一种小电机转子换向器自动压装系统的制作方法

本发明涉及小电机自动化装配技术，具体的说，是涉及一种小电机转子换向器自动压装系统。

背景技术：

随着企业人力成本的增加，生产制造企业改进升级以及国家政策的导向，自动化生产已经是大势所趋，电机制造行业，包括小电机制造行业也在不断推进制造升级与提升，换向器作为小电机的重要组成部件，对小电机运行的稳定性，可靠性有非常大的影响，因此，电机转子与换向器压装的好坏决定了小电机的性能。

传统压换向器工装利用导向块和定位槽进行定位，利用弹簧压紧装置进行压装，这种压装设备主要通过人工操作完成，具体的，人工通过机械力和弹簧压装完成压装操作，这就需要生产人员必须具有足够的经验及熟练度，因此，压装力度、压装精度及不同针对不同小电机转子型号之间的柔性切换，仍较难把控，这就导致现有技术中，压装合格率及工作效率均较低。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种小电机转子换向器自动压装系统，本发明的换向器供料机构通过振动盘、传送带及换向器拨正模块的配合，实现了对换向器的全自动供料，提高了换向器供料的自动化程度，明显节省了人力成本；采用压装机构，在压装过程中，通过压力传感装置对转子与换向器之间的贴合力进行检测，便于精确掌握压装力度，可显著提高压装合格率及装配效率；此外，本发明采用转子转运下料台将已压装换向器的转子自压装机构取下，并输送至下一工序，使得转子压装换向器的工序与下一工序良好衔接，有利于提高整个小电机的装配效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种小电机转子换向器自动压装系统，该系统包括转子供料机构、换向器供料机构、压装机构、转子下料转运机构、搬运机器人及控制系统，所述转子供料机构、换向器供料机构、压装机构、转子下料转运机构及搬运机器人均与控制系统连接；

所述换向器供料机构，包括顺次连接的换向器供料台、换向器传送模块和换向器拨正模块，所述换向器传送模块将所述换向器供料台中的换向器逐个传送至第一取料处，供搬运机器人抓取；所述换向器拨正模块设置于第一取料处，用于拨正待抓取换向器，以便于搬运机器人抓取；

所述转子供料机构，用于提供待压装的转子；

所述压装机构，包括支撑架、压装装置及定位装置，所述定位装置设置于支撑架底部，用于对转子及换向器进行定位；所述压装装置设置于定位装置上端，且与其同轴设置，用于对定位后的换向器及转子执行压装动作；

所述转子下料转运机构，用于放置已压装好换向器的转子，并作为下一工序的供料台；

所述搬运机器人，分别与所述转子供料机构及所述换向器供料机构相邻设置，所述搬运机器人分别在所述转子供料机构及所述换向器供料机构处抓取转子及换向器，并将转子及换向器分别放置在所述转子定位装置及换向器定位装置处。

作为优选，所述换向器供料台包括振动盘，所述振动盘上设置有第一传感器，所述第一传感器与控制系统连接，用于检测振动盘中余料是否充足，控制系统根据余料数量判断是否需要人工补给换向器。

作为优选，所述换向器传送模块包括传送带、传送带驱动电机，所述传送带用于将换向器供料台上的换向器运送至第一取料处；所述传送带驱动电机与传送带连接，用于驱动传送带转动。

作为优选，所述传送带的入口处设置有用于检测所述振动盘是否转动的第二传感器。

作为优选，所述换向器传送模块还包括设置于所述传送带中部的隔离块，所述隔离块用于隔离第一取料处的待抓取换向器与其他换向器，使单次压装流程中仅有一个换向器被传送至第一取料处。

作为优选，所述换向器拨正模块包括第三传感器、拨正块及拨正块控制模块，所述拨正块用于将换向器定位于第一取料处，并拨正换向器，防止其发生歪斜；所述拨正块控制模块用于控制并驱动拨正块动作，所述第三传感器用于检测第一取料处的换向器是否被搬运机器人抓取走。

