一种转子加工测试系统的制作方法

本发明属于转子加工测试技术领域，尤其涉及一种转子加工测试系统。

背景技术：

电机包括转子和定子，它是用来实现电能与机械能转换的装置，电机转子是电机中的旋转部件。电机转子在加工时，通常是先将多个转子片(可以是转子冲片等)组合，转子片之间保持同轴且转子片之间通过连接结构连接在一起，随后再将组合好的转子片一起置于模具中，在端部浇注出端环(多为铝端环)，从而形成完整的转子。目前的转子加工测试装置，虽然能实现转子的加工及测试，但在自动化程度、功能完整度、加工效率及工序排布合理性等方面，仍有所欠缺。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供了一种结构合理，能有效完成电机转子的加工，且工序排布合理，各步骤定位方便准确，加工连续性好，加工效率高的转子加工测试系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种转子加工测试系统，包括主机架、主运机械手，所述主机架上依次设有中转装置、压塞头装置、铆接平衡块装置及测试装置，中转装置包括与主机架固定的中转定位座，中转定位座上设有用于伸入转子内孔的中转定位头，压塞头装置包括压塞定位座、压塞杆及用于带动压塞杆上下移动的压塞气缸，压塞定位座与主机架固定，压塞定位座上设有用于容纳转子浇注后的余留水口的水口容纳孔，压塞杆处在压塞定位座上方。

作为优选，所述铆接平衡块装置为转子平衡块铆接机，所述测试装置为转子测试仪。

作为优选，所述铆接平衡块装置包括铆接定位座、送平衡块机械手、铆接机头及用于带动铆接机头上下移动的铆接气缸，铆接机头处在铆接定位座上方。

作为优选，所述测试装置包括测试夹持机械手、测试感应头及用于带动测试感应头移动的测试气缸。

作为优选，所述压塞头装置与铆接平衡块装置之间设有整形倒压装置，整形倒压装置包括整形定位座、整形压头及用于带动整形压头上下移动的整形气缸，整形定位座与主机架固定，整形定位座上设有用于伸入转子内孔的整形定位头，整形压头处在整形定位座上方。

作为优选，所述整形倒压装置与铆接平衡块装置之间设有沙铝端环装置，沙铝端环装置包括沙端环定位座、由沙轮电机带动的端环沙轮及用于带动沙轮电机和端环沙轮共同上下移动的沙端环气缸，沙端环定位座与主机架固定，沙端环定位座上设有用于伸入转子内孔的沙端环定位头，端环沙轮处在沙端环定位座上方。

作为优选，所述测试装置与铆接平衡块装置之间设有滚内孔装置，滚内孔装置包括滚内孔夹持座、由滚内孔电机带动的滚刀、用于带动滚内孔夹持座上下移动的夹持座气缸及用于带动滚内孔电机和滚刀共同上下移动的滚刀气缸，滚刀处在滚内孔夹持座上方。

作为优选，所述主机架旁设有校直装置，校直装置包括校直机架，主机架上设有用于将转子搬运到校直装置上的搬运机械手，校直机架上设有转子定位台、校直模具及转子带动装置，转子带动装置包括用于伸入转子孔内的芯杆、用于带动芯杆转动的转杆电机及用于带动转杆电机和芯杆共同移动的水平带动机构，校直模具包括下模及可相对下模上下移动的上模，上模内设有转子上半孔，下模内设有转子下半孔，上模与下模在合模状态下：上半孔与下半孔共同构成转子修型孔，转子修型孔内径与转子外径对应。

作为优选，所述水平带动机构包括丝杆电机及与丝杆电机同轴连接的带动丝杆，带动丝杆上设有与带动丝杆螺纹配合的滑座，滑座与校直机架滑动配合，滑座的可滑动方向与转子修型孔轴线平行，转杆电机和芯杆均设置在滑座上，芯杆与转子修型孔同轴。

作为优选，所述芯杆固定在一杆夹持座上，杆夹持座与转杆电机的输出轴连接且芯杆与转杆电机的输出轴同轴。

本发明的有益效果是：结构合理，能有效完成电机转子的加工及测试，且工序排布合理，各步骤定位方便准确，加工、测试连续性好，加工及测试效率高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图4是图1中C处的放大图；

