铁芯转子绕线机
技术领域
本实用新型涉及电机制造设备技术领域,特别涉及铁芯转子绕线机。
背景技术
铁芯通常是由一个定子和一个转子组合,是电机的核心部件。生产时,铁芯转子的表面需要装设电枢绕组(漆包线),通电后产生感应电动势,充当旋转磁场后产生电磁转矩。
现有技术中,在对线沟较少的转子进行绕线时,普遍利用转子绕线机进行生产,由于此类转子的线沟少、结构简单,对于转子绕线机的功能性、设备复杂性的要求也相应较低;在生产线沟较多的转子时,线沟的密度大、宽度小,采用常规的绕线设备不能满足生产要求,必须采用假钩的手工辅助的半自动方式进行生产。由于人工手法多样,缠绕出的线圈一致性较差,并且手工绕线质量难以保证,转子在遇到振动时,极易造成线圈松散,直接影响到使用此转子的产品质量,同时,人工绕线的劳动效率极低,自动化水平低,也会导致生产成本增高。
实用新型内容
为解决现有技术中,人工生产线沟较多的转子时,具有的产品一致性较差、质量难以保证、自动化水平低、生产成本高的技术问题,本实用新型的技术方案如下:
本实用新型提供了铁芯转子绕线机,包括:
工件置换机构,用于将待加工转子移动至绕线工位以及将加工后转子移出绕线工位;
工件固定机构,用于夹持固定待加工转子;
绕线机构,用于对待加工转子的单组空置线沟进行绕线动作;
工件转动机构,用于周向转动待加工转子,使待加工转子的空置线沟依次朝向所述绕线机构的作业端;
断夹线机构,用于将加工后转子的线材剪断以及夹持断线处;
调位平台,用于对所述绕线机构进行位置调节,使绕线机构的作业端与待加工转子的线沟位置相匹配。
进一步,所述工件置换机构包括置换气缸、置换齿条、置换齿轮及工件安装架;所述置换齿条与置换气缸的伸缩端通过支架连接且置换齿条沿着置换气缸的伸缩端的运动方向布置,所述置换齿轮与置换齿条啮合,所述工件安装架的上部设置绕线工位和准备工位,两个所述工位的内部均具有转子套设轴,所述工件安装架的下部为转轴并与置换齿轮同轴固定连接;所述置换气缸动作时带动置换齿条做直线运动,所述置换齿条带动置换齿轮和工件安装架同步周向转动,进而使所述绕线工位和准备工位交替更换位置。
进一步,所述工件固定机构包括上固定气缸、下固定气缸、上压紧部及下压紧部;所述上固定气缸的伸缩端与上压紧部连接,所述下固定气缸的伸缩端与下压紧部连接;所述上固定气缸和下固定气缸动作时,带动所述上压紧部和下压紧部以相对的方向移动,进而将待加工转子夹持固定于所述上压紧部和下压紧部之间。
进一步,所述绕线机构包括定位板、绕线导向块、导向块气缸、绕线爪、绕线爪转动装置及走线组件;所述定位板预安装于工件置换机构的工位内,所述定位板的一边与待加工转子的线沟平行;所述绕线导向块靠近转子的部分具有插接部,所述插接部的侧面均为坡面且端部伸入待加工转子的线沟内,所述插接部与待加工转子的线沟和定位板均具有走线的间隙;所述导向块气缸的伸缩端与绕线导向块的后侧连接,带动所述绕线导向块在工位上进出;所述绕线爪套设于绕线导向块的外部,后侧与所述绕线爪转动装置的运动端连接;所述走线组件设置于绕线爪外侧,绕线所需的线材通过所述走线装置引出并与断夹线机构连接;
当所述绕线爪转动装置带动绕线爪转动时,线材缠绕于所述绕线导向块的外侧并被绕线产生的张力拖动,沿着所述绕线导向块的坡面向末端滑动,线材依次穿过所述插接部与定位板和线沟的间隙,进而绕设于待加工转子的线沟内部。
进一步,所述绕线爪转动装置包括绕线爪电机、绕线爪主动轮及绕线爪从动轮;所述绕线爪电机的输出轴套设绕线爪主动轮,所述绕线爪主动轮与绕线爪从动轮通过传输皮带连接,所述绕线爪从动轮与绕线爪同轴固定连接,通过所述绕线爪电机带动绕线爪主动轮、绕线爪从动轮及绕线爪同步周向转动;所述绕线爪从动轮还活动套设于导向块气缸的伸缩端的外部。
进一步,所述工件转动机构包括工件转动电机、工件转动主动轮、工件转动从动轮及转动轴;所述工件转动电机的输出轴套设工件转动主动轮,所述工件转动主动轮与工件转动从动轮通过传输皮带连接,所述工件转动从动轮通过转动轴与转子套设轴同轴固定连接,通过所述工件转动电机带动工件转动主动轮、工件转动从动轮及转子套设轴同步周向转动,进而使套设在所述转子套设轴外部的待加工转子转动;所述工件转动从动轮的转动轴还活动套设于下压紧部的内部。
