Устройство для автоматического изготовления якорей микроэлектродвигателей
Использование: как технологическое оборудование в электротехнической промышленности при изготовлении двух и более секционных якорей микродвигателей е торцевыми коллекторами. Сущность изобретения: устройство содержит намоточные головки с водилами, механизм вращения водил намоточных головок и механизм возвратно-поступательного перемещения водил намоточных головок. Механизм возвратно-поступательного перемещения водил намоточных головок выполнен в виде кареток по числу секций наматываемых якорей. с одной стороны подпружиненных к коническому копиру, установленному на одной оси с якорем с возможностью осевого перемещения от радиального кулачка, с противоположной стороны соединенных со шпинделями с водилами 5 намоточных головок , установленными с возможностью осевого перемещения перпендикулярно оси конического копира, eh yf ри которого расположены узел установки коллектора якоря, узел отрезки проводов и узел захвата проводов , при этом узел установки коллектора якоря и узел отрезки проводов выполнены в виде двух полых штоков с фланцами и пазами на них, устаноБпенными один над другим , образуя ножи по числу секций якоря. Нижний фланец выполнен с расточкой под диаметр коллектора, с фиксатором и с отверстием под вал якоря, а узел захвата проводов - в виде концентричных втулок, одна из которых имеет Г-образные пазы на одно.м из торцов, которые образуют крючья по числу наматываемых секций якоря. Кроме того, каждая намоточная головка дополнительно снабжена узлом захвата и удаления отходов проводов, выполненных в виде п оворотного подпружиненного стержня, расположенного в стакане с пазом, который образуетупор, и связанного с копиром с возможностью осевого перемещения. 1 з.п.ф-лы, 8 ил. ел С х| Ю Ю ел
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИ-IECKMX
РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 К 15/095
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873395/07 (22) 1,.1.10.90 (46) 30.01.93. Бюл. Мг 4 (71) Киевское»»ауч»»о-производственное обьединение реле и автоматики (72) Н. Я, Боса к и Л.И. Вла сен ко (56) Заявка ФРГ N. 3330687, vr.. Н 02 К 15/00, опублик. 1985, Авторское свидетельство СССР
N.342262, .кл. .Н 02 К 15/095, 1970./ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИÇГОТОВЛ ЕH ИЯ ЯКОРЕЙ МИКРОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ (57) Использование: как технологическое оборудование в электротехнической npoMûшленности при изготовлении двух и более секционных якорей микродвигателей с торцевыми KonnEêòoðàiiè. Сущность изобретения: устройство содер>кит»»амоточные головки с водилами, механизм вращенил водил намоточных головок и механизм возвратно-поступательного перемещения водил намоточных головок. Механизм возвра.»но-поступательного перемещения водил намоточных головок выполнен в виде кареток по числу секций наматываемых якорей, с одной стороны подпру>кинен lblx к коническому копиру, установленному на одИзобретение относится к тех1»ологическому оборудова» ию для изготовления двух и более секционн,lx микродвигателей с торцегыми коллектс рами, преимущественно электротехническай промышленности.
Известно устройство длл автоматического изготовления якорей для микроэлектродвигателей и способ работь» этого Ы,» 1791915 А1 ной оси с якорем с возможностью осевого перемещения от радиального кулачка, с противополо>кной стороны соединенных со шпинделями с водилами 5 нал»юто IHI »x головок, установленными с возмо>кностью осевого перемещенил перпендикулярно оси конического копира, внутри которого распогожены узел уста»»овки коллектора якоря, узел отрезки проводов и узел захвата проводов, при этом узел установки коллектора якоря и узел отрезки проводов выполнены в виде двух полых штоков с фланцами и пазами на них, установ»енными один над другим, образуя ножи по числу секций якоря.
