一种电动机槽楔切割装置

技术领域

本发明属于电动机槽楔切割技术领域，具体地，涉及一种电动机槽楔切割装置。

背景技术

现有技术中，电动机槽楔内的线圈很难取出，多采用人工切割的形式，这种方式效率低下，切割难度大，槽楔切割的深度难以掌握，造成线圈损坏；现有的机械切割，存在同样无法很好的控制切割深度的问题，或者控制方法简陋，无法实现自动化，造成无法批量切割，槽楔切割效率低下，且工人劳动强度高；另外电动机切割中槽楔轴向的定位也是切割过程中难以解决的问题，切割线条不齐，无法完整的取出线圈，且容易造成线圈的损坏。槽楔的材质一般为环氧树脂，切割过程会产生大量粉尘，人工切割无法避免粉尘对人体的伤害，因此自动切割是发展的必然趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电动机槽楔切割装置，解决现有技术中电动机槽楔切割过程中，无法有效定位、切割深度难以控制、切割效率低下、线圈经切割容易损坏、以及对工人人体伤害的问题。

本发明为了解决现有技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种电动机槽楔切割装置，包括电动机支架和设置在所述电动机支架一侧的切割机构，所述电动机支架内部中空，用于放置伺服电机和减速机，通过伺服电机能更好的控制电动机的旋转速度；

所述电动机支架上设有滚轮轴和配合所述滚轮轴使用的环形工装，所述环形工装包括第一夹板和第二夹板，电动机轴向水平安装在所述第一夹板和第二夹板之间，第一夹板和第二夹板与电动机通过电动机端盖止口配套固定，第一夹板和第二夹板可以确保不同电动机的中心轴线位置基本一致，所述第一夹板上设有大齿轮，所述大齿轮与设在所述滚轮轴上的小齿轮啮合，啮合能够确保电动机分度转动时不会因滑动而错位，能最大限度的确保电动机连续准确的转动；并且在滚轮轴的一端上设置小齿轮，不但能够通过齿轮传动确保电动机旋转角度准确性，也能作为电动机轴向的定位装置，确保相同型号电动机的槽楔切割加工时起点的一致性；所述滚轮轴上还设有编码器用于控制电动机转动的角度，具体方式为通过编码器反馈来控制伺服电机实现滚轮轴旋转的角度。

所述切割机构包括可移动立柱、可在所述可移动立柱上上下移动的水平支架和通过托板安装在所述水平支架上的切割头，所述水平支架上设有用于所述托板水平移动的导轨，还包括位移传感器，用于测量并记录可移动立柱位移数据、水平支架在可移动立柱上的位移数据和托板在水平支架上的位移数据；

所述切割头可伸入电动机圆柱形内腔并沿所述电动机轴向切割。

进一步地，所述切割头包括铣刀、铣刀安装架、调节板和用于控制铣刀切割深度的定位机构；

所述铣刀安装架固定设置在所述调节板一端，所述调节板通过销钉安装在所述托板上，所述调节板可绕所述销钉转动，所述调节板另一端与设置在所述托板上的第一气缸连接，所述第一气缸沿竖直方向拉动所述调节板另一端向上运动；第一气缸向上拉动后，调节板一端缓慢下移，使铣刀、铣刀安装架和控制铣刀切割深度的定位机构抵接电动机内腔下部槽楔表面，进入切割工序；

所述定位机构包括安装在所述铣刀安装架上固定定位板和交错工作的第一活动定位板和第二活动定位板，固定定位板用于槽楔全线开槽深度定位用，通过设置的腰型孔使其上下位置可调，活动定位板用于槽楔端部开槽定位。

所述固定定位板依次包括的第一面板、第二面板、第三面板和第四面板，所述第一面板、第二面板、第三面板和第四面板间依次形成第一腔体、第二腔体和第三腔体，第一活动定位板和第二活动定位板分别设置在所述第一腔体和第三腔体内，所述铣刀自第二腔体穿出；

