一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电机铁芯通油孔检测技术领域，具体涉及一种电机定子铁芯通油孔贯通性的检测装置。


背景技术：

2.近年来，汽车工业的发展面临着能源短缺和环境污染问题，发展新能源汽车是解决这些问题的必经之路。随着新能源电动车的发展，对电机提出了高精度、高功率等性能要求，电机的温升是限制电机功率的主要因素之一。为了确保电机高性能运转，电机定子铁芯在其外边缘设置了密集的通油孔结构，以方便在电机运转过程中可循环通入冷却油，保证电机在工作中得以充分散热。
3.定子铁芯是由定子散片按照一定规律叠片叠压而成，定子铁芯的通油孔是由冲压模具中的金属手指在每一片叠片上冲压而成，由于工艺复杂，因此不可避免的导致组装完成的定子铁芯通油孔出现堵塞问题；其中原因主要体现在一下几个方面：1）由于手指细小，易发生磨损甚至断裂损坏，导致对应的孔未被正常冲出，从而可能导致通油孔结构造成堵塞；2）冲压过程中废片的混入，还容易造成部分通油道堵塞；3）采用定子散片按照一定规律叠片叠压定子铁芯时，不管采用人工理片方式，还是自动理片方式，都存在错片、漏片或叠片角度错误的可能，一旦整个定子铁芯的有一个散片不正确，则极有可能导致通油孔发生堵塞。
4.由于定子铁芯通油孔孔型不一、数量极多、尺寸较小（0.1mm~3mm）且孔深，现有的工艺无法完全保证生产的定子铁芯通油孔完全是贯通的，而人工不方便检测且效率低、工作量大，这就要求必须有相应的装置来检测定子铁芯通油孔的贯通性。


技术实现要素：

5.本实用新型需要解决的技术问题是提供一种电机定子铁芯通油孔贯通性的检测装置，用于保证定子铁芯通油孔贯通性的百分之百检测，进一步保证产品质量。
6.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
7.一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置，包括通过螺栓固定在型材底座上的工作台面板，工作台面板的中部设置有工件旋转台，工件旋转台两侧的工作台面板上相对设置有光源滑动机构和相机滑动机构；所述工件旋转台、光源滑动机构和相机滑动机构均通过plc控制系统控制协调完成定子铁芯的通油孔贯通性检测工作。
8.上述一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置，所述光源滑动机构包括第一伺服电机和第一滑轨机构，第一滑轨机构上设置有第一滑动板，第一滑动板与第一伺服电机之间通过第一传动机构连接，第一滑动板上通过光源固定架设置有垂直于第一滑动板的平行光源。
9.上述一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置，所述相机滑动机构包括第二伺服电机和第二滑轨机构，第二滑轨机构上设置有第二滑动板，第二滑动板通过第二传动机构
与第二伺服电机的输出轴连接，第二滑动板上通过v型架固定设置有远心镜头，位于远心镜头后方的第二滑动板上还通过支撑组件固定设置有相机。
10.上述一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置，所述工作台面板的底端面上还设置有驱动工件旋转台水平旋转的旋转机构；旋转机构包括固定安装在工作台面板底端面上的一对分割器支撑板，两分割器支撑板底端通过分割器固定板固定连接；所述分割器固定板上通过步进电机固定板设置有步进电机，步进电机一侧的分割器固定板上固定设置有凸轮分割器，凸轮分割器的输入端与步进电机之间通过第四同步带轮组件连接；所述凸轮分割器与第四同步带轮组件相对的一侧通过凸轮分割器第三旋转轴连接有凸轮。
11.上述一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置，所述凸轮分割器的顶端设置有凸轮分割器第二旋转轴；所述工件旋转台包括固定设置在凸轮分割器第二旋转轴的旋转基座，旋转基座的顶端面上一侧固定设置有垂直于旋转基座的滚轮墙板，位于旋转基座上方的滚轮墙板内侧壁上设置有放置待检测定子铁芯的承载机构，旋转基座还通过电机固定块固定设置有第三伺服电机，第三伺服电机的输出端通过第三同步带轮组件与承载机构的受控端连接。
