电机线圈涨型方法及全伺服数控电机线圈涨型机技术

本发明专利技术涉及电机线圈一次性自动成型方法及其专用设备。其方法特征在于线圈涨型步骤中包括将待涨型的线圈直线边拉伸、线圈端部抬高以及线圈直线边扭曲和鼻部扭曲动作，各折弯处的圆弧以及端部渐开线成型动作。其设备特征在于：机械部分包括基础机架和左上机械臂与机械手组合、左下机械臂与机械手组合、右上机械臂与机械手组合、右下机械臂与机械手组合、左端部活动机架及鼻端夹子组合、右端部活动机架及鼻端夹子组合，各部件的运动分别由其对应的交流伺服驱动模块、交流伺服电机、逻辑控制器驱动和控制。本发明专利技术通过合理的工艺动作程序设计和解决电机梭形线圈的精确、快速稳定一次性成型问题。所提供设备能达到高效稳定一次性成型的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机线圈的涨型方法及涨型装置，特别涉及电机线圈一次性自动成型方法及其专用设备。
技术介绍
电机线圈涨型是电机制造过程中的一道关键工序，是将绕制成梭型的电机线圈半成品进行涨型加工以达到与电机定子、转子相匹配的形状的过程，通常需进行三维空间中的定型加工，如电机硬绕组闭口式绕制成的梭形线圈为平面线圈，需加工成立体的、与电机定子相匹配的形状，加工中要在XZ平面内对线圈施以拉伸动作，在XY平面内对线圈端部施以抬高动作，在ZY平面内对线圈施以扭曲动作，这样对线圈涨型的动作程序设计提出了较高的要求，目前尚未有一次性高效精确加工梭形线圈方法的相关报道，通常是分步加工成型，再用模具进行复型，工艺复杂，精确度不高，且在靠模过程中易损伤线圈。现有的线圈涨型设备一般包括驱动部分和机械部份，其驱动部份大多采用液压与伺服电机混合驱动的方式，因液压传动的自动化程度和精度相对较低，机械组成相对简单，大大限制了线圈涨型设备的自动化水平和功能多样化，不能完成三维空间的复杂运动，上述三维空间内的定型不能在同一台设备上自动完成，增加了生产步骤和加工成本。同时该类设备需配备液压站，维修复杂，设备使用成本高。综上所述，现有技术没有提供可以精确、快速地完成多种类型电机线圈的一次成型的方法和设备，特别没有针对硬绕组闭口式绕制成的梭形线圈一次成型的方法和设备。
技术实现思路
为解决电机梭形线圈的精确、快速自动成型问题，本专利技术目的在于提供一种电机线圈涨型方法，它通过合理的工艺动作程序设计，解决电机梭形线圈的精确、快速稳定一次性成型问题。本专利技术的另一目的在于提供一种实施上述方法的全伺服数控电机线圈自动涨型设备，它可实施上述方法，保证线圈自动涨型精确、快速完成，达到高效稳定一次性成型的效果。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是本专利技术加工成型后的线圈可分为鼻端、斜边、直边和引线部分，其中鼻端与斜边合称端部。其空间坐标定义为XY面为水平面，XZ面为竖直面。线圈涨型步骤可分为涨型前的梭形线圈放置、线圈自动夹持与涨型、取下成型后的线圈三个步骤，前后两步骤由操作人员手工完成，中间步骤由涨型机自动按设定的步骤完成。一种电机线圈涨型方法，包括线圈夹持与线圈涨型步骤，所述的线圈涨型步骤中包括将待涨型的线圈直线边拉伸、线圈端部抬高以及线圈直线边扭曲和鼻部扭曲动作，各折弯处的圆弧以及端部渐开线成型动作。作为对本专利技术的进一步改进，所述的线圈夹持是将待涨型的梭形线圈左右两端由2个鼻端夹持机构夹紧，上下两直线边分别由4个直线部分夹持机构夹紧，所述的待涨型的梭形线圈的夹持点作为线圈涨型过程的工艺参数定位点。作为对本专利技术的进一步改进，所述的线圈涨型动作顺序是先使梭形线圈的上下两边拉开距离到工艺设定的宽度，同时端部成为斜线状；再使线圈的直线部分与鼻端同步旋转，使上层边、下层边与鼻端达到设定的夹角，所述的线圈各折弯处的圆弧以及端部渐开线成型由夹持机构在上述动作执行的同时自动完成。