CN103840613A - 五合一转子全自动装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了五合一转子全自动装配设备，包括底座，底座上设置有机械手输送臂，机械手输送臂上设置有若干主机械手，底座上沿机械手输送臂依次设置有纵向排列的绕线主体送料装置、转子轴安装工位、端盖安装工位、换向器安装工位、成品堆放区，底座上还设置有控制主机械手及各个工位装置自动动作的PLC控制器。本发明的五合一转子全自动装配设备实现五合一转子的全自动化装配，设备的生产速率可达500件/小时，为人工组装速度的2倍多，大大提高了生产效率、节省了人力资源，适用于五合一转子的大批量生产，有利于提高企业的竞争力。

Description

五合一转子全自动装配设备

技术领域

本发明涉及工业生产设备，具体是一种五合一转子全自动装配设备。

背景技术

现有的一种五合一转子，由转子轴、绕线主体、左右端盖和换向器五个部件装配而成，其中，绕线主体上设置有绕线槽，左右端盖、换向器的截面与绕线主体的截面形状相同。绕线主体、左右端盖和换向器中部设置有通孔，转子轴分别穿过绕线主体、左右端盖和换向器的通孔把多个部件连接起来，绕线主体、左右端盖和换向器与转子轴是采用过盈配合的方式组装。

现有的五合一转子组装包括以下三个步骤：1）采用轴安装设备把转子轴安装到绕线主体上；2）采用端盖安装设备把左右端盖安装到转子轴上，左右端盖分别位于绕线主体的左右端并紧贴绕线主体设置，左右端盖的形状与绕线主体的截面形状相对应；3）采用换向器安装设备把换向器穿装到转子轴上，换向器的形状与绕线主体的截面形状相对应。目前，轴安装设备、端盖安装设备、换向器安装设备为冲床，上述的三个安装步骤分别由工人控制冲床进行，在生产过程中，工人需要把用到的配件或半成品对齐，排列放置在冲床上，然后控制冲床工作安装相应的配件，装配好的半成品送到下一步骤的工人进行装配。传统的装配过程的劳动强度大，需要的劳动力多，提高生产成本，同时，各个工序步骤之间没有很好的连接起来，严重影响生产的效率，采用冲床进行装配的传统生产过程，一小时能生产的转子数量为200左右，不能满足现代快速生产的生产需求。

因此，申请人设计一种五合一转子全自动装配设备，该设备上包括每一个转子配件的安装工序，实现五合一转子的全自动装配。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种五合一转子全自动装配设备，实现五合一转子的全自动装配。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

五合一转子全自动装配设备，包括底座，其特征在于，

所述底座上设置有机械手输送臂，所述机械手输送臂上设置有若干主机械手；

底座上沿机械手输送臂依次设置有纵向排列的绕线主体送料装置、转子轴安装工位、端盖安装工位、换向器安装工位、成品堆放区，主机械手从绕线主体送料装置抓取绕线主体，依次送到转子轴安装工位、端盖安装工位、换向器安装工位，并在上述工位上分别安装转子轴、左右端盖和换向器，完成五个配件装配的转子由主机械手抓取放置到成品堆放区；

底座上设置有控制主机械手及各个工位装置自动动作的PLC控制器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述转子轴安装工位一侧设置有转子轴送料装置；所述转子轴送料装置上方设置有将转子轴抓取到转子轴安装工位的辅机械手；所述转子轴安装工位上设置有把转子轴推送使其穿装在绕线主体上的轴推送装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述端盖安装工位两侧分别设置有用于把左右端盖输送到端盖安装工位的端盖送料装置；所述端盖安装工位上设置有把左右端盖推送使其穿装在转子轴上的盖板推送装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述换向器安装工位一侧设置有用于把换向器输送到换向器安装工位的换向器送料装置；所述换向器送料装置设置有将换向器抓取到换向器安装工位的辅机械手；所述换向器安装工位上设置有把换向器推送使其穿装在转子轴上的换向器推送装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主机械手为电磁抓手，内部设置有电磁线圈，主机械手上设置有与绕线主体大小形状相配的上弧槽。电磁抓手内部的电磁线圈在通电时带有磁性，能吸起绕线主体，断电后磁性消失，放下绕线主体，采用电磁抓手能简化主机械手的结构，而且控制简单。主机械手上设置有上弧槽配合绕线主体的形状，增强吸附面积，从而增大吸力，有利于吸起绕线主体。 

作为上述技术方案的进一步改进，所述转子轴安装工位、端盖安装工位、换向器安装工位上分别设置有用于放置绕线主体的置物座，所述置物座上设置有与绕线主体大小形状相配的下弧槽，置物座的下弧槽与主机械手的上弧槽配合定位绕线主体，方便各个工位装置动作进行装配。

