一种电机定子铁芯自动外叠装方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电机定子铁芯自动外叠装方法及其装置，包括：工作台（1）、机器人（3）、对中台（11）、叠装定位台（2）和冲片料盘（5），所述工作台（1）中心处设有叠装定位台（14），所述工作台（1）等分为三部分，每一部分均设有机器人（3），所述机器人（3）端部设有末端吸盘（4），所述机器人（3）周围设有对中台（11）、冲片料盘（5）、铁片料盘（7）、废料盘（8）、通风槽板料盘（9）和补偿片料盘（10），通过机械化、自动化和标准化的动作完成铁芯的叠装，有效减小了人为因素造成的误差，而且能够保证叠装环境的无尘要求，还能够提高叠装效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电机定子铁芯自动外叠装方法及其装置
本专利技术涉及发电机定子铁芯生产制造领域，特别是一种电机定子铁芯自动外叠装方法及其装置。
技术介绍
铁芯是发电机定子的重要组成部分，其质量好坏对发电机的性能起着至关重要的作用，故对其制造过程提出了非常严格的要求。在国内，发电机定子铁芯叠装作业普遍采用手工生产方式，即在发电机机座外,人工将冲片、铁片、通风槽板以及补偿片等按照一定的顺序和数量叠装成一个个分段，再将不同的分段吊进机座内组合成整体。从已公开和发表的技术文献分析，余平等发表于《东方电机》2005年第3期‘发电机定子铁芯外装压工艺分析’以及雷秀群等发表于《机电技术》2013年第3期‘大型汽轮发电机定子铁芯装压工艺的探讨’均对定子铁芯外叠装手工作业技术方案有较详细的阐述，并认为手工叠装作业工序众多、过程复杂，在工厂实际运用时，存在以下诸多难点：1)人工重复相同动作将很薄（不大于0.5mm）的冲片叠至6~7米高，劳动强度大；2)一台机组仅允许一组操作人员（约2-4人）叠装，为单线程工作，生产周期长；3)操作人员的技术水平和工作责任心有差异，容易发生冲片叠装出错，且出错率较高。由于叠片过程要求无粉尘操作，且叠片与压紧过程交替进行，容易使操作者长时间处于高强度工作之中，一方面带来了人身安全问题，另一方面造成叠片过程不可控以及叠片质量无法保证的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于：解决现有的技术质量问题，提出一种电机定子铁芯自动外叠装方法及其装置，通过机械化、自动化和标准化的动作完成铁芯的叠装，有效减小人为失误造成的误差，而且能够保证叠装环境的无尘要求，还能够提高叠装效率。本专利技术采用的技术方案如下：一种电机定子铁芯自动外叠装装置，包括：工作台、机器人、对中台、叠装定位台和冲片料盘，所述工作台中心处设有叠装定位台，所述工作台等分为三部分，每一部分均设有机器人，所述机器人端部设有末端吸盘，所述机器人周围设有对中台、冲片料盘、铁片料盘、废料盘、通风槽板料盘和补偿片料盘，这样可以对机器人预先设计运动程序，根据不同的产品，选择不同的参数，只需要把物料备好，就可以使机器人按既定的程序实现，从而可以替代人工的单调重复的工作。本专利技术的一种电机定子铁芯自动外叠装装置，所述对中台处还设有视觉检测装置，所述视觉检测装置的信号采集为4个工业级相机，这样的设置可以通过视觉检测装置对冲片进行外观检测，防止不合格物料进行叠装，从而可以保证叠装质量。本专利技术的一种电机定子铁芯自动外叠装装置，所述冲片料盘与工作台之间还设有滑轨，所述冲片料盘上设有移动装置，可在滑轨上移动，一般情况下，滑轨的末端是伸出到工作台外部的，这样的设置是为了保证上料安全，因为冲片的使用量比较大，而且是采用吊装，设置于外部可以防止吊装操作失误对叠装装置造成损坏。