馮巖亮 周曉東 衛(wèi)海東

摘 要：目前，電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片的加工中，由于硅鋼片材料自身的軋制工藝的局限性，材料一般都是中間厚兩邊薄，單片測量厚度誤差最大可達(dá)0.03mm，因此定轉(zhuǎn)子貼芯疊壓后容易出現(xiàn)累積誤差。以一臺高度為1000mm的定子鐵芯為例，其用到0.5mm厚度的定子沖片約2000片，假設(shè)每片定子沖片的厚度高低差為0.02mm，疊壓以后的成品的累積誤差可以達(dá)到2000*0.02=40mm，這個數(shù)據(jù)的累積誤差是不可能被接受的。因此沖片加工在前期開料后一般都需要進(jìn)行轉(zhuǎn)片處理，目的為消除硅鋼片疊壓后的累積誤差，即同板差，具體操作方法是開好的板料每5～10片進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)，每一次依照上一次旋轉(zhuǎn)90°，如此重復(fù)直至所有板料旋轉(zhuǎn)完成。因該項工作勞動強度太大，出于人工成本、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)安全等因素考慮，機(jī)械代替人工的需求非常高。高效精確的自動旋片方法是加工過程中切實有效的手段之一。

關(guān)鍵詞：電機(jī)沖片;開料;旋片工藝

引言

當(dāng)前，電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片的加工中，前期開料后一般都需要進(jìn)行轉(zhuǎn)片處理，目的為消除硅鋼片疊壓后的累積誤差，即同板差。常規(guī)的轉(zhuǎn)片方法為后一張或若干張板料較前一張或若干張以相同方向旋轉(zhuǎn)90°，不斷重復(fù)操作直至完成所有材料。實際操作中通常是先開方料，成堆后經(jīng)人工手工轉(zhuǎn)片。該方式有著明顯的缺點：旋片效率低下，效果不穩(wěn)定，不易控制及檢查，人工成本較高，而且由于材料邊緣較為鋒利，該項工作給操作人員帶來的安全隱患也較大。出于以上缺點，相關(guān)的自動旋片機(jī)應(yīng)運而生，在一定程度上避免的以上缺點，但在生產(chǎn)效率方面仍然欠缺嚴(yán)重，因為旋轉(zhuǎn)架只有數(shù)量不足，動作設(shè)定太多且過于繁雜，所以效率并沒有很大程度的提升。另外機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，運行控制也十分繁雜。在整體的定轉(zhuǎn)子鐵芯加工中，對加工周期的影響依然較大。

1結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

本結(jié)構(gòu)采用的技術(shù)方案是：一種自動轉(zhuǎn)片機(jī)裝置，其結(jié)構(gòu)包括支架1、升降臺2、帶輪A3、傳動帶4、固定帶輪5、從動齒輪6、伺服電機(jī)7、主動齒輪8、旋轉(zhuǎn)臂9、帶輪B10、氣缸安裝板11、氣缸12、旋轉(zhuǎn)架13、吸盤14（結(jié)構(gòu)圖如圖1所示）。通過電機(jī)與齒輪組合提供動力，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動，與此同時，旋轉(zhuǎn)臂兩端的帶輪也會由于固定帶輪與傳動帶的作用而在旋轉(zhuǎn)臂上實現(xiàn)自轉(zhuǎn)，因帶輪的齒數(shù)不同，所以帶輪轉(zhuǎn)動的角度有差異，因此實現(xiàn)硅鋼片不同角度的旋轉(zhuǎn);同時帶輪A的特殊內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其只能進(jìn)行單向旋轉(zhuǎn)，逆向時不會轉(zhuǎn)動。

