CN109391101B - 一种定子组装机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定子组装机，包括设有支架的机架，支架上竖向滑动安装有第一直线驱动元件驱动的定子铁芯夹紧翻转机构；机架上还滑动安装有第一动力装置驱动的滑架，滑架上设有定子铁芯转移装配机构；位于滑架和支架之间的机架上设有第二动力装置驱动的两条输送带，输送带的输送方向与滑架的滑动方向平行设置，两输送带上托放有托盘，托盘上定位有定子壳和定子铁芯安放座；位于两输送带之间的机架上设有支撑架，支撑架上设有托盘顶升机构。实现了对定子的机械化、连续性流水装配，提高了装配节奏、工作连续性、装配效率和装配精度，同时降低了工人的劳动强度，解决了装配过程中存在安全隐患的问题；此外，还能有效减少用工量和降低用工成本。

Description

一种定子组装机

技术领域

本发明涉及定子组装设备技术领域，尤其涉及一种定子组装机。

背景技术

众所周知，定子由定子壳1(如图1所示，也称：定子机座)和定子铁芯2(如图2所示)组成，该定子壳1的一端敞口，以便定子铁芯2装入，该定子壳1的一端设有容纳槽101，通过容纳槽101来容纳定子铁芯2端部的凸出部件201(该定子铁芯2的一端有凸出部件201、另一端是平整的)。

而定子壳1和定子铁芯2在组装前是放置在托放部件上的，且定子壳1的非敞口端和定子铁芯2的平整端是向下的，若要实现定子铁芯2上的凸出部件201进入到定子壳1上的容纳槽101，需要对定子铁芯2进行翻转180。

现阶段，对于定子铁芯2的翻转、以及完成定子壳1和定子铁芯2的装配均是由人工来进行的，采用该方式，存在以下缺陷：

1、工人的劳动强度大，且再装配过程中存在安全隐患；

2、装配节奏差、工作连续性差，装配效率低，且装配精度差；

3、用工量大，用工成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种定子组装机，以解决工人的劳动强度大、装配效率低和用工成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种定子组装机，包括机架，所述机架上设有支架，所述支架上竖向滑动安装有第一直线驱动元件驱动的定子铁芯夹紧翻转机构；所述机架上还滑动安装有第一动力装置驱动的滑架，所述滑架上设有定子铁芯转移装配机构；

位于所述滑架和所述支架之间的所述机架上设有第二动力装置驱动的两条输送带，所述输送带的输送方向与所述滑架的滑动方向平行设置，两所述输送带上托放有托盘，所述托盘上定位有定子壳和定子铁芯安放座；位于两所述输送带之间的所述机架上设有支撑架，所述支撑架上设有托盘顶升机构。

作为一种改进，所述定子铁芯夹紧翻转机构包括竖向滑动安装于所述支架上的滑板，所述滑板由所述第一直线驱动元件进行驱动；所述滑板上固定安装有旋转驱动元件，所述旋转驱动元件的驱动端设有夹持元件。

作为进一步的改进，所述支架上设有第一安装块，所述第一安装块上竖向设置有第一限位柱，所述第一限位柱设置于所述滑板的下方、并与所述滑板上下对应设置；

位于所述第一直线驱动元件一侧的所述支架上还设有第二安装块，所述第二安装块上竖向设置有第二限位柱，所述第二限位柱设置于所述滑板的上方、并与所述滑板上下对应设置。

作为再进一步的改进，所述旋转驱动元件为旋转气缸；

所述夹持元件为气动夹爪，所述气动夹爪上镜像滑动的两夹持手指均包括滑块，每个所述滑块上均设有两个平行设置的夹持体，两所述夹持体之间设有间距；每个所述夹持体均设有弧形槽。

作为一种改进，所述定子铁芯转移装配机构包括竖向设置于所述滑架上、并位于所述定子铁芯夹紧翻转机构上方的第二直线驱动元件，所述第二直线驱动元件的执行端设有定子铁芯卡装元件。