12.上述一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置，所述承载机构包括通过轴承设置在滚轮墙板内侧壁上、并平行于旋转基座的若干旋转轴，若干旋转轴均匀布设并呈环形排列，位于第三伺服电机正上方设置一根旋转轴，中部旋转轴两侧的其他旋转轴上均套设有承托待检测定子铁芯的滚轮，中部旋转轴与第三伺服电机之间以及相邻两根旋转轴之间均通过第三同步带轮组件连接。
13.上述一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置，所述plc控制系统包括pc机、plc控制器、交换机、第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、步进驱动器、通信模块；所述pc机和所述交换机通过网线连接在所述plc控制器上；所述第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、和通信模块通过网线连接在交换机上，所述步进驱动器直接与plc控制器连接。
14.上述一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置，所述光源滑动机构和相机滑动机构上均设置有限位传感器组，所述旋转机构上设置有光电传感器，限位传感器组和光电传感器分别通过导线连接在所述plc控制器上；所述相机滑动机构上还设置有通过线缆连接在通信模块上的测距传感器。
15.由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
16.本实用新型能够实现电机定子铁芯通油孔贯通性的自动检测，不仅检测效率高，且检测效果高；能够实现数量极多、孔型不一、尺寸较小的电机定子铁芯通油孔的检测，带人机交流提示信息，检测结果能够直观观测，检测效果好；还能够将检测的结果和采集的图片与产品二维码信息绑定形成本地文件存入pc机，方便客户追溯产品通油孔贯通性检测信息。
17.本实用新型所述的检测装置，属于可移动装备，可以加在定子铁芯出料工位一侧，不仅能利用现有场地的空间，且不用更改产线结构，可靠保证了定子铁芯通油孔贯通性的百分之百检测，进一步保证了产品质量。
附图说明
18.图1是本实用新型电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置的总体结构示意图。
19.图2是本实用新型电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置的光源滑动机构示意图。
20.图3是本实用新型电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置的相机滑动机构示意图。
21.图4是本实用新型电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置的旋转机构示意图。
22.图5是本实用新型电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置的旋转机构另一轴侧示意图；
23.图6是本实用新型电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置的工件旋转台示意图。
24.图7是本实用新型电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置的plc控制系统原理图。
