CN106507522A - 用于加热的工业机器人 - Google Patents
用于加热的工业机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106507522A CN106507522A CN201610942034.1A CN201610942034A CN106507522A CN 106507522 A CN106507522 A CN 106507522A CN 201610942034 A CN201610942034 A CN 201610942034A CN 106507522 A CN106507522 A CN 106507522A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solenoid
- heating
- distance measuring
- coil rack
- industrial robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/36—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and impregnating by casting, e.g. vacuum casting
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于加热的工业机器人,其包括底部具有行走机构的移动主体、位置传感器、电磁线圈组件、位置检测部件和位置及姿态控制器;位置及姿态控制器能够根据所述位置传感器控制所述行走机构沿预设轨道相对运动,以运动至预定工位目标位置;根据所述位置检测部件所检测的位置信号实时调节所述电磁线圈的姿态,以保持在所述电磁线圈运动过程中其外表面与被加热工件周向保持间距,最终将所述电磁线圈定位于被加热工件的加热位置;本发明所提供的用于加热的工业机器人能够自动运行至加热位置,并且结合被加热工件的加热控制策略,利用电磁感应涡流加热原理对被加热工件进行加热。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域,特别涉及一种用于加热的工业机器人。
背景技术
永磁电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置,其广泛应用于各种发电场所。其中永磁电机的永磁材料磁性是影响永磁电机发电性能的重要因素之一。
请参考图1和图2,图1为现有技术中永磁电机局部结构示意图;图2为现有技术用于永磁电机磁极防护覆层成型的工艺设备的示意图。
永磁电机包括磁轭壁1、压条2、磁钢3,磁轭壁1一般为圆柱筒,预加工好的压条2使用螺栓4等紧固件安装于磁轭壁1的内周壁,压条2沿轴向延伸,并且沿周向均布有若干压条2,压条2的位置固定后,再将磁钢3沿轴向推至相邻压条之间相应位置,压条2的横截面一般为梯形,即压条2的两侧壁为梯形斜面,沿径向磁钢3被限位于相邻压条2形成的梯形空间内部。磁钢3为永磁材料,永磁材料的主要成分为钕铁硼,钕铁硼中的铁和钕比较容易氧化,引起磁性能变化,故为了尽量避免外界环境对于磁钢3磁性能的影响,一般在磁钢3的表面浇注一层防护覆层6,具体工艺详见以下描述。
首先,将电机转子竖直放置,然后安装真空袋7于磁轭壁1的内壁,真空袋与磁轭壁1形成模腔,压条2、磁钢3被包覆于模腔内部,一般为了增加防护覆层6的强度,压条2和磁钢3表面还预先铺设有一层纤维增强材料。其次,利用真空泵10对模腔抽真空以使增强材料被压实在压条2和磁钢3表面,并引出磁钢3表面和磁轭壁1之间的残余空气,再将粘接剂(树脂类)从储存罐8抽出真空灌并注入模腔,树脂自模腔下端粘接剂入口7a进入沿竖直轴向向另一端流动的同时浸渍纤维增强材料、填充磁钢3与磁轭壁1之间的缝隙、磁钢3与压条2之间的缝隙、覆盖压条2以及磁钢3表面,待粘接剂充满整个模腔和空隙、缝隙后,再浸润、浸渍模腔内与固体的接触面以控制固化工艺过程形成树脂基增强材料防护覆层6。真空袋7的粘接剂出口7b处还连接有树脂收集器9,用于收集多余树脂。
防护覆层6虽然在一定程度上对磁钢3起到很好的保护作用,但是在长期使用过程中,周围环境的水分能够导致纤维及粘接剂基体发生化学变化,引起纤维及基体的性能下降,水分通过扩散可进入防护覆层6与压条2、磁钢3之间的界面,引起相互粘接的界面剥离,导致材料力学性能的下降。粘接剂在温度和湿度改变的环境下会因胀缩而产生失配变形和失配应力,影响结构的变形和材料的损伤。
粘接的界面在模塑形成过程中不可避免存在许多微裂纹等缺陷,在升温膨胀和降温收缩时每个微裂纹的张开、闭合的状态不同,造成了热胀系数的升温、降温过程中的不一致性,裂纹或剥离层面会逐渐增大,降低了防护覆层6的机械性能。并且在使用过程中水分子首先容易侵入防护覆层6内部的自由空间以及孔洞、气泡、微裂纹等微观缺陷处,故初期吸湿较快。
再者,永磁直驱外转子风力发电机现有冷却技术使用自然风去冷却定子铁心支架和转子外壁,同时一定数量的自然环境中的风经发电机定子与转子间隙进入电机内部腔体,再由腔体内的气隙沿电机轴向流到另一端聚集,沉积后轻的空气从后端密封挤出排入大气。流经电机内部空隙的是气(汽)、液、固多相流(其中有空气、水蒸气、雨、雪、盐雾、沙尘、絮状物等)。它们能够引起绝缘性能恶化,其结果导致电机绝缘电气性能、机械性能劣化,剩余耐压水平和寿命减少,最终导致防护覆层6失效。
因此,如何提高电机磁钢3表面防护覆层6的使用寿命,是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种用于加热的工业机器人,包括移动主体,所述移动主体的底部设有行走机构,用于沿预设轨道相对运动,所述移动主体上还设置有以下部件:
位置传感器,用于实时检测所述行走机构的位置信号;
电磁线圈组件,包括电磁线圈和电源,所述电源给所述电磁线圈提供交流电;
位置检测部件,用于检测所述电磁线圈的位置信号;
位置及姿态控制器,根据所述位置传感器控制所述行走机构沿预设轨道相对运动,以运动至预定工位目标位置;根据所述位置检测部件所检测的位置信号实时调节所述电磁线圈的姿态,以保持在所述电磁线圈运动过程中其外表面与被加热工件周向保持间距,最终将所述电磁线圈定位于被加热工件的加热位置。
可选的,所述电磁线圈包括线圈骨架和缠绕于所述线圈骨架上的电磁线缆,并且沿绕线方向所述电磁线缆均匀布置;所述位置及姿态控制器根据所述位置检测部件所检测的位置信号调节所述线圈骨架,以使所述线圈骨架在运动过程中其外表面与被加热工件周向保持间距。
可选的,所述线圈骨架上设置有若干等螺距和等半径的线槽,所述电磁线缆缠绕于相应所述线槽内部,并且所述线槽的深度大于或者等于所述电磁线缆的直径。
可选的,所述移动主体包括本体和水平悬臂模块,所述行走机构、所述位置及姿态控制器和所述电源均集成于所述本体,所述水平悬臂模块的固定端连接所述本体,所述线圈骨架设置于所述水平悬臂模块的悬置端部;所述工业机器人还包括驱动所述水平悬臂模块相对所述本体沿径向运动的第一驱动源。
可选的,所述水平悬臂模块为可伸缩式悬臂,所述工业机器人还包括驱动所述水平悬臂模块沿水平方向伸缩的第二驱动源。
可选的,所述水平悬臂模块的数量至少为两个,各所述水平悬臂模块沿所述线圈骨架的周向外缘均匀布置,所述控制器通过控制各所述水平悬臂模块的伸缩速度和/或伸缩方向调整所述线圈骨架的姿态,以保持所述线圈骨架运动过程中与被加热工件的周向保持距离。
可选的,所述位置检测部件包括测距传感器,所述测距传感器的数量至少为两组,每组至少有一个传感器,各组所述测距传感器均布于所述线圈骨架的外周面。
可选的,每组所述测距传感器的数量为两个,两所述测距传感器沿同一轴向间隔布置;或者,
每组所述测距传感器的数量为两个,沿同一轴向两所述测距传感器分别布置位于所述线圈骨架的前后两端部。
可选的,所述测距传感器的组数与所述水平悬臂的数量相同,并且每一组所述测距传感器与一个所述水平悬臂沿轴向一一对应。
可选的,所述水平悬臂的数量和所述测距传感器的组数均为四个。
