CN116526784A - 一种扁线定子绕组插线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电机组装设备技术领域，提供了一种扁线定子绕组插线装置，包括并排布设的多个料道、梳线装置、预插线装置和机械手；在总底座上布设有料道、梳线装置预插线装置，在每个装置上方分别设有机械手；所述料道包括料道底座、竖杆、支撑架和振动装置；所述料道底座上固接多个竖杆，所述竖杆上端和侧面连接多个支撑架，所述料道底座下设置有振动装置，所述料道底座端部固接有料道顶线气缸，所述支撑架一端设有第一挡料块和第二挡料块；所述梳线装置包括梳线核心组件和梳线装置底座。本发明解决了扁线定子插线时，插线不稳定、精度控制要求高难以实现、且插线步骤分部进行需要人工控制的问题。
Description
技术领域
本发明属于电机组装设备技术领域，尤其涉及一种扁线定子绕组插线装置。
背景技术
扁线电机越来越多地应用于电动汽车领域。扁线电机具有高铜满率、利于电机绕组散热、能够提高绕组的耐压能力以及降低绕组端部长度等方面的优势，进而可以提升电机转矩密度和功率密度。电驱动系统作为新能源汽车的核心零部件之一，对新能源汽车的性能有着重要影响，而扁线电机的定义，特指的是定子绕组所用的导线形态发生变化，从多根细的圆线转变成几根粗的矩形导线，俗称扁线，目前扁线导体主要应用于风力发电机、水力发电机等大型电机设备中，近几年外资品牌的中高端车辆发电机中有大规模应用。
扁线电机具有高槽满率，高功率和高扭矩的优点，同时具有良好的散热性能，因而得到广泛运用。扁线电机在组装生产过程中，需要将U型扁线插到定子中去，但是定子上插槽较小，很难实现扁线的快速插装，现有的插线装置是先将扁线插装于一治具上，然后再将扁线从治具取出，转移插装至定子中，这种间接插线的方式虽然相对于直接插装于定子上难度较小，但在扁线转移的过程中需要用专用的夹具对扁线进行夹持，夹持的过程中难免出现扁线倾斜松散的现象，导致与定子上插槽无法完全对应，给插线操作带来不便，而且，对应型号的扁线需要有不同型号的夹具夹持，若插线型号有多种时，需要准备多种型号的夹持装置，导致成本增加。
发明内容
本发明提供一种扁线定子绕组插线装置，旨解决扁线定子插线时，插线不稳定、精度控制要求高难以实现、且插线步骤分部进行需要人工控制的问题。
一种扁线定子绕组插线装置，其特征在于：包括并排布设的多个料道、梳线装置、预插线装置和机械手；在总底座上布设有料道、梳线装置预插线装置，在每个装置上方分别设有机械手；
所述料道包括料道底座、竖杆、支撑架和振动装置；所述料道底座上固接多个竖杆，所述竖杆上端和侧面连接多个支撑架，所述料道底座下设置有振动装置，所述料道底座端部固接有料道顶线气缸，所述支撑架一端设有第一挡料块和第二挡料块；
所述梳线装置包括梳线核心组件和梳线装置底座；所述梳线核心组件安装在线核心组件支架上，所述梳线装置底座上设有核心组件滑轨，所述核心组件支架在核心组件滑轨上滑动；所述梳线装置底座上固接有顶升电缸，所述顶升电缸的缸体固接于梳线装置底座上，所述顶升电缸的活塞环自由端对准核心组件圆心；
所述预插线装置包括自上而下依次布设的推靠装置、收线装置、压线装置、旋转装置和顶线装置
在上述技术方案基础上，所述梳线核心组件包括：电缸、电缸接头、导向拨叉、底座托盘、转动导向盘、滑动柱体、线束滑槽板和线束梳理齿；所述电缸的活塞杆自由端上固接有电缸接头，所述电缸接头与导向拨叉连接，所述导向拨叉与底座托盘固定连接，所述底座托盘上安装转动导向盘，所述转动导向盘上开设若干斜孔，所述线束滑槽板上开有槽，所述线束梳理齿在槽中滑动，所述线束梳理齿上设有孔，所述滑动柱体一端固接于底座托盘上，另一端依次穿过转动导向盘和线束滑槽板卡入线束梳理齿设置的孔中。
在上述技术方案基础上，所述推靠装置包括固定设置的推靠电缸、固定环、转动环、导向环以及推靠组件；所述固定环固接于固定座上，所述固定环圆周方向开设有环状槽，所述转动环活动设置在环状凹槽内，所述转动环上连接推靠电缸，所述推靠电缸可以驱动转动环在所述固定环的环状凹槽内往复运动，沿所述转动环的圆周方向上，开设若干个长形槽，长形槽等间距分布；所述导向环固定设置在转动环的上部，沿所述导向环上开设多个凹槽，所述推靠组件设置在凸槽中，所述推靠组件在推靠电缸的驱动下可以在转动环的长形槽、导向环的凹槽中运动。
