CN209283049U - 一种电机转子自动装配系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机转子自动装配系统，包括：转子包上料线，用于输送转子包，转子轴上料线，用于输送转子轴，液压伺服压装机构，用于将所述转子包和转子轴压装成一体，机器人，用于将所述转子包上料线的转子包和所述转子轴上料线的转子轴搬运至所述液压伺服压装机构的压装上料工装上，并将压装好的成品搬运至校直机，控制系统，与所述机器人和所述液压伺服压装机构均电连接，用于控制所述机器人和所述液压伺服压装机构动作。该电机转子自动装配系统自动化程度较高，工作效率较高。

Description

一种电机转子自动装配系统

技术领域

本实用新型涉及自动装配技术领域，特别是涉及一种电机转子自动装配系统。

背景技术

现有技术中，电机转子自动装配系统的自动化程度较低，工人的工作量较大，工人的生产成本较高，并且压装精度较差，不能形成流水线生产，工作效率较低，给客户节约人工成本方面及压装精度和一致性方面带来较大困难，无论在解决人工成本方面，还是装配质量方面，都不具备竞争实力。

综上所述，如何有效地解决电机转子自动装配系统的自动化程度较低等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电机转子自动装配系统，该电机转子自动装配系统自动化程度较高，工作效率较高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种电机转子自动装配系统，包括：

转子包上料线，用于输送转子包，

转子轴上料线，用于输送转子轴，

液压伺服压装机构，用于将所述转子包和转子轴压装成一体，

机器人，用于将所述转子包上料线的转子包和所述转子轴上料线的转子轴搬运至所述液压伺服压装机构的压装上料工装上，并将压装好的成品搬运至校直机，

控制系统，与所述机器人和所述液压伺服压装机构均电连接，用于控制所述机器人和所述液压伺服压装机构动作。

优选地，所述转子包上料线和所述转子轴上料线上均设置有到位检测开关，所述到位检测开关与所述控制系统电连接。

优选地，所述转子包上料线和所述转子轴上料线上均设置有越位保护开关，所述越位保护开关与所述控制系统电连接。

优选地，所述转子轴上料线上设置有轴正反检测图像传感器，所述轴正反检测图像传感器与所述控制系统电连接。

优选地，所述机器人上设置有抓取位置工件检测开关，所述抓取位置工件检测开关与所述控制系统电连接。

优选地，所述机器人的机械手具有三个夹爪，分别用于负责所述转子包、所述转子轴和所述压装好的成品的上下料。

优选地，所述转子包上料线的数量为多条，所述机器人的数量小于或者等于所述转子包上料线的数量。

优选地，所述液压伺服压装机构包括压装机、与所述压装机通过管路连接的液压站、与所述液压站电连接的高响应动态伺服阀、与所述高响应动态伺服阀电连接的液压伺服控制器，所述液压伺服控制器与所述控制系统电连接。

优选地，所述液压站与油冷机连接，所述油冷机用于对所述液压站的液压油进行冷却。

优选地，所述控制系统包括PLC控制部件和PC控制部件，所述PLC控制部件与所述压装机、所述机器人、所述转子包上料线和所述转子轴上料线连接，所述PC控制部件与所述液压伺服控制器连接。

本实用新型所提供的电机转子自动装配系统，包括：转子包上料线，用于输送转子包，转子轴上料线，用于输送转子轴，液压伺服压装机构，用于将转子包和转子轴压装成一体，机器人，用于将转子包上料线的转子包和转子轴上料线的转子轴搬运至液压伺服压装机构的压装上料工装上，并将压装好的成品搬运至校直机，控制系统，与机器人和液压伺服压装机构均电连接，用于控制机器人和液压伺服压装机构动作。

本实用新型所提供的电机转子自动装配系统，高度集成自动化，节约人工成本方面及压装精度和一致性方面带来前所未有的成果；无论是在节约人力成本方面，还是装配质量方面，都具备极强的竞争实力；是电机制造商控制成本和提高效率的极佳选择。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中一种具体实施方式所提供的电机转子自动装配系统的结构布局图；

