CN102611258B - 一种磁钢装配机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁钢装配机。该磁钢装配机包括：磁钢机基板(101)、转子铁芯固定装置(110)、装配在磁钢机基板(101)上的旋转装配体(102)、围绕旋转装配体(102)装配在磁钢机基板(101)上多个步进电机推料装配体(104)；其中：转子铁芯固定装置(110)与旋转装配体(102)配合固定转子铁芯，并且旋转装配体(102)用于旋转转子铁芯；所述多个步进电机推料装配体(104)用于将磁钢插入转子铁芯中。本发明这种技术方案，使得无需再手工进行磁钢的装配，而是由磁钢装配机自动进行转配，提高了生产效率和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电机制造技术领域，特别涉及一种磁钢装配机。
背景技术
新能源汽车用高功率、高效率的永磁电机。永磁电机的转子的磁钢装配目前有两种工艺路线：一种是磁钢没有磁性，装配到转子后再整体充磁；另一种是预先充好磁的磁钢，然后再装配到转子的方式。这两种装配工艺路线各有各的优缺点。
本发明主要是针对预充磁的磁钢装配方式。在现有技术中，关于预充磁的磁钢装配，目前都还是手工装配为主。但是手工装配方式在效率和安全性上都存在很多问题。例如：在手工装配的方式下，因为充好磁的磁钢带有强磁性，在装配的时候受到磁性的影响，磁钢很容易被吸到转子铁芯的其他位置，从而造成磁钢的损坏；手工装配时，由于强磁的产生很大的力，不注意的时候还会夹伤手。
可见，现有的预充磁的磁钢采用手工装配在效率和安全性上都存在问题。
发明内容
本发明提供了一种磁钢装配机，本发明的技术方案解决了现有的手工装配的问题，提高了效率和安全性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种磁钢装配机，该磁钢装配机用于将预充磁的磁钢条装配到转子铁芯中，该磁钢装配机包括：磁钢机基板101、转子铁芯固定装置110、装配在磁钢机基板101上的旋转装配体102、围绕旋转装配体102装配在磁钢机基板101上多个步进电机推料装配体104；其中：
转子铁芯固定装置110与旋转装配体102配合固定转子铁芯，并且旋转装配体102用于旋转转子铁芯；所述多个步进电机推料装配体104用于将磁钢插入转子铁芯中。
所述旋转装配体102包括：旋转驱动装置、与旋转驱动装置装配在一起的磁钢转子定位保护套208、装配在磁钢转子定位保护套208上的多个转盘定位钢套209；
其中，转盘定位钢套209用于保证磁钢转子定位保护套208的精确定位。
所述磁钢转子定位保护套208上有磁钢保护孔210，磁钢保护孔210和磁钢的配合尺寸为过渡配合；
磁钢转子定位保护套208的材料为尼龙，其形状为与转子铁芯匹配的圆形。
所述旋转驱动装置包括：转轴套201、转轴202、轴承203、伺服马达204、伺服马达基座205、马达减速箱206和平面推理轴承207。
该磁钢装配机还包括：旋转定位装气缸插销107，用于加强保证旋转装配体102上的磁钢转子定位保护套208的精确定位；
此外，该磁钢装配机还包括：机架105、电气箱108、控制面板109。
所述步进电机推料装配体104包括：推料模组、上料模组、磁钢定位模组、磁钢插入模组、动力传动装置和隔片落料装置。
所述上料模组包括：磁钢条定位块328、磁钢条导向块329、推料基板315、磁钢极性防错座311；磁钢极性防错座311用于防止待装配的磁钢条的极性装错；
所述磁钢定位模组包括：推料螺母座327、安装在推料螺母座327上的推料保压气缸308、磁钢定位块326和；推料保压气缸308一直保持压力，使得待装配的磁钢条贴在磁钢定位块326中。
所述推料模组包括：推料步进电机301、推料螺杆302、推料丝杠螺母303、推料丝杠轴承304、驱动机架305、推料导杆309推料导套310；
所述磁钢插入模组包括：插入驱动步进电机316、插入螺杆317、插入丝杠螺母318、插入推杆319；插入丝杠下导套320、插入球轴承321、插入平面轴承322、插入轴承座323、插入丝杠上导套324、插入推杆止转导套325；
动力传动装置用于传递动力并放大动力，其包括：传动同步带轮306、传动同步带307和传动同步带张紧装置312；
所述隔片落料装置用于回收磁钢条中废弃的隔片，其包括：隔片落料313、隔片气缸314。
