电机压装机的转子和定子装配装置的制作方法

本发明涉及自动装配设备，具体涉及一种电机压装机的转子和定子装配装置。

背景技术：

电机，其转子和定子装配不仅只是将转子置入定子内，还具有一定装配要求，现大多还停留在纯手工装配阶段，耗人工，且生产效率低下。

在人力成本高企，装配效率要求越来越高的今天，开发全自动化的电机转子和定子的装配装置必是发展方向，但分析起来，设计转子和定子装配设装置的难点主要有以下几点：

1、特别对于有齿电机如图1所示，其转子11和定子12上设有齿轮13，装配时不仅要将转子11置入定子12内还需要将齿轮13对准使之啮合；

2、转子11的两端伸出有转轴，在对转子压装时如何夹取准确定位也是个问题。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种电机压装机的转子和定子装配装置，以自动化完成转子和定子的装配。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电机压装机的转子和定子装配装置，包括工作台面、压机、压头旋转机构、转子压装定位机构以及转子送料初定位机构；

所述工作台面上设有定子夹装位，该定子夹装位供定位定子，压机对应设于定子夹装位的上方；

所述压头旋转机构包括主轴以及驱动装置，所述主轴相对压机的下压作用件转动连接，主轴上经传动机构连接所述旋转驱动装置，该旋转驱动装置驱动主轴旋转；

所述转子压装定位机构包括设于主轴下端上的夹头以及顶针机构；所述顶针机构包括顶针以及顶针驱动装置，所述顶针以其轴心与主轴同轴设置，顶针的上端作为顶压于转子转轴端面上的作用部，且顶针沿主轴的轴向相对工作台面滑动连接，顶针伸设于定子夹装位内，顶针由顶针驱动装置驱动作上下运动。

上这方案中，所述夹头设于主轴下端上，夹头包括一外套、至少三个夹块、钢珠以及防脱端盖；所述外套上沿轴心设有一通孔，该通孔的上端口与主轴同轴心定位传动连接，而其下端设置为一锥台段，该锥台段以大端朝下，锥台段的内壁面作为锥形作用面；所述至少三个夹块绕主轴的轴心均匀布置于所述锥台段内；每一夹块的外侧设有与锥形作用面相抵滑动配合的锥形配合面，而其内侧设有供夹持于转子转轴上的径向作用面以及受转子转轴抵压的轴向抵压面，并且，每一夹块外侧的锥形配合面上设有一面朝外侧的作用斜面，且夹块下端在作用斜面下端设有一阻挡面，以此形成一供容纳钢珠的槽体；每一夹块的槽体内对应设置一所述钢珠，该钢珠的内侧与作用斜面相抵，而外侧与所述锥形作用面相抵；所述夹块上还作用设有弹性元件，弹性元件的弹力迫使夹块向下运动，外套的下端上盖设所述防脱端盖；并且，所述主轴沿其轴心线向下设有一锥形的定位部，该锥形的定位部伸至各夹块内侧供与转子的转轴的轴端相抵配合。

再进一步，所述弹性元件为螺旋压簧，所述各夹块的相对壁面上设有弹簧定位槽，在相邻的夹块相对壁面的弹簧定位槽上嵌入螺旋压簧，以螺旋压簧的弹力使各夹块松开。

上述方案中，所述夹头包括一外套、至少三个夹爪部以及弹簧；外套上端开孔与主轴同轴心定位传动连接，所述外套下端设有至少三个夹爪部，这三个夹爪部绕主轴的轴心均匀布置于外套下端，且各夹爪部中部设枢轴铰接于外套上，每一夹爪部的顶端与外套间设弹簧，弹簧的作用力使夹爪部下端向外转动，即各夹爪部张开；每一夹爪部内侧设有与转子转轴轴端配合的抵压部；并且，所述主轴沿其轴心线向下设有一锥形的定位部，该锥形的定位部伸至各夹爪部内侧供与转子的转轴的轴端相抵配合。

