本发明属于电机拆装设备,具体涉及一种用于永磁同步电机定子、转子自动化拆装的机构及方法,尤其适用于具有强磁性、大重量转子组件的电机拆装场景,可实现定子与转子的高效分离、损伤防护及转子动平衡检测一体化作业。
背景技术:
1、目前,永磁同步电机(尤其是中大型电机)的定转子拆装多依赖人工操作:将电机放置于操作台后,通过人工撬动、敲击等方式分离定子与转子。该过程存在以下缺陷:
2、效率低下:人工操作耗时费力,难以满足批量生产需求;
3、损伤风险高:转子组件因强磁性易吸附定子,导致磁钢碰撞碎裂或表面划伤,影响产品性能一致性;
4、安全隐患大:转子重量较大,人工搬运易引发砸伤事故,且强磁场可能对操作人员造成健康风险。
5、针对上述问题,现有技术中缺乏专门的自动化拆装设备。
技术实现思路
1、有鉴于此,为解决永磁同步电机的定转子拆装依赖人工操作存在的上述缺陷,本发明提供了永磁同步电机定转子自动拆装机构及其拆装方法,通过集成多自由度机械臂、电磁驱动卡盘、热胀冷缩分离等创新结构,实现定转子的自动化、高精度、低损伤拆装,同时集成动平衡检测功能,形成完整的流水线作业。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下的技术方案:
3、一种永磁同步电机定转子自动拆装机构,包括:
4、固定装置,用于承接并固定待拆电机,通过丝杆实现水平传送,并通过液压驱动调整电机垂直位置;
5、转子拆卸装置,集成第一卡盘和第二卡盘,所述第二卡盘包含三个独立电磁驱动系统,分别控制所述第一卡盘和第二卡盘的卡爪伸缩及外部旋转,所述第一卡盘与第二卡盘协同通过卡爪张开或收缩固定转子轴两端的轴承;
6、稳定装置,内置滚轮及红外感应模块,与所述转子拆卸装置同轴心,用于转子抽出过程中的平稳支撑及位置检测;
7、机械臂,采用模拟章鱼触手的仿生结构,通过电机驱动钢索实现多自由度弯曲,触手单元内置电磁吸盘,表面覆盖非磁性耐磨材料,用于抓取并移送电机及零部件;
8、冷凝液喷射固定定子装置,表面分布喷射小孔并连接旋转接头实现旋转喷射,集成内撑夹具,所述内撑夹具带电磁铁,用于冷却定子并配合加热装置实现定子与外壳分离;
9、转子动平衡检测装置,通过液压驱动上下平移,配备皮带传动机构,用于所述转子拆卸后的动平衡检测;
10、传送带,用于待拆电机上料及拆卸后零部件下料。
11、优选地,所述机械臂的每个触手单元植入四根钢索,通过电机收紧锁止实现角度固定,电磁吸盘启动时抓取零部件。
12、优选地,所述转子拆卸装置具有三个电磁驱动系统独立运行,两个电磁驱动系统分别控制第一卡盘和第二卡盘的卡爪的张开或收缩,固定转子轴两端的轴承,另一个控制第二卡盘的外部旋转。
13、优选地,所述内撑夹具通电后通过电磁铁吸附定子。
14、优选地,所述滚轮采用耐磨材质,所述红外感应模块用于检测转子中心位置,检测完成后所述滚轮锁紧所述转子。
15、优选地,所述转子动平衡检测装置通过液压驱动适配不同尺寸所述转子,皮带传动机构用于带动所述转子旋转以完成动平衡检测。
16、优选地,所述内撑夹具可通过电动推杆调节扩张幅度,适配不同内径的定子。
17、第二方面,本发明提供了上述永磁同步电机定转子自动拆装机构的自动拆装方法,包括以下步骤:
18、步骤(1)、机械臂抓取待拆电机并移送至固定装置;
19、步骤(2)、固定装置通过丝杆将电机传送至拆取转子端并固定转子轴两端的轴承,第一卡盘和第二卡盘卡爪张开并锁紧轴承两端;
20、步骤(3)、转子拆卸装置抽出转子,稳定装置的滚轮接触转子外侧,红外感应模块检测转子到达中心位置后,第一卡盘松开,第二卡盘固定转子并通过伺服电机旋转,重复拆卸另一端轴承;
21、步骤(4)、机械臂移送轴承至传送带,转子动平衡检测装置承接转子并进行动平衡检测;