在上述技术方案基础上，所述收线装置包括收线底板、收线旋转盘、收线导向板、收线滑块、收线齿和收线电缸；所述收线底板下陷形成盘槽，所述收线旋转盘嵌入盘槽中，所述收线底板上固接有收线导向板，所述收线导向板设置若干槽，所述槽与收线滑块滑动连接，所述收线滑块上设置前后对应的第一孔和第二孔，所述收线齿底部设有导柱，所述导柱插入第二孔中，所述收线旋转盘周向设置多个孔，所述第一孔上插接有连接件，所述连接件穿过收线导向板在收线旋转盘的孔中滑动，所述收线旋转盘固接有收线电缸。
在上述技术方案基础上，所述压线装置包括固定设置的压线电缸、盖板、压线转动盘、压紧机构和压线固定板；所述压线转动盘设置在压线固定板上，沿所述压线转动盘上开设若干通孔；所述压线固定板上开设若干滑动槽；所述压紧机构嵌入滑动槽与固定板滑动连接，所述压紧机构设有突出部，突出部插入压线转动盘的通孔中，所述压线转动盘的连接压线电缸。
所述旋转装置包括齿轮、转盘和旋转电机；所述转盘外圈设有齿圈，所述齿圈和齿轮啮合，所述齿轮固接于旋转电机输出端；所述顶线装置包括竖杆、支撑座和顶线电缸；所述竖杆连接旋转装置的底部，所述顶线电缸的活塞杆自由端固接有支撑座。
有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一方面，在插线过程中，不同工位之间采用机械臂进行工作，避免了人工参与。一方面，预插线装置层层对扁线进行处理，可单独控制其中一道工序。再一方面，定子插线的整个装配工作都在一个工位上得以实现，能够实现不同型号扁线的插线工作，实现自动托线和自动抵紧，保证插线的线材角度和紧密度始终保持不变，避免了转移过程中扁线松散的情形发生，减少了组装成本，降低了人工，提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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种实施例，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1：本发明的结构示意图；
图2：本发明所述料道的结构示意图；
图3：图2中B处的放大图；
图4：本发明所述梳线装置的结构示意图；
图5：本发明所述梳线装置的正视图；
图6：本发明所述梳线核心组件的示意图；
图7：本发明所述梳线核心组件的结构爆炸图；
图8：本发明所述预插线装置的结构示意图；
图9：本发明所述预插线装置的结构爆炸图；
图10：本发明所述推靠装置结构示意图；
图11：本发明所述推靠装置的固定环示意图；
图12：本发明所述推靠装置的转动环示意图；
图13：本发明所述收线装置示意图；
图14：本发明所述收线装置示意图的爆炸图；
图15：本发明所述收线装置的收线滑块和收线齿示意图；
图16：本发明所述压线装置(无压线电缸)示意图；
图17：本发明所述压线装置结构爆炸图；
图18：本发明所述旋转装置示意图；
图19：本发明所述顶线装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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所示，一种扁线定子绕组插线装置，其特征在于：包括并排布设的多个料道1、梳线装置2、预插线装置3和机械手19；在总底座上布设有料道1、梳线装置2预插线装置3，在每个装置上方分别设有机械手19。
如图2和图3所示，所述料道1包括料道底座11、竖杆12、支撑架13和振动装置14；所述料道底座11上固接多个竖杆12，所述竖杆12上端和侧面连接多个支撑架13，所述料道底座11下设置有振动装置14，所述料道底座11端部固接有料道顶线气缸17，所述支撑架13一端设有第一挡料块15和第二挡料块16。
