杆243包括上导向杆2431、下导向杆2432和X形架2433，上导向杆2431与下导向杆2432远离水平导向柱12313的一端均连接在补料仓组件200上，另一端均呈水平自由状态与水平导向柱12313相互平行交错，且上导向杆2431低于水平导向柱12313的高度。

作为本发明实施例的最佳优选方式，导向杆243由一对上导向杆2431、一对下导向杆2432和X形架2433组成，其中一对上导向杆2431远离打线移载组件300的一端分别连接在X形架2433的两个上端部外侧，一对下导向杆2432远离打线移载组件300的一端分别连接在X形架2433的两个下端部外侧，并且3D发卡线圈的竖直段的水平宽度略大于导向杆243的整体宽度，这样3D发卡线圈可顺利跨搭在导向杆243上，并能够沿着导向杆243前后方向滑移。

为了能够进一步平衡3D发卡线圈的滑移，在3D发卡线圈顶部的三角对折段的两肩部设置一对顶导向杆244，顶导向杆244的一端插接在打线机构260上，另一端沿导向杆243的延伸方向水平设置，这样当3D发卡线圈跨在导向杆243上时，顶导向杆244则位于3D发卡线圈中三角对折段的两肩部上方，以限制3D发卡线圈在滑移过程中发生侧翻。

另外，为能够使顶导向杆244固定牢靠，在顶导向杆244的顶部两侧通过加强筋连接在料仓侧板222的内壁上。

进一步地，请参阅图8所示，在本发明的实施例当中，补料仓组件200还包括机器人快换盘250，机器人快换盘250包括水平连接在料仓座220内顶部的托板252和连接在托板252上的卡盘251。

请参阅图1、2所示，而机器人400上设有卡座450和位于卡座450一侧的定位结构460，当定位结构460适于卡接到卡盘251的定位块上时，卡座450适于卡接到卡盘251上，以将补料仓组件200连接到机器人400上，并将补料仓组件200搬运到打线工位作为送料仓组件。

具体地，请参阅图8、9、15所示，具体到本发明的实施例当中，为了能够将所需要的补料仓组件200整体搬移到扁线电机的线笼编织工位进行自动打线作业，以提高扁线电机的生产效率，在每个补料仓组件200的顶部设置一个机器人快换盘250，其中机器人快换盘250包括卡盘251和托板252，卡盘251固定在托板252的上表面，托板252的两端则卡接在两料仓侧板222之间。这样当机器人需要抓取对应所需的补料仓组件200时，通过机器人的机械臂末端的对接工装卡入到机器人快换盘250的卡盘251上，即可与补料仓组件200之间形成固定连接，从而在机器人的作用下，将补料仓组件200搬运到打线移载组件300的作业工位。

具体地，请参阅图8、9所示，在本发明的实施例当中，打线机构260作为补料仓组件200末端部的执行机构，用于将每一个有序进入到打线机构260内的3D发卡线圈打入到扁线电机的线笼当中。具体到本实施例当中，打线机构260包括模具座261、伸缩结构262和压线结构263，模具座261安装在补料仓组件200的末端，伸缩结构262则连接在料仓底板221与模具座261之间，压线结构263的一端则滑移在伸缩结构262上，另一端则从模具座261的顶部贯穿移动到底部，以将进入到模具座261内的3D发卡线圈压入到线笼当中。

优选地，请参阅图10所示，模具座261包括第一底模2611、第一上模2612和第一下模2613，第一底模2611靠近料仓侧板222的两侧紧贴料仓座220的内壁连接，第一底模2611的底部则穿过料仓底板221并与其平齐，第一底模2611沿料仓侧板222的长度方向的中心开设有竖直方向的通槽，而第一底模2611靠近第一上模2612和第一下模2613的一侧则具有与3D发卡线圈外轮廓相适配的截面形状，第一上模2612和第一下模2613紧贴第一底模2611布置在料仓座220内，且第一上模2612位于第一下模2613的上方，第一上模2612与第一下模2613之间的间隙仅允许3D发卡线圈的三角段通过，3D发卡线圈的竖直段则跨在第一下模2613的两侧，第一上模2612和第一下模2613靠近料仓座220的两侧均与料仓侧板222连接。这样第一底模2611、第一上模2612和第一下模2613之间形成了适于3D发卡线圈进入的线圈模腔，在3D发卡线圈完全进入到位后，线圈模腔的顶部还设有压线结构263，而压线结构263适于在第一底模2611的通槽内运动。