进一步,所述断夹线机构包括上断线部、下断线部、纵向气缸及夹线调位气缸;所述上断线部和下断线部具有两组配合的咬合部,分别为带刃咬合部及不带刃咬合部,线材的走线方向为所述不带刃咬合部指向带刃咬合部;所述纵向气缸的伸缩端与下断线部连接,通过所述纵向气缸带动下断线部向上断线部移动,进而使两个所述咬合部闭合,所述带刃咬合部将线材切断,同时,所述不带刃咬合部将线材夹持;所述上断线部、下断线部及纵向气缸均通过支架与夹线调位气缸的伸缩端连接,通过所述夹线调位气缸调整断夹线机构的位置,进而匹配所述绕线机构的作业端。
进一步,所述调位平台包括X轴向调位组件、Y轴向调位组件及Z轴向调位组件;所述X轴向调位组件、Y轴向调位组件及Z轴向调位组件的结构相同,均包括丝杠螺母副、导向机构及安装台;所述绕线机构设置于X轴向调位组件的安装台,所述X轴向调位组件设置于Y轴向调位组件的安装台,所述Y轴向调位组件设置于Z轴向调位组件的导向机构。
进一步,还包括上安装架提升机构;所述上安装架提升机构包括上安装架及上安装架气缸,所述上安装架与上安装架气缸的伸缩端连接,通过所述上安装架气缸运动可以提升上安装架的位置;所述上安装架布置有断夹线机构、上固定气缸及上压紧部。
进一步,还包括放线机构;所述放线机构包括放线辊、线材调位部、导线轮及导线孔,依次布置于线材的行径轨迹上。
本实用新型中的铁芯转子绕线机,与现有技术相比,其有益效果为:
本实用新型中的铁芯转子绕线机,通过增设工件置换机构、工件固定机构、绕线机构、工件转动机构、断夹线机构、调位平台等组件,可适用于多种类型的转子工件,使转子工件的上料工序、绕线工序、断线工序、下料工序等实现了连续自动化生产,节省人力资源,生产时间不间断,多个工位绕线提升了绕线效率,且结构紧凑,占用空间小,装置的生产成本及运行成本低。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的铁芯转子绕线机的示意图;
图2是本实用新型实施例提供的工件置换机构的示意图;
图3是本实用新型实施例提供的工件固定机构的示意图;
图4是本实用新型实施例提供的绕线机构的示意图;
图5是本实用新型实施例提供的绕线机构的局部放大示意图;
图6是本实用新型实施例提供的待加工转子与绕线导向块的示意图;
图7是本实用新型实施例提供的工件转动机构的示意图;
图8是本实用新型实施例提供的断夹线机构的示意图;
图9是本实用新型实施例提供的调位平台的示意图;
图10是本实用新型实施例提供的放线机构的示意图。
附图标记:100、待加工转子;101、线沟;11、置换气缸;12、置换齿条;13、置换齿轮;14、工件安装架;15、转子套设轴;16、导向轮;17、准备工位;18、绕线工位;21、上固定气缸;22、下固定气缸;23上压紧部;24、下压紧部;31、定位板;32、绕线导向块;33、导向块气缸;34、绕线爪;35、绕线爪转动装置;351、绕线爪电机;352、绕线爪主动轮;353、绕线爪从动轮;36、走线组件;37、插接部;41、工件转动电机;42、工件转动主动轮;43、工件转动从动轮;44、转动轴;51、上断线部;52、下断线部;53、纵向气缸;54、夹线调位气缸;55、带刃咬合部;56、不带刃咬合部;61、丝杠螺母副X;62、导向机构X;63、安装台X;64、底座X;65、丝杠螺母副Y;66、导向机构Y;67、安装台Y;68、底座Y;691、丝杠螺母副Z;692、导向机构Z;693、安装台Z;694、底座Z;71、上安装架;72、上安装架气缸;81、线材调位部;82、导线轮;83、导线孔。
具体实施方式
下面将结合附图,对本实用新型中的技术方案进行描述。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。
在本实用新型的描述中,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;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;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。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实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“侧”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于安装的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
