一种小电机转子自动装配与测试系统论文和设计-林志伟

全文摘要

本实用新型公开了一种小电机转子自动装配与测试系统，该系统包括PLC控制系统及与其连接的转子供料机构、转子打码装置、换向器压装分系统、绕线装置、精处理机构、转子性能测试机构及搬运机器人组；其中，精处理机构，对转子进行精处理，并根据转子的基本信息对转子进行圆度及动平衡检测；转子性能测试机构，用于对已精处理完毕的转子进行性能测试。本实用新型提供的小电机自动装配与测试系统，实现了电机转子装配全程的自动化，经实验测试，整个系统的装配过程耗时不到12s，显著提高了转子装配效率，且在不停机保养的情况下，该系统可连续工作24h以上，明显节约了人力成本。

主设计要求

1.一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，包括转子供料机构、转子打码装置、换向器压装分系统、绕线装置、精处理机构、转子性能测试机构、搬运机器人组及PLC控制系统，所述转子供料机构、转子打码装置、换向器压装分系统、绕线装置、精处理机构、转子性能测试机构及搬运机器人组均与PLC控制系统连接；所述转子供料机构，用于提供待装配的转子；所述转子打码装置，与转子供料机构相邻设置，用于根据转子型号及装配时间对待装配转子打携带其基本信息的二维码；所述换向器压装分系统，与转子打码装置相邻设置，用于实现转子与换向器的自动压装；所述绕线装置，与换向器压装分系统相邻设置，用于对已压装好换向器的转子进行绕线；所述精处理机构，与所述绕线装置相邻设置，用于对转子进行精处理，并根据转子的基本信息对已绕线完毕的转子进行圆度及动平衡检测；所述转子性能测试机构，用于对已精处理完毕的转子进行性能测试，确定转子是否装配合格；所述搬运机器人组，包括多个搬运机器人，各个搬运机器人分别用于各个装配阶段转子的转运；所述PLC控制系统，用于对转子装配过程进行数据监测及控制。

设计方案

1.一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，包括转子供料机构、转子打码装置、换向器压装分系统、绕线装置、精处理机构、转子性能测试机构、搬运机器人组及PLC控制系统，所述转子供料机构、转子打码装置、换向器压装分系统、绕线装置、精处理机构、转子性能测试机构及搬运机器人组均与PLC控制系统连接；

所述转子供料机构，用于提供待装配的转子；

所述转子打码装置，与转子供料机构相邻设置，用于根据转子型号及装配时间对待装配转子打携带其基本信息的二维码；

所述换向器压装分系统，与转子打码装置相邻设置，用于实现转子与换向器的自动压装；

所述绕线装置，与换向器压装分系统相邻设置，用于对已压装好换向器的转子进行绕线；

所述精处理机构，与所述绕线装置相邻设置，用于对转子进行精处理，并根据转子的基本信息对已绕线完毕的转子进行圆度及动平衡检测；

所述转子性能测试机构，用于对已精处理完毕的转子进行性能测试，确定转子是否装配合格；

所述搬运机器人组，包括多个搬运机器人，各个搬运机器人分别用于各个装配阶段转子的转运；

所述PLC控制系统，用于对转子装配过程进行数据监测及控制。

2.根据权利要求1所述的一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，所述转子打码装置包括激光打码机，所述激光打码机根据转子型号及装配时间对转子进行打码。

3.根据权利要求1所述的一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，所述换向器压装分系统包括换向器供料机构、压装机构及转子下料转运机构；

所述换向器供料机构，包括顺次连接的换向器供料台、换向器传送模块和换向器拨正模块，所述换向器传送模块将所述换向器供料台中的换向器逐个传送至换向器取料处；所述换向器拨正模块设置于换向器取料处，用于拨正待抓取换向器；

所述压装机构，包括支撑架、压装装置及第一定位装置，所述第一定位装置设置于支撑架底部，用于对转子及换向器进行定位；所述压装装置设置于第一定位装置上端，且与其同轴设置，用于对定位后的换向器及转子执行压装动作；

所述转子下料转运机构，用于放置已压装好换向器的转子，并作为下一工序的供料台。

4.根据权利要求1所述的一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，所述绕线装置包括自动绕线机，用于对转子进行自动绕线。

5.根据权利要求1所述的一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，所述精处理机构包括点焊设备、精车设备、识别设备、圆度测试设备及动平衡测试处理设备；

