電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子組裝的伺服自動(dòng)化壓機(jī)設(shè)備及其組裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中使用的測(cè)試設(shè)備，具體涉及一種可以實(shí)現(xiàn)定子與轉(zhuǎn)子組裝過(guò)程中的壓裝壓力和行程可控的組裝設(shè)備及其應(yīng)用于該設(shè)備上的組裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)(英文:Electric machinery，俗稱(chēng)“馬達(dá)”)是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。在電路中用字母M(舊標(biāo)準(zhǔn)用D)表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。發(fā)電機(jī)在電路中用字母G表示。它的主要作用是利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，目前最常用的是，利用熱能、水能等推動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子來(lái)發(fā)電。
[0003]目前，伺服電機(jī)作為在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件，是一種高精度電極，伺服電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的組裝常采用手工組裝的方式，工人把組裝好的定子總成和轉(zhuǎn)子總成用氣壓機(jī)壓合的方式完成組裝。由于定子與轉(zhuǎn)子由于本身具有的相反的磁場(chǎng)，并且定子和轉(zhuǎn)子之間具有很小的安裝間隙，很難進(jìn)行人工定位，導(dǎo)致在人工組裝的過(guò)程中，存在定子與轉(zhuǎn)子的定位精度差，并且組裝的壓力和行程不易精準(zhǔn)控制，容易造成軸承損傷且不易覺(jué)察，大部分軸承損傷的情況在使用過(guò)程中才能發(fā)現(xiàn)，造成伺服電機(jī)的故障率高，客戶投訴多，并且組裝效率低，無(wú)法滿足批量生產(chǎn)的要求

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問(wèn)題提出一種能夠在定子與轉(zhuǎn)子組裝過(guò)程中控制設(shè)備的壓裝壓力與行程的電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子組裝的伺服自動(dòng)化壓機(jī)設(shè)備及其應(yīng)用于該設(shè)備上的組裝方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子組裝的伺服自動(dòng)化壓機(jī)設(shè)備，包括殼體組件以及安裝在所述殼體組件上的壓裝組件和控制系統(tǒng)，且所述控制系統(tǒng)包括用于驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器以及與所述伺服驅(qū)動(dòng)器電連接的指令輸入單元，所述壓裝組件包括定子固定模塊、轉(zhuǎn)子壓裝模塊以及伺服驅(qū)動(dòng)模塊；其中:
[0006]所述轉(zhuǎn)子壓裝模塊活動(dòng)設(shè)置在所述定子固定模塊的上側(cè)；所述伺服驅(qū)動(dòng)模塊包括跨越定子固定模塊和轉(zhuǎn)子壓裝模塊的絲桿、由所述伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的第一伺服電機(jī)、與所述控制系統(tǒng)電連接的壓力傳感器，且所述第一伺服電機(jī)通過(guò)絲桿帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)子壓裝模塊相對(duì)所述定子固定模塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)；
[0007]在將待裝定子固定在所述定子固定模塊的底座上且所述轉(zhuǎn)子壓裝模塊將待裝轉(zhuǎn)子固定后，所述伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)第一伺服電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使待裝轉(zhuǎn)子向所述待裝定子靠近并壓裝到位，同時(shí)根據(jù)壓力傳感器的反饋數(shù)據(jù)控制對(duì)所述轉(zhuǎn)子壓裝模塊所施加的壓裝壓力。
[0008]在本發(fā)明中，所述殼體組件還包括組成設(shè)備內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)的支撐架，安裝在所述支撐架下部圍成設(shè)備下部安裝空間的防護(hù)板以及安裝所述支撐架上部圍成設(shè)備上部安裝空間的防護(hù)罩；所述指令輸入單元安裝在該防護(hù)罩前端面。
[0009]在本發(fā)明中，所述殼體組件還包括圍繞所述定子固定模塊、轉(zhuǎn)子壓裝模塊可開(kāi)合設(shè)置的防護(hù)窗，所述防護(hù)窗部分或者全部為透明結(jié)構(gòu)。
[0010]在本發(fā)明中，所述定子固定模塊包括用于固定待裝定子豎直方向位置的第一氣缸以及用于固定待裝定子水平位置的第二氣缸和第三氣缸；所述第二氣缸和第三氣缸相向設(shè)置在所述底座的兩側(cè)，將待裝定子夾持固定，所述第一氣缸同時(shí)與第二氣缸和第三氣缸相連接并同步驅(qū)動(dòng)第二氣缸和第三氣缸沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而固定待裝定子在豎直方向的位置。
[0011]在本發(fā)明中，所述轉(zhuǎn)子壓裝模塊包括行走架和固定在該行走架上并與所述絲桿相配套的絲桿螺母，所述壓力傳感器安裝在所述行走架的下端。
