電機定子與轉子組裝的伺服自動化壓機設備及其組裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機生產過程中使用的測試設備，具體涉及一種可以實現定子與轉子組裝過程中的壓裝壓力和行程可控的組裝設備及其應用于該設備上的組裝方法。
【背景技術】
[0002]電機(英文:Electric machinery，俗稱“馬達”)是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。在電路中用字母M(舊標準用D)表示。它的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。發電機在電路中用字母G表示。它的主要作用是利用機械能轉化為電能，目前最常用的是，利用熱能、水能等推動發電機轉子來發電。
[0003]目前，伺服電機作為在自動控制系統中常用的執行元件，是一種高精度電極，伺服電機定子與轉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子總成用氣壓機壓合的方式完成組裝。由于定子與轉子由于本身具有的相反的磁場，并且定子和轉子之間具有很小的安裝間隙，很難進行人工定位，導致在人工組裝的過程中，存在定子與轉子的定位精度差，并且組裝的壓力和行程不易精準控制，容易造成軸承損傷且不易覺察，大部分軸承損傷的情況在使用過程中才能發現，造成伺服電機的故障率高，客戶投訴多，并且組裝效率低，無法滿足批量生產的要求
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于針對上述問題提出一種能夠在定子與轉子組裝過程中控制設備的壓裝壓力與行程的電機定子與轉子組裝的伺服自動化壓機設備及其應用于該設備上的組裝方法。
[0005]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種電機定子與轉子組裝的伺服自動化壓機設備，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，且所述控制系統包括用于驅動伺服電機的伺服驅動器以及與所述伺服驅動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、轉子壓裝模塊以及伺服驅動模塊；其中:
[0006]所述轉子壓裝模塊活動設置在所述定子固定模塊的上側；所述伺服驅動模塊包括跨越定子固定模塊和轉子壓裝模塊的絲桿、由所述伺服驅動器驅動的第一伺服電機、與所述控制系統電連接的壓力傳感器，且所述第一伺服電機通過絲桿帶動所述轉子壓裝模塊相對所述定子固定模塊往復運動；
[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子壓裝模塊將待裝轉子固定后，所述伺服驅動器驅動第一伺服電機帶動絲桿轉動，使待裝轉子向所述待裝定子靠近并壓裝到位，同時根據壓力傳感器的反饋數據控制對所述轉子壓裝模塊所施加的壓裝壓力。
[0008]在本發明中，所述殼體組件還包括組成設備內部框架結構的支撐架，安裝在所述支撐架下部圍成設備下部安裝空間的防護板以及安裝所述支撐架上部圍成設備上部安裝空間的防護罩；所述指令輸入單元安裝在該防護罩前端面。
[0009]在本發明中，所述殼體組件還包括圍繞所述定子固定模塊、轉子壓裝模塊可開合設置的防護窗，所述防護窗部分或者全部為透明結構。
[0010]在本發明中，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置在所述底座的兩側，將待裝定子夾持固定，所述第一氣缸同時與第二氣缸和第三氣缸相連接并同步驅動第二氣缸和第三氣缸沿豎直方向運動，進而固定待裝定子在豎直方向的位置。
[0011]在本發明中，所述轉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]在本發明中，所述轉子壓裝模塊還包括第二伺服驅動機構，所述第二伺服驅動機構包括豎直設置在所述行走架上的導軌和設置在該導軌上的滑塊以及用于驅動該滑塊在所述導軌上往復運動的第二伺服電機，所述壓力傳感器連接在所述滑塊上。
[0013]在本發明中，所述控制系統還包括用于控制所述壓裝組件啟停的雙摯開關，操作人員必須雙手同時按動兩個開關才能啟動設備，保證操作安全。
[0014]在本發明中，所述電機定子與轉子組裝的伺服自動化壓機設備還包括導向機構，該導向機構包括設置在所述底座下方的導向氣缸以及連接設置在該導向氣缸活塞桿上的且穿過所述底座并向上延伸的導向工裝，所述導向工裝的端部開設有用于置放待裝定子的固定孔。
[0015]在本發明中，所述電機定子與轉子組裝的伺服自動化壓機設備還包括用于工作臺上進出料的機械手，實現電機定子與轉子的自動化組裝，該機械手可以通過單獨的支架安裝在壓機設備的側邊，也可以是直接安裝在所述定子固定模塊的側邊。
[0016]本發明還提供一種應用于上述電機定子與轉子組裝的伺服自動化壓機設備的電機定子與轉子組裝的組裝方法，至少包括以下步驟，
[0017]SI通過指令輸入單元設置待裝定子和待裝轉子的壓裝參數，該壓裝參數至少包括壓力、行程、速度；