作为优选，所述定位装置包括转子定位装置、换向器定位装置，所述转子定位装置设置于支撑架底部，所述换向器定位装置与所述转子定位装置上下相邻设置。

作为优选，所述定位装置可拆卸地安装在所述支撑架上。

作为优选，所述转子下料转运机构包括转运台、转子抓手、抓手滑动导轨、下料检测装置及转子顶紧气缸；

所述抓手滑动导轨，固定于所述转运台上，用于为转子抓手提供行走导向；

所述转子抓手设置于所述抓手滑动导轨式上，用于将已压装换向器的转子自压装机构取下，并输送至下一工序的取料处；

所述转子顶紧气缸与所述转子抓手连接，用于在转子压装换向器过程中顶紧转子。

作为优选，所述控制系统包括控制柜，所述控制柜内设置有plc控制器及与其连接的变压器、接口模块及通信模块，所述plc控制器通过接口模块分别与所述转子供料机构、换向器供料机构、压装机构、转子下料转运机构及搬运机器人连接，对转子换向器的自动压装过程进行控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过换向器供料机构、压装机构及转子下料转运机构及控制系统之间的配合，解决了电机转子压换向器在装配过程中的质量检测与性能测试等问题，并且可进行有效的防错控制，实现了转子与换向器压装工序的自动化；

2)本发明的换向器供料机构通过振动盘、传送带及换向器拨正模块的配合，实现了对换向器的全自动供料，提高了换向器供料的自动化程度，明显节省了人力成本；

3)本发明采用压装机构，在压装过程中，通过压力传感装置对转子与换向器之间的贴合力进行检测，便于精确掌握压装力度，可显著提高压装合格率及装配效率；

4)本发明采用转子转运下料台将已压装换向器的转子自压装机构取下，并输送至下一工序，使得转子压装换向器的工序与下一工序良好衔接，有利于提高整个小电机的装配效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明实施例一的整体结构示意图；

图2是本发明实施例一中换向器供料机构的结构示意图；

图3(a)是本发明实施例一中压装机构的整体结构图；

图3(b)是本发明实施例一中压装装置的结构示意图；

图3(c)是本发明实施例一中定位装置的爆炸图；

图3(d)是本发明实施例一中支撑架及压装检测装置的结构示意图；

图4是本发明实施例一中转子下料转运机构的结构示意图。

其中，1、换向器供料机构；2、转子供料机构；3、压装机构；4、转子下料转运机构；5、机器人；6、控制柜；

11、换向器供料台；12、换向器传送模块；13、换向器拨正模块；

111、振动盘；112、第一压力传感器；

121、传送带；122、传送带驱动电机；123、第二传感器；124、皮带矫正块；125、隔离板；126、隔离气缸；

131、第三传感器；132、拨正块；133、拨正块控制气缸；

31、支撑架；32、压装装置；33、定位装置；

321、压装气缸；322、连接杆；323、导轨组件；324、压杆；

331、转子定位装置；332、换向器定位装置；

3311、转子限位体；3312、磁铁；3313、换向器导向块定位销；3314、安装座；

3321、换向器导向块；3322、凸棱；3323、限位块；

341、第二压力传感器；342、转子检测光栅；343、换向器检测光栅；344、距离检测传感器；

41、转运台；42、转子抓手；43、抓手滑动导轨；44、抓手旋转到位检测传感器；45、转子顶紧气缸；46、抓手旋转与传输驱动电缸；47、电缸保护链带；48、转子倾斜检测传感器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

本实施例提供一种小电机转子换向器自动压装系统，如图1所示，该系统包括转子供料机构2、换向器供料机构1、压装机构3、转子下料转运机构4、搬运机器人5及控制柜6，其中，转子供料机构2、换向器供料机构1、压装机构3、转子下料转运机构4及搬运机器人5均与控制柜6连接，搬运机器人5分别在转子供料机构2、换向器供料机构1抓取转子及换向器后，将抓取到的转子及换向器放置在压装机构3的相应位置，压装机构3检测到转子及换向器到位后，执行压装动作；压装完毕后，转子下料转运机构4将压装好换向器的转子输送至下一工序的取料处；具体的：

