CN116260294B - 一种汽车电机定子自动压装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种汽车电机定子自动压装设备，包括机架、压装机构、托盘输送线、下支撑机构、外壳角度调整机构、外壳转盘机构、自动找正机构、托盘举升机构、定子角度校准机构、水平移栽机构、感应线圈高频加热机构以及吸气冷却机构；本发明的一种汽车电机定子自动压装设备，实现外壳和定子或转子的装配，保证定子或转子与外壳的同轴度和高度要求，实现自动化生产和高精密装配。
Description
技术领域
本发明涉及自动化设备技术领域，特别涉及一种汽车电机定子自动压装设备。
背景技术
在当前快速发展的新能源汽车上，“IPB”制动系统，即“智能集成制动系统”正大规模推广使用，IPB是一套电控的制动系统，用电机助力取代传统的真空助力，响应更迅速、控制更精确。但是在IPB系统定子生产中，装配工作量可达到 70%左右。而装配又是在生产过程中采用手工劳动较多的工序。由于装配技术上的复杂性和多样性，所以，装配过程不易实现自动化。因此如何提高劳动效率，提高产品质量，降低生产成本，提高经济效益以适应激烈的市场竞争就成了各生产厂家急需解决的问题。
目前市面上汽车制动外壳和定子压装过程中，采用的是通过治具定位外壳和定子或者转子，人工辅助上下料的方式将定子压入外壳中，这样的方式在压装运动中存在治具加工定位误差，外壳和定子来料的产品误差，人工上料出错，工人劳动强度大，生产效率低下的缺点，并且无法保证压装过程中的同轴度要求，导致压装时因为外壳和定子不同心，定子与外壳的高度和角度的达不到精度要求，导致产品稳定性差，报废率高。
发明内容
本发明目的是，针对上上述问题，亟需提出一种汽车电机定子自动压装设备，实现外壳和定子或转子的装配，保证定子或转子与外壳的同轴度和高度要求，实现自动化生产和高精密装配，解决上述背景技术中存在的问题。
本发明提供一种汽车电机定子自动压装设备，包括：
机架，用于提供固定安装位置；
压装机构，设置在所述机架的上方，包括伺服压机和伺服压机输出端的压装夹具，用于将定子压入外壳中；
托盘输送线，设置在所述机架上，包括外壳取料位和定子取料位；
下支撑机构，设置在所述机架上，位于压装机构的正下方，用于外壳的固定；
外壳角度调整机构，设置在外壳取料位的上方，用于外壳旋转一定角度进行调整定位；
外壳转盘机构，设置在所述托盘输送线的一侧，用于将所述外壳角度调整机构调整定位之后的外壳的旋转上料以及压装之后的成品的下料；
自动找正机构，用于所述下支撑机构上外壳的中心与压装夹具的中心同轴自动找正；
托盘举升机构，设置在所述托盘输送线上，用于将定子托盘沿Y方向举升；
定子角度校准机构，用于所述托盘举升机构举升的定子的角度和位置进行校准；
水平移栽机构，用于所述定子角度校准机构校准之后的定子移栽至伺服压机的下方；
加热机构，用于外壳加热；
吸气冷却机构，用于对外壳进行冷却。
优选的，所述压装夹具包括：
夹爪气缸，设置在所述伺服压机的输出端；
治具，用于定子的定位，其外侧面对应定子上的硅钢片设置有多个第一台阶，所述治具以其轴线为圆心均布设置有三个凹槽；
定子铁芯夹爪，为三个固定安装在所述夹爪气缸的输出端，均布设置在所述凹槽内，所述定子铁芯夹爪的外侧对应设置有与外壳和定子内壁尺寸适配的两个第二台阶；
压装定位销，设置在定子铁芯夹爪的外侧，用于压装夹具压入定子壳内时限制定子压入高度。
优选的，所述外壳转盘机构包括：固定设置在所述机架上的第一伺服电机、设置在所述伺服电机输出端的转盘、沿所述转盘中心均布设置的多个第一夹爪；所述第一夹爪用于外壳的夹取。