所述点焊设备，用于将换向器耳朵焊接在已压装于转子上的换向器上；

所述精车设备，用于对焊接后的换向器进行毛刺抛光；

所述识别设备，用于扫描识别转子上的二维码，以获取转子型号及生产数据；

所述圆度测试设备，用于根据转子型号测试转子及换向器的圆度；

所述动平衡测试处理设备，用于测试转子的动平衡性，并对转动时不平衡的转子进行修正。

6.根据权利要求5所述的一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，所述识别设备包括转子移载工装、二维码识别仪、二维码识别仪升降电缸及旋转定位皮带；

所述转子移载工装的一端为设置有进料检测传感器的转子进料处，另一端为设置有出料检测传感器的转子出料处，所述二维码识别仪设置于转子移载工装中部的一侧，且转子移载工装上端的中部正对于二维码识别仪的位置处设置有用于检测转子是否被移载至二维码识别仪识别处的转子移载位置检测传感器；

所述二维码识别仪升降气缸设置于二维码识别仪的后端，且与所述旋转定位皮带连接，用于调整所述旋转定位皮带的高度。

7.根据权利要求6所述的一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，所述转子移载工装包括转子放置槽、移载工装横向驱动气缸及移载工装升降气缸；

所述转子放置槽，设置于二维码识别仪下端，用于承载待识别的转子；

所述移载工装横向驱动气缸，与所述转子放置槽连接，用于驱动所述转子放置槽横向移动；

所述移载工装升降气缸，与所述转子放置槽连接，用于驱动所述转子放置槽纵向移动。

8.根据权利要求1所述的一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，所述转子性能测试机构，包括转子定位台、转子升降台及可滑动性能测试台；

所述转子升降台，用于将转子抬升至与可滑动性能测试台的测试端同轴；

所述转子定位台，设置于所述转子升降台上，用于固定待测试的转子；

所述可滑动性能测试台，设置于所述转子升降台一侧，用于对转子进行性能测试。

9.根据权利要求8所述的一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，所述可滑动转子性能测试台包括：转子定位台、转子升降台、性能测试仪、测试仪驱动气缸、第二转子顶紧气缸、转子升降驱动气缸、转子检测搬运气缸及测试滑动导轨；

所述转子定位台固定于转子升降台上，转子升降驱动气缸与转子升降台连接，用于驱动转子升降台升降；性能测试仪设置于测试滑动导轨上，测试仪驱动气缸设置于性能测试仪后端且与其连接，用于驱动器沿测试滑动导轨前后滑动；转子检测搬运气缸与转子升降台的下端连接，用于驱动转子升降台带动转子沿测试滑动导轨移动，以使其移动至待检测位置；第二转子顶紧气缸及拨正气缸通过支架固定于测试滑动导轨的中部一侧。

10.根据权利要求1所述的一种小电机转子自动装配与测试系统，其特征在于，所述PLC控制系统包括控制器、数据库、显示模块及通信模块，所述数据库、显示模块及通信模块均与所述控制器连接；

所述控制器，用于控制执行转子的自动装配工序；

所述数据库，用于存储转子的型号、装配信息及性能参数；

所述显示模块，用于显示生产数据、测试数据及报警信息；

所述通信模块，用于连接控制器及转子供料机构、转子打码装置、换向器压装分系统、绕线装置、精处理机构、转子性能测试机构和搬运机器人组，用于提供数据通信通道。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及小电机自动化装配技术，具体的说，是涉及一种小电机转子自动装配与测试系统。

背景技术

在电机装配生产过程中，电机转子装配生产线多是通过人工进行装配作业，自动化程度不高，需要大量的人力去进行搬运、上下料和手动装配，对人力的依赖相对较高。且电机转子性能检测多通过人力检测与识别，这一方面要求检测工人具有一定的工作经验，同时，由于转子装配所要求的精度较高，一旦工人疏忽，很容易造成误判，因而，转子的装配过程亦要求工人在装配及检测过程中高度集中精力，劳动强度大，自动化程度低，转子装配进度较慢。

随着电机生产装配技术的发展，目前在电机转子生产制造过程中，对系统的精度控制更多的是依靠定位块，定位销和工装夹具等进行定位，这在一定程度上解决了因人工误判造成的装配不合格的问题；但一旦这些工件加工精度不达标，转子装配质量难以保证。

