CN210629296U - 一种永磁电机贴磁机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种永磁电机贴磁机，包括上料单元，将弧形片状磁瓦以相同的姿态和磁极供给下一工位；磁瓦夹具，多个磁瓦沿轴向排列在转子夹具中并被转子夹具调整沿其自身所在的圆周表面相对轴向倾斜；转运单元，将磁瓦夹具上规则排列的磁瓦转移到转子表面；转子夹具，沿轴向固定转子并能驱动转子转动；点胶单元,对转子表面进行涂胶的点胶单元。本实用新型提供的永磁电机贴磁机的优点在于：便捷的实现了从磁瓦上料到转子贴磁的完整过程，提高了生产效率，降低劳动成本，贴磁误差小，产品性能更加稳定，通过倾斜排列磁瓦，得到斜极转子，在后道对电机定子直槽绕线时能够降低铜耗，提高产能，节能降本。

Description

一种永磁电机贴磁机

技术领域

本实用新型涉及永磁电机加工技术领域，尤其涉及一种永磁电机贴磁机。

背景技术

传统永磁电机受到工艺加工原因限制，大多采用斜槽定子、直极磁性材料的结构，这种结构的永磁电机采用传统的定子斜槽绕线方式，存在铜耗较高、产能低、劳动成本高、效率低等缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够自动上料斜极贴磁的永磁电机贴磁机。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种永磁电机贴磁机，包括

上料单元，将弧形片状磁瓦以相同的姿态和磁极供给下一工位；

磁瓦夹具，多个磁瓦沿轴向排列在转子夹具中并被转子夹具调整沿其自身所在的圆周表面相对轴向倾斜一个设计角度；

转运单元，将磁瓦夹具上规则排列的磁瓦转移到转子表面；

转子夹具，沿轴向固定转子并能驱动转子转动；

点胶单元,对转子表面进行涂胶及对贴好的磁片实施保压固化。

优选的，所述上料单元包括振动盘、导料台和推杆；所述导料台包括与振动盘连接的切向导料槽和与磁瓦夹具连接的轴向导料槽；磁瓦放置于振动盘内依次进入切向导料槽，磁瓦弧形开口朝下且轴向与切向导料槽的长度方向垂直，并沿切向导料槽运动到轴向导料槽，所述推杆设置于轴向导料槽远离磁瓦夹具的一侧，沿轴向导料槽将磁瓦推至磁瓦夹具内。

优选的，所述磁瓦夹具包括多个沿轴向排列的的夹板，所述夹板外周的顶部具有容置一个磁瓦的缺口，多个夹板能够相对于轴向转动，且转动角度依次增加。

优选的，所述磁瓦夹具还包括与导料台固定连接的底座，所述底座上设置有一固定板，固定板上设置有指向导料台的水平固定轴，多个夹板沿轴向设置于固定轴上，且两端分别与固定板和导料台抵接。

优选的，所述夹板外周的底部具有一凸块，底座上设置有一推板，磁瓦沿轴向排列于夹板上时，推板表面与固定轴平行且与每个夹板的凸块接触；推板一端沿轴向延伸于夹板外侧并与底座铰接固定，底座表面还设置有动力输出方向与固定轴垂直且动力输出端与推板抵接的直线驱动机构，所述直线驱动机构的动力端能够伸出驱动推板转动。

优选的，所述底座上在凸块设有推板的另一侧还设置有复位板，所述复位板一端与底座铰接固定，另一端与复位机构连接；所述复位机构在受力时被压缩，撤去外力时自动伸出。

优选的，所述转运单元包括取件夹具和驱动取件夹具至少在磁瓦夹具和转子夹具之间切换位置的机械臂；所述取件夹具固定在机械臂上；所述取件夹具包括与磁瓦夹具表面形状吻合的卡板、与磁瓦夹具内的磁瓦位置对应的多个仿形气动吸盘；所述卡板转动固定在机械臂上，仿形气动吸盘固定在卡板的下表面；气动设备通过气管穿过所述卡板与多个仿形气动吸盘连接。

