两工位全自动动平衡机气动系统设计

　　1　引言

　　动平衡是旋转类产品生产、制造过程中必须解决的一个基本的共性问题,其优劣程度直接决定产品的工作性能、使用寿命,对产品的质量产生巨大的影响。如在汽车和电动工具等行业,其电机向高速化和轻量化的发展,对此类产品的振动、噪声等性能要求也越来越高,相应的电机转子对动平衡技术也提出了更苛刻的要求。目前国内电机制造厂的转子动平衡,除了少数厂引进国外全自动动平衡外,大多数厂仍为手工去重。手工去重一般需要重4~5次,不仅生产效率低、校正质量差,而且对转子的破坏大。单是操作人员经验所引起的重量偏差就达10%~50%,对转子电气性能的削弱造成电机性能退化,不能满足高效生产优质电机的需要。因此研制和开发高精度、自动化的动平衡机非常必要。本课题在研究国内、外全自动动平衡机的基础上,开发了一种可用于中小型电机转子动平衡的两工位全自动动平衡机。本文重点对其气动系统的设计进行了研究。

　　2　系统组成及工作过程

　　两工位全自动动平衡机结构如图1所示,它由动平衡测量、去重两个工位及机械手传送装置等组成。测量工位的功能为测量转子两校正面上的不平衡量的大小和相位,并将转子停止于其中一校正面不平衡量的相位上(使转子该校正面上的不平衡量方位垂直向下)。去重工位的功能为转子两校正平面上不平衡量的校正,采用R型铣削去重。机械手传送装置负责测量和去重两工位上转子的传送。其工作过程为:测量、去重两工位并行处理,测量工位任务完成的转子传送给去重工位进行去重,同时去重工位任务完成的转子传送给测量工位进行检测,符合平衡要求,则取下,换入新转子,否则再由机械手传送到去重工位进行2次去重,超过3次还不满足要求,即判废,换入新转子。如此循环进行。

　　3　气动系统动力回路设计

　　气动控制具有结构简单、造价低、易于控制、维护方便等特点,是实现低成本自动化的主要途径。系统中机械手传送装置、去重工位的转子轴向定位、压紧以及转子转相(使转子第二校正面上的不平衡量方向垂直向下)时轴径的夹紧都采用气动驱动。而测量工位工件的驱动、定相及去重工位刀具的轴向、垂直径向进给、工件的转相等都采用步进电机控制。

　　如图1,气动系统中采用7个气缸。3个平行开闭型气爪,其中2个用于控制两机械手手指的夹紧、放松,还有一个用于转子转相时轴径的夹紧、放松;1个机械手升降气缸用于机械手的升降,升降气缸要求有锁紧功能。1个叶片式摆动气缸,端部采用缓冲器缓冲,定位挡块与缓冲器位置可调,保证工作所需的180°。1个定位气缸,用于去重时转子的轴向定位。1个压紧气缸,用于去重时转子的固定。气缸采用带磁环的气缸,以便安装磁性开关,用来检测气缸位置。根据工作的要求,两机械手手指的开、合需同步动作。控制机械手开、合的两气爪采用刚性连接的同步回路,以实现两气爪的同步运动。