所述第一活动定位板和第二活动定位板一端均通过销钉螺栓固定安装在所述铣刀安装架上，另一端端部均配套设有第一微动开关和第二微动开关且与安装在所述铣刀安装架上的第二气缸和第三气缸分别连接，所述第二气缸和第三气缸可沿竖直方向向下分别推动所述第一活动定位板和第二活动定位板另一端，所述第一活动定位板和第二活动定位板上均设有台阶面；第一微动开关和第二微动开关能够感应第一活动定位板和第二活动定位板离开电动机槽楔端部瞬间，确保铣刀中心轴线准确位于槽楔起点或终点的正上方，为了确保位置感应的可靠性，第一活动定位板和第二活动定位板均可设2个微动开关；

所述第一活动定位板和第二活动定位板随所述切割头伸入所述电动机圆柱形内腔，第一活动定位板或第二活动定位板工作并沿槽楔表面移动，当台阶面运动到所述电动机槽楔端部并离开的瞬间，所述第二气缸或第三气缸推动第一活动定位板或第二活动定位板下移，触发第一微动开关或第二微动开关控制所述切割头停止移动，完成电动机槽楔端部定位。

进一步地，还包括设置在所述电动机另一侧的可移动除尘设备。

更进一步地，还包括设置在电动机支架侧面与所述可移动立柱配合的滑轨，所述滑轨与电动机轴向垂直设置，所述可移动立柱在所述滑轨上移动，位移数据通过位移传感器测量得到，能够更加准确快速的确定所述切割头中心与所述电动机中心的重合性；所述可移动立柱底部与可伸缩钢板防护罩连接，所述可伸缩钢板防护罩覆盖所述滑轨，所述可伸缩钢板防护罩保证了操作地面的平整，具有较高的强度和刚性，能确保承受工人的重量，方便操作工正常工作，同时能遮挡现场灰尘不会落到滑轨上。

进一步地，所述编码器个数为2个，其中1个用于运动反馈，另1个用来检验第1个反馈数据的一致性，能够保证电动机每次旋转角度的准确性和可靠性。

进一步地，所述水平支架高度通过手轮调节，所述手轮位于所述可移动立柱顶部，通过手轮调节水平支架位于可移动立柱的高度，配合位移传感器能确保快速调整切割头相对不同型号电动机槽楔对应的距离高度。

进一步地，所述调节板另一端与所述第一气缸间设有弹簧，所述弹簧与所述调节板垂直设置，弹簧的设置确保在失电或失压的情况下能快速抬起铣刀，确保铣刀不会伤害所述电动机。

进一步地，还包括设置在托板上的限位机构，所述限位机构位于所述调节板上部且位于所述调节板另一端与销钉之间。

进一步地，第一活动定位板和第二活动定位板上的台阶面方向相反且第一活动定位板上的台阶面呈Z型，用于电动机槽楔右端定位，第二活动定位板上的台阶面用于电动机槽楔左端定位；方向相反的台阶面能够完成电动机两端端面的定位，保证切割过程中，不会切割伸出的线圈，避免线圈的损坏和保证线圈的完整性。

进一步地，所述第二面板和/或第三面板下部设有凸起部。

本发明的工作原理如下：

根据电动机结构确定槽楔轴向的初始右端起点和初始左端终点坐标。

右端起点切割：

切割头通过水平支架伸入电动机圆柱形内腔至靠近电动机槽楔初始右端起点坐标；第一活动定位板工作，第二气缸推动第一活动定位板向下移动，直到第一活动定位板碰到电机定子线圈的槽楔而停止移动；切割头随水平支架向电动机槽楔右端端部移动，当第一活动定位板台阶面移动到电动机槽楔右端端部并在移出瞬间，该活动定位板在第二气缸的压力下会快速下移，触发第一微动开关，控制切割头停止移动，此时铣刀的中心轴线刚好位于电动机槽楔右端部的正上方，通过位移传感器获取电动机槽楔实际右端起点坐标；启动铣刀，转动至额定转速，准备电动机槽楔实际右端起点开槽；第一气缸沿竖直方向拉动所述调节板另一端向上运动，切割头缓慢进入切割区域，完成电动机槽楔实际右端起点坐标切割。

