一种汽车转向电机转子定子装配机及装配方法与流程

本发明涉及电机转子定子装配相关，尤其是指一种汽车转向电机转子定子装配机及装配方法。

背景技术：

1、在电动助力转向系统（eps）电机的制造过程中，转子组件与定子组件的装配是关键工序。根据电机设计的不同，定子机壳组件与转子法兰盘组件之间的配合关系分为两种：过盈配合（热套）和间隙配合。对于过盈配合的电机，需要先将定子机壳组件加热使其内径膨胀，再将转子法兰盘组件压入；对于间隙配合的电机，则无需加热，可直接将转子法兰盘组件装入定子机壳组件内。

2、目前，在小批量生产或研发试制时，上述两种配合方式的装配大多依赖人工操作。传统方式存在以下问题：第一，转子法兰盘组件的插入过程为纯人工操作，劳动强度大且装配精度难以保证。操作人员手持转子法兰盘组件，依靠人力将其对准定子机壳组件的内腔并施加插入力，由于过盈配合时需要克服较大的配合阻力，操作人员体力消耗大，长时间作业容易疲劳；同时，人工插入时转子组件有很强的磁性，难以保证转子法兰盘组件与定子机壳组件的同轴度，一旦插入角度出现偏差，极易造成转子刮伤定子绕组或铁芯损坏，导致电机报废（ng）；第二，现有设备或工装通常只能适用于一种配合方式（过盈配合或间隙配合），无法在同一台设备上兼顾两种工况。当生产计划在过盈配合电机与间隙配合电机之间切换时，需要更换不同的装配工装甚至更换设备，换型时间长、成本高，难以适应小批量多品种的柔性生产需求。

3、综上所述，目前需要一种可同时适配过盈热套与间隙两种装配工况，且定位精度高、装配质量稳定的汽车转向电机转子定子装配机及装配方法。

技术实现思路

1、本发明是为了克服上述现有技术中的不足，提供了一种可同时适配过盈热套与间隙两种装配工况，且定位精度高、装配质量稳定的汽车转向电机转子定子装配机及装配方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种汽车转向电机转子定子装配机，包括：

4、底板，所述底板设置有定子治具、转子治具和加热组件，所述定子治具固定装配于底板，所述转子治具和加热组件分别布置于定子治具的前后两侧且均与底板前后滑动配合；

5、第一移动板，所述第一移动板前后滑动装配于底板上，所述转子治具上下活动装配于第一移动板上且两者之间连接有第一弹簧，所述转子治具朝向定子治具的一侧开设有转子放置缺口，所述转子治具的顶面上固定有法兰盘定位销，所述法兰盘定位销分布于转子放置缺口的两侧；

6、顶杆，所述顶杆上下活动装配于底板上并位于定子治具的正下方，所述定子治具开设有顶杆避让孔；

7、活动板，所述活动板上下活动设置于定子治具的上方，所述活动板的底部设有上治具浮动板，所述上治具浮动板上下活动装配于活动板且两者之间连接有第二弹簧，所述上治具浮动板的底面固定有与法兰盘定位销一一对应的法兰盘定位柱；

8、所述活动板的上方设置有顶板，所述顶板与底板之间通过若干根活动板导向柱固定连接，所述活动板上固定装配有与活动板导向柱相匹配的活动板直线轴承，所述活动板通过活动板直线轴承套装在活动板导向柱上且与其上下滑动配合，所述顶板上固定装配有伺服电缸，所述活动板的顶面上固定装配有压力传感器，所述伺服电缸的伸缩端固定装配于压力传感器上。

