CN116317398B - 一种改进型直流永磁电机的加工设备 - Google Patents

一种改进型直流永磁电机的加工设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种改进型直流永磁电机的加工设备，属于电机生产领域。一种改进型直流永磁电机的加工设备包括设置于叠压装置之后且用于传输定子铁芯的传输装置、用于打磨定子铁芯外表面的打磨装置以及用于收集定子铁芯的收集装置；还包括转移装置，转移装置用于将定子铁芯从传输装置转移至打磨装置和用于将定子铁芯从打磨装置转移至收集装置。本申请具有提高定子铁芯的生产效率的效果。

Description

一种改进型直流永磁电机的加工设备
技术领域
本申请涉及电机生产领域，尤其是涉及一种改进型直流永磁电机的加工设备。
背景技术
永磁直流电机是用永久磁体来建立电机所需的磁场，无需另用电源进行励磁，具有体积小、重量轻的优点，因此常应用于各种便携式的电子设备中，如玩具和照相机中。
定子铁芯是定子的重要组成部分，也是永磁直流电机中的重要组成部分，用于组成电机的磁路，而且定子铁芯需要与转子配合作用，因此定子铁芯的尺寸是至关重要的，在定子铁芯成型后需要经过打磨和定径等步骤。
定子铁芯通过定子材料冲压成多个定子片段，然后再将多个定子片段叠压成型，然后将成型好的定子铁芯收集，然后送往外径打磨装置中，逐个打磨定子铁芯的外径，再送往内径打磨装置中，逐个打磨定子铁芯的内径，如此分批处理成型和打磨步骤的效率较低，进而影响电机整体的生产效率。
发明内容
为了提高生产效率，本申请提供一种改进型直流永磁电机的加工设备。
本申请提供的一种改进型直流永磁电机的加工设备采用如下的技术方案：
一种改进型直流永磁电机的加工设备，包括设置于叠压装置之后且用于传输定子铁芯的传输装置、用于打磨定子铁芯外表面的打磨装置以及用于收集定子铁芯的收集装置；还包括转移装置，所述转移装置用于将定子铁芯从所述传输装置转移至所述打磨装置和用于将定子铁芯从所述打磨装置转移至所述收集装置。
通过采用上述技术方案，完成定子铁芯叠压后，在传统的传输和收集步骤之间，设置打磨装置对定子铁芯外表面进行打磨，并且巧妙的利用同一个转移装置使定子铁芯在传输装置、打磨装置和收集装置之间转移，实现传统的叠压和外径打磨两步工序集合在一步完成，提高生产效率。
可选的，所述打磨装置包括打磨头、用于驱动所述打磨头旋转的旋转机构、用于驱动所述打磨头升降的升降机构、用于承托定子铁芯的承托座和用于支撑所述承托座的弹性支撑座，所述承托座开设有打磨口，所述打磨头穿设于所述打磨口并对定子铁芯的外表面打磨。
通过采用上述技术方案，承托座可提高定子铁芯打磨时的稳定性，升降机构可调整打磨头与定子铁芯的相对位置，从而打磨不同外径的定子铁芯。
可选的，所述转移装置包括三轴移动机构和设置于所述三轴移动机构移动端的张开式夹具，所述张开式夹具与定子铁芯的内表面抵接并固定定子铁芯。
通过采用上述技术方案，三轴移动机构对转移定子铁芯的灵活性更高，张开式夹具与定子铁芯的内表面抵接，既能固定定子铁芯并控制定子铁芯移动，又不影响定子铁芯外表面的打磨。
可选的，所述转移装置还包括可转动式连接于所述三轴移动机构移动端的摆动组件，所述摆动组件用于将定子铁芯轴线朝向调整为水平方向，所述摆动组件可转动式连接有旋转组件，所述旋转组件用于将定子铁芯沿轴线旋转，所述张开式夹具安装于所述旋转组件。