如图4至图6所示，所述梳线装置2包括梳线核心组件24和梳线装置底座26；所述梳线核心组件24安装在线核心组件支架240上，所述梳线装置底座26上设有核心组件滑轨261，所述核心组件支架240在核心组件滑轨261上滑动；所述梳线装置底座26上固接有顶升电缸27，所述顶升电缸27的缸体固接于梳线装置底座26上，所述顶升电缸27的活塞环自由端对准核心组件24圆心。
如图7所示，所述梳线核心组件24包括：电缸241、电缸接头242、导向拨叉243、底座托盘244、转动导向盘245、滑动柱体246、线束滑槽板247和线束梳理齿248；所述电缸241的活塞杆自由端上固接有电缸接头242，所述电缸接头242与导向拨叉243连接，所述导向拨叉243与底座托盘244固定连接，所述底座托盘244上安装转动导向盘245，所述转动导向盘245上开设若干斜孔，所述线束滑槽板247上开有槽，所述线束梳理齿248在槽中滑动，所述线束梳理齿248上设有孔，所述滑动柱体246一端固接于底座托盘244上，另一端依次穿过转动导向盘245和线束滑槽板247卡入线束梳理齿248设置的孔中。
如图8和图9所示，所述预插线装置3包括自上而下依次布设的推靠装置31、收线装置32、压线装置33、旋转装置34和顶线装置35。
如图10至图12所示，所述推靠装置31包括固定设置的推靠电缸311、固定环312、转动环313、导向环314以及推靠组件315；所述固定环312固接于固定座316上，所述固定环312圆周方向开设有环状槽，所述转动环313活动设置在环状凹槽内，所述转动环313上连接推靠电缸311，所述推靠电缸311可以驱动转动环313在所述固定环312的环状凹槽内往复运动，沿所述转动环313的圆周方向上，开设若干个长形槽，长形槽等间距分布；所述导向环314固定设置在转动环313的上部，沿所述导向环314上开设多个凹槽，所述推靠组件315设置在凸槽中，所述推靠组件315在推靠电缸311的驱动下可以在转动环313的长形槽、导向环314的凹槽中运动。
如图13至图15所示，所述收线装置32包括收线底板321、收线旋转盘322、收线导向板323、收线滑块324、收线齿325和收线电缸326；所述收线底板321下陷形成盘槽3211，所述收线旋转盘322嵌入盘槽3211中，所述收线底板321上固接有收线导向板323，所述收线导向板323设置若干槽，所述槽与收线滑块324滑动连接，所述收线滑块324上设置前后对应的第一孔3241和第二孔3242，所述收线齿325底部设有导柱3251，所述导柱3251插入第二孔3242中，所述收线旋转盘322周向设置多个孔，所述第一孔3241上插接有连接件，所述连接件穿过收线导向板323在收线旋转盘322的孔中滑动，所述收线旋转盘322固接有收线电缸326。
如图16和图17所示，所述压线装置33包括固定设置的压线电缸331、盖板332、压线转动盘333、压紧机构334和压线固定板335；所述压线转动盘333设置在压线固定板335上，沿所述压线转动盘333上开设若干通孔；所述压线固定板335上开设若干滑动槽；所述压紧机构334嵌入滑动槽与固定板335滑动连接，所述压紧机构334设有突出部，突出部插入压线压线转动盘333的通孔中，所述压线转动盘333的连接压线电缸331。
图18所示，所述旋转装置34包括齿轮341、转盘342和旋转电机343；所述转盘342外圈设有齿圈344，所述齿圈344和齿轮341啮合，所述齿轮341固接于旋转电机343输出端；
图19所示，所述顶线装置35包括竖杆351、支撑座353和顶线电缸352；所述竖杆351连接旋转装置34的底部，所述顶线电缸352的活塞杆自由端固接有支撑座353。
使用时，扁线依次搭在料道1的支撑架13上，经过振动装置14振动，扁线不断从向左移动，第一挡料块15和第二挡料块16之间的距离能能容纳一根扁线，第一挡料块15和第二挡料块16把扁线进行分料后，单个扁线经过振动移动到第二挡料块16左边，料道顶线气缸17上方，此时料道顶线气缸17工作伸出活塞杆自由端，把扁线顶起，方便设置于料道1上方的机械手19抓却一根扁线。
机械手19运动，把扁线从预插线装置3的上方插入，随着扁线一根根插入，进行下列步骤：
如图13至图15所示，首先，收线装置32开始工作。