此外，现有的电机转子生产线，一条生产线只能生产对应的单一型号的电机转子，不能根据转子型号进行切换，且缺乏良好的品控手段，产品质量不好把控，不能及时检测出质量问题，导致电机使用过程中的维护较成本。电机转子生产制造过程中生产数据不能保存，质量不可追溯，电机转子的检测效率不高。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的是提供一种小电机转子自动装配与测试系统，通过该系统实现电机转子装配的全程自动化，解决背景技术中的技术缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种小电机转子自动装配与测试系统，该系统包括转子供料机构、转子打码装置、换向器压装分系统、绕线装置、精处理机构、转子性能测试机构、搬运机器人组及PLC控制系统，所述转子供料机构、转子打码装置、换向器压装分系统、绕线装置、精处理机构、转子性能测试机构及搬运机器人组均与PLC控制系统连接；

所述转子供料机构，用于提供待装配的转子；

所述转子打码装置，与转子供料机构相邻设置，用于根据转子型号及装配时间对待装配转子打携带其基本信息的二维码；

所述换向器压装分系统，与转子打码装置相邻设置，用于实现转子与换向器的自动压装；

所述绕线装置，与换向器压装分系统相邻设置，用于对已压装好换向器的转子进行绕线；

所述精处理机构，与所述绕线装置相邻设置，用于对转子进行精处理，并根据转子的基本信息对已绕线完毕的转子进行圆度及动平衡检测；

所述转子性能测试机构，用于对已精处理完毕的转子进行性能测试，确定转子是否装配合格；

所述搬运机器人组，包括多个搬运机器人，各个搬运机器人分别用于各个装配阶段转子的转运；

所述PLC控制系统，用于对转子装配过程进行数据监测及控制。

作为优选，所述转子打码装置包括激光打码机，所述激光打码机根据转子型号及装配时间对转子进行打码。

作为优选，所述换向器压装分系统包括换向器供料机构、压装机构及转子下料转运机构；

所述转子下料转运机构，用于放置已压装好换向器的转子，并作为下一工序的供料台。

作为优选，所述绕线装置包括自动绕线机，用于对转子进行自动绕线。

作为优选，所述精处理机构包括点焊设备、精车设备、识别设备、圆度测试设备及动平衡测试处理设备；

所述点焊设备，用于将换向器耳朵焊接在已压装于转子上的换向器上；

所述精车设备，用于对焊接后的换向器进行毛刺抛光；

所述识别设备，用于扫描识别转子上的二维码，以获取转子型号及生产数据；

所述圆度测试设备，用于根据转子型号测试转子及换向器的圆度；

所述动平衡测试处理设备，用于测试转子的动平衡性，并对转动时不平衡的转子进行修正。

作为优选，所述识别设备包括转子移载工装、二维码识别仪、二维码识别仪升降电缸及旋转定位皮带；

所述二维码识别仪升降气缸设置于二维码识别仪的后端，且与所述旋转定位皮带连接，用于调整所述旋转定位皮带的高度。

作为优选，所述转子移载工装包括转子放置槽、移载工装横向驱动气缸及移载工装升降气缸；

所述转子放置槽，设置于二维码识别仪下端，用于承载待识别的转子；

所述移载工装横向驱动气缸，与所述转子放置槽连接，用于驱动所述转子放置槽横向移动；

所述移载工装升降气缸，与所述转子放置槽连接，用于驱动所述转子放置槽纵向移动。

作为优选，所述转子性能测试机构，包括转子定位台、转子升降台及可滑动性能测试台；

所述转子升降台，用于将转子抬升至与可滑动性能测试台的测试端同轴；

所述转子定位台，设置于所述转子升降台上，用于固定待测试的转子；

所述可滑动性能测试台，设置于所述转子升降台一侧，用于对转子进行性能测试。

作为优选，所述可滑动转子性能测试台包括：转子定位台、转子升降台、性能测试仪、测试仪驱动气缸、第二转子顶紧气缸、转子升降驱动气缸、转子检测搬运气缸及测试滑动导轨；

作为优选，所述PLC控制系统包括控制器、数据库、显示模块及通信模块，所述数据库、显示模块及通信模块均与所述控制器连接；

所述控制器，用于控制执行转子的自动装配工序；

所述数据库，用于存储转子的型号、装配信息及性能参数；

所述显示模块，用于显示生产数据、测试数据及报警信息；

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型提供的小电机自动装配与测试系统，实现了电机转子装配全程的自动化，经实验测试，整个系统的装配过程耗时不到12s，显著提高了转子装配效率，且在不停机保养的情况下，该系统可连续工作24h以上，明显节约了人力成本。

2)本实用新型通过精处理机构对转子及换向器进行去毛刺、抛光、圆度测试及动平衡测试、处理等，明显提高了转子转配的成品率，保证了转子装配质量；通过对转子性能测试机构对转子进行转子性能测试，剔除不合格产品，可保证装配好的转子性能良好，明显降低后期的维护成本。

