一种永磁电机转子表面快速贴磁钢片装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及自动装配电机设备技术领域，尤其是涉及一种永磁电机转子表面快速贴磁钢片装置。


背景技术：

[0002]
目前，随着新能源汽车的兴起，汽车上原本依靠发动机驱动的机构都需要改为使用电机驱动，而且新能源汽车相比于传统汽车更加趋向于智能化，很多传统汽车上原先依靠手动操作的机构也纷纷使用电机作为动力，使得操作更简单，智能。这样以来，汽车企业对电机的需求越来越大，对设备的生产效率也越来越高，加之近些年人力成本的逐年攀升，汽车企业对高自动化高效率的电机生产线青睐有加。正是基于这样的市场需求，有必要开发一种快速全自动的贴磁钢片装置，解决永磁电机生产过程中的贴磁钢片效率瓶颈问题。
[0003]
中国专利cn109713859a中公开了一种自动贴磁钢机及其工作方法，该专利中的自动贴磁钢机虽然实现了贴磁钢工序的自动化，但是依然存在以下缺陷：
[0004]
1、该专利没有磁钢片的自动上料机构，在正常使用时，依然需要人工上料，生产效率较低，整个贴磁钢过程的自动化程度不高；
[0005]
2、该专利使用的是预先充磁的磁钢片，即磁钢片带有磁性，通过磁钢片对转子轮毂表面的磁力大于磁钢贴紧筒体的磁力而转移至转子轮毂内表面的原理，在使用时增加了对磁钢片进行充磁的工序，同时由于磁钢片属于易碎品，磁力吸附过程中，速度不受控制，磁钢片会与转子轮毂内表面发生撞击，导致磁钢片的四周容易撞碎，产生碎屑，且由于磁钢片被充磁，带有磁力，碎屑很难被清理；
[0006]
3、该专利在贴磁钢片时，磁钢片是首尾连接成圆环形状的，磁钢片之间没有间隙，无法调整磁钢片之间的间隙，而通常大部分电机的磁钢片之间是存在固定间隔间隙的，所以该专利的适用范围有限；
[0007]
4、该专利利用磁力将磁钢片转移至已经涂好粘胶的转子轮毂内表面，磁钢片停留在转子轮毂内表面的深度位置及与贴合间隙是存在一定误差的，导致后续工序需要有磁钢整形过程，增加了贴磁钢片工序的复杂度。


技术实现要素：

[0008]
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生产效率高、兼容性强、自动化程度高的永磁电机转子表面快速贴磁钢片装置。
[0009]
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0010]
一种永磁电机转子表面快速贴磁钢片装置，用于对既有的电机转子进行贴磁钢片操作，所述的贴磁钢片装置包括磁钢片储料仓机构、储料仓旋转机构、磁钢片保持机构、储料仓解锁机构、推料机构、磁钢片吸取贴合机构、用于吸取贴合机构的位置调整机构以及机构安装板；
[0011]
所述的磁钢片储料仓机构、储料仓旋转机构、储料仓解锁机构、推料机构和位置调
整机构分别安装在机构安装板上；
[0012]
所述的储料仓旋转机构与磁钢片储料仓机构相连；所述的磁钢片保持机构与磁钢片储料仓机构相连；所述的储料仓解锁机构与磁钢片保持机构相连；所述的推料机构与磁钢片储料仓机构相连；所述的磁钢片吸取贴合机构与位置调整机构相连。
[0013]
优选地，所述的磁钢片储料仓机构包括储料仓圆盘、用于存储既有磁钢片叠层的若干个储料槽以及上料夹爪；所述的储料槽沿圆周方向均匀分布在储料仓圆盘上；所述的磁钢片叠层安装在储料槽内；
[0014]
所述的电机转子安装在储料仓圆盘的中心位置；
[0015]
所述的储料槽的数量与电机转子的单层磁钢片数量相等；
[0016]
所述的上料夹爪安装在储料仓圆盘上。
[0017]
更加优选地，所述的磁钢片保持机构包括第一挂钩块、导杆、第一弹簧、固定板、压紧块安装板、压紧块和拨珠；