裝置的主體架構(gòu)均采用鋁合金型材拼裝加工，加工方便，美觀牢固。升降臺連鎖到主控制，可以根據(jù)工件的高低自行調(diào)節(jié)高度。

裝置配置有智能化程度較高的控制系統(tǒng)，可根據(jù)不同工件的尺寸預(yù)設(shè)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)程序，既可以從旋轉(zhuǎn)時間上設(shè)置，也可從旋轉(zhuǎn)邏輯上控制。預(yù)設(shè)的程序均羅列與操控觸摸屏上，實現(xiàn)一鍵式操作，對操作工人的要求較低，能從更大程度上避免錯誤的產(chǎn)生。

設(shè)備配置有光電感應(yīng)燈輔助系統(tǒng)，可有效保證操作人員的安全。

2結(jié)構(gòu)具體實施方式

如圖1所示，為本結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施方式，但本結(jié)構(gòu)并不限于附圖所示內(nèi)容。如圖3所示為3個帶輪的工作示意圖，中間的為固定帶輪，兩端分別為帶輪A和帶輪B，伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)通過齒輪驅(qū)動旋轉(zhuǎn)臂每次旋轉(zhuǎn)180°，使帶輪A和帶輪B每次旋轉(zhuǎn)都進(jìn)行位置互換，由于齒數(shù)不同，帶輪B到達(dá)A位置后會自轉(zhuǎn)90°，由于旋轉(zhuǎn)臂可進(jìn)行雙向旋轉(zhuǎn)，因此帶輪B的自轉(zhuǎn)也可以是雙向的;如圖2所示，帶輪A內(nèi)部有獨特的荊輪機(jī)構(gòu)，使其只能進(jìn)行單向轉(zhuǎn)動，不會逆向轉(zhuǎn)動，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，a為棘爪，b為同步帶輪，c為彈簧，d為棘輪。就本圖而言，當(dāng)同步帶輪b逆時針旋轉(zhuǎn)時，棘爪a不會帶動棘輪d旋轉(zhuǎn)，當(dāng)同步帶輪b順時針轉(zhuǎn)動時，棘爪a驅(qū)動棘輪d進(jìn)行轉(zhuǎn)動，彈簧c的作用是保證棘爪a始終接觸棘輪d。因此帶輪A到達(dá)B位置后會因為旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)方向的不同而使其連接的軸產(chǎn)生0°和180°的自轉(zhuǎn)。本結(jié)構(gòu)優(yōu)選方式實施時，有如下步驟：

（1）將待旋轉(zhuǎn)的硅鋼片堆放置在左升降臺上，調(diào)節(jié)好升降臺高度;

（2）帶輪A下面的氣缸頂出，使旋轉(zhuǎn)架上面的吸盤接觸沖片，并由相應(yīng)的電氣元件控制加以吸附，氣缸頂桿收回，接著伺服電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)臂逆時針轉(zhuǎn)動180°，被吸附的硅鋼片到達(dá)右升降臺上方，在此過程中硅鋼片并沒有隨帶輪A進(jìn)行自轉(zhuǎn)。隨后氣缸頂出，相應(yīng)的電氣元件控制吸盤放下硅鋼片，與此同時，帶輪B到達(dá)左升降臺上方，其對應(yīng)的氣缸頂出，吸盤吸附一張硅鋼片，氣缸收回，硅鋼片被吸起;

（3）旋轉(zhuǎn)臂繼續(xù)逆時針轉(zhuǎn)動180°，同時硅鋼片在帶輪B的帶動下逆時針轉(zhuǎn)動90°到達(dá)右升降臺上方，放下硅鋼片，此時帶輪A對應(yīng)的吸盤吸附起一張硅鋼片;

（4）旋轉(zhuǎn)臂順時針轉(zhuǎn)動180°，被吸附起的硅鋼片在帶輪A的驅(qū)動下進(jìn)行了順時針180°的自轉(zhuǎn)，并被放到右升降臺上，與此同時帶輪B對應(yīng)的吸盤吸附起一張硅鋼片;

（5）旋轉(zhuǎn)臂繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動180°，硅鋼片被帶輪B驅(qū)動順時針轉(zhuǎn)動90°即逆時針270°，落在右升降臺上。