请参阅图10所示，伸缩结构262包括伸缩杆2621、支撑杆2622和连接顶板2623，伸缩杆2621的一端竖直连接在料仓座220的料仓底板221上，另一端则连接在连接顶板2623上，支撑杆2622同样也竖直连接在连接顶板2623上，支撑杆2622的另一端则插入连接在第一底模2611的顶部，以将伸缩结构262稳固连接在补料仓组件200上。

更具体地说，请参阅图15所示，压线结构263包括导向块2631、压板2632和打线弧板2633，其中两个导向块2631分别穿设在对应的伸缩杆2621上，两个导向块2631之间通过背板连接在一起，背板的一侧与压板2632连接，另一侧则与打线弧板2633连接，且打线弧板2633适于在模具座261的空隙内运动，以将3D发卡线圈打进线笼当中。

具体地，请参阅图11、12、13、14所示，在本发明的实施例当中，打线移载组件300包括打线底座310、打线底板320、滑移平台330和水平侧推结构340，打线底座310作为打线移载组件300的支撑平台，其固定安装在底座110上，且位于补料仓组件200远离直线振动组件120的一端，打线底板320作为调平支撑平板则连接在打线底座310的上表面，滑移平台330作为移载机构，用于带动并移动水平侧推结构340到所需的位置，以将打线工序中补料仓组件200内的3D发卡线圈进行限位。水平侧推结构340连接在滑移平台330上，在滑移平台330的带动下将水平侧推结构340移动到设定位置。

此外，为能够对打线工位移载过来的送料仓组件（也即为附图中补料仓组件200中的任意两个）进行打线作业，需要对补料仓组件200进行固定，为此打线移载组件300还包括料仓夹紧机构350，料仓夹紧机构350设在料仓座220远离打线机构260的开口一侧底部，通过料仓夹紧机构350可实现对料仓座220的固定，防止打线跑位。料仓夹紧机构350的具体结构为现有技术，在此不对其具体结构及工作原理进行详细阐述。

请参阅图11所示，在本发明的实施例当中，滑移平台330包括第一方向滑移结构331和第二方向滑移结构332，第一方向滑移结构331用于沿水平垂直于3D发卡线圈的滑移方向来移动水平侧推结构340，第二方向滑移结构332用于沿平行于3D发卡线圈的滑移方向来移动水平侧推结构340，其中：

请参阅图12、13、14所示，第一方向滑移结构331包括第一从动滑轨3311、第一主动滑轨3312和第一水平滑台3313，第一从动滑轨3311和第一主动滑轨3312的下表面均与打线底板320连接，第一从动滑轨3311和第一主动滑轨3312的上表面均与第一水平滑台3313的底面连接，而第一主动滑轨3312又由第一驱动电机33121和主滑轨33122组成，第一驱动电机33121与主滑轨33122连接，在第一驱动电机33121的驱动作用下，能够带动主滑轨33122运动，主滑轨33122运动又能够带动第一水平滑台3313移动，从而带动第一从动滑轨3311发生运动。

需要在此说明的是，第一从动滑轨3311为滑轨滑块结构，滑块能够在滑轨上运动；主滑轨33122也为滑座滑块结构，例如附图13、14所示，主滑轨33122包括主滑座331221和主滑块331222，主滑块331222的一部分适于与第一驱动电机33121的丝杠连接，另一部分则适于沿主滑座331221的滑槽移动。

