CN117102676A - 一种电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，包括安装平台，安装平台上侧从其一端向另一端依次设置有上料入芯轴机构、第一输送力矩定位机构、第一输送机械手组件、第二输送力矩定位机构、第二输送机械手组件和下料部件，第一输送机械手组件和第二输送机械手组件的上方分别安装有第一焊接机和第二焊接机，第一输送力矩定位机构和第二输送力矩定位机构均包括转动动力件和安装在转动动力件输出端上的转盘，转盘上安装有多个芯轴座，芯轴座设置有定位芯轴，转盘的上侧安装有力矩定位转动套。本发明可以解决现有的换向器弹簧衬套两端精确焊接效率低下且准确度不高的问题。

Description

一种电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置

技术领域

本发明涉及电机换向器领域，具体为一种电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置。

背景技术

在汽车中有很多部件上均需要安装电机，而换向器是电机中的重要部件，在汽车中应用的电机很多都是大功率的，如新能源汽车中的驱动电机、柴油机启动电机等等，而这大功率的电机中的换向器的内孔强度需要加强，所以会在换向器的内孔内安装弹簧衬套，这样在换向器入轴安装的时候不容易涨裂。而弹簧衬套的设计中一端为光面，另一端设置有若干凸齿，在换向器生产过程中高压注胶会造成弹簧衬套的两端受流体挤压产生形变弹开而造成片间或片轴短路，所以需要在弹簧衬套的两端指定的位置进行焊接，解决上面这个问题。现在的焊接都是采用人工进行定位焊接，对于焊接点的角度、焊缝位置要求比较高，往往无法做到准确完整的焊接，效率低下，所以需要一种自动化程度高的可以进行两端定位的焊接装置来满足弹簧衬套两端精确焊接的需要。

发明内容

本发明提供了一种电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，可以解决现有的换向器弹簧衬套两端精确焊接效率低下且准确度不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，包括安装平台，所述的安装平台上侧从其一端向另一端依次设置有上料入芯轴机构、第一输送力矩定位机构、第一输送机械手组件、第二输送力矩定位机构、第二输送机械手组件和下料部件，所述的第一输送机械手组件和第二输送机械手组件的上方分别安装有第一焊接机和第二焊接机，所述的上料入芯轴机构的一侧连接上料振动盘，所述的第一输送力矩定位机构和第二输送力矩定位机构均包括转动动力件和安装在转动动力件输出端上的转盘，所述的转盘的前端绕着圆周边缘均匀安装有多个芯轴座，所述的芯轴座的一端沿着转盘径向设置有定位芯轴，所述的转盘的正上方设置有由升降组件和旋转驱动件驱动的力矩定位转动套，所述的上料入芯轴机构用于将弹簧衬套依次套接在第一输送力矩定位机构上周向移动的定位芯轴上，所述的力矩定位转动套将定位芯轴上的弹簧衬套下压并转动定位，通过设置第一输送力矩定位机构和第二输送力矩定位机构可以实现对弹簧衬套的两端继续自动定位，从而实现弹簧衬套放置在第一输送机械手组件和第二输送机械手组件上进行焊接的时候位置准确，自动化程度高。

作为优选，所述的定位芯轴的外侧套接有定位套环，所述的定位套环上端设置有定位挡槽，所述的力矩定位转动套的下端面上设置有推动挡槽，定位挡槽用于与弹簧衬套的一端线头相抵，推动挡槽与弹簧衬套的另一端线头相抵，力矩定位转动套可以推动弹簧衬套进行旋转，直到弹簧衬套的一端线头与定位挡槽相抵，就完成了弹簧衬套一端的定位。

作为优选，所述的芯轴座包括外壳和位于外壳一端的端盖，所述的外壳与端盖之间的内腔中安装有第一磁铁块，所述的端盖的中部设置有与第一磁铁块相连的螺纹缸套，所述的螺纹缸套与定位芯轴相连，所述的第一磁铁块与外壳之间安装有弹性件，第一磁铁块可以使定位芯轴带有磁性，这样弹簧衬套套接在定位芯轴上就不容易自行移动，影响定位的准确性。

作为优选，所述的定位芯轴的两侧与定位套环对应的位置嵌入设置有第二磁铁块，第二磁铁块接近弹簧衬套的中部，可以加强对弹簧衬套的吸力，使弹簧衬套在定位芯轴上的定位更加稳定。

