CN115255919B - 直驱电机的控制板组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机组装技术领域，具体涉及一种直驱电机的控制板组装设备，组装设备包括：转盘机构，转盘机构环向均布有多个组装治具；基座上料机构，用于基座上料到组装治具；旋转定位机构，旋转定位机构用于上料到组装治具上的基座进行旋转定位；控制板上料机构，控制板上料机构用于将控制板上料；校准机构，校准机构用于将配合位与识别位校准配合；锁螺丝机构，锁螺丝机构用于控制板与装配槽上锁上螺丝；下料机构，下料机构用于将装配好控制板的基座抓取下料。本发明通过转盘方式并配合多个工位实现自动化组装，整个过程自动化完成，节省人力，组装方便，装配精度高。

Description

直驱电机的控制板组装设备

技术领域

本发明涉及电机组装技术领域，特别是涉及一种直驱电机的控制板组装设备。

背景技术

随着科技发展的日新月异，人们对生活条件的要求越来越高，生活质量也随之提升，追求生活水平，享受生活成为人们所向往追逐的方向，解放双手，让机器人代替人工作。目前，随着各种智能设备如智能机器人，智能清洁设备等智能化装备成为了市场上越来越受欢迎的产品。其中，驱动轮组件作为智能装备移动的结构，是智能机器人不可缺少的重要结构，现有的驱动轮组件都是有电机作为动力源来带动智能、清洁等设备移动。

直驱电机，直接驱动式电机的简称，主要指电机在驱动负载时，不需经过传动装置(如传动皮带、齿轮等结构)，实现结构的驱动输出。现有的各种智能机器人、智能清洁设备等很多用到了直驱电机作为驱动。当应用到直驱电机时，都需要在直驱电机的内部设置控制板，在直驱电机生产时需要将控制板固定安装在直驱电机的基座上，现有的都是通过人工组装，当需要大批量生产时人工组装效率低，影响生产效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种通过转盘方式并配合多个工位实现自动化组装，依次进行基座上料、旋转定位、控制板上料、装配校准、锁螺丝固定、以及自动下料，整个过程自动化完成，节省人力，组装方便，装配精度高的直驱电机的控制板组装设备。

本发明所采用的技术方案是：一种直驱电机的控制板组装设备，包括基座、以及控制板，所述基座具有装配槽，所述装配槽具有识别位，所述控制板装配在装配槽、并具有配合位，所述配合位用于配合识别位；所述组装设备包括：转盘机构，所述转盘机构环向均布有多个组装治具，所述组装治具用于基座固定组装；基座上料机构，用于基座上料到组装治具；旋转定位机构，所述旋转定位机构用于上料到组装治具上的基座进行旋转定位；控制板上料机构，所述控制板上料机构用于将控制板上料、并抓取放置到基座的装配槽上；校准机构，所述校准机构用于将配合位与识别位校准配合；锁螺丝机构，所述锁螺丝机构用于控制板与装配槽上锁上螺丝；下料机构，所述下料机构用于将装配好控制板的基座抓取下料。

对上述方案的进一步改进为，所述基座包括下端部以及上端部，所述装配槽开设在上端部的上表面，所述下端部与上端部一体加工形成，所述识别位设于上端部的外周面，所述上端部位于装配槽的下侧设有避让位，所述上端部居中开设有定位柱，所述控制板对应定位柱开设有定位孔，组装时，所述定位孔套设于定位柱，所述配合位位于控制板的外周。

对上述方案的进一步改进为，所述转盘机构包括用于安装组装治具的圆盘、以及用于驱动圆盘旋转的转盘驱动装置。

对上述方案的进一步改进为，所述组装治具包括安装在圆盘的治具座、设于治具座的组装固定装置、以及位于圆盘下方并用于驱动组装固定装置的夹紧驱动装置。

对上述方案的进一步改进为，所述治具座开设有治具槽，所述治具槽包括上槽体以及与上槽体连通的下槽体，所述下端部装入至下槽体，所述上端部置于上槽体、并将装配槽外露。

对上述方案的进一步改进为，所述组装固定装置包括可活动于下槽体外周、并用于将下端部夹紧固定的装配夹爪、用于固定装配夹爪活动的装配固定板、以及设于装配固定板并用于给装配夹爪提供夹紧的夹持弹性元件。