上述方案中，所述转子送料初定位机构包括一初定位板以及一送料机构；所述初定位板以其板面垂直于主轴的轴向设于其之下，初定位板为矩形板，其一侧边作为与送料机构的对接边，该对接边上开设有转子转轴嵌入槽，且初定位板上在垂直于对接边的两侧边上各向下凸设一阻挡凸边，两阻挡凸边之间间距等于转子上的电机端盖的宽度尺寸；所述送料机构包括一座体，该座体上设沿水平送料方向对应初定位板的对接边处滑动设置一承托板，该承托板前端延伸出两承托部，这两承托部并列平行布置，两承托部之间的间距小于转子上的电机端盖的宽度尺寸；所述承托板上作用有第一送料驱动装置，该第一送料驱动装置驱动承托板运动，使两承托部伸至初定位板下，两承托部与初定位板底面及两阻挡凸边围绕形成一供容纳转子上的电机端盖的空间；所述承托板上还设有一供转子上的电机端盖搁置的导向槽，该导向槽朝初定位板的端部与初定位板的阻挡凸边之间的空间对应对接；一送料推块设于该导向槽内，该送料推块沿水平送料方向相对承托板滑动连接，送料推块上作用有第二送料驱动装置。

再进一步，所述初定位板相对压机的下压作用件之间设有弹簧连接，以此初定位板构成一浮动板。

本发明优点是：

1、由于本发明应用了转子压装定位机构，在压装时对转子的定位精准可靠，保证了安装精度；

2、由于本发明应用了本发明转子送料初定位机构，实现全自动精准上料，动作可靠，实现成本也不高；

3、由于本发明采用的是机械式的夹头，可靠性有保证又成本低廉。

附图说明

图1为本发明实施例所针对装配的电机的示意图；

图2为本发明实施例结构立体示意图，该图表示转子送料前的状态；

图3为本发明实施例结构立体示意图，该图表示转子送料后顶针顶起的状态；

图4为本发明实施例结构的正视示意图，该图表示转子送料后顶针顶起的状态；

图5为本发明实施例结构的正视示意图，该表示送料结束转子压装前的状态；

图6为本发明实施例结构的转子送料机构立体示意图；

图7为本发明实施例结构的第一种夹头的立体示意图；

图8为本发明实施例结构的第一种夹头的全剖示意图；

图9为本发明实施例结构的第一种夹头中的夹块立体示意图一；

图10为本发明实施例结构的第一种夹头中的夹块立体示意图二；

图11为本发明实施例结构的第二种夹头的立体示意图；

图12为本发明实施例结构的第二种夹头的全剖示意图。

以上图中： 1、电机；11、转子；12、定子；13、齿轮；14、电机端盖；2、工作台面；21、定子夹装位；3、压机；31、下压作用件；4、压头旋转机构；41、主轴；411、锥形的定位部；42、旋转驱动装置；5、转子压装定位机构；51、夹头；511、外套；5111、锥台段；5112、锥形作用面；512、夹块；5121、锥形配合面；5122、径向作用面；5123、轴向抵压面；5124、作用斜面；5125、阻挡面；5126、弹簧定位槽；513、钢珠；514、防脱端盖；52、顶针机构；521、顶针；522、顶针驱动装置；6、转子送料初定位机构；61、初定位板；611、转子转轴嵌入槽；612、阻挡凸边；62、送料机构；621、座体；622、承托板；6221、承托部；6222、导向槽；623、第一送料驱动装置；624、送料推块；625、第二送料驱动装置；7、夹头；71、外套；72、夹爪部；73、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种电机压装机的转子和定子装配装置，参见图1-11所示：

所述转子和定子装配装置是要装配如图1的转子11和定子12，转子11上端已固定连接有电机端盖14，转子11的下端上设有齿轮13，在将转子11装配入定子12内时，需要保证齿轮13与定子内的齿轮啮合。