通过采用上述技术方案，在张开式夹具从传输装置上夹取定子铁芯后，摆动组件将定子铁芯翻转至水平，并使得定子铁芯以水平状态被承托于承托座，承托座分担定子铁芯的部分压力，从而在打磨过程中定子铁芯不易在张开式夹具表面滑移甚至脱离；旋转组件通过带动张开式夹具旋转，从而带动定子铁芯旋转，使打磨头对定子铁芯的外表面都进行打磨。
可选的，所述加工设备还包括预调节平台和调整机构，所述调整机构包括可转动式安装于所述预调节平台且用于带动定子铁芯同轴转动的转盘、滑动安装于所述预调节平台且用于抵接定子铁芯内表面的两个定径块以及用于控制两个所述定径块朝相远离或相靠近方向移动的开闭件，两个所述定径块安装有距离感应器，所述定径块与所述开闭件的移动端之间连接有弹性件，所述转盘中部开设有供所述定径块和所述开闭件安装的调整口。
通过采用上述技术方案，在打磨之前，移动机构将定子铁芯转移至转盘上，转盘带动定子铁芯转动一圈，同时开闭件启动并使得定径块与定子铁芯抵接，通过定径块之间的距离感应器获知定子铁芯的内径最大处，再次控制转盘转动使定子铁芯的内径最大处与张开式夹具抵接，从而提高张开式夹具固定定子铁芯的稳定性。
可选的，所述转盘的承托面设置有多个齿块，所述齿块卡接于定子铁芯的齿槽。
通过采用上述技术方案，齿块与齿槽的卡接使得定子铁芯与转盘同步转动。
可选的，所述摆动组件包括设置于所述三轴移动机构移动端的摆动座、可转动式安装于所述摆动座的摆动杆以及用于驱动所述摆动杆转动的第一驱动件，所述旋转组件包括与所述摆动杆同轴设置的旋转杆以及用于驱动所述旋转杆转动的第二驱动件，所述张开式夹具安装于所述旋转杆。
通过采用上述技术方案，摆动杆与旋转杆的配合，实现定子铁芯水平状态的切换以及旋转。
可选的，所述传输装置为传输带。
可选的，所述收集装置包括传送带，所述传送带将定子铁芯传送至预定位置进行收集。
通过采用上述技术方案，实现定子铁芯的传输与收集。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、完成定子铁芯叠压后，与传统的直接传输和收集方式相比，本申请还设置打磨装置对定子铁芯外表面进行打磨，并且巧妙的利用同一个转移装置使定子铁芯在传输装置、打磨装置和收集装置之间转移，实现传统的两步工序集合在一步完成，提高生产效率。
2、本申请还在打磨前对张开式夹具与定子铁芯的夹取作预调节，使得定子铁芯的内径最大处与张开式夹具抵接，限制定子铁芯与张开式夹具相对位移的情况，提高打磨时定子铁芯的稳定性。
附图说明
图1是本申请加工设备的俯视结构图。
图2是本申请加工设备对定子铁芯预调节时的立体结构图。
图3是本申请加工设备的摆动组件、旋转组件和张开式夹具的立体结构图。
图4是本申请加工设备的调整机构的剖面结构图。
图5是本申请加工设备对定子铁芯打磨时的立体结构图。
图6是本申请加工设备的打磨装置的立体结构图。
附图标记说明：
1、叠压装置；11、传输装置；2、转移装置；21、X轴移动组件；22、Y轴移动组件；23、Z轴移动组件；3、张开式夹具；31、夹具座；32、夹块；33、双螺纹丝杠；34、马达；4、预调节平台；41、转盘；42、定径块；43、开闭件；44、调整口；45、弹性件；46、伸缩杆；47、距离感应器；48、齿块；5、摆动座；51、摆动杆；52、第一驱动件；53、旋转杆；54、第二驱动件；6、打磨装置；61、打磨头；62、升降气缸；63、安装座；64、安装板；65、旋转电机；7、承托座；71、打磨口；72、支撑部；73、弹性部；8、收集装置；9、定子铁芯；91、齿槽。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种改进型直流永磁电机的加工设备。如图1和图2所示，一种改进型直流永磁电机的加工设备包括传输装置11、转移装置2、打磨装置6和收集装置8，传输装置11设置于叠压装置1之后，转移装置2将定子铁芯9从传输装置11转移至打磨装置6，打磨完成后转移装置2将定子铁芯9从打磨装置6转移至收集装置8。
