電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的製作方法

2023-11-02 21:16:02 1

本發明涉及工業自動化裝備，更具體地說，涉及一種用於製造電機的自動化裝配設備。

背景技術：

電機（英文：electricmachinery，俗稱「馬達」）電機泛指能使機械能轉化為電能、電能轉化為機械能的一切機器。特指發電機、電能機、電動機。是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。電動機也稱（俗稱馬達），在電路中用字母「m」（舊標準用「d」）表示。它的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。

電機在工業、農業生產中大量存在，電機的零部件數量眾多、結構複雜、尺寸精密，現在的電機製造中大量依靠人工實現。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供了一種電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，在電機的自動化裝配生產過程中，利用振動盤和供料機構實現對軸承的自動化供料、利用裝配機構實現對軸承的柔性夾持和精密進給，將軸承裝配到電機的電動機轉子上；本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，實現了將軸承全自動化地裝配到電動機轉子上，由於軸承在裝配機構中處於柔性夾持狀態，裝配機構對軸承的抓取速度快，軸承可以良好地適應電動機轉子在位置上的偏差。

一種電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，包括：工作檯、用於將軸承實現有序輸出的振動盤、用於將所述軸承進行進一步有序輸出的供料機構、用於抓取所述軸承並將所述軸承裝配到電動機轉子中的裝配機構、用於放置所述電動機轉子的工裝；

所述振動盤、供料機構、裝配機構和工裝固連於所述工作檯上，所述振動盤的輸出軌道連接到所述供料機構，所述供料機構將所述軸承輸送至所述裝配機構，所述裝配機構將所述軸承輸送至所述電動機轉子上；所述裝配機構位於所述供料機構的上部；

所述裝配機構包括：進給氣缸、滑動杆、立柱、一號支架、導向塊、滑動底座、擺動頭、芯軸、擺動體、直線導向塊、擺動氣缸、齒條、齒輪，所述一號支架固連於所述工作檯，所述進給氣缸的氣缸體通過所述立柱固連於所述一號支架，所述進給氣缸的活塞杆的末端固連於所述滑動杆的一端；所述導向塊固連於所述一號支架，所述滑動杆和導向塊相配合，所述滑動杆一端固連有所述滑動底座；所述芯軸活動連接於所述滑動底座，所述擺動頭、齒輪固連於所述芯軸，所述直線導向塊、擺動氣缸的氣缸體固連於所述滑動底座，所述擺動氣缸的活塞杆的末端固連於所述齒條，所述齒條活動連接於所述導向塊，所述齒條和齒輪相匹配；所述擺動頭上設置有和所述軸承的外徑相匹配的裝配口；

所述供料機構包括：傳送軌道、推桿、橫走氣缸、頂杆、上升氣缸，所述橫走氣缸固連於所述傳送軌道的一端，所述推桿固連於所述橫走氣缸的氣動滑塊；所述傳送軌道的一端連接於所述振動盤的輸出軌道，所述傳送軌道的末端為所述軸承的中轉位，在所述中轉位的附近設置所述軸承的就緒位；在所述就緒位的下部固連有所述上升氣缸，所述上升氣缸的活塞杆的末端固連於所述頂杆，所述頂杆活動連接於所述就緒位。

優選地，在所述裝配口的徑向方向上固連有波珠螺絲，所述波珠螺絲的數量為三個並且均布於所述裝配口的側壁上。

優選地，所述芯軸的中心軸線和所述滑動杆的中心軸線相互垂直。

優選地，在所述滑動底座上固連有限位螺栓和阻尼器，所述限位螺栓、阻尼器和所述擺動體相匹配。

優選地，在所述裝配口的徑向方向上固連有傳感器。

優選地，當所述進給氣缸的活塞杆處於縮回狀態，且所述擺動氣缸的活塞杆處於縮回狀態時，所述裝配口的中心軸線處於水平姿態，所述裝配口和工裝相匹配，所述裝配口和位於所述工裝上的所述電動機轉子處於同軸布置；當所述進給氣缸的活塞杆處於縮回狀態，且所述擺動氣缸的活塞杆處於伸出狀態時，所述裝配口的中心軸線處於豎直姿態，所述裝配口位於所述就緒位的正上方，所述裝配口和就緒位相匹配。