3)本实用新型通过前期对转子打码标记，来实现对转子型号及生产数据的记录，在装配过程中，可通过识别二维码来确定转子型号，进而选择合适的装配工装进行装配，使用一条装配生产线即可实现对不同型号转子的装配，降低了装配成本。

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申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型实施例一中的整体装配生产线的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中激光打码装置的结构示意图；

图3(a)是本实用新型实施例一中换向器压装分系统的结构示意图；

图3(b)是本实用新型实施例一中换向器供料机构的结构示意图；

图3(c)是本实用新型实施例一中换向器压装机构的结构示意图；

图3(d)是本实用新型实施例一中第一定位装置的爆炸图；

图3(e)是本实用新型实施例一中转子下料转运机构的结构示意图；

图4是是本实用新型实施例一中转子转运滑台的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一中精车设备的结构示意图；

图6(a)是本实用新型实施例一中识别设备的结构示意图；

图6(b)是本实用新型实施例一中识别设备的结构详图；

图7(a)是本实用新型转子性能测试机构的结构示意图；

图7(b)是本实用新型可滑动转子性能测试台的结构示意图。

其中，100、小电机转子自动装配与测试系统；

1、转子供料机构；2、转子打码装置；3、换向器压装分系统；4、自动绕线机；5、精处理机构；6、转子性能测试机构；7、搬运机器人；8、转子转运滑台、9、转子成品下料台； 10、不合格转子放置处；11、PLC控制系统；11-5、生产显示看板；a、转子；

2-1、激光打码机；2-2、二维码识别仪；2-3、转子转动驱动工装；

3-1、换向器供料机构；3-2、压装机构；3-3、转子下料转运机构；11-1、第一控制柜；11-2、第二控制柜；

3-11、换向器供料台；3-12、换向器传送模块；3-13、换向器拨正模块；3-121、传送带； 3-122、第一驱动电机；3-123、第二传感器；3-124、皮带矫正块；3-125、隔离块；3-126、隔离气缸；3-131、第三传感器；3-132、拨正板；3-133、拨正板控制模块；

3-21、支撑架；3-22、压装装置；3-23、第一定位装置；

3-221、第一驱动装置；3-222、换向器压入装置；3-223、压装检测装置；

3-231、安装座；3-232、转子限位体；3-233、磁铁；3-234、换向器导向块；3-235、凸棱；3-236、限位块；

3-31、转子抓手；3-32、第一转子顶紧气缸；3-33、抓手旋转与传输驱动电缸；3-34、电缸保护链带；3-35、转子倾斜检测传感器；3-36、抓手滑动导轨；3-37、抓手旋转到位检测传感器；

3-2231、第二压力传感器；3-2232、转子检测光栅；3-2233、换向器检测光栅；3-2234、距离检测传感器；

5-1、点焊设备；5-2、精车设备；5-3、识别设备；5-4、圆度测试设备；5-5、动平衡测试处理设备；

5-21、转子放置台；5-22、转子搬运升降台；5-23、排烟排尘管；5-24、转子搬运台；5-25、精车机；5-251、人工操作台；

5-31、转子移载工装；5-32、二维码识别仪；5-33、二维码识别仪升降电缸；5-34、转子旋转定位皮带；5-35、进料检测传感器；5-36、转子移载位置检测传感器；5-37、转子出料检测传感器；11-3、第三控制柜；

5-311、移载工装升降气缸；5-312、移载工装横向驱动气缸；5-313、转子放置槽；

6-1、可滑动性能测试台；6-2、不合格转子下料台；11-4、第四控制柜；

6-11、转子定位台；6-12、转子升降台；6-13、性能测试仪；6-14、测试仪驱动气缸；6-15、第二转子顶紧气缸；6-16、转子升降驱动气缸；6-17、转子检测搬运气缸；6-18、测试滑动导轨；6-19、拨正气缸；

8-1、转子转运检测传感器组；8-2、转子载台；8-3、转子转运驱动电缸；8-4、转子载台滑动导轨。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和\/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和\/或它们的组合。

此外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

参见图1，本实施例提供一种小电机转子自动装配与测试系统100，该系统包括转子供料机构1、转子打码装置2、换向器压装分系统3、自动绕线机4(绕线装置)、精处理机构5、转子性能测试机构6、搬运机器人组、PLC控制系统11、转子转运滑台8、转子成品下料台、生产显示看板12及不合格转子放置处10，其中，转子供料机构1、转子打码装置2、换向器压装分系统3、自动绕线机4、精处理机构5、转子性能测试机构6及搬运机器人组均与PLC 控制系统连接，并受其控制执行转子装配动作；