9、装配作业时，先将机壳定子组件承载放置于定子治具上，再将法兰盘转子组件上的转子部放置于转子放置缺口内并通过法兰盘定位销与法兰盘转子组件上的法兰盘装配孔插接匹配完成定位；定子治具前后两侧的加热组件、转子治具均可沿底板前后滑动，先通过加热组件对机壳定子组件加热以实现过盈热套装配（其中间隙装配工况可直接跳过该步骤），再通过第一移动板带动转子治具上的法兰盘转子组件滑移至机壳定子组件与上治具浮动板之间，法兰盘转子组件到位后，活动板带动上治具浮动板下行，当法兰盘定位柱与下方法兰盘定位销一一对应抵接时，同步将第一弹簧向下压缩，随后顶杆依次穿过定子治具上的顶杆避让孔、机壳定子组件上的轴孔向上顶推法兰盘转子组件，将法兰盘转子组件顶起，使法兰盘装配孔脱离法兰盘定位销并完全套入到法兰盘定位柱上（法兰盘定位销、法兰盘定位柱采用同一中心基准加工，保证上下定位结构同轴度一致），同时第二弹簧也被向上压缩，完成转接后第一移动板滑移复位，活动板持续向下进给，顶杆同步随动下行，直至法兰盘转子组件完全压入机壳定子组件内部。本装配机构依靠法兰盘定位销与法兰盘定位柱配合完成转子转接定位，可稳定保证法兰盘转子组件与机壳定子组件同轴度，提高定位精度，有效防止转子装配偏斜刮伤定子绕组、铁芯；通过第一弹簧、第二弹簧形成双层浮动缓冲结构，搭配同步随动的顶杆进行压装，缓冲装配冲击力，减少零部件挤压变形损坏风险，装配质量稳定，通过顶杆全程支撑转子抵消永磁吸力，能够有效防止转子受磁吸附偏向定子单侧造成刮擦；设备可适配过盈热套装配与无加热间隙装配两种作业工况，切换生产机型无需更换工装，适配多规格电机混线生产；整机依靠定位结构统一约束工件放置、对位、压装姿态，消除人工操作带来的装配尺寸离散问题，提升成品装配一致性，同时整套结构工序集成度高，简化装配操作流程，降低人工操作强度。伺服电缸驱动活动板沿活动板导向柱稳定升降，自动化程度高，活动板直线轴承保证滑动顺滑无卡顿，活动板导向柱可严格约束活动板运行轨迹，避免下压过程发生偏移，伺服电缸搭配压力传感器能够实时监测压装受力，精准控制压装压力与行程，防止压装力过大造成机壳定子组件、法兰盘转子组件挤压受损，提升压装过程可控性与装配成品合格率。

10、作为优选，所述底板上固定装配有定子夹紧气缸固定块，所述定子夹紧气缸固定块对称布置在定子治具的左右两侧，所述定子夹紧气缸固定块上固定装配有定子夹紧气缸，所述定子夹紧气缸的伸缩端朝向定子治具且其上固定有定子夹紧治具，所述定子夹紧治具朝向定子治具的一侧设置为弧形夹持面且其上开设有若干个齿槽。两侧对称布置的定子夹紧气缸可通过弧形带齿槽的定子夹紧治具从机壳定子组件两侧均匀抱紧机壳定子组件，夹持受力均衡不易打滑，能有效限制机壳定子组件装配过程中偏移晃动，保障法兰盘转子组件与机壳定子组件对位同轴度，弧形面适配定子机壳外形，齿槽可增大夹持摩擦力，进一步提升机壳定子组件夹持稳定性。

11、作为优选，所述底板上前后滑动装配有第二移动板，所述加热组件上下滑动装配于第二移动板的顶面上，所述底板上固定有加热组件直线导轨，所述第二移动板的底面固定有加热组件滑块，所述第二移动板通过加热组件滑块与加热组件直线导轨的配合滑动装配于底板上，所述底板上还固定装配有加热组件前后移动直线电机模块，所述加热组件前后移动直线电机模块与第二移动板传动相连，用于驱动第二移动板沿加热组件直线导轨前后滑移，所述加热组件朝向定子治具的一侧设置有加热线圈。依靠加热组件滑块与加热组件直线导轨配合实现第二移动板平稳滑移，搭配加热组件前后移动直线电机模块提供稳定驱动力，可精准控制加热组件前后位置，加热组件竖向滑动安装在第二移动板顶面，能够灵活调节加热高度，全程无需人工手动挪动调整加热线圈，自动完成加热工位与待机位切换，自动化程度高，加热位置重复定位精度高，大幅缩短加热准备耗时，保证加热线圈与机壳定子组件对位精准，有效避免人工调节带来的加热位置偏差、定子局部过热或加热不足问题，滑动配合结构运动顺滑、定位重复精度高，稳定保障定子受热均匀一致。