左端终点切割：

切割头通过水平支架伸入电动机圆柱形内腔靠近电动机槽楔初始左端终点坐标位置，第三气缸推动第三活动定位板向下移动，直到第二活动定位板碰到电机定子线圈的槽楔而停止移动；切割头随水平支架向电动机槽楔左端端部移动，当第二活动定位板台阶面移动到电动机槽楔左端端部并在移出瞬间，第二活动定位板在第二气缸的压力下会快速下移，触发第二微动开关，控制切割头停止移动，此时铣刀的中心轴线刚好位于电动机槽楔左端端部的正上方，通过位移传感器获取电动机槽楔实际左端终点坐标；启动铣刀，转动至额定转速，准备电动机槽楔实际左端终点开槽；第一气缸沿竖直方向拉动所述调节板另一端向上运动，切割头缓慢进入切割区域，完成电动机槽楔实际左端终点坐标切割。

槽楔切割：

当电动机槽楔实际左端终点开槽工作完成后，铣刀无需离开切割区域，可以接着进入全线开槽工作，根据位移传感器得到的电动机槽楔实际右端起点坐标，切割头自电动机槽楔实际左端终点坐标切割至实际右端起点坐标，完成电动机槽楔切割。

当需要进入下一槽楔切割时，转动环形工装，在伺服电机及编码器的准确控制下，电动机准确转动一定的角度，实现下一槽楔的切割工作。

有益效果如下：

本发明的电动机槽楔切割装置能够通过环形工装实现电动机的准确定位，且通过环形工装的旋转角度提高了切割效率及切割精确度；通过定位机构控制切割深度，避免了切割过程中对于线圈的损坏，通过对起点和终点的双定位方式避免了对外部线圈的损坏，提高了电动机槽楔切割的效率和可靠性。

附图说明

图1为本实施例电动机槽楔切割装置示意图；

图2为本实施切割头与水平支架结构示意图；

图3为本实施例固定定位板平面示意图；

图4为本实施例固定定位板立体示意图；

图5为本实施例活动定位板示意图；

图6为本实施例活动定位板示意图；

图7为本实施例切割头结构示意图；

图8为本实施例切割头结构立体图；

图9为本实施例切割头终点切割准备状态示意图；

图10为本实施例切割头终点切割准备状态放大图；

图11为本实施例切割头终点切割定位状态示意图；

图12为本实施例切割头终点切割定位状态放大图；

图13为本实施例切割头起点切割定位状态示意图；

图14为本实施例切割头起点切割定位状态放大图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例

如图1~8所示，本实施例一种电动机槽楔切割装置，包括电动机支架2和设置在电动机支架2一侧的切割机构3，所述电动机支架2内部中空，用于放置伺服电机和减速机，通过伺服电机能更好的控制电动机的旋转速度。

电动机支架2上设有滚轮轴20和配合滚轮轴20使用的环形工装21，环形工装21包括第一夹板211和第二夹板212，电动机4轴向水平安装在第一夹板211和第二夹板212之间，第一夹板211和第二夹板212与电动机4通过电动机端盖止口配套固定，第一夹板211和第二夹板212可以确保不同电动机的中心轴线位置基本一致，第一夹板211上设有大齿轮5，大齿轮5与设在滚轮轴20上的小齿轮200啮合，啮合能够确保电动机4分度转动时不会因滑动而错位，能最大限度的确保电动机4连续准确的转动；并且在滚轮轴的一端上设置小齿轮，不但能够通过齿轮传动确保电动机旋转角度准确性，也能作为电动机轴向的定位装置，确保相同型号电动机的槽楔切割加工时起点的一致性；滚轮轴20上还设有编码器201用于控制电动机转动的角度，具体方式为通过编码器201反馈来控制伺服电机实现滚轮轴20旋转的角度。