推料步进电机301用于提供动力并控制位移，推料螺杆302、推料丝杠螺母303转化旋转动力为直线驱动，推料导杆309和推料导套310用于保证直线运动的平稳和精确度。
插入驱动步进电机316用于提供动力并控制位移；插入螺杆317、插入丝杠螺母318、插入推杆319、插入丝杠下导套320、插入球轴承321、插入平面轴承322、插入轴承座323、丝杠导座324转化旋转动力为直线驱动；插入推杆止转导套325防止插入推杆319转动；插入丝杠下导套320、插入推杆止转导套325、插入丝杠上导套324用于保证直线运动的平稳和精确度；插入平面轴承322用于提供推力。
本发明这种用于将预充磁的磁钢条装配到转子铁芯中的磁钢装配机，包括：磁钢机基板101、转子铁芯固定装置110、装配在磁钢机基板101上的旋转装配体102、围绕旋转装配体102装配在磁钢机基板101上多个步进电机推料装配体104；其中：转子铁芯固定装置110与旋转装配体102配合固定转子铁芯，并且旋转装配体102用于旋转转子铁芯；所述多个步进电机推料装配体104用于将磁钢插入转子铁芯中。本发明这种技术方案，使得无需再手工进行磁钢的装配，而是由磁钢装配机自动进行转配，提高了效率和安全性。
附图说明
图1-1是本发明实施例中的磁钢装配机的立体图；
图1-2是本发明实施例中的磁钢装配机的主视图；
图1-3是本发明实施例中的磁钢装配机的左视图；
图1-4是本发明实施例中的磁钢装配机的俯视图；
图2-1是本发明实施例中的旋转装配体102的立体图；
图2-2是本发明实施例中的旋转装配体102的主视图；
图2-3是本发明实施例中的沿图2-2中的AA线的剖视图；
图2-4是本发明实施例中的旋转装配体102的俯视图；
图3-1是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的第一立体图；
图3-2是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的第二立体图；
图3-3是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的主视图；
图3-4是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的左视图；
图3-5是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的俯视图；
图3-6是本发明实施例中的沿图3-5中BB线的剖视图；
图3-7是本发明实施例中的沿图3-3中的CC线的剖视图；
图4是本发明实施例中的磁钢装配机的工作流程图。
具体实施方式
在本发明中提供了一种磁钢装配机，用于将预充磁的磁钢条装配到转子铁芯中，从而解决手工装配的问题，提高生产的效率和安全性。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作详细描述。
图1-1是本发明实施例中的磁钢装配机的立体图。图1-2是本发明实施例中的磁钢装配机的主视图。图1-3是本发明实施例中的磁钢装配机的左视图。图1-4是本发明实施例中的磁钢装配机的俯视图。
参见图1-1至图1-4，本发明中的磁钢装配机包括：磁钢机基板101、装配在磁钢机基板101上的旋转装配体102、围绕旋转装配体102装配在磁钢机基板101上多个步进电机推料装配体104、机架105、旋转定位装气缸插销107、电气箱108、控制面板109和转子铁芯固定装置110。此外图中还示意处理的磁钢条103和转子铁芯106。
其中：磁钢机基板101提供支撑平面，转子铁芯固定装置110与旋转装配体102配合固定转子铁芯，具体来说，转子铁芯固定装置110与旋转装配体102将转子铁芯夹在中间，并通过转配来实现固定。旋转装配体102用于旋转转子铁芯，所述多个步进电机推料装配体104用于将磁钢插入转子铁芯中，在本实施例中有4个步进电机推料装配体104，因此可以同时将4块磁钢插入转子铁芯中，然后旋转装配体102将转子铁芯转动一个角度，4个步进电机推料装配体104再将4个磁钢插入转子铁芯中，依次类推，直到转子铁芯的磁钢全部插入完成。这里，旋转装配体102装配时的转动角度是可以均匀分布的，也可以是不均匀分布的，根据转子铁芯的要求来变化。此外，步进电机推料装配体104的个数也不局限于4个，其个数可以根据转子铁芯的设计要求和生产节拍来变化。