请参阅图12、13、14所示，第二方向滑移结构332包括第二水平滑台3321以及连接在第二水平滑台3321下表面的第二主动滑轨3322和第二从动滑轨3323，第二主动滑轨3322包括垂直安装在第一水平滑台3313上的第二驱动电机33221、连接在第二驱动电机33221的输出轴上的圆柱斜齿轮33222和连接在第二水平滑台3321下表面的条形齿块33223，条形齿块33223沿3D发卡线圈的滑移方向布置，且条形齿块33223与圆柱斜齿轮33222相啮合传动。

第二从动滑轨3323包括连接在第一水平滑台3313上的第二滑座33231和滑动连接在第二滑座33231上的第二滑块33232，第二滑块33232的顶部则连接在第二水平滑台3321的下表面。

请参阅图12、14所示，水平侧推结构340包括第二支撑架341、气缸组件342和推杆343，第二支撑架341为工字型结构梁，其一端连接在第二水平滑台3321上，另一端则用于支撑气缸组件342和推杆343，气缸组件342适于在第二支撑架341的上表面滑移，而推杆343则连接在气缸组件342的上表面，在气缸组件342的带动下，推杆343则适于被推移到打线工序中补料仓组件200内，以将补料仓组件200内的批量3D发卡线圈推移到补料仓组件200内进行并行按序排列，以便于后续按序进行打线作业。

请参阅图1、2所示，在本发明的实施例当中，机器人400包括机器人底座410、旋转底座420、第一机械臂430、第二机械臂440、卡座450和定位结构460，机器人底座410作为机器人400的支撑框架结构，旋转底座420安装在机器人底座410上，第一机械臂430和第二机械臂440连接在旋转底座420的顶部，卡座450则连接在第二机械臂440的末端，卡座450适于卡接在卡盘251内，定位结构460则适于将卡座450对准到卡盘251内，以便卡座450能够自动卡入到卡盘251内。

请参阅图1、2、16所示，在本发明的实施例当中，打线驱动结构500包括竖直施力机构510和水平移动机构520，竖直施力机构510固定连接在水平移动机构520上，在水平移动机构520的带动下能够沿垂直于补料仓组件200的方向移动。本实施例当中水平移动机构520包括第二连接板521、固定连接在第二连接板521上的第一打线滑轨座522、滑动连接在第一打线滑轨座522上的第一打线滑块523和通过连接板连接在第一打线滑块523上的水平承载梁524，其中第一打线滑块523适于在气缸的驱动作用下沿第一打线滑轨座522滑动，第一打线滑块523又带动水平承载梁524移动，从而带动竖直施力机构510移动到打线移载组件300位置。

请参阅图16所示，竖直施力机构510包括竖直架511、打线驱动电机512、第二打线滑轨座513、第二打线滑块514、施力钳515和压力计516，第二打线滑轨座513通过连接板固定连接在竖直架511的一侧，第二打线滑块514则适于在打线驱动电机512的驱动作用下沿第二打线滑轨座513滑动，施力钳515和压力计516连接在第二打线滑块514上，其中压力计516一侧与施力钳515连接，用于检测施力钳515作用在打线机构260上的施加力。

具体地，在本发明的实施例当中，3D发卡线圈具有八种不同尺寸大小的线型，则补料仓组件200设有八个，每个补料仓组件200上分别悬置3D发卡线圈的一种线型。

请参阅图17所示，本发明实施例还提供了一种扁线电机用线圈自动送补料方法，采用上述扁线电机用线圈自动送补料装置，所述送补料方法包括步骤：

S₁₀₀：在每个直线振动器100的首部分别依次悬置不同类型的3D发卡线圈，在直线振动器100的振动作用下，3D发卡线圈在直线振动器100上依次滑移至补料仓组件200内；

S₂₀₀：当第一传感器125检测到补料仓组件200内的3D发卡线圈数量满额时，拨齿机构124动作以拦截直线振动器100上的3D发卡线圈继续滑移至补料仓组件200内；