对上述方案的进一步改进为，所述夹紧驱动装置包括夹紧顶升气缸、以及用于连接于夹紧顶升气缸的顶升驱动轴，所述装配夹爪设有驱动凸块，所述顶升驱动轴用于将驱动凸块顶起，使得装配夹爪将下端部夹紧。

对上述方案的进一步改进为，所述基座上料机构包括用于基座输送的第一上料输送装置、以及用于在第一上料输送装置上取料并放置到组装治具上的第一上料抓取装置。

对上述方案的进一步改进为，所述第一上料抓取装置包括第一上料移送模组、以及安装在第一上料移送模组的第一上料升降模组，所述第一上料抓取装置安装在第一上料升降模组。

对上述方案的进一步改进为，所述旋转定位机构包括定位驱动装置、安装在定位驱动装置并用于检测基座摆放在组装治具方向的检测装置、以及用于夹持并调整基座方向的旋转调整装置。

对上述方案的进一步改进为，所述定位驱动装置包括立柱、安装在立柱的横移模组、以及安装在横移模组的定位升降模组，所述检测装置以及旋转调整装置均安装在定位升降模组。

对上述方案的进一步改进为，所述检测装置为CCD检测镜头、并朝向组装治具，用于拍摄组装治具上基座识别位的方向。

对上述方案的进一步改进为，所述旋转调整装置包括安装在定位升降模组的调整伺服电机、以及连接于调整伺服电机的调整夹爪，所述调整夹爪用于将基座夹持、并通过调整伺服电机旋转调整基座的方向。

对上述方案的进一步改进为，所述控制板上料机构包括用于控制板输送的第二上料输送装置、以及用于在第二上料输送装置上取料并放置到装配槽上的第二上料抓取装置。

对上述方案的进一步改进为，所述第二上料抓取装置包括第二上料移送模组、以及安装在第二上料移送模组的第二上料升降模组，所述第二上料抓取装置安装在第二上料升降模组。

对上述方案的进一步改进为，所述装配槽开设有多个安装孔，所述控制板对应安装孔设有通孔，所述校准机构包括校准驱动装置、安装在校准驱动装置并用于拍摄控制板在装配槽内位置的拍摄相机、以及用于抓取调整控制板位置的校准装置。

对上述方案的进一步改进为，所述校准驱动装置包括校准移动模组、以及安装在校准移动模组的校准升降模组，所述拍摄相机安装在校准升降模组。

对上述方案的进一步改进为，所述校准装置包括安装在校准升降模组的校准伺服电机、以及安装在校准伺服电机的校准吸盘，所述校准吸盘用于吸附抓取控制板。

对上述方案的进一步改进为，所述锁螺丝机构包括机械手、螺丝供料装置、以及安装在机械手的电动螺丝批，所述机械手用于在螺丝供料装置上取料、并将螺丝锁入至安装孔，使得控制板固定在装配槽。

对上述方案的进一步改进为，所述下料机构包括用于在装配治具上抓取完成装配的基座取料的下料抓取装置、以及用于放置且输送下料抓取装置所抓取基座的下料输送装置。

本发明的有益效果是：

相比现有的直驱电机控制板组装，本发明在直驱电机的基座上开设了装配槽，通过装配槽用于配合控制板的安装，具体组装过程是通过转盘方式并配合多个工位实现自动化组装，依次进行基座上料、旋转定位、控制板上料、装配校准、锁螺丝固定、以及自动下料，整个过程自动化完成，节省人力，组装方便，装配精度高。具体是，设置了包括基座、以及控制板，所述基座具有装配槽，所述装配槽具有识别位，所述控制板装配在装配槽、并具有配合位，所述配合位用于配合识别位；所述组装设备包括：转盘机构，基座上料机构，旋转定位机构，控制板上料机构，校准机构，锁螺丝机构，以及下料机构，所述转盘机构环向均布有多个组装治具，所述组装治具用于基座固定组装；基座上料机构用于基座上料到组装治具；所述旋转定位机构用于上料到组装治具上的基座进行旋转定位；所述控制板上料机构用于将控制板上料、并抓取放置到基座的装配槽上所述校准机构用于将配合位与识别位校准配合；所述锁螺丝机构用于控制板与装配槽上锁上螺丝；所述下料机构用于将装配好控制板的基座抓取下料。