图5是图1中D处的放大图；

图6是本发明实施例3校直装置处的结构示意图；

图7是图6中E处的放大图；

图8是本发明实施例3校直模具处的结构示意图；

图9是本发明实施例4下压带动结构处的结构示意图；

图10是图9中F处的放大图；

图11是图9中G处的放大图；

图12是本发明实施例4中带动环处的结构示意图；

图13是本发明实施例4中自调预压块处的结构示意图。

图中：主机架1、中转装置11、中转定位座11a、中转定位头11b、压塞头装置12、压塞定位座12a、水口容纳孔12b、压塞杆12c、压塞气缸12d、铆接平衡块装置13、测试装置14、整形倒压装置15、整形定位座15a、整形定位头15b、整形压头15c、整形气缸15d、沙铝端环装置16、沙端环定位座16a、沙端环定位头16b、沙端环气缸16c、滚内孔装置17、滚刀17a、夹持座气缸17b、滚刀气缸17c、搬运机械手18、校直机架2、转子定位台21、校直模具3、下模31、上模32、竖滑槽321、自调预压块322、自调节弹簧323、芯杆41、丝杆电机421、滑座422、杆夹持座43、定位板44、转杆电机45、移动座5、带动环61、顶动基611、弧形上顶面6111、导向斜面6112、主动油缸62、主动缸体621、主活塞622、主动活塞杆623、复位弹簧624、主动油腔625、下压油缸63、下压缸体631、压活塞632、下压活塞杆633、下压油腔634、支撑弹簧64、支撑座641、油管65、导向杆66、限位块661、转子7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：如图1至图5所示的实施例中，一种转子加工测试系统，包括主机架1、主运机械手，所述主机架上依次设有中转装置11、压塞头装置12、铆接平衡块装置13及测试装置14，中转装置包括与主机架固定的中转定位座11a，中转定位座上设有用于伸入转子内孔的中转定位头11b，压塞头装置包括压塞定位座12a、压塞杆12c及用于带动压塞杆上下移动的压塞气缸12d，压塞定位座与主机架固定，压塞定位座上设有用于容纳转子浇注后的余留水口的水口容纳孔12b，压塞杆处在压塞定位座上方。

所述铆接平衡块装置为转子平衡块铆接机，所述测试装置为转子测试仪。转子平衡块铆接机和转子测试仪都是本领域的常用设备，可以直接应用。其中转子测试仪可以对电机转子进行气候环境适应性、抗振动能力、抗冲击能力、轴向间隙、耐电压能力及空载电流等多个参数进行检测或测定。

所述压塞头装置与铆接平衡块装置之间设有整形倒压装置15，整形倒压装置包括整形定位座15a、整形压头15c及用于带动整形压头上下移动的整形气缸15d，整形定位座与主机架固定，整形定位座上设有用于伸入转子内孔的整形定位头15b，整形压头处在整形定位座上方。

所述整形倒压装置与铆接平衡块装置之间设有沙铝端环装置16，沙铝端环装置包括沙端环定位座16a、由沙轮电机带动的端环沙轮及用于带动沙轮电机和端环沙轮共同上下移动的沙端环气缸16c，沙端环定位座与主机架固定，沙端环定位座上设有用于伸入转子内孔的沙端环定位头16b，端环沙轮处在沙端环定位座上方。

所述测试装置与铆接平衡块装置之间设有滚内孔装置17，滚内孔装置包括滚内孔夹持座、由滚内孔电机带动的滚刀17a、用于带动滚内孔夹持座上下移动的夹持座气缸17b及用于带动滚内孔电机和滚刀共同上下移动的滚刀气缸17c，滚刀处在滚内孔夹持座上方。

本发明工作时，主运机械手将由多个转子片堆叠并扣接，且经浇注而形成铝端环的转子先放置到中转定位座上(此时转子已经过冷却)。

然后主运机械手将转子翻转180度放置到压塞定位座上，水口(浇注后留在工件上的浇道部分的金属)处在水口容纳孔中，压塞气缸带动压塞杆下移，将水口顶断。水口顶断后压塞杆等复位。

然后主运机械手将转子再次翻转180度放置到整形定位座上，整形气缸带动整形压头下压，将上一工步中形成的水口断裂处进行加压整形。整形完成后整形压头等复位。

然后主运机械手将转子放置到沙端环定位座上，沙端环气缸带动沙轮电机和端环沙轮共同下移，端环沙轮对铝端环进行打磨加工。加工完成后端环沙轮等复位。

然后主运机械手将转子运送至铆接平衡块装置进行转子平衡块的铆接。

平衡块铆接完成后，主运机械手将转子放置到滚内孔夹持座(滚内孔夹持座可替换为任意常用的转子固定夹具)上，夹持座气缸带动滚内孔夹持座上升到位，滚刀气缸带动滚内孔电机和滚刀共同下移，滚刀对内孔(即转子孔，也即中心孔)进行加工。加工完成后滚刀等复位。

最后主运机械手将转子运送至测试装置进行转子测试。测试项目可包括但不限于气候环境适应性、抗振动能力、抗冲击能力、轴向间隙、耐电压能力及空载电流等。

实施例2：本实施例的基本结构与实施方式同实施例1，其不同之处在于，所述铆接平衡块装置包括铆接定位座、送平衡块机械手、铆接机头及用于带动铆接机头上下移动的铆接气缸，铆接机头处在铆接定位座上方。所述测试装置包括测试夹持机械手、测试感应头及用于带动测试感应头移动的测试气缸。实施例1中直接采用现有设备进行平衡块铆接及转子测试，本实施例中，则直接利用特定结构来实现平衡块铆接及转子测试，二者可互相替换，或是可替换为现有技术中任意常规的铆接设备、测试装置。

