一种电机转子卡簧安装装置及方法与流程

1.本发明涉及汽车电机技术领域，具体涉及一种电机转子卡簧安装装置及方法。


背景技术：

2.在电机生产中，转子卡簧安装和定转子合装两个工序，通常分开独立进行，而且采用人工进行卡簧安装较为普遍，工人利用吊具将转子放入定子内部也比较常见，这种方式生产工序多、节拍长、人工成本高，且在合装过程中，由于定子与转子之间磁力作用，容易造成零件磕碰伤。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种电机转子卡簧安装装置及方法，将卡簧安装工序与定转子合装工序合二为一，且采用机械自动完成，大大节省工序时间，提高效率和产品质量。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种电机转子卡簧安装装置，包括：合装平台，用于放置装配好定子的机壳，其中，所述机壳的轴承安装孔内壁上设置有用于放置卡簧的卡簧槽；定位杆，杆身沿所述定子的轴线布置，顶端通过所述轴承安装孔伸入所述定子内部；下定位机构，用于驱动所述定位杆沿所述定子的轴线移动；引导工装，滑动设于所述定位杆的顶端，包括锥部和定位部，所述锥部具有锥形外侧面，用于将所述卡簧撑开至安装尺寸，所述定位部用于放置转子，且使放置后：所述转子的轴承外侧面与所述锥形外侧面的大端连接；上料机构，用于将所述转子放置在所述定位部上；压装机构，用于推动所述转子和所述引导工装沿所述定位杆滑动，实现所述定子与所述转子合装，也使卡簧嵌入到所述轴承上的安装槽。
5.在上述电机转子卡簧安装装置中，通过引导工装支撑引导转子移动，最终与定子合装，且在合装的过程中，放在卡簧槽内的卡簧，经过引导工装的锥形外侧面，不断撑开，并滑动到轴承的外侧面上，最终嵌入到所述轴承上的安装槽内，从而实现一个工序动作既完成定子与转子的合装，又完成卡簧的安装，实现工序的集成、简化，减少生产节拍，提高效率，另外，主要装配动作均有机器完成，根据机器的状态参数，如压装机构压力位移曲线，可以判断合装结果，提升合装过程的自动化及过程质量。
6.进一步的，所述引导工装包括同轴布置的第一柱体和第二柱体，以及设于所述第一柱体与第二柱体之间的锥体，所述第一柱体的直径大于所述第二柱体，且与所述轴承外径相同，所述锥体的外侧面两端分别连接所述第一柱体和所述第二柱体的外侧面，所述锥体的外侧面形成所述锥部，所述引导工装顶面开有槽孔，形成所述定位部。
7.优选的，所述引导工装的中心设置有贯通的阶梯孔，包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的孔径大于所述轴承底部的所述转子各部件直径，且所述第一通孔位于所述第一柱体一端，所述第一通孔用于放置所述定子的转轴底端，使所述轴承与所述第一柱体顶面贴合；所述第二通孔用于与所述定位杆的顶端滑动连接。
8.进一步的，所述定位杆的顶端同轴设置有插入轴，所述插入轴的直径小于所述定位杆杆身直径，使所述定位杆的顶端呈阶梯轴状，用于放置所述引导工装。
9.优选的，所述插入轴的底端外侧设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧用于弹性支撑所述引导工装。利用压缩弹簧提供弹性缓冲，避免引导装置与插入轴底面直接碰撞，产生损伤。
10.进一步的，所述插入轴的顶端设置有凸起，所述凸起用于与所述转子的转轴底端凹口嵌合。。
11.进一步的，该装置还包括移动机构，所述移动机构设于所述合装平台的顶部，用于转移搬运所述引导工装。
12.优选的，所述压装机构包括呈杆状的压头，所述压头与所述转子的转轴顶端对齐，所述压头的一周侧面上设置多个卡爪，所述卡爪用于夹持所述引导工装。将移动机构集成在压装机构上，简化装置，降低设备成本。
13.为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于上述电机转子卡簧安装装置的电机转子卡簧安装方法，包括如下步骤：
14.步骤一：在机壳的卡簧槽内放入卡簧，并装配好定子放置到合装平台上并定位；
15.步骤二：利用下定位机构驱动定位杆伸入定子内；
16.步骤三：将引导工装放置在定位杆的顶端；
17.步骤四：上料机构动作，在引导工装上放置转子；
18.步骤五：压装机构下压转子和引导工装，下定位机构驱动定位杆同步下移，使轴承装入轴承安装孔内。
19.在上述安装方法中，只需人工将卡簧放入卡簧槽内，定子与转子的合装，以及卡簧的安装均有及其完成，且由同一工序动作完成，实现工序的集成、简化，大大提高效率，；另外根据机器的参数显示，可以判断合装结果，提升合装过程的自动化及质量。