可选的,述位置检测部件还包括轴向测距传感器,所述轴向测距传感器位于所述电磁线圈的线圈骨架的端面,用于定位所述电磁线圈的线圈骨架与被加热工件的轴向位置。
可选的,所述本体上设置有液压***,所述行走机构的动力、所述第一驱动源和所述第二驱动源均来源于液压***。
可选的,所述移动主体上还集成有加热控制器,根据被加热工件的温度信号和/或湿度信号控制所述电磁线圈的电源开启、关闭和/或所述电源供给的交流电的频率。
可选的,所述加热控制器与所述位置及姿态控制器二者交互通信,当所述位置及姿态控制器根据所述位置检测部件的信号判断所述电磁线圈组件运动至加热位置后,所述位置及姿态控制器发送指令于所述加热控制器,所述加热控制器启动所述电源对所述电磁线圈进行供交流电以对所述被加热工件进行加热。
可选的,当所述加热控制器根据所述被加热工件的温度信号和/或湿度信号判断解吸附工艺或者固化工艺完成后,所述加热控制器断开所述电源与所述电磁线圈,并发送指令于所述加热控制器,所述加热控制器控制所述电磁线圈退出加热位置,进而控制所述移动主体退出预定工位目标位置。
可选的,在所述电磁线圈退出加热位置的过程中,所述位置及姿态控制器根据所述位置检测部件所检测的位置信号实时调节所述电磁线圈的姿态,以保持在所述电磁线圈运动过程中其外表面与被加热工件周向保持间距。
以被加热工件为外转子式电机转子为例,当对电机转子的真空袋围成的模腔内部部件进行解吸附(或者初步固化或者二次固化)时,位置及姿态控制器根据位置传感器所检测的位置信号控制行走机构相对支撑基础运动,到达移动主体的预定工位目标位置;同时,位置及姿态控制器根据位置检测部件所检测的位置信号实施调节电磁线圈的姿态,以保持电磁线圈运动过程中其外表面与电机转子的真空袋周向保持间距,以将电磁线圈定位于电机转子的内腔中,最终利用电磁感应涡流加热原理对电机转子的磁轭壁及磁钢进行加热。本发明所提供的用于加热的工业机器人能够自动运行至加热位置,利用电磁感应涡流加热原理对被加热工件进行加热。
附图说明
图1为现有技术中的永磁电机局部结构示意图;
图2为现有技术用于永磁电机磁极防护覆层成型的工艺设备的示意图;
图3为现有中电机转子在注入粘接剂过程中粘接剂的流动轨迹示意图;
图4为现有技术中真空袋周向展开状态下,某一具体时刻下粘接剂流动前锋迹线的示意图;
图5为现有技术中真空袋周向展开状态下,另一具体时刻下粘接剂流动前锋迹线的示意图;
图6为本发明的实施例所提供的工艺设备的局部示意图;
图7为本发明的实施例的粘接剂的流动轨迹示意图;
图8为本发明的实施例的电机转子安装于工艺设备上进行注粘接剂的轴向示意图;
图9为图6的轴向示意图;
图10为本发明所提供永磁电机磁极防护覆层成型工艺的流程图;
图11为本发明的实施例的电机转子处于解吸附状态时工艺设备中各部件的连接结构示意图;
图12为本发明的实施例的电机转子处于注粘接剂状态时工艺设备中各部件的连接示意图;
图13为本发明的实施例安装有第一振动部件的结构示意图;
图14为本发明的实施例安装有第一振动部件、第二振动部件的工艺设备与电机转子的组装轴向示意图;
图15为本发明的实施例底部的弧段的粘接剂进行初步固化时,工艺设备的轴向示意图;
图16为本发明的实施例所提供的工业机器人的结构示意图;
图17为图16的轴向示意图;
图18为本发明的实施例中位置检测部件于线圈骨架上布置的轴向视图;
图19为本发明的实施例中位置检测部件于线圈骨架上不知的正视图;
图20为本发明第一种具体实施例中线圈骨架姿态的示意图;
图21为本发明第二种具体实施例中线圈骨架姿态的示意图;
图22为本发明第三种具体实施例中线圈骨架姿态的示意图;
图23为本发明第四种具体实施例中线圈骨架姿态的示意图;
图24为本发明工业机器人应用于电机转子防护覆层成型工艺中的控制原理图。
其中,图1至图5中:
磁轭壁1、压条2、磁钢3、螺栓4、防护覆层6、真空袋7、粘接剂入口7a、粘接剂出口7b、储存罐8、树脂收集器9、真空泵10;
其中,图6至图16中:
支撑台100、滚轮101;
驱动部件200、驱动轴201、柔性联轴器202、转换节203、法兰204、伺服电机205、伺服电机传感器206、基座207;
电机转子300;磁极部件301、防护覆层302、磁轭壁303、增强材料304;
第一振动部件401、第二振动部件402、喇叭辐射型发射机4021、超声波发生器4022;
注粘接剂组件500、真空袋501、入口501a、出口501b、真空泵驱动电机502、真空泵调节阀503、粘接剂收集器504、粘接剂储存罐505、真空泵506、支座507;
解吸附组件600、加热器601、入口过滤部件602、出口过滤部件603、热交换器604;
第二加热装置700、感应加热电源701、电磁线缆702、温度传感器703;
入口流体滑环801、出口流体滑环802;
第一加热装置900;滑轨901、移动主体902、滑道902a、本体9021、水平悬臂模块9022、第一水平悬臂90221、第二水平悬臂90222、第三水平悬臂90223、第四水平悬臂90224,电磁线缆903、线圈骨架904、线槽9041、液压***905、电源906、测距传感器907、第一测距传感器9071、第二测距传感器9072、第三测距传感器9073、第四测距传感器9074、轴向测距传感器908;
内极板110、外极板111;
紫外线辐射部件120。
具体实施方式
针对背景技术中提及的现有技术磁极部件3的防护覆层6长期工作容易界面脱离的技术问题,本申请以外转子为例进行了以下研究及技术方案的描述,当然本发明中的理论及设备也可以运用于内转子电机中。以粘接剂为树脂类为例进行了大量试验,通过试验发现:在电机转子竖直轴向放置于操作平台时,操作者在转子内正视转子磁轭壁轴向高度,在距离下端三分之一区域尚有一些“空泡”。在使用疏密不同的增强材料结果也有区别。
针对上述试验现象,本发明进行了深入研究和分析:首先,从抽真空这个开式***的压强降落顺序入手分析,树脂存储罐8内的粘接剂表面承受的是大气压力,经过吸入管路注入入口存在一次输送通道截面积突缩,产生局部损失,局部损失系数大小为0.5左右,经6-8根软管进注胶口,在接口处局部损失系数都是0.5,粘接剂(如树脂)输入真空袋7模腔内的平均流量等于树脂储存罐8内的粘接剂液面的平均下降速率。
真空泵10的读数换算成绝对压力后减去注胶口平均压力得到注胶过程粘接剂流动阶段的增强材料(与固化后的粘接剂一同形成防护覆层,图中未示出,但不妨碍对技术方案的理解)、磁钢混合空间的等效压降。增强材料(例如玻纤布或者玻璃纤维)、磁钢与磁轭壁间隙也形成粘接剂填充的间隙。在距离下端三分之二区域填充粘接剂后,在真空压差的作用下,这里的内外压差才是接近真空泵10的真空表计的读数,但是在下三分之一处,越靠近注胶口,在注胶后期这一区域内外压差小于上部区域,真空袋7外表面对玻纤布等增强材料的压力是弱于上部区域的真空袋7外表面对玻纤布等增强材料的压力的。
当粘接剂由下至上真空辅助树脂注射成型时,粘接剂(树脂)承受重力作用,在真空泵10对吸入口建立负压与注胶口形成推动力压差的作用下,由磁极最下端向上流动,同时伴随径向渗透、径向浸渍增强材料,径向渗流穿过磁钢与磁钢间隙、磁钢与压条间隙、磁钢与磁钢堵头间隙。
为了进一步研究上述问题,本发明还进行了自上而下进行注射粘接剂的试验。试验发现,当粘接剂由电机转子磁极上端至下端真空辅助树脂充注时,粘接剂(树脂)承受重力作用的方向与真空泵10对吸入口建立负压与注胶口形成推动力压差作用方向一致,同样,由磁钢最上端向下流动,同时伴随径向渗透、径向浸渍增强材料,径向渗流穿越磁钢与磁钢间隙、磁钢与压条间隙、磁钢与磁钢堵头间隙,这种情形下,伴随径向渗流、径向浸渍增强材料,径向渗流穿越磁钢与磁钢间隙的渗流减弱,受重力自垂、重力引流的作用消弱了粘接剂径向渗流效果,更不利于磁钢与磁轭壁间隙中粘接剂填充。