还需说明的是,本实用新型实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件,对于本实用新型实施例中相同的零部件,图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记,应理解的是,对于其他相同的零件或部件,附图标记同样适用。
以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
如图1所示,本实用新型提供了铁芯转子绕线机,包括:
工件置换机构,用于将待加工转子100移动至绕线工位以及将加工后转子移出绕线工位;
工件固定机构,用于夹持固定待加工转子100;
绕线机构,用于对待加工转子100的单组空置线沟101进行绕线动作;
工件转动机构,用于周向转动待加工转子100,使待加工转子100的空置线沟101依次朝向绕线机构的作业端;
断夹线机构,用于将加工后转子的线材剪断以及夹持断线处;
调位平台,用于对绕线机构进行位置调节,使绕线机构的作业端与待加工转子100的线沟101位置相匹配。
本实施例提供了铁芯转子绕线机,系统性的介绍了本实用新型中各个模块机构的工作任务,现将所有模块组合后描述本实用新型的工作流程,具体为:
准备工作,在绕线加工前期,采集待加工转子100的尺寸信息,包括转子尺寸、线沟101尺寸等,将其安装于工件置换机构上,调转至绕线工位与绕线机构的作业端预对接,使用调位平台对绕线机构整体位置进行调节,使绕线机构的作业端符合待加工转子100的绕线要求,同时,将线材引入绕线机构,断夹线机构夹持固定线材末端;
绕线工作,前述的准备工作完成后,正式开始绕线工作,将待加工转子100装设于工件置换机构上,调转至绕线工位,工件固定机构对绕线工位上的待加工转子100夹持固定,绕线机构动作对待加工转子100的单组空置线沟101进行绕线加工,单组空置线沟101绕线完成后,工件转动机构周向转动待加工转子100使旁侧的空置线沟101转向绕线机构的作业端,绕线机构动作完成绕线加工,依次类推将待加工转子100的所有空置线沟101进行绕线;
工件置换,所有线沟101绕线完成后,断夹线机构对加工后转子的线材剪断,同时夹持新的断线处,用于准备下个转子的绕线工作,工件置换机构将加工后转子移出工位,通过人工或者机械手将加工后转子卸出,同时工件置换机构将新的待加工转子100移至绕线工位,重复前述的绕线工作。
如图2所示,本实施例提供了工件置换机构,其结构具体为:包括置换气缸11、置换齿条12、置换齿轮13及工件安装架14。置换齿条12与置换气缸11的伸缩端通过支架连接,置换齿条12沿着置换气缸11的伸缩端的运动方向布置,置换齿轮13与置换齿条12啮合,置换齿条12相对于置换齿轮13的另一侧具有起支撑作用的导向轮16。工件安装架14的整体结构呈“T”型,工件安装架14的上部设置绕线工位18和准备工位17,两个工位的内部均具有转子套设轴15,待加工转子100套设在转子套设轴15并被周向限制,工件安装架14的下部为转轴并与置换齿轮13同轴固定连接,置换齿轮13周向转动带动转轴和两个工位同步转动。工作原理为:置换气缸11动作时带动置换齿条12做直线运动,置换齿条12带动置换齿轮13和工件安装架14同步周向转动,绕线工位18和准备工作相对的做180°圆周运动,进而使绕线工位18和准备工位17交替更换位置。
工作时,提前在准备工位17内通过人工或机械手上料,准备工位17转动至绕线机构的作业端后变身为绕线工位18,相应的另一侧的绕线工位18被转出后变身为准备工位17,并被继续上料,待绕线加工完成后工件安装架14再次转动,两个工位再次互换功能身份。
如图3所示,本实施例提供了工件固定机构,其结构具体为:包括上固定气缸21、下固定气缸22、上压紧部23及下压紧部24。上固定气缸21的伸缩端与上压紧部23连接,下固定气缸22的伸缩端与下压紧部24连接。上固定气缸21和下固定气缸22动作时,带动上压紧部23和下压紧部24以相对的方向移动,进而将待加工转子100夹持固定于上压紧部23和下压紧部24之间。
