卧式蒙套自动压装系统的设计

2018-10-11唐亮

机电工程技术 2018年8期

唐亮

（广东省机械研究所，广东广州 510635）

0 引言

在微电机行业，转子涂敷[1]前，转子的轴等不需要涂敷的区域需要蒙套（夹具）对轴进行保护。在全自动涂敷线中，蒙套的自动压装系统对涂敷尺寸、质量的稳定起着非常关键的作用。结合某单位全自动涂敷线的情况及终端用户对生产节拍的要求，设计了一套卧式蒙套自动压装系统。

1 功能概述

蒙套的压装分为手动压装和自动压装，在自动压装设备中均采用立式压装方式，其主要缺陷在占地面积大，效率相对较低，与涂敷线的集成度不高。卧式蒙套自动压装系统很好地解决了以上问题。该卧式蒙套自动压装系统布局如图1所示，其主要分为上下料模块、转子定位模块、压装模块和蒙套接料模块4个功能模块，转子压装蒙套后的结构如图2所示。

（1）上、下料模块。由于该系统衔接线体前端的自动入轴设备及后续的涂敷主机，根据项目的需求，上、下料模块包含了转子输送线[2]、机器人、机器人夹具及下料中转平台4大主要功能部件。

图1 压装系统布局图

（2）转子定位模块。该模块主要在蒙套压装前将转子进行定位，由于转子长轴侧一端的轴比较长，转子在蒙套压装过程中转子会存在轴向力，因此转子定位模块中包含了转子定位模具、转子压紧机构及长轴侧的辅助定位机构3大主要功能部件。

（3）转子压装模块。根据转子规格的多样性，蒙套的压装尺寸可根据涂敷尺寸自动调整，同时为保证蒙套压装质量及节拍，压装系统中设置了蒙套在不同压入过程中的压装速度可调节的功能。转子压装模块主要包含伺服压装机构和压装块2个主要功能部件。

（4）蒙套接料模块。由于该系统为自动压装系统，蒙套的需采用自动供料方式上料，以实现过程自动化。蒙套接料模块主要包含双级接料滑台和蒙套导机构2个主要功能部件。

图2 带蒙套转子

2 动作流程设计

根据前后设备的衔接方式及生产节拍，蒙套自动压装系统采用双工位形式，即一次同时完成2个转子的蒙套压装，系统的动作流程设计如下：

（1）上、下料模块的转子输送线体，将已经压好轴的转子以水平放置的形式输送到机器人取料位；

（2）蒙套接料模块将完成蒙套的自动上料，并在压装机构取蒙套位等待；

（3）机器人带动夹具（双工位）移动到转子输送线的取料位置；

（4）机器人夹具夹取工件并移动至转子定位模块的定位槽；

（5）转子定位模块压紧机构将工件定位、压紧；

（6）首件压装时，机器人需重复动作（3）、（4），并在压装位上方等待；

（7）转子压装模块压块机构分别取两侧长、短蒙套，并将蒙套移动至滑动槽上；

（7）伺服压装机构将蒙套压入工件，根据不同的转子规格设定压入深度；

（8）伺服压装机构压入完成后，转子定位模块压紧机构将松开并移至一侧；

（9）机器人将已经压好蒙套的转子取出，将未压蒙套的转子放入定位模块的定位槽；

（10）将已经压好蒙套的转子移动到涂敷线体的中转夹具上，中转夹具将工件放置在涂敷线的输送螺杆上，进入涂敷工序。

3 关键机构的设计

3.1 机器人夹具设计及机器人选型

在上、下料模块中，机器人夹具的设计[3]及机器人的选型[4]是重点。根据项目的需求及系统的布局图，由于一次同时压装2个转子，根据转子材料，叠片直径、厚度，轴直径大小分析，整个转子的质量约150～200 g，取转子质量最大值200 g、转子直径ϕ30 mm作为设计夹爪的基本参数，夹爪气缸根据输出力大小、行程及预留安全系数等，夹爪选用缸径16 mm，单夹爪行程5 mm的Festo平行气爪[5]，配合连接机器人、夹块等附件，最终设计定型如图3所示。为保证生产节拍，机器人夹具采用了双工位设计。

机器人的选型，根据机器人在系统中的工作范围、夹具的重量、系统要求的重复定位精度、生产节拍等综合因素，选定了小型高速机器人ABB IBR 1200-5/0.9，其额定负载5 kg，工作半径R=901 mm，重复定位精度±0.025 mm，其性能参数完全满足系统的需求。