25.其中：1、显示屏，2、防护罩，3、工作台面板，4、型材底座，5、电控柜，6、防滑脚，7、pc主机，8、旋转机构，9、控制盒，10、相机滑动机构，11、工件旋转台，12、光源滑动机构，13、平行光源，14、光源固定架，15、第一滑动板，16、第一滚珠丝杠组件，17、第一止动轴承，18、第一电机固定板，19、第一同步带轮组件，20、第一丝杠固定轴承座，21、第一伺服电机，22、第一防撞块，23、第一导轨垫高件，24、第一导轨滑块，25、第一遮光板，26、第一滑轨，27、第一线性导轨，28、第一限位传感器组，29、测距传感器，30、l型支架，31、远心镜头，32、v型架，33、第二滑动板，34、第二导轨垫高件，35、第二遮光板，36、第二导轨滑块，37、第二线性导轨，38、第二滑轨，39、第二限位传感器组，40、第二防撞块，41、第二伺服电机，42、第二电机固定板，43、第二同步带轮组件，44、第二丝杠固定轴承座，45、第二滚珠丝杠组件，46、支撑组件，47、相机，48、分割器支撑板，49、步进电机，50、行星齿轮减速器，51、步进电机固定板，52、分度电机张紧条，53、第四同步带轮组件，54、分割器固定板，55、凸轮分割器第一旋转轴，56、辅助固定件，57、凸轮分割器，58、凸轮分割器第二旋转轴，59、分割传感器支架，60、光电传感器，61、凸轮，62、凸轮分割器第三旋转轴，63、滚轮墙板，64、滚轮，65、开档支撑柱，66、张紧条，67、轴承，68、旋转底板，69、旋转基板，70、电机固定块，71、第三伺服电机，72、第三同步带轮组件，73、旋转轴，74、凸轮轴承随动器，75、第一伺服驱动器，76、第二伺服驱动器，77、第三伺服驱动器，78、通信模块，79、交换机，80、plc控制器，81、步进驱动器，82、pc机。
具体实施方式
26.下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。
27.一种电机定子铁芯通油孔贯通性检测装置，其结构如图1至图6所示，包括型材底座4、工作台面板3、工件旋转台11、光源滑动机构12、相机滑动机构10、旋转机构8和plc控制系统。
28.工作台面板3通过螺栓固定在型材底座4上，型材底座4四角设有防滑脚6。
29.工件旋转台11设置在工作台面板3的中部，用于承托待检测定子铁芯。光源滑动机构12和相机滑动机构10相对设置在工件旋转台11两侧的工作台面板3上，光源滑动机构12用于调节检测光源相对于待检测定子铁芯的距离，相机滑动机构用于调节相机相对于待检测定子铁芯的距离，以保证最佳检测效果。旋转机构8设置在工作台面板3的底端面上，用于驱动工件旋转台11水平旋转，切换不同工位。
30.上述旋转机构8、工件旋转台11、光源滑动机构12和相机滑动机构10均通过plc控
制系统控制，协调完成定子铁芯通油孔的贯通性检测工作。
31.光源滑动机构12的结构如图2所示，包括第一伺服电机21和第一滑轨机构，第一伺服电机21通过第一电机固定板18安装在工作台面板3顶端面上；第一滑轨机构上设置有第一滑动板15，第一滑动板15与第一伺服电机21之间通过第一传动机构连接；第一滑动板15上通过光源固定架14设置有平行光源13，平行光源13垂直于第一滑动板。
32.第一滑轨机构包括第一线性导轨27、第一导轨滑块24、第一滑轨26、第一限位传感器组28、第一防撞块22、第一导轨垫高件23，第一线性导轨27通过螺栓安装在第一导轨垫高件23上，第一导轨垫高件23设置在第一滑轨26上；第一防撞块22通过螺栓安装在第一导轨垫高件23两侧；第一滑动板15通过第一导轨滑块24安装在第一线性导轨27上；所述的第一限位传感器组28通过螺栓安装在第一滑轨26上。
33.本实施例中，第一滑动板15的侧边通过支架安装有第一遮光板25，第一遮光板25在水平方向上对应第一限位传感器组28设置，第一限位传感器组28采用光电传感器，可以通过非接触式方法遮挡光电传感器，使得光电传感器发生信号，从而限制第一滑动板15的移动范围。
34.第一传动机构包括第一同步带轮组件19、第一止动轴承17、第一滚珠丝杠组件16、第一丝杠固定轴承座20，第一伺服电机21上方和第一滑动板15底端面上分别固定连接有一个第一丝杠固定轴承座20，两个第一丝杠固定轴承座20之间转动连接第一滚珠丝杠组件16；第一同步带轮组件19安装在第一滚珠丝杠组件16的一端和第一伺服电机21的输出轴之间，且第一滚珠丝杠组件16通过第一止动轴承17安装第一同步带轮组件19的同步轮。