工作时,当工件置换机构将待加工转子100转至绕线机构的作业端时,启动上固定气缸21和下固定气缸22,上压紧部23和下压紧部24相对轴向运动,将待加工转子100夹持固定,绕线机构工作完成后,启动上固定气缸21和下固定气缸22,上压紧部23和下压紧部24反向轴向运动,工件置换机构将加工后转子转出,并将新的待加工转子100转入,重复前述的夹持固定动作。
如图4-6所示,本实施例提供了绕线机构,其结构具体为:包括定位板31、绕线导向块32、导向块气缸33、绕线爪34、绕线爪转动装置35及走线组件36。根据待加工转子100的尺寸信息,定位板31预安装于工件置换机构的工位内,使定位板31的一边与待加工转子100的线沟101平行。绕线导向块32靠近转子的部分具有插接部37,插接部37的侧面均为坡面且端部伸入待加工转子100的线沟101内,插接部37的形状类似卧设的棱锥,当线圈在棱锥的表面收紧时,会趋于向棱锥尖部滑动,本实施例中的绕线导向块32即基于该原理设计而出。插接部37与待加工转子100的线沟101和定位板31均具有走线的间隙。导向块气缸33的伸缩端与绕线导向块32的后侧连接,带动绕线导向块32在工位上进出,该设计为了工件置换机构启动时,防止绕线导向块32形成干涉。绕线爪34套设于绕线导向块32的外部,后侧与绕线爪转动装置35的运动端连接。走线组件36设置于绕线爪34外侧,绕线所需的线材通过走线组件36引出并与断夹线机构连接,其中,走线组件36包括导线轮82及导线孔83,走线组件36与断夹线机构配合使用,使引出的线材靠近绕线导向块32的插接部37。
工作时,绕线爪转动装置35带动绕线爪34在绕线导向块32的外侧转动,线材缠绕于绕线导向块32的外侧并被绕线产生的张力拖动,已经成型的线圈沿着绕线导向块32的坡面向末端滑动,线圈依次穿过插接部37与定位板31和线沟101的间隙,进而滑至待加工转子100的线沟101内部,同时,绕线产生的张力继续作用,使线材收紧,线圈紧紧地缠绕于线沟101内。
如图4所示,本实施例提供了绕线爪转动装置35,其结构具体为:包括绕线爪电机351、绕线爪主动轮352及绕线爪从动轮353。绕线爪电机351的输出轴套设绕线爪主动轮352,绕线爪主动轮352与绕线爪从动轮353通过传输皮带连接,绕线爪从动轮353与绕线爪34同轴固定连接,通过绕线爪电机351带动绕线爪主动轮352、绕线爪从动轮353及绕线爪34同步周向转动。绕线爪从动轮353还活动套设于导向块气缸33的伸缩端的外部,即导向块气缸33的伸缩端穿过绕线爪从动轮353与另一侧的绕线导向块32连接,该设计为了节省安装空间。
如图7所示,本实施例提供了工件转动机构,其结构具体为:包括工件转动电机41、工件转动主动轮42、工件转动从动轮43及转动轴44。工件转动电机41的输出轴套设工件转动主动轮42,工件转动主动轮42与工件转动从动轮43通过传输皮带连接,工件转动从动轮43通过转动轴44与转子套设轴15同轴连接,通过工件转动电机41带动工件转动主动轮42、工件转动从动轮43及转子套设轴15同步周向转动,进而使套设在转子套设轴15外部的待加工转子100转动,依次将未绕线的空置线沟101转向绕线机构的作业端。工件转动从动轮43的转动轴44还活动套设于下压紧部24的内部,即工件转动从动轮43的转动轴44穿过下压紧部24与转子套设轴15抵接,该设计类似前述的绕线爪转动装置35的导向块气缸33的伸缩端和绕线爪从动轮353的布置关系,为了实现装置的轴向运动以及周向转动。
工作时,当待加工转子100一侧的线沟101被绕线完成后,启动工件转动电机41带动工件转动主动轮42和工件转动从动轮43转动,工件转动从动轮43又带动转动轴44同步转动,转动轴44又带动转子套设轴15和待加工转子100同步转动,进而使待加工转子100将未绕线的空置线沟101转向绕线机构的作业端进行绕线加工,待完成该线沟101的绕线操作后,重复工件转动机构的转动动作,以将转子的所有线沟101全部完成绕线加工。