[0012]在本發(fā)明中，所述轉(zhuǎn)子壓裝模塊還包括第二伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述第二伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括豎直設(shè)置在所述行走架上的導(dǎo)軌和設(shè)置在該導(dǎo)軌上的滑塊以及用于驅(qū)動(dòng)該滑塊在所述導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第二伺服電機(jī)，所述壓力傳感器連接在所述滑塊上。
[0013]在本發(fā)明中，所述控制系統(tǒng)還包括用于控制所述壓裝組件啟停的雙摯開(kāi)關(guān)，操作人員必須雙手同時(shí)按動(dòng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)才能啟動(dòng)設(shè)備，保證操作安全。
[0014]在本發(fā)明中，所述電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子組裝的伺服自動(dòng)化壓機(jī)設(shè)備還包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述底座下方的導(dǎo)向氣缸以及連接設(shè)置在該導(dǎo)向氣缸活塞桿上的且穿過(guò)所述底座并向上延伸的導(dǎo)向工裝，所述導(dǎo)向工裝的端部開(kāi)設(shè)有用于置放待裝定子的固定孔。
[0015]在本發(fā)明中，所述電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子組裝的伺服自動(dòng)化壓機(jī)設(shè)備還包括用于工作臺(tái)上進(jìn)出料的機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的自動(dòng)化組裝，該機(jī)械手可以通過(guò)單獨(dú)的支架安裝在壓機(jī)設(shè)備的側(cè)邊，也可以是直接安裝在所述定子固定模塊的側(cè)邊。
[0016]本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于上述電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子組裝的伺服自動(dòng)化壓機(jī)設(shè)備的電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子組裝的組裝方法，至少包括以下步驟，
[0017]SI通過(guò)指令輸入單元設(shè)置待裝定子和待裝轉(zhuǎn)子的壓裝參數(shù)，該壓裝參數(shù)至少包括壓力、行程、速度；
[0018]S2將待裝定子置放在底座上并通過(guò)定子固定模塊固定，然后導(dǎo)向氣缸將導(dǎo)向工裝向上頂升至第一預(yù)設(shè)位置，并將待裝轉(zhuǎn)子置放在導(dǎo)向工裝的固定孔內(nèi)；
[0019]S3伺服驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子壓裝模塊以設(shè)定的壓力和速度向下運(yùn)動(dòng)預(yù)設(shè)的行程，將待裝轉(zhuǎn)子壓入待裝定子內(nèi)，完成壓裝。
[0020]在本發(fā)明中，S3還包括以下步驟，
[0021]S31伺服驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子壓裝模塊向下運(yùn)動(dòng)至第一預(yù)設(shè)位置停止，該第一預(yù)設(shè)位置靠近待裝轉(zhuǎn)子上方；
[0022]S32第二伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)壓力傳感器抵靠待裝轉(zhuǎn)子并達(dá)到第一預(yù)設(shè)壓力后停止;
[0023]S33伺服驅(qū)動(dòng)模塊繼續(xù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子壓裝模塊沿導(dǎo)向工裝向下運(yùn)動(dòng)至待裝轉(zhuǎn)子與待裝定子相互抵接后停止；
[0024]S34定子固定模塊解除對(duì)待裝定子的固定后，伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子壓裝模塊下壓至預(yù)設(shè)的行程并達(dá)到第二預(yù)設(shè)壓力，完成壓裝。
[0025]本發(fā)明通過(guò)伺服系統(tǒng)精準(zhǔn)完成所有的壓裝動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)定子和轉(zhuǎn)子在組裝過(guò)程中軸承的受力和各部件的行程得到精確控制，提高了產(chǎn)品的一致性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，避免了因人為的不穩(wěn)定因素所造成的品質(zhì)不穩(wěn)定；并且在保證質(zhì)量的前提下還提高了生產(chǎn)效率，降低了不良隱患，為企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中的壓機(jī)設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中的壓機(jī)設(shè)備的內(nèi)部機(jī)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，顯而易見(jiàn)地，下面描述僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些實(shí)施例獲得其他的實(shí)施例。