图2为压装流程图。

附图中标记如下：

1-转子包上料线、2-机器人、3-成品线下料道、4-校直机、5-控制系统、6-转子轴上料线、7-液压站、8-压装机。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种电机转子自动装配系统，该电机转子自动装配系统自动化程度较高，工作效率较高。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1和图2，图1为本实用新型中一种具体实施方式所提供的电机转子自动装配系统的结构布局图；图2为压装流程图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的电机转子自动装配系统，包括：

转子包上料线1，用于输送转子包，

转子轴上料线6，用于输送转子轴，

液压伺服压装机8构，用于将转子包和转子轴压装成一体，

机器人2，用于将转子包上料线1的转子包和转子轴上料线6的转子轴搬运至液压伺服压装机8构的压装上料工装上，并将压装好的成品搬运至校直机4，

控制系统5，与机器人2和液压伺服压装机8构均电连接，用于控制机器人2和液压伺服压装机8构动作。

上述结构中，转子包上料线1用于输送转子包，转子轴上料线6用于输送转子轴，转子包上料线1和转子轴上料线6可以为传送带输送线或者辊道输送线，还可以为其他适宜形式的输送线，转子包上料线1和转子轴上料线6输送动力可以由变频器和电机及链条和阶梯型定位柱或者V型定位块构成，转动较为平稳。转子包上料线1和转子轴上料线6的长度和宽度不受限制，具体尺寸的设计则需要根据转子包和转子轴的尺寸以及计算结果来确定。转子包上料线1和转子轴上料线6的具体结构和形式可参考现有技术中相应输送线的结构和形式，此处不做进一步赘述。

优选地，转子包上料线1和转子轴上料线6底部具有架体，传送带或者辊道安装于架体上，传送带或者辊道具有设定高度，最好与液压伺服压装机8构的压装上料工装平齐，减少转子包和转子轴的移动距离。架体可以通过螺栓固定于地面上，连接方便，易于拆卸。

上述结构中，机器人2用于将转子包上料线1的转子包和转子轴上料线6的转子轴搬运至液压伺服压装机8构的压装上料工装上，并将压装好的成品搬运至校直机4，还可以用于将校直机4上的工件搬运至成品线下料道3上。机器人2可以为上面上常见的能够抓取工件的机器人2，机械手可以根据转子包和转子轴的具体结构和尺寸进行自行设计，降低成本，提高抓取效率。

需要说明的是，液压伺服压装机8构用于将转子包和转子轴压装成一体，液压伺服压装机8构包括压装机8，压装机8上具有受力支座、预导向顶尖、带浮动顶尖压头，优选地，受力支座可以具有锥面，锥面无配合，与底板之间为快换结构。预导向顶尖设置在受力支座上，前端小，后段与转子包配合，整体由双行程气缸带动，预导向顶尖为快换结构。带浮动顶尖压头的顶尖考弹簧伸出，顶尖后段配合，前段防松，压头为快换结构。

具体压装过程为：机器人2将转子包上料至受力支座上，转子包定位；机器人2在将转子轴上料，对转子轴进行定心，机器人2移动到该位置后，顶尖先顶出轴端，之后机器人2的机械手撤离，随后压装机8进行压装，压装完成后，压装机8还能够判断成品是否合格，如果是，则机器人2将压装完成的成品搬运至校直机4进行校直，校直后通过机器人2将成品搬运至成品线下料道3。

同时，控制系统5与机器人2和液压伺服压装机8构均电连接，用于控制机器人2和液压伺服压装机8构动作，通过控制系统5对机器人2和液压伺服压装机8构进行控制，实现自动化控制。

本实用新型所提供的电机转子自动装配系统，高度集成自动化，节约人工成本方面及压装精度和一致性方面带来前所未有的成果；无论是在节约人力成本方面，还是装配质量方面，都具备极强的竞争实力；是电机制造商控制成本和提高效率的极佳选择。