[0018]
所述的固定板安装在储料仓圆盘上，固定板上设有用于导杆穿过的通孔；所述的导杆穿过固定板的通孔后，导杆的两端分别与第一挂钩块和压紧块安装板相连；
[0019]
所述的第一弹簧套设在导杆上，安装在固定板和压紧块安装板之间；
[0020]
所述的压紧块安装在压紧块安装板上；所述的拨珠安装在压紧块安装板内；所述的压紧块通过拨珠与压紧块安装板活动连接；
[0021]
所述的压紧块安装在储料槽内；
[0022]
所述的磁钢片保持机构的数量与储料槽的数量相同。
[0023]
更加优选地，所述的储料仓解锁机构包括提升气缸、第二挂钩块、解锁气缸、拨块支架和拨块；
[0024]
所述的提升气缸和解锁气缸分别通过安装架固定在机构安装板上；
[0025]
所述的第二挂钩块安装在提升气缸的活塞上；所述的第二挂钩块与第一挂钩块相连；
[0026]
所述的拨块支架安装在解锁气缸的活塞上；所述的拨块安装在拨块支架上；所述的拨块与压紧块相连。
[0027]
更加优选地，所述的储料仓旋转机构包括伺服电机、第一同步带轮、第二同步带轮、同步带、旋转法兰、深沟球轴承、轴承固定座和立柱；
[0028]
所述的伺服电机通过安装架固定在机构安装板上；所述的第一同步带轮安装在伺服电机的电机转轴上；所述的同步带绕制在第一同步带轮和第二同步带轮上；
[0029]
所述的轴承固定座安装在机构安装板上；所述的深沟球轴承安装在轴承固定座内；所述的旋转法兰的一端穿过深沟球轴承后与第二同步带轮固定连接，另一端通过立柱与储料仓圆盘固定连接。
[0030]
更加优选地，所述的推料机构包括推料气缸、推杆、推料法兰和推料顶销；
[0031]
所述的推料气缸通过安装架固定在机构安装板上；所述的推杆穿过旋转法兰后一端与推料气缸的输出端相连，另一端与推料法兰相连；
[0032]
所述的推料法兰上设有推料顶销；所述的推料顶销的安装位置与储料槽相对应；所述的推料顶销与磁钢片叠层相连。
[0033]
更加优选地，所述的磁钢片吸取贴合机构包括吸取贴合机构安装架、吸头安装盘、
吸头、气管接头、真空发生器、内锥压紧环、连接杆、第二弹簧、滚轮、滚轮轴承、吸取贴合气缸、导向轴和直线轴承；
[0034]
所述的吸头安装盘通过吸取贴合机构安装架固定在机构安装板上；
[0035]
所述的吸头安装在吸头安装盘上；所述的气管接头与吸头相连；所述的吸头的数量和气管接头的数量均与储料槽的数量相等；
[0036]
所述的吸头安装盘设有通孔；所述的连接杆穿过通孔后一端与吸头相连，另一端与滚轮相连；所述的滚轮通过滚轮轴承与连接杆活动连接；所述的第二弹簧套设在连接杆上；
[0037]
所述的直线轴承安装在内锥压紧环上；所述的吸取贴合气缸的输出轴穿过内锥压紧环后与吸取贴合机构安装架固定连接；所述的导向轴穿过内锥压紧环后与吸取贴合机构安装架固定连接；所述的导向轴通过直线轴承与内锥压紧环活动连接；
[0038]
所述的内锥压紧环的内壁为斜面结构；所述的滚轮沿斜面的倾斜方向运动，通过连接杆带动吸头运动。
[0039]
更加优选地，所述的位置调整机构包括伺服电缸、直线导轨、第一滑块、角度调整气缸、气缸固定座、浮动接头、弧形导轨、第二滑块和直线导轨固定架；
[0040]
所述的弧形导轨安装在机构安装板上；所述的第二滑块安装在弧形导轨上，与弧形导轨滑动连接；所述的直线导轨固定架与第二滑块固定连接；所述的伺服电缸和直线导轨分别固定在直线导轨固定架上；所述的第一滑块安装在直线导轨上，与直线导轨滑动连接；所述的伺服电缸的输出轴与第一滑块相连；所述的吸取贴合机构安装架与第一滑块相连；
[0041]