Ни>KII»li1 фланец вь»полнен с расточкой под диаметр коллектора, с фиксатором и с отверстием под вал якоря, а узел захвата проводов — D виде ко»»це»»тричных втулок, одна из которых имеет Г-образ»»ые пазы на одном из торцов, которые образуют крючья по числу наматываемых секций якоря. Кроме того, каждал намоточная головка дополнительно снабжена узлом захвата и удаления отходов проводов, выпо»не»»ных в виде поворотного подпружиненного стержня, расположенного в стака»»е с пазом, которь и образует упор, 11 связа»»нОГО с копиром с Воэмохс»»ость»О осевого перемеще»»ил. 1 3.п,ф-лы, 8 ил. ус ройства, которое выполнено в виде тех»»ологической авто;»атической линии, состоящей из отдельных станций, соединенных между собой бесконе:ным ленточным транспортером, Налини»»выпол»»л»отсяоперации загрузки, намотки, напрессовки крючково о коллектора на вал якс.рл, сварки и ко»»троль. Такое технологическое решение
1 ii3 1915
30
40
55 требует больших затрат по изготовлению линии и, кроме того, для линии требуются большие производственные площади. К тому же намотка якорей производится после. довательно H I каждой секции, что ведет к дисбалансу якорей и повышенному шуму двигателей.
Известен также полуавтомат для намотки якорей электрических машин, имеющий несколько намоточны головок с водилами, механизм вращения водил с. центральной конической шестерней и механизм возвратно-поступательного перемещения намоточных головок, которые одновременно производят намотку трех секций якоря, что позволяет улучшать качество якорей, Однако производительность известного полуавтомата недосгато IHQ высока из-за того, что после намотки якорей последующие операции установки коллектора и операции отрезки проводов, удаления отходов проводов, пайки проводов к коллектору выполняют на отдельном оборудовании или вручную, поскольку механизм вращения водил и механиэ установки якоря в рабочее положение намотки не позволяет производить операцию установки коллектора I la ua>I якоря, так как нельзя освободить конец вала якоря при описанной в прототипе схеме установки якоря, а, следовательно, невозможно совмещение операции намотки с перечисленными выше последующими операциями изготовления якоря, Цель изобретения — повышение производительности путам совмещения операций намотки и операций отрезки проводов, захвата проводов, установки коллектора и пайки проводов.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического изготовления якорей микроэлектродвигателей, содержащее намоточные головки с водилами и шпинделем, механизм вращения водил намоточных головок и механизм возвратнопоступательного перемещения водил намоточных головок, снабжено узлом установки коллектора, узлом отрезки проводов и узлом захвата проводов, при этом механизм возвратно-поступательного перемещения водил намоточных головок выполнен в виде кареток для каждой секции наматываемых якорей, с одной стороны подпружиненных к копиру, установленному соосно оси установки якоря с воэможностью осевого перемещения, а с противоположной стороны соединенных со шпинделями водил намоточных головок и установленных с воэмо>кносью осевого перемещения перпендикулярно оси копира„внутри которого установлены узел установки коллектора якоря, узел отрезки проводов и узел захвата проводов, причем узел установки коллектора якоря и узел отрезки проводов выполнены в виде двух полых штоков с фланцами и пазами на них, установленными один над другим, с образованием ножей для каждой секции якоря, нижний фланец выполнен с расточкой под диаметр коллектора с фиксатором и с отверстием под вал якоря, а узел захвата проводов выполнен в виде концентрично установленных втулок, одна из которых имеет Г-образные пазы на.одном торце, образующие крючья для каждой наматываемой секции якоря. Кроме того, каждая намоточная головка снаб>кена узлом захвата и удаления отходов проводов, выполненным в виде поворотного подпру>киненного стер>кня, расположенного в с акане с пазом, образующим упор и имеющим возможность осевого перемещения. Сущность изобретения и его отличительные (OT прототипа) признаки заключаются в том, что устройство позволяет, кроме намотки секций якоря, производить ряд операций: установку коллектора в рабо ее поло>кение. заправку концов проводов в пазы коллектора (или закручивание проводов на крючья крючковаго торцевого коллектора), отрезку проводов на коллекторе, захват проводов и удержание их Во время HQMQTKl
Перечисленные операции выполняются автоматически и на одной позиции многопозиционного поворотного стола, т.е. на позиции намотки секций якоря. Таким образом, устройство позво яет совмещение операции намотки с перечисленными операциями, которые не выполняются устройством, взятым за прототип. Такое преимущество достигнуто благодаря тому, что намотка секций с укладкой витков прсводов на них осуществляется от пустотелого, например коническогo копира, установленного соосно с наматываемым якорем, с которым контактируют ролики кареток намоточных головок, что обеспечивает более точную раскладку проводов по сравнению с прототипом благодаря наличию в устройстве, кроме радиального кулачка, еще и конического копира.
