一种自动化风轮组装设备的制作方法

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其是涉及一种自动化风轮组装设备。

背景技术

风轮在电力学、能源学中，是指将风能转化为机械能的风力机部件，由叶片和轮毂组成，而风轮的应用十分广泛，能够广泛应用于电力器件。

风轮的一般结构包括：上固定环、叶片、下固定环/板，叶片铆压于上固定环及下固定环/板之间，不同生产商所制作的风轮及大小可能会有所不同，而且风轮的具体结构可能会有微小的差异，但都以上述结构为主。

以前，传统的组装都是通过人工组装的，人工组装效率低，质量差，不能满足生产的需求，而随着自动化的发展，人工希望采用自动化组装的方式代替人工，务求使风轮的组装效率以及品质得到提高。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种自动化风轮组装设备。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自动化风轮组装设备，包括:机架，机架作为整个设备的载体，机架具有大面板；机头组件，安装于大面板上，包括：风轮组装机构以及风轮定位机构，风轮组装机构包括：用于风轮组件安装的模具以及驱动模具移动的第一驱动装置；风轮定位机构包括：绕风轮组装机构分布的多个机械夹臂以及驱动多个机械夹臂以模具为中心往复移动以聚拢夹紧的第二驱动装置；压盘器组件，位于机头组件的上方，并对应于模具，压盘器组件包括：压盘以及驱动压盘上下移动的第三驱动装置，第三驱动装置驱动压盘下移作用于模具的端面；锁铆组件，安装于机头组件的旁侧，锁铆组件包括：气动夹及驱动气动夹靠近/远离模具移动的第四驱动装置，气动夹具有第一夹臂和第二夹臂，于第一夹臂及第二夹臂的夹合端分别设置有压轮，压轮可自转；插片组件，包括：导料槽、送料臂及推料臂，叶片放置于导料槽，通过送料臂推动叶片沿导料槽水平方向移动，推料臂推动叶片于竖直方向移动插入模具。

优选的技术方案中，所述的机头组件具有一安装板，模具安装于安装板上，模具呈柱状，模具的侧面开设有用于叶片插入的槽体；大面板安装有第一导轨，安装板连接第一导轨，并且通过第一驱动装置驱动沿第一导轨移动，于压盘器组件及插片组件间往复移动；模具下方连接有伺服电机，通过伺服电机驱动模具自转；所述的第二驱动装置安装于安装板，第二驱动装置的输出轴安装有卡块，第二驱动装置驱动卡块移动使卡块夹紧模具外壁。

优选的技术方案中，所述的第二驱动装置为气缸，气缸的输出轴安装有推动件以及竖直杆，卡块安装于竖直杆的顶端，且卡块呈弧形设置于，与模具外形匹配；所述的机械夹臂设置有多个，每个机械夹臂设置有所述的卡块，各卡块呈圆周状绕设于模具外壁。

优选的技术方案中，所述的压盘器组件还包括连接板和穿设在于连接板中心处的导杆，压头安装于导杆末端，第三驱动装置安装于连接板；第三驱动装置为气缸，气缸驱动导杆上下移动以下压于模具端面；所述的压头包括：设置于导杆末端的直线轴承、推力轴承、止退圈以及压料环。

优选的技术方案中，所述的第四驱动装置包括：安装板、设置于安装板的导轨以及气缸，气动夹通过滑板安装于导轨，并且导轨连接于气缸的输出轴，通过气缸推动滑板沿导轨移动，以带动气动夹的往复移动；所述的气动夹其第一夹臂和第二夹臂的末端连接有气动气缸，气动夹的中部枢接于滑板，通过气动气缸驱动气动夹开闭；启动气缸的输出轴端连接有推块，该推块作用于第一夹臂及第二夹臂的末端；第一夹臂和第二夹臂的前端为所述的夹合端，压轮枢接于第一夹臂和第二夹臂的前端。

优选的技术方案中，所述的安装板底部设置有一螺杆，螺杆末端设置有转盘，螺杆螺纹连接于大面板，通过转盘驱动螺杆转动以调节锁铆组件的高度。

优选的技术方案中，所述的导料槽安装于大面板上，导料槽设置有用于放置叶片的槽体；所述的送料臂包括：平衡于导料槽设置的无杆气缸以及连接于无杆气缸的送料块，送料块的一端连接于无杆气缸并且沿无杆气缸的杆体滑动，另一端伸入槽体中，于槽体内拨动叶片移动；所述的推料臂设置于导料槽末端，推料臂包括：立架、设置于立架上的导轨、推料块以及推料气缸，推料气缸连接推料块以推动推料块上下移动将叶片插入模具的槽体中。