作为上述技术方案的进一步改进，所述端盖安装工位、换向器安装工位上的置物座内分别设置有绕线主体角度定位装置；所述端盖安装工位上设置有端盖角度定位装置，所述端盖定位后的角度与绕线主体相匹配；所述换向器安装工位上设置有换向器定位装置，所述换向器定位后的角度与绕线主体相匹配。通过各个定位装置保证了绕线主体、端盖和换向器的装配符合要求。

作为上述技术方案的进一步改进，所述绕线主体角度定位装置包括可移动设置在置物座下弧槽底部的契块和连接契块的推送气缸，所述契块的形状与绕线主体上的绕线槽形状相配合，推送气缸推动契块前进，契块伸进绕线主体的绕线槽内并带动绕线主体转动，定位绕线主体的角度位置；

所述端盖角度定位装置包括设置在端盖送料装置末端的契块和用于控制契块上下移动的振动装置，所述契块位于端盖下方，振动装置驱动契块上下移动，端盖受到震动后与契块吻合定位角度，端盖定位后的角度与绕线主体相匹配；

所述换向器定位装置包括可移动设置在换向器送料装置末端的契块、连接契块的推送气缸和设置在换向器推送装置前端的卡位装置，所述换向器在换向器送料装置末端设置角度位置后由辅机械手抓取到卡位装置固定，固定后的换向器角度与绕线主体相匹配。

作为上述技术方案的进一步改进，所述绕线主体送料装置、转子轴送料装置、端盖送料装置、换向器送料装置上分别设置有用于检测送料情况的检测装置，所述检测装置连接PLC控制器。当检测装置检测到所在位置没有相应的配件时，发送信号到PLC控制器，PLC控制器控制相应的送料装置动作进行送料；当检测装置检测到所在位置的配件时，发送信号到PLC控制器，PLC控制器控制相应的送料装置停止送料。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主机械手上设置有用于感应绕线主体的绕线主体感应装置，所述绕线主体感应装置连接PLC控制器。当主机械手抓取绕线主体移动到下一工位时，由绕线主体感应装置感应该工位上是否放置有绕线主体，如该工位上放置有绕线主体，则发送信号到PLC控制器，PLC控制器暂停设备，并发出错误报警信号；操作人员清理了设备上多出的绕线主体后，设备再重新动作。

本发明的有益效果是：

本发明的五合一转子全自动装配设备实现五合一转子的全自动化装配，设备的生产速率可达500件/小时，为人工组装速度的2倍多，大大提高了生产效率、节省了人力资源，适用于五合一转子的大批量生产，有利于提高企业的竞争力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整机示意图之一；

图2是本发明的整机示意图之二；

图3是绕线主体送料装置的结构示意图；

图4是转子轴安装工位的结构示意图；

图5是端盖安装工位的结构示意图；

图6是置物座与推送气缸的结构示意图；

图7是换向器安装工位的结构示意图；

图8是主机械手的结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，本发明提供的五合一转子全自动装配设备，包括底座3，底座3上方设置有机械手输送臂2，机械手输送臂2上设置有若干主机械手21，底座3上沿机械手输送臂2依次设置有纵向排列的绕线主体送料装置1、转子轴安装工位、端盖安装工位、换向器安装工位、成品堆放区，装配时，主机械手21从绕线主体送料装置1抓取绕线主体，依次送到转子轴安装工位、端盖安装工位、换向器安装工位，并在上述工位上分别安装转子轴、左右端盖和换向器，完成五个配件装配的转子由主机械手21抓取放置到成品堆放区。

参照图3，所述绕线主体送料装置1包括用于盛放绕线主体100的盛料框11，盛料框11前方设置有震动出料装置12和送料槽13，所述送料槽13呈L型，绕线主体100依次排列在倾斜设置的送料槽13长边上，送料槽13长边末端设置有把绕线主体推送到短边末端的送料推送装置14，主机械手21从送料槽13短边的末端抓取绕线主体并沿机械手输送臂2输送到转子轴安装工位，送料槽13上方设置有检测装置9。

参照图4，转子轴安装工位上设置有置物座31，置物座31上设置有与绕线主体配合的下弧槽，绕线主体放置在置物座31上，主机械手21的上弧槽与置物座31的下弧槽配合定位绕线主体。所述转子轴安装工位一侧设置有转子轴送料装置41，转子轴送料装置41上设置有检测装置9。转子轴送料装置41上方设置有将转子轴抓取到转子轴安装工位的辅机械手43，转子轴正对绕线主体的通孔放置，转子轴安装工位上设置有把转子轴推送使其穿装在绕线主体上的轴推送装置42，为了保证轴推送装置42的稳定性，所述轴推送装置42优选采用液压动力，同时，轴推送装置42与转子轴接触那一面的面积远大于转子轴的截面积。