实施例3：本实施例的基本结构与实施方式同实施例1或2，其不同之处在于，如图6至图8中所示，所述主机架旁设有校直装置，校直装置包括校直机架2，主机架上设有用于将转子搬运到校直装置上的搬运机械手18，校直机架上设有转子定位台21、校直模具3及转子带动装置，转子带动装置包括用于伸入转子孔内的芯杆41、用于带动芯杆转动的转杆电机45及用于带动转杆电机和芯杆共同移动的水平带动机构，校直模具包括下模31及可相对下模上下移动的上模21，上模内设有转子上半孔，下模内设有转子下半孔，上模与下模在合模状态下：上半孔与下半孔共同构成转子修型孔，转子修型孔内径与转子外径对应。下模可以直接固定在校直机架上。

所述水平带动机构包括丝杆电机421及与丝杆电机同轴连接的带动丝杆，带动丝杆上设有与带动丝杆螺纹配合的滑座422，滑座与校直机架滑动配合，滑座的可滑动方向与转子修型孔轴线平行，转杆电机和芯杆均设置在滑座上，芯杆与转子修型孔同轴，所述芯杆固定在一杆夹持座43上，杆夹持座与转杆电机的输出轴连接且芯杆与转杆电机的输出轴同轴。本实施例通过丝杆机构来实现滑座的移动(也可替换为其它移动机构，如伺服缸等)，从而带动转杆电机和芯杆一起移动，芯杆移动可以伸入转子的转子孔(即中心孔)内，并与转子直接互相卡接(芯杆伸入转子孔后，不是间隙配合，而是互相卡住)。芯杆由转杆电机带动旋转，由于芯杆与转子是连接(卡接)的，因此转子也被带动旋转。

所述转杆电机为伺服电机或步进电机。伺服电机、步进电机等各种能够控制旋转角度的电机均可以采用。

所述转子定位台包括平台板及设置在平台板上的V型槽，V型槽具有两个槽面及一个槽口，V型槽的长度方向与两个槽面的交线平行，在V型槽的长度方向上，V型槽两端向外延伸并贯穿平台板。转子平放在V型槽中(转子轴线与水平面平行)，定位稳定，更利于塞入芯杆等操作的进行。

所述校直机架上设有定位板44及用于带动定位板移动的移板气缸，定位板具有用于接触转子一个端面的定位板面，定位板面与转子修型孔轴线垂直，定位板处在校直模具与滑座之间。所述定位板与移板气缸的活塞杆连接，移板气缸的活塞杆的可伸缩方向与水平面平行。定位板可以直接与移板气缸的活塞杆连接，也可以通过各种常规的连接件与移板气缸的活塞杆连接，只要能让定位板移动即可。定位板可以作为定位基准，让置入V型槽中的转子的一端接触到定位板，从而实现准确定位，并且此时无需其它固定结构，就能进行芯杆塞入的操作(转子一端被定位板顶住，不会移动)。

本发明工作时，搬运机械手将转子7从上一工位运送至V型槽，在V型槽内的转子轴线与水平面平行，且转子一端接触定位板。丝杆电机工作，移动滑座从而带动芯杆向着转子移动并伸入转子的转子孔内，直至芯杆接触定位板，此时芯杆完全卡在转子孔中。随后移板气缸带动定位板离开，丝杆电机继续工作，滑座继续移动从而带动芯杆及转子一起继续移动，使转子完全伸入上模和下模之间，转子与转子下半孔接触。上模开始下降(上模可以通过任意常规的升降机构来带动升降)，直至合模，由于转子修型孔内径与转子外径对应，因此每一次合模就完成了一次校直整形。继而上模提起，转杆电机带动芯杆转动一定角度(如30度)并停止，然后再进行一次合模，以此类推，数次转子转动并合模后，可以全方位对转子实现校直。