作为更进一步的改进，所述定子铁芯卡装元件为设置于所述第二直线驱动元件驱动端的卡盘，所述卡盘的每个卡爪的外壁上均设有凸棱。

作为又进一步的改进，所述托盘顶升机构包括顶板，所述顶板由第三直线驱动元件进行驱动、并竖向滑动安装于所述支撑架上；

所述顶板靠近所述托盘的一侧设有多个定位杆，所述托盘上设有与所述定位杆相适配的定位孔。

作为又进一步的改进，位于所述支撑架下游的所述机架上设有第三安装块，所述第三安装块上设有感应开关，位于所述感应开关下游的所述第三安装块上设有挡块；

所述机架的两侧均设有导向凸棱，所述托盘的下方设有多个与所述导向凸棱相抵的凸块；

与所述托盘顶升机构对应位置的所述机架上设有多个托盘限位杆，所述托盘限位杆分布于所述托盘的两侧，每个所述托盘限位杆上均设有向所述托盘方向延伸的限位块，所述限位块与所述输送带之间的距离大于所述托盘的厚度。

作为又进一步的改进，所述定子铁芯安放座包括设置于所述托盘上的座体，所述座体上设有定位柱，所述定位柱的外围设有多个定位凸棱；位于所述定位柱外围的所述座体上设有内凹的定位槽。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：

由于该定子组装机包括机架，机架上设有支架，支架上竖向滑动安装有第一直线驱动元件驱动的定子铁芯夹紧翻转机构；机架上还滑动安装有第一动力装置驱动的滑架，滑架上设有定子铁芯转移装配机构；位于滑架和支架之间的机架上设有第二动力装置驱动的两条输送带，输送带的输送方向与滑架的滑动方向平行设置，两输送带上托放有托盘，托盘上定位有定子壳和定子铁芯安放座；位于两输送带之间的机架上设有支撑架，支撑架上设有托盘顶升机构，从而在工作中，首先将定子壳置于托盘上、定子铁芯置于定子铁芯安放座，之后，将托盘放置于输送带上、并通过输送带对托盘进行输送，进而实现对定子壳和定子铁芯的输送；当托盘输送至规定的位置后，通过托盘顶升机构将托盘顶起、并脱离输送带，之后，第一直线驱动元件驱动定子铁芯夹取翻转机构靠近定子铁芯、并夹取定子铁芯，之后，定子铁芯夹紧翻转机构使其夹持的定子铁芯翻转180度，之后，第一动力装置驱动滑架向翻转后的定子铁芯方向滑动，之后，定子铁芯转移装配机构靠近定子铁芯、并对翻转后的定子铁芯进行转移，之后，第一动力装置带动滑架向定子壳方向滑动，之后，定子铁芯转移装配机构将定子铁芯装入定子壳内，进而完成定子的组装。

综上所述，采用该定子组装机，实现了对定子的机械化、连续性流水装配，与传统人工组装的方式相比，大大提高了装配节奏、工作连续性、装配效率和装配精度，同时，大大降低了工人的劳动强度，解决了装配过程中存在安全隐患的问题；此外，还能有效减少用工量和降低用工成本。

由于定子铁芯夹紧翻转机构包括竖向滑动安装于支架上的滑板，滑板由第一直线驱动元件进行驱动；滑板上固定安装有旋转驱动元件，旋转驱动元件的驱动端设有夹持元件，从而在工作中，第一直线驱动装置带动滑板向下滑动、并使夹持元件到达夹持位置，之后，夹持元件将定子铁芯夹住，之后，第一直线驱动装置带动滑板、及其上的旋转驱动元件向上滑动，之后，旋转驱动元件驱动夹持元件、及其夹持的定子铁芯翻转180度，实现了对定子铁芯的机械化夹取和翻转，且夹取和翻转效果好、可靠性，为实现机械化、快速组装定子奠定了基础；同时，该定子组装用装配总成结构简单，构思巧妙，成本低廉。

由于支架上设有第一安装块，第一安装块上竖向设置有第一限位柱，第一限位柱设置于滑板的下方、并与滑板上下对应设置，从而通过第一限位柱来限制滑板的下行位移，为保证夹持元件可靠、有效的对定子铁芯进行夹取提供了保障。

