专利名称:一种涨型机涨型臂驱动装置制造方法
【专利摘要】一种涨型机涨型臂驱动装置，包括涨型臂，涨型臂通过旋转轴安装在涨型臂座上，并在涨型时由涨型臂旋转驱动装置带动绕旋转轴转动，实现涨型臂绕旋转轴转动；涨型臂座又安装在与固定床身和移动床身连线相垂直的导轨上，涨型臂在涨型时由涨型臂平移驱动装置带动在导轨上移动；其特征在于，所述的涨型臂旋转驱动装置和涨型臂平移驱动装置都为伺服电机驱动系统，分别通过伺服电机带动涨型臂旋转驱动装置和涨型臂平移驱动装置实现涨型臂绕旋转轴转动和涨型臂在导轨上的平行移动。
【专利说明】一种涨型机涨型臂驱动装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到一种电机制作设备部件装置，具体涉及一种大中型电机定子线圈涨型的涨型机涨型臂驱动装置，该装置可以大大提升现有电机定子线圈涨型机的质量和效率。属电机制造【技术领域】。
[0002]【背景技术】:
[0003]随着国内中高压电机制造业的快速发展，对电机线圈成型工艺的要求不断提高，大部分大中型电机定子的成型现在都是通过专门的涨型机来成型。但现有涨型机的涨型原理采用的是简单的仿形法，涨型臂、机械手、连杆做为一个整体，在油缸的推动下绕固定轴心做转动，机械手夹住线圈直线边从起始位置开始绕固定轴心旋转运动至终止位置，同时依靠机械手在涨型臂上的移动做为补偿，实现对涨型线圈要求圆弧、转角、鼻端抬高的仿形。由于旋转轴心固定，仅仅依靠旋转仿形，当加工零件小转角、大圆弧半径(Rl>4米)时，涨型臂长度可能需要加长到2米，这种情况不论是结构设计还是设备操作性都是不能满足现有电机需求的，因此目前的设备对涨型大跨距线圈加工有很大的局限性。
[0004]此外，现有的涨型机，4个涨型臂旋转运动采用比例阀、油缸液压系统控制，而鼻端夹、机械手的运动采用伺服电机系统，涨型过程中不仅要求4个涨型臂之间，同时也要求涨型臂与鼻端夹、机械手之间协调运动，达到整体运动上的同步性。目前设备运行状况是通过伺服比例阀保持4个油缸的同步运动，但是由于伺服比例阀的响应频率最高为200Hz，而伺服系统响应频率在550Hz以上，两者对控制系统的响应速度差别很大，因此即使通过比例阀能够基本保证四个涨型臂同步，但是液压与伺服系统同步性却难以保证。涨型过程中，伺服电机以较低速度运转(〈20mm/s)时，涨型臂还基本可以维持同步，一旦伺服系统运转速度加快，伺服阀响应速度无法跟上，就会出现电机驱动的机械手、鼻端夹已经到位而油缸驱动的涨型臂运动明显滞后，进而直接影响涨型后线圈尺寸精度与生产效率。同时比例阀对油液的要求非常高，它的控制精度取决于调试人员的水平和工况的复杂程度，负载变化、油压变化、油缸、油温的变化对油缸同步性都有影响，涨型不同尺寸线圈都需要对参数设置进行摸索、修改，因此这个缺点是设备运行调试时的一大难题，对操作员素质要求也高，所以仍有待进一步改进。
[0005]通过专利检索没发现有与本实用新型相同技术的专利文献报道，与本实用新型有一定关系的专利主要有以下几个:
[0006]1、专利号为CN200820052274.5，名称为“一种电机定子线圈涨形装置”的实用新型专利，该专利公开了一种电机定子线圈涨形装置，在涨形机机体上的端部座上，设有一套机械送进装置，该送进装置由送进油缸，测位齿条，固定撞块，安装在涨型机机架上的速度调节阀门组成，所述的端部座内设有导向滑杆，端部座上装有可转动的送进挂钩、活动滑块和可以转动的挡勾。其中的活动滑块镶嵌在端部座上部的槽内，该槽内装有复位弹簧和固定盖板；挡钩上装有滚轮、转轴和挡钩弹簧，送进挂钩上还装有调节螺钉。