参见图2-11所示，所述转子和定子装配装置包括工作台面2、压机3、压头旋转机构4、转子压装定位机构5以及转子送料初定位机构6。

参见图2-5所示，所述工作台面2上设有定子夹装位21，该定子夹装位21供定位定子12，使定子12端口垂直朝上，压机3对应设于定子夹装位21的上方。

参见图2-5所示，所述压机3的下压作用件31上经轴承转动设置有一主轴41，该主轴41的转动中心与压机3的下压作用件31的轴心重合，所述主轴41上经传动机构连接一旋转驱动装置42，该旋转驱动装置42驱动主轴41旋转，以此构成所述压头旋转机构4。

参见图2-5所示，详见图7-图10，所述转子压装定位机构5包括夹头51以及顶针机构52。

详见图7-图10，所述夹头51设于主轴41下端上，夹头51包括一外套511、至少三个夹块512、钢珠513以及防脱端盖514。所述外套511上沿轴心设有一通孔，该通孔的上端口与主轴41同轴心定位传动连接，而其下端设置为一锥台段5111，该锥台段5111以大端朝下，锥台段5111的内壁面作为锥形作用面5112；所述至少三个夹块512绕主轴的轴心均匀布置于所述锥台段5111内；每一夹块512的外侧设有与锥形作用面5112相抵滑动配合的锥形配合面5121，而其内侧设有供夹持于转子11转轴上的径向作用面5122以及受转子11转轴抵压的轴向抵压面5123，并且，每一夹块512外侧的锥形配合面5121上设有一面朝外侧的作用斜面5124，且夹块512下端在作用斜面5124下端设有一阻挡面5125，以此形成一供容纳钢珠513的槽体；每一夹块512的槽体内对应设置一所述钢珠513，该钢珠513的内侧与作用斜面5124相抵，而外侧与所述锥形作用面5112相抵。所述夹块512上还作用设有弹性元件，弹性元件的弹力迫使夹块向下运动，外套511的下端上盖设防脱端盖514，防止夹块512因重力掉出。并且，所述主轴41沿其轴心线向下设有一锥形的定位部411，该锥形的定位部411伸至各夹块512内侧供与转子11的转轴的轴端相抵配合。具体，如图8-9所示所示，所述各夹块512的相对壁面上设有弹簧定位槽5126，弹簧采用螺旋压簧，在相邻的夹块512相对壁面的弹簧定位槽5126上嵌入螺旋压簧，以螺旋压簧的弹力使各夹块512松开。具体也可以将螺旋压簧设于夹块顶部与外套511之间，以螺旋压簧的弹力使各夹块512下移而能够松开。

参见图2-5所示，所述顶针机构52包括顶针521以及顶针驱动装置522，所述顶针521以其轴心与主轴41的轴向同轴设置，顶针521的上端作为顶压于转子11转轴端面上的作用部，且顶针521沿主轴41的轴向相对工作台面2滑动连接，顶针521伸设于定子夹装位21内，顶针521由顶针驱动装置522驱动作上下运动。

参见图2-5所示，所述转子送料初定位机构6用于将转子11送至压装位置处，保证转子11转轴与主轴41同轴心。具体转子送料初定位机构6可以采用现有的机械手等。

但较佳是，参见图2-5所示，所述转子送料初定位机构6包括一初定位板61以及一送料机构62。

参见图2-5所示，所述初定位板61以其板面垂直于主轴41的轴向设于主轴41的下方（具体位于夹头的下方），初定位板61为矩形板，其一侧边作为与送料机构的对接边，该对接边上开设有转子转轴嵌入槽611，且初定位板61上在垂直于对接边的两侧边上各向下凸设一阻挡凸边612，两阻挡凸边612之间间距等于转子11上的电机端盖14的宽度尺寸。

参见图2-5所示，所述初定位板61相对压机3的下压作用件31之间设有弹簧连接，以此初定位板为浮动板状态。

参见图2所示，所述送料机构62包括一座体621，该座体621上设沿水平送料方向对应初定位板61的对接边处滑动设置一承托板622，该承托板622前端延伸出两承托部6221，这两承托部6221并列平行布置，两承托部6221之间的间距小于转子11上的电机端盖14的宽度尺寸。所述承托板622上作用有第一送料驱动装置623，该第一送料驱动装置623驱动承托板622运动，使两承托部6221伸至初定位板61下，两承托部6221与初定位板61底面及两阻挡凸边612围绕形成一供容纳转子上的电机端盖的空间。所述承托板622上还设有一供转子11上的电机端盖14搁置的导向槽6222，该导向槽6222朝初定位板61的端部与初定位板61的阻挡凸边612之间的空间对应对接。一送料推块624设于该导向槽内，该送料推块624沿水平送料方向相对承托板622滑动连接，送料推块624前方作为转子放置位，送料推块624上作用有第二送料驱动装置625。