由于位于第一直线驱动元件一侧的支架上还设有第二安装块，第二安装块上竖向设置有第二限位柱，第二限位柱设置于滑板的上方、并与滑板上下对应设置，从而通过第二限位柱来限制滑板的上行位移，进而使定子铁芯翻转后的位置具有唯一性，为其他移送机构来顺利移送定子铁芯奠定了基础。

由于旋转驱动元件为旋转气缸，夹持元件为气动夹爪，从而通过旋转气缸和气动夹爪来实现旋转和夹取，结构简单，取材方便，且便于组装。

由于夹持元件为气动夹爪，气动夹爪上镜像滑动的两夹持手指均包括滑块，每个所滑块上均设有两个平行设置的夹持体，两夹持体之间设有间距，从而通过该结构保证了对定子铁芯的夹取可靠性。

由于每个夹持体均设有弧形槽，从而通过弧形槽实现了对定子铁芯的环抱式夹取，且与定子铁芯的接触面积大，进一步提高了对定子铁芯的夹取可靠性。

由于定子铁芯转移装配机构包括竖向设置于滑架上、并位于定子铁芯夹紧翻转机构上方的第二直线驱动元件，第二直线驱动元件的执行端设有定子铁芯卡装元件，从而在工作中，第二直线驱动装置驱动定子铁芯卡装元件靠近定子铁芯、并对翻转后的定子铁芯进行卡装，之后，定子铁芯夹紧翻转机构松开其夹持的定子铁芯，之后，第一动力装置带动滑架向定子壳方向滑动，之后，第二直线驱动装置带动定子铁芯卡装元件、及其卡装的定子铁芯靠近定子壳，同时将定子铁芯装入定子壳内，进而完成定子的组装，不仅实现了与定子铁芯夹紧翻转机构的良好衔接，而且，结构简单，对定子铁芯的移送和装配效果好。

由于定子铁芯卡装元件为设置于第二直线驱动元件驱动端的卡盘，卡盘的每个卡爪的外壁上均设有凸棱，从而通过凸棱与定子铁芯上凹槽的配合，不仅有助于提高对定子铁芯的卡装效果，而且有助于提高卡盘卡装定子铁芯的精度，进而提高了定子铁芯往定子壳内的装配精度。

由于卡盘远离第二直线驱动元件的一侧设有压盘，压盘上设有供卡爪穿过的通孔，压盘上还设有供卡爪进行径向移动的凹槽，凹槽与通孔相互连通，从而当定子铁芯装入定子壳后，通过压盘对定子铁芯施加一压力，使定子铁芯完全装入定子壳内，保证了定子的机械组装效果；通过相连通的凹槽与通孔，保证了压盘设置在卡盘上后，不会影响卡爪的正常工作。

由于托盘顶升机构包括顶板，顶板由第三直线驱动元件进行驱动、并竖向滑动安装于支撑架上；顶板靠近托盘的一侧设有多个定位杆，托盘上设有与定位杆相适配的定位孔，从而在对托盘进行顶升工作时，通过第三直线驱动元件进行驱动、并带动托盘上升，在上升的过程中，通过定位杆和定位孔的配合，实现托盘脱离输送带后在顶板上的定位，结构简单，对托盘的顶升和定位效果好；同时，通过托盘顶升机构对托盘的顶升，使托盘脱离输送带，不仅便于后续定子铁芯夹取翻转机构对定子铁芯进行有效的抓取，而且起到了保护输送带的目的。

由于位于支撑架下游的机架上设有第三安装块，第三安装块上设有感应开关，位于感应开关下游的第三安装块上设有挡块，从而输送带对在托盘进行输送时，当感应开关感应到托盘后输送带停止输送，在该过程中，通过挡块来对托盘进行阻挡，以使托盘处于托盘顶升机构的正上方，有利于顶板和托盘的精确定位。

由于机架的两侧均设有导向凸棱，托盘的下方设有多个与导向凸棱相抵的凸块，从而通过导向凸棱和凸块的配合，无需调整托板在输送上的放置位置，同时，为托盘与托盘顶升机构上下对应提供了保证。

由于与托盘顶升机构对应位置的机架上设有多个托盘限位杆，托盘限位杆分布于托盘的两侧，每个托盘限位杆上均设有向托盘方向延伸的限位块，限位块与输送带之间的距离大于托盘的厚度，从而通过该结构，不仅能保证被顶起的托盘脱离输送带，而且通过限位块来限制托盘的上升位移。