优选的，所述外壳角度调整机构包括：固定设置在所述外壳取料位上方的第二滑台气缸和中途停留气缸、设置在第二滑台气缸输出端的第二伺服电机、设置在第二伺服电机输出端的第二夹爪气缸以及第二夹爪。
优选的，所述下支撑机构包括支撑顶杆、设置在支撑顶杆下方的浮动气缸，所述浮动气缸用于支撑顶杆在XY方向的浮动与锁定。
优选的，所述自动找正机构包括沿所述压装夹具中心轴线均布设置的3个顶杆气缸、沿顶杆气缸导向方向设置的直线导轨、设置在所述顶杆气缸输出端的对中顶杆以及用于锁紧直线导轨的抱闸气缸，3个所述对中顶杆同时夹住外壳定位固定。
优选的，所述水平移栽机构包括水平设置的第一滑轨，设置在第一滑轨上的第一滑台气缸，驱动所述第一滑台气缸沿第一滑轨导向方向来回移动的伺服电机、设置由第一滑台气缸驱动沿竖直方向升降的夹爪气缸以及设置在所述夹爪气缸输出端的移栽夹爪。
优选的，所述定子角度校准机构包括：设置在所述托盘举升机构上的托盘旋转补偿气缸、设置在所述旋转补偿气缸的上方的立式气缸、设置在所述立式气缸输出端的校准组件以及设置在校准组件一侧的位移传感器，所述校准组件包括与所述定子上定位孔适配的定位销。
优选的，所述托盘输送线包括水平设置的外壳托盘输送线、定子托盘输送线，以及设置在外壳托盘输送线、定子托盘输送线两端的上料输送线和下料输送线。
本发明的优点和有益效果：
本发明提出一种汽车电机定子自动压装设备，通过对电机外壳和定子压装之前，以压装治具轴心为基准，在保证压装夹具精度前提下，根据自适应性的设计理念，对电机外壳来料进行位置自动找正，满足不同批次产品的精度误差以及始终保证电机外壳和定子同轴度要求解决了电机外壳和定子压装过程中，因为产品精度和治具的误差导致产品同轴度不良，电机外壳内壁经常刮擦，导致产品报废率高的问题，满足不同批次产品的精度误差依然始终保证电机外壳和定子同轴度和垂直度要求。
本发明实现外壳和定子或转子的装配，保证定子或转子与外壳的同轴度和高度要求，实现自动化生产和高精密装配，解决工人劳动大的问题，提高产品生产效率。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图3为本发明的俯视结构示意图；
图4为本发明的压装夹具的结构示意图；
图5为本发明的外壳转盘机构的结构示意图；
图6为本发明的外壳角度调整机构的结构示意图；
图7为本发明的自动找正机构的结构示意图；
图8为本发明的定子角度校准机构的结构示意图；
图9为本发明的托盘输送线的结构示意图；
图10为本发明水平移栽机构的结构示意图；
其中，10-机架、20-压装机构、21-伺服压机、22-压装夹具、23-夹爪气缸、24-治具、25-定子铁芯夹爪、26-第一台阶、27-第二台阶、28-凹槽、30-托盘输送线、31-外壳取料位、32-定子取料位、33-外壳托盘输送线、34-定子托盘输送线、35-上料输送线、36-下料输送线、40-下支撑机构、41-支撑顶杆、42-浮动气缸、50-外壳角度调整机构、51-第二滑台气缸、52-中途停留气缸、53-第二伺服电机、54-第二夹爪气缸、55-第二夹爪、60-外壳转盘机构、61-第一伺服电机、62-转盘、63-第一夹爪、70-自动找正机构、71-顶杆气缸、72-直线导轨、73-对中顶杆、74-抱闸气缸、75-定子、76-外壳、80-托盘举升机构、90-定子角度校准机构、91-旋转补偿气缸、92-立式气缸、93-校准组件、94-位移传感器、95-定位销、100-水平移栽机构、101-第一滑轨、102-第一滑台气缸、103-伺服电机、104-移栽夹爪气缸、105-移栽夹爪、110-感应线圈高频加热机构、120-吸气冷却机构。