叠压装置1使定子铁芯9成型后输出于传输装置11，传输装置11具体为传输带，定子铁芯9在传输装置11的作用下远离叠压装置1并接近转移装置2，定子铁芯9在传输时的轴线竖直朝向。
如图2和图3所示，转移装置2包括三轴移动机构和张开式夹具3，三轴移动机构包括X轴移动组件21、Y轴移动组件22和Z轴移动组件23，X轴移动组件21、Y轴移动组件22和Z轴移动组件23均可具体为丝杠直线滑台模组或直线滑台气缸，张开式夹具3安装于Z轴移动组件23的移动端，张开式夹具3包括夹具座31、两条长条形的夹块32和双螺纹丝杠33，双螺纹丝杠33的两端螺纹旋向相反，双螺纹丝杠33可转动式安装于夹具座31，夹块32滑动连接于夹具座31，双螺纹丝杠33的两端分别穿设且螺纹连接于两个夹块32，夹具座31安装有用于驱动双螺纹丝杠33旋转且装有电池的马达34，启动马达34后双螺纹丝杠33旋转，带动两个夹块32做相互靠近或远离的运动，从而利用两个夹块32实现夹持动作。
当定子铁芯9被传输至传输装置11的末端时，三轴移动机构带动张开式夹具3移动至定子铁芯9的上方，然后张开式夹具3的夹块32与定子铁芯9的内表面抵接，利用摩擦力固定定子铁芯9，以将定子铁芯9转移至打磨装置6。
对于刚成型的定子铁芯9，定子铁芯9的内表面常常是并不完全规整，即内表面不是完整的圆周，会出现局部内径偏大的情况，容易造成定子铁芯9与张开式夹具3在周向上滑移的情况。
因此，如图3和图4所示，传输装置11旁设置有预调节平台4和调整机构，调整机构包括转盘41、定径块42和开闭件43，转盘41可转动式安装于预调节平台4，具体的，通过电机和皮带传动的方式可驱使转盘41转动。转盘41中部开设有调整口44，开闭件43固定于预调节平台4对应调整口44的位置，开闭件43具体为平行开闭型手指气缸，定径块42设置有两个，开闭件43的两端输出杆分别与两个定径块42之间连接有弹性件45和伸缩杆46，弹性件45具体为弹簧，弹性件45套设于伸缩杆46，两个定径块42安装有距离感应器47，距离感应器47用于感应两个定径块42的间距，距离感应器47电性连接有控制器，控制器用于控制转盘41转动。
定子铁芯9在转移至打磨装置6之前，先进行预调节，将定子铁芯9转移至转盘41，转盘41固定设置有多个齿块48，齿块48与定子铁芯9的齿槽91卡接，使得转盘41转动时能带动定子铁芯9转动。转盘41带动定子铁芯9转动一圈，同时开闭件43启动，带动两个定径块42相互远离直至与定子铁芯9内表面抵接，且弹性件45保持压缩状态。由于开闭件43和定径块42相对于定子铁芯9静止不动，当定径块42抵接到定子铁芯9内径偏大的部位时，受弹性件45的复位作用影响，两个定径块42的间距会增大，距离感应器47感应到间距的变化后，将信号传递给控制器，在定子铁芯9转动一圈后，控制器就得到定子铁芯9内径最大的位置的信息，再控制转盘41转动并带动定子铁芯9转动，以使定子铁芯9内径最大的位置与张开式夹具3的夹块32对应，张开式夹具3能够与定子铁芯9内径最大的位置抵接，使得定子铁芯9不易在周向上与张开式夹具3滑移，提高张开式夹具3固定定子铁芯9的稳定性。