由于定子铁芯安放座包括设置于托盘上的座体，座体上设有定位柱，定位柱的外围设有多个定位凸棱，从而通过该结构，保证了定子铁芯在定子铁芯安放座上的固定性。

由于位于定位柱外围的座体上设有内凹的定位槽，从而通过定位槽进一步提高了对定子铁芯的定位效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是定子壳的结构示意图；

图2是定子铁芯的结构示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是图3另一角度的结构示意图；

图5是图3中托盘的结构示意图；

图6是图3中托盘顶升机构的结构示意图；

图7是图3中安装块的结构示意图；

图8是图3中托盘顶升机构与输送带配合的结构示意图；

图9是图3中定子铁芯卡装元件的结构示意图；

图10是图3中定子铁芯夹紧翻转机构的结构示意图；

其中，1-定子壳；101-容纳槽；2-定子铁芯；201-凸出部件；202-凹槽；3-机架；300-滑轨；301-第一动力装置；3011-丝杠；3012-动力输出轴；3013-带传动机构；302-导向凸棱；303-输送带；4-支架；401-第一直线驱动元件；402-定子铁芯夹紧翻转机构；4021-滑板；4022-旋转驱动元件；4023-夹持元件；40231-夹持手指；40232-滑块；40233-夹持体；40234-弧形槽；403-第一安装块；404-第一限位柱；405-第二安装块；406-第二限位柱；5-滑架；6-定子铁芯转移装配机构；601-第二直线驱动元件；602-定子铁芯卡装元件；603-卡盘；6031-卡爪；6032-凸棱；604-压盘；6041-通孔；6042-凹槽；7-托盘；701-定子铁芯安放座；7011-座体；7012-定位柱；7013-定位凸棱；7014-定位槽；702-定位孔；703-凸块；8-支撑架；9-托盘顶升机构；901-顶板；902-第三直线驱动元件；903-滑动机构；9031-固定座；9032-导向杆；9033-套管；904-定位杆；905-托盘限位杆；906-限位块；10-第三安装块；1001-感应开关；1002-挡块。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图3和图4共同所示，一种定子组装机，包括机架3，该机架3上设有支架4，该支架4上竖向滑动安装有第一直线驱动元件401驱动的定子铁芯夹紧翻转机构402；该机架3上还通过滑轨300滑动安装有第一动力装置301驱动的滑架5，该滑架5上设有定子铁芯转移装配机构6；位于滑架5和支架4之间的机架3上设有第二动力装置(图中未示出)驱动的两条输送带303，该输送带303的输送方向与滑架5的滑动方向平行设置，两输送带303上托放有托盘7，该托盘7上定位有定子壳1和定子铁芯安放座701；位于两输送带303之间的机架3上设有支撑架8，该支撑架8上设有托盘顶升机构9；在本方案中，该第一直线驱动元件401为气缸；该第一动力装置301为电机驱动的丝杠3011与丝杠螺母(图中未示出)的配合结构，该丝杠螺母设置于滑架5上，该丝杠3011转动安装于机架3上，该电机的动力输出轴3012与丝杠3011之间设有带传动机构3013；该第二动力装置302选用现有技术中常用的驱动输送带303运转的动力装置，故在此不多加赘述。

如图10所示，该定子铁芯夹紧翻转机构402包括竖向滑动安装于支架4上的滑板4021，该滑板4021由第一直线驱动元件401进行驱动；该滑板4021上固定安装有旋转驱动元件4022，该旋转驱动元件4022的驱动端设有夹持元件4023。

该支架4上设有第一安装块403，该第一安装块403上竖向设置有第一限位柱404，该第一限位柱404设置于滑板4021的下方、并与滑板4021上下对应设置；位于第一直线驱动元件401一侧的支架4上还设有第二安装块405，该第二安装块405上竖向设置有第二限位柱406，该第二限位柱406设置于滑板4021的上方、并与滑板4021上下对应设置。