S₃₀₀：机器人400搬运任意两个补料仓组件200到打线工位作为送料仓组件，所述送料仓组件中的其中一个被打线移载组件300固定进行打线作业，所述送料仓组件中的另一个作为备用补料工位；

S₄₀₀：当所述送料仓组件中的其中一个完成所有线圈打线作业后，打线移载组件300卸载并固定所述送料仓组件中的另一个，并继续打线作业，机器人400搬运所述送料仓组件中的其中一个返回至补料仓组件200的原来工位，以继续承接装载3D发卡线圈。

由此，对于不同种类的发卡线圈，其输送至打线工位的过程，采用完全自动化作业的形式，并实现发卡线圈的自动补料送料，节省人力成本，提高生产效率。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，包括至少两个补料仓组件（200）和对应设置的直线振动器（100），每个所述直线振动器（100）上悬挂一种类型的3D发卡线圈；

每个所述补料仓组件（200）对应连接在每个所述直线振动器（100）的末端，以对应承接所述直线振动器（100）振动传送过来的3D发卡线圈；

还包括打线移载组件（300）、送料仓组件和机器人（400），所述送料仓组件为所述补料仓组件（200）中的任意两个，两个所述送料仓组件安装在打线工位且位于所述打线移载组件（300）的一侧，所述机器人（400）适于移载所述补料仓组件（200）中的任意两个作为所述送料仓组件到所述打线工位，其中一个所述送料仓组件适于被所述打线移载组件（300）固定位置后进行送料打线作业的同时，另一个所述送料仓组件适于在所述机器人（400）的搬运作用下进行无缝补料。

2.根据权利要求1所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，所述直线振动器（100）包括底座（110）和连接在所述底座（110）上表面的直线振动组件（120），其中：

所述直线振动组件（120）包括连接在所述底座（110）上的振动底座（121）、安装在所述振动底座（121）上表面的振动底板（122）、沿所述振动底座（121）长度方向设置的导向结构（123）、设在所述导向结构（123）末端的拨齿机构（124）和第一传感器（125）、与所述振动底座（121）电性连接的振动控制器（127）及辅助导向架（128），所述辅助导向架（128）安装在所述导向结构（123）的末端两侧，所述3D发卡线圈适于在所述振动底座（121）的振动作用下悬置在所述导向结构（123）上并自动向前移动；

当所述直线振动组件（120）对应承接的补料仓组件（200）满料时，所述第一传感器（125）接收信号并驱动所述拨齿机构（124）动作，以拦截所述导向结构（123）上的3D发卡线圈继续滑移。

3.根据权利要求2所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，所述导向结构（123）包括连接在所述振动底板（122）上且沿所述振动底座（121）长度方向布置的第一支撑架（1231）和侧导向架（1232），所述侧导向架（1232）位于所述第一支撑架（1231）的两侧；

所述第一支撑架（1231）包括若干沿所述振动底座（121）长度方向排列布置的竖直支撑梁（12311）、连接在所述竖直支撑梁（12311）顶部的水平梁（12312）和连接在所述水平梁（12312）上表面的水平导向柱（12313），且所述水平导向柱（12313）适于支撑在所述3D发卡线圈的三角内顶侧。

4.根据权利要求3所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，所述侧导向架（1232）包括分别平行设在所述竖直支撑梁（12311）两侧的第一竖直内导向板（12321）和第二竖直内导向板（12322）以及分别平行设在所述竖直支撑梁（12311）两侧的第一竖直外导向板（12323）和第二竖直外导向板（12324），且所述第一竖直外导向板（12323）与所述第二竖直外导向板（12324）分别对应设在所述第一竖直内导向板（12321）与所述第二竖直内导向板（12322）的外侧，以使所述第一竖直外导向板（12323）与所述第一竖直内导向板（12321）之间和所述第二竖直外导向板（12324）与所述第二竖直内导向板（12322）之间分别形成允许所述3D发卡线圈的竖直段滑移前行的间隙通道。