所述的角度调整气缸通过气缸固定座安装在机构安装板上；所述的角度调整气缸与气缸固定座活动连接；所述的浮动接头一端与角度调整气缸的输出轴相连，另一端与吸取贴合机构安装架相连。
[0042]
更加优选地，所述的贴磁钢片装置设有用于对磁钢片储料仓机构中储存物料余量进行监测的物料监测机构；所述的物料监测机构安装在机构安装板上。
[0043]
更加优选地，所述的物料监测机构包括物料监测机构安装板、激光测距传感器和传感器保护壳；所述的物料监测机构安装板与机构安装板相连；所述的激光测距传感器安装在物料监测机构安装板上，其安装位置与储料槽相对应；所述的传感器保护壳安装在物料监测机构安装板上，其安装位置与激光测距传感器相对应。
[0044]
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0045]
一、生产效率高：本实用新型中的快速贴磁钢片装置的储料仓可根据电机的转子单层磁钢片的数量设计对应的储料槽，能同时输送铁芯一层所需的磁钢片数量，并且能同时将这些磁钢片贴合到转子上，相比于传统机构一片一片拾取并一片一片粘贴的动作流程，效率大大提高；另外磁钢片从吸取到贴合只需经过很短距离的直线搬运即可，无需对单个的磁钢片状态进行调整，减少了机械动作，缩短了吸取至贴合的循环时间，所以该装置一次贴转子上单层磁钢片的所需的时间都比传统机构贴一片的时间要短，通常转子单层磁钢片数量为8片，有1-3层磁钢片，所以本装置相比于传统机构效率要至少高8-24；同时由于通过吸力来进行贴磁钢片的操作，不会由于磁钢片的损坏导致的停机问题，提高生产效率。
[0046]
二、兼容性强：本实用新型中的快速贴磁钢片装置的储料仓，能兼容各种长度厚度
的磁钢片，且对铁芯圆周分布的磁钢片数量和角度没有限制，无论是单层磁钢片还是多层磁钢片都同样适用，对转子最大磁钢片层数也没有限制。
[0047]
三、自动化程度高：本实用新型中的快速贴磁钢片装置的储料仓每个储料槽都设计有供自动上载机构抓取磁钢片上料夹爪加载时使用的空间，且不同的储料槽都在固定的位置上载磁钢片，只需一台上载机构就可以满足，能够实现磁钢片自动上载，自动化程度较高，工序简单方便。
附图说明
[0048]
图1为本实用新型中快速贴磁钢片装置的结构示意图；
[0049]
图2为本实用新型中磁钢片储料仓机构的结构示意图；
[0050]
图3为本实用新型中磁钢片储料仓机构的剖面结构示意图；
[0051]
图4为本实用新型中储料仓旋转机构的结构示意图；
[0052]
图5为本实用新型中储料仓旋转机构的剖面结构示意图；
[0053]
图6为本实用新型中储料仓解锁机构的结构示意图；
[0054]
图7为本实用新型中推料机构的局部结构示意图；
[0055]
图8为本实用新型中磁钢片吸取贴合机构的结构示意图；
[0056]
图9为本实用新型中磁钢片吸取贴合机构的剖面结构示意图；
[0057]
图10为本实用新型中位置调整机构的结构示意图；
[0058]
图11为本实用新型中物料监测机构的结构示意图。
[0059]
图中标号所示：
[0060]
1、磁钢片储料仓机构，2、储料仓旋转机构，3、磁钢片保持机构，4、储料仓解锁机构，5、推料机构，6、磁钢片吸取贴合机构，7、位置调整机构，8、机构安装板，9、物料监测机构，10、电机转子，101、储料仓圆盘，102、储料槽，103、磁钢片叠层，104、上料夹爪，201、伺服电机，202、第一同步带轮，203、第二同步带轮，204、同步带，205、旋转法兰，206、深沟球轴承，207、轴承固定座，208、立柱，301、第一挂钩块，302、导杆，303、第一弹簧，304、固定板，305、压紧块安装板，306、压紧块，307、拨珠，401、提升气缸，402、第二挂钩块，403、解锁气缸，404、拨块支架，405