12、作为优选，所述第二移动板的上方设置有加热组件上下移动气缸安装板，所述加热组件上下移动气缸安装板与第二移动板之间通过若干根加热组件上下移动导向柱固定连接，所述加热组件上下移动气缸安装板上固定装配有加热组件上下移动气缸，所述加热组件上下移动气缸的伸缩端朝向第二移动板且其上固定有加热组件安装板，所述加热组件安装板开设有与加热组件上下移动导向柱相匹配的导向柱通孔，所述加热组件安装板通过导向柱通孔套装在加热组件上下移动导向柱上且与其上下滑动装配，所述加热组件固定装配于加热组件安装板上。加热组件上下移动气缸配合多根导向柱对加热组件安装板进行竖向导向限位，气缸驱动加热组件平稳升降，运动过程无偏移晃动，可精准调控加热线圈与机壳定子组件的竖向间距，无需人工手动调节高度，自动化程度高，定位一致性好，能够稳定维持定子加热区域统一，规避局部过热或加热不足缺陷，导向柱与通孔配合的滑动结构提升升降运行顺滑度与结构刚性，有效保障加热工序定位精度。

13、作为优选，所述底板上固定有转子组件直线导轨，所述第一移动板的底面固定有转子组件滑块，所述第一移动板通过转子组件滑块与转子组件直线导轨的配合滑动装配于底板上，所述底板上还固定装配有转子组件前后移动直线电机模块，所述转子组件前后移动直线电机模块与第一移动板传动相连，用于驱动第一移动板沿转子组件直线导轨前后滑移。转子组件滑块与转子组件直线导轨配合可使第一移动板滑移顺畅、运行稳定，搭配转子组件前后移动直线电机模块驱动实现转子治具自动送料与复位，自动化程度高，无需人工手动挪动转子组件，移送定位精度高，能够稳定将法兰盘转子组件精准输送至定子中心同轴位置，从源头避免人工对位偏差造成转子刮伤定子铁芯与绕组的问题，滑动导向结构刚性好，长期作业仍可保持稳定移送精度，保障装配同轴度与成品良率。

14、作为优选，所述转子治具上固定装配有若干个转子治具直线轴承，所述第一移动板的顶面上固定有与转子治具直线轴承相匹配的转子组件导向柱，所述转子治具直线轴承套装在转子组件导向柱上且与其上下滑动配合，所述第一弹簧套设在转子组件导向柱的外侧，所述第一弹簧的两端分别抵接转子治具直线轴承的下端与第一移动板的顶面，所述转子组件导向柱的顶端固定装配有用于限位的转子治具限位垫片。转子治具直线轴承与转子组件导向柱配合实现转子治具平稳竖向滑动，套设在转子组件导向柱上的第一弹簧可在转子治具下压时提供缓冲弹力，转子治具限位垫片能够限制转子治具向上滑动的最大行程，防止脱出转子组件导向柱，整体滑动导向结构运动顺滑、缓冲受力均匀，可有效缓解装配对接时的冲击，避免法兰盘转子组件与定位结构硬性碰撞造成零部件磕碰损伤，稳定保证转子转接对位精度。

