專利名稱：全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)密度和角度的自動(dòng)補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)密度和角度的自動(dòng)補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
電機(jī)是重要的生產(chǎn)和生活用品。其中轉(zhuǎn)子由于受材料、制造工藝及裝配的 影響，存在不平衡量。這樣當(dāng)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，帶來噪音、縮短產(chǎn)品 壽命等不良影響，甚至帶來危險(xiǎn)，因此必須對(duì)其轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡。
動(dòng)平衡的校正設(shè)備可分為兩大類，即手工校正動(dòng)平衡機(jī)和全自動(dòng)平衡機(jī)。 手工校正動(dòng)平衡機(jī)成本較低，但是生產(chǎn)效率低下，平衡精度也不高，且對(duì)轉(zhuǎn)子 的切割較多，進(jìn)而其電氣性能的削弱造成電機(jī)性能退化，不能滿足高效生產(chǎn)優(yōu) 質(zhì)電機(jī)的需要。與此相比，全自動(dòng)平衡機(jī)則生產(chǎn)效率等高，平衡精度高，能夠 對(duì)轉(zhuǎn)子切削進(jìn)行優(yōu)化，但是機(jī)器價(jià)格相對(duì)較貴。目前隨著我國(guó)電機(jī)業(yè)的發(fā)展， 采用全自動(dòng)平衡機(jī)已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。
全自動(dòng)平衡機(jī)工作時(shí)，測(cè)量工位測(cè)量出的是以質(zhì)量表示出的不平衡量，而 在切削工位則要換算成以體積表示的刀具切削量，兩者之間是質(zhì)量與體積的關(guān) 系，即質(zhì)量除于密度得到體積。全自動(dòng)平衡機(jī)處理的不同批次的電機(jī)轉(zhuǎn)子，由 于沖片和疊壓等加工工藝的略微差別，會(huì)使鐵芯的當(dāng)量密度發(fā)生改變。造成切 削或重刀或反量。具體說來，轉(zhuǎn)子的實(shí)際密度大于機(jī)器設(shè)定密度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)重 刀的情況，即在轉(zhuǎn)子的周向同一點(diǎn)進(jìn)行多次切削，反之則出現(xiàn)反量的情況，即
在第一切削點(diǎn)的周向180度反面再進(jìn)行一次切削。無論哪種情況的出現(xiàn)都會(huì)影 響機(jī)器的處理效率。在以往所有的全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)中，需要操作工根據(jù) 轉(zhuǎn)子重刀或反量的狀況，手工地對(duì)密度進(jìn)行調(diào)整。
全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)一般要處理多種類型的轉(zhuǎn)子。更換轉(zhuǎn)子品種時(shí)除了 要更換夾具，也要移動(dòng)傳感器的位置，特別是測(cè)量工位的相位傳感器，這就會(huì) 帶來傳感器位置安裝誤差，使得測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)與切削的基準(zhǔn)點(diǎn)在轉(zhuǎn)子的周向上 不重合。這種情況通過圖1中示例出的四工位全自動(dòng)平衡機(jī)進(jìn)行描述圖1中， 有四個(gè)處理工位，分別是待機(jī)工位l、測(cè)量工位2、切削工位3和復(fù)測(cè)工位4， 四個(gè)工位之間有四爪機(jī)械手5將四只被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11按照?qǐng)D示的搬運(yùn)方向7， 在各個(gè)工位之間搬運(yùn)轉(zhuǎn)子。正常情況下測(cè)量工位2上垂直放置的初測(cè)相位傳感 器8，應(yīng)該安裝在該工位上的被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子ll的正下方，使得它的中心與測(cè)
3量工位2的初測(cè)工位中軸線10重合，與切削工位的中軸線9成卯度。更換轉(zhuǎn) 子品種后，這個(gè)位置可能會(huì)發(fā)生改變，改變成圖2的情形初測(cè)相位傳感器8 與測(cè)量工位2的初測(cè)工位中軸線10有傳感器位置偏離量14。傳感器位置偏離量 14會(huì)造成切削的偏刀情況，影響切削的一次成功率，造成二次切削，降低機(jī)器 的處理效率。同樣地，機(jī)器使用過程中，需要操作工根據(jù)轉(zhuǎn)子的加工的偏刀情 況，對(duì)傳感器角度位置偏差進(jìn)行人工補(bǔ)償。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)密度和角度的自動(dòng)補(bǔ)償 方法，以替代目前依賴操作工經(jīng)驗(yàn)的人工方法。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)有四個(gè)處理工位，分別是待機(jī)工位、測(cè)量工位、切 削工位和復(fù)測(cè)工位，四個(gè)工位之間有四爪機(jī)械手將四只被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子順時(shí)針 方向搬運(yùn)，在各個(gè)工位之間搬運(yùn)轉(zhuǎn)子，初測(cè)相位傳感器垂直放置在測(cè)量工位上 的被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子的正下方，更換轉(zhuǎn)子品種后，由于安裝誤差，初測(cè)相位傳感 器與測(cè)量工位的初測(cè)工位中軸線有傳感器位置偏離量。