[发明专利]电机数控装配装置及方法

权利要求书

1.一种电机数控装配装置，其特征在于：包括底座、头架、定子固定元件、尾座；

底座的左端设置头架，头架上沿预装电机的轴向悬空设置水平主轴，主轴末端为能伸入预装电机转子轴前端中心孔的顶锥；顶锥穿过定子固定元件的中心通孔；

头架的右端，沿电机轴向布置一个滑轨，用于固定定子组件的定子固定元件能够在伺服电机驱动下带动定子组件沿该滑轨直线运动；

底座的右端设置另一个轴向滑轨，尾座设置在该另一个滑轨上并由锁紧机构锁紧；尾座由转子顶紧气缸驱动并能沿该另一个滑轨直线运动；尾座上设置一个能绕转子轴线柔性偏移变动的可调心顶尖，顶尖水平设置，左端为能够伸入预装电机转子轴后端中心孔中的尖头；

顶锥和顶尖之间预留的轴向长度大于预装电机的轴向长度，且顶尖和顶锥的轴中心线以及定子固定元件的中心通孔同心设置，使得顶锥和顶尖能分别夹紧顶住预装电机轴的左右两端。

2.根据权利要求1所述的电机数控装配装置，其特征在于：可调心顶尖的具体结构为：尾座上沿水平方向固定设置莫氏锥套，莫氏锥套外表面为圆形筒体，内设大头朝向轴向水平左端的中空锥孔；莫氏锥柄的头端为筒体，尾部连接锥形筒体状的长柄，该长柄伸入莫氏锥套的锥孔中；莫氏锥柄的头端筒体的左端面上设置开口朝外的内锥孔；顶尖水平设置，左端为能够伸入预装电机转子轴后端中心孔中的尖头，右端与蝶形弹簧接触且共同位于一个一端封口且水平设置的可调心定位套中；可调心定位套的右侧封口端为球面尾端，且莫氏锥柄的头端筒体的内锥孔与可调心定位套的球面尾端滑动接触配合；可调心定位套和莫氏锥柄的头端筒体均位于一个螺纹套中，可调心定位套与螺纹套间通过调心轴承活动配合。

3.根据权利要求1或2所述的电机数控装配装置，其特征在于：顶尖的尖头位于可调心定位套的套管中，且尖头距离可调心定位套的套管左端面为设定距离，该设定距离不大于预装电机转子轴后端伸出长度。

4.根据权利要求3所述的电机数控装配装置，其特征在于：定子固定元件的具体结构为：定子固定元件的底部通过轴向滑座溜板设置在该所述的一个滑轨上，轴向滑座溜板由伺服电机驱动并能够沿该滑轨直线运动；轴向滑座溜板上设置滑座体，定子固定元件在滑座体上；滑座体为竖直设置且板面垂直于所述一个滑轨的厚板，厚板中心开设定子固定元件的中心通孔，中心通孔径向外围同心设置台阶孔，弹性定位元件安装在台阶孔内并固定在滑座体上；弹性定位元件截面为圆形，具有沿轴向朝右端凸出滑座体右端面的外缘止口；弹性定位元件的径向外围，滑座体上还固定设置夹紧气缸，夹紧气缸的伸出轴上设置夹紧气缸夹板，夹紧气缸夹板的初始位置为水平横向设置并与夹紧气缸伸出轴垂直。

5.根据权利要求4所述的电机数控装配装置，其特征在于：弹性定位元件端面外圆和端面凸缘止口与定子组件的前端定位止口配合；夹紧气缸夹板将定子组件固定在滑座体上。

6.根据权利要求4或5所述的电机数控装配装置，其特征在于：滑座体上固定设置2-3个夹紧气缸；当夹紧气缸前腔加压时，夹紧气缸夹板在沿纵向或轴向直线运动的同时，从水平横向位置旋转90度，然后做直线运动，直至压紧电机定子组件的定位法兰，当气缸的后腔加压时，夹紧气缸夹板首先做直线运动松开定位法兰，然后夹紧气缸夹板旋转90度至水平横向位置。

7.根据权利要求6所述的电机数控装配装置，其特征在于：轴向滑座溜板上还设有水平横向导轨，水平横向导轨与所述一个导轨在水平方向呈90°垂直；轴向滑座溜板上端有横向滑板，横向滑板通过底部导槽与轴向滑座溜板相连接，横向滑板由丝杆驱动并可作水平横向进给运动；横向滑板上设置定子支撑架及定子高低调整装置；滑座体通过定子支撑架固定在横向滑板上。

8.根据权利要求1或2或4或5或7所述的电机数控装配装置，其特征在于：所述的一个滑轨和另一个轴向滑轨重合或上下平行。

9.根据权利要求8所述的电机数控装配装置，其特征在于：头架包括U型座和U型座上的卡盘，主轴穿过卡盘并通过角推力轴承由卡盘支撑。

10.采用上述权利要求之一所述电机数控装配装置的电机装配方法，其特征在于包括如下步骤：

⑴对电机所有部件的清洁、检查及绝缘测试工作等准备工作；

⑵将滚动轴承预装配到电机转子两端的轴上后，将电机非负载端的端盖装配到非负载端轴承的外圈上，形成初装好的转子组件；同时，将定子与前端盖、后端盖组装，形成初装好的定子组件；前端盖具有前端定位止口；

⑶利用定子固定元件进行定子组件的固定和定位：将定子组件的前端盖定位止口内孔对准电机数控装配装置上的弹性定位元件止口，在止口定位后，夹紧气缸夹板绕各自的伸出轴旋转90度而后沿电机轴向往前端直线运动直至压紧定子组件的定位法兰，使定子组件定位后固定到在电机数控装配装置的滑座体； 

⑷将转子组件放置到电机数控装配装置的头架和尾座之间进行夹紧固定：顶锥伸入转子轴前端中心孔中，顶尖伸入转子轴后端中心孔中；之后，转子顶紧气缸往前端伸出，带动尾座和顶尖往前移动，通过顶锥和顶尖分别从转子轴两端的压紧接触以实现转子组件定位夹紧；同时，转子顶紧气缸也用于不同型号的电机的装配时调整位置；待尾座带动顶尖到达夹紧定位位置后，尾座由锁紧装置锁死；顶尖尾部的蝶形弹簧保证顶尖始终与转子轴后端中心孔紧密接触以实现定心；

⑸滑座伺服电机作用，通过轴向滑座溜板带动滑座体沿电机轴向移动，滑座体上的定子组件同步沿轴向移动而使转子组件穿过定子组件的中心孔进行结合装配；

在定子组件和电转子组件结合装配过程中，当转子组件的后轴承进入定子组件的后轴承孔的瞬间，必然产生干涉力，此时，由于定子组件定位在弹性定位元件上，通过弹性定位元件在受力下的变形，必然会顺着干涉力的方向使定子组件按照转子组件的轴线偏移以实现对不同轴误差的补偿；同时，装在可调心定位套中的顶尖会随着转子组件顺着干涉力的方向绕转子组件的轴线在莫氏锥柄前端的内锥面上摆动，补偿不同轴误差，使后轴承顺利装入而不损伤轴承，并避免了转子组件磁力吸附在定子组件上。