Кроме этого пустотелый конический копир позволяет разместить внутри копира узел отрезки провода, узел установки наматываемого якоря, узел захвата провода, что в общей сло>кности обеспечивает компактную конструкцию устройства.
Кроме перечисленных преимуществ, усTpollcrDo имеет еще одно существенное отличие: оно дополнительно снабжено узлами захвата и удаления отходов проводов, отрезанных предварительно, Эта операция в устройстве полуавтомате, взятом эа прототип, 1791915
15
20 также не выполняется, а !!астоящее устройство выполняет ее автоматически, как и все другие.
На фиг.1 показана кинемэтическая схема устройства; нэ фиг.2 - вертикальный разрез устройства; на фиг.3 — изготовляемый узел (якорь с торцовым коллектором); на фиг,4 — вид А на фиг,2; на фиг.5 — разрез Б — Б на фиг.2; нэ фиг,б — разрез В-В на фиг,2; на фиг.7 — вид Г нэ фиг.б, на фиг.8 — разрез Д вЂ” Д на фиг.1.
Устройство для автоматического изготовления якорей микроэлектродвигателей содержит станину 1, привод 2 намотки, намоточные головки 3 по числу секций наматываемых якорей со шпинделями 4, водилами 5, каретками 6 и пружинами 7, главный привод (не показан) с распределительными валами I и ll, поворотный многопозиционный стол 8 с узлами 9 установки и подъема наматываемых якорей 10 и штифтами 11 для фиксации якорей 10 по углу, Над столом 8 установлены плита 12 и стакан 13, конические копиры 14, втулки 15 и 16, штоки
17 и 18, фиксатор 19, шестерни 20, 21, 22, рейки 23,24,25, кулачки управления операциями сборки якоря 26 — 36. узлы захвата и удаления отходов проводов 37 по числу секций наматываемых якорей, которые содержат подпру>киненный стерже!!ь 38, втулку
39, трибку 40, кольцо 41, упор 42 и оадиальный кулачок 43 намотки. Наматываемый якорь 10 имеет коллектор 44 и провод 45, Поворотный стол 8 фиксируется штоком 46, На станине 1 имеются узлы подьема 47 якоря 10 в рабочее поло>кение.
В станине 1 располо>кен главный привод устройства и привод 2 намотки. Над станиной pacflono>!
Нэд ках<дым узлом 47 неподвижно прикреплены к плите 12 устройства по настоящему изобретению (фиг.2).
Наматываемый якорь 10 (фиг.3) установлен в исходном ни>кнем положении (фиг.4) на столе 8 в узлах 9 между штифтами 11 с воэможностью осевого перемещения от кулачков 26 и 27 для подьема якоря в положение намотки и закрепления верхнего конца вала якоря 10 с коллекторс:i 44 в нижнем штоке 18, выполненном с фланцем (фиг.5) и расточкой под наружный диаметр 0 коллектора 44 и отверстием под ди метр вала якоря 10 (фиг,2). Шток 18 и фиксатор 19
55 составляет узел установки коллектора якоря. Концентрично штокам 17 и 18 установлены втулки 15 и 16, которые образуют узел захвата проводов (фиг,б и 7), управляемый через рычаги кулачками 30 и 33. На втулке
15 гленьшего диаметра име!отся Г-образные пазы (фиг,7) по числу секций якоря, образующие крючья, за которые захватываются провода и удерживаются между втулками 15 и 16 и штоком 17 во время намотки.