玻纤布等增强材料中先前携带大量的空气、水蒸气(尤其注意的是:包括真空下气化的附着水43℃就会气化,因此需要加热帮助解吸附除去吸附的水分)。玻纤布编织物属多孔材料,使用前携带湿空气水分,立体网状结构提供了在浸润期间包裹湿空气加热气化在抽真空时相当于加压被挤出称为气泡,玻纤布编织物属多孔材料立体网状结构同时符合水蒸气气化核心物质结构的必要条件。尤其上文所述磁钢与磁钢间隙、磁钢与压条间隙、磁钢与磁钢堵头间隙中吸附着空气、水蒸气,水可以使异氰酸酯基团的胶料固化,并伴随有二氧化碳的释放,导致泡沫聚合物形成。
通过大量试验,本发明发现现有技术中电机转子竖直、静止放置进行真空辅助注射成型时,粘接剂在防护体系内的流动迹线是具有一定规律的。请参考图3,图3中示出了粘接剂的流动迹线(即流体微团的运动轨迹),从图3中可以看出:
磁轭壁与磁钢间隙a的粘接剂在圆周分布上,出现圆周部分区域沿着轴向流动速度快于磁钢径向上面增强材料与真空袋膜之间的速度,粘接剂沿着间隙轴向流动,并且率先溢出磁钢最上层与磁轭的间隙。即:沿着A、F、E、B轨迹流动;空间位置E与C、F与D之间是否有粘接剂渗流、穿越磁钢间隙,都无法控制。
粘接剂自身重力方向与粘接剂沿着电机转子磁钢3径向浸渍方向的需求相垂直;径向渗流的压力来自真空袋7对防护体系的径向压力,当真空袋7压紧防护体系,压力传递至磁钢表面时,防护体系占有的体积不在缩小时,径向压力被磁钢3径向完全平衡,穿越磁钢与磁钢间隙促使粘接剂进入磁钢缝隙、进入E、F空间区域的推动力消失。因为在E、F空间区域率先有粘接剂填充,这些粘接剂填充E、F空间间隙,导致防护体系的粘接剂径向渗流(由C到E、D到F区域)后期推动流动的压力“消失”,无法保障磁钢间隙被粘接剂填充。
磁轭壁与磁钢间隙的粘接剂在圆周分布上,出现圆周部分区域沿着轴向流动速度慢于磁钢径向上面增强材料与真空袋膜之间的速度,粘接剂沿着导流网沿着电机磁极轴向流动,并且率先溢出磁钢最上层区域。即:沿着A、D、C、B轨迹流动;空间位置A、F、E方向的间隙区域尚没有被粘接剂填充,C与E、D与F之间是否有粘接剂渗流、穿越磁钢间隙,都需要等待粘接剂渗流、浸渍穿越复合材料防护层后剩下的粘接剂质量剩余流量来填补间隙。粘接剂自身重力方向与粘接剂沿着电机转子磁钢径向浸渍方向的需求相垂直;径向渗流的压力来自真空袋膜对防护体系的径向压力,当真空袋7渐渐压紧防护体系后,沿着真空袋7下面电机轴向流动被引入的粘接剂会越来越少直至停滞,粘接剂质量得不到补充,压力传递至磁钢3表面时,防护体系占有的体积不在缩小时,径向压力被磁钢径向完全平衡,穿越磁钢与磁钢间隙促使粘接剂进入磁钢缝隙、进入E、F空间区域的推动力消失。由于导流网表面流动A、D、C、B率先完成,这种现象导致“短接了”粘接剂继续沿着磁钢与磁轭壁间隙轴向流动的动力。因此,在间隙E、F空间区域是否继续有粘接剂补充,质量流量的动力(压力差)来源消失了。防护体系的粘接剂径向渗流(由C到E、D到F区域)无法保障后期磁钢与磁轭壁间隙被粘接剂能够再填充。
防护覆层内部容易形成气泡m,其表面容易产生空穴n可参考图3。
在上述研究的基础上,本发明的实施例进一步探索现有技术防护覆层出现气泡和空穴的原因。请参考图4和图5,图4和图5分别示出了两不同时刻粘接剂流动前锋迹线。
如图4所示,在永磁电机转子及磁极平面展开图上显示采用现有技术时,粘接剂流动前锋迹线和真空注胶过程某一瞬时粘接剂流动前锋形成的包络线S。同时出现局部区域轴向流动、由转子磁极下端向上流动较慢、被相邻两侧区域汇合“短接”的普遍现象,如图5所示,即:被左右两侧流动前锋包抄汇合后形成一个片区a尚没有粘接剂流过。很显然,这样的区域存在,对粘接剂沿着径向流动、充分浸渍防护层、填充磁钢间隙、填充磁钢与磁轭壁间隙的流动是最不利的固有现象。
图4和图5中,在磁轭壁圆周下端显示了4个输入口7a和三个出口7b,图示过程省略了相邻输入口7a之间采用螺旋弹簧形状的导流件,分布粘接剂沿着真空袋膜下面导流网轴向流动的功能,但是由于沿着径向渗流阻力较大,渗流需要时间支持,这个时间远远超过轴向真空注胶的时间,因此,真空注胶时看到真空袋7下方粘接剂的流动现象,并且看到粘接剂已经覆盖整个磁钢3表面,但是,这个现象不代表粘接剂对增强材料(纤维布或者玻纤布)浸渍的结束,不代表粘接剂对各个磁钢之间间隙的填充完毕。
在上述研究的基础上,本发明的实施例提出了一种可以降低防护覆层中残余气泡,提高防护覆层成型质量的技术方案,具体描述如下。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合工艺、工艺所需的工艺设备、附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图6至图9,磁极部件301、压条(图中未示出)等形状、结构、功能可以参考背景技术中磁钢、压条等相应部件的描述。一般地,永磁电机进行防护覆层成型工艺之前,预加工完成的磁轭壁303、磁极部件301、压条、增强材料304等各部件均放置于各自的存储空间,进行组装之前分别需要将各部件运送至车间相应的装配工位。具体地,各部件存储时处于某一温度、湿度条件较佳,其中温度、湿度条件的设定与磁轭壁303、磁极部件301、增强材料304和压条的材料有关,本领域内技术人员可以根据磁轭壁303、磁极部件301、增强材料304和压条的材料选取合适的温度、湿度条件以便处于较佳存储状态。
为了精确掌握各部件存储状态,可以在存放空间设置温度、湿度传感器分别用于检测磁轭壁303、磁极部件301、增强材料304和压条存储空间的温度、湿度。当然温度、湿度传感器还可以进一步与控制器连接,控制器可以将温度、湿度传感器的检测信号进一步显示于显示界面上,以便工作人员实时监控各部件的存储空间状态。
另外,在一种具体实施例中,装配工位操作空间的温度一般处于15-22℃,相对湿度保持在10%以下为各部件最佳装配条件,故本实施例还可以进一步对装配工位操作空间进行温度、湿度测量。当装配工位操作空间相对湿度大于10%时,对磁轭壁303的外壁进行加热并维持磁轭壁303表面相对湿度不低于20%,根据“湿空气焓湿图”,限制磁轭壁温度低于50℃。
以上为本发明对装配工位操作空间环境的改进之一。
请参考图10,本发明的实施例提供了一种永磁电机磁极防护覆层成型工艺,该成型工艺包括以下步骤:
S1、组装真空袋于电机转子的磁轭壁303,真空袋501的内周壁与磁轭壁的内壁形成充注粘接剂所需的模腔,其中磁极部件301、压条和增强材料304被包覆于模腔内部;并将组装好的电机转子轴向定位于水平位置;
其中,电机转子可以通过工艺设备定位于水平位置。即工艺设备包括定位部件,该定位部件用于将组装好的电机转子轴向定位于水平位置。
具体地,请参阅图8和图9,该定位部件可以包括支撑台100,支撑台100上设置有至少两个滚轮101,电机转子300的外侧壁通过各滚轮101支撑于支撑台100上。滚轮101的外表面还可以设置弹性层,以避免磨损电机转子300外壁。当然,定位部件也可以为其他形式,例如夹持形式,只要能实现电机转子的水平可靠定位即可。
当然,电机转子300可以定位于水平位置后,再将真空袋501组装于电机转子300的磁轭壁上。
S2、控制当前状态真空袋501上工作的入口501a和出口501b位置仅对位于电机转子底部的弧段进行解吸附并注入粘接剂,待该弧段的粘接剂初步固化后,驱动电机转子转动预定角度将下一未注粘接剂的弧段转动至底部;
通常,定义电机转子的最底部为六点钟方向,底部的弧段可以关于六点钟两侧对称选取,例如选取五点钟至七点钟区域的弧段区域,也就是说,在一次注胶过程中,仅注射位于五点钟至七点钟之间弧段区域,真空袋501内的其他区域处于非注胶状态。
一般底部的弧段的长短可以根据电机转子的直径、注射条件合理确定。底部的弧段的合理控制可以通过控制真空袋501注胶入口和注胶出口的工作状态,需要说明的是,本发明的实施例将连通外部注胶管路的入口定义为处于工作状态,将与外部注胶管路断开的入口定义为处于非工作状态,同理本发明的实施例将真空袋501上连通真空泵的出口定义为工作状态,相反地,与真空泵断开的出口定义为非工作状态。通过控制真空袋501上各入口的工作状态和各出口的工作状态,可以实现仅对真空袋501底部的弧段注胶。
具体地,真空袋501的各入口和各出口可以通过相应开关阀连通注胶管路和真空泵,这样通过控制开关阀的通断实现入口和出口分别与注胶管路和真空泵的通断。