附图说明

图1为本发明直驱电机的基座与控制板的结构示意图；

图2为图1中直驱电机的基座的立体示意图；

图3为本发明组装设备的立体示意图；

图4为图3中组装设备另一视角的立体示意图；

图5为图3中组装设备的俯视示意图；

图6为图3中组装设备的组装治具的结构示意图；

图7为图3中组装设备的基座上料机构的结构示意图；

图8为图3中组装设备的旋转定位机构的结构示意图；

图9为图3中组装设备的控制板上料机构的结构示意图；

图10为图3中组装设备的校准机构的结构示意图。

附图标记说明：基座1、装配槽11、安装孔111、识别位12、下端部13、上端部14、避让位141、定位柱142；

控制板2、配合位21、定位孔22、通孔23；

转盘机构3、组装治具31、治具座311、组装固定装置312、装配夹爪312a、装配固定板312b、弹性元件312c、驱动凸块312d、夹紧驱动装置313、夹紧顶升气缸313a、顶升驱动轴313b、治具槽314、上槽体314a、下槽体314b、圆盘32、转盘驱动装置33；

基座上料机构4、第一上料输送装置41、第一上料抓取装置42、第一上料移送模组421、第一上料升降模组422；

旋转定位机构5、定位驱动装置51、立柱511、横移模组512、定位升降模组513、检测装置52、旋转调整装置53、调整伺服电机531、调整夹爪532；

控制板上料机构6、第二上料输送装置61、第二上料抓取装置62、第二上料移送模组621、第二上料升降模组622；

校准机构7、校准驱动装置71、校准移动模组711、校准升降模组712、拍摄相机72、校准装置73、校准伺服电机731、校准吸盘732；

锁螺丝机构8、机械手81、螺丝供料装置82、电动螺丝批83；

下料机构9、下料抓取装置91、下料输送装置92。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1～图10所示，一种直驱电机的控制板组装设备，设置了基座1、以及控制板2，基座1具有装配槽11，装配槽11具有识别位12，控制板2装配在装配槽11、并具有配合位21，配合位21用于配合识别位12；组装设备包括：转盘机构3，基座上料机构4，旋转定位机构5，控制板上料机构6，校准机构7，锁螺丝机构8，以及下料机构9，转盘机构3环向均布有多个组装治具31，组装治具31用于基座1固定组装；基座上料机构4用于基座1上料到组装治具31；旋转定位机构5用于上料到组装治具31上的基座1进行旋转定位；控制板上料机构6用于将控制板2上料、并抓取放置到基座1的装配槽11上校准机构7用于将配合位21与识别位12校准配合；锁螺丝机构8用于控制板2与装配槽11上锁上螺丝；下料机构9用于将装配好控制板2的基座1抓取下料。

参阅图2所示，基座1包括下端部13以及上端部14，装配槽11开设在上端部14的上表面，下端部13与上端部14一体加工形成，识别位12设于上端部14的外周面，上端部14位于装配槽11的下侧设有避让位141，上端部14居中开设有定位柱142，控制板2对应定位柱142开设有定位孔22，组装时，定位孔22套设于定位柱142，配合位21位于控制板2的外周，本实施例中，基座1作为直驱电机的内部基座1，应用于外转子的直驱电机，在基座1上一体加工形成了装配槽11，并用于装配上控制板2，同时具有上端部14和下端部13配合分别用于直驱电机的定子连接以及输出端连接，也方便结构的装配和区分。