[0007]2、专利号为CN201210011385.2，名称为“数控顶弧涨型机”的实用新型专利，该专利公开了一种数控顶弧涨型机，包括底座导轨机构、四个底座、两个线圈鼻部夹制机构、四个线棒顶弧度机构、四个线棒夹紧涨型机构、液压站和传感器控制数控电路系统，其中，两个底座分别设置于底座导轨机构的上端的左半部分和右半部分，两个线圈鼻部夹制机构分别连接于该两个底座的上端，另两个底座设置于底座导轨机构的上端的中部，四个线棒夹紧涨型机构每两个一对的分别设置于这两个底座的上端，四个线棒顶弧度机构分别设置于四个线棒夹紧涨型机构的旁侧。工作时，用前后左右对称的四个线棒夹紧涨型机构涨型大线圈，用前后对称的两个线棒夹紧涨型机构涨型小线圈。
[0008]3、专利号为CN200710035016.6，名称为“电机线圈涨型方法及全伺服数控电机线圈涨型机”的实用新型专利，该专利公开了一种电机线圈一次性自动成型方法及其专用设备。线圈涨型步骤中包括将待涨型的线圈直线边拉伸、线圈端部抬高以及线圈直线边扭曲和鼻部扭曲动作，各折弯处的圆弧以及端部渐开线成型动作。其设备特征在于:机械部分包括基础机架和左上机械臂与机械手组合、左下机械臂与机械手组合、右上机械臂与机械手组合、右下机械臂与机械手组合、左端部活动机架及鼻端夹子组合、右端部活动机架及鼻端夹子组合，各部件的运动分别由其对应的交流伺服驱动模块、交流伺服电机、逻辑控制器驱动和控制。
[0009]4、专利号为CN200620050998.7，名称为“移动式定子线圈成型装置”的实用新型专利，该专利公开了一种移动式定子线圈成型装置。为克服因线圈涨型时线圈长短不一，大小各异，一个型号的线圈，要一种复型模设备的缺点，提出了包含床身、液压站，数控系统和机械手，涨型范围宽，对中度好，自动化程度高的定子线圈成型装置。主要是所述的床身为固定床身和移动床身，在固定床身和移动床身的底部设有导轨，传动丝杆，行程感应装置；其床身上还各设有一对绕电机轴心旋转的涨型臂和鼻端架，固定床身上还设有修改、储存线圈参数，自动检测参数变化的数控系统。
[0010]上述这些专利虽然都涉及到电机定子线圈的涨型方法，但都没有改变一般的基本成型方法和驱动方式，所以对于电机驱动的机械手、鼻端夹已经到位而油缸驱动的涨型臂运动明显滞后的问题没有提出改进。因此仍然存在涨型臂旋转运动采用比例阀、油缸液压系统控制，而鼻端夹、机械手的运动采用伺服电机系统驱动控制不匹配的问题，因此仍需要进一步加以改进。
实用新型内容
[0011]本实用新型的目的在于针对现有涨型臂旋转运动采用伺服比例阀、油缸液压系统控制，而鼻端夹、机械手的运动采用伺服电机系统控制不匹配的问题，提出一种新的涨型臂驱动装置，该装置可以有效改变目前现有涨型臂旋转运动采用比例阀、油缸液压系统控制不匹配的问题，且转动时角度精确、反应速度快，能够实现与鼻端夹的同步协调运动。
[0012]基于上述设想，本实用新型提出的技术方案是:一种涨型机涨型臂驱动装置，包括涨型臂，涨型臂通过旋转轴安装在涨型臂座上，并在涨型时由涨型臂旋转驱动装置带动绕旋转轴转动，实现涨型臂绕旋转轴转动；涨型臂座又通过滑块安装在与固定床身和移动床身连线相垂直的导轨上，涨型臂在涨型时由涨型臂平移驱动装置带动在导轨上移动；所述的涨型臂旋转驱动装置和涨型臂平移驱动装置都为伺服电机驱动系统，分别通过伺服电机带动涨型臂旋转驱动装置和涨型臂座平移驱动装置实现涨型臂的绕旋转轴转动和涨型臂在导轨上的平行移动。
[0013]进一步地，所述的涨型臂通过一个旋转轴安装在涨型臂座上，涨型臂能绕旋转轴转动，涨型臂底部偏离旋转轴的位置上设有铰接点，铰接点通过铰销连接旋转驱动连杆，旋转驱动连杆由旋转驱动装置驱动，进而带动涨型臂绕旋转轴转动；所述的驱动装置为旋转伺服电机驱动系统，通过旋转伺服电机带动旋转驱动连杆实现涨型臂绕旋转轴转动。