在上述具体实施方式的基础上，转子包上料线1和转子轴上料线6上均设置有到位检测开关，到位检测开关与控制系统5电连接，到位检测开关可以为光电开关检测，用于检测转子包上料线1和转子轴上料线6上的转子包和转子轴是否到位，当转子包上料线1和转子轴上料线6缺料的时候，供料线信号报警灯会点亮，提示操作者及时上料，防止机器人2空取转子包和转子轴，保证机器人2的有效抓取率，还能节约时间。

优选地，转子包上料线1和转子轴上料线6上均设置有越位保护开关，越位保护开关与控制系统5电连接，用于检测转子包上料线1和转子轴上料线6上的转子包和转子轴是否超出预设放置位置，当转子包上料线1和转子轴上料线6物料放置位置不正确时，供料线信号报警灯会点亮，提示操作者及时调整物料位置，防止机器人2抓取不到转子包和转子轴，保证机器人2的有效抓取率，还能节约时间。

进一步地，转子轴上料线6上设置有轴正反检测图像传感器，轴正反检测图像传感器与控制系统5电连接，通过轴正反检测图像传感器可以避免操作者失误将轴放反后流入装配线，导致装配失败。当检测到轴放反后，控制系统5启动报警，提示操作者将反轴取出，恢复安全门并启动自动运行。