开关阀可以为电控阀,例如电磁阀,有利于实现注胶自动化控制。当然,开关阀也可以为手动控制阀。
具体地,解吸附可以分为物理解吸附和化学解吸附,物理解吸附是利用热空气吹扫或者加热降压的方式对待附着固体表面进行加热、降压;化学解吸附是利用化学物质对待附着固体表面的杂质进行清理。本发明将以物理解吸附为例进行详细介绍,并以此为基础进一步介绍技术方案。
本文主要介绍了三种解吸附工艺,第一种为对真空袋501的内部进行抽真空;第二种为连通真空袋501的入口与高压的热空气源,连通真空袋501的出口与低压回路,以便向真空袋501的内部通入干燥洁净的热空气;第三种为对所述模腔内部的零部件进行电磁感应涡流加热,并同时进行抽真空或者通入干燥洁净的空气流。
其中,在向模腔内部通入干燥洁净的热空气过程中,同时进行以下步骤:检测压条、磁极部件301、磁轭壁的表面的温度和湿度,以及已知的磁极部件301的质量,并根据检测获取的温度、湿度、质量确定向模腔内部通入干燥洁净热空气的预定时间段。
无论是物理解吸附还是化学解吸附,温度升高时气体吸附量都会减少,压力降低,吸附量和吸附速率皆减小。真空袋501的出口连接真空泵,注胶口也可以连通热空气源,通过注胶口持续吸入经过过滤、干燥除湿过的热空气,通过“传热传质”的方式对模腔内部的固体壁面(磁轭壁、磁极部件301、增强材料304、压条)进行干燥、实施“解吸附”工序。由于化学吸附和物理吸附都是自发过程,在过程中吉布斯自由能减少(△G﹤0)。当热空气气体分子在固体表面上吸附后,气体分子从原来的空间***变成限制在表面层上的二维运动,运动的自由度减少了,因而熵也减少(ΔS<0)。据热力学基本关系式:△G=△H-T△S,可以推知ΔH﹤0,所以,热空气气体分子吸附固体壁面(磁轭壁、磁极部件301、增强材料304、压条)带走吸附质后并对固体壁面连续放热。固体壁面的温度升高,表面张力也相应降低。
请参考图11,工艺设备进一步解吸附组件600,该解吸附组件600包括气源605、加热器601和开关阀606,气源605的出口连通真空袋501的入口;加热器601设置于气源605与真空袋501的入口连通管路,用于对流入真空袋501的气体进行加热;开关阀606设置于气源605出口,用于控制气源605与真空袋501之间管路的连通和断开。当进行解吸附时,在真空泵506的作用下,气源605的内部气体可通入真空袋501的模腔。
相应地,所述工艺设备还具有控制器(图中未示出);控制器预存有解吸附控制模块,解吸附控制模块根据真空袋501内部安装的温度传感器和湿度传感器的信号及磁部件的质量确定气源向模腔内部通入干燥洁净热空气的时间长度。
气源605可以提供解吸附所需干燥、洁净的热空气,使用过滤干燥加热后的洁净热空气驱动待附着表面,改善固体物质表面弱相互作用区表面状况,提高温度、干度,降低固体表面吸附量,尤其必要的是去除水蒸气分子,为腔体注胶后创造良好的浸润条件,为注胶后的化学吸附提供先决条件。并且利用配制的聚合物胶粘接剂在遇到较高的被粘物表面加热粘度会降低,获得流动性好的特点,控制渗流速率驱赶附着吸附质(气体、杂质等),有利于后续注胶时,粘接剂牢固粘接于固体表面,避免防护覆层302在后续使用过程中自界面脱离,保护磁极部件301等部件,提高电机工作的可靠性。
本发明的实施例中气源中气体的相对湿度要求在10%以内,热空气的温度高于装配空间5-10℃,模腔内的真空度维持在98-99kpa。
根据磁极部件301的质量,确定“解吸附”工序热气流通过时间与流量和温度,为注胶作准备。在向模腔内部通入干燥洁净的热空气过程中,同时进行以下步骤:检测压条、磁极部件301、磁轭壁等待附着固体表面的温度、湿度,以及磁极部件301质量,并根据检测获取的温度、湿度、磁极部件301质量确定模腔内部通干燥洁净热空气的时间。上述温度、湿度信号的检测可以通过温度传感器和湿度传感器获得。在一种具体的永磁电机解吸附工艺中,通入热空气解吸附的时间大约为30分钟,然后关闭真空袋501的进口(注胶口),再对模腔进行吸真空大致30分钟左右,然后再进行后续抽真空工艺步骤。
为了尽可能除去模腔固体表面的水蒸气等杂质,还可以在解吸附过程中控制模腔内部压力逐渐增大。模腔固体表面压力越大,表面张力越小,越易于杂质的脱离。
相应地,解吸附组件600还可以进一步包括入口过滤部件602和出口过滤部件603,分别用于过滤进入真空袋501的气体和流出真空袋501后的气体。
解吸附的热空气如果直接排出则会造成热量损失,为了提高热量的利用率,本发明的实施例中的工艺设备还进一步设置有热交换器604,热交换器604可以为间壁式热交换器。当进行解吸附时,连通真空袋501的气体入口主管路和连通真空袋501的气体出口主管路中的气体二者通过热交换器进行热量传递。
这样,自真空袋501流出的热空气的部分热量可以传递至进入真空袋501的空气,将进入真空袋501前的空气进行加热,空气温度将进一步升高,提高解吸附效果。
解吸附后对真空袋进行注入粘接剂,请参阅图12,工艺设备中相应包括注粘接剂组件500,对位于电机转子300底部的弧段进行解吸附并注入粘接剂。注粘接剂组件500较佳地包括真空泵驱动电机502、真空泵调节阀503、粘接剂收集器504、粘接剂储存罐505和真空泵506等部件。根据试验需求,还可以增设其他部件,例如用于支撑真空泵506的支座507。
为了使粘接剂完全填充至磁钢与磁轭壁缝隙、磁钢与磁钢层之间缝隙,在注胶的同时还可以同时进行振动。
请参考图13至图15,上述各实施例的工艺设备中还可以设置有振动部件,其可以施加振动于电机转子底部的弧段内部粘接剂。振动部件可以有多种形式,只要能实现其上述功能即可。本发明的实施例给出了振动部件的几种具体实施方式,具体如下。
在一种具体的实施方式中,请参阅图13和图14,振动部件可以包括位于电机转子外侧的第一振动部件401,第一振动部件401可以与电机转子外壁接触,也可以非接触。第一振动部件401施加振动于电机转子底部的弧段的外周壁;第一振动部件401可以为超声波振动激发装置,超声波振动激发装置发射超声波于电机转子的外壁,电机转子的外壁振动从而带动位于真空袋501内部的粘接剂振动,粘接剂振动有利于粘接剂沿重力方向快速渗流,以完全填充至磁钢与磁轭壁缝隙、磁钢与磁钢层之间缝隙。
进一步地,请再次参阅图14,振动部件还可以包括超声波发生器4022和喇叭辐射型发射机4021,喇叭辐射型发射机4021位于真空袋501的外侧,并且发射口朝向电机转子底部的弧段。超声波发生器4022的声波直接作用于真空袋501的外表面,有利于粘接剂的向下充注。
由于弧形结构,位于底部的弧段两侧的粘接剂在充注过程中必然有向中间位置汇聚的趋势,故为了形成粘接剂层厚度的均匀性,本发明的实施例还进一步采用以下方式。
为了尽量减少振动对驱动部件的连接轴的影响,工艺设备中还进一步包括以下部件。
进一步地,请再次参阅图13,工艺设备中驱动部件的驱动轴201和电机转子300之间依次设置有柔性联轴器202和转换节203,转换节203包括大端部和小端部,小端部与柔性联轴器202的动力输出端部配合连接,大端部与电机转子的法兰204配合连接。
柔性联轴器202连接驱动轴201和转换节203,不仅能传递运动和转矩,而且具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能,还可以起到不同程度的减振、缓冲作用,改善传动***的工作性能。
并且,转换节203可以完成大直径旋转部件与小直径旋转部件的转换连接功能。
为了实现精确控制,工艺设备中还可以进一步设置伺服电机205、伺服电机传感器206,伺服电机205和伺服电机传感器206可以支撑于基座207上。伺服电机传感器206用于检测转向节203的转动角度,伺服电机205根据伺服电机传感器206所检测的转动角度信号确定转动方向和转动角度。
上述各实施例中,在底部的弧段注粘接剂过程中还实时检测所形成粘接剂层的厚度,以粘接剂层的厚度与预设厚度之差在预定范围内为条件,发出关闭真空袋501工作的入口的控制指令。预定范围是指根据实际生产所确定的误差范围。