机架105是作为设备的骨架，控制面板109是人机交互操作界面，一般为触控屏幕的控制面板；电气箱108用于安装电气元件。103磁钢条是生产用的材料，其由多片磁钢排列组成，并且相邻的两片磁钢之间都用隔片相隔离，构成了磁钢条；磁钢条103放在步进电机推料装配体104上的上料卡位。转子铁芯106是生产用的另一种材料，放在旋转装配体102上的旋转台上的磁钢转子定位保护套(后续的图2-1中有示意，其标记为208)上；110转子铁芯固定装置是固定和定位转子铁芯106的；旋转定位装气缸插销107，用于加强保证旋转装配体102上的磁钢转子定位保护套的精确定位。
图2-1是本发明实施例中的旋转装配体102的立体图。图2-2是本发明实施例中的旋转装配体102的主视图。图2-3是本发明实施例中的沿图2-2中的AA线的剖视图。图2-4是本发明实施例中的旋转装配体102的俯视图。
参见图2-1至2-4，所述的旋转装配体102包括：旋转驱动装置、与旋转驱动装置装配在一起的磁钢转子定位保护套208、装配在磁钢转子定位保护套208上的多个转盘定位钢套209；所述旋转驱动装置包括：转轴套201、转轴202、轴承203、伺服马达204、伺服马达基座205、马达减速箱206和平面推理轴承207。
其中，伺服马达204可以做到精确定位，平面推力轴承207使旋转驱动装置具有轴向承受大负载的能力。磁钢转子定位保护套208的材料为尼龙，其形状为与转子铁芯匹配的圆形。在本实施例中，磁钢转子定位保护套208装配有6个转盘定位钢套209，转盘定位钢套209是用于保证磁钢转子定位保护套208的精确定位。此外，所述磁钢转子定位保护套208上有磁钢保护孔210，磁钢保护孔210和磁钢的配合尺寸为过渡配合，在本实施例中，磁钢转子定位保护套208上有24个磁钢保护孔210，磁钢保护孔210和磁钢的配合尺寸为过渡配合，目的是产生阻力，和插入驱动马达一起控制磁钢插入的速度和位置。
图3-1是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的第一立体图。图3-2是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的第二立体图。图3-3是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的主视图。图3-4是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的左视图。图3-5是本发明实施例中的步进电机推料装配体104的俯视图。图3-6是本发明实施例中的沿图3-5中BB线的剖视图。图3-7是本发明实施例中的沿图3-3中的CC线的剖视图。
参见图3-1至3-7，在本发明的实施例中，步进电机推料装配体104包括：推料模组、上料模组、磁钢定位模组、磁钢插入模组、动力传动装置和隔片落料装置。
所述上料模组包括：磁钢条定位块328、磁钢条导向块329、推料基板315、磁钢极性防错座311；磁钢极性防错座311用于防止待装配的磁钢条的极性装错。在本发明的实施例中的磁钢极性防错座311也具有磁性，如果磁钢条的极性安装错误，则其极性会与磁钢极性防错座311的极性互斥，不能够贴合，反之则能够贴合。这能够有效解决手工装配时容易将磁钢的极性安装错误的问题。
所述磁钢定位模组包括：推料螺母座327、安装在推料螺母座327上的推料保压气缸308和磁钢定位块326；这里，推料保压气缸308、磁钢定位块326和推料基板315构成半封闭的空间，推料保压气缸308一直保持压力，使得待装配的磁钢条贴在磁钢定位块326中，保证磁钢的精确定位。
动力传动装置用于传递动力并放大动力，其包括：传动同步带轮306、传动同步带307和传动同步带张紧装置312；
所述推料模组包括：推料步进电机301、推料螺杆302、推料丝杠螺母303、推料丝杠轴承304、驱动机架305、推料导杆309推料导套310。
推料步进电机301用于提供动力并精确控制位移，推料螺杆302、推料丝杠螺母303转化旋转动力为直线驱动，传动同步带轮306、传动同步带307和传动同步带张紧装置312传递动力并放大动力，推料导杆309和推料导套310用于保证直线运动的平稳和精确度。