优选的技术方案中，还包括一修正组件，该修正组件包括：底座、安装于底座上的小支杆、小支撑座、套管以及气缸。

优选的技术方案中，所述的机架上设置有控制系统。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

1、本发明为风轮自动组装机，通过自动化加工，使得风轮的制作更加精确，并且生产效率更高；

2、本发明设置有压盘器组件以及风轮定位机构，能够从纵向方向以及水平方向对叶片以及风轮的上下固定环进行定位，在组装时，能够保证锁铆的精确度，保证风轮的质量；

3、本发明设置有插片组件，该插片组件能够实现自动化上料，将叶片能够精确地插入模具中，并且设置有感应器，能够有效地保证叶片插入模具中，不会空放；

4、本发明通过气动夹的铆压防止，通过伺服电机驱动模具锁铆时均速转动，通过压轮对叶片上下端进行锁铆，锁铆更加稳定，并且通过压轮的锁铆使得锁铆效果更佳。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的正面结构图；

图3为本发明中机头组件的立体结构图；

图4为本发明中机头组件的俯视结构图；

图5为本发明中机头组件的分解结构图；

图6为本发明中压盘器组件的正面结构图；

图7为本发明中压盘器组件的分解结构图；

图8为本发明中锁铆组件的正面结构图；

图9为本发明中锁铆组件的立体结构图；

图10为本发明中插片组件的正面结构图；

图11为本发明中插片组件的立体结构图；

图12为本发明中修正组件的立体结构图。

具体实施方式

以下仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

一种自动化风轮组装设备，请参阅图1-2所示，包括：机架1、安装于机架1上的机头组件2、压盘器组件3、锁铆组件4、插片组件5和控制系统6，机头组件2、压盘器组件3、锁铆组件4、插片组件5安装于机架1上，并且通过控制系统6控制有条不紊地运行。

所述的机架1为柜式设置，内部形成有安装腔，供零部件内藏安装，并且机架1底部设置有滚轮10，能够便于设备的移动；机架1端面设置有大面板11，机头组件2、锁铆组件4、插片组件5是安装于大面板11上。

参阅图3-5所示，所述的机头组件2可以安装在大面板11的中心位置，大面板11中心处设置有开口，机头组件2包括：风轮组装机构21和风轮定位机构22。风轮组装机构21安装于大面板11的中心处，风轮组装结构21包括：模具211、驱动模具211移动的第一驱动装置212以及驱动模具211转动的伺服电机213。模具211呈柱状，绕模具211外壁开设有用于叶片安装的上下贯通的槽体，伺服电机213安装于机架1内部，伺服电机213的输出轴穿设于模具211中心处，并且伺服电机213从大面板11的开口向上穿出，模具211位于大面板11上方，通过伺服电机213驱动自转。

再有的进一步设计，风轮组装机构21是通过安装板210安装的，那么模具211是支撑于安装板210，伺服电机213的输出轴穿过安装板210与模具连接；并且输出轴的末端设置有联轴器214以及支撑轴承215，便于带动模具211的转动。

大面板11上设置有第一导轨111，第一导轨111上设置有滑块，安装板210底部固定连接滑块，通过第一驱动装置212驱动安装板210沿第一导轨111移动。第一驱动装置212为驱动气缸，即通过驱动气缸驱动安装板210沿第一导轨111往复移动；而针对本实施例的具体应用，第一导轨111的布置方向应当引导模具从中心位置向插片组件5下方移动，于两个工位之间往复切换。

插片组件5是用于将风轮的叶片插入模具211侧面的槽体中，在插入叶片前，应当通过第一驱动装置212驱动安装板210上的整个机头组件2从大面板11的中心位置移动至插片组件5下方，然后在插入叶片的过程中，模具211由伺服电机213驱动逐步转动，从而通过插片组件5向模具211侧壁逐一插入叶片，插入后，通过第一驱动装置212驱动整个机头组件2复位。

所述的风轮定位机构22包括：绕风轮组装机构21分布的多个机械夹臂221以及驱动多个机械夹臂221以模具211为中心往复移动以聚拢夹紧的第二驱动装置222；机械夹臂221绕模具211外沿分布有多个，本实施例中分布有四个，呈矩形分布。