作为优选，所述的上料入芯轴机构包括与上料振动盘对接的输送导轨，所述的输送导轨的一端靠近第一输送力矩定位机构的位置设置有升降定位台，所述的升降定位台的上方设置有上支撑板，所述的上支撑板由一侧的第一升降气缸驱动进行升降，所述的上支撑板的下侧活动安装有位于升降定位台正上方的压板，所述的压板与上支撑板之间设置有弹簧，所述的升降定位台远离第一输送力矩定位机构的一侧设置横向设置有入芯气缸，所述的入芯气缸的伸出端安装有将升降定位台上的弹簧衬套横推到定位芯轴上的顶柱，可以实现将弹簧衬套准确快速地套接在定位芯轴上。

作为优选，所述的安装平台的上侧与第一焊接机和第二焊接机对应的位置均安装有激光定位传感组件，所述的激光定位传感组件包括竖杆、活动安装在竖杆顶部的激光发射器和安装在竖杆上的遮挡气缸，所述的遮挡气缸的伸出端设置有用于遮挡激光发射器的遮挡板，激光发射器可以与第一输送机械手组件以及第二输送机械手组件配合，对焊接位置进行准确引导定位。

作为优选，所述的第一输送机械手组件和第二输送机械手组件均包括位于安装平台下侧的基板、横向安装在基板一侧中部的至少一根平移导轨，所述的平移导轨上设置有滑块，所述的滑块由基板上的平移驱动组件驱动进行来回运动，所述的滑块上安装有向上延伸的安装板，所述的安装板的上端安装有夹紧气缸，所述的夹紧气缸两侧的输入端上对称安装有弹簧衬套夹块，当弹簧衬套夹块夹住弹簧衬套时两个弹簧衬套夹块之间留有间隙，通过滑块沿着平移导轨来回移动可以实现对弹簧衬套的运输，而且可以在准确的焊接位置上进行停止，完成激光焊接。

作为优选，所述的平移驱动组件包括安装在基板上的驱动电机和沿着平移导轨的周围呈矩形布置的传动轮，所述的传动轮与驱动电机上的输出轮上绕接有传动带，所述的传动带上与平移导轨平行的部分与滑块相连，通过传动带来驱动滑块移动可以减少对夹紧气缸的震动，移动传送更加平稳。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过设置第一输送力矩定位机构和第二输送力矩定位机构可以实现对弹簧衬套的两端继续自动定位，从而实现弹簧衬套放置在第一输送机械手组件和第二输送机械手组件上进行焊接的时候位置准确，上料入芯轴机构可以实现弹簧衬套的自动上料，自动化程度高，解决现有的弹簧衬套两端焊接时转动定位不易的问题。

具有激光定位传感组件，可以与第一输送机械手组件以及第二输送机械手组件配合，对焊接位置进行准确引导定位，提高焊接的精确性。

附图说明

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的俯视结构图；

图3为图1的A处放大结构图；

图4为图1的B处放大结构图；

图5为本发明的第一输送机械手组件和第二输送机械手组件的结构图；

图6为本发明的第一输送力矩定位机构和第二输送力矩定位机构的立体结构图；

图7为图6的C处放大结构图；

图8为本发明的第一输送力矩定位机构和第二输送力矩定位机构的侧视剖视结构图；

图9为图8的局部放大结构图；

图10为本发明的弹簧衬套的第一视角立体结构图；

图11为本发明的弹簧衬套的第二视角立体结构图。

附图标记：

1、安装平台，2、上料振动盘，3、上料入芯轴机构，31、入芯气缸，32、顶柱，33、升降定位台，34、压板，35、上支撑板，36、第一升降气缸，37、输送导轨，4、第一焊接机，5、第一输送力矩定位机构，51、芯轴座，52、定位芯轴，53、第二升降气缸，54、竖向安装板，55、转动动力件，56、竖向滑块，57、电机，58、力矩定位转动套，59、转盘，6、第一输送机械手组件，61、螺纹缸套，62、端盖，63、第一磁铁块，64、外壳，65、弹性件，66、推动挡槽，67、第二磁铁块，68、定位挡槽，69、定位套环，7、第二输送机械手组件，71、夹紧气缸，72、滑块，73、平移导轨，74、传动轮，75、基板，76、驱动电机，77、传动带，78、安装板，79、弹簧衬套夹块，8、第二输送力矩定位机构，9、激光定位传感组件，91、遮挡气缸，92、竖杆，93、激光发射器，94、遮挡板，10、第二焊接机，D、第一焊接点，E、第二焊接点。