优选的，所述转子夹具包括支撑座，所述支撑座包括依次线性排布的第一支架、第二支架、第三支架；所述转子包括圆柱形轴头和异形轴头；所述圆柱形轴头和异形轴头分别转动固定在第一支架和第二支架上，伺服电机固定在第三支架上，并与转子的一端轴头同轴固定；转子固定在支撑座上，且转子的一端轴头与伺服电机同轴固定；在所述第一支架上还固定有零点找正传感器、在第二支架上还固定有物料检测传感器；所述零点找正传感器和物料检测传感器均与控制器通信连接。

优选的，所述第一支架上竖向开设有滑槽，在滑槽内滑动固定有高度调节块，所述高度调节块的顶端固定有两个定位滚轮，两个定位滚轮水平间隔排布；所述圆柱形轴头搁置在两定位滚轮之间并被两定位滚轮支撑定位；

所述高度调节块背向转子的一侧还设置有水平板，在水平板上固定有顶紧气缸。

优选的，在所述第二支架朝向转子的一侧还固定有定位板，在定位板上水平方向上间隔固定有两定位轴承；所述异形轴头包括圆柱段和异形段；所述异形段位于最外端；圆柱段搁置在两定位轴承上，两定位轴承为圆柱段提供支撑；所述第二支架上水平开设有轴孔，轴孔内固定有轴承，轴承内固定有定位卡头；所述定位卡头一端穿出轴承与伺服电机输出端同轴固定，另一端为与所述异形段固定配合的异形卡头。

本实用新型提供的永磁电机贴磁机的优点在于：便捷的实现了从磁瓦上料到转子斜极贴磁的完整过程，提高了生产效率，降低劳动成本，贴磁误差小，产品性能更加稳定，通过倾斜排列磁瓦，得到斜极转子，在电机定子绕线时能够采用直绕方式，降低铜耗，节能降本。

附图说明

图1为本实用新型的实施例所提供的永磁电机整体俯视结构示意图；

图2为本实用新型的实施例所提供的永磁电机贴磁的磁瓦示意图；

图3为本实用新型的实施例所提供的永磁电机贴磁的磁瓦夹具示意图；

图4为本实用新型的实施例所提供的永磁电机中运转单元的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例所提供的永磁电机中取件夹具的结构示意图

图6为本实用新型的实施例所提供的永磁电机中取件夹具的仰视结构示意图；

图7为本实用新型的实施例所提供的永磁电机中转子夹具的结构示意图；

图8为本实用新型的实施例所提供的永磁电机转子的圆柱形轴头与高度调节块的配合结构示意图以及高度调节块与第一支架的结构示意图；

图9为本实用新型的实施例所提供的永磁电机中转子的异形轴头与支撑轴承的配合结构示意图；

图10为本实用新型的实施例所提供的永磁电机中转子的异形轴头与定位卡头的配合结构示意图；

图11为本实用新型的实施例所提供的永磁电机中点胶单元与转子及转子夹具的位置结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例提供了一种永磁电机贴磁机，包括上料单元、磁瓦夹具2、转运单元6、转子夹具3以及对转子4表面进行涂胶的点胶单元7；通过上料单元将磁瓦5送到磁瓦夹具2内，磁瓦夹具沿轴向排列磁瓦5然后将其相对轴向偏斜，通过转运单元6将排列后的磁瓦5吸附带走，点胶单元7对转子4上待贴磁的位置进行点胶，转运单元6将磁瓦5压在转子4上进行贴磁，完成工作后转子夹具3带动转子4转动一定角度准备下一次贴磁作业。