进一步优化上述实施方式，机器人2上设置有抓取位置工件检测开关，抓取位置工件检测开关与控制系统5电连接，用于检测机械手是否抓取工件。

需要指出的是，电机转子自动装配系统中各部件的工作流程如下，

压装机8工作流程：

机器人2抓取转子包放到压装上料工装上；

转子包预定位夹爪夹紧转子包；

机器人2再抓取转子轴，将转子轴插入转子包；

转子轴下定位顶尖向上伸出、上定位顶尖压下，定位转子轴；

机器人2气动夹爪打开并退出；

压装机8压头下压，将转子轴压入转子包内，此时进行位移控制和力监控；

压装合格，激光打标；

压装机8压头上升回原位；

压装机8等待机器人2取料压装合格的电机转子后，继续下一循环。

转子包供料流程：

人工将转子包上料到转子包上料线1的料道上；

光电开关检测料道自动取料位有转子包；

机器人2自动到取料位，抓取转子包后自动到下一工位；

光电开关检测取料位没有转子包，料道自动前进设定距离；

光电开关检测取料位有转子包，料道停止，等待机器人2下次取料。

转子轴供料流程：

人工将转子轴上料到转子轴上料线6的输送料道上；

输送料道由电机驱动前进，光电开关检测取料位有转子轴；

轴正反检测图像传感器检测当前轴是否放反；

如果NG,人工取出反轴，需要恢复安全门，重新启动自动运行；

如果OK，压装机8的顶升机构升起，将取料位的转子轴顶起；

机器人2自动到取料位，抓取已经被顶起的转子轴到下一工位；

顶升机构下降回原位；

输送料道自动前进，将下一个转子轴输送到取料位；

顶升机构升起，将取料位的转子轴顶起，等待机器人2取料，继续下一循环。

机器人2上下料流程：

机器人2带动夹爪移动到转子包取料位置；

1号夹爪闭合，抓取转子包；

机器人2带动夹爪移动到压装机8上料位置，中途变换夹爪位置；

2号夹爪闭合，抓取压装完成的转子；

将压装完成的转子带出工装；

将工件传至下工位；

变换夹爪位置；

将抓取转子包的1号夹爪送到压装上料位置；

1号夹爪张开，松开转子包；

机器人2带动夹爪移动到转子轴来料位置，中途变换夹爪位置；

3号夹爪闭合，抓取转子轴；

机器人2带动夹爪移动到压装机8上料位置，中途变换夹爪位置；

将转子轴插入转子包；

3号夹爪张开，松开转子轴；

机器人2带动夹爪离开压装机8上料位置；

机器人2带动夹爪移动到校直机4上料位置，中途变换夹爪位置；

1号夹爪闭合，抓取校直完成的转子；

将校直完成的转子带出工装；

变换夹爪位置；

将抓取未校直转子的2号夹爪送到校直机4上料位置；

2号夹爪张开，松开未校直转子；

机器人2带动夹爪离开校直机4上料位置；

机器人2带动夹爪移动到成品下料位置，中途变换夹爪位置；

1号夹爪张开，松开成品转子；

机器人2带动夹爪回到原点；

综上，转子包上料线1和转子轴上料线6结合到位检测开关、抓取位置工件检测开关以及越位保护开关等，配合启动/停止控制按钮，实现线体供料的自动/手动控制。如表1所示，表1为电机转子自动装配系统的节拍分析表。

表1电机转子自动装配系统的节拍分析表

在上述具体实施方式的基础上，机器人2在装配线内机器人2是最繁忙的设备单元，机器人2的机械手具有三个夹爪，分别用于负责转子包、转子轴和压装好的成品的上下料，三个夹爪的结构形状不同，分别与转子包、转子轴以及成品的结构相匹配，可以更好地抓取物料。三个夹爪分工工作，抓取不同工件更具有针对性，抓取更加方便，成功率较高，不易掉落。需要说明的是，夹爪可以为气动夹爪，控制方便，夹紧力较大。

在上述具体实施方式的基础上，转子包上料线1的数量为多条，比如转子包上料线1的数量为3条，机器人2的数量小于或者等于转子包上料线1的数量，比如为1条、2条、3条。具体的说，3条转子包上料线1与机器人2抓取是通过优先级控制来实现的。首先，如果3条线在系统自动运行时都具备机器人2抓取条件，则3号线体优先级最高，也就是机器人2必须到3号线体抓取转子包。其次，2号线体优先级次之，1号线体优先级最低。这种优先级控制方式是结合用户实际需求来灵活配置的，结合不同的生产工况，可以灵活的配置线体优先级。当3条线都缺料的时候，供料线信号报警灯会点亮，提示操作者及时上料。

在上述具体实施方式的基础上，液压伺服压装机8构包括压装机8、与压装机8通过管路连接的液压站7、与液压站7电连接的高响应动态伺服阀、与高响应动态伺服阀电连接的液压伺服控制器，液压伺服控制器与控制系统5电连接。

上述结构中，液压伺服控制器由动态伺服控制卡及功放系统组成，动态伺服控制卡主要适用于三闭环控制系统5的万能试验机，作为一张内置卡，采用单一FPGA芯片同时实现PCI-E总线协议和数据信号处理。采用24位高精度的A/D转换器。热切换采集速率技术既可以在50Hz下利用抗噪技术获得最高精度，还能在1000Hz下获得真实动态响应。包括PWM，PNM和DA颤振等方面的输出增强改善了各测试系统的控制表现。

功放系统由一些外置接口和功率放大电路组成，外置接口用来连接AD800试验卡、电源等，并由功率放大电路将AD800试验卡的输出信号放大后输出到电液伺服阀等控制执行元件，实现压装机8的位置和力的控制。

高响应动态伺服阀是液压先导式二级或三级方向阀。由于其高动态特性，主要用于位置、力、压力和速率的闭环控制。本系统液压伺服阀主要用于压力、流量和位置控制。

伺服压装机8的手/自动压装是通过集成了控制软件的工控机通过伺服控制卡控制输出，工控机通过采集上位PLC的控制指令，执行对伺服压装机8的控制。同时，通过采集光栅尺、压力传感器等外部的位置和力的信号，拟合成压装的实时曲线，并生成可查询的SQL数据库，结合激光打标数据，形成压装追溯系统。