本实施例中，转子供料机构1，用于提供待装配的转子；搬运机器人组，包括多个搬运机器人7(图中并未全部示出)，各个搬运机器人分别用于各个装配阶段转子的转运；

转子打码装置2，与转子供料机构1相邻设置，参见图2，包括激光打码机2-1、二维码识别仪2-2及转子转动驱动工装2-3，其中，激光打码机2-1、二维码识别仪2-2分别设置于转子转动驱动工装2-3的前侧及左侧，在执行打码动作时，转子a被放置于转子转动驱动工装2-3的上端，打码完成后，转子转动驱动工装2-3带动转子a向左侧旋转至其正对二维码识别仪2-2，从而使二维码识别仪2-2对转子a上的二维码进行校对，若该转子a上的二维码所携带的信息与其实际的基本信息不符，则该转子终止装配，搬运机器人将其作为不合格转子转运至不合格转子回收处，若二维码所携带信息与转子的基本信息一致，则搬运机器人将转子搬运至换向器压装分系统3的取料处。

换向器压装分系统3，与转子打码装置2相邻设置，用于实现转子与换向器的自动压装；如图3(a)所示，换向器压装分系统3包括换向器供料机构3-1、压装机构3-2及转子下料转运机构3-3，其中，换向器供料机构3-1、压装机构3-2及转子下料转运机构3-3均与第一控制柜11-1(作为PLC控制系统的分控制柜，以下类似)连接，本实施例中，换向器压装分系统3的具体结构为：

参见图3(b)，换向器供料机构3-1，包括顺次连接的换向器供料台3-11、换向器传送模块3-12和换向器拨正模块3-13，换向器传送模块3-12将所述换向器供料台3-11中的换向器逐个传送至换向器取料处，供搬运机器人抓取；换向器拨正模块3-13设置于换向器取料处，用于拨正换向器，以便于搬运机器人抓取；

再具体的：换向器供料台3-1包括振动盘，振动盘上设置有第一传感器，该第一传感器与第一控制柜11-1连接，用于检测振动盘中余料(换向器)是否充足，第一控制柜11-1根据第一传感器检测得到的余料数量判断是否需要人工补给换向器，本实施例中第一传感器为设置于振动盘的换向器承载面上的压力传感器，该压力传感器实时检测振动盘内换向器的总重量，并将检测结果传输至控制系统，第一控制柜11-1根据该检测结果判断是否需要人工加料。

换向器传送模块3-12，包括传送带3-121、第一驱动电机3-122，传送带3-121的入口与振动盘的出料口衔接，用于在振动盘出料口处承接换向器，并将换向器运送至换向器取料处 (传送带的另一端)；第一驱动电机3-122与传送带3-121连接，用于驱动传送带3-121转动。此外，传送带3-121的入口处设置有用于检测振动盘是否工作的第二传感器3-123，当第二传感器3-123检测到振动盘工作时，第一控制柜11-1控制第一驱动电机3-122启动，进而驱动传送带3-121转动，进行换向器的输送；此外，振动盘的出料口出设置有皮带矫正块3-124，用于在振动盘出料口处矫正换向器的输出方位，并保证换向器自振动盘出料口被逐个输出。

本实施例中，传送带3-121的中部设置有隔离块3-125，该隔离块3-125用于隔离换向器取料处的待抓取换向器与传送带3-121上的其他换向器，使单次压装流程中仅有一个换向器被传送至换向器取料处，该隔离块3-125具体包括隔离板及与其连接的隔离气缸3-126，隔离气缸3-126驱动隔离板前后伸缩或上下升降，以实现上述隔离目的。

换向器拨正模块3-13包括第三传感器3-131、拨正块3-132及拨正块控制模块3-133，拨正块3-132用于将换向器定位于换向器取料处，并拨正换向器朝向，防止其发生歪斜；拨正块控制模块3-133用于控制并驱动拨正块3-132动作，该拨正控制模块3-133包括拨正块控制气缸；第三传感器3-131用于检测换向器取料处的换向器是否被搬运机器人抓取走。

参见图3(c)，压装机构3-2包括支撑架3-21、压装装置3-22及第一定位装置3-23，第一定位装置3-23可拆卸地固定于支撑架3-21上，用于对转子及换向器进行定位，压装装置 3-22设置于第一定位装置3-23的上端，用于对定位后的换向器及转子执行压装动作；