收线电缸326工作，活塞自由端伸出，带动收线旋转盘322旋转，因收线旋转盘322上的孔呈倾斜方向分布在收线旋转盘322圆周，连接件在旋转盘322上滑动，使得收线滑块324在收线导向板323的槽中前后滑动，带动收线齿325前后位移，把扁线逐渐归拢在每个收线齿325中。
如图10至图12所示，然后推靠装置31工作，推靠组件315打开，呈非闭合状态，此时，扁线散开、倾斜。然后推靠电缸311开始工作，推靠电缸311的活塞杆伸出，通过连接块带动转动环313转动，进而带动推靠组件315向转动环313或者导向环314的中心的方向运动，推靠组件315逐渐收拢，形成闭合的圆环，位于固定环312、转动环313和导向环314内的扁线被推靠呈直立状态。然后推靠电缸311活塞杆收回，连接块带动转动环313反方向转动，推靠组件315向转动环313或者导向环314的中心相反的方向运动，推靠组件315逐渐打开，当驱动装置311的伸出端完全收回时，连接部3131回到初始位置，整个推靠工序完成。
如图16和图17所示，接着压线装置33工作，压线电缸331带动压线转动盘333旋转，所述压紧机构334设有突出部，突出部插入压线转动盘333的通孔中，突出部带动压紧机构334在压线固定板335的滑动槽内滑动，即压紧机构334向压线转动盘333的圆心方向伸出，压紧每一根扁线。当扁线压紧工序完成之后，压线电缸331工作，驱动压线压线转动盘333向反方向转动，进而驱动压紧机构334收回，然后再重复压紧工序，以此往复，不断压紧定子最外圈的扁线，可压紧多层扁线。
通过以上收线推靠压紧的工序后，机械手19开始插线，每插完一根线后，如图18所示的旋转装置34旋转一个角度，旋转电机343带动固定在其上的齿轮341旋转，驱使转盘342旋转，每次旋转的角度让下一个需要插线孔旋转到跟上一个孔的位置一样。
等机械手19依次插完整个线杯时，如图19所示的顶线装置35工作：顶线电缸352工作，顶起支撑座353，机械手19能拿起整个线杯A，完成预插线步骤。
然后机械手19夹取，线杯A通过机械手19夹持至梳线装置2上方；然后顶升电缸27将梳线核心组件24整体顶升至上方，梳线核心组件24通过电缸241的作用实现线束梳理动作。
梳线核心组件24工作时，电缸241伸出工作，带动电缸接头242向前运动，推动底座托盘244上的导向拨叉243做圆周运动。
因转动导向盘245上开设的孔是长条，且斜着分布在转动导向盘245圆周，滑动柱体246在导向盘245的孔中滑动时，由圆周向圆心逐渐靠拢，滑动柱体246卡在线束梳理齿248中，带动线束梳理齿248在线束滑槽板247上前后滑动。线束梳理齿248的尖齿部2482前后滑动，梳理线束，若干线束梳理齿248形成一个圆环，同时随着电缸241的工作前后滑动，从而实现线束梳理的目的。
梳理完成后需梳理线杯A的线束趋于整齐，从而机械手19夹持着线束21继续下降，将整个线杯A插到定子中，整个插线过程结束。
上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种扁线定子绕组插线装置，其特征在于：包括并排布设的多个料道(1)、梳线装置(2)、预插线装置(3)和机械手(19)；在总底座上布设有料道(1)、梳线装置(2)预插线装置(3)，在每个装置上方分别设有机械手(19)；
所述料道(1)包括料道底座(11)、竖杆(12)、支撑架(13)和振动装置(14)；所述料道底座(11)上固接多个竖杆(12)，所述竖杆(12)上端和侧面连接多个支撑架(13)，所述料道底座(11)下设置有振动装置(14)，所述料道底座(11)端部固接有料道顶线气缸(17)，所述支撑架(13)一端设有第一挡料块(15)和第二挡料块(16)；
所述梳线装置(2)包括梳线核心组件(24)和梳线装置底座(26)；所述梳线核心组件(24)安装在线核心组件支架(240)上，所述梳线装置底座(26)上设有核心组件滑轨(261)，所述核心组件支架(240)在核心组件滑轨(261)上滑动；所述梳线装置底座(26)上固接有顶升电缸(27)，所述顶升电缸(27)的缸体固接于梳线装置底座(26)上，所述顶升电缸(27)的活塞环自由端对准核心组件(24)圆心；