液压站7提供动力源，液压站7的液压缸驱动压装机8进行压装工作。

继续优化上实施方式，液压站7与油冷机连接，油冷机用于对液压站7的液压油进行冷却，使液压油的温度正常，保证液压站7正常运转。

在上述具体实施方式的基础上，控制系统5包括PLC控制部件和PC控制部件，PLC控制部件与压装机8、机器人2、转子包上料线1和转子轴上料线6连接，PC控制部件与液压伺服控制器连接。

具体地说，PLC控制部件作为核心控制部件，通过与下位PC控制部件、校直机4、机器人2的控制器通讯，实现整线动作流程控制，比如PLC控制部件为S 7-300PLC，PC控制部件为集成控制软件的工控机，校直机4为S7-1200PLC。系统结合S7-300PLC与S7-1200PLC的S7通讯协议实现压装机8与校直机4的数据传递；通过TCP通讯实现S7-300PLC与工控机的指令交互；通过Profinet网络将上料线变频器、工控机、校直机4、机器人2等设备构成一个实时全双工通讯控制网络。实现了除人工上料以外，自动搬运、压装、校直检验的全自动装配生产线。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的电机转子自动装配系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电机转子自动装配系统，其特征在于，包括：

转子包上料线(1)，用于输送转子包，

转子轴上料线(6)，用于输送转子轴，

液压伺服压装机(8)构，用于将所述转子包和转子轴压装成一体，

机器人(2)，用于将所述转子包上料线(1)的转子包和所述转子轴上料线(6)的转子轴搬运至所述液压伺服压装机(8)构的压装上料工装上，并将压装好的成品搬运至校直机(4)，

控制系统(5)，与所述机器人(2)和所述液压伺服压装机(8)构均电连接，用于控制所述机器人(2)和所述液压伺服压装机(8)构动作。

2.根据权利要求1所述的电机转子自动装配系统，其特征在于，所述转子包上料线(1)和所述转子轴上料线(6)上均设置有到位检测开关，所述到位检测开关与所述控制系统(5)电连接。

3.根据权利要求2所述的电机转子自动装配系统，其特征在于，所述转子包上料线(1)和所述转子轴上料线(6)上均设置有越位保护开关，所述越位保护开关与所述控制系统(5)电连接。

4.根据权利要求3所述的电机转子自动装配系统，其特征在于，所述转子轴上料线(6)上设置有轴正反检测图像传感器，所述轴正反检测图像传感器与所述控制系统(5)电连接。

5.根据权利要求1所述的电机转子自动装配系统，其特征在于，所述机器人(2)上设置有抓取位置工件检测开关，所述抓取位置工件检测开关与所述控制系统(5)电连接。

6.根据权利要求1所述的电机转子自动装配系统，其特征在于，所述机器人(2)的机械手具有三个夹爪，分别用于负责所述转子包、所述转子轴和所述压装好的成品的上下料。

7.根据权利要求1所述的电机转子自动装配系统，其特征在于，所述转子包上料线(1)的数量为多条，所述机器人(2)的数量小于或者等于所述转子包上料线(1)的数量。

8.根据权利要求1所述的电机转子自动装配系统，其特征在于，所述液压伺服压装机(8)构包括压装机(8)、与所述压装机(8)通过管路连接的液压站(7)、与所述液压站(7)电连接的高响应动态伺服阀、与所述高响应动态伺服阀电连接的液压伺服控制器，所述液压伺服控制器与所述控制系统(5)电连接。

9.根据权利要求8所述的电机转子自动装配系统，其特征在于，所述液压站(7)与油冷机连接，所述油冷机用于对所述液压站(7)的液压油进行冷却。

10.根据权利要求1所述的电机转子自动装配系统，其特征在于，所述控制系统(5)包括PLC控制部件和PC控制部件，所述PLC控制部件与所述压装机(8)、所述机器人(2)、所述转子包上料线(1)和所述转子轴上料线(6)连接，所述PC控制部件与所述液压伺服控制器连接。