具体实施方式
参考图1至图10，本发明提供一种汽车电机定子自动压装设备，包括：机架10、压装机构20、托盘输送线30、下支撑机构40、外壳角度调整机构50、外壳转盘机构60、自动找正机构70、托盘举升机构80、定子角度校准机构90、水平移栽机构100、感应线圈高频加热机构110以及吸气冷却机构120；所述机架10用于提供固定安装位置；托盘输送线30设置在所述机架10上，包括外壳76取料位31和定子取料位32；所述压装机构20设置在所述机架10的上方，所述压装机构20包括伺服压机21和伺服压机21输出端的压装夹具22，用于将定子75压入外壳76中；所述下支撑机构40设置在所述机架10上，位于压装机构20的正下方，用于外壳76的固定；所述伺服压机21的输出端的压力方向与压装夹具22同轴设置；所述外壳角度调整机构50设置在外壳76取料位31的上方，用于外壳76旋转一定角度进行调整定位；外壳转盘机构60设置在所述托盘输送线30的一侧，用于将所述外壳角度调整机构50调整定位之后的外壳76的旋转上料以及压装之后的成品的下料；所述自动找正机构70用于所述下支撑机构40上外壳76的中心与压装夹具22的中心同轴自动找正；所述托盘举升机构80设置在所述托盘输送线30上，用于将定子75托盘沿Y方向举升；所述定子角度校准机构90用于所述托盘举升机构80举升的定子75的角度和位置进行校准；所述水平移栽机构100用于所述定子角度校准机构90校准之后的定子75移栽至伺服压机21的下方；加热机构用于外壳76加热；采用感应线圈高频加热机构110，感应线圈设置有容纳外壳76的通孔；所述加热机构对外壳76加热之后，压装机构20的伺服压机21将定子75压入电机外壳76内，所述吸气冷却机构120用于对外壳76进行冷却，通过外壳转盘机构60将电机外壳76转移至下料工位，产品完成自动上料、压装以及下料，自动化程度高。
在其中的一实施例中，参考图4，所述压装夹具22包括：夹爪气缸23、治具24、定子铁芯夹爪25以及压装定位销；所述夹爪气缸23设置在所述伺服压机21的输出端；保证定子75和外壳76的同轴度要求；所述治具24用于定子75的定位，其外侧面对应定子75上的硅钢片设置有多个第一台阶26，所述第一台阶26在压装夹具22压入定子75时，承受法向的压力，所述治具24以其轴线为圆心均布设置有三个凹槽28；所述定子铁芯夹爪25为三个固定安装在所述夹爪气缸23的输出端，均布设置在所述凹槽28内，所述定子铁芯夹爪25的外侧对应设置有与外壳76和定子75内壁尺寸适配的两个第二台阶27，第二台阶27的外侧面为与定子75和外壳76适配的圆弧形，保证了定子75和外壳76的同轴度要求；所述压装定位销设置在定子铁芯夹爪25的外侧，用于压装夹具22将定子压入外壳内时限制定子压入高度。
在其中的一实施例中，参考图5，所述外壳转盘机构60包括：固定设置在所述机架10上的第一伺服电机61、设置在所述伺服电机103输出端的转盘62、沿所述转盘62中心均布设置的多个第一夹爪63；所述第一夹爪63用于外壳76的夹取。外壳76经外壳角度调整机构50旋转调整角度之后，所述第一夹爪63夹取外壳76的外壁，伺服电机103驱动所述转盘62沿其中心旋转，第一夹爪63夹取外壳76置于下支撑机构40上。