该旋转驱动元件4022为旋转气缸；该夹持元件4023为气动夹爪，该气动夹爪上镜像滑动的两夹持手指40231均包括滑块40232，每个滑块40232上均设有两个平行设置的夹持体40233，两夹持体40233之间设有间距；每个夹持体40233均设有弧形槽40234。

如图3和图4共同所示，该定子铁芯转移装配机构6包括竖向设置于滑架5上、并位于定子铁芯夹紧翻转机构402上方的第二直线驱动元件601，该第二直线驱动元件601为气缸；该第二直线驱动元件601的执行端设有定子铁芯卡装元件602，该定子铁芯卡装元件602为设置于第二直线驱动元件601驱动端的卡盘603，该卡盘603的每个卡爪6031的外壁上均设有凸棱6032。

如图9所示，该卡盘603远离第二直线驱动元件601的一侧设有压盘604，该压盘604上设有供卡爪6031穿过的通孔6041，该压盘604上还设有供卡爪6031进行径向移动的凹槽6042，该凹槽6042与通孔6041相互连通。

如图5所示，该托盘顶升机构9包括顶板901，该顶板901由第三直线驱动元件902进行驱动、并通过滑动机构903竖向滑动安装于支撑架8上，该顶板901靠近托盘7的一侧设有多个定位杆904，该托盘7上设有与定位杆904相适配的定位孔702；在本方案中，该第三直线驱动元件902为气缸。

该滑动机构903包括设置于支撑架8上的固定座9031，该第三直线驱动元件902设置于固定座9031上，该第三直线驱动元件902的执行端穿过支撑架8、并与顶板901相连；该固定座9031上还设有至少两根导向杆9032，两导向杆9032穿过支撑架8上的套管9033、并与顶板901相连，从而通过该滑动机构903保证了顶板901在上升时的稳定性，为定位杆904和定位孔702可靠、顺利的进行配合奠定了基础。

如图3和图7共同所示，位于支撑架8下游的机架3上设有第三安装块10，该第三安装块10上设有感应开关1001，位于感应开关1001下游的第三安装块10上设有挡块1002；该第三安装块10的上表面低于输送带303的上表面，该挡块1002的上表面高于输送带303的上表面。

如图8所示，与托盘顶升机构9对应位置的机架3上设有多个托盘限位杆905，该托盘限位杆905在本方案中设有四个、并两两分布于托盘7的两侧，每个托盘限位杆905上均设有向托盘7方向延伸的限位块906，该限位块906与输送带303之间的距离大于托盘7的厚度。

该定子铁芯安放座701包括设置于托盘7上的座体7011，该座体7011上设有定位柱7012，该定位柱7012的外围设有多个定位凸棱7013，该定位凸棱7013与定子铁芯2内壁上的凹槽202相适配；位于定位柱7012外围的座体7011上设有内凹的定位槽7014，该定位槽7014的内径大于或等于定子铁芯2的外径(参见图5)。

作为优选，该机架3的两侧均设有导向凸棱302，两输送带303设置于两导向凸棱302之间；该托盘7的下方设有多个与导向凸棱302相抵的凸块703，在本方案中，该凸块703设置有四个、并分布于托盘7的四个边角处(参见图8)。

本实施例中提到的气缸和电机等执行装置均为目前的常规技术，在2008年4月北京第五版第二十八次印刷的《机械设计手册第五版》中详细的公开了气缸、电机以及其他传动机构的具体结构、原理和其他的设计，属于现有技术，其结构清楚明了，2008年08月01日由机械工业出版社出版的现代实用气动技术第3版SMC培训教材中就详细的公开了真空元件、气体回路和程序控制，表明了本实施例中的气路结构也是现有的技术，清楚明了，在2015年07月01日由化学工业出版社出版的《电机驱动与调速》书中也详细的介绍了电机的控制以及行程开关，因此，电路、气路连接都是清楚。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种定子组装机，包括机架，其特征在于：所述机架上设有支架，所述支架上竖向滑动安装有第一直线驱动元件驱动的定子铁芯夹紧翻转机构；所述机架上还滑动安装有第一动力装置驱动的滑架，所述滑架上设有定子铁芯转移装配机构；