切割机构3包括可移动立柱30、可在所述可移动立柱30上上下移动的水平支架31和通过托板15安装在水平支架31上的切割头1，水平支架31上设有用于托板15水平移动的导轨6；本实施例中，还包括位移传感器，用于测量并记录可移动立柱位移数据、水平支架在可移动立柱上的位移数据和托板在水平支架上的位移数据。

切割头1可伸入电动机4圆柱形内腔并沿电动机4槽楔轴向切割。

切割头1包括铣刀10、铣刀安装架11、调节板12和用于控制铣刀切割深度的定位机构13。

铣刀安装架11固定设置在调节板12一端，调节板12通过销钉安装在托板15上，调节板12可绕销钉转动，调节板12另一端与设置在托板15上的第一气缸16连接，第一气缸16沿竖直方向拉动调节板12另一端向上运动；第一气缸16向上拉动后，调节板12一端缓慢下移，使铣刀10、铣刀安装架11和控制铣刀切割深度的定位机构13抵接电动机内腔下部槽楔表面，进入切割工序。

定位机构13包括安装在铣刀安装架11上固定定位板17和交错工作的第一活动定位板18和第二活动定位板18-1；固定定位板17用于槽楔全线开槽深度定位用，通过设置的腰型孔使其上下位置可调，活动定位板用于槽楔端部开槽定位。

固定定位板17依次包括的第一面板171、第二面板172、第三面板173和第四面板174，第一面板171、第二面板172、第三面板173和第四面板174间依次形成第一腔体175、第二腔体176和第三腔体177，第一活动定位板18和第二活动定位板18-1分别设置在第一腔体175和第三腔体177内，铣刀10自第二腔体176穿出。

第一活动定位板18和第二活动定位板18-1一端均通过销钉螺栓固定安装在铣刀安装架11上，另一端端部均配套设有第一微动开关19和第二微动开关19-1且与安装在铣刀安装架11上的第二气缸160和第三气缸160-1分别连接，第二气缸160和第三气缸160-1可沿竖直方向向下推动第一活动定位板18和第二活动定位板18-1另一端，第一活动定位板18和第二活动定位板18-1上均设有台阶面180；第一微动开关19和第二微动开关19-1能够分别感应第一活动定位板18和第二活动定位板18-1离开槽楔端部瞬间，确保铣刀中心轴线准确位于槽楔起点或终点的正上方，为了确保位置感应的可靠性，第一活动定位板18和第二活动定位板18-1均可设2个微动开关。

如图13和14所示，第一活动定位板18随切割头1伸入电动机4圆柱形内腔并沿槽楔表面移动，当台阶面180运动到电动机槽楔右端端部并离开的瞬间，第二气缸160推动第一活动定位板18下移，触发微动开关19控制切割头1停止移动，完成电动机槽楔右端端部定位；电动机槽楔左端端部定位方式相同，通过第二活动定位板18-1完成。

本实施例还包括设置在电动机另一侧的可移动除尘设备7。

还包括设置在电动机支架2侧面与可移动立柱30配合的滑轨，滑轨与电动机轴向垂直设置，可移动立柱30在滑轨上移动，可移动立柱30底部与可伸缩钢板防护罩8连接，可伸缩钢板防护罩8覆盖滑轨，本实施例中，滑轨设置于凹槽内，通过可伸缩钢板防护罩8保证操作地面的平整，具有较高的强度和刚性，能确保承受工人的重量，方便操作工人正常工作，同时能遮挡现场灰尘不会落到滑轨上。