实施上述电机线圈涨型方法的全伺服数控电机线圈涨型机，它包括驱动部分和机械部分，所述的机械部分包括基础机架和左上机械臂与机械手组合、左下机械臂与机械手组合、右上机械臂与机械手组合、右下机械臂与机械手组合、左端部活动机架及鼻端夹子组合、右端部活动机架及鼻端夹子组合组成，上述各部件的运动分别由其对应的交流伺服模块、伺服电机、逻辑控制器驱动和控制。作为对本专利技术的进一步改进，所述的左上机械臂与机械手组合与左下机械臂与机械手组合固定安装在左活动支架上，左活动支架通过导轨安装在基础机架上，由左半组合X向运动伺服模块驱动作X向运动；右上机械臂与机械手组合与右下机械臂与机械手组合固定安装在右固定支架上，右固定支架固定安装在基础机架上；左端部活动机架及鼻端夹子组合通过导轨安装在左活动支架上，由左端部活动机架X向运动伺服模块驱动作X向运动；右端部活动机架及鼻端夹子组合通过导轨安装在右固定支架上，由右端部活动机架X向运动伺服模块驱动作X向运动。作为对本专利技术的进一步改进，所述的左端部活动机架及鼻端夹子组合的结构为左端部机架X向移动支架通过导轨安装在左活动支架上，由左端部活动机架X向运动伺服模块驱动作X向运动；左端部机架Y向移动支架通过导轨安装在左端部机架X向移动支架上，由左端部活动机架Y向运动伺服模块驱动作Y向运动，所述的鼻端夹子固定部分通过左鼻端夹子YZ平面旋转轴安装在左端部机架Y向移动支架上，由左鼻端夹子YZ平面旋转伺服模块驱动在YZ平面内旋转；左鼻端夹子活动部分通过导轨安装在左鼻端夹子固定部分上，由左鼻端夹子Z向夹紧伺服模块驱动作Z向运动；所述的右端部活动机架及鼻端夹子组合的结构与左端部活动机架及鼻端夹子组合结构相同，各运动部件由相应的伺服模块驱动。作为对本专利技术的进一步改进，所述的左上机械臂与机械手组合以及左下机械臂与机械手组合结构为左固定支撑板固定安装在左活动支架上，可随左活动支架一起X向运动；左上机械臂后臂通过转轴安装在左固定支撑板上，由左上机械臂后臂旋转驱动模块驱动在YZ平面内旋转运动；左上机械臂前臂通过转轴安装在左上机械臂后臂上，由左上机械臂前臂旋转驱动模块驱动在YZ平面内旋转运动；左上机械手通过转轴安装在左上机械臂前臂上，由左上机械手旋转驱动模块驱动在YZ平面内作旋转运动；所述的左上机械手上固定安装有直线夹子；左上顶弧装置固定安装左上机械手上、由气缸驱动在YZ平面内作旋转运动；左下机械臂后臂通过转轴安装在左固定支撑板上，由左下机械臂后臂旋转驱动模块驱动在YZ平面内作旋转运动；左下机械臂前臂通过转轴安装在左下机械臂后臂上，由左下机械臂前臂旋转驱动模块驱动在YZ平面内作旋转运动；左下机械手通过转轴安装在左下机械臂前臂上，由左下机械手旋转驱动模块驱动在YZ平面内作旋转运动；所述的左下机械手固定安装有直线夹子；左下顶弧装置固定安装左下机械手上、由气缸驱动在YZ平面内作旋转运动；所述的右机械臂与机械手组合的结构与左机械臂与机械手组合结构相同，各运动部件由相应的伺服模块驱动。作为对本专利技术的进一步改进，所述的直线夹子的结构为直线夹子包括固定的Y向和Z向压板、活动的Z向压板和Y向压板，所述的Z向活动压板和Y向活动压板的运动方向相互垂直且由同一根链条柔性驱动，与固定的Y向、Z向压板配合压紧线圈，由直线夹子夹紧驱动模块驱动丝杆旋转，丝杆通过链轮带动链条运动，所述的链条的松紧程度由链条调节轴调节。作为对本专利技术的进一步改进，所述的驱动部分包括25个交流伺服模块及与其相对应的伺服电机和逻辑控制器。作为对本专利技术的进一步改进，伺服驱动装置、组成电路的开关器件、电磁阀以及指令接收与信息显示采用平板计算机与可编程逻辑控制器(PLC)配合控制，系统采用Profibus总线通讯连接各伺服驱动模块；伺服驱动模块分为左右两部分安装在左电气柜与右电气柜中，逻辑控制部分安装在独立电气屏柜中。