本专利技术的一种电机定子铁芯自动外叠装装置，所述冲片料盘旁边还设有第二冲片料盘，这样的设置是因为冲片的使用量大，取用频率比较高，如果设置一个料盘，会造成取用与上料干涉，而且也没有足够的时间对物料进行整理。这样设置考虑了机器人取用的方便性，不会影响装叠的正常进行。本专利技术的一种电机定子铁芯自动外叠装装置，所述机器人、视觉检测装置、冲片料盘和对中台的动作通过控制器的协调控制，可以使各部分的动作统一协调，从而使精准自动，提高了叠装精度。本专利技术的一种电机定子铁芯自动外叠方法，包括以下步骤：步骤1、校准及调整叠装定位台利用合像水平仪、直角尺、塞尺检测和校正叠装定位台的定位误差，采用四点测量法衡量叠装定位台的水平度，在叠装定位台上选取同一圆周上互成90°的4个点作为测量参考点，测量该4点的水平度，调整并保证同一直径方向上的两点，其水平度相差小于0.1mm，为衡量定位元件与叠装定位台基面的垂直度，采用1级直角尺从定位元件左侧、正面、右侧三处位置进行标定，以0.02mm的塞尺不过为标准；步骤2、机器人运动路径规划根据机器人各轴的行程范围特点，优化叠装路径并有效防止各机器人作业时的干涉，冲片、铁片、通风槽板以及补偿片料盘放置在每个机器人的1/4至3/4的工作行程范围内，且逆时针依次布置补偿片料盘、通风槽板料盘、铁片料盘以及冲片料盘；步骤3、来料检查及上料对冲片、铁片、通风槽板以及补偿片进行外观检查，保证来料质量，并根据叠装要求在料盘上正确上料，来料检查无缺陷后，按顺序整齐放置在对应料盘的中间位置，其位置误差不超过5%，高度不超过500mm；步骤4、二次定位及再次检查经过来料检查后，将物料放置在料盘上，通过机器人从料盘上抓取料后，放入对中台，通过对中台上设置的定位机构将物料推至标准位置，实现二次定位，在这个过程中，通过视觉检测装置将冲片分成4块区域利用4个相机分别拍照获得实时图像，工控主机具备高速处理能力，将实时图像迅速和标准冲片图像进行灰度比对，自拍照后0.5秒内给出对比结果，从而判断冲片是否有划痕、掉漆、卷边、缺角等缺陷，如有缺陷将冲片放到废料台上，再取一片新料继续；步骤5、铁芯自动叠装工作台圆周均布的3个机器人单个负责120°范围3张铁芯片叠装，相邻两张铁芯冲片间隔40°，每层冲片间错开1/2张片，其对称中心与叠装定位台半径重合，机器人从对中台上将冲片抓起，运动到距叠装目标位置800～900mm的高度，再下降至叠装目标位置，放下冲片，利用末端执行机构，推动冲片沿导向元件运动，并在冲片齿顶接触到定位元件后，以冲片内圆和下线槽内侧作为定位基准，再通过定位机构的作用使冲片装配到位，完成一次叠装；本专利技术的一种电机定子铁芯外叠装方法，所述步骤4中，机器人抓料通过手爪装置实现，所述手爪装置包括：整体框架，所述整体框架上方与机器人连接有法兰、接线盒、气动换向阀组件、颜色传感器和距离传感器，在所述整体框架下方根据冲片形状和大小分布有三组气动吸盘组件，所述整体框架后方布置有一组向后伸出气缸组件和一组向下伸出气缸组件，所述气动换向阀组件为电磁换向阀组件，具有输入控制信号和输出状态信号的功能，所述换向阀与具有上下浮动机构的气动吸盘组件直接连通。本专利技术的一种电机定子铁芯叠装方法，所述步骤5中，冲片定位通过叠装定位台实现，所述叠装定位台包括：堆放冲片的叠装平台和用于冲片准确定位的分向定位圆筒机构，所述分向定位圆筒机构位于叠装平台中心，所述分向定位圆筒机构，包括由定位棒和导向定位块组成的定位机构，由导向块以及限位零部件组成的导向机构，以及由气缸组成的动力机构，所述定位圆筒机构通过定位块与导向机构相连，所述定位棒均匀分布于同一圆周，且安装在定位块两端，叠装时与冲片两齿顶接触，定位块与冲片下线槽内侧接触，导向机构在气缸的控制下带动定位机构沿着圆周径向伸出和缩回，这样实现叠装时定位元件的精确定位。本专利技术的一种电机定子铁芯叠装方法，所述步骤4中，所述二次定位，当冲片放上对中平台后，通过平台上的气缸推动冲片到达限位块后，停止推动，并通过传感器检测位置是否到位，并判断是否有粘片。