CN116317389B - 一种电机定子自动化卷圆设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电机定子自动化卷圆设备，依次包括：上料工位、卷圆工位、二次定位工位和下料工位，在所述卷圆工位和二次定位工位之间设置有第一机械手，在所述二次定位工位和下料工位之间设置有第二机械手，多个定子通过上料工位进入卷圆工位，经过卷圆工位的卷圆后由第一机械手抓取放入二次定位工位进行二次定位，二次定位后由第二机械手抓取放入下料工位进行下料至后续工位。通过上述方式，解决了现有的电机组装时定子卷圆精度不足，组装效率慢的问题。

Description

一种电机定子自动化卷圆设备

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，尤其是涉及一种电机定子自动化卷圆设备。

背景技术

图15为一种电机定子组，其在电机的组装过程中，需要确保每个定子的位置度足够准确，现有的定子组装方式为，单个定子逐个***电机中，最终安装完形成一个环形的定子组，然而单个定子逐个***电机的方式，位置度很难保证，一旦发生偏移，则会严重影响电机的质量。

中国专利CN114499077A公开了一种新能源汽车双电机的定子组装设备，用于解决现有定子组装设备采用手工方式存在劳动强度高、难度大、手容易被高温机壳烫伤以及刮伤和很难控制定子套入机壳的品质，容易出现定子没有套到位问题；本发明将机壳放在托盘上，通过输送线流到该工位，加热顶升机构将托盘顶升，同时驱动加热线圈和发电加热线圈进入机壳内侧；机壳压紧机构先压紧机壳，机壳顶升到位后，压紧机构通过第二气缸升降压紧壳体，第二气缸下侧设置先导阀，防止突然断气引起机构下坠；本发明能够快速准确加热到设定温度，保证温度准确，无需人员接触到高温的机壳，自动压装，保证定子入机壳到位，控制组装品质，减轻劳动强度。

日本专利JP2001157417A公开了一种马达定子组装装置，将圆筒形外壳设置在下夹具中,将圆柱形定子设置在上夹具中,将上夹具与下夹具对齐以将定子组装在外壳中的预定位置。可以附加的下夹具具有径向定位块,该径向定位块通过将外壳的一端装配到将外壳以直立位置放置在其上的基座上来沿径向定位外壳,并且通过装配外壳来确定外壳的旋转方向。配有旋转侧定位销,用于定位在外壳中,以及导向轴,用于通过站立在外壳侧面与上夹具对齐,以免与外壳发生干涉。上夹具具有标记销,该标记销通过沿着从定子延伸到与定子的内周面嵌合的圆筒的引线来确定定子在旋转方向上的位置,并防止定子嵌合在圆筒中一种电机定子组装装置,包括用于定位上夹具的止动机构和旋转侧定位臂,该旋转侧定位臂用于通过装配导轴来相对于下夹具在旋转方向上定位上夹具。

然而以上两件专利均是将组装定位好的定子组装配入电机的设备，并未公开如何将各个定子卷圆成型并定位的过程。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种电机定子自动化卷圆设备，解决了现有的电机组装时定子卷圆精度不足，组装效率慢的问题。

本发明的主要内容包括：一种电机定子自动化卷圆设备，依次包括：上料工位、卷圆工位、二次定位工位和下料工位，在所述卷圆工位和二次定位工位之间设置有第一机械手，在所述二次定位工位和下料工位之间设置有第二机械手，多个定子通过上料工位进入卷圆工位，经过卷圆工位的卷圆后由第一机械手抓取放入二次定位工位进行二次定位，二次定位后由第二机械手抓取放入下料工位进行下料至后续工位。

优选地，所述上料工位包括：上料纵移模组、设置于所述上料纵移模组上且可沿上料纵移模组移动的上料横移模组，所述上料横移模组处设置有上料竖向模组，在所述上料竖向模组的下端设置有若干上料夹爪。

优选地，在所述上料工位和卷圆工位之间设置有调位机构，所述调位机构包括：调位丝杆、驱动所述调位丝杆转动的电机，设置于所述调位丝杆处的多个调位滑块，在每个调位滑块上均设置有治具固定座，所述治具固定座上设置有产品治具，每个治具固定座的边缘处均设置有用于限制最短距离的限位块和压缩限位杆，每个治具固定座处均开设有通孔，相邻的两个治具固定座的通孔内设置有拉伸限位杆，所述拉伸限位杆的两端分别设置有限位头用于限制相邻的两个治具固定座之间的最大距离。