15、作为优选，所述底板的下方设置有顶杆气缸安装板，所述顶杆气缸安装板与底板之间通过若干根顶杆导向柱固定连接，所述顶杆气缸安装板与底板之间还设置有顶杆浮动板，所述顶杆浮动板上固定装配有与顶杆导向柱相匹配的顶杆直线轴承，所述顶杆浮动板通过顶杆直线轴承套装在顶杆导向柱上且与其上下滑动配合，所述顶杆气缸安装板上固定装配有顶杆气缸，所述顶杆气缸的伸缩端与顶杆浮动板的底面相抵接，所述顶杆浮动板的顶面上固定装配有顶杆安装治具，所述顶杆固定装配在顶杆安装治具上，所述底板上开设有顶杆避让孔。顶杆气缸驱动顶杆浮动板沿顶杆导向柱平稳升降，自动化程度高，顶杆直线轴承保障顶杆浮动板竖向滑动顺畅无卡滞，顶杆安装治具可稳定固定顶杆，气缸动力输出均匀稳定，能够同步完成法兰盘转子组件顶起与随动下压动作，顶杆导向柱约束顶杆运行轨迹，避免顶杆顶推过程发生偏移，防止法兰盘转子组件受力歪斜，降低零部件磕碰、挤压损坏风险，整体顶推结构支撑刚性强，长期作业仍可保持稳定的顶推定位精度。

16、作为优选，所述活动板的底面上固定有上治具安装座，所述上治具安装座上固定装配有上治具安装板，所述上治具浮动板上下活动装配于上治具安装板的下方，所述上治具安装板上固定有若干个上治具直线轴承，所述上治具浮动板的顶面固定有与上治具直线轴承相匹配的上治具导向柱，所述上治具导向柱穿设于上治具直线轴承且与其上下滑动配合，所述第二弹簧套设于上治具导向柱的外侧，所述第二弹簧的两端分别抵接于上治具直线轴承的下端和上治具浮动板的顶面，所述上治具导向柱的顶端固定装配有用于限位的上治具限位垫片。上治具导向柱与上治具直线轴承配合使上治具浮动板竖向滑动顺畅，导向柱外侧的第二弹簧可在压装对接时提供弹性缓冲，规避硬性撞击损坏工件，导向柱顶端的上治具限位垫片能够阻挡上治具导向柱从上治具直线轴承中脱出，防止浮动结构分离失效，整套浮动缓冲结构受力均匀，有效吸收压装冲击，稳定维持转子对位精度，提升整体装配可靠性。

17、本发明还提供了一种汽车转向电机转子定子装配机的装配方法，包括以下步骤：

18、步骤一、工件预装与预处理：机壳定子组件、法兰盘转子组件分别放置于定子治具、转子放置缺口，通过法兰盘定位销定位；依据装配模式选择性对机壳定子组件加热；将法兰盘转子组件移送至装配工位，定子夹紧治具夹紧机壳定子组件；

19、步骤二、转子转接：上治具浮动板下行，法兰盘定位柱与法兰盘定位销对接并压缩第一弹簧；顶杆顶起法兰盘转子组件，使其转接至法兰盘定位柱上并压缩第二弹簧，第一移动板滑移复位；

20、步骤三、同步随动压装：上治具浮动板持续下压，顶杆同步随动下行，将法兰盘转子组件压入机壳定子组件内部；

21、步骤四、复位卸料：压装完成后各机构复位，松开机壳定子组件，取出装配完成的电机总成。

22、该装配方法通过先完成工件预装、选择性加热与工位夹紧，再利用法兰盘定位销与法兰盘定位柱配合实现转子平稳转接，依托上下双层弹簧浮动结构配合顶杆同步随动压装完成装配，工序紧凑有序，能够兼容过盈热套装配与常温装配两种工况，有效提升转子与定子对位精度，降低装配磕碰风险，提高装配稳定性与生产效率。

23、本发明的有益效果是：提高了定位精度，有效防止转子装配偏斜刮伤定子绕组、铁芯；缓冲装配冲击力，减少零部件挤压变形损坏风险，装配质量稳定；可适配过盈热套装配与无加热间隙装配两种作业工况；提升成品装配一致性，简化装配操作流程，降低人工操作强度；提升机壳定子组件夹持稳定性；有效避免人工调节带来的加热位置偏差、定子局部过热或加热不足问题，滑动配合结构运动顺滑、定位重复精度高；保障装配同轴度与成品良率；稳定保证转子转接对位精度；整体顶推结构支撑刚性强，长期作业仍可保持稳定的顶推定位精度；提升压装过程可控性与装配成品合格率；有效吸收压装冲击，稳定维持转子对位精度，提升整体装配可靠性。