相应地,工艺设备包括测量粘接剂厚度的设备,请再次参阅图14,具体为电源(未绘出)、外极板111、内极板110和处理器(未绘出)。内极板110和外极板111分别连接电源两电极,内极板110和外极板111分别相对真空袋501的内壁和电机转子外壁设置,并且内极板110和外极板111与电机转子相对的表面内壁和外壁相匹配的形状。
处理器根据内极板110和外极板111之间的电容判断粘接剂层的厚度。
磁极部件301、磁轭壁以及增强材料304(如纤维类材料)均为固体,与粘接剂仅发生在表面及其薄层,实际是一种界面现象。这些固体表面层的性质与其内部完全不同,经过长时间暴露后,其差别更为显著。固体(磁极部件301、磁轭壁、压条以及增强材料304)的表面是由吸附气体、吸附水膜、氧化物、油脂、尘埃等组成,是不清洁的。磁极部件301、磁轭壁以及增强材料304的表面能量高于内部能量,并且磁极部件301、磁轭壁、压条以及增强材料304表面因氧化、腐蚀等也会形成很多空隙、裂纹。这是导致粘接剂固化成型后界面存在微观裂纹的原因之一
S3、重复步骤S2直至所述电机转子周向所有弧段完成粘接剂的注入,最后将完成初步固化的整个防护覆层进行二次固化。
需要说明的是,粘接剂初步固化是指粘接剂失去流动性,让填充的粘接剂不发生位移,但不是永久性固化。
请再次参考图15,具体地,工艺设备中可以包括紫外线辐射部件120,位于电机转子的内腔并且相对真空袋501的外侧壁侧设置,可以有间隙,可以没间隙,间隙越小越好,其用于对位于底部的弧段的粘接剂进行初步固化。
如上所述,电机转子的转动可以由工艺设备中的驱动部件200实现,驱动部件200可以驱动电机转子300沿周向逐渐转动,依次完成周向各转子弧段粘接剂的填充,即转子转动一周,完成各弧段的连续填充。
当然,填充粘接剂的弧段也可以是不连续的,即前一弧段与后一弧段不相邻。
另外,驱动部件200在驱动电机转子转动实现圆周充注粘接剂的过程中,真空袋501的各入口501a和出口501b位置是不断变化的,为了降低电机转子300转动对入口501a和出口501b处连通接管路的损伤,如图8所示,本发明的实施例中的工艺设备还进一步包括入口流体滑环801和出口流体滑环802。
气体或者粘接剂的入口主管路通过入口流体滑环801连接真空袋501的各入口,气体或者粘接剂的出口主管路通过出口流体滑环802连通真空袋501的各出口。
这样,在电机转子转动过程中,因入口流体滑环801和出口流体滑环802可以360°转动,能解决绕管问题。流体介质经过入口流体滑环801后被分成多路输出,多路输出的管路分别接入电机转子的真空袋501的相应入口,流体介质沿真空袋501轴向从另一端输出在进入出口流体滑环802,多路进入出口流体滑环802后汇集成一路。
即入口流体滑环801起到分流并解决分流后的多管接入电机转子300的不同高度,避免多管之间相互绕管、弯曲、梗阻和滞留。
同理,出口流体滑环802起到汇流作用,解决汇流前的多管接入气体滑环的高度不同,避免多管之间相互绕管、弯曲、梗阻和滞留。
上述各实施例中,在施加振动的同时,驱动该注入粘接剂的弧段往复摆动,使该弧段的两端交替摆动至六点钟位置,并在六点钟位置停留预定时间。
以底部的弧段为五点钟至七点钟区域为例,五点钟和七点钟位置可以交替摆动至六点钟位置,在六点钟停留的时间可以为5分钟左右,然后再沿相反方向转动回五点位置。当然也不局限于5分钟,可以根据实际情况而定。
上述步骤S3中二次固化具体包括:
对真空袋501内部充注的粘接剂进行加热升温,并且控制形成于磁轭壁303与真空袋501内侧壁之间的粘接剂层的温度沿径向中心周面对称布置。
请参考图16,为了实现上述解吸附、初步固化和二次固化,上述本发明中的工艺设备还提供了一种用于加热的工业机器人,即上述工艺设备中的第一加热装置可以为该工业机器人,其包括移动主体902,移动主体902上设置有位置传感器(图中未示出)、电磁线圈组件、位置检测部件和位置及姿态控制器(图中未示出)。
上述移动主体902的底部设有行走机构,用与沿预设轨道相对运动。行走机构可以为滑道902a和滑轨901形式,即移动主体902的底部设置有滑道902a,支撑基础上设置有与滑道902a相配合的滑轨901,移动主体902可沿滑轨901相对支撑基础移动。滑道902a与滑轨901的具体结构本文不做具体介绍,只要能满足移动主体902相对支撑基础的相对运动即可。
位置传感器用于实施监测行走机构的位置信号。其中电磁线圈组件包括电磁线圈和电源,电源用于给电磁线圈提供交流电。位置检测部件用于检测电磁线圈的位置信号。位置及姿态控制器根据位置传感器控制行走机构沿预设轨道相对运动,以运动至预定工位目标位置;根据位置检测部件所检测的位置信号实时调节电磁线圈的姿态,以保持在电磁线圈运动过程中其外表面与被加热工件周向保持间距,以将电磁线圈定位于被加热工件的加热位置。即本发明所提供的用于加热的工业机器人能够自动运行至加热位置,并且结合被加热工件的加热控制策略,对工件进行加热。
对于上述实施例中的电机转子300(以外转子为例)而言,被加热工件为电机转子300,当对电机转子的真空袋围成的模腔内部部件进行解吸附(或者初步固化或者二次固化)时,位置及姿态控制器根据位置传感器所检测的位置信号控制行走机构相对支撑基础运动,到达移动主体902的预定工位目标位置;同时,位置及姿态控制器根据位置检测部件所检测的位置信号实施调节电磁线圈的姿态,以保持电磁线圈运动过程中其外表面与电机转子的真空袋501周向保持间距,以将电磁线圈定位于电机转子300的内腔中,最终利用电磁感应涡流加热原理对电机转子的磁轭壁及磁钢进行加热。
电磁线圈与真空袋501之间的周向距离越近加热效果越好,考虑到电磁线圈在伸入或移出电机转子内部时,其不能与真空袋501的外壁发生刮碰,故电磁线圈与真空袋501之间要保持一定间隙,间隙具体数值可根据实际应用环境设定。
电磁感应涡流加热原理可以作如下简单理解。在电磁线圈对电机转子300(被加热工件)进行加热时,电磁线圈的电磁线缆903相当于一次线圈,电机转子300相当于一个二次变压器的线圈,即二次线圈是自成一个闭合回路的转子,给一次线圈内通入中频或者工频的交流电,那么就会在电机转子的内表面的磁轭壁上以及磁钢表面上会感应出电流,该电流按照加热效应会发热。在电机转子300表面通过电磁感应产生涡流时会有邻近效应,即距离电磁线圈的地方感应强度大一些,距离电磁线圈远的地方弱一些。故为了使整个电机转子300内表面均等受热(磁钢和磁轭壁均等受热),尽量保持电磁线圈周向与电机转子等间距。
理想状态,位置及姿态控制器控制电磁线圈运动过程中、电磁线圈与电机转子300加热过程中,电磁线圈的外表面与被加热工件(电机转子)周向各处等间距,当然实际操作中可以允许有各周向间距存在一定的偏差,只要电磁线圈的各周向间距在允许的偏差范围内,即可认为满足上述运动要求和加热要求。
其中工频交流电为50Hz的交流电,中频交流电的频率高于50Hz。
电磁线圈具体可以包括线圈骨架904和缠绕于线圈骨架904上的电磁线缆903,并且沿绕线方向电磁线缆903均匀布置。位置及姿态控制器根据位置检测部件所检测的位置信号调节线圈骨架的位置,以使线圈骨架在运动过程中其外表面与电机转子300(被加热工件)周向保持间距。
线圈骨架904优选由材质蓄热系数极低的非导磁、非导电材料构成(如被树脂包裹的木材、复合材料)。
电磁线缆903沿轴向均匀布置于线圈骨架904上,这样有利于电磁线圈对电机转子300轴向各位置均匀加热。
具体地,线圈骨架904上设置有若干等螺距和等半径的线槽9041,电磁线缆903缠绕于线槽9041内部,并且线槽9041的深度大于或者等于电磁线缆903的直径。
这样通过控制线槽9041的加工精度即可实现电磁线缆903与电机转子周向各处等间距,结构简单易行。
对于轴向水平放置的电机转子300而言,电磁线圈也应轴向水平设置,可以参考以下设置。
上述各实施例中,移动主体902包括本体9021和水平悬臂模块9022,行走机构、位置及姿态控制器和电源906均集成于本体9021,水平悬臂模块9022的固定端连接本体9021,线圈骨架904设置于水平悬臂模块9022的悬置端部;工业机器人还包括驱动水平悬臂模块9022相对本体9021沿径向运动的第一驱动源,第一驱动源可以为电机,也可以为液压源,本文优选为液压源。