、拨块，501、推料气缸，502、推杆，503、推料法兰，504、推料顶销，601、吸取贴合机构安装架，602、吸头安装盘，603、吸头，604、气管接头，605、内锥压紧环，606、连接杆，607、第二弹簧，608、滚轮，609、滚轮轴承，610、吸取贴合气缸，611、导向轴，612、直线轴承，701、伺服电缸，702、直线导轨，703、第一滑块，704、角度调整气缸，705、气缸固定座，706、浮动接头，707、弧形导轨，708、第二滑块，709、直线导轨固定架，901、物料监测机构安装板，902、激光测距传感器，903、传感器保护壳。
具体实施方式
[0061]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
[0062]
一种永磁电机转子表面快速贴磁钢片装置，用于对既有的电机转子10进行贴磁钢
片操作，其结构如图1所示，贴磁钢片装置包括磁钢片储料仓机构1、储料仓旋转机构2、磁钢片保持机构3、储料仓解锁机构4、推料机构5、磁钢片吸取贴合机构6、用于吸取贴合机构6的位置调整机构7以及机构安装板8，磁钢片储料仓机构1、储料仓旋转机构2、储料仓解锁机构4、推料机构5和位置调整机构7分别安装在机构安装板8上，储料仓旋转机构2与磁钢片储料仓机构1相连，磁钢片保持机构3与磁钢片储料仓机构1相连，储料仓解锁机构4与磁钢片保持机构3相连，推料机构5与磁钢片储料仓机构1相连，磁钢片吸取贴合机构6与位置调整机构7相连。
[0063]
下面分别介绍各个机构：
[0064]
一、磁钢片储料仓机构1
[0065]
磁钢片储料仓机构1的结构如图2和图3所示，磁钢片储料仓机构1包括储料仓圆盘101、用于存储既有磁钢片叠层103的若干个储料槽102以及上料夹爪104，储料槽102沿圆周方向均匀分布在储料仓圆盘101上，磁钢片叠层103安装在储料槽102内，电机转子10安装在储料仓圆盘101的中心位置，储料槽102的数量与电机转子10的单层磁钢片数量相等，上料夹爪104安装在储料仓圆盘101上。
[0066]
二、储料仓旋转机构2
[0067]
储料仓旋转机构2的结构如图4和图5所示，包括伺服电机201、第一同步带轮202、第二同步带轮203、同步带204、旋转法兰205、深沟球轴承206、轴承固定座207和立柱208，伺服电机201通过安装架固定在机构安装板8上，第一同步带轮202安装在伺服电机201的电机转轴上，同步带204绕制在第一同步带轮202和第二同步带轮203上，轴承固定座207安装在机构安装板8上，深沟球轴承206安装在轴承固定座207内，旋转法兰205的一端穿过深沟球轴承206后与第二同步带轮203固定连接，另一端通过立柱208与储料仓圆盘101固定连接。
[0068]
三、磁钢片保持机构3
[0069]
磁钢片保持机构3的结构如图3所示，包括第一挂钩块301、导杆302、第一弹簧303、固定板304、压紧块安装板305、压紧块306和拨珠307，固定板304安装在储料仓圆盘101上，固定板304上设有用于导杆302穿过的通孔，导杆302穿过固定板304的通孔后，导杆302的两端分别与第一挂钩块301和压紧块安装板305相连，第一弹簧303套设在导杆302上，安装在固定板304和压紧块安装板305之间，压紧块306安装在压紧块安装板305上，拨珠307安装在压紧块安装板305内，压紧块306通过拨珠307与压紧块安装板305活动连接，压紧块306安装在储料槽102内，磁钢片保持机构3的数量与储料槽102的数量相同。
[0070]
四、储料仓解锁机构4
[0071]
