一种微特电机转子换向片间绝缘槽的自动定位加工方法 |
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| 申请号 | CN202410097966.5 | 申请日 | 2024-01-24 | 公开(公告)号 | CN117937863A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所; | 发明人 | 刘勇; 郭路宝; 张青青; 尹滦; 李立杰; 王保强; 王晨旭; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于高效数控加工技术领域，涉及一种微特 电机 转子 换向片间绝缘槽的自动 定位 加工方法，包括如下步骤：按照自动定位加工方法的组成搭建系统，确定参数信息，搭建零件三维模型，制作相应的转接工装，系统复位，旋转动作，视觉识别摄像头对转子换向器组件换向片 位置 拍照；视觉识别分析 软件 对照片进行辨识，PLC 控制器 计算并驱动第一 伺服电机 转动修正 角 度，驱动线性 导轨 带动刻槽刀具执行单次刻槽动作，退刀，径向进给单次径向刻槽深度后，重复刻槽动作，重复上述步骤，完成相邻绝缘槽的刻槽加工，进而完成全部绝缘槽的刻槽加工。该方法实现了转子换向片间绝缘槽位置的自动确定以及绝缘槽的自动成型加工，降低了生产成本、提高了工作效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种微特电机转子换向片间绝缘槽的自动定位加工方法，其特征在于，包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种微特电机转子换向片间绝缘槽的自动定位加工方法技术领域[0001] 本发明属于高效数控加工技术领域，尤其涉及一种微特电机转子换向片间绝缘槽的自动定位加工方法。 背景技术[0002] 微特电机广泛应用于仪器仪表工业、航空航天工业和电子电器工业等，其中转子换向器是微特电机的关键组成部分，直接影响微特电机的运行性能，而转子换向器上换向片间绝缘槽的加工质量会直接影响换向器的运行性能。 [0003] 目前转子换向片间绝缘槽的加工主要采用的是“人工找正、插床加工”的加工方法，需要操作人员将转子换向器固定在普通插床的回转工作台上，手动靠“看”的方式逐个找正、逐个刻槽。这种方法依赖操作人员水平，所加工的绝缘槽的一致性较差、合格率较低，同时加工效率较低、加工成本较高。 [0004] 针对现有方法依靠人工手动操作导致的生产效率低、生产成本高、批量生产中加工质量差、加工一致性差的问题，发明了一种面向微特电机转子换向片间绝缘槽的自动定位加工方法，以实现自动化、精准化加工。 发明内容[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微特电机转子换向片间绝缘槽的自动定位加工方法，实现了转子换向片间绝缘槽位置的自动确定以及绝缘槽的自动成型加工，降低了生产成本、提高了工作效率，攻克了转子换向器生产过程中存在的一致性差、合格率低的瓶颈。 [0006] 本发明是通过如下技术方案予以实现： [0007] 一种微特电机转子换向片间绝缘槽的自动定位加工方法，包括如下步骤： [0008] 步骤1：按照自动定位加工方法的组成搭建系统； [0010] 步骤3：依据参数信息制作相应的转接工装； [0011] 步骤4：将灌胶后的待加工绝缘槽的转子换向器组件利用相应的转接工装固装至回转运动固定工装上，进行系统复位； [0012] 步骤5：第一伺服电机驱动回转运动固定工装执行旋转动作，视觉识别摄像头对转子换向器组件换向片位置拍照； [0014] 步骤7：PLC控制器驱动线性导轨，带动一体成型刻槽刀具执行单次刻槽动作，退刀，径向进给单次径向刻槽深度后，重复刻槽动作； [0015] 步骤8：完成单次刻槽动作后，第一伺服电机驱动转子换向器组件旋转动作，旋转动作同步骤5，重复步骤5至步骤7操作，完成相邻绝缘槽的刻槽加工； [0016] 步骤9：重复步骤8，完成全部绝缘槽的刻槽加工； [0017] 步骤10：第一伺服电机驱动转子换向器组件执行旋转动作，利用视觉识别模块判断刻槽工作是否全部执行完成，对于未刻槽位置执行补刻槽动作； [0018] 步骤11：完成刻槽工序全部动作，系统闪灯提示，取下已完成组件，安装新的待加工组件。 [0019] 进一步地，步骤2中所述参数信息包括微特电机转子换向器组件结构尺寸、刻槽加工绝缘槽的数量、刻槽加工的长度与深度、单次刻槽深度。 [0020] 进一步地，步骤2中制作相应的转接工装时应避让刻槽刀具的刻槽动作轨迹路线。 [0021] 进一步地，步骤5中所述旋转动作的旋转角度依据刻槽加工绝缘槽的数量而定。 [0022] 进一步地，所述步骤6包括以下子步骤： [0023] 步骤6.1：视觉识别分析软件对拍摄的照片进行辨识，判断是否为有效照片，即绝缘槽是否被捕捉至照片中； [0024] 步骤6.2：如果步骤6.1拍摄的照片为非有效照片，则第一伺服电机驱动执行旋转动作，重复上述拍照动作和辨识动作； [0025] 步骤6.3:如果步骤6.2拍摄的照片为有效照片，视觉识别分析软件分析有效照片得到绝缘槽中心线位置和角度信息，同时将结果反馈至电气控制系统的PLC控制器； [0026] 步骤6.4：PLC控制器驱动第一伺服电机回转步骤6.3中计算得到的角度，修正使绝缘槽中心线位置和刻槽刀具刀尖中心线位置重合。 [0028] 进一步地，步骤7中所述单次刻槽的径向刻槽深度为设定值，刻槽总次数为刻槽深度除以单次刻槽深度。 [0029] 本发明的优点和积极效果是： [0030] (1)本发明的自动定位加工方法实现了转子换向片间绝缘槽位置的自动确定以及绝缘槽的自动成型加工，降低了生产成本、提高了工作效率，实现了自动化、精准化加工。 [0032] 图1为本发明的自动定位加工方法的实施流程路线图； [0033] 图2为微特电机转子换向片间绝缘槽位置示意图； [0034] 图3为本发明的自动定位加工方法的实现系统示意图。 [0035] 其中包括以下附图标记，1‑换向片，2‑绝缘槽，3‑胶层，4‑机架，5‑视觉识别摄像头，51‑视觉识别摄像头固定支架，6‑第一伺服电机，61‑第一固定支架，7‑刻槽刀具，8‑线性导轨，81‑线性导轨固定支架，9‑第二伺服电机。 具体实施方式[0036] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。 [0037] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。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所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 [0038] 实施例1 [0039] 如附图1所示本发明的自动定位加工方法的实施流程路线图，一种微特电机转子换向片间绝缘槽的自动定位加工方法，包括如下步骤： [0040] 步骤1：按照自动定位加工方法的组成搭建系统； [0041] 步骤2：将灌胶后的待加工绝缘槽2的微特电机转子换向器组件的参数信息输入至视觉识别分析软件中，在视觉识别分析软件中搭建零件三维模型，参数信息包括微特电机转子换向器组件结构尺寸、刻槽加工绝缘槽2的数量、刻槽加工的长度与深度、单次刻槽深度； [0042] 步骤3：依据参数信息制作相应的转接工装，应避让刻槽刀具7的刻槽动作轨迹路线； [0043] 步骤4：将灌胶后的待加工绝缘槽2的转子换向器组件利用相应的转接工装固装至回转运动固定工装上，进行系统复位； [0044] 步骤5：第一伺服电机6驱动回转运动固定工装执行旋转动作，视觉识别摄像头5对转子换向器换向片1位置拍照；旋转动作的旋转角度依据刻槽加工绝缘槽的数量而定，假定数量为N，则单次旋转角度为360°/N； [0045] 步骤6：视觉识别分析软件对拍摄的照片进行辨识，PLC控制器计算并驱动第一伺服电机6转动修正角度，修正使绝缘槽中心线位置和刻槽刀具7刀尖中心线位置重合； [0046] 如图2所示的微特电机转子换向片1间绝缘槽位置示意图，绝缘槽2位于两换向片1之间，绝缘槽2的最下面为胶层3。 [0047] 步骤6包括以下子步骤：步骤6.1：视觉识别分析软件对拍摄的照片进行辨识，判断是否为有效照片，即绝缘槽2是否被捕捉至照片中；步骤6.2：如果步骤6.1拍摄的照片为非有效照片，则第一伺服电机6驱动执行旋转动作，重复上述拍照动作和辨识动作；步骤6.3:如果步骤6.2拍摄的照片为有效照片，视觉识别分析软件分析有效照片得到绝缘槽2中心线位置和角度信息，同时将结果反馈至电气控制系统的PLC控制器；步骤6.4：PLC控制器驱动第一伺服电机6回转步骤6.3中计算得到的角度，修正使绝缘槽2中心线位置和刻槽刀具7刀尖中心线位置重合； [0048] 步骤7：PLC控制器驱动线性导轨8，带动一体成型刻槽刀具7执行单次刻槽动作；单次刻槽的径向刻槽深度为设定值，退刀，径向进给单次径向刻槽深度后，重复刻槽动作，刻槽总次数为刻槽深度除以单次刻槽深度； [0049] 步骤8：完成单次刻槽动作后，第一伺服电机6驱动转子换向器组件旋转动作，旋转动作同步骤5，重复步骤5至步骤7操作，完成相邻绝缘槽2的刻槽加工； [0050] 步骤9：重复步骤8，完成全部绝缘槽2的刻槽加工； [0051] 步骤10：第一伺服电机6驱动转子换向器组件执行旋转动作，利用视觉识别部分判断刻槽工作是否全部执行完成，对于未刻槽位置执行补刻槽动作； [0052] 步骤11：完成刻槽工序全部动作，系统闪灯提示，取下已完成组件，安装新的待加工组件。 [0053] 实施例2 [0054] 如图3所示的一种微特电机转子换向片间绝缘槽的自动定位加工方法的实现系统，包括机架4、视觉识别部分、加工刻槽部分及电气控制系统。 [0055] 视觉识别部分、加工刻槽部分及电气控制系统都安装在机架4上面，视觉识别部分通过视觉识别摄像头固定支架51固装在机架4上，视觉识别部分包括视觉识别摄像头5、视觉识别分析软件，视觉识别摄像头5的功能是实时获得转子换向片1不同绝缘槽2的位置图案，视觉识别分析软件的作用是通过分析摄像头拍摄的图片的光影色度等信息准确确定需要刻蚀绝缘槽的位置。 [0056] 加工刻槽部分包括工件安装驱动部分及刻槽部分，工件安装驱动部分包括第一伺服电机6，第一伺服电机6通过第一固定支架61安装在机架4上，刻槽部分包括刻槽刀具7、线性导轨8，刀具与气缸连接，气缸驱动刀具上下往复运动，执行刻槽动作，线性导轨8通过线性导轨固定支架81安装于机架4上，气缸通过第二伺服电机9驱动的丝杠螺母驱动前后移动，实现刻槽刀具7与工件的对位。 [0057] 电气控制系统为PLC控制系统，PLC控制系统负责实现转子换向器组件的旋转动作、刻槽刀具7的X向、Y向的移动动作控制，第二伺服电机9和线性导轨8的功能是接收PLC控制系统的指令，按照指令执行。 [0058] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。 |
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