参见图3(d)，第一定位装置3-23包括转子定位装置、换向器定位装置，转子定位装置设置于支撑架底部，所述换向器定位装置与所述转子定位装置上下相邻设置，具体的：

转子定位装置包括安装座3-231及转子限位体3-232，其中，安装座3-231可拆卸地设置于支撑架3-21上，转子限位体3-232设置于安装座3-231上端；

转子限位体3-232的下半部分横截面为半圆环状，用于环抱转子，且其中部前端面上固定有磁铁3-233，以提高转子的紧固度。转子限位体3-232上端为圆筒状，其内部侧壁上设有换向器导向块定位销，便于换向器导向块3-234的安装及定位。

换向器定位装置包括换向器导向块3-234，该换向器导向块3-234自转子限位体3-232的上端嵌入在转子限位体3-232内；换向器导向块3-234内设有换向器导向通道，该导向通道的侧壁上设有至少一个用于导向换向器走向的凸棱3-235，此外，换向器导向块3-234的侧壁上还嵌有限位块3-236，该限位块2-236用于进一步对换向器进行位置限定，以使换向器的位置更为精确。

由于换向器定位装置嵌入于转子定位装置内，第一定位装置3-23的安装座3-231通过螺钉或其他可拆卸装置固定于支撑架3-21上，当转子型号改变时，将安装座3-231拆下，即可将整套的第一定位装置3-23拆下进行更换。

参见图3(d)，压装装置3-22包括第一驱动装置3-221、换向器压入装置3-222及压装检测装置3-223，其中，第一驱动装置3-221包括压装气缸，该压装气缸通过安装架固定于支撑架3-21上端，换向器压入装置3-222包括连接杆、导轨组件及压杆，压装气缸的输出端通过连接件与压杆连接，连接杆与导轨组件连接，导轨组件在气缸的驱动下带动压杆沿导轨滑动方向移动，实现压装动作；压装检测装置3-223包括第二压力传感器3-2231，用于检测压装装置3-22对换向器的压装力度，以防止压装用力过度，导致转子压装不合格。

此外，本实施例中，压装检测装置3-223还包括转子检测光栅3-2232及换向器检测光栅 3-2233及距离检测传感器3-2234，其中，转子检测光栅3-2232及距离检测传感器3-2234分别通过支架固定于第一定位装置3-23一侧的前后两端，用于检测转子是否就绪；换向器检测光栅3-2233通过支架固定于第一定位装置3-23的另一侧，用于检测换向器是否就绪；

在压装过程中，第二压力传感器3-2231通过导向轴连接板与压杆连接，用于检测装配过程中压杆所受压力，进而检测转子与换向器之间的贴合力，在压装过程中，当转子与换向器之间的贴合力达到预设大小时，控制系统的主控制器控制压装气缸动作，使连接杆带动压杆回位，完成压装。

如图3(e)，转子下料转运机构3-3用于放置已压装好换向器的转子，并作为下一工序的供料台；具体的：转子下料转运机构3-3包括转子抓手3-31、第一转子顶紧气缸3-32、抓手滑动导轨3-36及转子倾斜检测传感器3-35；

其中，抓手滑动导轨3-36，固定于转运台上，用于为转子抓手3-31提供行走导向；

转子抓手3-31通过抓手旋转与传输驱动电缸3-33设置于抓手滑动导轨3-36上，用于将已压装换向器的转子自压装机构3-2取下，并输送至下一工序的取料处；

第一转子顶紧气缸3-32，与转子抓手3-31连接，用于在转子、换向器压装过程中顶紧转子，防止其发生倾斜，保证压装直线度。

下料检测装置，包括设置于抓手滑动导轨3-36的一端与转子抓手3-31连接的抓手旋转到位检测传感器3-37及设置于抓手滑动导轨3-36另一端的转子倾斜检测传感器3-35。

此外，本实施例的技术方案中，在抓手旋转与传输驱动电缸3-33外侧，沿抓手滑动导轨 3-36延伸方向设置电缸保护链带3-34，用于保护该电缸。

本实施例中，自动绕线机4用于对转子进行自动绕线，自动绕线机4与换向器压装分系统3相邻设置，用于对已压装好换向器的转子进行绕线，在本领域中，自动绕线机4为现有装置，在此对其结构不作赘述。