优选地，所述卷圆工位包括：卷圆旋转平台、用于驱动所述卷圆旋转平台转动的卷圆旋转电机，在所述卷圆旋转平台的两端分别设置有卷圆机构；

所述卷圆机构包括：中空的卷圆固定板，在所述卷圆固定板的中空部设置有两个可反向移动的卷圆滑板，所述卷圆滑板处开设有一组八字型排布的卷圆滑槽，在所述卷圆固定板的中部设置有一限位圆板，在所述卷圆固定板的两侧对称于所述限位圆板分别设置有多个移动座，相邻的两个移动座之间铰接连接，最外侧移动座的外边缘处设置有卷圆滑杆，所述卷圆滑杆的一端穿过移动座的通孔，另一端***所述卷圆滑槽中，当两个卷圆滑板移动时，卷圆滑杆可在卷圆滑槽中移动，使得两组移动座具有展开和围绕限位圆板合拢两个状态。

优选地，所述二次定位工位包括：定位旋转平台，驱动所述定位旋转平台转动的定位旋转电机，在所述定位旋转平台的两端对称设置有若干组定位机构。

优选地，所述定位机构包括：位于正中心的定位基块，在所述定位基块的四周设置有用于***定子的定位卡槽，所述定位机构的下方设置有四爪夹爪气缸，当夹爪气缸的夹爪并拢时，每个夹爪位于所述定位卡槽的外侧，并且能够卡入定位卡槽中定子的定子槽中。

优选地，所述下料工位包括：下料导轨，在所述下料导轨处设置有可移动的下料滑块，在所述下料滑块处设置有下料治具。

优选地，在所述下料导轨远离二次定位工位的一端设置有下料组件，所述下料组件包括：下料横移模组，设置于所述下料横移模组处且可沿下料横移模组移动的下料纵移模组，在所述下料纵移模组处设置有下料竖向模组，所述下料竖向模组的下方设置有夹爪，所述夹爪用于将安装有定子的下料治具转移至后续工位。

优选地，所述下料治具包括：同轴设置的内定位柱和外定位环，在所述外定位环的内侧壁设置有多个凸出的筋板，每个筋板的位置与每个定子的中部相对应，在所述筋板处沿竖向设置有多个磁铁。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过自动化的设计，不需要人工进行卷圆、定位、搬运，提高了整个设备的自动化程度，节约了人力，提高了卷圆效率和精度；

2、卷圆工位和二次定位工位分别设置有两组卷圆机构和定位机构，使得其中一组在上料时，另外一组可以同时进行下料，进一步提升了设备的使用效率；

3、通过卷圆机构的机械设计，经过简单的动作即可实现多个定子的展开和卷圆，卷圆效率高，卷圆精度可靠，保证了电机的品质；

4、二次定位机构的设置，进一步保证了定子之间位置的精度，提升了电机的安装质量。

附图说明

图1为一种电机定子自动化卷圆设备一较佳实施例的立体结构示意图；

图2为上料工位的立体结构示意图；

图3为调位机构的立体结构示意图；

图4为调位机构的调位原理图；

图5为卷圆工位的立体结构示意图；

图6为卷圆机构的立体结构示意图；

图7为卷圆机构背面的立体结构示意图；

图8为卷圆机构卷圆时的立体结构示意图；

图9为卷圆机构卷圆时背面的立体结构示意图；

图10为二次定位工位的立体结构示意图；

图11为定位机构的立体结构示意图；

图12为图11中C部分局部放大示意图；

图13为下料工位的立体结构示意图；

图14为下料治具的立体结构示意图；

图15为定子组的立体结构示意图；

附图标记：

1、上料工位，2、第一机械手，3、卷圆工位，4、二次定位工位，5、第二机械手，6、下料工位，7、产品治具，8、定子，81、定子槽；

11、上料横移模组，12、上料纵移模组，13、上料竖向模组，14、上料夹爪，15、调位

机构，16、转移模组；

151、治具固定座，152、调位滑块，153、调位丝杆，154、限位块，155、压缩限位杆，156、拉伸限位杆，157、限位头，158、通孔；

31、卷圆旋转平台，32、卷圆旋转电机，33、卷圆机构，331、卷圆固定板，332、卷圆滑板，333、卷圆滑槽，334、滑板气缸，335、移动座，336、铰链，337、限位圆板，338、卷圆滑杆；