储料仓解锁机构4的结构如图6所示，包括提升气缸401、第二挂钩块402、解锁气缸403、拨块支架404和拨块405，提升气缸401和解锁气缸403分别通过安装架固定在机构安装板8上，第二挂钩块402安装在提升气缸401的活塞上，第二挂钩块402与第一挂钩块301相连，拨块支架404安装在解锁气缸403的活塞上，拨块405安装在拨块支架404上，拨块405与压紧块306相连。
[0072]
五、推料机构5
[0073]
推料机构5的结构如图4、图5和图7所示，包括推料气缸501、推杆502、推料法兰503和推料顶销504，推料气缸501通过安装架固定在机构安装板8上，推杆502穿过旋转法兰205后一端与推料气缸501的输出端相连，另一端与推料法兰503相连，推料法兰503上设有推料
顶销504，推料顶销504的安装位置与储料槽102相对应，推料顶销504与磁钢片叠层103相连。
[0074]
六、磁钢片吸取贴合机构6
[0075]
磁钢片吸取贴合机构6的结构如图8和图9所示，包括吸取贴合机构安装架601、吸头安装盘602、吸头603、气管接头604、真空发生器、内锥压紧环605、连接杆606、第二弹簧607、滚轮608、滚轮轴承609、吸取贴合气缸610、导向轴611和直线轴承612，吸头安装盘602通过吸取贴合机构安装架601固定在机构安装板8上，吸头603安装在吸头安装盘602上，气管接头604与吸头603相连，吸头603的数量和气管接头604的数量均与储料槽102的数量相等，吸头安装盘602设有通孔，连接杆606穿过通孔后一端与吸头603相连，另一端与滚轮608相连，滚轮608通过滚轮轴承609与连接杆606活动连接，第二弹簧607套设在连接杆606上，直线轴承612安装在内锥压紧环605上，吸取贴合气缸610的输出轴穿过内锥压紧环605后与吸取贴合机构安装架601固定连接，导向轴611穿过内锥压紧环605后与吸取贴合机构安装架601固定连接，导向轴611通过直线轴承612与内锥压紧环605活动连接，内锥压紧环605的内壁为斜面结构，滚轮608沿斜面的倾斜方向运动，通过连接杆606带动吸头603运动。
[0076]
七、位置调整机构7
[0077]
位置调整机构7的结构如图10所示，包括伺服电缸701、直线导轨702、第一滑块703、角度调整气缸704、气缸固定座705、浮动接头706、弧形导轨707、第二滑块708和直线导轨固定架709，弧形导轨707安装在机构安装板8上，第二滑块708安装在弧形导轨707上，与弧形导轨707滑动连接，直线导轨固定架709与第二滑块708固定连接，伺服电缸701和直线导轨702分别固定在直线导轨固定架709上，第一滑块703安装在直线导轨702上，与直线导轨702滑动连接，伺服电缸701的输出轴与第一滑块703相连，吸取贴合机构安装架601与第一滑块703相连，角度调整气缸704通过气缸固定座705安装在机构安装板8上，角度调整气缸704与气缸固定座705活动连接，浮动接头706一端与角度调整气缸704的输出轴相连，另一端与吸取贴合机构安装架601相连。
[0078]
八、物料监测机构9
[0079]
物料监测机构9的结构如图11所示，物料监测机构9安装在机构安装板8上，物料监测机构9包括物料监测机构安装板901、激光测距传感器902和传感器保护壳903，物料监测机构安装板901与机构安装板8相连，激光测距传感器902安装在物料监测机构安装板901上，其安装位置与储料槽102相对应，传感器保护壳903安装在物料监测机构安装板901上，其安装位置与激光测距传感器902相对应。
[0080]