磁钢定位块326和磁钢转子定位保护套208也是通过装配，保证相对精确固定位置。这样最终保证磁钢和转子铁芯的精确相对位置，从而确保不会造成磁钢本体和涂层的损伤，这有效解决了手工装配时，不能精确定位，不能控制磁钢插入的速度，容易造成磁钢本体和涂层损伤的问题。推料保压气缸308安装在推料螺母座327上，在推料螺杆302、推料丝杠螺母303的作用下推动磁钢条103一步一步的送料，具体动作关系和逻辑图见流程图4。
所述磁钢插入模组包括：插入驱动步进电机316、插入螺杆317、插入丝杠螺母318、插入推杆319；插入丝杠下导套320、插入球轴承321、插入平面轴承322、插入轴承座323、插入丝杠上导套324、插入推杆止转导套325；
插入驱动步进电机316用于提供动力并精确控制位移；插入螺杆317、插入丝杠螺母318、插入推杆319、插入丝杠下导套320、插入球轴承321、插入平面轴承322、插入轴承座323、丝杠导座324转化旋转动力为直线驱动；插入推杆止转导套325防止插入推杆319转动；传动同步带轮306、传动同步带307和传动同步带张紧装置312传递动力并放大动力；插入丝杠下导套320、插入推杆止转导套325、插入丝杠上导套324用于保证直线运动的平稳和精确度；插入平面轴承322用于提供推力。
所述隔片落料装置用于回收磁钢条中废弃的隔片，其包括：隔片落料313、隔片气缸314。隔片落料313、隔片气缸314和推料基板315组成回收废弃隔片的空间。
下面以磁钢装配机包括4个步进电机推料装配体104，对具有24个磁钢装配孔、需要装配48片磁钢的转子铁芯(转子铁芯的每个磁钢装配孔需要装配2片磁钢)进行磁钢装配的过程为例，对本发明实施例中的磁钢装配机的工作流程进行说明。
图4是本发明实施例中的磁钢装配机的工作流程图。参见图4，其包括如下步骤：
步骤1，复位至初始状态：所有部件回到原点位置，旋转装配体102的磁钢转子定位保护套208，旋转定位装气缸插销107；4个步进电机推料装配体104回到最初端(靠近推料步进电机301)。
步骤2，装入原材料(转子铁芯和磁钢条)：将4个磁钢103条装入4个步进电机推料装配体104的磁钢装入槽中；转子铁芯装入磁钢转子定位保护套208中并紧固。
步骤3，启动：启动设备控制面板109上的自动装磁按钮，运行设备装入磁钢。
步骤4，推料螺杆启动将磁钢送入磁钢定位体中：启动自动装磁后，推料保压气缸308开始顶出，推料步进电机301开始运作，带动同步带轮306和传动同步带307运转，使推料丝杠螺母303沿着推料螺杆302进行转动推动磁钢条103前行。推料丝杠螺母303、推料保压气缸308、推料导杆309、推料导套310、磁钢极性防错座311为装配在一起的联动机构，隔片气缸314推出并保持状态。
步骤5，插入螺杆启动将磁钢送入转子铁芯中：当磁钢条103进入磁钢定位块326中，磁钢定位块326中的到位感应器发出信号，停止推料步进电机301运转，启动插入驱动步进电机316运转，由同步带轮306和传动同步带307传递动力，使插入螺杆317围绕插入丝杆螺母318转动上升，插入推杆319跟着上升将到位磁钢插入磁钢定位保护套208中的磁钢保护孔210，由此插入定子铁芯。(注：插入丝杠螺母318配合插入球轴承321、插入平面轴承322装配在插入轴承座323，使插入螺杆317既能受力又可旋转自由)。
步骤6，插入螺杆工作完成后复位：插入螺杆317带动磁钢上升一定距离后，回旋至零位。
步骤7：重复运行步骤4。
步骤8：重复运行步骤5。
步骤9：重复运行步骤6。
这里重复步骤4-6是因为转子铁芯的每个磁钢孔需要装配2片磁钢。
步骤10，旋转装配体旋转60度并定位：4个步进电机推料装配体104经过执行步骤4-9在转子铁芯的4个磁钢孔中装配好8片磁钢后，旋转定位装气缸插销107缩回，运行伺服马达204、马达减速箱206。使磁钢转子定位保护套208旋转60度，并伸出旋转定位装气缸插销107定位磁钢转子定位保护套208。
步骤11：重复步骤4-10五次完成转子铁芯的所有磁钢插入。即步骤4-10总共执行六次。
步骤12：完成装配，取下装配好的产品，设备自动回原位。
(注：设备运转步骤4-11可由步骤3一键控制完成。)