如图3所示，转移装置2还包括摆动组件，摆动组件包括摆动座5、摆动杆51和第一驱动件52，摆动座5固定连接于Z轴移动组件23的移动端，摆动杆51可转动式安装于摆动座5，第一驱动件52具体为旋转气缸，第一驱动件52安装于摆动座5并用于驱动摆动杆51转动；在张开式夹具3完成对定子铁芯9的固定后，旋转气缸带动摆动杆51转动90°，使定子铁芯9的轴线朝向调整为水平方向，从而在后续的打磨过程中，定子铁芯9保持水平状态，使得定子铁芯9不易受重力作用而从张开式夹具3中滑移。
摆动杆51连接有旋转组件，旋转组件包括旋转杆53和第二驱动件54，旋转杆53与摆动杆51同轴设置，且旋转杆53可转动式安装于摆动杆51的端部，第二驱动件54安装于旋转杆53，第二驱动件54具体为电机，第二驱动件54的输出端与旋转杆53之间通过皮带和皮带轮的方式连接，使得旋转杆53能够旋转，张开式夹具3的夹具座31固定连接于旋转杆53，旋转杆53可通过张开式夹具3带动定子铁芯9旋转，使定子铁芯9的外表面相对于打磨装置6转动，提高定子铁芯9的外表面的打磨均匀度。
如图5和图6所示，打磨装置6包括打磨头61、旋转机构、升降机构、承托座7和弹性支撑座，升降机构包括升降气缸62和安装座63，安装座63固定设置于升降气缸62的输出端，旋转机构包括安装杆、安装板64和旋转电机65，安装板64和旋转电机65安装于安装座63，安装杆可转动式安装于安装板64，旋转电机65用于驱动安装杆的转动，打磨头61与安装杆固定连接，打磨头61的转动轴线水平设置，打磨头61旋转时可对定子铁芯9的外表面进行打磨，升降气缸62可调节打磨头61与定子铁芯9的相对位置。
弹性支撑座包括与地面固定的支撑部72和与支撑部72连接的弹性部73，弹性部73具体为弹簧，弹性部73与承托座7连接，使得承托座7在竖直方向上有移动空间，承托座7的承托面呈弧形设置，承托面用于承托定子铁芯9的外表面。承托座7开设有打磨口71，打磨头61穿设于打磨口71并对定子铁芯9的外表面进行打磨，使得定子铁芯9的外表面更符合规格要求。承托座7可以分担定子铁芯9的部分压力，从而在打磨过程中定子铁芯9不易在张开式夹具3表面滑移甚至脱离，并且弹性支撑座的回复弹力作用使得承托座7保持对定子铁芯9承托。
如图5所示，收集装置8包括传送带，转移装置2将打磨好的定子铁芯9转移至传送带，传送带再将定子铁芯9传送至预定位置进行收集，具体的预定位置为收集箱，收集箱与传送带之间可设置有搬运机构，搬运机构可由两轴直线滑台模组和夹爪构成，以将定子铁芯9从传送带搬运至收集箱。
本申请实施例一种改进型直流永磁电机的加工设备的实施原理为：
定子铁芯9完成叠压后经传输装置11传出，张开式夹具3通过三轴移动机构移动至定子铁芯9的上方并将定子铁芯9夹起，张开式夹具3将定子铁芯9转移至转盘41，开闭件43启动，转盘41带动定子铁芯9转动一圈，定径块42、距离感应器47和控制器配合得到定子铁芯9内径最大的位置，然后转盘41调整定子铁芯9的角度使张开式夹具3的夹块32能够与定子铁芯9内径最大的位置抵接，然后张开式夹具3固定定子铁芯9。
摆动组件控制定子铁芯9旋转90°，使定子铁芯9的轴线朝向调整为水平方向，三轴移动机构进一步调整定子铁芯9的位置以使定子铁芯9与承托座7抵接，旋转组件带动定子铁芯9旋转，同时打磨头61旋转以对定子铁芯9的外表面进行打磨，打磨结束后三轴移动机构将定子铁芯9转移至收集机构，完成加工。