所述预插线装置(3)包括自上而下依次布设的推靠装置(31)、收线装置(32)、压线装置(33)、旋转装置(34)和顶线装置(35)。
2.根据权利要求1所述的一种扁线定子绕组插线装置，其特征在于：所述梳线核心组件(24)包括：电缸(241)、电缸接头(242)、导向拨叉(243)、底座托盘(244)、转动导向盘(245)、滑动柱体(246)、线束滑槽板(247)和线束梳理齿(248)；所述电缸(241)的活塞杆自由端上固接有电缸接头(242)，所述电缸接头(242)与导向拨叉(243)连接，所述导向拨叉(243)与底座托盘(244)固定连接，所述底座托盘(244)上安装转动导向盘(245)，所述转动导向盘(245)上开设若干斜孔，所述线束滑槽板(247)上开有槽，所述线束梳理齿(248)在槽中滑动，所述线束梳理齿(248)上设有孔，所述滑动柱体(246)一端固接于底座托盘(244)上，另一端依次穿过转动导向盘(245)和线束滑槽板(247)卡入线束梳理齿(248)设置的孔中。
3.根据权利要求1所述的一种扁线定子绕组插线装置，其特征在于：所述推靠装置(31)包括固定设置的推靠电缸(311)、固定环(312)、转动环(313)、导向环(314)以及推靠组件(315)；所述固定环(312)固接于固定座(316)上，所述固定环(312)圆周方向开设有环状槽，所述转动环(313)活动设置在环状凹槽内，所述转动环(313)上连接推靠电缸(311)，所述推靠电缸(311)可以驱动转动环(313)在所述固定环(312)的环状凹槽内往复运动，沿所述转动环(313)的圆周方向上，开设若干个长形槽，长形槽等间距分布；所述导向环(314)固定设置在转动环(313)的上部，沿所述导向环(314)上开设多个凹槽，所述推靠组件(315)设置在凸槽中，所述推靠组件(315)在推靠电缸(311)的驱动下可以在转动环(313)的长形槽、导向环(314)的凹槽中运动。
4.根据权利要求1所述的一种扁线定子绕组插线装置，其特征在于：所述收线装置(32)包括收线底板(321)、收线旋转盘(322)、收线导向板(323)、收线滑块(324)、收线齿(325)和收线电缸(326)；所述收线底板(321)下陷形成盘槽(3211)，所述收线旋转盘(322)嵌入盘槽(3211)中，所述收线底板(321)上固接有收线导向板(323)，所述收线导向板(323)设置若干槽，所述槽与收线滑块(324)滑动连接，所述收线滑块(324)上设置前后对应的第一孔(3241)和第二孔(3242)，所述收线齿(325)底部设有导柱(3251)，所述导柱(3251)插入第二孔(3242)中，所述收线旋转盘(322)周向设置多个孔，所述第一孔(3241)上插接有连接件，所述连接件穿过收线导向板(323)在收线旋转盘(322)的孔中滑动，所述收线旋转盘(322)固接有收线电缸(326)。
5.根据权利要求1所述的一种扁线定子绕组插线装置，其特征在于：所述压线装置(33)包括固定设置的压线电缸(331)、盖板(332)、压线转动盘(333)、压紧机构(334)和压线固定板(335)；所述压线转动盘(333)设置在压线固定板(335)上，沿所述压线转动盘(333)上开设若干通孔；所述压线固定板(335)上开设若干滑动槽；所述压紧机构(334)嵌入滑动槽与固定板(335)滑动连接，所述压紧机构(334)设有突出部，突出部插入压线转动盘(333)的通孔中，所述压线转动盘(333)连接压线电缸(331)。
6.根据权利要求1所述的一种扁线定子绕组插线装置，其特征在于：所述旋转装置(34)包括齿轮(341)、转盘(342)和旋转电机(343)；所述转盘(342)外圈设有齿圈(344)，所述齿圈(344)和齿轮(341)啮合，所述齿轮(341)固接于旋转电机(343)输出端；所述顶线装置(35)包括竖杆(351)、支撑座(353)和顶线电缸(352)；所述竖杆(351)连接旋转装置(34)的底部，所述顶线电缸(352)的活塞杆自由端固接有支撑座(353)。
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