参见图2，换向器供料机构1包括顺次连接的换向器供料台11、换向器传送模块12和换向器拨正模块13，换向器传送模块12将换向器供料台11中的换向器逐个传送至搬运机器人的第一取料处，供搬运机器人抓取；换向器拨正模块13设置于第一取料处，用于拨正待抓取换向器，以便于搬运机器人抓取；

本实施例中，换向器供料台11包括振动盘111，振动盘上设置有第一传感器，该第一传感器与控制柜6连接，用于检测振动盘111中余料(换向器)是否充足，控制柜6根据第一传感器检测得到的余料数量判断是否需要人工补给换向器，本实施例中第一传感器为设置于振动盘111的换向器承载面上的第一压力传感器112，该第一压力传感器112实时检测振动盘111内换向器的总重量，并将检测结果传输至控制柜6，控制柜6根据该检测结果判断是否需要人工加料。

本实施例中，换向器传送模块12包括传送带121、传送带驱动电机122，传送带121的入口与振动盘111的出料口衔接，用于在振动盘111的出料口处承接换向器，并将换向器运送至第一取料处(传送带的另一端)；传送带驱动电机122与传送带121连接，用于驱动传送带121转动。此外，传送带121的入口处设置有用于检测振动盘111是否工作的第二传感器123，当第二传感器检123测到振动盘111工作时，控制柜6控制传送带驱动电机122启动，进而驱动传送带121转动，进行换向器的输送；此外，振动盘111的出料口出设置有皮带矫正块124，该皮带矫正块124用于在振动盘111的出料口处矫正换向器的输出方位，并保证换向器自振动盘111的出料口被逐个输出。

本实施例中，传送带121的中部设置有隔离块，该隔离块用于隔离第一取料处的待抓取换向器与传送带上的其他换向器，使单次压装流程中仅有一个换向器被传送至第一取料处，该隔离块具体包括隔离板125及与其连接的隔离气缸126，隔离气缸126驱动隔离板125前后伸缩或上下移动，以实现上述隔离目的。

换向器拨正模13包括第三传感器131、拨正块132及拨正块控制模块，拨正块132用于将换向器定位于第一取料处，并拨正换向器朝向，防止其发生歪斜；拨正块控制模块用于控制并驱动拨正块动作，该拨正控制模块包括拨正块控制气缸133；第三传感器131用于检测第一取料处的换向器是否被搬运机器人抓取走。

本实施例中的转子供料机构2，用于提供待压装的转子；

此外，参见图1，搬运机器人5，分别与转子供料机构2及换向器供料机构1相邻设置，搬运机器人5分别在转子供料机构2及换向器供料机构1处抓取转子及换向器，并将转子及换向器分别放置在定位装置33的相应位置处。

本实施例中，如图3(a)所示，压装机构3包括支撑架31、压装装置32及定位装置33，定位装置33可拆卸地固定于支撑架上，用于对转子及换向器进行定位，压装装置32设置于定位装置33的上端，用于对定位后的换向器及转子执行压装动作；

如图3(c)所示，定位装置33包括转子定位装置331、换向器定位装置332，转子定位装置331设置于支撑架31的底部，换向器定位装置332与转子定位装置331上下相邻设置，具体的：

转子定位装置331包括安装座3314及转子限位体3311，其中，安装座3314可拆卸地设置于支撑架31上，转子限位体3311设置于安装座上端；

转子限位体3311底中部横截面为半圆环状，用于环抱转子，且其中部固定有磁铁3312，以提高转子的紧固度，转子限位体3311上端为圆筒状，其内部侧壁上设有换向器导向块定位销3313，便于换向器导向块的安装及定位。