35.相机滑动机构10的结构如图3所示，包括第二伺服电机41和第二滑轨机构，第二伺服电机41通过第二电机固定板42安装在工作台面板3的顶端面上；第二滑轨机构上设置有第二滑动板33，第二滑动板33通过第二传动机构与第二伺服电机41的输出轴连接，第二滑动板33上通过v型架32固定设置有远心镜头31，远心镜头朝向平行光源设置；位于远心镜头后方的第二滑动板33上还通过支撑组件46固定设置有相机47。
36.第二滑轨机构包括第二线性导轨37、第二导轨滑块36、第二滑轨38、第二限位传感器组39、第二防撞块40、第二导轨垫高件34；第二线性导轨37通过螺栓安装在第二导轨垫高件34上，第二导轨垫高件34设置在第二滑轨38上；第二防撞块40通过螺栓安装在第二导轨垫高件34两侧；第二滑动板33通过第二导轨滑块36安装在第二线性导轨37上；所述的第二限位传感器组39通过螺栓安装在第二滑轨38上。
37.本实施例中，第二滑动板33的侧边通过支架安装有第二遮光板35，第二遮光板35在水平方向上对应第二限位传感器组29设置，第二限位传感器组29采用光电传感器，可以通过非接触式方法遮挡光电传感器，使得光电传感器发生信号，从而限制第二滑动板33的移动范围。
38.第二传动机构包括第二同步带轮组件43、第二止动轴承、第二滚珠丝杠组件45、第二丝杠固定轴承座44；第二伺服电机41上方和第二滑动板33底端面上分别固定连接有一个第二丝杠固定轴承座44，两个第二丝杠固定轴承座44之间转动连接第二滚珠丝杠组件45；第二同步带轮组件43安装在第二滚珠丝杠组件45的一端和第二伺服电机41的输出轴之间，且第二滚珠丝杠组件45通过第二止动轴承安装第二同步带轮组件43的同步轮。
39.由于待检测定子铁芯放在工件旋转台11上位置有偏差，本实用新型在位于远心镜
头一侧的第二滑动板33上通过l型支架30安装了测距传感器29，用于测量放在工件旋转台11上待检测定子铁芯表面到镜头31的距离，进而标定镜头31正确对焦的距离，从而保证镜头31根据标定的距离移动到对应的位置。
40.本实施例中，还在工作台面板3上设置了两个防护罩2，用于罩设光源滑动机构和相机滑动机构，但光源滑动机构和相机滑动机构朝向工件旋转台11的端面均敞口设置，以便于对工件旋转台11上的工件进行检测。
41.旋转机构8的结构如图4和图5所示，包括步进电机49、第四同步带轮组件53、凸轮分割器57、分度电机张紧条52。工作台面板3底端面上垂直设置有一对分割器支撑板48，两分割器支撑板48底端之间通过分割器固定板54固定连接。
42.步进电机49的输出轴连接有行星齿轮减速器50；步进电机49通过步进电机固定板51设置在分度电机张紧条52上，分度电机张紧条52通过螺栓安装在分割器固定板54上，可以通过左右滑动步进电机固定板在分度电机张紧条52中位置，来调整第四同步带轮组件53中第四同步带的张紧度。
43.凸轮分割器57固定设置在步进电机49一侧的分割器固定板54上，凸轮分割器57的凸轮分割器第一旋转轴55与行星齿轮减速器50的输出轴之间通过第四同步带轮组件53连接。凸轮分割器的作用是将输入连续旋转驱动，转成输出间歇旋转动作，且回转定位精度高。
44.凸轮分割器的顶端设置有凸轮分割器第二旋转轴58；与第四同步带轮组件53相对的凸轮分割器57一侧设置有凸轮分割器第三旋转轴62，凸轮分割器第三旋转轴62上通过止动螺丝固定设置有凸轮61，如图5所示。
45.凸轮61有遮光部分和透光部分，借助光电传感器60判断凸轮分割器57是否旋转90
°
到位的信号。
46.分割器固定板54上方还设置有分割传感器支架59和光电传感器60，分割传感器支架59通过螺栓安装在凸轮分割器57上；光电传感器60通过螺栓安装在分割传感器支架59上，如图5所示。
47.分割器固定板54前后两侧通过螺栓分别固定一组辅助固定件56，能够分散旋转机构8和工件旋转台11的重力到部分型材架上，起到加固连接的作用。
48.工件旋转台11的结构如图6所示，包括旋转基座、滚轮墙板63和承载机构。
49.旋转基座位于工作台面板3上方，且平行于工作台面板3设置，包括通过螺栓固定连接在一起的旋转基板69和旋转底板68，其中旋转基板69固定设置在凸轮分割器第二旋转轴58上。
50.旋转底板68的顶端面上两条长边上分别通过螺栓和定位销固定设置一滚轮墙板63，滚轮墙板63垂直于旋转底板68设置，两个滚轮墙板63基于旋转底板68两长边的中心线是对称的，且两个滚轮墙板63之间通过开档支撑住65连接在一起，起到固定支撑的作用。