实施例4：本实施例的基本结构与实施方式同实施例3，其不同之处在于，如图9至图13中所示，所述校直机架上设有与上模连接的移动座5，校直机架上设有下压带动结构，下压带动结构包括带动环61、主动油缸62、下压油缸63及若干用于支撑移动座的支撑弹簧64，带动环由转杆电机带动且带动环转速与芯杆转速一致，带动环与设置在校直机架上的固定轴12转动配合，主动油缸及下压油缸均与校直机架固定，主动油缸包括主动缸体621、主活塞622及主动活塞杆623，主动缸体内设有复位弹簧624，复位弹簧一端连接主活塞，复位弹簧另一端连接主动缸体，下压油缸包括下压缸体631、压活塞632及下压活塞杆633，主动活塞杆、下压活塞杆的可伸出方向均竖直向下，主动活塞杆及下压活塞杆的可收回方向均竖直向上，主动缸体与下压缸体之间通过油管65连通，主活塞将主动缸体内部分隔成主动油腔625及处在主动油腔下方的主动空腔，压活塞将主动缸体内部分隔成下压油腔634及处在下压油腔下方的下压空腔，油管将主动油腔与下压油腔连通，主动活塞杆处在带动环上方，下压活塞杆处在移动座上方，带动环外环面上设有若干用于顶动主动活塞杆的顶动基611，各顶动基沿带动环周向均匀分布。

所述上模内设有若干竖滑槽321，竖滑槽槽口开设在上半孔孔壁上，上模上设有与竖滑槽一一对应的自调预压块322，自调预压块与对应的竖滑槽滑动配合，且自调预压块的可滑动方向竖直，自调预压块下表面为用于接触转子外周面的接触面，在对应的自调预压块与竖滑槽中：自调预压块上表面上设有若干自调节弹簧323，自调节弹簧下端连接自调预压块上表面，自调节弹簧上端连接上模，自调节弹簧处在竖滑槽内。

所述校直机架上设有支撑座641，支撑弹簧轴线竖直，支撑弹簧下端与支撑座固定，支撑弹簧上端与移动座底部固定。

所述校直机架上设有至少一根导向杆66，导向杆竖直且与校直机架固定，移动座上设有滑孔，导向杆外径与滑孔内径适配，导向杆穿过滑孔且与滑孔之间滑动配合。导向杆上设有限位块661，限位块处在移动座上方。导向杆可以辅助移动座进行上下移动，提高移动座工作过程的稳定性。移动座复位时，限位块可以限制移动座上升的最大距离，避免移动过度。

所述顶动基具有一个弧形上顶面6111及两个导向斜面6112，导向斜面与带动环轴线平行，弧形上顶面距带动环轴线距离最大处为顶压合模部，弧形上顶面上任意一点与带动环外环面的最小距离等于弧形上顶面上任意另一点与带动环外环面的最小距离。

本实施例中，液压油只在主动油腔、油管、下压油腔中流动，也即主动油腔、油管、下压油腔中充有液压油，主动空腔、下压空腔中没有液压油(主动空腔、下压空腔均与大气连通，这是油缸领域的现有技术)。转杆电机可以通过皮带轮机构、链轮机构等常规传动机构来对带动环进行带动。工作时，转杆电机带动芯杆与转子一起转动设定角度(如60度)并停止，转动过程中，带动环也会转动，带动环在转动过程中，当顶动基开始转到接触主动活塞杆时，会顶动下压活塞杆上移，主动油腔中的一部分液压油开始经过油管进入下压油腔，带动下压活塞杆向下推动移动座，从而带动上模下移，待合模时，下压达到下极限位置，完成一次压合校直。然后转杆电机再次转动，芯杆及转子也转动，顶动基离开下压活塞杆，在复位弹簧作用下，主动活塞杆复位，带动下压活塞杆复位，在支撑弹簧作用下移动座、上模也复位，而随着转动电机继续旋转，上述压合校直动作再次施行，依此循环。需注意的一个关系是：顶动基数目与芯杆(转子)每次转动角度之积等于360度，也就是说，若需要变化每次的转动角度，则需要调整顶动基的数目。每次转杆电机转动设定角度，则恰好也是上模下压到位(合模)的时候。且通过一整套机构的联动，实现了上模下压与换向器转动的自动配合定位，保障了每次压合位置的准确性，而由于是机械定位，精度完全依靠结构本身实现，可以避免计算控制(电路模块控制)所导致的误差。再者，转子一边旋转一边被压合校直相比转子直接旋转一定角度后再进行校直而言，整体调整效果更强且保护性更好，毕竟转子一边旋转一边被压合校直是转子不断被调整校直，而转子直接旋转一定角度后再进行校直则每次都是单一方向的压合校直，且相对下压力较大，容易对较为突出的一些转子片边缘施加较大的力，导致转子片边缘变形或受损。

如前所言，少数外突的转子片(偏离转子轴线较多的转子片)边缘直接被上模下压时(外突的转子片相对其余转子片处在上方，即向上突出)，受到的冲击和下压力相对比较大，容易导致这部分外突转子片的边缘变形或受损。而本实施例中具有自调节弹簧及自调预压块结构，在上模完全下压到位之前，自调预压块会先以相对较小的力对转子进行预压，从而避免上模一次性对转子施加过大的力，而在自调预压块先进行预压校直后，上模再下压到位，实现彻底地压合(此时自调预压块完全进入竖滑槽中)，校直方式更为合理，能对转子片进行有效地保护。