[0018]S2將待裝定子置放在底座上并通過定子固定模塊固定，然后導向氣缸將導向工裝向上頂升至第一預設位置，并將待裝轉子置放在導向工裝的固定孔內；
[0019]S3伺服驅動模塊驅動轉子壓裝模塊以設定的壓力和速度向下運動預設的行程，將待裝轉子壓入待裝定子內，完成壓裝。
[0020]在本發明中，S3還包括以下步驟，
[0021]S31伺服驅動模塊驅動轉子壓裝模塊向下運動至第一預設位置停止，該第一預設位置靠近待裝轉子上方；
[0022]S32第二伺服驅動機構驅動壓力傳感器抵靠待裝轉子并達到第一預設壓力后停止;
[0023]S33伺服驅動模塊繼續驅動轉子壓裝模塊沿導向工裝向下運動至待裝轉子與待裝定子相互抵接后停止；
[0024]S34定子固定模塊解除對待裝定子的固定后，伺服驅動機構驅動轉子壓裝模塊下壓至預設的行程并達到第二預設壓力，完成壓裝。
[0025]本發明通過伺服系統精準完成所有的壓裝動作，實現定子和轉子在組裝過程中軸承的受力和各部件的行程得到精確控制，提高了產品的一致性，提高了產品質量，避免了因人為的不穩定因素所造成的品質不穩定；并且在保證質量的前提下還提高了生產效率，降低了不良隱患，為企業獲得良好的經濟效益。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明一實施例中的壓機設備的總體結構示意圖；
[0027]圖2為本發明一實施例中的壓機設備的內部機構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了更清楚地說明本發明的技術方案，以下結合附圖及實施例，對本發明的技術方案進行進一步詳細說明，顯而易見地，下面描述僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些實施例獲得其他的實施例。
[0029]參照圖1，一種電機定子與轉子組裝的伺服自動化壓機設備，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。控制系統包括用于驅動伺服電機的伺服驅動器以及與伺服驅動器電連接的指令輸入單元100，優選的，該指令輸入單元采用觸摸屏；指令輸入單元100是整臺設備的人機交互界面，該指令輸入單元100可以實時顯示設備當前進行的工作內容以及運行參數，并且可以對設備進行實時操控，調整作業參數。壓裝組件300包括定子固定模塊、轉子壓裝模塊以及伺服驅動模塊；待裝定子固定置放在定子固定模塊上，待裝轉子固定安裝在轉子壓裝模塊上，伺服驅動模塊驅動轉子壓裝模塊向定子固定模塊運動并最終將待裝轉子壓入待裝定子內，完成壓裝作業。優選的，為方便電機定子與轉子組裝的伺服自動化壓機設備的移動，殼體組件200在底部設置有萬向輪204，可以根據需要靈活移動設備的位置。
[0030]其中，參照圖1，定子固定模塊安裝固定在由底板206構成的工作臺上，轉子壓裝模塊活動設置在定子固定模塊的上側，參照圖2，伺服驅動模塊包括跨越定子固定模塊和轉子壓裝模塊的絲桿312和通過絲桿312驅動轉子壓裝模塊相對定子固定模塊往復運動的第一伺服電機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為中空結構，即該底座304上開設有與待裝定子相配套的豎向通孔。
[0031]參照圖2，轉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電連接，該壓力傳感器302與固定待裝轉子的工裝相連接并能夠直接感應伺服驅動模塊通過工裝對待裝轉子施加的壓力大小并反饋給控制系統，控制系統通過伺服驅動器根據壓力傳感器302的反饋信號對伺服驅動模塊進行實時控制，以實現對壓裝壓力的控制。
[0032]參照圖1，殼體組件200還包括組成設備內部框架結構的支撐架201，設備的各部功能部件都安裝在支撐架201上。支撐架201下部安裝有圍成設備下部安裝空間的防護板203以及安裝支撐架201上部圍成設備上部安裝空間的防護罩208;定子固定模塊的動力氣缸以及第一伺服電機306設置在下部安裝空間內；作為人機交互界面的指令輸入單元100安裝在該防護罩208前端面，方便操作人員監視設備運行參數或者對設備進行操控。
[0033]參照圖2，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通過氣缸支架202相向設置在底座304的兩側，將待裝定子夾持固定，第一氣缸307同時與第二氣缸311和第三氣缸303相連接并同步驅動第二氣缸311和第三氣缸303沿豎直方向運動，進而固定待裝定子在豎直方向的位置。先通過第二氣缸311和第三氣缸303水平夾持住待裝定子，然后第一氣缸307驅動第二氣缸311和第三氣缸303帶著待裝定子整體向下移動，將待裝定子壓緊固定在底座304上，并保持位置穩定。
[0034]壓裝作業時，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，且轉子壓裝模塊將待裝轉子固定后，驅動第一伺服電機帶動絲桿轉動，使待裝轉子向待裝定子靠近并壓裝到位，同時根據壓力傳感器302的反饋數據控制對轉子壓裝模塊所施加的壓裝壓力。
[0035]在一具體實施例中，在壓裝過程中有可能會出現零件崩落的情況，對操作人員的安全造成威脅。參照圖1，為此，殼體組件200在工作臺上圍繞定子固定模