进一步，转子轴安装工位上还设置有轴导向座44，轴导向座44沿转子轴推送方向设置在置物座31后方，轴导向座44上设置有导向槽，导向槽与穿过绕线主体后的转子轴位置相对应。 

参照图5、图6，所述端盖安装工位上设置有置物座31，上一工位装配好的半成品放置在置物座31上。所述端盖安装工位上的置物座31设置有绕线主体角度定位装置，包括可移动设置在置物座31下弧槽底部的契块和连接契块的推送气缸32，契块的形状与绕线主体上的绕线槽形状相配合。绕线主体放置在置物座31后，推送气缸32推动契块前进，契块伸进绕线主体的绕线槽内并带动绕线主体转动，定位绕线主体的角度位置。在端盖安装工位的两侧分别设置有端盖送料装置51，端盖送料装置51可选用螺旋震动送料盘，通过震动使端盖分别输送到端盖安装工位，并分别位于绕线主体的左右两侧；两个端盖送料装置51上分别设置有检测装置9。端盖送料装置51末端设置有盖板推送装置52，左右端盖从送料装置下来后落在盖板推送装置52前方，盖板推送装置52前方设置有限制端盖位置的前挡板，端盖下方设置有端盖角度定位装置，包括契块，契块上连接有振动装置。端盖从螺旋震动送料盘下来到达设定位置后，振动装置驱动契块上下移动，端盖受到震动后与契块吻合定位角度，端盖定位后的角度与绕线主体相匹配，然后由盖板推送装置52把左右端盖推送使其穿装在转子轴上。

参照图7，所述换向器安装工位上设置有与端盖安装工位一致的置物座31，置物座31上设置有相同的绕线主体角度定位装置，上一工位装配好的半成品放置在置物座31上。在换向器安装工位一侧设置有换向器送料装置61，换向器送料装置61同样优选为螺旋震动送料盘，其上设置有检测装置9。螺旋震动送料盘把换向器沿送料路线输送到末端，由辅机械手62抓取换向器放置到换向器推送装置63上，换向器推送装置63上将换向器推送使其穿装在转子轴上。

进一步，所述换向器送料装置61上也设置有换向器定位装置。换向器定位装置包括可移动设置在换向器送料装置61末端的契块、连接契块的推送气缸32和设置在换向器推送装置63前端的卡位装置，所述换向器在换向器送料装置61末端设置角度位置后由辅机械手62抓取到卡位装置固定，固定后的换向器角度与绕线主体相匹配，并且换向器上的通孔正对转子轴。

本发明的全自动装配设备中，所述的推送装置、机械手输送臂、机械手驱动装置等动力机构优选采用气缸，同时也可采用电机或者液压等动力机构。

完成五个配件装配的转子成品由主机械手21抓取放置到成品堆放区，成品堆放区上设置有倾斜的导轨7，用于引导放置其上的转子成品顺序排列，操作工人只需定时收取成品堆放区的成品即可。

所述的底座3上设置有PLC控制器8，PLC控制器8内设置有预编的PLC程序，所述PLC控制器8连接上述各个工位上的装置及机械手输送臂2和主机械手21，用于控制装配设备的各个装置按程序动作，实现全自动化装配。操作工人通过PLC控制器8可对装配设备的各个装置进行调控，控制方便；此外，PLC控制器8上还设置有错误报警提示等功能，当设备在运行过程中出现问题时，可自动停止设备并发出报警信号，指示出现问题的工位所在。

本发明的五合一转子全自动装配设备实现五合一转子的全自动化装配，设备的生产速率可达500件/小时，为传统装配速度的2倍多，大大提高了生产效率；同时，本装配设备采用PLC控制进行自动化生产，只需一个操作工人通过PLC控制器8监控设备的生产流程，和对成品进行收取，对比传统的装配过程，降低了操作工人的劳动强度，节省了人力资源。综上所述，本发明的全自动装配设备适用于五合一转子的大批量生产，有利于提高企业的竞争力。