優選地，當所述擺動氣缸的活塞杆處於縮回狀態，且所述進給氣缸的活塞杆處於伸出狀態時，所述裝配口到達所述電動機轉子所在位置。

優選地，位於所述工裝上的所述電動機轉子和所述滑動杆保持同軸布置，所述電動機轉子處於水平布置。

和傳統技術相比，本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構具有以下積極作用和有益效果：

本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，利用所述振動盤、供料機構、裝配機構、工裝，實現了將所述軸承自動化地裝配到所述電動機轉子上。所述振動盤將所述軸承實現有序地輸出至所述供料機構中，所述供料機構將所述軸承進行位置校正後輸送至所述就緒位，所述裝配機構在所述就緒位的上方夾取到所述軸承之後；接著，對所述軸承調整姿態；然後將所述軸承裝配到所述電動機轉子上。本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構將振動盤、供料機構、裝配機構、工裝等技術方案進行有機組合，構成了新的技術方案：實現對所述電動機轉子的自動化裝配，解決了手工裝配所存在的效率低、裝配質量差等問題。

由於軸承為高精密標準元器件，所述軸承和電動機轉子的配合為過盈配合，兩者在實現配合的時候，兩者的同軸度需要達到微米級的精度。本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，利用所述波珠螺絲，使所述裝配口對所述軸承實現了柔性夾持，防止對所述軸承的外表面進行滑傷；同時，利用所述波珠螺絲，所述裝配口可以在所述上升氣缸的配合下，實現對所述軸承的快速夾持，所述裝配口無需依靠氣動手爪或者之類的帶動力輸出的機構即可實現對所述軸承的夾持，減少了動力元件，降低了成本；同時，利用所述波珠螺絲還具有預料不到的技術效果：在裝配時候，若所述軸承和電動機轉子的同軸度存在一定的誤差時，三個所述波珠螺絲可以發生彈性變形，使所述軸承的內孔可以自動適應所述電動機轉子所在的位置，使所述軸承可以順利地裝配到所述電動機轉子上。

接下來描述本發明中所述供料機構、裝配機構的工作過程和工作原理：

開始時候，所述推桿在所述橫走氣缸的驅動下處於所述中轉位；所述傳送軌道的一端連接於所述振動盤的輸出軌道，所述軸承從所述傳送軌道輸送至所述中轉位；接著，所述橫走氣缸驅動所述推桿將所述軸承從所述中轉位移動至所述就緒位。

所述裝配機構夾持到所述軸承：所述進給氣缸的活塞杆處於縮回狀態，所述擺動氣缸的活塞杆處於伸出狀態，所述裝配口的中心軸線處於豎直姿態，所述裝配口位於所述就緒位的正上方，所述裝配口方向朝向所述就緒位，所述裝配口和位於所述就緒位上的所述軸承處於同軸狀態。接著，所述上升氣缸的活塞杆伸出，通過所述頂杆將位於所述就緒位處的所述軸承向上移動，並直接推入到所述裝配口。

所述裝配機構將所述軸承裝配到所述電動機轉子上：所述進給氣缸的活塞杆處於縮回狀態，所述擺動氣缸的活塞杆處於縮回狀態，所述裝配口的中心軸線處於水平姿態，所述裝配口和工裝相匹配，所述裝配口和位於所述工裝上的所述電動機轉子處於同軸布置；接著，所述進給氣缸的活塞杆伸出，使所述軸承套於所述電動機轉子上，並直接所述軸承裝配到位。所述裝配口到達所述電動機轉子所在位置。位於所述工裝上的所述電動機轉子和所述滑動杆保持同軸布置，當所述進給氣缸將所述軸承裝配都所述電動機轉子上的時候，所述滑動杆、軸承、電動機轉子三者保持同軸狀態，提供更加穩定的受力狀態，使裝配過程更加平穩。