所述上料单元包括振动盘10、导料台1和推杆13；参阅图2，所述导料台1包括与振动盘10连接的切向导料槽11和与磁瓦夹具2连接的轴向导料槽12，切向导料槽11的端部与轴向导料槽12连通。磁瓦5放置于振动盘10内，通过振动盘10的振动作用进入振动盘10 轨道进行上料，由于振动盘10本身通过特定的轨道设计能够筛选特定位姿的物料进行输出，本申请同样使用振动盘10对磁瓦5的位姿进行筛选。参阅图1，所述磁瓦5为弧形片状结构，沿轴向看，两侧分别为S极和N极，由于同极相斥，磁瓦5呈SN极相互吸引的姿态进入轨道，通过对轨道结构进行设置，令弧形开口朝向轨道外侧的磁瓦5落入振动盘10内即可确保所有磁瓦5以相同的位姿和磁极排列依次离开振动盘10；振动盘10和轨道的具体结构对本领域技术人员是常规技术手段，在本申请公开的原理基础上，本领域技术人员可自行设定，本申请不进行详述。

经过振动盘10轨道后，磁瓦5以弧形开口朝下的位姿进入切向导料槽11，磁瓦5轴向与切向导料槽11的长度方向垂直，在后面磁瓦5的推动下，前面的磁瓦5依次进入轴向导料槽12，此时磁瓦5的轴向与轴向导料槽12的长度方向重合，推杆13设置于轴向导料槽12远离磁瓦夹具2的一端，并由一气缸14驱动其沿导料槽12运动，通过控制程序，合理控制振动盘10与推杆13的送料节拍，从而有序的将磁瓦5有序的送入磁瓦夹具2内，完成上料工作。

结合图2和图3，所述磁瓦夹具2包括多个沿轴向排列的夹板21和与导料台1固定连接的底座22，所述夹板21外周的顶部具有与轴向导料槽12连通用于容置磁瓦5的缺口211，所述底座22上竖直设置有以固定板221，所述固定板221上沿水平方向设置有以指向导料台1的固定轴，多个夹板21沿轴向穿设于固定轴上，且两端的夹板21分别与固定板221和导料台1抵接，通过推杆13的作用，能够使磁瓦5依次进入夹板21沿轴向规则排列。

参阅图3，所述夹板21外周的底部还设置有一凸块212，结合图2，底座22上设置有一推板23，磁瓦5沿轴向排列于夹板21上时，推板23表面与固定轴平行且与每个夹板21的凸块212接触，推板23一端沿轴向延伸到夹板21外侧与底座22铰接固定，底座22表面还设置有动力输出方向与固定轴大致垂直且动力输出端与推板23抵接的直线驱动机构，所述直线驱动机构的动力输出端驱动推板23转动从而带动夹板21相对于固定轴转动，且夹板21的转动幅度从推板23的铰接端到自由端逐渐增大，从而使固定于夹板21内的磁瓦5在夹板21 的圆周内倾斜排列，所述直线驱动机构可以选用气缸，油缸等常规设备。

在倾斜的磁瓦5离开夹板21后，需要将夹板21重新沿轴向导料槽12的长度方向排列，优选实施例中通过在凸块212设有推板23的相对侧设置一个复位板，复位板一端铰接于底座 22上，另一端与弹簧、液压杆等复位机构连接，在受到推板23的作用力时，复位机构能够被压缩从而使复位板跟随凸块212转动，在直线驱动机构回收时，复位机构自动伸出使复位板回到初始位置，由于直线驱动机构对推板23的作用，可以确保复位板不会将夹板21推到反向倾斜位置，从而在取走磁瓦5后，能够让夹板21自动复位。