换向器定位装置332包括换向器导向块3321，该换向器导向块3321自转子限位体3311的上端嵌入在转子限位体3311内；换向器导向块3321内设有换向器导向通道，导向通道的侧壁上设有至少一个用于导向换向器走向的凸棱3322，此外，换向器导向块3321的侧壁上还嵌有限位块3323，该限位块3323用于对换向器进行进一步的位置限定，以使换向器的位置更为精确。

由于换向器定位装置332嵌入于转子定位装置331内，转子的安装座3314通过螺钉固定于支撑架331上，当转子型号改变时，将安装座3314拆下，即可将整套的定位装置33拆下，更换与转子相适应的定位装置。

如图3(b)、(d)所示，压装装置32包括驱动装置、换向器压入装置及压装检测装置，其中，驱动装置包括压装气缸321，该压装气缸321通过安装架固定于支撑架31上端，换向器压入装置包括连接杆322、导轨组件323及压杆324，压装气缸321的输出端通过连接杆322与压杆324连接，同时，连接杆322与导轨组件323连接，连接杆322在压装气缸321的驱动下带动压杆324沿导轨组件323的滑动方向移动，实现压装动作。

如图3(a)、(d)所示，压装检测装置包括第二压力传感器341、转子检测光栅342、换向器检测光栅343及距离检测传感器344，其中，转子检测光栅342及距离检测传感器344分别通过支架固定于定位装置33一侧的前后两端，用于检测转子是否就绪；换向器检测光栅343通过支架固定于定位装置33的另一侧，用于检测换向器是否就绪；第二压力传感器通过连接杆322与压杆324连接，用于检测装配过程中压杆所受压力，进而检测转子与换向器之间的贴合力，当转子与换向器之间的贴合力达到预设大小时，控制柜6内的主控制器控制压装气缸321动作，使连接杆322带动压杆324回位，完成压装。

如图4所示，转子下料转运机构4用于放置已压装好换向器的转子，并作为下一工序的供料台；具体的：转子下料转运机构4包括转运台41、转子抓手42、抓手滑动导轨43、下料检测装置44及转子顶紧气缸45；

其中，抓手滑动导轨43，固定于转运台41上，用于为转子抓手42提供行走导向；

转子抓手42通过抓手旋转与传输驱动电缸46设置于抓手滑动导轨43式上，用于将已压装换向器的转子自压装机构3取下，并输送至下一工序的取料处；

转子顶紧气缸45，与转子抓手42连接，用于在转子、换向器压装过程中顶紧转子，防止其发生倾斜，保证压装直线度。

下料检测装置，包括设置于抓手滑动导轨的一端与转子抓手连接的抓手旋转到位检测传感器44及设置于抓手导轨另一端的转子防倾斜检测传感器48。

此外，参见图4，本实施例的技术方案中，在抓手旋转与传输驱动电缸46外侧，沿抓手滑动导轨43延伸方向设置电缸保护链带47，用于保护抓手旋转与传输驱动电缸。

本实施例中，控制系统包括控制柜，控制柜内设置有plc控制器及与其连接的变压器、接口模块及通信模块，plc控制器通过接口模块分别与所述转子供料机构、换向器供料机构、压装机构、转子下料转运机构及搬运机器人连接，对转子换向器的自动压装过程进行控制。

本实施例通过换向器供料机构、压装机构及转子下料转运机构及控制系统之间的配合，解决了电机转子压换向器在装配过程中的质量检测与性能测试等问题，并且可进行有效的防错控制，实现了转子与换向器压装工序的自动化；换向器供料机构通过振动盘、传送带及换向器拨正模块的配合，实现了对换向器的全自动供料，提高了换向器供料的自动化程度，明显节省了人力成本；此外，本实施例采用压装机构，在压装过程中，通过压力传感装置对转子与换向器之间的贴合力进行检测，便于精确掌握压装力度，可显著提高压装合格率及装配效率；采用转子转运下料台将已压装换向器的转子自压装机构取下，并输送至下一工序，使得转子压装换向器的工序与下一工序良好衔接，有利于提高整个小电机的装配效率。

此外，需要说明的是：

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。