第二驱动装置222为气缸，第二驱动装置222的输出轴移动方向指向模具211的轴心。第二驱动装置222为气缸；第二驱动装置222具有安装座2221，安装座2221固定安装于安装板210上，安装座2221上设置有导轨；所述的机械夹臂221包括：推动件2211、竖直杆2212和卡块2213，推动件2211安装于第二驱动装置222的输出轴的开端，并且推动件2211安装于导轨上，通过第二驱动装置驱动沿导轨移动，竖直杆2212插入连接于推动件2211上，卡块2212安装于竖直杆2212的顶端；运行时，第二驱动装置222推动卡块2212夹紧于模具211上端的外沿，使在加工锁铆时对叶片进行固定于模具211。

卡块2213的形状与模具211形状匹配，并且当四个机械夹臂221上的卡块2213向内靠拢夹紧时，四个卡块2213围设构成一个圆环，能够保证对模具上每片叶片都起到夹紧作用。

所述的机架1的大面板11上方设置有上支架112，上支架112包括：上支架板1121和导杆1122，上支架112上设置有调节结构113，能够调节上支架板1121与大面板11之间的距离。该调节结构133可以为：调节螺杆，如图1所示结构，导杆1122顶部设置有螺杆安装板，调节螺杆穿过螺杆安装板及上支架板1121，当转动调节螺杆时，能够使上支架板1121沿导杆1122上下移动。

参阅图6-7所示，压盘器组件3包括：连接板31、设终于连接板31中心处的导杆32、安装于导杆末端的压头33以及第三驱动装置34。第三驱动装置34为气缸，第三驱动装置34的本体安装于上支架板1121上，其输出轴穿过上支架板1121向下伸出并连接连接板31，通过第三驱动装置34驱动连接板31上下移动；而导杆32是穿过上支架板1121和连接板31；所述压头33包括：直线轴承331、推力轴承332、止退圈333以及压料环334，直线轴承331、推力轴承332、止退圈333以及压料环334，依次安装于导杆32末端。

压盘器组件3位于风轮组装机构21的正上方，通过第三驱动装置34驱动压头33下移，下移后作用于模具211端面，能够使叶片在锁铆时稳定定位在模具211上。压料换334采用硬性的塑料材质支撑，并且直径接近于模具211直径，能够实现压设限位的功能。

连接板31上设有缓冲器，能够有效地在压头33上下移动时起缓冲作用，减少冲击力。

参阅图8-9所示，所述的锁铆组件4安装于机头组件的旁侧，锁铆组件4包括：气动夹41及驱动气动夹靠近/远离模具211移动的第四驱动装置42。第四驱动装置42包括：安装板421、设置于安装板421上的导轨以及气缸422，气动夹41通过滑板安装于导轨，而滑板连接于气缸的输出轴，由气缸启动沿导轨移动，移动至，带动气动夹41的移动；气动夹41包括：第一夹臂411、第二夹臂412和气动气缸413，第一夹臂411和第二夹臂412的中部枢接于滑板，而气动气缸413的输出轴作用于第一夹臂411和第二夹臂412的末端，推动第一夹臂411和第二夹臂412绕中部的枢接处转动开合，而第一夹臂411和第二夹臂412的前端枢接有压轮414。气动气缸413的输出轴前端设置有推块4131，通过推块4131推动第一夹臂411和第二夹臂412开合。而第一夹臂411和第二夹臂412末端是通过枢接轴枢接于推块4131上。

而安装板421底部设置有一螺杆4211，螺杆4211末端设置有转盘4212，螺杆4212螺纹连接于大面板11，通过转盘4212驱动螺杆4211转动以调节锁铆组件4的高度。能够根据不同高度的模具211而调节锁铆组件4的高度。

在锁铆时，气动气缸413输出轴向前推出，使第一夹臂411和第二夹臂412绕与推块4131的枢接处以及第一夹臂411和第二夹臂412中部的枢接处转动，使第一夹臂411和第二夹臂412相对打开，而第四驱动装置42则驱动气动夹41沿导轨前移，前移至模具对应位置，并且此时第一夹臂411前端位于模具211上方，第二夹臂412前端位于模具211下方，然后气动气缸413驱动第一夹臂411和第二夹臂412闭合，当锁铆时，模具211由伺服电机213驱动转动，然后通过压轮414进行锁铆，并且压轮414在摩擦力作用下自转。