在其中的一实施例中，参考图6，所述外壳角度调整机构50包括：固定设置在所述外壳76取料位31上方的第二滑台气缸51和中途停留气缸52、设置在第二滑台气缸51输出端的第二伺服电机53、设置在第二伺服电机53输出端的第二夹爪气缸54以及第二夹爪55。第二滑台气缸51驱动第二夹爪气缸54沿竖直方向向下移动，第二夹爪气缸54驱动第二夹爪55夹取外壳76，所述中途停留气缸52工作，第二伺服电机53驱动第二夹爪55旋转进行角度调整，待第一夹爪63夹取外壳76后，第二夹爪气缸54打开所述第二夹爪55，所述中途停留气缸52停止工作，所述第二滑台气缸51驱动第二夹爪55上升。
在其中的一实施例中，所述下支撑机构40包括支撑顶杆41、设置在支撑顶杆41下方的浮动气缸42，所述浮动气缸42用于支撑顶杆41在XY方向的浮动与锁定，外壳转盘机构60的第一夹爪63夹取外壳76置于支撑顶杆41上，浮动气缸42接触其在XY向的限位，在自动找正机构70对外壳76的找正对心之后，浮动气缸42对支撑顶杆41进行锁定；所述下支撑机构40还包括以支撑顶杆41为中心设置的支撑夹爪以及驱动支撑夹爪的驱动气缸，所述支撑夹爪与外壳底部凹槽适配。
在其中的一实施例中，参考图7，所述自动找正机构70包括沿所述压装夹具22中心轴线均布设置的3个顶杆气缸71、沿顶杆气缸71导向方向设置的直线导轨72、设置在所述顶杆气缸71输出端的对中顶杆73以及用于锁紧直线导轨72的抱闸气缸74，3个所述对中顶杆73同时夹住外壳76定位固定，使得电机外壳76、定子75的中心轴线始终以压装夹具22的中心轴线为基准，具有自适应性，保证每一个定子75压装时同轴度和电机外壳76相匹配，从而达成压装精度要求。
在其中的一实施例中，参考图10，所述水平移栽机构100包括水平设置的第一滑轨101，设置在第一滑轨101上的第一滑台气缸102，驱动所述第一滑台气缸102沿第一滑轨101导向方向来回移动的伺服电机103、设置由第一滑台气缸102驱动沿竖直方向升降的夹移栽爪气缸104以及设置在所述移栽夹爪气缸104输出端的移栽夹爪105，所述水平移栽机构100用于定子角度校准机构90校准之后的定子75的自动上料。
在其中的一实施例中，参考图8，所述定子角度校准机构90包括：设置在所述托盘举升机构80上的托盘旋转补偿气缸91、设置在所述旋转补偿气缸91的上方的立式气缸92、设置在所述立式气缸92输出端的校准组件93以及设置在校准组件93一侧的位移传感器94，所述校准组件93包括与所述定子75上定位孔适配的定位销95。
在其中的一实施例中，参考图9，所述托盘输送线30包括水平设置的外壳托盘输送线33、定子托盘输送线34，以及设置在外壳托盘输送线33、定子托盘输送线34两端的上料输送线35和下料输送线36。所述外壳76取料位31设置外壳托盘输送线33与上料输送线35的交点处；所述定子取料位32设置定子托盘输送线34与上料输送线35的交点处。
本发明的优点和有益效果：
本发明提出一种汽车电机定子自动压装设备，通过对电机外壳76和定子75压装之前，以压装治具24轴心为基准，在保证压装夹具22精度前提下，根据自适应性的设计理念，对电机外壳76来料进行位置自动找正，满足不同批次产品的精度误差以及始终保证电机外壳76和定子75同轴度要求，解决了电机外壳76和定子75压装过程中，因为产品精度和治具24的误差导致产品同轴度不良，电机外壳76内壁经常刮擦，导致产品报废率高的问题。
本发明实现外壳76和定子75或转子的装配，保证定子75或转子与外壳76的同轴度和高度要求，实现自动化生产和高精密装配，解决工人劳动大的问题，提高产品生产效率。