为了使电磁线圈精确放置于电机转子300内部,水平悬臂模块9022可以为可伸缩式悬臂,相应地,工业机器人还可以包括驱动水平悬臂模块9022沿水平方向伸缩的第二驱动源。第二驱动源可以为电机,也可以为液压源,本文优选第二驱动源为液压源。本体9021可以设置有液压***905,行走机构的动力、第一驱动源和所述第二驱动源均来源于液压***905。
当位置及姿态控制器根据位置检测部件所检测的信号判断线圈骨架904与电机转子300周向间距不等或者超出(或者小于)预定范围时,第一驱动源可以驱动水平悬臂模块9022相对本体9021沿由于径向朝线圈骨架904与电机转子间距大的方向运动,最终运动至线圈骨架904与电机转子300周向间距相同或者在预定范围内。
请参考图17至图20,在一种具体实施例中,位置检测部件包括均布于线圈骨架周向的测距传感器,测距传感器的数量为四个,分别分布在6点钟方向、9点钟方向、12点钟方向和3点钟方向,本文分别定义四个测距传感器为第一测距传感器9071、第二测距传感器9072、第三测距传感器9073和第四测距传感器9074。在某一具体时刻第一测距传感器9071检测的线圈骨架904与电机转子300内壁的上间隙数值小于第三测距传感器9073检测的下间隙数值,位置及姿态控制器控制水平悬臂模块9022整体向上运动,最终运动至线圈骨架904与电机转子300上间隙大致等于下间隙,图中虚线为线圈骨架904最终运动位置。
同理,图21中还给了水平悬臂模块9022驱动线圈骨架904左右运动的具体实施方式,检测原理与水平悬臂模块9022的运动原理与上述上下运动相同,在此不做赘述。
另外,在线圈骨架904运动过程中,并非始终水平运动,可能出现失去平衡的状态,仅仅通过径向移动水平悬臂模块9022是不能实现电机转子300和线圈骨架904周向等间隙的。本文对上述装置进行了以下改进。
进一步地,水平悬臂模块9022的数量至少包括两个水平悬臂,并且沿线圈骨架904的周向外缘均布,本文给出了水平悬臂模块9022包括四个水平悬臂的具体实施方式,
本文将四个水平悬臂分别定义为第一水平悬臂90221、第二水平悬臂90222、第三水平悬臂90223和第四水平悬臂90224,各水平悬臂也分别分布在6点钟方向、9点钟方向、12点钟方向和3点钟方向,即水平悬臂模块9022与测距传感器907轴向一一相对设置。
请再次参考图19,在一种具体实施方式中,同一轴向上具有一组测距传感器,一组测距传感器中包括至少两个测距传感器907,图19中示出一组测距传感器包括两个的具体实施方式,同一组中的各测距传感器907沿同一轴向间隔布置,位置可以任意。本文以同一组中的两测距传感器907分别布置于两端为例继续介绍技术方案。
在某一具体时刻,位置及姿态控制器可以仅比较单侧两个测距传感器907所检测的间隙值,例如位置及姿态控制器通过两个第一测距传感器9071分别计算线圈骨架904前端与电机转子间距为a2、线圈骨架904后端与电机转子300间距为a1,并比较a1和a2的大小,当判断a1与a2不相等或者两者差值超出预定值时,调整水平悬臂模块9022的伸缩速度或伸缩方向。如图22所示,当判断a1大于a2时,控制第一水平悬臂90221向前伸出,第三水平悬臂90223向后缩回;或者当a1大于a2时,控制第一水平悬臂90221的伸出速度大于第三水平悬臂90223的伸出速度。
如图23所示,当判断a1小于a2时,控制第一水平悬臂90221向侯缩回伸出,第三水平悬臂90223向前伸出;或者当a1小于a2时,控制第一水平悬臂90221的伸出速度小于第三水平悬臂90223的伸出速度
当然,位置及姿态控制器还可以根据12点钟方向的两个第三测距传感器9073所检测的位置信号计算间隙值b1、b2,进而控制各水平悬臂运动。
当然,为了提高判断准确性,位置及姿态控制器还可以同时根据两组或者多组测距传感器所检测的位置信号控制水平悬臂运动,例如同时通过两个第一测距传感器9071和两个第三测距传感器9073判断线圈骨架的姿态进而控制水平悬臂运动。
移动主体902上还集成有加热控制器,根据被加热工件的温度信号和/或湿度信号(例如磁钢、磁轭壁以及增强材料的温度信号和/或湿度信号)控制电磁线圈的电源906开启、关闭和/或电源906供给的交流电的频率。
请参考图24,上述实施例中,加热控制器与位置及姿态控制器二者可以交互通信,当位置及姿态控制器根据位置检测部件的信号判断电磁线圈组件运动至加热位置后,位置及姿态控制器发送指令于加热控制器,加热控制器启动电源对电磁线圈进行供交流电以对被加热工件进行加热。
另外,当加热控制器根据电机转子300(被加热工件)的温度信号和/或湿度信号判断解吸附工艺或者固化工艺完成后,加热控制器断开所述电源与电磁线圈,并发送指令于加热控制器,加热控制器控制电磁线圈退出加热位置,进而控制移动主体退出预定工位目标位置。
进一步地,在电磁线圈退出加热位置的过程中,位置及姿态控制器根据位置检测部件所检测的位置信号实时调节所述电磁线圈的姿态,以保持在电磁线圈运动过程中其外表面与被加热工件周向保持间距。
当需要使用工业机器人对电机转子解吸附或者粘接剂初步固化或者二次固化进行加热时,可以沿滑轨901运动移动主体902,进而使线圈骨架904内置于电机转子的内部;当电磁线圈工作完毕或无需使用电磁线圈对真空袋501内部的零部件或者粘接剂层进行加热时,加热控制器关闭电源并发送指令于位置及姿态控制器,位置及姿态控制器控制液压***工作以将电磁线圈自电机转子300内部退出,并沿滑轨901将移动主体902运动至初始位置,并远离电机转子300。这样大大增加了电机转子300注胶及其他工作的便利性。
本发明的实施例以电机转子径向的磁轭壁303到真空袋501作为对称受热的目标主体,控制受热区域两侧温度,两侧均等受热阶段热传导非稳态导热正规热状况在磁极部件301胶粘剂两侧是对称上升的,减小对“磁极部件301周界及其增强材料304周界”温差导致的热应力。以此决定转子磁轭壁303外热传导先后采用恒定热流密度、恒定壁温、真空袋501外壁热辐射(红外射线)对流换热复合换热功率密度的大小。
具体地,粘接剂层温度对称布置的控制策略具体为:在磁轭壁303外周壁预设第二加热装置700,该第二加热装置700对相对底部的弧段的磁轭壁外壁进行加热;在真空袋501外侧壁围成空间内预设第三加热装置(图中未示出),第三加热装置对底部的弧段的外侧进行加热,调节第三加热装置和第二加热装置700的加热功率以使磁轭壁303的内侧壁温度与真空袋501内侧壁温度大致相等。第三加热装置可以为远红外加热部件,具体结构请参考现有技术,在此不做赘述。
需要说明的是,本发明的实施例中所述的“大致相等”即包括两者绝对相等,也包括允许两者具有一定偏差的相等,即两者在允许的预定误差内。
请参阅图8,第二加热装置700可以包括感应加热电源701、电磁线缆702以及温度传感器703,电磁线缆702缠绕于磁轭壁303的外周壁,温度传感器安装于磁轭壁303的外周壁,用于感知磁轭壁303的外壁温度。
与现有技术中电机转子竖直方式注胶相比,本发明的实施例所提供的永磁电机磁极防护覆层成型工艺中,电机转子水平放置,当粘接剂对电机转子底部的弧段进行注胶时,磁钢(磁极部件)与磁轭壁缝隙和增强材料304的粘接剂浸渍同时受重力作用、径向压力梯度作用、轴向压力梯度作用,即在重力自垂方向进行渗流、粘接剂浸渍增强材料304并在其中扩散,从而解决磁钢与磁轭壁缝隙、磁钢与磁钢层之间缝隙的填充问题,保证了间隙、缝隙粘接剂的填充,对磁钢实现了包裹,避免携带盐雾和水蒸气的空气对磁钢的腐蚀。做到这一点,磁钢由于磁轭壁之间有了传递运行过程热量的介质,磁钢的温度会得到抑制,磁钢的性能不会由于温升高、腐蚀受到破坏。
在一种优选的实施方式中,真空袋501的入口和出口可以分别靠近电机转子的两端面设置,对步骤S2中处于电机转子底部的弧段注入粘接剂具体工艺为:当真空袋501内部的粘接剂到达电机转子的另一端面后,对内部的粘接剂施加振动作用力。