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。

如图10-11所示，弹簧衬套的一端为光面，另一端为齿面，一端的焊接点为第一焊接点D，另一端的焊接点为第二焊接点E，其中第一焊接点D和第二焊接点E与弹簧衬套的线头之间的圆心角均为15°，第一焊接点D和第二焊接点E不得出现虚焊，不得出现上下面的鼓包。所以对于焊接的准确度和焊接的质量要求都很高，现在的工艺中对弹簧衬套的两端进行精确定位就很难做到，只能人工操作，效率很低，无法满足大批量生产的需要。

所以，为了解决上述技术问题，如图1-9所示，本发明的实施例中提供了包括安装平台1，所述的安装平台1上侧从其一端向另一端依次设置有上料入芯轴机构3、第一输送力矩定位机构5、第一输送机械手组件6、第二输送力矩定位机构8、第二输送机械手组件7和下料部件11，所述的第一输送机械手组件6和第二输送机械手组件7的上方分别安装有第一焊接机4和第二焊接机10，所述的上料入芯轴机构3的一侧连接上料振动盘2，以上组件沿着水平依次排列组成了一条自动化生产线，上料振动盘2是市场上常用的上料设备，其上的输送轨道可以根据弹簧衬套的结构进行调整设计，使弹簧衬套都统一方向排列在下料的轨道上，依次输送到上料入芯轴机构3中，第一输送力矩定位机构5可以完成对弹簧衬套的一端的转动定位，也就是第一焊接点D位置的转动定位，然后在第一焊接机4的位置对第一焊接点D进行焊接，接着通过第一输送机械手组件6将弹簧衬套输送到第二输送力矩定位机构8上进行第二焊接点E的转动定位，然后在第二输送机械手组件7的位置完成第二焊接点E的焊接，整个过程无需人工参与，自动化程度高。

在本实施例中，如图6-9所示，所述的第一输送力矩定位机构5和第二输送力矩定位机构8均包括转动动力件55和安装在转动动力件55输出端上的转盘59，所述的转盘59的前端绕着圆周边缘均匀安装有多个芯轴座51，所述的芯轴座51的一端沿着转盘59径向设置有定位芯轴52，所述的转盘59的正上方设置有由升降组件和旋转驱动件驱动的力矩定位转动套58，所述的上料入芯轴机构3用于将弹簧衬套依次套接在第一输送力矩定位机构5上周向移动的定位芯轴52上，所述的力矩定位转动套58将定位芯轴52上的弹簧衬套下压并转动定位，这里的芯轴座51可以设置4个，即可以满足弹簧衬套入轴、转动定位和下料这三个工位的需要，实现流水化作业。

作为定位芯轴52的一种具体结构，如图7-9所示，所述的定位芯轴52的外侧套接有定位套环69，所述的定位套环69上端设置有定位挡槽68，所述的力矩定位转动套58的下端面上设置有推动挡槽66，定位挡槽68用于与弹簧衬套的一端线头相抵，推动挡槽66与弹簧衬套的另一端线头相抵，力矩定位转动套58可以推动弹簧衬套进行旋转，直到弹簧衬套的一端线头与定位挡槽68相抵，就完成了弹簧衬套一端的定位，其中，当弹簧衬套初步套接在定位芯轴52上时，弹簧衬套并没有与定位套环69相接触，所以需要用力矩定位转动套58将弹簧衬套下压到定位套环69上，同时力矩定位转动套58进行转动，力矩定位转动套58的上端由带有力矩检测显示功能电机57驱动进行转动，当力矩定位转动套58的转动受到阻力的时候就会增加力矩的数值，这样就说明弹簧衬套的一端线头与定位挡槽68相抵，另一端线头与推动挡槽66相抵，这样能保证完成角度的转动定位。

电机57作为旋转驱动件驱动力矩定位转动套58进行转动，而升降组件则包括竖向安装在转动动力件55上端的竖向安装板54和安装在竖向安装板54上部的竖向滑块56，所述的竖向滑块56由竖向安装板54顶部的第二升降气缸53驱动进行升降，竖向滑块56上安装电机57，这样就能实现电机57与力矩定位转动套58的同步升降，同时，在竖向安装板54的顶部与竖向滑块56之间安装有复位拉簧53，可以实现竖向滑块56的快速上拉回位。