整個過程中，左升降臺上的硅鋼片被旋轉(zhuǎn)后放置到了右升降臺上，每一張硅鋼片較上一張進(jìn)行了逆時針90°的旋轉(zhuǎn)，即相對旋轉(zhuǎn)臂分別旋轉(zhuǎn)0°、90°、18°的270°，實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)效果。

3實際應(yīng)用舉例

某國內(nèi)知名電機(jī)廠商Y355系列定轉(zhuǎn)子鐵芯生產(chǎn)供貨中，鐵芯疊壓后高度為650mm，要求供貨28臺，供貨要求交期要求只有7天，而考慮到客戶廠商的所在地，單運輸時間就需預(yù)留2天，如此一來實際的加工時間只有5天，訂單生產(chǎn)急迫。工藝定為開方料后旋片，旋片結(jié)束后再進(jìn)行壓力機(jī)沖制，為保證交貨日期，所有工序需盡可能排除人為因素干擾，使用自動化或半自動化程度高的工藝進(jìn)行。

為了滿足旋片工序的時間要求，開料后使用新型硅鋼片旋轉(zhuǎn)裝置旋片。開料堆放高度定為650mm，共開28堆。每完成一堆均及時轉(zhuǎn)移至新型硅鋼片旋轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行旋片，旋片時僅需1人操作，只需選擇對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)程序后，一鍵式操作即可。對于此種規(guī)格的方料，設(shè)定每一片旋轉(zhuǎn)的時間為5秒。硅鋼片厚度為0.5mm，650mm高度的硅鋼片的數(shù)量為650/0.5=1300片，每臺用時為1300*5=6500秒，即108分鐘。因整個加工過程為流水線模式，旋片工序的用時不會影響到后續(xù)的沖制、疊壓等工序，最終有力保證了該訂單的交貨期。因使用該機(jī)器旋片的方式為每一片單獨旋轉(zhuǎn)，因此在同板差消除的效果上表現(xiàn)得非常出色，每一臺定轉(zhuǎn)子鐵芯的周邊疊壓累積誤差均小于1mm，有力地驗證了該套新型設(shè)備的可靠性。因為此批次產(chǎn)品的出色完成，我公司受到了客戶廠商的一致好評。

4結(jié)語

本自動轉(zhuǎn)片機(jī)裝置，包括支架、升降臺、帶輪A、傳動帶、固定帶輪、從動齒輪、伺服電機(jī)、主動齒輪、旋轉(zhuǎn)臂、帶輪B、氣缸安裝板、氣缸、旋轉(zhuǎn)架、吸盤。所述固定帶輪與支架固定，并分別通過傳動帶與帶輪A和帶輪B連接;所述帶輪A和帶輪B分別安裝在旋轉(zhuǎn)臂兩端，帶輪A齒數(shù)與固定帶輪齒數(shù)相同，帶輪B的齒數(shù)是固定帶輪的2倍，帶輪A內(nèi)部設(shè)置有棘輪結(jié)構(gòu)，可限定帶輪A的連接軸只進(jìn)行單向旋轉(zhuǎn)。帶輪A和帶輪B分別通過軸連接氣缸安裝板，所述氣缸安裝板下面連接氣缸、旋轉(zhuǎn)架及吸盤。所述伺服電機(jī)通過齒輪嚙合驅(qū)動旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)。本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，動力源較少，成本低廉，巧妙利用了同步帶，使沖片的不同程°的旋轉(zhuǎn)以純結(jié)構(gòu)的形勢實現(xiàn)，且穩(wěn)定可靠，效率較高。

自該旋片裝置研發(fā)成功以來，獲得了生產(chǎn)車間的極大認(rèn)可。改變了原有的生產(chǎn)模式，使生產(chǎn)過程更高效、更穩(wěn)定、更安全。成為了公司向半自動化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型路上的著重一筆。

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