本实施例中磁钢片储料仓机构1设置了8组储料槽102，储料槽102的数量依据电机转子10单层磁钢片的数量而定，本实施例以8片磁钢片为例，分别对应电机转子10单层磁钢片的8个位置。磁钢片吸取贴合机构6设置有对应数量的吸头603，能同时吸取8片磁钢片并粘贴到电机转子10表面。对于有多层磁钢片的转子，由于多层磁钢片之间会有固定的旋转夹角，通过角度调整气缸704驱动磁钢片吸取贴合机构6沿弧形导轨707做同轴圆周转动，使磁钢片吸取贴合机构6上的磁钢片角度位置与转子铁芯上需贴磁钢片的位置一致。储料槽102每次上载8颗磁钢片，磁钢片吸取贴合机构6每完一次磁钢片吸取动作后（每个料槽消耗一片磁钢片），伺服电机201带动磁钢片储料仓机构1旋转45度角度，即每次旋转360度的八分之一，等到磁钢片吸取贴合机构6完成8次吸取动作后，储料仓旋转了360度，储料槽102内
的8颗磁钢片也用尽，而该料槽也回到了上载位置，重新上载磁钢片，反复循环。
[0081]
本实施例中快速贴磁钢片装置的动作原理具体为：
[0082]
上载磁钢片时，提升气缸401缩回，将第一挂钩块301向上提起，并压缩该机构导杆上的第一弹簧303，解锁气缸403缩回将压紧块306向后拉，使压紧块306脱离磁钢片，以便避让上料夹爪104。上料夹爪104夹住8片磁钢片放入储料仓的储料槽102中。解锁气缸403伸出，将压紧块306向前推，提升气缸401伸出，磁钢片保持机构3依靠第一弹簧303的弹力将压紧块306压紧在磁钢片叠层103上，完成一个储料槽的磁钢片上载。当料仓旋转45度后，一个空料槽到达磁钢片上载位置，重复上述工作过程，进行磁钢片上载。
[0083]
待储料仓的8个储料槽102都上载磁钢片后，推料气缸501伸出，带动推杆502向前运动，推杆502通过推料法兰503带动推料顶销504伸出，将储料槽102中最底层的磁钢片推出至拾取位置，已停留在拾取位置的磁钢片吸取贴合机构6的吸头603通过气管接头604连接至真空发生器并产生负压，吸取贴合气缸610缩回，带动内锥压紧环605向第二同步带轮203方向运动，内锥压紧环605通过锥面驱动吸头603向圆心运动，并压缩第二弹簧607，使吸头吸合面紧贴磁钢片被吸取面，将磁钢片吸住，然后吸取贴合气缸610伸出，带动内锥压紧环605向第二同步带轮203反方向运动，吸头603通过第二弹簧607的弹力远离圆心，使拾取位置的磁钢片脱离储料仓，并保持在吸头603上。
[0084]
完成磁钢片吸取后，伺服电缸701伸出，将磁钢片吸取贴合机构6运送至电机转子贴磁钢片位置，角度调整气缸704伸出，通过弧形导轨707带动磁钢片吸取贴合机构6旋转一定的角度以适应转子不同层级的磁钢片位置差异，吸取贴合气缸610缩回，带动内锥压紧环605向第二同步带轮203方向运动，内锥压紧环605通过锥面驱动吸头603向圆心运动，并压缩第二弹簧607，使磁钢片粘贴到电机转子10贴磁钢片位置，转子贴磁钢片位置已经涂好胶水。然后真空发生器停止工作，吸头603内部负压消失，吸取贴合气缸610伸出，带动内锥压紧环605向第二同步带轮203反方向运动，吸头603通过第二弹簧607的弹力远离圆心，完成贴磁钢片动作。
[0085]
上料夹爪104每次上载8颗磁钢片至储料槽102，磁钢片吸取贴合机构6每完成一次磁钢片粘贴动作后，即每个料槽消耗一片磁钢片后，伺服电机201带动同步带204转动，第二同步带轮203通过旋转法兰205及立柱208与储料仓圆盘101连接，带动储料仓旋转45度角度，该度数是根据转子铁芯单层磁钢片数量而定的，等到该机构完成8次粘贴磁钢片动作，磁钢片储料仓机构1也旋转了360度，储料槽102内的8颗磁钢片也用尽。此时该储料槽102又回到了最初上载磁钢片的位置，准备上磁钢片。
[0086]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。