20.进一步的，在所述步骤五之后还包括：
21.步骤六：移走合装完成的定子和转子，将引导工装从定位杆上取走。
22.综上所述，采用上述电机转子卡簧安装装置及方法，在定子与转子的合装工序动作中，完成卡簧的安装，实现工序的集成、简化，减少生产节拍，提高效率，而且可以提升合装过程的自动化及过程质量。
附图说明
23.在附图中：
24.图1是本发明电机转子卡簧安装装置整体结构图。
25.图2是本发明电机转子卡簧安装装置的定子、转子合装时的结构示意图。
26.图3为图2沿两定子轴线所在平面剖切的局部图。
27.图4是本发明电机转子卡簧安装装置的引导工装剖切结构图。
28.图5是本发明电机转子卡簧安装装置的定位杆结构图。
29.图6是本发明电机转子卡簧安装装置的压头结构图。
30.图7是本发明电机转子卡簧安装装置的压装机构结构图。
31.图8是本发明电机转子卡簧安装装置的下定位机构结构图。
32.图中，1、合装平台；2、定位杆；21、插入轴；211、凸起；22、压缩弹簧；23、下定位机构；231、第二竖直移动模组；232、升降板；233、安装板；3、引导工装；31、第一柱体；32、第二柱体；33、锥体；34、第一通孔；35、第二通孔；36、环槽；4、上料机构；5、压装机构；51、压头；52、卡爪；53、支架；54、第一竖直移动模组；6、定子；7、转子；71、轴承；72、安装槽；8、卡簧；9、机壳；91、轴承安装孔；92、卡簧槽。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
34.实施例1
35.图1-8示出了本发明一种电机转子卡簧安装装置。如图1-3所示，图中的电机具有驱动和发电两个转子7，两个转子7具有相同的卡簧8安装和与定子6和合装过程。该电机转子卡簧安装装置包括：合装平台1，用于放置装配好定子6的机壳9，其中，机壳9的轴承安装孔91内壁上设置有用于放置卡簧8的卡簧槽92；定位杆2，杆身沿定子6的轴线布置，顶端通过轴承安装孔91伸入定子6内部；下定位机构23，用于驱动定位杆2沿定子6的轴线移动；引导工装3，滑动设于定位杆2的顶端，包括锥部和定位部，锥部具有锥形外侧面，用于将卡簧8撑开至安装尺寸，定位部用于放置转子7，且使放置后：转子7的轴承71外侧面与锥形外侧面的大端连接；上料机构4，用于将转子7放置在定位部上；压装机构5，用于推动转子7和引导工装3沿定位杆2滑动，实现定子6与转子7合装，也使卡簧8嵌入到轴承71上的安装槽72。
36.使用时，合装平台1水平设置，上料机构4设于合装平台1的一侧，压装机构5设于合装平台1的顶部。先将装配好定子6的机壳9放置在合装平台1上，使定子6的轴线竖直；然后将引导工装3放置到定位杆2的顶端；再利用上料机构4在引导工装3上放置转子7；最后，启动压装机构5，向下推动转子7和引导工装3，定位杆2将在下定位机构23的驱动下同步下移，移动过程中，卡簧8被锥部的锥形外侧面逐渐撑开至安装尺寸，随后移动到轴承71的表面，并继续滑动，卡簧8最终嵌入到轴承71上的安装槽72内，直到轴承71装至轴承安装孔91内，停止向下移动，既实现定子6与转子7合装，同时卡簧8也安装完成，实现工序集成，提高效率，另外，根据压装机构5压力位移曲线，可以判断合装结果，提升合装过程的自动化及过程质量。上料机构4采用机械手。
37.由于轴承71与机壳9的轴承安装孔91可以是过盈配合，也可以采用间隙配，间隙配合一般是轴承安装孔91内孔尺寸大于轴承71外径10um左右，过盈配合一般是轴承安装孔91内孔尺寸小于轴承外径3-5um左右，这两种配合所需要的压装力都比较小，本发明压装机构5通过推动转子7压装轴承71，可以满足压装力需求，当然也可以采用间隙配合，只要能够保证平转动即可，几乎不需要压装力。
38.如图4所示，引导工装3包括同轴布置的第一柱体31和第二柱体32，以及设于第一柱体31与第二柱体32之间的锥体33，第一柱体31的直径大于第二柱体32，且与轴承71外径相同，锥体33的外侧面两端分别连接第一柱体31和第二柱体32的外侧面，锥体33的外侧面形成锥部，引导工装3顶面开有槽孔，形成定位部。
39.引导工装3竖直布置，第一柱体31位于顶部，当放置好转子7后，第一柱体31的外侧面连接锥形外侧面的大端与轴承71侧面，在转子7下滑的过程中，相对而言：使卡簧8沿着锥
形外侧面向大端移动，张开至安装尺寸，接着滑动到第一柱体31上，保持安装尺寸，继续滑动将收缩嵌入到卡簧槽92内。