41、定位旋转电机，42、定位旋转平台，43、定位机构，431、定位基块，432、定位卡槽，433、定位夹爪，434、定位卡头；

61、下料导轨，62、下料治具，63、下料滑块，64、下料横移模组，65、下料纵移模组，66、下料竖向模组，621、外定位环，622、内定位柱，623、筋板

具体实施方式

以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。

如图1所示，一种电机定子自动化卷圆设备，依次包括：上料工位1、卷圆工位3、二次定位工位4和下料工位6，在所述卷圆工位3和二次定位工位4之间设置有第一机械手2，在所述二次定位工位4和下料工位6之间设置有第二机械手5，多个定子通过上料工位1进入卷圆工位3，经过卷圆工位3的卷圆后由第一机械手2抓取放入二次定位工位4进行二次定位，二次定位后由第二机械手5抓取放入下料工位6进行下料至后续工位。

如图2所示，所述上料工位1包括：上料纵移模组12、设置于所述上料纵移模组12上且可沿上料纵移模组12移动的上料横移模组11，所述上料横移模组11处设置有上料竖向模组13，在所述上料竖向模组13的下端设置有若干上料夹爪。其中所述上料纵移模12组包括：一组纵向设置的导轨和相匹配的滑块，滑块由无杠缸或者电机和丝杆驱动，所述上料横移模组11设置于纵移模组12的滑块处，其包括：导轨、滑块，所述滑块由无杠缸或者电机和丝杆驱动，在上料横移模组11的滑块处设置有上料竖向模组13，上料竖向模组13也包括导轨、滑块和驱动机构，在上料竖向模组13的底端平行设置有多个夹爪，多个夹爪从前道工位同时夹取多个电机，放入调位机构15中。

如图3所示，所述调位机构15包括：调位丝杆153、驱动所述调位丝杆153转动的电机，设置于所述调位丝杆153处的多个调位滑块152，在每个调位滑块152上均设置有治具固定座151，所述治具固定座151上设置有产品治具7，上料工位1过来的电机放置于产品治具7处，每个治具固定座151的边缘处均设置有用于限制最短距离的限位块154和压缩限位杆155，当调位滑块152之间的距离最短时，每个治具固定座151的压缩限位杆155均与前一个治具固定座151的限位块154相抵触。其中最顶点处的治具固定座始终保持不动，后续的治具固定座由调位丝杆153和调位滑块152驱动产生位移。

如图4所示，每个治具固定座151处均开设有通孔158，相邻的两个治具固定座151的通孔158内设置有拉伸限位杆156，所述拉伸限位杆156的两端分别设置有限位头157，当相邻的两个治具固定座151之间的距离最大时，限位头157对治具固定座151进行限位，此时治具固定座151无法继续移动。通过设置拉伸限位杆156的长度来控制治具固定座151之间的距离，使得治具固定座151上的产品治具7之间的距离能够满足下道工位的需求。

如图5所示，所述卷圆工位3包括：卷圆旋转平台31、用于驱动所述卷圆旋转平台31转动的卷圆旋转电机32，在所述卷圆旋转平台31的两端分别设置有卷圆机构33，当其中一端的卷圆机构33在工作时，另一端的卷圆机构33可以进行上下料，提高了设备的利用率。

所述卷圆机构33包括：中空的卷圆固定板331，在所述卷圆固定板331的中空部设置有两个可反向移动的卷圆滑板332，两个卷圆滑板332分别由各自的滑板气缸334驱动，卷圆滑板332的两侧可设置导轨和滑块，每个卷圆滑板332处开设有一组八字型排布的卷圆滑槽333，每个卷圆滑槽333包括A端和B端，在所述卷圆固定板331的中部设置有一限位圆板337，在所述卷圆固定板337的两侧对称于所述限位圆板337分别设置有多个移动座335，所述移动座335上用于设置产品治具7，相邻的两个移动座335之间通过铰链336铰接连接，每个移动座335的横截面均设置为锥形，便于移动座的合拢，最外侧移动座335的外边缘处设置有卷圆滑杆338，所述卷圆滑杆338的一端穿过移动座335的通孔，另一端***所述卷圆滑槽333中，当两个卷圆滑板332移动时，卷圆滑杆338可在卷圆滑槽333中移动，使得两组移动座335具有展开和围绕限位圆板合拢两个状态。