上述压机3较佳采用伺服压力机。

本发明工作时，先将转子11搁置在送料机构62的转子放置位上，具体是将转子11上的电机端盖14挂在两承托部6221上，如图2。然后，开机，送料机构62的第一送料驱动装置623先驱动承托板622伸至初定位板61下，两承托部6221与初定位板61底面及两阻挡凸边612围绕形成一供容纳转子上的电机端盖的空间，然后，由第二送料驱动装置625驱动送料推块624将转子11推向初定位板61下，此时状态如图3和图4所示。接着，顶针机构52的顶针521在顶针驱动装置522驱动下提升，顶针521顶压作用于转子11转轴下端端面上，而顶针521将转子11上顶，初定位板61压缩弹簧上抬，转子11转轴上端即伸入夹头内，被夹头51夹住，可靠又精准地将转子11定位住，此时送料机构62整体退回，如图5状态。再接着，压机3启动，压机3的下压体件31下压，同时顶针512随之下移，以此将转子11下压至定子12内，在下压过程中当控制电路里的压力传感器反映出达到一定压力值时，即代表齿轮13与定子13内的齿轮相碰无法啮合，此时，就控制旋转驱动装置42转动，使主轴41经夹头带着转子11旋转，一旦压力传感器反映出压力值下降即控制旋转驱动装置42停止工作，转子11的齿轮13既顺利地与定子12的齿轮相啮合，然后当下压作用件31达到位移量压机即停止下压，完成装配。

上述过程中，夹头51的动作原理是：当转子11转轴端部伸入夹头51内时，顶在轴向抵压面5123上，将夹块512上顶，由于锥形作用面5112与锥形配合面5121的滑动配合，夹块512以其径向作用面5122将转子11的转轴轴端夹紧，然后，当主轴41带状夹头51的外套511旋转时，摩擦力使钢珠513与作用斜面5124配合，使各夹块512将转子11的转轴轴端夹得更紧，能可靠地将旋转力传递给转子11，并且夹紧时，转子转轴的上端端面是被锥形的定位部411所顶压接触的，也保证了其定位的精确性。而当轴向顶压力消除时，各夹块即在弹性元件弹力下复位，夹头顺利松开。

本实施例夹头51除上述结构外，还可采用其他夹头，用现成的气动夹爪、电动夹爪代替均可，还可以采用下面这种具体的机械夹头7，该夹头7如图11和图12所示 ，包括一外套71、至少三个夹爪部72以及弹簧73。外套71上端开孔与主轴41同轴心定位传动连接，所述外套71下端设有至少三个夹爪部72，这三个夹爪部72绕主轴41的轴心均匀布置于外套71下端，且各夹爪部72中部设枢轴721铰接于外套71上，每一夹爪部72的顶端与外套间设弹簧73，弹簧73的作用力使夹爪部72下端向外转动，即各夹爪部72张开；每一夹爪部72内侧设有与转子11转轴轴端配合的抵压部722。并且，所述主轴41沿其轴心线向下设有一锥形的定位部411，该锥形的定位部411伸至各夹爪部72内侧供与转子11的转轴的轴端相抵配合。

夹头7的动作原理是：当转子11转轴端部伸入夹头7内时，与各夹爪部72的抵压部722滑动配合，使各夹爪部72克服弹簧73的作用力发生转动，夹爪部72的下端即夹紧了转子11转轴端，夹紧到位时，转子11转轴的上端端面是被锥形的定位部411所顶压接触的，保证了其定位的精确性。而当轴向顶压力消除时，各夹爪部72即在弹簧73作用力下复位，夹头7顺利松开。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。