进一步，参照图8，本发明的五合一转子全自动装配设备中，所述的主机械手21优选采用电磁抓手，内部设置有电磁线圈。电磁抓手内部的电磁线圈在通电时带有磁性，能吸起绕线主体，断电后磁性消失，放下绕线主体，采用电磁抓手能简化主机械手21的结构，而且控制简单，抓取的步骤也得到简化。主机械手21下方设置有与绕线主体大小形状相配的上弧槽，增大吸附面积，从而增强吸力，有利于吸起绕线主体。此外，主机械手21上还设置有连接PLC控制器8的绕线主体感应装置，所述绕线主体感应装置可为磁感装置，当主机械手21抓取绕线主体移动到下一工位时，由绕线主体感应装置感应该工位上是否放置有绕线主体，如该工位上放置有绕线主体，则发送信号到PLC控制器8，PLC控制器8暂停设备，并发出错误报警信号；操作人员清理了设备上多出的绕线主体后，设备再重新动作，该效果也可应用在成品堆放区上，用于提醒操作人员及时取走成品堆放区上的转子成品。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.五合一转子全自动装配设备，包括底座，其特征在于，

所述底座上设置有机械手输送臂，所述机械手输送臂上设置有若干主机械手；

底座上沿机械手输送臂依次设置有纵向排列的绕线主体送料装置、转子轴安装工位、端盖安装工位、换向器安装工位、成品堆放区，主机械手从绕线主体送料装置抓取绕线主体，依次送到转子轴安装工位、端盖安装工位、换向器安装工位，并在上述工位上分别安装转子轴、左右端盖和换向器，完成五个配件装配的转子由主机械手抓取放置到成品堆放区；

底座上设置有控制主机械手及各个工位装置自动动作的PLC控制器。 

2.根据权利要求1所述的五合一转子全自动装配设备，其特征在于：所述转子轴安装工位一侧设置有转子轴送料装置；

所述转子轴送料装置上方设置有将转子轴抓取到转子轴安装工位的辅机械手；

所述转子轴安装工位上设置有把转子轴推送使其穿装在绕线主体上的轴推送装置。

3.根据权利要求2所述的五合一转子全自动装配设备，其特征在于：所述端盖安装工位两侧分别设置有用于把左右端盖输送到端盖安装工位的端盖送料装置；

所述端盖安装工位上设置有把左右端盖推送使其穿装在转子轴上的盖板推送装置。

4.根据权利要求3所述的五合一转子全自动装配设备，其特征在于：所述换向器安装工位一侧设置有用于把换向器输送到换向器安装工位的换向器送料装置；

所述换向器送料装置设置有将换向器抓取到换向器安装工位的辅机械手；

所述换向器安装工位上设置有把换向器推送使其穿装在转子轴上的换向器推送装置。

5.根据权利要求1至4任一所述的五合一转子全自动装配设备，其特征在于：所述主机械手为电磁抓手，内部设置有电磁线圈，主机械手上设置有与绕线主体大小形状相配的上弧槽。

6.根据权利要求5所述的五合一转子全自动装配设备，其特征在于：所述转子轴安装工位、端盖安装工位、换向器安装工位上分别设置有用于放置绕线主体的置物座，所述置物座上设置有与绕线主体大小形状相配的下弧槽，置物座的下弧槽与主机械手的上弧槽配合定位绕线主体。

7.根据权利要求6所述的五合一转子全自动装配设备，其特征在于：所述端盖安装工位、换向器安装工位上的置物座内分别设置有绕线主体角度定位装置； 

所述端盖安装工位上设置有端盖角度定位装置，所述端盖定位后的角度与绕线主体相匹配；

所述换向器安装工位上设置有换向器定位装置，所述换向器定位后的角度与绕线主体相匹配。

8.根据权利要求7所述的五合一转子全自动装配设备，其特征在于：所述绕线主体角度定位装置包括可移动设置在置物座下弧槽底部的契块和连接契块的推送气缸，所述契块的形状与绕线主体上的绕线槽形状相配合，推送气缸推动契块前进，契块伸进绕线主体的绕线槽内并带动绕线主体转动，定位绕线主体的角度位置；

所述端盖角度定位装置包括设置在端盖送料装置末端的契块和用于控制契块上下移动的振动装置，所述契块位于端盖下方，振动装置驱动契块上下移动，端盖受到震动后与契块吻合定位角度，端盖定位后的角度与绕线主体相匹配；

所述换向器定位装置包括可移动设置在换向器送料装置末端的契块、连接契块的推送气缸和设置在换向器推送装置前端的卡位装置，所述换向器在换向器送料装置末端设置角度位置后由辅机械手抓取到卡位装置固定，固定后的换向器角度与绕线主体相匹配。

9.根据权利要求1至4任一所述的五合一转子全自动装配设备，其特征在于：所述绕线主体送料装置、转子轴送料装置、端盖送料装置、换向器送料装置上分别设置有用于检测送料情况的检测装置，所述检测装置连接PLC控制器。

10.根据权利要求1至4任一所述的五合一转子全自动装配设备，其特征在于：所述主机械手上设置有用于感应绕线主体的绕线主体感应装置，所述绕线主体感应装置连接PLC控制器。

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