转盘机构3包括用于安装组装治具31的圆盘32、以及用于驱动圆盘32旋转的转盘驱动装置33；本实施例工作中，通过旋转驱动装置配合圆盘32用于驱动圆盘32旋转，转盘驱动装置33可以是DD马达，也可以是分割器作为驱动，适用于转盘多工位加工。

上述实施例中进一步优选为，组装治具31包括安装在圆盘32的治具座311、设于治具座311的组装固定装置312、以及位于圆盘32下方并用于驱动组装固定装置312的夹紧驱动装置313；治具座311开设有治具槽314，治具槽314包括上槽体314a以及与上槽体314a连通的下槽体314b，下端部13装入至下槽体314b，上端部14置于上槽体314a、并将装配槽11外露，治具槽314用于基座1的安装固定，同时设置组装固定装置312和夹紧驱动装置313，通过组装固定装置312将基座1夹紧固定在治具槽314上，而夹紧驱动装置313用于驱动组装固定装置312的开合固定。

上述实施例中进一步优选为，参阅图6所示，组装固定装置312包括可活动于下槽体314b外周、并用于将下端部13夹紧固定的装配夹爪312a、用于固定装配夹爪312a活动的装配固定板312b、以及设于装配固定板312b并用于给装配夹爪312a提供夹紧的夹持弹性元件312c；进一步改进为，夹紧驱动装置313包括夹紧顶升气缸313a、以及用于连接于夹紧顶升气缸313a的顶升驱动轴313b，装配夹爪312a设有驱动凸块312d，顶升驱动轴313b用于将驱动凸块312d顶起，使得装配夹爪312a将下端部13夹紧。通过顶升驱动轴313b用于顶起驱动将带动驱动凸块312d与装配夹爪312a配合对下端部13的夹紧或松开。

参阅图7所示，基座上料机构4包括用于基座1输送的第一上料输送装置41、以及用于在第一上料输送装置41上取料并放置到组装治具31上的第一上料抓取装置42；进一步改进为，第一上料抓取装置42包括第一上料移送模组421、以及安装在第一上料移送模组421的第一上料升降模组422，第一上料抓取装置42安装在第一上料升降模组422；第一上料输送装置41用于基座1上料进行输送，当输送到指定位置时，通过第一上料抓取装置42将基座1抓取，抓取后放置到组装治具31进行装配。

参阅图8所示，旋转定位机构5包括定位驱动装置51、安装在定位驱动装置51并用于检测基座1摆放在组装治具31方向的检测装置52、以及用于夹持并调整基座1方向的旋转调整装置53；通过定位驱动装置51驱动检测装置52和旋转调整装置53用于对基座1的位置进行调整方便后续的装配。

定位驱动装置51包括立柱511、安装在立柱511的横移模组512、以及安装在横移模组512的定位升降模组513，检测装置52以及旋转调整装置53均安装在定位升降模组513；通过横移模组512配合升降模组用于结构的横向移动以及升降移动，横移模组512与升降模组均为线性模组。

检测装置52为CCD检测镜头、并朝向组装治具31，用于拍摄组装治具31上基座1识别位12的方向；进一步改进为，旋转调整装置53包括安装在定位升降模组513的调整伺服电机531、以及连接于调整伺服电机531的调整夹爪532，调整夹爪532用于将基座1夹持、并通过调整伺服电机531旋转调整基座1的方向；采用CCD检测镜头拍摄基座1的照片，并对识别位12的方向进行识别，后通过伺服电机驱动调整夹爪532将基座1夹持后旋转调整到指定方向，方便后续的组装。

参阅图9所示，控制板上料机构6包括用于控制板2输送的第二上料输送装置61、以及用于在第二上料输送装置61上取料并放置到装配槽11上的第二上料抓取装置62；进一步改进为，第二上料抓取装置62包括第二上料移送模组621、以及安装在第二上料移送模组621的第二上料升降模组622，第二上料抓取装置62安装在第二上料升降模组622，通过第二上料抓取装置62用于将第二上料输送装置61所输送的控制板2抓取放置到基座1的装配槽11上。