Фланцы штоков 17 и 18 образуют узел отрезки проводов (фиг,1,2), который управляется через рейки 21 и 23 кулачками 35 и
36. На флапцах штоков 17 и 18 име!отся пазы по числу секций якоря, расположенные друг над другом (фиг.5) L1 образующие Ilîæè, которые обрезают провода при относительном круговом повороте lfx до кулачка 35 или
36.
Узел установки коллектора якоря, узел захвата проводов и узел отрезки проводов расположены внутри стакана 13.
Нэ стакане 13 соосно якорю установлен конический копир 14, с которым постоянно контактруют ролики кареток 6 (по числу секций якоря) под действием пружин 7, закреплен!!ых в корпусе намоточных головок 3, в которых с воэможностью вращения и осевого пере!леьцения установлены шпиндели 4.
Копир 14, 1 Меха!!изм вращения водил намоточных гологок состоит из привода 2 !!амотки, намоточ!!ых головок 3 со шпинделями 4 и водила!!(! ". Нэмоточные головки с механизмами Bo3BpQ TIIo-поступэтел ы!ого перемещения вод!!л устаllовлены снизу от плиты 12, Все пергчисленнь!е < злы взаимодействуют между собой от соответствующих кулачков, располо>кенных «Ia распределительных ьалах I и 11, которые установлены на плите 12. Кулачок 29 производит отвод кэреток 6 водилам,1 5 за пределы диа!летра фла!!ца штока 18, необходимого при опускании коллектора 4 1 в рабочее поло>кение и при подьеме якоря 10 с коллектором 44 в позицию намотки. Кулачки 3 1 и 33, воздействуя через рычаги нэ втулки 15 и 16, перемеща!от их 3 осевом направлении, а кулачок 32 через рейку 25 i1 шестерню 20 осуществляет floBo рот втулки 15 на угол а(фиг.б) между вертикальн лм пазом I впадиной тулки 15, необходиь ый для захвата концо проводов 45 за кр!очья втулки 15. Кулачок 34 через лома:ощийся рычаг воздействует э штоки l7 и !С, про !эводя опускание коллектсра 44 1791915 нэ расстояние l (фиг.3) or исходного верхнего положения до необходимого коне llloro нижнего рабочего положения. Кулачки 35 и 36 через соответству1ощие рычаги (фиг.1), рейки 23 и 24 и шестерни 21 и 22 осуществ- 5 ляют поворот фланца штока 17 относительно фланца штока 18 (фиг.5), отрезая при этом проводз 45, з затем произгодят загиб концов проводов фиксаторами 19 на поверхности коллектора 44 путем кругового пово- 10 рота штока 18. Кулачок 43 привода 2 намотки через свой рычаг осуществляют перемещение по веотикэльной оси копирз 14, перемещая при этом в перпендикулярном направлении каретки 6 вместе с водилзми 5 15 намоточных головок 3, производя укладку витков провода на всех секциях якоря. Кроме перечисленных узлов и механизмов, в устройство входят узлы зэхвзта и удаления отходов проводов, расположен- 20 НЫЕ, НаПРИМЕР, МЕЖДУ IIekvlOTOHIII,IIv111 ГОЛОвкзми (фиг.4), состоящие из копиров 37, жестко ззкреплен11ых к плите 12. подпру>киненных стер>1<ней 38, pecllorlo>KellkILIx 00 втулках 39, име1ощих пазы нз конце каждой 25 в улки, которые обрззуют упоры для подпружиненных стержней 36. а также трибку 40. упор 42 и кольцо 41, контактиру.сщее через рычаг с кулачком 30. Пт>и вращении кулзчкз 30 упор 42 опу 30 скэется, поворачивает трибку 40 вместе-с втулкой 39, которая зэхвэтывзет провод 45 между торцем стер>кня 38 и торцем пз-18 втулки 39, сжимая провод 45 пружи ой, и уводит провод 45 круговым движением иок- 35 руг оси копирз 37, рзсполо><енным под углом к оси якоря. При повороте втулки 39 нэ угол 180 происходит удаление отхода провода с конца втулки 39 от воздействия кулачка 37 нэ пру>кину и стержень 38, перемещая 40 его к центру копира с образованием щели между торцем стер>кня 38 и торцем пазз втулки 39, как показано нэ фиг.