如图8所示,本实施例提供了断夹线机构,其结构具体为:包括上断线部51、下断线部52、纵向气缸53及夹线调位气缸54。上断线部51和下断线部52具有两组配合的咬合部,分别为右侧的带刃咬合部55及左侧的不带刃咬合部56,线材的走线方向为不带刃咬合部56指向带刃咬合部55。纵向气缸53的伸缩端与下断线部52连接,通过纵向气缸53带动下断线部52向上断线部51移动,进而使两个咬合部闭合,带刃咬合部55将线材切断,同时,不带刃咬合部56将线材夹持。上断线部51、下断线部52及纵向气缸53均通过支架与夹线调位气缸54的伸缩端连接,通过夹线调位气缸54调整断夹线机构的位置,进而匹配绕线机构的作业端。
工作时,在初始状态时,通过夹线调位气缸54调节上断线部51、下断线部52的位置,进而匹配绕线机构所需的配合位置,同时,线材通过手工上线由走线组件36引出,启动纵向气缸53带动下断线部52向上断线部51闭合,使线材端部夹设于不带刃咬合部56,之后进行绕线工序,待绕线工序完成后启动纵向气缸53带动下断线部52向下运动打开不带刃咬合部56,同时线材滑动至带刃咬合部55及不带刃咬合部56,启动纵向气缸53带动下断线部52向上断线部51闭合,夹持与断线同步完成,之后工件置换机构转动新的待加工转子100至绕线机构的作业端,重复上述夹持及断线工作。
如图9所示,本实施例提供了调位平台,其结构具体为:包括X轴向调位组件、Y轴向调位组件及Z轴向调位组件,三个方向的位移平台,可使绕线机构进行三向定位。X轴向调位组件、Y轴向调位组件及Z轴向调位组件的结构相同,均包括丝杠螺母副、导向机构、安装台及底座,其中导向机构为导轨组件,包括滑块及导轨。
具体的,X轴向调位组件包括丝杠螺母副X61、导向机构X62、安装台X63、底座X64,绕线机构设置于安装台X63,丝杠螺母副X61的螺母与安装台X63连接,安装台X63与导向机构X62的滑块连接,导向机构X62的导轨与底座X64连接,丝杠螺母副X61动作,带动安装台X63沿着丝杠螺母副X61的丝杠长度方向移动,进而实现绕线机构X轴向定位;Y轴向调位组件包括丝杠螺母副Y65、导向机构Y66、安装台Y67、底座Y68,安装台Y67与底座X64为一体结构,丝杠螺母副Y65的螺母与安装台Y67连接,安装台Y67与导向机构Y66的滑块连接,导向机构Y66的导轨与底座Y68连接,Y轴向调位组件类似X轴向调位组件的运动原理,实现绕线机构Y轴向定位;Z轴向调位组件包括丝杠螺母副Z691、导向机构Z692、安装台Z693、底座Z694,导向机构Z692的滑块通过安装台Z693与丝杠螺母副Z691的螺母连接,导向机构Z692的滑块另一端与底座Y68连接,导向机构Z692的导轨设置于底座Z694上,丝杠螺母副Z691动作,螺母带动安装台Z693和滑块同步动作,进而带动Z轴向调位组件上部的X轴向调位组件、Y轴向调位组件、绕线机构同步动作,实现绕线机构Z轴向定位。
如图9所示,本实施例提供了上安装架提升机构,适用于机械手生产线,其结构具体为:上安装架提升机构包括上安装架71及上安装架气缸72,上安装架71与上安装架气缸72的伸缩端连接,通过上安装架气缸72运动可以提升上安装架71的位置。上安装架71布置有断夹线机构、上固定气缸21及上压紧部23。
工作时,适用于机械手生产线的情况下,转子套设轴15的长度比较大,为防止上部的安装架对工件置换机构形成干涉,需要采用上安装架71可提升的设计,每次进行工件置换时,启动上安装架气缸72使上安装架71进行提升,当置换完成进行绕线工序时,上安装架气缸72启动使上安装架71归位,之后断夹线机构、上固定气缸21及上压紧部23才可以正常工作。
如图10所示,本实施例提供了放线机构,其结构具体为:包括放线辊、线材调位部81、导线轮82及导线孔83,依次布置于线材的行径轨迹上。其中,放线辊使用现有技术中的放线装置,线材调位部81用于调节线材的张力和进入导线轮82的角度,导线孔83开设于绕线机构或其他不便于设置导线轮82的位置。
上述的置换气缸11、置换齿条12、置换齿轮13、上固定气缸21、下固定气缸22、导向块气缸33、绕线爪电机351、绕线爪主动轮352、绕线爪从动轮353、工件转动电机41、工件转动主动轮42、工件转动从动轮43、纵向气缸53、夹线调位气缸54、丝杠螺母副、导向机构、上安装架气缸72均为现有技术,名称仅用于指代模块机构的归属关系,不代表其他意义,同时,为了实现上述模块机构的功能,上述的零部件均通过连接板、轴承、螺栓螺母等组件安装于机架,在此不再赘述。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。