在以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种汽车电机定子自动压装设备，其特征在于，包括：
机架，用于提供固定安装位置；
压装机构，设置在所述机架的上方，包括伺服压机和伺服压机输出端的压装夹具，用于将定子压入外壳中；
托盘输送线，设置在所述机架上，包括外壳取料位和定子取料位；
下支撑机构，设置在所述机架上，位于压装机构的正下方，用于外壳的固定；
外壳角度调整机构，设置在外壳取料位的上方，用于外壳旋转一定角度进行调整定位；所述外壳角度调整机构包括：固定设置在所述外壳取料位上方的第二滑台气缸和中途停留气缸、设置在第二滑台气缸输出端的第二伺服电机、设置在第二伺服电机输出端的第二夹爪气缸以及第二夹爪；
外壳转盘机构，设置在所述托盘输送线的一侧，用于将所述外壳角度调整机构调整定位之后的外壳的旋转上料以及压装之后的成品的下料；
自动找正机构，用于所述下支撑机构上外壳的中心与压装夹具的中心同轴自动找正；所述自动找正机构包括沿所述压装夹具中心轴线均布设置的3个顶杆气缸、沿顶杆气缸导向方向设置的直线导轨、设置在所述顶杆气缸输出端的对中顶杆以及用于锁紧直线导轨的抱闸气缸，3个所述对中顶杆同时夹住外壳定位固定；
托盘举升机构，设置在所述托盘输送线上，用于将定子托盘沿Y方向举升；
定子角度校准机构，用于所述托盘举升机构举升的定子的角度和位置进行校准；所述定子角度校准机构包括：设置在所述托盘举升机构上的托盘旋转补偿气缸、设置在所述旋转补偿气缸的上方的立式气缸、设置在所述立式气缸输出端的校准组件以及设置在校准组件一侧的位移传感器，所述校准组件包括与所述定子上定位孔适配的定位销；
水平移栽机构，用于所述定子角度校准机构校准之后的定子移栽至伺服压机的下方；
加热机构，用于外壳加热；
吸气冷却机构，用于对外壳进行冷却。
2.根据权利要求1所述的汽车电机定子自动压装设备，其特征在于：所述压装夹具包括：
夹爪气缸，设置在所述伺服压机的输出端；
治具，用于定子的定位，其外侧面对应定子上的硅钢片设置有多个第一台阶，所述治具以其轴线为圆心均布设置有三个凹槽；
定子铁芯夹爪，为三个固定安装在所述夹爪气缸的输出端，均布设置在所述凹槽内，所述定子铁芯夹爪的外侧对应设置有与外壳和定子内壁尺寸适配的两个第二台阶；
压装定位销，设置在定子铁芯夹爪的外侧，用于压装夹具压入定子壳内时限制定子压入高度。
3.根据权利要求1所述的汽车电机定子自动压装设备，其特征在于：所述外壳转盘机构包括：固定设置在所述机架上的第一伺服电机、设置在所述伺服电机输出端的转盘、沿所述转盘中心均布设置的多个第一夹爪；所述第一夹爪用于外壳的夹取。
4.根据权利要求1所述的汽车电机定子自动压装设备，其特征在于：所述下支撑机构包括支撑顶杆、设置在支撑顶杆下方的浮动气缸，所述浮动气缸用于支撑顶杆在XY方向的浮动与锁定。
5.根据权利要求1所述的汽车电机定子自动压装设备，其特征在于：所述水平移栽机构包括水平设置的第一滑轨，设置在第一滑轨上的第一滑台气缸，驱动所述第一滑台气缸沿第一滑轨导向方向来回移动的伺服电机、设置由第一滑台气缸驱动沿竖直方向升降的夹爪气缸以及设置在所述夹爪气缸输出端的移栽夹爪。
6.根据权利要求1所述的汽车电机定子自动压装设备，其特征在于：所述托盘输送线包括水平设置的外壳托盘输送线、定子托盘输送线，以及设置在外壳托盘输送线、定子托盘输送线两端的上料输送线和下料输送线。
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