定子铁芯压装工序的自动化实现_巩方彬.pdf
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1、 精密制造与自动化 2022年第4期 58 定子铁芯压装工序的自动化实现*巩方彬1 霍宪洋 2(1.德州恒力电机有限责任公司 山东德州 253005;2.山东科耀视觉科技有限公司 济南 250101)摘 要 目前国内电机制造行业中,定子铁芯压入机座这一工序普遍采用人工操作的方式,这种生产方式不仅生产效率低,也伴随着工人劳动强度大和存在安全隐患的弊端。介绍一种用于 H160280 电机定子铁芯的可视化智能自动压装设备,该设备可以实现定子铁芯压装全工序的自动化完成,极大地提高生产效率。关键词 定子铁芯 机座压装 自动化 1 1 引言引言 电机是一种被广泛使用的将电能与机械能进行转换的设备,而定子铁
2、芯是组成电机的重要部件,其主要作用是组成电机主磁路的一部分,其上绕有定子绕组,用来形成发电机的电路1。在生产中,定子铁芯是通过对定子冲片进行堆叠固定后,再将其对准机座进行压装工艺所获得的。压装过程的速度和精确度将会在很大程度上决定工厂的生产效率和所生产的定子铁芯的质量。目前电机制造过程中,压装工艺主要采取人工操作的方式,这种生产方式不仅造成工厂的产出效率低下,也无法保证定子铁芯的质量需求,更因为车间的复杂环境对工人的生命安全带来不小的隐患。近年来,随着科学技术水平的长足发展,自动化生产逐渐成为一种趋势2。本文主要介绍一种用于定子铁芯压装工艺的自动化设备,其不仅可以将工人从繁杂的车间环境中解放出
3、来,也可以提高生产效率,保证产品质量,从而极大地改善当前工厂的定子铁芯压装过程。2 2 定子铁芯压装工艺现状定子铁芯压装工艺现状 2 2.1.1 定子铁芯压装过程现状定子铁芯压装过程现状 电机定子铁芯主要包括硅钢片、绕组、压圈和通风板槽等部件,在生产过程中首先需要将各部件固定紧固,然后将组装好的定子铁芯固定在机座上。当前针对该过程,工厂中主要采取人工压装的方式,工人首先需要将定子铁芯的中心对准机座的中心并将定子铁芯放置于机座之上,然后通过压装胎具,*山东省重点研发计划 编号:2020JMRH0202 利用压力机将定子铁芯压入机座中,从而完成生产过程。2 2.2 .2 定子铁芯人工压装方式的弊端
4、定子铁芯人工压装方式的弊端 人工作业的方式存在着诸多弊端。首先,人工对准的方式无法保证定子铁芯与机座压装的精准度,机座作为固定和支撑定子铁芯的部件,如果两者不能准确配合则会导致工况下电机振动过大,这不仅会影响电机的工作性能,也会对电机的结构造成损害3。其次,人工操作步骤繁多,需要工人密切关注压装过程并做出相应的操作,这就使得整体生产流程效率低下,限制了工厂产能的提升。最后,高强度的工作内容会对工人的身心健康带来伤害,复杂的车间环境也会对工人的安全带来隐患。3 3 定子铁芯自动化压装设备定子铁芯自动化压装设备 设备包括备料模块、视觉定位模块、机器人模块、视觉定位台模块、压胎管理模块、托板管理模块
5、、压装定位模块、压装模块、顶丝模块、下料模块、输送线模块、数据处理及显示模块、电气控制模块共十三部分。通过各模块的配合实现定子铁芯压装过程中物料准备、物料识别、尺寸检测、物料抓取、铁芯压装各工序的自动化实现。3 3.1.1 备料模块备料模块 在压装过程开始之前,工人需要先将要加工的定子铁芯和机座分别放置于备料台上,等待六轴机器人通过其上的气动夹具将定子铁芯与机座抓取到视觉定位台上进行下一步压装工作。而后,工人需要将定子铁芯及机座的尺寸参数输入系统中,以确保后续系统对两者定位时的精度要求,同时对压装系统的操作参数进行设置,从而使压装后形成的产DOI:10.16371/ki.issn1009-96
6、2x.2022.04.002 巩方彬 等 定子铁芯压装工序的自动化实现 59 品质量符合标准,图 1 为备料台现场图。图图 1 备料台备料台现场图现场图 3 3.2.2 机器人模块机器人模块 备料完成之后,工人即可操作系统控制设备开始工作。机器人模块位于定子铁芯备料台、基座备料台及视觉定位台之间,以方便抓手在三者之间抓取及放置工件。机器人上设置有视觉摄像头,用于捕捉图像信息来定位需要运送工件的位置,在成功定位工件所在位置之后,机器人系统会根据位置信息和之前输入的工件尺寸参数发出指令,控制气动夹具从备料台准确的固定并抓取工件至视觉定位台上。机器人操作现场,如图 2 所示。图图 2 装备气动夹手的
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