[0014]进一步地，所述的旋转伺服电机驱动系统包括伺服电机、同步轮传输机构和丝杠，由伺服电机通过同步轮传输机构与丝杠相连接，并以此丝杠作为旋转驱动连杆，通过伺服电机带动丝杠旋转；丝杠与涨型臂座通过丝杠副连接在一起，丝杠螺母固定于涨型臂座上，在丝杠旋转过程中，通过伺服电机与丝杠副的配合旋转调节丝杠与涨型臂之间的长度，推动涨型臂绕旋转轴转动。
[0015]进一步地，所述的导轨旁与导轨平行布置有涨型臂座平移驱动装置，涨型臂座平移驱动装置通过铰销与涨型臂座连接在一起，涨型臂座在涨型臂座平移驱动装置的推动下在导轨上实现平移；所述的涨型臂座平移驱动装置为水平伺服电机驱动系统，通过水平伺服电动驱动系统带动涨型臂座在导轨上实现平移。
[0016]进一步地，所述的水平伺服电动驱动系统包括伺服电机和丝杠副，伺服电机通过丝杠副与涨型臂座连接，丝杠固定在床身底座上，在伺服电机转动时，丝杠的转动转变为螺母的移动，从而带动涨型臂座在导轨上实现平移。
[0017]进一步地，所述的旋转伺服电动驱动系统和水平伺服电动驱动系统与鼻端夹的伺服电动驱动系统通过控制电气控制实现同步协调动作。
[0018]本实用新型的有益效果是:本实用新型采用多方位整体对涨型线圈进行仿形，具有以下优点:
[0019](I)主要过程全部实现伺服控制，同步、协调性获得极大提高，伺服运动速度可以根据加工需要提高，不受液压反馈速度限制，整体生产效率提高很多。
[0020](2)所有的驱动方式为伺服电机驱动系统，通过伺服电机带动丝杠旋转推动涨型臂、连杆转动时角度精确、反应速度快，能够实现与鼻端夹的同步协调运动。
[0021](3)本实用新型的改进使得设备整体结构更为简单可靠，由于取消液压传动方式，减少了液体泄漏的现象，运行的可靠性与精度得以保证。
[0022]说明书附图
[0023]图1为本实用新型的一个实施例结构示意图；
[0024]图2为图1的向视图。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。
[0026]实施例一
[0027]如附图1-2所示，一种涨型机涨型臂驱动装置，在涨型机上设有左右两组涨型臂I和2，每一组涨型臂包括一个前臂3和一个后臂4，前臂3和后臂4分别布置在待涨型电机线圈的两边，且分别通过机械手夹持待涨型电机线圈的上直线边和下直线边；涨型开始时，涨型臂座整体平移，机械手夹住线圈直线边从起始位置开始平行移动至指定位置，同时旋转轴心也由起始位置移动至指定位置，然后在驱动机构的驱动下，涨型臂沿旋转轴心转动，带动线圈直边部分达到涨型线圈要求的终止点，同时两端鼻夹模块带动线圈端部垂直上行并偏转，到达终止点，整体实现对涨型线圈要求的仿形。
[0028]所述的前臂3和后臂4上都设有涨型臂5和6，涨型臂5和6通过旋转轴7和8安装于涨型臂座9和10上，前后左右4个涨型臂座独立于移动床身11与固定床身12之外，与床座之间通过导轨13相连；涨型臂和涨型臂座由涨型臂驱动装置驱动。
[0029]所述的涨型臂5和6通过一个旋转轴7和8安装在涨型臂座9和10上，涨型臂5和6能绕旋转轴7和8转动，涨型臂底部偏离旋转轴的位置上设有铰接点，铰接点通过铰销连接旋转驱动连杆，旋转驱动连杆14和15由旋转驱动装置16和17驱动，进而带动涨型臂绕5和6旋转轴7和8转动；所述的驱动装置16和17为旋转伺服电机驱动系统，通过旋转伺服电机带动旋转驱动连杆实现涨型臂绕旋转轴转动。
[0030]所述的旋转伺服电机驱动系统包括伺服电机、同步轮传输机构和丝杠，由伺服电机通过同步轮传输机构与丝杠相连接，并以此丝杠作为旋转驱动连杆，通过伺服电机带动丝杠旋转；丝杠与涨型臂座通过丝杠副连接在一起，丝杠螺母固定于涨型臂座上，在丝杠旋转过程中，通过伺服电机与丝杠副的配合旋转调节丝杠与涨型臂之间的长度，推动涨型臂绕旋转轴转动。