本发明的实施例所述的工艺设备用于上述永磁电机磁极防护覆层成型工艺,故也具有永磁电机磁极防护覆层成型工艺的上述技术效果。
本发明的实施例所述的第一、第二等词,仅为了区分结构相同或类似的不同部件,不表示对顺序的某种特殊限定。
以上对本发明所提供的用于加热的工业机器人进行了详细介绍。本发明中应用了具体个例对本发明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发明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,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (16)
1.一种用于加热的工业机器人,其特征在于,包括移动主体(902),所述移动主体(902)的底部设有行走机构,用于沿预设轨道相对运动,所述移动主体(902)上还设置有以下部件:
位置传感器,用于实时检测所述行走机构的位置信号;
电磁线圈组件,包括电磁线圈和电源(906),所述电源(906)给所述电磁线圈提供交流电;
位置检测部件,用于检测所述电磁线圈的位置信号;
位置及姿态控制器,根据所述位置传感器控制所述行走机构沿预设轨道相对运动,以运动至预定工位目标位置;根据所述位置检测部件所检测的位置信号实时调节所述电磁线圈的姿态,以保持在所述电磁线圈运动过程中其外表面与被加热工件周向保持间距,最终将所述电磁线圈定位于被加热工件的加热位置。
2.如权利要求1所述的工业机器人,其特征在于,所述电磁线圈包括线圈骨架(904)和缠绕于所述线圈骨架(904)上的电磁线缆(903),并且沿绕线方向所述电磁线缆(903)均匀布置;所述位置及姿态控制器根据所述位置检测部件所检测的位置信号调节所述线圈骨架(904),以使所述线圈骨架(904)在运动过程中其外表面与被加热工件周向保持间距。
3.如权利要求2所述的工业机器人,其特征在于,所述线圈骨架(904)上设置有若干等螺距和等半径的线槽(9041),所述电磁线缆(903)缠绕于相应所述线槽(9041)内部,并且所述线槽(9041)的深度大于或者等于所述电磁线缆(903)的直径。
4.如权利要求3所述的工业机器人,其特征在于,所述移动主体(902)包括本体(9021)和水平悬臂模块(9022),所述行走机构、所述位置及姿态控制器和所述电源(906)均集成于所述本体(9021),所述水平悬臂模块(9022)的固定端连接所述本体(9021),所述线圈骨架(904)设置于所述水平悬臂模块(9022)的悬置端部;所述工业机器人还包括驱动所述水平悬臂模块(9022)相对所述本体(9021)沿径向运动的第一驱动源。
5.如权利要求4所述的工业机器人,其特征在于,所述水平悬臂模块(9022)为可伸缩式悬臂,所述工业机器人还包括驱动所述水平悬臂模块(9022)沿水平方向伸缩的第二驱动源。
6.如权利要求5所述的工业机器人,其特征在于,所述水平悬臂模块(9022)的数量至少为两个,各所述水平悬臂模块(9022)沿所述线圈骨架(904)的周向外缘均匀布置,所述控制器通过控制各所述水平悬臂模块(9022)的伸缩速度和/或伸缩方向调整所述线圈骨架(904)的姿态,以保持所述线圈骨架(904)运动过程中与被加热工件的周向保持距离。
7.如权利要求6所述的工业机器人,其特征在于,所述位置检测部件包括测距传感器(907),所述测距传感器(907)的数量至少为两组,每组至少有一个传感器,各组所述测距传感器(907)均布于所述线圈骨架(904)的外周面。
8.如权利要求7所述的工业机器人,其特征在于,每组所述测距传感器(907)的数量为两个,两所述测距传感器沿同一轴向间隔布置;或者,
每组所述测距传感器的数量为两个,沿同一轴向两所述测距传感器分别布置位于所述线圈骨架的前后两端部。
9.如权利要求8所述的工业机器人,其特征在于,所述测距传感器(907)的组数与所述水平悬臂(9022)的数量相同,并且每一组所述测距传感器(907)与一个所述水平悬臂(9022)沿轴向一一对应。
10.如权利要求9所述的工业机器人,其特征在于,所述水平悬臂(9022)的数量和所述测距传感器(907)的组数均为四个。
11.如权利要求1至10任一项所述的工业机器人,其特征在于,所述位置检测部件还包括轴向测距传感器(908),所述轴向测距传感器(908)位于所述电磁线圈的线圈骨架的端面,用于定位所述电磁线圈的线圈骨架与被加热工件的轴向位置。
12.如权利要求5所述的工业机器人,其特征在于,所述本体(9021)上设置有液压***(905),所述行走机构的动力、所述第一驱动源和所述第二驱动源均来源于液压***(905)。
13.如权利要求1至10、12任一项所述的工业机器人,其特征在于,所述移动主体(902)上还集成有加热控制器,根据被加热工件的温度信号和/或湿度信号控制所述电磁线圈的电源(906)开启、关闭和/或所述电源(906)供给的交流电的频率。
14.如权利要求13所述的工业机器人,其特征在于,所述加热控制器与所述位置及姿态控制器二者交互通信,当所述位置及姿态控制器根据所述位置检测部件的信号判断所述电磁线圈组件运动至加热位置后,所述位置及姿态控制器发送指令于所述加热控制器,所述加热控制器启动所述电源(906)对所述电磁线圈进行供交流电以对所述被加热工件进行加热。
15.如权利要求14所述的工业机器人,其特征在于,当所述加热控制器根据所述被加热工件的温度信号和/或湿度信号判断解吸附工艺或者固化工艺完成后,所述加热控制器断开所述电源(906)与所述电磁线圈,并发送指令于所述加热控制器,所述加热控制器控制所述电磁线圈退出加热位置,进而控制所述移动主体退出预定工位目标位置。
16.如权利要求15所述的工业机器人,其特征在于,在所述电磁线圈退出加热位置的过程中,所述位置及姿态控制器根据所述位置检测部件所检测的位置信号实时调节所述电磁线圈的姿态,以保持在所述电磁线圈运动过程中其外表面与被加热工件周向保持间距。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610942034.1A CN106507522B (zh) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | 用于加热的工业机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610942034.1A CN106507522B (zh) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | 用于加热的工业机器人 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106507522A true CN106507522A (zh) | 2017-03-15 |
CN106507522B CN106507522B (zh) | 2017-09-15 |
Family
ID=58321874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610942034.1A Active CN106507522B (zh) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | 用于加热的工业机器人 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106507522B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108954725A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-07 | 浙江工业大学 | 带移动测温***的节能加热装置及方法 |
CN109617344A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-12 | 无锡德浩科技有限公司 | 直流永磁电机铁芯的加工方法 |