作为芯轴座51的一种具体实施例，如图9所示，所述的芯轴座51包括外壳64和位于外壳64一端的端盖62，所述的外壳64与端盖62之间的内腔中安装有第一磁铁块63，所述的端盖62的中部设置有与第一磁铁块63相连的螺纹缸套61，所述的螺纹缸套61与定位芯轴52相连，所述的第一磁铁块63与外壳64之间安装有弹性件65，第一磁铁块63可以使定位芯轴52带有磁性，这样弹簧衬套套接在定位芯轴52上就不容易自行移动，影响定位的准确性，当力矩定位转动套58下压的时候可以使定位芯轴52发生一定的后退并压缩弹性件65，让弹簧衬套可以有一定的缓冲距离，保证与定位套环69进行充分接触。

在一些实施例中，为了使转动定位后的弹簧衬套在转盘59转动的时候不会发生移动，所述的定位芯轴52的两侧与定位套环69对应的位置嵌入设置有第二磁铁块67，第二磁铁块67接近弹簧衬套的中部，可以加强对弹簧衬套的吸力，使弹簧衬套在定位芯轴52上的定位更加稳定。

在一些实施例中，如图3所示，所述的上料入芯轴机构3包括与上料振动盘2对接的输送导轨37，所述的输送导轨37的一端靠近第一输送力矩定位机构5的位置设置有升降定位台33，所述的升降定位台33的上方设置有上支撑板35，所述的上支撑板35由一侧的第一升降气缸36驱动进行升降，所述的上支撑板35的下侧活动安装有位于升降定位台33正上方的压板34，所述的压板34与上支撑板35之间设置有弹簧，所述的升降定位台33远离第一输送力矩定位机构5的一侧设置横向设置有入芯气缸31，所述的入芯气缸31的伸出端安装有将升降定位台33上的弹簧衬套横推到定位芯轴52上的顶柱32，可以实现将弹簧衬套准确快速地套接在定位芯轴52上，压板34和弹簧可以始终给弹簧衬套一个下压的力，这样可以充分夹紧弹簧衬套，让其不会掉落，当升降定位台33在其下端的气缸的驱动下进行下降的时候，输送导轨37上的弹簧衬套会滚入到升降定位台33上的定位槽中，当升降定位台33上升至与顶柱32齐平的高度时升降定位台33会将输送导轨37的下料端挡住，同时第一升降气缸36驱动压板34下降压住弹簧衬套。

在一些实施例中，如图4所示，所述的安装平台1的上侧与第一焊接机4和第二焊接机10对应的位置均安装有激光定位传感组件9，所述的激光定位传感组件9包括竖杆92、活动安装在竖杆92顶部的激光发射器93和安装在竖杆92上的遮挡气缸91，所述的遮挡气缸91的伸出端设置有用于遮挡激光发射器93的遮挡板94，激光发射器93可以与第一输送机械手组件6以及第二输送机械手组件7配合，对焊接位置进行准确引导定位，遮挡板94由遮挡气缸91驱动进行移动，在第一输送机械手组件6以及第二输送机械手组件7移动的时候挡住激光发射器93，当第一输送机械手组件6以及第二输送机械手组件7带动弹簧衬套移动到焊接位置时遮挡板94缩回，激光发射器93发出的激光照射在焊接位置上，对第一焊接机4和第二焊接机10的焊接进行引导，保证了焊接的准确性。

在本实施例中，如图5所示，所述的第一输送机械手组件6和第二输送机械手组件7均包括位于安装平台1下侧的基板75、横向安装在基板75一侧中部的至少一根平移导轨73，所述的平移导轨73上设置有滑块72，所述的滑块72由基板75上的平移驱动组件驱动进行来回运动，所述的滑块72上安装有向上延伸的安装板78，所述的安装板78的上端安装有夹紧气缸71，所述的夹紧气缸71两侧的输入端上对称安装有弹簧衬套夹块79，当弹簧衬套夹块79夹住弹簧衬套时两个弹簧衬套夹块79之间留有间隙，通过滑块72沿着平移导轨73来回移动可以实现对弹簧衬套的运输，而且可以在准确的焊接位置上进行停止，完成激光焊接。其中，所述的平移驱动组件包括安装在基板75上的驱动电机76和沿着平移导轨73的周围呈矩形布置的传动轮74，所述的传动轮74与驱动电机76上的输出轮上绕接有传动带77，所述的传动带77上与平移导轨73平行的部分与滑块72相连，通过传动带77来驱动滑块72移动可以减少对夹紧气缸71的震动，移动传送更加平稳。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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，除非另有明确具体地限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，包括安装平台（1），其特征在于，所述的安装平台（1）上侧从其一端向另一端依次设置有上料入芯轴机构（3）、第一输送力矩定位机构（5）、第一输送机械手组件（6）、第二输送力矩定位机构（8）、第二输送机械手组件（7）和下料部件（11），所述的第一输送机械手组件（6）和第二输送机械手组件（7）的上方分别安装有第一焊接机（4）和第二焊接机（10），所述的上料入芯轴机构（3）的一侧连接上料振动盘（2），所述的第一输送力矩定位机构（5）和第二输送力矩定位机构（8）均包括转动动力件（55）和安装在转动动力件（55）输出端上的转盘（59），所述的转盘（59）的前端绕着圆周边缘均匀安装有多个芯轴座（51），所述的芯轴座（51）的一端沿着转盘（59）径向设置有定位芯轴（52），所述的转盘（59）的正上方设置有由升降组件和旋转驱动件驱动的力矩定位转动套（58），所述的上料入芯轴机构（3）用于将弹簧衬套依次套接在第一输送力矩定位机构（5）上周向移动的定位芯轴（52）上，所述的力矩定位转动套（58）将定位芯轴（52）上的弹簧衬套下压并转动定位。