此外，如图1所示，由于在本实施例中同时采用3个自动绕线机4进行绕线操作，因此已绕线转子通过一转子转运滑台8输送至精处理机构5，参见图4，转子转运滑台8包括转子转运检测传感器组8-1、转子载台8-2、转子转运驱动气缸8-3及转子载台滑动导轨8-4，其中，待转运的转子被搬运机器人放置在转子载台8-2上，转子转运驱动气缸8-3驱动承载有转子的转子载台8-2在转子载台滑动导轨8-4上移动，将转子自转子转运滑台8的一端转运至另一端；转子转运检测传感器组8-1包括两个位置检测传感器，分别设置于转子转运滑台8的前后两端，其前端的位置检测传感器用于检测转子是否在转子载台8-2上放置到位，后端的位置检测传感器用于检测转子是否被转运到位。

精处理机构5用于对转子进行精处理，并根据转子的基本信息对已绕线完毕的转子进行圆度及动平衡检测；本实施例中，精处理机构包括点焊设备5-1、精车设备5-2、识别设备5-3、圆度测试设备5-4及动平衡测试处理设备5-5；其中：

点焊设备5-1用于将换向器耳朵焊接在已压装于转子上的换向器上；精车设备5-2用于对焊接后的换向器进行毛刺抛光；识别设备5-3用于扫描识别转子上的二维码，以获取转子型号及生产数据；圆度测试设备5-4根据转子型号测试转子及换向器的圆度；动平衡测试处理设备5-5用于测试转子的动平衡性，并对转动时不平衡的转子进行修正。

如图5所示，精车设备5-2包括转子放置台5-21、转子搬运升降台5-22、排烟排尘管5-23、转子搬运台5-24及精车机5-25，其中转子放置台5-21用于放置转子，转子搬运升降台5-22 用于调整转子放置台5-21的高低位置，转子搬运台5-24用于将精车抛光后的转子搬运至二维码识别仪5-32的取料口，精车机5-25设置于精车设备5-2的中部，排烟排尘管5-23设置于精车机5-25的一侧。本实施例所采用的精车机5-25为全自动精车机，具有灵活的应用方法，具体的，其包括全自动工作模式及半自动工作模式，当其处于全自动模式时，精车过程不需要人工参与，当其切换为半自动模式时，工人可在人工操作台5-251处以按动按钮的方式控制精车过程。

如图6(a)所示，识别设备5-3包括转子移载工装5-31、二维码识别仪5-32、二维码识别仪升降电缸5-33、旋转定位皮带5-34、进料检测传感器5-35、转子移载位置检测传感器5-36 及转子出料检测传感器5-37；其中，转子移载工装5-31设置于第三控制柜11-3上，其一端为设置有进料检测传感器5-35的转子进料处，另一端为设置有出料检测传感器5-37的转子出料处；二维码识别仪5-32设置于转子移载工装5-31中部的一侧，且转子移载工装5-31上端的中部正对于二维码识别仪5-32的位置处设置有转子移载位置检测传感器，用于检测转子是否被移载至二维码识别仪的识别处。

如图6(a)、(b)所示，二维码识别仪5-32后端设置有二维码识别仪升降气缸5-33，下端设置有转子旋转定位皮带5-34，二维码识别仪升降气缸5-33主要用于调整转子旋转定位皮带5-34的高度；转子移载工装5-31包括转子放置槽5-313、移载工装横向驱动气缸5-312及移载工装升降气缸5-311，其中转子放置槽5-313用于承载待识别的转子，移载工装横向驱动气缸5-312与转子放置槽5-313连接，用于驱动转子放置槽5-313横向移动，将识别设备转子取料处的转子输送至二维码识别仪5-32下端进行识别，再将识别后的转子移载至识别设备转子出料处；移载工装升降气缸5-311用于调整转子放置槽5-313的高度。

基于上述识别设备的结构，本实施例中，其具体的工作流程为：

进料检测传感器5-35检测到识别设备进料处具有待识别的转子，移载工装横向驱动气缸 5-312将转子放置槽5-313驱动至待识别转子的下端，移载工装升降气缸5-311驱动转子放置槽5-313上升，进而将待识别转子自识别设备的转子进料处取下，移载工装横向驱动气缸5-312 驱动转子放置槽5-313横向移动，转子移载位置检测传感器5-36检测到转子被移载至二维码识别仪5-32的下端时，移载工装横向驱动气缸5-312停止动作；二维码识别仪升降电缸5-33 驱动转子旋转定位皮带5-34向下移动，使其与转子接触，并通过驱动转子旋转定位皮带5-34 的转动带动转子转动，以将转子翻转至二维码朝上，二维码识别仪5-32识别该二维码信息，识别成功后，移载工装横向驱动气缸5-312带动转子放置槽5-313继续横向移动，将转子送至识别设备出料处。识别设备5-3下端的第三控制柜111-3分别与二维码识别仪5-32、二维码识别仪升降气缸5-33及转子搬运气缸5-34连接，用于控制控制识别设备5-3执行转子识别动作。