附圖說明

圖1、2是本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的結構示意圖；

圖3是本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的裝配機構的示意圖；

圖4、5是本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的裝配機構的局部結構示意圖；

圖6是本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的供料機構和裝配機構的局部結構示意圖。

1工作檯、2振動盤、3供料機構、4裝配機構、5工裝、6電動機轉子、7軸承、8進給氣缸、9滑動杆、10立柱、11一號支架、12導向塊、13滑動底座、14擺動頭、15芯軸、16波珠螺絲、17傳感器、18裝配口、19擺動體、20直線導向塊、21擺動氣缸、22齒條、23齒輪、24限位螺栓、25阻尼器、26傳送軌道、27中轉位、28就緒位、29推桿、30氣動滑塊、31橫走氣缸、32頂杆、33上升氣缸。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細說明，但不構成對本發明的任何限制，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，本發明提供了一種電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，在電機的自動化裝配生產過程中，利用振動盤和供料機構實現對軸承的自動化供料、利用裝配機構實現對軸承的柔性夾持和精密進給，將軸承裝配到電機的電動機轉子上；本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，實現了將軸承全自動化地裝配到電動機轉子上，由於軸承在裝配機構中處於柔性夾持狀態，裝配機構對軸承的抓取速度快，軸承可以良好地適應電動機轉子在位置上的偏差。

圖1、2是本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的結構示意圖，圖3是本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的裝配機構的示意圖，圖4、5是本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的裝配機構的局部結構示意圖，圖6是本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的供料機構和裝配機構的局部結構示意圖。

一種電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，包括：工作檯1、用於將軸承7實現有序輸出的振動盤2、用於將所述軸承7進行進一步有序輸出的供料機構3、用於抓取所述軸承7並將所述軸承7裝配到電動機轉子6中的裝配機構4、用於放置所述電動機轉子6的工裝5；

所述振動盤2、供料機構3、裝配機構4和工裝5固連於所述工作檯1上，所述振動盤2的輸出軌道連接到所述供料機構3，所述供料機構3將所述軸承7輸送至所述裝配機構4，所述裝配機構4將所述軸承7輸送至所述電動機轉子6上；所述裝配機構4位於所述供料機構3的上部；

所述裝配機構4包括：進給氣缸8、滑動杆9、立柱10、一號支架11、導向塊12、滑動底座13、擺動頭14、芯軸15、擺動體19、直線導向塊20、擺動氣缸21、齒條22、齒輪23，所述一號支架11固連於所述工作檯1，所述進給氣缸8的氣缸體通過所述立柱10固連於所述一號支架11，所述進給氣缸8的活塞杆的末端固連於所述滑動杆9的一端；所述導向塊12固連於所述一號支架11，所述滑動杆9和導向塊12相配合，所述滑動杆9一端固連有所述滑動底座13；所述芯軸15活動連接於所述滑動底座13，所述擺動頭14、齒輪23固連於所述芯軸15，所述直線導向塊20、擺動氣缸21的氣缸體固連於所述滑動底座13，所述擺動氣缸21的活塞杆的末端固連於所述齒條22，所述齒條22活動連接於所述導向塊12，所述齒條22和齒輪23相匹配；所述擺動頭14上設置有和所述軸承7的外徑相匹配的裝配口18；

所述供料機構3包括：傳送軌道26、推桿29、橫走氣缸31、頂杆32、上升氣缸33，所述橫走氣缸31固連於所述傳送軌道26的一端，所述推桿29固連於所述橫走氣缸31的氣動滑塊30；所述傳送軌道26的一端連接於所述振動盤2的輸出軌道，所述傳送軌道26的末端為所述軸承7的中轉位27，在所述中轉位27的附近設置所述軸承7的就緒位28；在所述就緒位28的下部固連有所述上升氣缸33，所述上升氣缸33的活塞杆的末端固連於所述頂杆32，所述頂杆32活動連接於所述就緒位28。

更具體地，在所述裝配口18的徑向方向上固連有波珠螺絲16，所述波珠螺絲16的數量為三個並且均布於所述裝配口18的側壁上。

更具體地，所述芯軸15的中心軸線和所述滑動杆9的中心軸線相互垂直。

更具體地，在所述滑動底座13上固連有限位螺栓24和阻尼器25，所述限位螺栓24、阻尼器25和所述擺動體19相匹配。

更具體地，在所述裝配口18的徑向方向上固連有傳感器17。

更具體地，當所述進給氣缸8的活塞杆處於縮回狀態，且所述擺動氣缸21的活塞杆處於縮回狀態時，所述裝配口18的中心軸線處於水平姿態，所述裝配口18和工裝5相匹配，所述裝配口18和位於所述工裝5上的所述電動機轉子6處於同軸布置；當所述進給氣缸8的活塞杆處於縮回狀態，且所述擺動氣缸21的活塞杆處於伸出狀態時，所述裝配口18的中心軸線處於豎直姿態，所述裝配口18位於所述就緒位28的正上方，所述裝配口18和就緒位28相匹配。