22、步骤(5)、固定装置将剩余电机传送至定子拆卸端,冷凝液喷射固定定子装置旋转喷射冷凝液,加热装置加热电机外壳,内撑夹具通电吸附定子,固定装置回移使外壳脱离;
23、步骤(6)、机械臂移送定子及外壳至传送带,完成拆装流程。
24、优选地,步骤(3)中,转子抽出过程中,稳定装置的滚轮实时调整支撑力以避免径向偏移。
25、优选地,步骤(5)中,通过冷凝液喷射与加热装置协同作用,利用热胀冷缩效应分离定子与外壳。
26、本发明相对于现有技术,具有如下的有益效果:
27、自动化集成:从电机上料到定转子分离、检测、下料全流程自动化,减少人工干预,降低劳动强度;
28、低损伤拆装:通过电磁驱动精准控制、非磁性耐磨材料接触、热胀冷缩分离等技术,避免磁钢碰撞与表面划伤;
29、高效流水线作业:集成转子动平衡检测功能,形成“拆装-检测”一体化流程,提升生产效率;
30、适应性强:可适配不同尺寸的永磁同步电机,通过模块化设计满足多样化生产需求。具体而言:
31、(1)自动化集成,提升拆装效率
32、机械臂模拟章鱼触手或象鼻仿生结构,通过电机驱动钢索实现多自由度弯曲,触手单元内置电磁吸盘,可抓取待拆电机并移送至固定装置,拆卸后将零部件移送至传送带,替代人工上下料及搬运。固定装置与丝杆通过丝杆实现电机水平传送,液压驱动控制电机上下平移,实现电机在各工序间的自动化流转,减少人工干预。从电机上料、定位、拆卸到下料全流程自动化,解决传统人工操作效率低、劳动强度大的问题。
33、(2)低损伤设计,保护部件完整性
34、卡盘由三个独立电磁驱动系统组成,两个控制卡爪伸缩,一个控制外部旋转,通过电磁驱动系统精准控制卡爪动作,避免机械刚性碰撞;配合卡盘固定转子轴两端的轴承,实现转子平稳抽出。机械臂的触手表面覆盖非磁性耐磨材料,增加抓取摩擦力的同时避免与强磁转子吸附,减少部件表面划伤。
35、稳定装置内置滚动滑轮,在转子抽出过程中实时接触转子外侧,配合红外感应模块检测转子中心位置,确保转子平移取出时无偏心碰撞,保护磁钢免受损伤。
36、冷凝液喷射固定定子装置通过旋转喷射冷凝液冷却定子,加热装置加热电机外壳,利用热胀冷缩效应分离定子与外壳,避免机械撬动导致的定子变形或磁钢碎裂。
37、通过电磁驱动、非接触式分离、柔性支撑等设计,有效减少定子、转子及磁钢的碰撞损伤,提升产品质量一致性。
38、(3)多功能一体化,形成完整流水线
39、转子动平衡检测装置集成于拆卸流程中,通过液压驱动上下平移,承接转子后通过皮带传动进行动平衡检测,检测完成后由机械臂移送至传送带,实现“拆卸-检测”一体化。
40、传送带贯穿整个装置,用于待拆电机上料及拆卸后零部件下料,形成连续化作业流程。
41、将转子拆卸、动平衡检测、定子拆卸等工序集成,解决传统拆装与检测分离的问题,缩短生产周期。
42、(4)精准控制与适应性强
43、三个独立的电磁驱动系统分别控制卡爪伸缩及旋转,实现卡爪动作的精准调节,适配不同尺寸的转子轴两端的轴承的固定需求。
44、内撑夹具通过电动推杆驱动扩张,接触面带电磁铁,可固定不同内径的定子,提升装置对多样化电机的适配性。
45、稳定装置的红外感应模块实时检测转子位置,确保转子到达中心位置后锁紧滚轮,保障拆卸过程的精准定位。
46、通过电磁驱动精准控制、可调节夹具及位置检测,提升装置对不同型号电机的适应性,确保拆装过程稳定可靠。
47、(5)安全性提升,降低人工风险
48、机械臂的自动化抓取减少人工直接接触强磁性转子及重物,规避人工搬运导致的砸伤风险及强磁场对人体的潜在危害。
49、卡盘与稳定装置的协同固定实现转子、定子的稳定夹持,替代人工手持固定,避免操作失误导致的部件脱落或碰撞。降低人工操作的安全隐患,提升作业环境安全性。
50、综上,本发明通过仿生机械臂、电磁驱动卡盘、热胀冷缩分离、动平衡检测集成等创新结构,实现了永磁同步电机定转子的自动化、低损伤、多功能拆装。