如图6-图9所示，为卷圆机构的工作原理图，其中图6和图8为卷圆机构的正面结构示意图，图7和图9为卷圆机构的背面结构示意图，如图6和图7所示，为移动座展开时的结构示意图，此时，两个卷圆滑板332位于卷圆固定板331的两端，二者之间距离最大，卷圆滑杆338均位于卷圆滑槽333的A端，此时，两组移动座335分别成一字型排列，移动座335展开时的状态用于产品治具的上料，每个移动座335之间的距离与调位机构15处下料状态的治具固定座151之间的距离相匹配；如图8和图9所示，为移动座335合拢时的结构示意图，此时，卷圆气缸334将两个卷圆滑板332均推至最中心，卷圆滑杆338滑动至卷圆滑槽333的B端，由于卷圆滑槽333设置为斜向的，故此时移动座335的位置发生变化，由于相邻的两个移动座335之间为铰接连接，以及限位圆板337的限位作用，所有的移动座335可围绕限位圆板337排列成一圆形结构，此时产品治具上的定子8围设成圆环状，满足电机组装的基本要求。

如图10所示，所述二次定位工位4包括：定位旋转平台42，驱动所述定位旋转平台42转动的定位旋转电机41，在所述定位旋转平台42的两端对称设置有若干组定位机构43。当定位旋转平台42一端的定位机构43在进行上料时，另一端的定位机构43可以进行下料，提高了设备的使用率。

如图11和图12所示，所述定位机构43包括：位于正中心的定位基块431，此定位基块431起定位基准的作用，在所述定位基块431的四周设置有用于***定子的定位卡槽432，从卷圆工位3过来的定子，可以一次间隔夹取四个，放入一个定位机构的四个定位卡槽432中，多个定位机构则放入多组定子，所述定位机构43的下方设置有四爪夹爪气缸，每个定位夹爪433位于所述定位卡槽432的外侧，定子装入定位卡槽432后，夹爪气缸夹紧，定位夹爪433前端的定位卡头434卡入定子的定子槽81中。

如图13所示，所述下料工位6包括：下料导轨61，在所述下料导轨61处设置有可移动的下料滑块63，在所述下料滑块63处设置有下料治具62。在所述下料导轨61远离二次定位工位4的一端设置有下料组件，所述下料组件包括：下料横移模组64，设置于所述下料横移模组64处且可沿下料横移模组64移动的下料纵移模组65，在所述下料纵移模组65处设置有下料竖向模组66，所述下料竖向模组66的下方设置有夹爪，所述夹爪用于将安装有定子的下料治具62转移至后续工位。其中下料横移模组65、下料纵移模组64和下料竖向模组66的结构与上料工位相似，均可采用导轨、滑块、气缸、电机、丝杆的组合。

如图14所示，所述下料治具62包括：同轴设置的内定位柱622和外定位环621，在所述外定位环621的内侧壁设置有多个凸出的筋板623，每个筋板623的位置与每个定子的中部相对应，在所述筋板623处沿竖向设置有多个磁铁。定子8从二次定位工位4过来时，下料治具62先随着下料滑块63移动过来接料，定子8插设入外定位环621和内定位柱622之间的间隙中，该间隙的距离设置要符合定子***的距离，但不能过大，下料治具62在下料滑块63上的位置需提前设置，以满足定子组装的要求。当外定位环621和内定位柱622之间插满定子后，由下料竖向模组处的夹爪夹取，送入后续工位。其中筋板623处的磁铁用于吸附定子8，保证其位置不会发生变动。

本发明的工作原理为：

一、上料工位1从上道工位处夹取一组定子8，调位机构15复位，控制治具固定座151之间的距离，上料工位1将定子8放入调位机构的产品治具7中；

二、调位机构15处的电机带动调位丝杆153转动，其上的调位滑块152移动，将治具固定座151之间的距离拉开，以满足卷圆工位的要求；

三、转移模组16将定子8连同产品治具7送入卷圆工位3，当卷圆工位3处一个卷圆机构33上的定子满载时，卷圆滑板332移动，使得卷圆工位3处的定子合拢，围成一个圆形结构；