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本具体实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种改进型直流永磁电机的加工设备，其特征在于：包括设置于叠压装置(1)之后且用于传输定子铁芯(9)的传输装置(11)、用于打磨定子铁芯(9)外表面的打磨装置(6)以及用于收集定子铁芯(9)的收集装置(8)；还包括转移装置(2)和调整机构，所述转移装置(2)用于将定子铁芯(9)从所述传输装置(11)转移至所述打磨装置(6)和用于将定子铁芯(9)从所述打磨装置(6)转移至所述收集装置(8)，所述调整机构用于使转移装置(2)的输出端与定子铁芯(9)的最大内径接触；
所述打磨装置(6)包括打磨头(61)、用于驱动所述打磨头(61)旋转的旋转机构、用于驱动所述打磨头(61)升降的升降机构、用于承托定子铁芯(9)的承托座(7)和用于支撑所述承托座(7)的弹性支撑座；
所述转移装置(2)包括三轴移动机构和可转动式连接于所述三轴移动机构移动端的摆动组件，所述摆动组件用于将定子铁芯(9)轴线朝向调整为水平方向，所述摆动组件可转动式连接有旋转组件，所述旋转组件用于将定子铁芯(9)沿轴线旋转，所述旋转组件安装有张开式夹具(3)，所述张开式夹具(3)与定子铁芯(9)的内表面抵接并固定定子铁芯(9)；
所述加工设备还包括预调节平台(4)，所述调整机构包括可转动式安装于所述预调节平台(4)且用于带动定子铁芯(9)同轴转动的转盘(41)、滑动安装于所述预调节平台(4)且用于抵接定子铁芯(9)内表面的两个定径块(42)以及用于控制两个所述定径块(42)朝相远离或相靠近方向移动的开闭件(43)，两个所述定径块(42)安装有距离感应器(47)，所述定径块(42)与所述开闭件(43)的移动端之间连接有弹性件(45)。
2.根据权利要求1所述的一种改进型直流永磁电机的加工设备，其特征在于：所述承托座(7)开设有打磨口(71)，所述打磨头(61)穿设于所述打磨口(71)并对定子铁芯(9)的外表面打磨。
3.根据权利要求1所述的一种改进型直流永磁电机的加工设备，其特征在于：所述转盘(41)中部开设有供所述定径块(42)和所述开闭件(43)安装的调整口(44)。
4.根据权利要求1所述的一种改进型直流永磁电机的加工设备，其特征在于：所述转盘(41)的承托面设置有多个齿块(48)，所述齿块(48)卡接于定子铁芯(9)的齿槽(91)。
5.根据权利要求1所述的一种改进型直流永磁电机的加工设备，其特征在于：所述摆动组件包括设置于所述三轴移动机构移动端的摆动座(5)、可转动式安装于所述摆动座(5)的摆动杆(51)以及用于驱动所述摆动杆(51)转动的第一驱动件(52)，所述旋转组件包括与所述摆动杆(51)同轴设置的旋转杆(53)以及用于驱动所述旋转杆(53)转动的第二驱动件(54)，所述张开式夹具(3)安装于所述旋转杆(53)。
6.根据权利要求1所述的一种改进型直流永磁电机的加工设备，其特征在于：所述传输装置(11)为传输带。
7.根据权利要求1所述的一种改进型直流永磁电机的加工设备，其特征在于：所述收集装置(8)包括传送带，所述传送带将定子铁芯(9)传送至预定位置进行收集。
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