CN110446283A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-12 | 深圳利都科技有限公司 | 一种纳米电子材料制备用的超声磁热装置 |
CN113390257A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-14 | 中国原子能科学研究院 | 熔融装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004203604A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Koyo Thermo System Kk | 方形板状ワークの移載方法及び移載装置 |
CN101976518A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-02-16 | 吉林大学 | 智能行走机器人教具 |
CN102562154A (zh) * | 2010-12-29 | 2012-07-11 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 电缆隧道巡检机器人 |
CN102765373A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-07 | 亿源动力(北京)科技有限公司 | 一种车载电池拆装机器人 |
CN103522291A (zh) * | 2013-10-29 | 2014-01-22 | 中国人民解放军总装备部军械技术研究所 | 一种排爆机器人的目标抓取***及方法 |
-
2016
- 2016-10-31 CN CN201610942034.1A patent/CN106507522B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004203604A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Koyo Thermo System Kk | 方形板状ワークの移載方法及び移載装置 |
CN101976518A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-02-16 | 吉林大学 | 智能行走机器人教具 |
CN102562154A (zh) * | 2010-12-29 | 2012-07-11 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 电缆隧道巡检机器人 |
CN102765373A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-07 | 亿源动力(北京)科技有限公司 | 一种车载电池拆装机器人 |
CN103522291A (zh) * | 2013-10-29 | 2014-01-22 | 中国人民解放军总装备部军械技术研究所 | 一种排爆机器人的目标抓取***及方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108954725A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-12-07 | 浙江工业大学 | 带移动测温***的节能加热装置及方法 |
CN109617344A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-04-12 | 无锡德浩科技有限公司 | 直流永磁电机铁芯的加工方法 |
CN110446283A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-12 | 深圳利都科技有限公司 | 一种纳米电子材料制备用的超声磁热装置 |
CN113390257A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-14 | 中国原子能科学研究院 | 熔融装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106507522B (zh) | 2017-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106469964A (zh) | 永磁电机磁极防护覆层成型工艺及工艺设备 | |
CN106507522A (zh) | 用于加热的工业机器人 | |
CN102481731B (zh) | 制造先进复合材料部件的方法 | |
WO2018076959A1 (zh) | 永磁电机磁极防护覆层成型工艺及工艺设备 | |
CN108011481B (zh) | 用于磁极防护覆层固化成型的工艺设备和方法 | |
CN106283675B (zh) | 在玻璃纤维织物表面涂覆硅橡胶树脂的制作方法 | |
CN106483044B (zh) | 用于部件浸润研究的试验装置、控制方法 | |
CN109067119B (zh) | 利用液体介质填充电机部件的工艺装备和方法 | |
CN205551418U (zh) | 一种消失模涂料浸涂装置 | |
CN115139396A (zh) | 混凝土预制件的养护方法 | |
CN108000906B (zh) | 用于磁极防护覆层固化成型的工艺设备和方法 | |
CN108023447B (zh) | 电枢的液体绝缘旋转烘焙固化装置和方法 | |
CN208101106U (zh) | 用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备 | |
KR20120115665A (ko) | 점증 압력 수지 이송 성형에 의한 중공 복합재료 구조재 및 그 제조 방법 | |
CN202556721U (zh) | 大直径玻璃钢烟道的制备装置 | |
CN104097330B (zh) | 一种防弹头盔自动铺片机的模具 | |
CN109203447A (zh) | 一种柔性紧凑型汽车内饰包覆生产线及其生产方法 | |
CN207379178U (zh) | 一种轴承用升降型高效烘干设备 | |
CN105904744A (zh) | 一种基于碳纤维的复杂敏感元自动化制造装置 | |
CN110039755A (zh) | 一种薄膜卷绕服帖的具有除静电功能的吹膜机 | |
CN201913744U (zh) | 缠绕管芯模半封闭式外加热固化装置 | |
CN113478707A (zh) | 一种碳纤维缠绕储氢罐的集中式固化装置和固化方法 | |
CN202572971U (zh) | 高压玻璃钢管道蒸汽内固化生产线 | |
CN110091524A (zh) | 用于磁极防护覆层固化成型的工艺装备 | |
CN219647980U (zh) | 一种缠绕膜生产用的上胶装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20170315 Assignee: Golden wind technology Hebei Co., Ltd. Assignor: Beijing Goldwind Science & Creation Windpower Equipment Co., Ltd Contract record no.: 2018110000023 Denomination of invention: Industrial robot for heating Granted publication date: 20170915 License type: Common License Record date: 20180425 |