四、第一机械手2从卷圆工位3处抓取定子，放入二次定位工位4，二次定位工位4的定位卡头434卡入定子槽81中，对定子进行二次定位；

五、第二机械手5从二次定位工位4处抓取定子，放入下料工位6的下料治具62中，下料治具在下料导轨61处滑动，下料竖向模组底部的夹爪抓取下料治具62送入后续工位，完成整个定子卷圆过程。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电机定子自动化卷圆设备，其特征在于，依次包括：上料工位、卷圆工位、二次定位工位和下料工位，在所述卷圆工位和二次定位工位之间设置有第一机械手，在所述二次定位工位和下料工位之间设置有第二机械手，多个定子通过上料工位进入卷圆工位，经过卷圆工位的卷圆后由第一机械手抓取放入二次定位工位进行二次定位，二次定位后由第二机械手抓取放入下料工位进行下料至后续工位；

所述卷圆工位包括：卷圆旋转平台、用于驱动所述卷圆旋转平台转动的卷圆旋转电机，在所述卷圆旋转平台的两端分别设置有卷圆机构；

所述卷圆机构包括：中空的卷圆固定板，在所述卷圆固定板的中空部设置有两个可反向移动的卷圆滑板，所述卷圆滑板处开设有一组八字型排布的卷圆滑槽，在所述卷圆固定板的中部设置有一限位圆板，在所述卷圆固定板的两侧对称于所述限位圆板分别设置有多个移动座，相邻的两个移动座之间铰接连接，最外侧移动座的外边缘处设置有卷圆滑杆，所述卷圆滑杆的一端穿过移动座的通孔，另一端***所述卷圆滑槽中，当两个卷圆滑板移动时，卷圆滑杆可在卷圆滑槽中移动，使得两组移动座具有展开和围绕限位圆板合拢两个状态。

2.根据权利要求1所述的一种电机定子自动化卷圆设备，其特征在于，所述上料工位包括：上料纵移模组、设置于所述上料纵移模组上且可沿上料纵移模组移动的上料横移模组，所述上料横移模组处设置有上料竖向模组，在所述上料竖向模组的下端设置有若干上料夹爪。

3.根据权利要求1所述的一种电机定子自动化卷圆设备，其特征在于，在所述上料工位和卷圆工位之间设置有调位机构，所述调位机构包括：调位丝杆、驱动所述调位丝杆转动的电机，设置于所述调位丝杆处的多个调位滑块，在每个调位滑块上均设置有治具固定座，所述治具固定座上设置有产品治具，每个治具固定座的边缘处均设置有用于限制最短距离的限位块和压缩限位杆，每个治具固定座处均开设有通孔，相邻的两个治具固定座的通孔内设置有拉伸限位杆，所述拉伸限位杆的两端分别设置有限位头用于限制相邻的两个治具固定座之间的最大距离。

4.根据权利要求1所述的一种电机定子自动化卷圆设备，其特征在于，所述二次定位工位包括：定位旋转平台，驱动所述定位旋转平台转动的定位旋转电机，在所述定位旋转平台的两端对称设置有若干组定位机构。

5.根据权利要求4所述的一种电机定子自动化卷圆设备，其特征在于，所述定位机构包括：位于正中心的定位基块，在所述定位基块的四周设置有用于***定子的定位卡槽，所述定位机构的下方设置有四爪夹爪气缸，当夹爪气缸的夹爪并拢时，每个夹爪位于所述定位卡槽的外侧，并且能够卡入定位卡槽中定子的定子槽中。

6.根据权利要求1所述的一种电机定子自动化卷圆设备，其特征在于，所述下料工位包括：下料导轨，在所述下料导轨处设置有可移动的下料滑块，在所述下料滑块处设置有下料治具。

7.根据权利要求6所述的一种电机定子自动化卷圆设备，其特征在于，在所述下料导轨远离二次定位工位的一端设置有下料组件，所述下料组件包括：下料横移模组，设置于所述下料横移模组处且可沿下料横移模组移动的下料纵移模组，在所述下料纵移模组处设置有下料竖向模组，所述下料竖向模组的下方设置有夹爪，所述夹爪用于将安装有定子的下料治具转移至后续工位。

8.根据权利要求6或7所述的一种电机定子自动化卷圆设备，其特征在于，所述下料治具包括：同轴设置的内定位柱和外定位环，在所述外定位环的内侧壁设置有多个凸出的筋板，每个筋板的位置与每个定子的中部相对应，在所述筋板处沿竖向设置有多个磁铁。