参阅图4、图5、图6，本实施例中所述转运单元6包括取件夹具61，和驱动取件夹具61至少在磁瓦夹具和转子夹具之间切换位置的驱动机械臂62；取件夹具61固定在机械臂62上；取件夹具61包括与磁瓦夹具表面形状吻合的卡板611、与磁瓦夹具内的磁瓦位置对应的多个仿形气动吸盘612；卡板611转动固定在机械臂62上，仿形气动吸盘612固定在卡板611的下表面；气动设备通过气管穿过卡板611与多个仿形气动吸盘612连接。由于需要同时吸取倾斜排列的多个磁瓦5，因此仿形气动吸盘612也需要设置有多个。由于取件夹具61需要在在磁瓦夹具2和转子夹具3之间切换位置以及高度上的调整，因此机械臂62至少可带动取件夹具61实现二维方向上的平移运动。该机械臂62为常规结构，在此不再详述。

参阅图6，由于转子整体为圆柱体，所以本实施例将卡板611设置成一块与转子表面吻合的弧形板状结构，多个仿形气动吸盘612固定在卡板611下表面，并在卡板611上开设有与气动设备连通的气腔，气腔通过管道与气动设备连接，每个仿形气动吸盘612均与气腔连通，从而实现负压取件。

参阅图7、图8、图9、图10，由于本实施例提供的转子4的一端为圆柱形轴头41，另一端为异形轴头42；所以转子夹具3的具体结构为：包括依次线性排布的第一支架31、第二支架32、第三支架33；第一支架31上竖向开设有滑槽311，在滑槽311内滑动固定有高度调节块312，高度调节块312与第一支架31可采用螺栓固定、销钉定位等方式固定。高度调节块312的顶端固定有两个定位滚轮313，两个定位滚轮313水平间隔排布；圆柱形轴头搁置在两定位滚轮313之间并被两定位滚轮313支撑定位；高度调节块312背向转子的一侧还设置有水平板314，在水平板314上固定有顶紧气缸9。本实施例中转子工件按10极(即36°机械角度)分度，伺服电机旋转角度和顶紧气缸的顶紧节拍均按编程软件配合进行。每一转子贴磁结束后，给顶紧气缸发送松开信号。

在第二支架32朝向转子的一侧固定有定位板321，在定位板321上水平方向上间隔固定有两定位轴承322；异形轴头42包括圆柱段421和异形段422；异形段422位于最外端；圆柱段421搁置在两定位轴承322上，两定位轴承322为圆柱段421提供支撑；第二支架32上水平开设有轴孔，轴孔内固定有轴承323，轴承323内固定有定位卡头324一端穿出轴承323 与伺服电机8输出端同轴固定，另一端为与异形段422固定配合的异形卡头3241。

本实施例中，还在第一支架31上还固定有零点找正传感器、在第二支架32上还固定有物料检测传感器。所述零点找正传感器和物料检测传感器均与控制器通信连接。

为将圆周上均匀分配的磁材精确分度，本实施例采用角度找正位移传感器实现角度定位，把角度传感器与伺服电机和工件转子联接在同一传动轴上，将与电机同轴联接的转子转速、磁材圆周上的极分度的传动比数据输入控制器。10极转子每转过1/10圈，找正传感器就会计数一次。往正方向转动时，计数增加，往反方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置的计数值被设置为0，采用编程软件找正复位。

为保证磁材在转子工件上固持到位，采用物料检测传感器即位移传感器(又称为线性传感器)，其作用是把转子上磁材位置的检测物理量转换为电量。在生产过程中，位移的测量将位置信号直接送入控制器。采用光栅式传感器具有数字化、高精度、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在本例成功应用。

物体位移引起数值增加和减小，大小值则表明了位移的方向。位移传感器精确地检测活动磁片的绝对位置并调整被检测产品的实际位移值；传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。

转子4固定和贴磁方式具体为：先将转子4放置位置由定位滚轮313和定位轴承322配合进行定位支撑，将定位卡头324于异形轴头42对接然后启动顶紧气缸9顶紧，使异形轴头 42与异形卡头固定配合，转子4水平向在气缸9和定位卡头324的夹持下被限位固定。转子 4旋转粘贴磁瓦由伺服电机8通过同步带经定位卡头324带动进行角度调整。采用PMSM伺服电机8驱动，保证每次停止的位置一致，保证操作工人放料是同一位置，通过零点找正传感器来确定每个转子的初始粘贴位置；机械臂62粘贴每一行为相同动作，该行粘贴的角度由电机控制，该行粘贴完成后电机旋转到下一行粘贴的位置，依次循环至粘贴完成。