40.可选的，引导工装3的中心设置有贯通的阶梯孔，包括第一通孔34和第二通孔35，第一通孔34的孔径大于轴承71底部的转子7各部件直径，且第一通孔34位于第一柱体31一端，第一通孔34用于放置定子6的转轴底端，使轴承71与第一柱体31顶面贴合；第二通孔35用于与定位杆2的顶端滑动连接。可选的，第二通孔35的孔径大于转子7转动最底端部件的外径。
41.在转子7的轴承71底部，通常设置有固定在转轴上的齿轮等部件，利用第一通孔34以及第二通孔35容纳这些部件，再利用第一柱体31的顶面支撑轴承71的底端面，使转子7可以平稳的放置在引导工装3上，并保持轴线竖直。注意第一通孔34和第二通孔35内径大小需适宜，既能比较容易的放入部件，又能够对转子7进行初略的对心定位，便于合装。
42.可选的，该装置还包括移动机构，移动机构设于合装平台1的顶部，用于转移搬运引导工装3。第一通孔34的内壁上设置有环槽36，环槽36用于移动机构夹取引导工装3。
43.如图5所示，定位杆2的顶端同轴设置有插入轴21，插入轴21的直径小于定位杆2杆身直径，使定位杆2的顶端呈阶梯轴状，用于放置引导工装3。定位杆2竖直布置，顶端阶梯轴的插入轴21与第二通孔35适配，对引导工装3进行支撑。
44.可选的，插入轴21的底端外侧设置有压缩弹簧22，压缩弹簧22用于弹性支撑引导工装3。在放置完成引导工装3以及转子7后，压缩弹簧22能够提供一定的支撑力，压装机构5下压时，能够提供一定的缓冲，减少由于下定位机构23驱动速度与压装机构5下压速度不一致，造成部件、设备损失。
45.可选的，插入轴21的顶端设置有凸起211，凸起211用于与转子7的转轴底端凹口嵌合。在放置引导装置时候，凸起211嵌入转轴底端，对转子7进行定位，保持转子7轴线竖直，减少磁力的影响，保证装配精确、高效。
46.为了简化机构，将移动机构集成在压装机构上，压装机构5包括呈杆状的压头51，压头51与转子7的转轴顶端对齐，压头51的一周侧面上设置多个卡爪52，卡爪52用于夹持引导工装3。压头51进行压装时，与转子7的转轴顶端接触施力，并且压头51端面上可以设置有凸起结构，嵌入到转轴的油道孔内，进行对心定位。如图6所示，卡爪52可沿压头51径向伸缩，夹取引导工装3时，压头51伸入到第一通孔34内，卡爪52向四周张开，卡在环槽36内，实现平稳的搬运。压头51可以通过气缸推动。
47.可选的，如图7所示，压装机构5还包括支架53和第一竖直移动模组54，支架53呈框架结构，将压头51竖直对心的支撑在定子6轴线的上方，第一竖直移动模组54可以采用电机丝杆结构、气缸推杆或液压缸推杆结构，将压头51竖直移动，实现压装。
48.可选的，如图8所示，下定位机构23包括正对设置的两个第二竖直移动模组231，第二竖直移动模组231的输出端分别设置有一个升降板232，定位杆2的底端固定在升降板232上，由第二竖直移动模组231驱动上下移动，在升降板232的底部还设置有安装板233，安装板233与合装平台1设置导向柱，安装板233的两端与设备的支撑架固定连接。
49.本发明一种基于上述电机转子卡簧安装装置的方法，包括如下步骤：
50.步骤s10：在机壳9的卡簧槽92内放入卡簧8，并装配好定子6放置到合装平台1上并定位。合装平台1通常水平放置，使定子6轴线竖直，便于合装。
51.步骤s20：利用下定位机构23驱动定位杆2伸入定子6内。可以采用人工放置卡簧8的方式，卡簧8自然状态下尺寸较小，容易放入。然后利用下定位机构23将定位杆2伸入刚放置好的定子6内。
52.步骤s30：将引导工装3放置在定位杆2的顶端。将插入轴21插入到第二通孔35内，完成放置。通过定位杆2顶端高度设计，可以使引导工装3处于合适高度，比如使引导工装3锥形外侧面部分穿过卡簧8内孔，便于后续压装。
53.步骤s40：在引导工装3上放置转子7。启动上料机构4，将转子7的转轴底端放入第一通孔34即第二通孔35内，转子7的轴承71底面与第一柱体31顶面贴合对齐。
54.步骤s50：下压转子7和引导工装3，下定位机构23驱动定位杆2同步下移，使轴承71装入轴承安装孔91内。压装机构5动作，使推动转子7向下移动，卡簧8被锥部的锥形外侧面逐渐撑开至安装尺寸，并嵌入到轴承71上的安装槽72内，且最终将轴承71装至轴承安装孔91内，也实现定子6与转子7合装。
55.步骤s60：移走合装完成的定子6和转子7，可以进入到下一道工序；并将引导工装3从定位杆2上取走，为下次合装备用。
56.最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。