5.根据权利要求3所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，所述补料仓组件（200）包括连接在所述底座（110）上的支撑座（210）、安装在所述支撑座（210）上的料仓座（220）、连接在所述料仓座（220）两侧的导向防护板（230）和设在所述料仓座（220）内的料仓架（240）；

所述料仓架（240）包括沿所述料仓座（220）长度方向竖直并行设置的第一支撑杆（241）与第二支撑杆（242）、连接在所述第一支撑杆（241）与所述第二支撑杆（242）上的导向杆（243）和顶导向杆（244），所述导向杆（243）适于承接所述水平导向柱（12313）上滑移过来的所述3D发卡线圈，所述顶导向杆（244）水平设在所述料仓座（220）内且位于所述导向杆（243）的上方，并适于在所述3D发卡线圈跨在所述导向杆（243）上时，所述顶导向杆（244）的高度高于所述水平导向柱（12313）的竖直高度且位于所述3D发卡线圈的三角段的腰边上方，以进一步限制所述3D发卡线圈发生翻落。

6.根据权利要求5所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，所述导向杆（243）包括上导向杆（2431）、下导向杆（2432）和X形架（2433），所述上导向杆（2431）与所述下导向杆（2432）远离所述水平导向柱（12313）的一端均连接在所述补料仓组件（200）上，另一端均呈水平自由状态与所述水平导向柱（12313）相互平行交错，且所述上导向杆（2431）低于所述水平导向柱（12313）的高度。

7.根据权利要求5所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，所述补料仓组件（200）还包括机器人快换盘（250），所述机器人快换盘（250）水平连接在所述料仓座（220）内顶部的托板（252）和连接在所述托板（252）上的卡盘（251），

所述机器人（400）上设有卡座（450）和位于所述卡座（450）一侧的定位结构（460），当所述定位结构（460）适于卡接到所述卡盘（251）的定位块上时，所述卡座（450）适于卡接到所述卡盘（251），以将所述补料仓组件（200）连接到所述机器人（400）上，并将所述补料仓组件（200）搬运到所述打线工位作为所述送料仓组件。

8.根据权利要求1-7任一项所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，所述3D发卡线圈具有八种不同尺寸大小的线型，所述补料仓组件（200）设有八个，每个补料仓组件（200）上分别悬置所述3D发卡线圈的一种线型。

9.根据权利要求1-7任一项所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统分别适于控制所述直线振动器（100）、所述打线移载组件（300）和所述机器人（400）动作，以完成对所述3D发卡线圈的自动化送补料作业。

10.一种扁线电机用线圈自动送补料方法，基于权利要求2-9任一项所述的扁线电机用线圈自动送补料装置，其特征在于，所述送补料方法包括步骤：

S₁₀₀：在每个直线振动器（100）的首部分别依次悬置不同类型的3D发卡线圈，在所述直线振动器（100）的振动作用下，所述3D发卡线圈在所述直线振动器（100）上依次滑移至补料仓组件（200）内；

S₂₀₀：当第一传感器（125）检测到所述补料仓组件（200）内的3D发卡线圈数量满额时，拨齿机构（124）动作以拦截所述直线振动器（100）上的3D发卡线圈继续滑移至所述补料仓组件（200）内；

S₃₀₀：机器人（400）搬运任意两个所述补料仓组件（200）到打线工位作为送料仓组件，所述送料仓组件中的其中一个被打线移载组件（300）固定进行打线作业，所述送料仓组件中的另一个作为备用补料工位；

S₄₀₀：当所述送料仓组件中的其中一个完成所有线圈打线作业后，所述打线移载组件（300）卸载并固定所述送料仓组件中的另一个，并继续打线作业，所述机器人（400）搬运所述送料仓组件中的其中一个返回至所述补料仓组件（200）的原来工位，以继续承接装载所述3D发卡线圈。

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