更具體地，當所述擺動氣缸21的活塞杆處於縮回狀態，且所述進給氣缸8的活塞杆處於伸出狀態時，所述裝配口18到達所述電動機轉子6所在位置。

更具體地，位於所述工裝5上的所述電動機轉子6和所述滑動杆9保持同軸布置，所述電動機轉子6處於水平布置。

以下結合圖1至6，進一步描述本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的工作原理和工作過程：

本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，利用所述振動盤2、供料機構3、裝配機構4、工裝5，實現了將所述軸承7自動化地裝配到所述電動機轉子6上。所述振動盤2將所述軸承7實現有序地輸出至所述供料機構3中，所述供料機構3將所述軸承7進行位置校正後輸送至所述就緒位28，所述裝配機構4在所述就緒位28的上方夾取到所述軸承7之後；接著，對所述軸承7調整姿態；然後將所述軸承7裝配到所述電動機轉子6上。本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構將振動盤2、供料機構3、裝配機構4、工裝5等技術方案進行有機組合，構成了新的技術方案：實現對所述電動機轉子6的自動化裝配，解決了手工裝配所存在的效率低、裝配質量差等問題。

由於軸承為高精密標準元器件，所述軸承7和電動機轉子6的配合為過盈配合，兩者在實現配合的時候，兩者的同軸度需要達到微米級的精度。本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構，利用所述波珠螺絲16，使所述裝配口18對所述軸承7實現了柔性夾持，防止對所述軸承7的外表面進行滑傷；同時，利用所述波珠螺絲16，所述裝配口18可以在所述上升氣缸33的配合下，實現對所述軸承7的快速夾持，所述裝配口18無需依靠氣動手爪或者之類的帶動力輸出的機構即可實現對所述軸承7的夾持，減少了動力元件，降低了成本；同時，利用所述波珠螺絲16還具有預料不到的技術效果：在裝配時候，若所述軸承7和電動機轉子6的同軸度存在一定的誤差時，三個所述波珠螺絲16可以發生彈性變形，使所述軸承7的內孔可以自動適應所述電動機轉子6所在的位置，使所述軸承7可以順利地裝配到所述電動機轉子6上。

接下來描述本發明中所述供料機構3、裝配機構4的工作過程和工作原理：

開始時候，所述推桿29在所述橫走氣缸31的驅動下處於所述中轉位；所述傳送軌道26的一端連接於所述振動盤2的輸出軌道，所述軸承7從所述傳送軌道26輸送至所述中轉位27；接著，所述橫走氣缸31驅動所述推桿29將所述軸承7從所述中轉位27移動至所述就緒位28。

所述裝配機構4夾持到所述軸承7：所述進給氣缸8的活塞杆處於縮回狀態，所述擺動氣缸21的活塞杆處於伸出狀態，所述裝配口18的中心軸線處於豎直姿態，所述裝配口18位於所述就緒位28的正上方，所述裝配口18方向朝向所述就緒位28，所述裝配口18和位於所述就緒位28上的所述軸承7處於同軸狀態。接著，所述上升氣缸33的活塞杆伸出，通過所述頂杆32將位於所述就緒位28處的所述軸承7向上移動，並直接推入到所述裝配口18。

所述裝配機構4將所述軸承7裝配到所述電動機轉子6上：所述進給氣缸8的活塞杆處於縮回狀態，所述擺動氣缸21的活塞杆處於縮回狀態，所述裝配口18的中心軸線處於水平姿態，所述裝配口18和工裝5相匹配，所述裝配口18和位於所述工裝5上的所述電動機轉子6處於同軸布置；接著，所述進給氣缸8的活塞杆伸出，使所述軸承7套於所述電動機轉子6上，並直接所述軸承7裝配到位。所述裝配口18到達所述電動機轉子6所在位置。位於所述工裝5上的所述電動機轉子6和所述滑動杆9保持同軸布置，當所述進給氣缸8將所述軸承7裝配都所述電動機轉子6上的時候，所述滑動杆9、軸承7、電動機轉子6三者保持同軸狀態，提供更加穩定的受力狀態，使裝配過程更加平穩。

最後，應當指出，以上實施例僅是本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構較有代表性的例子。顯然，本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構不限於上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬於本發明電動機轉子與軸承的柔性裝配機構的保護範圍。