由于采用了上述的技术方案，本专利技术的有益效果是：提出一种电机定子铁芯自动外叠装方法及其装置，通过机械化、自动化和标准化的动作完成铁芯的叠装，有效减小了人为因素造成的误差，而且能够保证叠装环境的无尘要求，还能够提高叠装效率，并且可以有效的分离不合格物料。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机定子铁芯自动外叠装装置，其特征在于，包括：工作台（1）、机器人（3）、对中台（11）、叠装定位台（2）和冲片料盘（5），所述工作台（1）中心处设有叠装定位台（14），所述工作台（1）等分为三部分，每一部分均设有机器人（3），所述机器人（3）端部设有末端吸盘（4），所述机器人（3）周围设有对中台（11）、冲片料盘（5）、铁片料盘（7）、废料盘（8）、通风槽板料盘（9）和补偿片料盘（10）。

【技术特征摘要】
1.一种电机定子铁芯自动外叠装装置，其特征在于，包括：工作台（1）、机器人（3）、对中台（11）、叠装定位台（2）和冲片料盘（5），所述工作台（1）中心处设有叠装定位台（14），所述工作台（1）等分为三部分，每一部分均设有机器人（3），所述机器人（3）端部设有末端吸盘（4），所述机器人（3）周围设有对中台（11）、冲片料盘（5）、铁片料盘（7）、废料盘（8）、通风槽板料盘（9）和补偿片料盘（10）。2.根据权利要求1所述的一种电机定子铁芯自动外叠装装置，其特征在于，所述对中台（11）处还设有视觉检测装置，所述视觉检测装置的信号采集为4个工业级相机。3.根据权利要求2所述的一种电机定子铁芯自动外叠装装置，其特征在于，所述冲片料盘（5）与工作台（1）之间还设有滑轨（6），所述冲片料盘（5）上设有移动装置，可在滑轨（6）上移动。4.根据权利要求3所述的一种电机定子铁芯自动外叠装装置，其特征在于，所述冲片料盘（5）旁边还设有第二冲片料盘（51）。5.根据权利要求4所述的一种电机定子铁芯自动外叠装装置，其特征在于，所述机器人（3）、视觉检测装置、冲片料盘（5）和对中台（11）的动作通过控制器（12）协调控制。6.包含权利要求5所述的一种电机定子铁芯自动外叠装装置的电机定子铁芯叠装方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、校准及调整叠装定位台利用合像水平仪、直角尺、塞尺检测和校正叠装定位台的定位误差，采用四点测量法衡量叠装定位台的水平度，在叠装定位台上选取同一圆周上互成90°的4个点作为测量参考点，测量该4点的水平度，调整并保证同一直径方向上的两点，其水平度相差小于0.1mm，为衡量定位元件与叠装定位台基面的垂直度，采用1级直角尺从定位元件左侧、正面、右侧三处位置进行标定，以0.02mm的塞尺不过为标准；步骤2、机器人运动路径规划根据机器人各轴的行程范围特点，优化叠装路径并有效防止各机器人作业时的干涉，冲片、铁片、通风槽板以及补偿片料盘放置在每个机器人的1/4至3/4的工作行程范围内，且逆时针依次布置补偿片料盘、通风槽板料盘、铁片料盘以及冲片料盘；步骤3、来料检查及上料对冲片、铁片、通风槽板以及补偿片进行外观检查，保证来料质量，并根据叠装要求在料盘上正确上料，来料检查无缺陷后，按顺序整齐放置在对应料盘的中间位置，其位置误差不超过5%，高度不超过500mm；步骤4、二次定位及再次检查经过来料检查后，将物料放置在料...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭延，刘伯兴，陈兵，潘岩景，余平，袁绍斌，马军，
申请(专利权)人：东方电气集团东方电机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51