51.承载机构设置在位于旋转基座上方的滚轮墙板63内侧壁上，用于放置待检测的定子铁芯。
52.旋转底板68上还通过电机固定块70固定设置有第三伺服电机71，第三伺服电机71的输出端通过第三同步带轮组件72与承载机构的受控端连接。
53.承载机构包括若干旋转轴73、滚轮64、张紧条66和凸轮轴承随动器74，本实施例
中，共设置五根旋转轴。
54.旋转轴73通过轴承67设置在滚轮墙板63内侧壁上，并平行于旋转基座；五根旋转轴73均匀布设并呈环形排列，位于第三伺服电机71正上方设置一根中部旋转轴73，中部旋转轴两侧的其他旋转轴上均套设有承托待检测定子铁芯的滚轮64，且每根旋转轴上间隔设置两个滚轮64。
55.中部旋转轴与第三伺服电机71之间以及相邻两根旋转轴之间均通过第三同步带轮组件72连接。中部旋转轴与第三伺服电机71之间的第三同步带轮组件72位于中部旋转轴的端部，相邻两根旋转轴之间的第三同步带轮组件72均位于两个滚轮之间的旋转轴上。滚轮64和第三同步带轮组件的同步带轮都通过止动螺丝固定在旋转轴73上，如图5所示。
56.本实用新型中，4组滚轮的布置通过数学推算，其中3组用于三点定心，确定中心基准，一组滚轮起辅助定心作用，解决电机定子在所述工件旋转台上旋转时工件发生颠簸的现象。
57.本实施例中，开档支撑柱和张紧条均设置四根，分别位于旋转轴和滚轮的下方，并通过螺栓安装在滚轮墙板63上。
58.凸轮轴承随动器74通过螺母固定在张紧条66上，凸轮轴承随动器74上带有一个自由滚动的圆筒，顶住同步带轮组件72中的同步带，通过上下移动张紧条66的位置，调节同步带的张紧。
59.plc控制系统为本实用新型的核心控制部分，包括控制盒9、pc机82、plc控制器80、交换机79、第一伺服驱动器75、第二伺服驱动器76、第三伺服驱动器77、步进驱动器81和通信模块78。
60.控制盒9安装在工作台面板3侧面，与plc控制器的输入端连接。pc机包括通过数据线连接的pc主机7和显示屏1；pc主机7设置在型材底座下方右侧，显示屏1通过支架安装在工作台面板3上。pc主机7左侧的型材底座下方设置有电控柜5，电控柜内放置plc控制器80、交换机79、第一伺服驱动器75、第二伺服驱动器76、第三伺服驱动器77、步进驱动器81、通信模块78。如图1所示。
61.上述各部件的电气连接关系如图7所示，pc机82和交换机79通过网线连接在plc控制器80上；第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第三伺服驱动器、和通信模块通过网线连接在交换机上，通讯模块的输入端连接测距传感器的输出端；步进驱动器直接与plc控制器80连接；plc控制器的输入端还与第一限位传感器组、第二限位传感器组、光电传感器的输出端连接；相机的输出端通过网线连接到pc机82上。
62.本实用新型工作原理如下。
63.首先，被检测定子铁芯在被抓取到工件旋转台上扫码成功后，按下控制盒上启动按钮，plc控制器控制旋转机构顺时针旋转90
º
到检测工位，接着控制工件旋转台上的承载机构带动定子铁芯轴向旋转240
º
，plc控制器通过通信模块读取测距传感器多个反馈数值计算均值。
64.其次，根据plc控制器计算的均值，plc控制器控制光源滑动机构的第一滑动板和相机滑动机构的第二滑动板在各自的线性导轨上移动，带动平行光源、相机镜头移至拍照工位；此时启动平行光源发光，相机捕捉穿过待检测定子铁芯通油孔的光束，并拍照。
65.然后，相机拍完一张照片后，根据通油孔所在位置与标准位置对比，反馈给plc控
制器计算出角度纠偏值。plc控制器控制工件旋转台使得被检测定子铁芯回到标准位置，解决各孔型分布偏差问题；之后再将定子铁芯放置到工件旋转台上，控制定子铁芯按照20
º
的步进轴向旋转，每旋转一次相机拍照一次，直至定子铁芯旋转完一周。
66.最后，plc控制器控制光源滑动机构和相机滑动机构回到原点，旋转机构逆时针旋转90
º
到下料工位，pc主机将通油孔贯通性情况反映到显示屏1上，并形成日志文件进行保存。