参阅图10所示，装配槽11开设有多个安装孔111，控制板2对应安装孔111设有通孔23，校准机构7包括校准驱动装置71、安装在校准驱动装置71并用于拍摄控制板2在装配槽11内位置的拍摄相机72、以及用于抓取调整控制板2位置的校准装置73；本实施例中，通过安装孔111和通孔23的配合，方便后续的组装，进而，当控制板2上料到装配槽11时，通过拍摄相机72拍摄安装孔111和通孔23是否匹配，进而可通过校准装置73进行校准，方便后续组装。

对上述实施例的优选为，校准驱动装置71包括校准移动模组711、以及安装在校准移动模组711的校准升降模组712，拍摄相机72安装在校准升降模组712；进一步改进为，校准装置73包括安装在校准升降模组712的校准伺服电机731、以及安装在校准伺服电机731的校准吸盘732，校准吸盘732用于吸附抓取控制板2，通过校准驱动装置71驱动横移和升降，在校准时通过吸盘将控制板2吸附，后通过校准伺服电机731进行微动调整，进而将安装孔111与通孔23配合。

锁螺丝机构8包括机械手81、螺丝供料装置82、以及安装在机械手81的电动螺丝批83，机械手81用于在螺丝供料装置82上取料、并将螺丝锁入至安装孔111，使得控制板2固定在装配槽11，通过机械手81驱动电动螺丝批83在螺丝供料装置82上取料，后通过机械手81的作用下将螺丝锁入至安装孔111。

下料机构9包括用于在装配治具上抓取完成装配的基座1取料的下料抓取装置91、以及用于放置且输送下料抓取装置91所抓取基座1的下料输送装置92，通过下料抓取装置91将基座1抓取后放入到下料输送装置92进行输送下料，完成控制板2的自动组装。

本发明在直驱电机的基座1上开设了装配槽11，通过装配槽11用于配合控制板2的安装，具体组装过程是通过转盘方式并配合多个工位实现自动化组装，依次进行基座1上料、旋转定位、控制板2上料、装配校准、锁螺丝固定、以及自动下料，整个过程自动化完成，节省人力，组装方便，装配精度高。具体是，设置了包括基座1、以及控制板2，基座1具有装配槽11，装配槽11具有识别位12，控制板2装配在装配槽11、并具有配合位21，配合位21用于配合识别位12；组装设备包括：转盘机构3，基座上料机构4，旋转定位机构5，控制板上料机构6，校准机构7，锁螺丝机构8，以及下料机构9，转盘机构3环向均布有多个组装治具31，组装治具31用于基座1固定组装；基座上料机构4用于基座1上料到组装治具31；旋转定位机构5用于上料到组装治具31上的基座1进行旋转定位；控制板上料机构6用于将控制板2上料、并抓取放置到基座1的装配槽11上校准机构7用于将配合位21与识别位12校准配合；锁螺丝机构8用于控制板2与装配槽11上锁上螺丝；下料机构9用于将装配好控制板2的基座1抓取下料。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种直驱电机的控制板组装设备，其特征在于：包括基座、以及控制板，所述基座具有装配槽，所述装配槽具有识别位，所述控制板装配在装配槽、并具有配合位，所述配合位用于配合识别位；

所述组装设备包括：

转盘机构，所述转盘机构环向均布有多个组装治具，所述组装治具用于基座固定组装；所述基座包括下端部以及上端部，所述装配槽开设在上端部的上表面，所述下端部与上端部一体加工形成，所述识别位设于上端部的外周面，所述上端部位于装配槽的下侧设有避让位，所述上端部居中开设有定位柱，所述控制板对应定位柱开设有定位孔，组装时，所述定位孔套设于定位柱，所述配合位位于控制板的外周；