2.根据权利要求1所述的电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，其特征在于：所述的定位芯轴（52）的外侧套接有定位套环（69），所述的定位套环（69）上端设置有定位挡槽（68），所述的力矩定位转动套（58）的下端面上设置有推动挡槽（66）。

3.根据权利要求2所述的电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，其特征在于：所述的芯轴座（51）包括外壳（64）和位于外壳（64）一端的端盖（62），所述的外壳（64）与端盖（62）之间的内腔中安装有第一磁铁块（63），所述的端盖（62）的中部设置有与第一磁铁块（63）相连的螺纹缸套（61），所述的螺纹缸套（61）与定位芯轴（52）相连，所述的第一磁铁块（63）与外壳（64）之间安装有弹性件（65）。

4.根据权利要求3所述的电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，其特征在于：所述的定位芯轴（52）的两侧与定位套环（69）对应的位置嵌入设置有第二磁铁块（67）。

5.根据权利要求1所述的电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，其特征在于：所述的上料入芯轴机构（3）包括与上料振动盘（2）对接的输送导轨（37），所述的输送导轨（37）的一端靠近第一输送力矩定位机构（5）的位置设置有升降定位台（33），所述的升降定位台（33）的上方设置有上支撑板（35），所述的上支撑板（35）由一侧的第一升降气缸（36）驱动进行升降，所述的上支撑板（35）的下侧活动安装有位于升降定位台（33）正上方的压板（34），所述的压板（34）与上支撑板（35）之间设置有弹簧，所述的升降定位台（33）远离第一输送力矩定位机构（5）的一侧设置横向设置有入芯气缸（31），所述的入芯气缸（31）的伸出端安装有将升降定位台（33）上的弹簧衬套横推到定位芯轴（52）上的顶柱（32）。

6.根据权利要求1所述的电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，其特征在于：所述的安装平台（1）的上侧与第一焊接机（4）和第二焊接机（10）对应的位置均安装有激光定位传感组件（9），所述的激光定位传感组件（9）包括竖杆（92）、活动安装在竖杆（92）顶部的激光发射器（93）和安装在竖杆（92）上的遮挡气缸（91），所述的遮挡气缸（91）的伸出端设置有用于遮挡激光发射器（93）的遮挡板（94）。

7.根据权利要求1所述的电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，其特征在于：所述的第一输送机械手组件（6）和第二输送机械手组件（7）均包括位于安装平台（1）下侧的基板（75）、横向安装在基板（75）一侧中部的至少一根平移导轨（73），所述的平移导轨（73）上设置有滑块（72），所述的滑块（72）由基板（75）上的平移驱动组件驱动进行来回运动，所述的滑块（72）上安装有向上延伸的安装板（78），所述的安装板（78）的上端安装有夹紧气缸（71），所述的夹紧气缸（71）两侧的输入端上对称安装有弹簧衬套夹块（79），当弹簧衬套夹块（79）夹住弹簧衬套时两个弹簧衬套夹块（79）之间留有间隙。

8.根据权利要求7所述的电机换向器弹簧衬套的两端定位自动焊接装置，其特征在于：所述的平移驱动组件包括安装在基板（75）上的驱动电机（76）和沿着平移导轨（73）的周围呈矩形布置的传动轮（74），所述的传动轮（74）与驱动电机（76）上的输出轮上绕接有传动带（77），所述的传动带（77）上与平移导轨（73）平行的部分与滑块（72）相连。