参阅图11，在贴磁前还需要使用点胶单元7对转子表面待贴磁位置进行点胶，本申请使用的点胶单元7包括固定支架71，固定支架71上设置有水平滑槽和与水平滑槽配合的滑块 72；伺服模组73固定在支架71上并驱动滑块72作水平运动，在滑块72的端部固定有点胶气缸74，点胶气缸74竖向设置，输出端朝下，输出端固定针筒定位架75，针筒定位架75底部固定点胶针筒76。点胶针筒76位于转子4上方，滑块72沿转子4轴向运动。伺服模组73 和点胶气缸74均由电机机控制器控制运动节拍。

本实施例提供的贴磁机工作过程为：磁瓦经振动盘、直振送入磁瓦夹具中，待磁瓦夹具中磁瓦装满后进行错位分离排列成所需α°的状态，机械臂到磁瓦夹具处吸取产品，转粘在转子上。其中，在磁瓦粘贴前，先将转子由定位滚轮和定位轴承配合进行定位，顶紧气缸顶紧，由电机通过同步带经卡头带动进行角度调整；转子角度调整结束后进行贴磁。

本实施例中采用检测传感器选用SICK，确保磁钢准确定位；点胶机通过多组伺服电机配合完成点胶作业。取件夹具采用负压方式进行抓取多片磁钢。机械臂的重复定位精度是± 0.05；工件夹取产品精确位置处，产品毛胚误差保证在±0.1mm内。

采用PMSM伺服电机驱动，保证每次停止的位置一致，保证操作工人放磁片是同一位置，通过零点找正传感器来确定每个产品的初始粘贴位置；

机械臂粘贴每一行为相同动作，该行粘贴的角度由伺服电机控制，该行粘贴完成后伺服电机旋转到下一行粘贴的位置，依次循环至粘贴完成。

本实施例提供的贴磁机专业定制设备功能目标，采用软件编程将未充磁磁钢快速粘接到转子铁芯的外表面上，按多段错位分布，要求轴向磁钢无间隙，径向磁钢放置不导磁的隔离条。为减少保压时间和压力，磁钢可少量带磁，起到固持和防偏移，半自动粘结每台时间3min, 比人工提高功效数十倍。

以及实现本申请的方案所需的必要控制程序均为本领域的常规技术手段，此处不再赘述。

本申请提供的贴磁机通过机械贴磁取代人工作业，降低了永磁电动机静态齿槽转矩，改善电机启动特性，降低动态运行噪声，提高了系统响应频率，显著提高产品性能。贴磁机采用了斜极贴磁的方式生产的1.5KW永磁电机，相比于传统的1.5KW交流异步电机的单机重量能够降低5kg，材料成本降低60％，具有良好的经济效益。

Claims (10)

1.一种永磁电机贴磁机，其特征在于：包括

上料单元，将弧形片状磁瓦以相同的姿态和磁极供给下一工位；

磁瓦夹具，多个磁瓦沿轴向排列在转子夹具中并被转子夹具调整沿其自身所在的圆周表面相对轴向倾斜；

转运单元，将磁瓦夹具上规则排列的磁瓦转移到转子表面；

转子夹具，沿轴向固定转子并能驱动转子转动；

点胶单元,对转子表面进行涂胶。

2.根据权利要求1所述的一种永磁电机贴磁机，其特征在于：所述上料单元包括振动盘、导料台和推杆；所述导料台包括与振动盘连接的切向导料槽和与磁瓦夹具连接的轴向导料槽；磁瓦放置于振动盘内依次进入切向导料槽，磁瓦弧形开口朝下且轴向与切向导料槽的长度方向垂直，并沿切向导料槽运动到轴向导料槽，所述推杆设置于轴向导料槽远离磁瓦夹具的一侧，沿轴向导料槽将磁瓦推至磁瓦夹具内。