[0031]所述的导轨13旁与导轨平行布置有涨型臂座平移驱动装置18，涨型臂座平移驱动装置18通过同步轮、丝杠副与涨型臂座连接在一起，涨型臂座在涨型臂座平移驱动装置的推动下在导轨上实现平移；所述的涨型臂座平移驱动装置为水平伺服电机驱动系统，通过水平伺服电动驱动系统带动涨型臂座在导轨上实现平移。
[0032]所述的水平伺服电动驱动系统包括一个伺服电机，伺服电机通过同步轮、丝杠副与涨型臂座连接，丝杠固定在床身底座上，螺母安装于涨型臂座上，在伺服电机转动时，通过丝杠的转动转变为螺母的移动，从而带动涨型臂座在导轨上实现平移。
[0033]所述的旋转伺服电机驱动系统和水平伺服电机驱动系统与鼻端夹的伺服电机驱动系统通过控制电气控制实现同步协调动作。
[0034]很显然，上述实施例只是本实用新型，只是为了说明本实用新型所列举的几个实例，任何本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本实用新型的保护之内。
【权利要求】
1.一种涨型机涨型臂驱动装置，包括涨型臂，涨型臂通过旋转轴安装在涨型臂座上，并在涨型时由涨型臂旋转驱动装置带动绕旋转轴转动，实现涨型臂绕旋转轴转动；涨型臂座又安装在与固定床身和移动床身连线相垂直的导轨上，涨型臂在涨型时由涨型臂平移驱动装置带动在导轨上移动；其特征在于，所述的涨型臂旋转驱动装置和涨型臂平移驱动装置都为伺服电机驱动系统，分别通过伺服电机带动涨型臂旋转驱动装置和涨型臂平移驱动装置实现涨型臂绕旋转轴转动和涨型臂在导轨上的平行移动。2.如权利要求1所述的涨型机涨型臂驱动装置，其特征在于，所述的涨型臂通过一个旋转轴安装在涨型臂座上，涨型臂能绕旋转轴转动，涨型臂底部偏离旋转轴的位置上设有铰接点，铰接点通过铰销连接旋转驱动连杆，旋转驱动连杆由旋转驱动连杆驱动装置驱动，带动涨型臂绕旋转轴转动；所述的驱动装置为旋转伺服电机驱动系统，通过旋转伺服电机带动旋转驱动连杆实现涨型臂绕旋转轴转动。3.如权利要求2所述的涨型机涨型臂驱动装置，其特征在于，所述的旋转伺服电机驱动系统包括一个伺服电机、同步轮传输机构和丝杠，由伺服电机通过同步轮传输机构与丝杠相连接，并以此丝杠作为旋转驱动连杆，通过伺服电机带动丝杠旋转；丝杠与涨型臂座通过丝杠副连接在一起，丝杠螺母固定于涨型臂座上，在丝杠旋转过程中，通过伺服电机与丝杠副的配合旋转调节丝杠与涨型臂之间的长度，推动涨型臂绕旋转轴转动。4.如权利要求3所述的涨型机涨型臂驱动装置，其特征在于，所述的导轨旁与导轨平行布置有涨型臂座平移驱动装置，涨型臂座平移驱动装置通过同步轮、丝杠副与涨型臂座连接在一起，涨型臂座在涨型臂座平移驱动装置的推动下在导轨上实现平移；所述的涨型臂座平移驱动装置为水平伺服电机驱动系统，通过水平伺服电动驱动系统带动涨型臂座在导轨上实现平移。5.如权利要求4所述的涨型机涨型臂驱动装置，其特征在于，所述的水平伺服电动驱动系统包括一个伺服电机，伺服电机通过同步轮、丝杠副与涨型臂座连接，丝杠固定在床身底座上，螺母安装于涨型臂座上，并在伺服电机转动时，通过丝杠的转动转变为螺母的移动，从而带动涨型臂座在导轨上实现平移。6.如权利要求3或5所述的涨型机涨型臂驱动装置，其特征在于，所述的旋转伺服电机驱动系统和水平伺服电机驱动系统与鼻端夹的伺服电动驱动系统通过控制电气控制实现同步协调动作。
【文档编号】H02K15-04GK204271848SQ201420772310
【发明者】胡进, 刘国赞 [申请人]株洲南方机电制造有限公司