<1. На фигурах не показаны позиции рычагов, подпружиненных к кула1кзм, «em обес- 45 печивается постоянный контакт кулачков с рычагами, а также не обозначены детали узлов 9, конструктивные особенности которых понятны по фиг.1. Настоящее устройство является чэсть1о 50 станка для изготовления якорей, в котором еще имеется привод вращения распредвэлов,механизм нанесения флюса, механизм подачи припоя и пайки проводов в трех точках(фиг.3) к коллектору 44 одновременно нз 55 двух якорях, которые нэмэтывэются на отдельных позици:IX поворотного многопозиционного стопа. Привод 2 намотки содержит электродвигзтель постоянною тока с блоком питзния и я 1ейкой упрэвления скоростью намотки по синусоидэльному закону, которые также нз фигурах не показаны. Изобретение реализуется следующим образом. В позици1о намотки изготавливаемый якорь 10 поступает вместе с коллектором 44 после поворота многопозиционного стола 8 и его фиксации штоком 46, при этом коллектор 44 находится на конце вала якоря 10, как показано пуктирными линиями нз фиг.3 (верхнее поло>кение), з якорь 10 находится в крайнем ни>кнем поло>кении, Это положение является исходным положением перед началом работы устройства для автоматического изготовления якорей миYðîýëåêòродвигэтелей. В исходно л rlorlo>I ocl1 якоря l0, э штоки 17 и 18 — D крайнеl-I всрxп
1la <11:..:,т.". представлено протлежу1очное пол Г7 же низ, т. е. ПО/IО:ке11 ио. 11 j>ln котором производ, с 1 ..змоткз я .Ооя, Р-:Üo..;. ус; рс:.:,стив ..a инается работой уЗЛ::, 9, ОтсрЫй Oojlkllnl<1ЗЕ-1 яКОрЬ 10 дО Совм щения <-сей шпинделей 1 нэмоточных гол зок 3 со, .г>единc пэ:<етэ якоря 10. Это необходимо д - вь1по»:;ения операции нэ;1отки.. .:, рзспределительногo вала 1 под д .1ствием врэщающихся кулачков 26 и 27 якорь поднимается нзд столом 8 в позицию намотки (фиг.4), при этом коллектор 44 опускается а расстояние In вдоль вала якоря :О, образ я зззор величиной I между коллектором 44 и пакетом якоря 10 (фиг.5), необходимый для прохождения водилз 5, з верхний конец вала входит в отверстие штока 18, а фиксатор входит в коллектор 44. фиксируя его по углу. Затем под действием кулачка 26 штифты 11 опускзются вниз в исходное положение и нэчинзется нэмоткз всех секций якоря одновременно. После намотки якоря снова начинают вращаться распределительные валы! и ll и последовательно от соответствующих кулачков производятся следующие операции. Сначала от кулачка 29 происходят опускание копирэв 14. отвод водидз 5 и установка коллектора 44 в конечное нижнее рабочее место (проходит рэсстоь:«:e I под действием кулачка 34). Затеял происходит опускэние втулки 15 or кулачка 33 до совмещения по горизонтали Г-образ.kl.lx пазов (фиг,7) с осями водил 5 нзмоточных головок. В состоянии покоя водила 5 всегда находятся в вертикальном положении. Дзлее, от кулачкз 29 водила 5 перемещз1отся к центру до соприкосновения со ОIrol.orn 17 на диз1791915 10 метре d (фиг,2), затем от кулачка 32 происходит поворот втулки 15 на угол а, при этом провода 45 заходят между вгулкой 15 и штоком 17 за крючья втулки 15, после чего происходит отвод водил 5 от центра за пределы диаметра втулки 15 и подьем вверх втулки 15 с одновременным ее поворотом на угол а в исходное положение. Затем опускается втулка 16 от кулачка 31 и происходит защемление проводов 45 между втулками 15 и 16 за счет загиба проводов по радиусу крючьев на втулке 16. Первоначальную заправку проводов в захват между втулками 15 и 16 производят