位于所述滑架和所述支架之间的所述机架上设有第二动力装置驱动的两条输送带，所述输送带的输送方向与所述滑架的滑动方向平行设置，两所述输送带上托放有托盘，所述托盘上定位有定子壳和定子铁芯安放座；位于两所述输送带之间的所述机架上设有支撑架，所述支撑架上设有托盘顶升机构：所述定子铁芯夹紧翻转机构包括竖向滑动安装于所述支架上的滑板，所述滑板由所述第一直线驱动元件进行驱动；所述滑板上固定安装有旋转驱动元件，所述旋转驱动元件的驱动端设有夹持元件；首先将定子壳置于托盘上、定子铁芯置于定子铁芯安放座；将托盘放置于输送带上并通过输送带对托盘进行输送；当托盘输送至规定的位置后，通过托盘顶升机构将托盘顶起、并脱离输送带，之后，第一直线驱动元件驱动定子铁芯夹取翻转机构靠近定子铁芯、并夹取定子铁芯，定子铁芯夹紧翻转机构夹持定子铁芯翻转180度，之后，第一动力装置驱动滑架向翻转后的定子铁芯方向滑动，定子铁芯转移装配机构靠近定子铁芯、并对翻转后的定子铁芯进行转移，之后，第一动力装置带动滑架向定子壳方向滑动，定子铁芯转移装配机构将定子铁芯装入定子壳内完成定子的组装。

2.如权利要求1所述的定子组装机，其特征在于：所述支架上设有第一安装块，所述第一安装块上竖向设置有第一限位柱，所述第一限位柱设置于所述滑板的下方、并与所述滑板上下对应设置；

位于所述第一直线驱动元件一侧的所述支架上还设有第二安装块，所述第二安装块上竖向设置有第二限位柱，所述第二限位柱设置于所述滑板的上方、并与所述滑板上下对应设置。

3.如权利要求2所述的定子组装机，其特征在于：所述旋转驱动元件为旋转气缸；

所述夹持元件为气动夹爪，所述气动夹爪上镜像滑动的两夹持手指均包括滑块，每个所述滑块上均设有两个平行设置的夹持体，两所述夹持体之间设有间距；每个所述夹持体均设有弧形槽。

4.如权利要求1所述的定子组装机，其特征在于：所述定子铁芯转移装配机构包括竖向设置于所述滑架上、并位于所述定子铁芯夹紧翻转机构上方的第二直线驱动元件，所述第二直线驱动元件的执行端设有定子铁芯卡装元件。

5.如权利要求4所述的定子组装机，其特征在于：所述定子铁芯卡装元件为设置于所述第二直线驱动元件驱动端的卡盘，所述卡盘的每个卡爪的外壁上均设有凸棱。

6.如权利要求5所述的定子组装机，其特征在于：所述卡盘远离所述第二直线驱动元件的一侧设有压盘，所述压盘上设有供所述卡爪穿过的通孔，所述压盘上还设有供所述卡爪进行径向移动的凹槽，所述凹槽与所述通孔相互连通。

7.如权利要求1至6任一项所述的定子组装机，其特征在于：所述托盘顶升机构包括顶板，所述顶板由第三直线驱动元件进行驱动、并竖向滑动安装于所述支撑架上；

所述顶板靠近所述托盘的一侧设有多个定位杆，所述托盘上设有与所述定位杆相适配的定位孔。

8.如权利要求7所述的定子组装机，其特征在于：位于所述支撑架下游的所述机架上设有第三安装块，所述第三安装块上设有感应开关，位于所述感应开关下游的所述第三安装块上设有挡块；

所述机架的两侧均设有导向凸棱，所述托盘的下方设有多个与所述导向凸棱相抵的凸块；

与所述托盘顶升机构对应位置的所述机架上设有多个托盘限位杆，所述托盘限位杆分布于所述托盘的两侧，每个所述托盘限位杆上均设有向所述托盘方向延伸的限位块，所述限位块与所述输送带之间的距离大于所述托盘的厚度。

9.如权利要求5所述的定子组装机，其特征在于：所述定子铁芯安放座包括设置于所述托盘上的座体，所述座体上设有定位柱，所述定位柱的外围设有多个定位凸棱；位于所述定位柱外围的所述座体上设有内凹的定位槽。