本专利技术的全伺服数控电机线圈自动涨型设备是这样使用的将梭型线圈放置到两个端部夹子中，夹子自动夹紧线圈并旋转。当梭型线圈旋转到水平位置时，上下机械臂动作使直线夹子到达合适位置，直线部分夹子先后自动将线圈夹紧锁定，上下机械臂与端部机架同时运动，拉开线圈到工艺设定的宽度，同时线圈斜线部分形成；然后顶弧装置气缸动作，弧板贴紧线圈斜线部分，上下机械臂、直线部分夹持机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机线圈涨型方法，包括线圈夹持与线圈涨型步骤，其特征在于：所述的线圈涨型步骤中包括将待涨型的线圈直线边拉伸、线圈端部抬高以及线圈直线边扭曲和鼻部扭曲动作，各折弯处的圆弧以及端部渐开线成型动作。

【技术特征摘要】
1.一种电机线圈涨型方法，包括线圈夹持与线圈涨型步骤，其特征在于所述的线圈涨型步骤中包括将待涨型的线圈直线边拉伸、线圈端部抬高以及线圈直线边扭曲和鼻部扭曲动作，各折弯处的圆弧以及端部渐开线成型动作。2.根据权利要求1的所述的电机线圈涨型方法，其特征在于所述的线圈夹持是将待涨型的梭形线圈左右两端由2个鼻端夹持机构夹紧，上下两直线边分别由4个直线部分夹持机构夹紧，所述的待涨型的梭形线圈的夹持点作为线圈涨型过程的工艺参数定位点。3.根据权利要求2的所述的电机线圈涨型方法，其特征在于所述的线圈涨型动作顺序是先使梭形线圈的上下两边拉开距离到工艺设定的宽度，同时使端部成为斜线状；再使线圈的直线部分与鼻端同步旋转，使上层边、下层边与鼻端达到设定的夹角，所述的线圈各折弯处的圆弧以及端部渐开线成型由夹持机构在上述动作执行的同时自动完成。4.实施权利要求3所述的电机线圈涨型方法的全伺服数控电机线圈涨型机，它包括运动驱动部分和机械部分，其特征在于所述的机械部分包括基础机架和左上机械臂与机械手组合、左下机械臂与机械手组合、右上机械臂与机械手组合、右下机械臂与机械手组合、左端部活动机架及鼻端夹子组合、右端部活动机架及鼻端夹子组合组成，上述各部件的运动分别由其对应的交流伺服驱动模块、交流伺服电机、逻辑控制器驱动和控制。5.根据权利要求4的所述的全伺服数控电机线圈涨型机，其特征在于所述的左上机械臂与机械手组合与左下机械臂与机械手组合固定安装在左活动支架上，左活动支架通过导轨安装在基础机架上，由左半组合X向运动伺服模块驱动作X向运动；右上机械臂与机械手组合与右下机械臂与机械手组合固定安装在右固定支架上，右固定支架固定安装在基础机架上；左端部活动机架及鼻端夹子组合通过导轨安装在左活动支架上，由左端部活动机架X向运动伺服模块驱动作X向运动；右端部活动机架及鼻端夹子组合通过导轨安装在右固定支架上，由右端部活动机架X向运动伺服模块驱动作X向运动。6.根据权利要求5所述的全伺服数控电机线圈涨型机，其特征在于所述的左端部活动机架及鼻端夹子组合的结构为左端部机架X向移动支架通过导轨安装在左活动支架上，由左端部活动机架X向运动伺服模块驱动作X向运动；左端部机架Y向移动支架通过导轨安装在左端部机架X向移动支架上，由左端部活动机架Y向运动伺服模块驱动作Y向运动，所述的鼻端夹子固定部分通过左鼻端夹子YZ平面旋转轴安装在左端部机架Y向移动支架上，由左鼻端夹子YZ平面旋转伺服模块驱动在YZ平面内旋转；左鼻端夹子...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡桂林，孔锐，朱永隆，胡进，
申请(专利权)人：株洲南车电机股份有限公司，株洲南方机电制造有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]