3.根据权利要求2所述的一种永磁电机贴磁机，其特征在于：所述磁瓦夹具包括多个沿轴向排列的夹板，所述夹板外周的顶部具有容置一个磁瓦的缺口，多个夹板能够相对于轴向转动，且转动角度依次增加。

4.根据权利要求3所述的一种永磁电机贴磁机，其特征在于：所述磁瓦夹具还包括与导料台固定连接的底座，所述底座上设置有一固定板，固定板上设置有指向导料台的水平固定轴，多个夹板沿轴向设置于固定轴上，且两端分别与固定板和导料台抵接。

5.根据权利要求4所述的一种永磁电机贴磁机，其特征在于：所述夹板外周的底部具有一凸块，底座上设置有一推板，磁瓦沿轴向排列于夹板上时，推板表面与固定轴平行且与每个夹板的凸块接触；推板一端沿轴向延伸于夹板外侧并与底座铰接固定，底座表面还设置有动力输出方向与固定轴垂直且动力输出端与推板抵接的直线驱动机构，所述直线驱动机构的动力端能够伸出驱动推板转动。

6.根据权利要求5所述的一种永磁电机贴磁机，其特征在于：所述底座上在凸块设有推板的另一侧还设置有复位板，所述复位板一端与底座铰接固定，另一端与复位机构连接；所述复位机构在受力时被压缩，撤去外力时自动伸出。

7.根据权利要求3至6任一所述的一种永磁电机贴磁机，其特征在于：所述转运单元包括取件夹具和驱动取件夹具至少在磁瓦夹具和转子夹具之间切换位置的机械臂；所述取件夹具固定在机械臂上；所述取件夹具包括与磁瓦夹具表面形状吻合的卡板、与磁瓦夹具内的磁瓦位置对应的多个仿形气动吸盘；所述卡板转动固定在机械臂上，仿形气动吸盘固定在卡板的下表面；气动设备通过气管穿过所述卡板与多个仿形气动吸盘连接。

8.根据权利要求1所述的一种永磁电机贴磁机，其特征在于：所述转子夹具包括支撑座，所述支撑座包括依次线性排布的第一支架、第二支架、第三支架；所述转子包括圆柱形轴头和异形轴头；所述圆柱形轴头和异形轴头分别转动固定在第一支架和第二支架上，伺服电机固定在第三支架上，并与转子的一端轴头同轴固定；转子固定在支撑座上，且转子的一端轴头与伺服电机同轴固定；在所述第一支架上还固定有零点找正传感器、在第二支架上还固定有物料检测传感器；所述零点找正传感器和物料检测传感器均与控制器通信连接。

9.根据权利要求8所述的一种永磁电机贴磁机，其特征在于：所述第一支架上竖向开设有滑槽，在滑槽内滑动固定有高度调节块，所述高度调节块的顶端固定有两个定位滚轮，两个定位滚轮水平间隔排布；所述圆柱形轴头搁置在两定位滚轮之间并被两定位滚轮支撑定位；

所述高度调节块背向转子的一侧还设置有水平板，在水平板上固定有顶紧气缸。

10.根据权利要求8所述的一种永磁电机贴磁机，其特征在于：在所述第二支架朝向转子的一侧还固定有定位板，在定位板上水平方向上间隔固定有两定位轴承；所述异形轴头包括圆柱段和异形段；所述异形段位于最外端；圆柱段搁置在两定位轴承上，两定位轴承为圆柱段提供支撑；所述第二支架上水平开设有轴孔，轴孔内固定有轴承，轴承内固定有定位卡头；所述定位卡头一端穿出轴承与伺服电机输出端同轴固定，另一端为与所述异形段固定配合的异形卡头。

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