本实施例中，编码器201个数为2个，其中1个用于运动反馈，另1个用来检验第1个反馈数据的一致性，能够保证电动机4每次旋转角度的准确性和可靠性。

本实施例中，水平支架31高度通过手轮9调节，手轮9位于可移动立柱30顶部，通过手轮9调节水平支架31位于可移动立柱30的高度，本实施例中，配合位移传感器能确保快速调整切割头1相对不同型号电动机槽楔对应的距离高度。

本实施例中，调节板12另一端与第一气缸16间设有弹簧22，弹簧22与调节板12垂直设置，弹簧22的设置确保在失电或失压的情况下能快速抬起铣刀，确保铣刀不会伤害电动机4。

本实施例中，还包括设置在托板15上的限位机构23，限位机构23位于调节板12上部且位于调节板另一端与销钉之间；本实施例中调节板一端指的是靠近切割头端，调节板另一端指的是靠近第一气缸端。

本实施例中，如图5和6所示，第一活动定位板18和第二活动板18-1上的台阶面180方向相反，第一活动定位板18上的台阶面180呈Z型，用于电动机槽楔右端定位，第二活动定位板18-1上的台阶面用于电动机槽楔左端定位，方向相反的台阶面能够完成电动机4槽楔两端端面的定位，保证切割过程中，不会切割伸出的线圈，避免线圈的损坏和保证线圈的完整性。

本实施例中，第二面板172和第三面板173下部均设有凸起部24。

如图9~14所示，本实施例的工作原理如下：

根据电动机结构确定槽楔轴向的初始右端起点和初始左端终点坐标。

如图13~14所示为电动机槽楔右端起点切割，结合附图1~8可知，切割头1通过水平支架31伸入电动机4的圆柱形内腔至靠近电动机槽楔初始右端起点坐标位置，第二气缸160推动第一活动定位板18向下移动，直到第一活动定位板18碰到电机定子线圈的槽楔而停止移动；切割头1随水平支架向电动机槽楔右端端部移动，当第一活动定位板18台阶面移动到电动机槽楔右端端部并在移出瞬间，第一活动定位板18在第二气缸160的压力下会快速下移，触发第一微动开关19，控制切割头1停止移动，此时铣刀的中心轴线刚好位于电动机槽楔右端端部的正上方，通过位移传感器获取电动机槽楔实际右端起点坐标；启动铣刀，转动至额定转速，准备电动机槽楔实际右端起点开槽；第一气缸16沿竖直方向拉动调节板12另一端向上运动，切割头1缓慢进入切割区域，完成电动机槽楔实际右端起点坐标切割。

如图9~12所示为电动机槽楔左端终点切割，结合附图1~8可知，切割头1通过水平支架31伸入电动机4的圆柱形内腔至靠近电动机槽楔初始左端终点坐标；第三气缸160-1推动第二活动定位板18-1向下移动，直到第二活动定位板18-1碰到电机定子线圈的槽楔而停止移动；切割头1随水平支架31向电动机槽楔左端端部移动，当第二活动定位板18-1台阶面移动到电动机槽楔左端端部并在移出瞬间，第二活动定位板18在第三气缸160-1的压力下会快速下移，触发第二微动开关19-1，控制切割头1停止移动，此时铣刀10的中心轴线刚好位于电动机槽楔左端端部的正上方，通过位移传感器获取电动机槽楔实际左端终点坐标；启动铣刀10，转动至额定转速，准备电动机槽楔实际左端终点开槽；第一气缸16沿竖直方向拉动调节板12另一端向上运动，切割头1缓慢进入切割区域，完成电动机槽楔实际左端终点坐标切割。

槽楔切割：

当电动机槽楔实际左端终点开槽工作完成后，铣刀无需离开切割区域，可以接着进入全线开槽工作，根据位移传感器得到的电动机槽楔实际右端起点坐标，切割头自电动机槽楔实际左端终点坐标切割至实际右端起点坐标，完成电动机槽楔切割。

当需要进入下一槽楔切割时，转动环形工装，在伺服电机及编码器的准确控制下，电动机准确转动一定的角度，实现下一槽楔的切割工作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护之内。