本发明这种用于将预充磁的磁钢条装配到转子铁芯中的磁钢装配机，包括：磁钢机基板101、转子铁芯固定装置110、装配在磁钢机基板101上的旋转装配体102、围绕旋转装配体102装配在磁钢机基板101上多个步进电机推料装配体104；其中：转子铁芯固定装置110与旋转装配体102配合固定转子铁芯，并且旋转装配体102用于旋转转子铁芯；所述多个步进电机推料装配体104用于将磁钢插入转子铁芯中。本发明这种技术方案，使得无需再手工进行磁钢的装配，而是由磁钢装配机自动进行转配，提高了效率和安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种磁钢装配机，其特征在于，该磁钢装配机用于将预充磁的磁钢条装配到转子铁芯中，该磁钢装配机包括：磁钢机基板(101)、转子铁芯固定装置(110)、装配在磁钢机基板(101)上的旋转装配体(102)、围绕旋转装配体(102)装配在磁钢机基板(101)上的多个步进电机推料装配体(104)；其中：
转子铁芯固定装置(110)与旋转装配体(102)配合固定转子铁芯，并且旋转装配体(102)用于旋转转子铁芯；所述多个步进电机推料装配体(104)用于将磁钢插入转子铁芯中；
步进电机推料装配体(104)包括：推料模组、上料模组、磁钢定位模组、磁钢插入模组、动力传动装置和隔片落料装置；
所述上料模组包括：磁钢条定位块(328)、磁钢条导向块(329)、推料基板(315)、磁钢极性防错座(311)；磁钢极性防错座(311)用于防止待装配的磁钢条的极性装错；
其中，所述推料模组包括：推料步进电机(301)、推料螺杆(302)、推料丝杠螺母(303)、推料丝杠轴承(304)、驱动机架(305)、推料导杆(309)和推料导套(310)；
所述推料步进电机(301)用于提供动力并控制位移，推料螺杆(302)、推料丝杠螺母(303)转化旋转动力为直线驱动，推料导杆(309)和推料导套(310)用于保证直线运动的平稳和精确度。
2.根据权利要求1所述的磁钢装配机，其特征在于，所述旋转装配体(102)包括：旋转驱动装置、与旋转驱动装置装配在一起的磁钢转子定位保护套(208)、装配在磁钢转子定位保护套(208)上的多个转盘定位钢套(209)；
其中，转盘定位钢套(209)用于保证磁钢转子定位保护套(208)的精确定位。
3.根据权利要求2所述的磁钢装配机，其特征在于，
所述磁钢转子定位保护套(208)上有磁钢保护孔(210)，磁钢保护孔(210)和磁钢的配合尺寸为过渡配合；
磁钢转子定位保护套(208)的材料为尼龙，其形状为与转子铁芯匹配的形状。
4.根据权利要求2所述的磁钢装配机，其特征在于，所述旋转驱动装置包括：转轴套(201)、转轴(202)、轴承(203)、伺服马达(204)、伺服马达基座(205)、马达减速箱(206)和平面推力轴承(207)。
5.根据权利要求2所述的磁钢装配机，其特征在于，该磁钢装配机还包括：旋转定位装气缸插销(107)，用于加强保证旋转装配体(102)上的磁钢转子定位保护套(208)的精确定位；
此外，该磁钢装配机还包括：机架(105)、电气箱(108)、控制面板(109)。
6.根据权利要求1所述的磁钢装配机，其特征在于，
所述磁钢定位模组包括：推料螺母座(327)、安装在推料螺母座(327)上的推料保压气缸(308)和磁钢定位块(326)；推料保压气缸(308)一直保持压力，使得待装配的磁钢条贴在磁钢定位块(326)中。
7.根据权利要求1所述的磁钢装配机，其特征在于，
所述磁钢插入模组包括：插入驱动步进电机(316)、插入螺杆(317)、插入丝杠螺母(318)、插入推杆(319)、插入丝杠下导套(320)、插入球轴承(321)、插入平面轴承(322)、插入轴承座(323)、插入丝杠上导套(324)、插入推杆止转导套(325)；
动力传动装置用于传递动力并放大动力，其包括：传动同步带轮(306)、传动同步带(307)和传动同步带张紧装置(312)；
所述隔片落料装置用于回收磁钢条中废弃的隔片，其包括：隔片落料(313)、隔片气缸(314)。
8.根据权利要求7所述的磁钢装配机，其特征在于，
插入驱动步进电机(316)用于提供动力并控制位移；插入螺杆(317)、插入丝杠螺母(318)、插入推杆(319)、插入丝杠下导套(320)、插入球轴承(321)、插入平面轴承(322)、插入轴承座(323)、丝杠导座(324)转化旋转动力为直线驱动；插入推杆止转导套(325)防止插入推杆(319)转动；插入丝杠下导套(320)、插入推杆止转导套(325)、插入丝杠上导套(324)用于保证直线运动的平稳和精确度；插入平面轴承(322)用于提供推力。
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