в режиме наладки вручную путем проворота распределительных валов 1 и 11. При захвате проводов 45 втулкой 15 они находились в пазах коллектора 44, которые размещаются напротив водил 5 намоточных головок и при подводе водил 5 к центру они автоматически заправля<отся в коллектор 44 благодаря наличию фасок с углом /3 на фланцах штоков 17 и 18, расположенных одна над другой и образу<ощих ножи (фиг.5). Далее происходит отрезка проводов в размер, равный толщине стенки фланца на штоке 18 под действием кулачка 36, а затем фиксаторы 19 производят загиб концов проводов на коллекторе 44 от кулачка 35, после чего происходит удаление отрезанного конца провода, т.е. отхода, равного по длине примерно 2(! I<) т.е. два конца ДлинОй (I + t1). При использовании крючковых торцевых коллекторов необходимо дополнительно произвести операцию намотки проводов на крючья коллек-ора, а затем производить отрезку проводов и удаление их отходов. Для соединения концов проводов секций якоря согласно схемы для трехсекционных якорей необходимо перед намоткой повернуть коллектор 44 вместе с заправленными в пазы проводами 45»а 120О, а после намотки завести провода в соседние пазы, соединив начало одной секции с концом второй. Аналогично и для крючкоаых коллекторов, т.е. следует произвести намотку на крючья коллектора. Далее происходит подьегл штифтов 11, захват якоря 10. опускани» efо в нижнее исходное положение на поворотный стол 8 относительно станины 1 в рабочем исходном положении. 15 20 дов, механизм возвратно-поступательного Затем последовательно на соответствуюьцих позициях многопозиционного стола происходит нанесение флюса и пайка концов проводов к коллектору, одновременно идет намотка следующих якорей. Формула изобретения 1. Устройство для автоматического изготовления якорей микроэлектродвигателей, содержащее намоточные головки с водилами и шпинделем, механизм вращения водил намоточных головок и механизм возвратнопоступательного перемещения водил намоточных головок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности изготовления, устройств< снабжено узлом установки коллектора, узлом отрезки проводов и узлом захвата провоперемещения водил выполнен в виде кареток для ка>кдой секции наматываемых якорей, с одной стороны подпружиненных к копиру, установленному соасно с осью установки якоря с возможностью осевого перемещения, а с противоположной стороны соединенными со шпинделями водил намоточных головок, установленными с возможностью осевого перемещения перпендикулярно оси копира, внутри которого установлены узел установки коллектора якоря, узел отрезки проводов и узел захвата проводов, узел установки коллектора и узел отрезки проводов выполнены в виде двух полых штоков с фланцами и пазами на них, установленными один над другим, с образованием ножей каждой секции якоря, нижний фланец выполнен с расточкой под диаметр коллектора с фиксатором и с отверстием под вал якоря, а узел захвата проводов выполнен в виде концентри <Но установленных втулок, од«а из которых имеет Г-образные пазы на одном торце, образующие крючья для каждой наматываемой секции якоря. 2. Устройство по п.1, о т л и < а ю щ е ес я тем, что каждая намоточная головка снабжена узлом захвата и удаления отходов проводов, Db 1791915 1791915 1791915 ФФ ГО Рыг.5 Buo / Составитель Н, Босош Техред М,Моргентал Корректор М, Петрова Редактор Производственно-.издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 157 Тираж. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