[0029]參照?qǐng)D1，一種電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子組裝的伺服自動(dòng)化壓機(jī)設(shè)備，包括殼體組件200以及安裝在殼體組件200上的壓裝組件300和控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)包括用于驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器以及與伺服驅(qū)動(dòng)器電連接的指令輸入單元100，優(yōu)選的，該指令輸入單元采用觸摸屏；指令輸入單元100是整臺(tái)設(shè)備的人機(jī)交互界面，該指令輸入單元100可以實(shí)時(shí)顯示設(shè)備當(dāng)前進(jìn)行的工作內(nèi)容以及運(yùn)行參數(shù)，并且可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)操控，調(diào)整作業(yè)參數(shù)。壓裝組件300包括定子固定模塊、轉(zhuǎn)子壓裝模塊以及伺服驅(qū)動(dòng)模塊；待裝定子固定置放在定子固定模塊上，待裝轉(zhuǎn)子固定安裝在轉(zhuǎn)子壓裝模塊上，伺服驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子壓裝模塊向定子固定模塊運(yùn)動(dòng)并最終將待裝轉(zhuǎn)子壓入待裝定子內(nèi)，完成壓裝作業(yè)。優(yōu)選的，為方便電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子組裝的伺服自動(dòng)化壓機(jī)設(shè)備的移動(dòng)，殼體組件200在底部設(shè)置有萬(wàn)向輪204，可以根據(jù)需要靈活移動(dòng)設(shè)備的位置。
[0030]其中，參照?qǐng)D1，定子固定模塊安裝固定在由底板206構(gòu)成的工作臺(tái)上，轉(zhuǎn)子壓裝模塊活動(dòng)設(shè)置在定子固定模塊的上側(cè)，參照?qǐng)D2，伺服驅(qū)動(dòng)模塊包括跨越定子固定模塊和轉(zhuǎn)子壓裝模塊的絲桿312和通過(guò)絲桿312驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子壓裝模塊相對(duì)定子固定模塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)的第一伺服電機(jī)306，定子固定模塊包括用于支撐待裝定子的底座304且該底座304為中空結(jié)構(gòu)，即該底座304上開(kāi)設(shè)有與待裝定子相配套的豎向通孔。
[0031]參照?qǐng)D2，轉(zhuǎn)子壓裝模塊包括行走架和固定在該行走架上并與絲桿312相配套的絲桿螺母以及壓力傳感器302，壓力傳感器302安裝在行走架的下端且與控制系統(tǒng)電連接，該壓力傳感器302與固定待裝轉(zhuǎn)子的工裝相連接并能夠直接感應(yīng)伺服驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)工裝對(duì)待裝轉(zhuǎn)子施加的壓力大小并反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)壓力傳感器302的反饋信號(hào)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓裝壓力的控制。
[0032]參照?qǐng)D1，殼體組件200還包括組成設(shè)備內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)的支撐架201，設(shè)備的各部功能部件都安裝在支撐架201上。支撐架201下部安裝有圍成設(shè)備下部安裝空間的防護(hù)板203以及安裝支撐架201上部圍成設(shè)備上部安裝空間的防護(hù)罩208;定子固定模塊的動(dòng)力氣缸以及第一伺服電機(jī)306設(shè)置在下部安裝空間內(nèi)；作為人機(jī)交互界面的指令輸入單元100安裝在該防護(hù)罩208前端面，方便操作人員監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行參數(shù)或者對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控。
[0033]參照?qǐng)D2，定子固定模塊包括用于固定待裝定子豎直方向位置的第一氣缸307以及用于固定待裝定子水平位置的第二氣缸311和第三氣缸303 ;第二氣缸311和第三氣缸303通過(guò)氣缸支架202相向設(shè)置在底座304的兩側(cè)，將待裝定子夾持固定，第一氣缸307同時(shí)與第二氣缸311和第三氣缸303相連接并同步驅(qū)動(dòng)第二氣缸311和第三氣缸303沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而固定待裝定子在豎直方向的位置。先通過(guò)第二氣缸311和第三氣缸303水平夾持住待裝定子，然后第一氣缸307驅(qū)動(dòng)第二氣缸311和第三氣缸303帶著待裝定子整體向下移動(dòng)，將待裝定子壓緊固定在底座304上，并保持位置穩(wěn)定。
[0034]壓裝作業(yè)時(shí)，先將待裝定子置放在底座304上，定子固定模塊將待裝定子固定，且轉(zhuǎn)子壓裝模塊將待裝轉(zhuǎn)子固定后，驅(qū)動(dòng)第一伺服電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使待裝轉(zhuǎn)子向待裝定子靠近并壓裝到位，同時(shí)根據(jù)壓力傳感器302的反饋數(shù)據(jù)控制對(duì)轉(zhuǎn)子壓裝模塊所施加的壓裝壓力。
[0035]在一具體實(shí)施例中，在壓裝過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)零件崩落的情況，對(duì)操作人員的安全造成威脅。參照?qǐng)D1，為此，殼體組件200在工作臺(tái)上圍繞定子固定模