如图7(a)，转子性能测试机构6，包括可滑动性能测试台6-1及不合格转子下料台6-2，用于对已精处理完毕的转子进行性能测试，确定转子是否装配合格，若转子装配不合格，则将转子运送至不合格转子下料台6-2；此外，转子性能测试机构6设置于第四控制柜11-4上，该第四控制柜11-4用于控制转子性能测试机构对转子执行转子性能测试工作。

如图7(b)所示，可滑动转子性能测试台6-1具体包括：转子定位台6-11、转子升降台 6-12、性能测试仪6-13、测试仪驱动气缸6-14、第二转子顶紧气缸6-15、转子升降驱动气缸 6-16、转子检测搬运气缸6-17及测试滑动导轨6-18；

具体的，转子定位台6-11固定于转子升降台6-12上，转子升降驱动气缸6-16与转子升降台6-12连接，用于驱动转子升降台6-12升降；性能测试仪6-13设置于测试滑动导轨6-18 上，测试仪驱动气缸6-14设置于性能测试仪6-13后端且与其连接，用于驱动器沿测试滑动导轨6-18前后滑动；转子检测搬运气缸6-17与转子升降台6-12的下端连接，用于驱动转子升降台6-12带动转子沿测试滑动导轨6-18移动，以使其移动至待检测位置；第二转子顶紧气缸6-15及拨正气缸6-19通过支架固定于测试滑动导轨6-18的中部一侧，拨正气缸6-19用于在转子升降台6-12沿测试滑动导轨6-18移动过程中对转子进行拨正；第二转子顶紧气缸 6-15用于在测试过程中，加固转子与测试仪的贴合度。

本实施例中，PLC控制系统11用于对转子装配过程进行数据监测及控制；包括主控制系统及多个分控制系统(在本实施例中以控制柜的形式体现)，各个分控制系统分别用于对小电机转子自动装配与测试系统内的各个装配过程进行控制，主控制系统及分控制系统内均包括分控制器、通信模块及I\/O接口模块；特别的，主控制系统内还包括数据库、显示模块，该数据库、显示模块及通信模块均与所述控制器连接；具体的：

各个分控制器，用于控制执行对应装配阶段转子的自动装配工序；

数据库，用于存储转子的型号、装配信息及性能参数信息；

显示模块，包括生产显示看板11-5，用于显示生产数据、测试数据及报警信息。

通信模块，连接PLC控制器及转子供料机构、转子打码装置、换向器压装分系统、绕线装置、精处理机构、转子性能测试机构和搬运机器人组，用于提供数据通信通道。

下述为基于本实施例提供的小电机转子自动装配与测试系统的小电机转子自动装配与测试系统的小电机转子自动装配与测试方法，如下步骤：

步骤1)：对转子型号进行打码处理，并对打码后的转子压装换向器；

步骤2)：对已压装好换向器的转子进行绕线处理；

步骤3)：根据转子标记确定转子型号，选择对应的测试装置，进行外形测试；

步骤4)：对外形测试合格的转子进行性能测试，并将测试合格的转子送至下一工序。

其中，步骤4)中，所述性能测试包括测试转子的电压特性、电流特性，换向器线圈之间的电阻特性及转子线圈的绝缘性能。

本实施例提供的小电机自动装配与测试系统，实现了电机转子装配全程的自动化，经实验测试，整个系统的装配过程耗时不到12s，显著提高了转子装配效率，且在不停机保养的情况下，该系统可连续工作24h以上，明显节约了人力成本。且本实施例通过精处理机构对转子及换向器进行去毛刺、抛光、圆度测试及动平衡测试、处理等，明显提高了转子转配的成品率，保证了转子装配质量；通过对转子性能测试机构对转子进行转子性能测试，剔除不合格产品，可保证装配好的转子性能良好，明显降低后期的维护成本。此外，本实施例通过前期对转子打码标记，来实现对转子型号及生产数据的记录，在装配过程中，可通过识别二维码来确定转子型号，进而选择合适的装配工装进行装配，使用一条装配生产线即可实现对不同型号转子的装配，显著降低了装配成本。

此外，需要说明的是：

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

设计图

一种小电机转子自动装配与测试系统论文和设计

一种小电机转子自动装配与测试系统论文和设计-林志伟

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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