所述转盘机构包括用于安装组装治具的圆盘、以及用于驱动圆盘旋转的转盘驱动装置；

所述组装治具包括安装在圆盘的治具座、设于治具座的组装固定装置、以及位于圆盘下方并用于驱动组装固定装置的夹紧驱动装置；

所述治具座开设有治具槽，所述治具槽包括上槽体以及与上槽体连通的下槽体，所述下端部装入至下槽体，所述上端部置于上槽体、并将装配槽外露；

基座上料机构，用于基座上料到组装治具；

旋转定位机构，所述旋转定位机构用于上料到组装治具上的基座进行旋转定位；所述旋转定位机构包括定位驱动装置、安装在定位驱动装置并用于检测基座摆放在组装治具方向的检测装置、以及用于夹持并调整基座方向的旋转调整装置；

所述定位驱动装置包括立柱、安装在立柱的横移模组、以及安装在横移模组的定位升降模组，所述检测装置以及旋转调整装置均安装在定位升降模组；

所述检测装置为CCD检测镜头、并朝向组装治具，用于拍摄组装治具上基座识别位的方向；

所述旋转调整装置包括安装在定位升降模组的调整伺服电机、以及连接于调整伺服电机的调整夹爪，所述调整夹爪用于将基座夹持、并通过调整伺服电机旋转调整基座的方向；

控制板上料机构，所述控制板上料机构用于将控制板上料、并抓取放置到基座的装配槽上；

校准机构，所述校准机构用于将配合位与识别位校准配合；所述装配槽开设有多个安装孔，所述控制板对应安装孔设有通孔，所述校准机构包括校准驱动装置、安装在校准驱动装置并用于拍摄控制板在装配槽内位置的拍摄相机、以及用于抓取调整控制板位置的校准装置；

所述校准驱动装置包括校准移动模组、以及安装在校准移动模组的校准升降模组，所述拍摄相机安装在校准升降模组；

所述校准装置包括安装在校准升降模组的校准伺服电机、以及安装在校准伺服电机的校准吸盘，所述校准吸盘用于吸附抓取控制板；

锁螺丝机构，所述锁螺丝机构用于控制板与装配槽上锁上螺丝；

下料机构，所述下料机构用于将装配好控制板的基座抓取下料。

2.根据权利要求1所述的直驱电机的控制板组装设备，其特征在于：所述组装固定装置包括可活动于下槽体外周、并用于将下端部夹紧固定的装配夹爪、用于固定装配夹爪活动的装配固定板、以及设于装配固定板并用于给装配夹爪提供夹紧的夹持弹性元件；

所述夹紧驱动装置包括夹紧顶升气缸、以及用于连接于夹紧顶升气缸的顶升驱动轴，所述装配夹爪设有驱动凸块，所述顶升驱动轴用于将驱动凸块顶起，使得装配夹爪将下端部夹紧。

3.根据权利要求1所述的直驱电机的控制板组装设备，其特征在于：所述基座上料机构包括用于基座输送的第一上料输送装置、以及用于在第一上料输送装置上取料并放置到组装治具上的第一上料抓取装置；

所述第一上料抓取装置包括第一上料移送模组、以及安装在第一上料移送模组的第一上料升降模组，所述第一上料抓取装置安装在第一上料升降模组。

4.根据权利要求1所述的直驱电机的控制板组装设备，其特征在于：所述控制板上料机构包括用于控制板输送的第二上料输送装置、以及用于在第二上料输送装置上取料并放置到装配槽上的第二上料抓取装置；

所述第二上料抓取装置包括第二上料移送模组、以及安装在第二上料移送模组的第二上料升降模组，所述第二上料抓取装置安装在第二上料升降模组。

5.根据权利要求1所述的直驱电机的控制板组装设备，其特征在于：所述锁螺丝机构包括机械手、螺丝供料装置、以及安装在机械手的电动螺丝批，所述机械手用于在螺丝供料装置上取料、并将螺丝锁入至安装孔，使得控制板固定在装配槽。

6.根据权利要求1所述的直驱电机的控制板组装设备，其特征在于：所述下料机构包括用于在装配治具上抓取完成装配的基座取料的下料抓取装置、以及用于放置且输送下料抓取装置所抓取基座的下料输送装置。