气动夹41的位置应为的位于模具211高度的二分之一处，使得第一夹臂411和第二夹臂412开闭都能关于模具211上下对称。

当制作不同高度的风轮时，叶片的长度有所不同，那么所用模具211的高度也不相同，此时就应当通过螺杆4211上移，使气动夹41对应于模具211的二分之一处，便于后续第一夹臂411和第二夹臂412相对于模具211的对称开张。而模具211的高度不同，那么第一夹臂411和第二夹臂412和张合程度亦有所不同，当模具211高度较大时，那么第一夹臂411和第二夹臂412的张开角度应当较大，即气动气缸413的推进距离更大；气动气缸413的推进距离能够改变第一夹臂411和第二夹臂412的张开角度。

参阅图10-11所示，所述的插片组件5包括：导料槽51、送料臂52及推料臂53，叶片放置于导料槽51内，通过送料臂52推动叶片沿导料槽51水平方向移动，推料臂53推动叶片于竖直方向移动插入模具211。导料槽51安装于大面板11上，导料槽51设置有用于放置叶片的槽体，槽体的形状应道与叶片形状匹配；送料臂52包括：平衡于导料槽51设置的无杆气缸521以及连接于无杆气缸521的送料块522，送料块522的一端连接于无杆气缸521上的活动块，并且沿无杆气缸521的杆体滑动，另一端伸入槽体中，于槽体内拨动叶片移动；推料臂53设置于导料槽51末端，推料臂53包括：立架531、设置于立架531上的导轨、推料块532以及推料气缸533，推料气缸533连接推料块532以推动推料块532上下移动将叶片插入模具211的槽体中。

叶片是以竖直方向插入导料槽51的，因此，在插料的过程中，送料臂52拨动将叶片推向导料槽51的末端，而每次推料32由推料臂52的推料块533由推料气缸533驱动下移，推动一块叶片下移后复位，然后叶片继续由送料臂52推动前移，送料臂52再推动一块叶片下移，如此循环移动。

叶片可以通过人工手动的方式放置于导料槽51上，也可以以自动化的方式放置于导料槽51上，若果以自动化的方式放置，那么需要增设放料机械臂。并且导料槽51的末端应当设置有感应器，能够感应导料槽51的末端是否还具有叶片，若检测无叶片，则向控制系统6发送信号，以光或者声音信号通知使用者缺料。

机架1上还设有一修正组件7，参阅图12所示，该修正组件7包括：底座71、安装于底座71上的小支杆72、小支撑座73、套管74以及气缸75。

下面进一步说明本发明的使用方式：

风轮的结构是包括上固定环、叶片以及上固定环，叶片是安装于上固定环及下固定环之间，并且叶片的两端的铆压于上固定环及下固定环固定的。

风轮的自动化生产过程包括：放置下固定环-----插入叶片-----放置上固定环-----锁铆-----卸料等几个大步骤；

本发明的风轮通过以下步骤制成：

s1：通过人工方式先放置下固定环，下固定环套设于模具211外并且位于模具211下端；

s2：:第一驱动装置212驱动机头组件2从大面板11的中心移动至插片组件5的下方；

s3：推料气缸532驱动推料块533下移，将一片叶片推入模具211侧面的槽体内，推料块533复位；

s4：伺服电机213驱动模具211转动一个位移，重复步骤s3，将一片叶片推入模具211侧面槽体内；

s5：重复步骤s3-s4，直至模具211上插满叶片；

s6：第一驱动装置212驱动机头组件2复位；

s7：第二驱动装置222推动卡块2212夹紧于模具211上端的外沿，使叶片固定于模具211；

s8：通过人工方式放置上固定环，叶片的下端穿出下固定环边缘，叶片的上端穿出上固定环边缘；

s9：通过第三驱动装置34驱动压头33下移，下移后压设于上固定环，将上固定环与叶片固定；

s9：第四驱动装置42驱动气动夹41前移，气动气缸413输出轴向前推出，使第一夹臂411和第二夹臂412打开，第四驱动装置42驱动气动夹41前移，前移至模具对应位置，第一夹臂411前端位于模具211上方，第二夹臂412前端位于模具211下方，然后气动气缸413驱动第一夹臂411和第二夹臂412闭合，压轮414作用于上下固定环的边缘，并且将叶片的上下端锁铆；

s10：模具211由伺服电机213驱动转动，:通过压轮414进行锁铆；

s11：锁铆后人工将成品风轮取出。

通过上述步骤制作风轮，其效率十分高效，并且制成的风轮精度高，质量佳；而上述步骤s1、s8、s11都是通过人工方式放置的，而根据不同的实际使用需求，可以搭配机械手进行叶片的放置、上固定环、下固定环的放置以及成品的取出，能够实现全自动化。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。