該方法的步驟如下1) 針對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行，雙面測(cè)量和雙面切削去重加工，電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的斷面 是齒槽交替的，每個(gè)齒和槽都對(duì)應(yīng)固定的圓心角；2) 在測(cè)量工位，選擇一個(gè)隨機(jī)點(diǎn)作為被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡量測(cè)試和加工 的基準(zhǔn)點(diǎn)；全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)以基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行初始不平衡量測(cè)量，并在測(cè)試 完成后使基準(zhǔn)點(diǎn)正好對(duì)準(zhǔn)初測(cè)相位傳感器，即基準(zhǔn)點(diǎn)朝下；3) 機(jī)械手將被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子抓到切削工位，此時(shí)夾具的轉(zhuǎn)向裝置剛好在旋 轉(zhuǎn)夾具零位傳感器所指示的零位；夾具轉(zhuǎn)向裝置夾住被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子后，根據(jù) 測(cè)量工位測(cè)得的數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)一定的角度，將被加工轉(zhuǎn)子的第一切削面上的不平 衡量剛好朝下，切削頭垂直進(jìn)刀，進(jìn)行第一次切削加工，然后退刀；隨后切削 工位再根據(jù)測(cè)量工位的數(shù)據(jù)，再次旋轉(zhuǎn)一定的角度，將被加工轉(zhuǎn)子的第二切削 面上的不平衡量剛好朝下，同理進(jìn)行第二次切削加工；在切削加工過程中夾具 轉(zhuǎn)向裝置一直夾住被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子不松開，且只朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的同時(shí) 記錄從零位開始時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度；當(dāng)夾具轉(zhuǎn)向裝置旋轉(zhuǎn)一周回到旋轉(zhuǎn)夾具零位傳 感器所指示的零位時(shí)，記錄的旋轉(zhuǎn)角度清零；兩切削面都完成切削加工后，夾 具轉(zhuǎn)向裝置夾住被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)夾具零位傳感器所指示的零 位，停止，松開，這時(shí)剛開始測(cè)試時(shí)確定的被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子的基準(zhǔn)點(diǎn)剛好朝下；4) 機(jī)械手再次動(dòng)作，將被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子抓到復(fù)測(cè)工位，此時(shí)被加工電機(jī)轉(zhuǎn) 子的基準(zhǔn)點(diǎn)仍然朝下，復(fù)測(cè)工位以此基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)；復(fù)測(cè)工位根據(jù)復(fù)測(cè)的殘余不平衡量的結(jié)果判斷被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子是否合格；如果合格不做任何處理，不 合格則根據(jù)殘余不平衡量進(jìn)行鐵芯當(dāng)量密度與傳感器角度的補(bǔ)償；5)當(dāng)兩個(gè)加工面復(fù)測(cè)出的殘余不平衡量都在初始不平衡量的矢量正面和反 面的正負(fù)一齒范圍內(nèi)，則對(duì)當(dāng)量密度進(jìn)行加權(quán)補(bǔ)償；當(dāng)兩個(gè)加工面復(fù)測(cè)出的殘 余不平衡量都在初始不平衡量的矢量正面的同向旋轉(zhuǎn)方向，則對(duì)傳感器角度進(jìn) 行加權(quán)補(bǔ)償。本發(fā)明具有的有益效果是-1) 采用了統(tǒng)一的基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量和切削加工，所有數(shù)據(jù)具有可比性。2) 具有密度和傳感器角度自動(dòng)補(bǔ)償功能，降低了對(duì)操作工的知識(shí)水平要求。


圖1是四工位全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)一個(gè)位置示意圖。 圖2是四工位全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)另一個(gè)位置示意圖。 圖3是被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子與相位傳感器的相對(duì)位置。圖中l(wèi)-待機(jī)工位，2-測(cè)量工位，3-切削工位，4-復(fù)測(cè)工位，5四爪機(jī)械手， 6-切削頭，7-搬運(yùn)方向，8-初測(cè)相位傳感器，9-切削工位的中軸線，10-初測(cè)工位 中軸線，11-被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子，12-夾具轉(zhuǎn)向裝置，13-夾具零位傳感器，14-傳感 器位置偏離量，15-轉(zhuǎn)子齒，16-轉(zhuǎn)子槽，17-槽到齒的跳變點(diǎn)，18旋轉(zhuǎn)方向。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)有四個(gè)處理工位，分別是待機(jī)工位1、測(cè)量工位2、切削工位3和復(fù)測(cè)工位4，四個(gè)工位之間有四爪機(jī)械手5將四只被 加工電機(jī)轉(zhuǎn)子U按照?qǐng)D1所示的搬運(yùn)方向7，在各個(gè)工位之間搬運(yùn)轉(zhuǎn)子。初測(cè) 相位傳感器8垂直放置在測(cè)量工位2上的被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11的正下方。更換轉(zhuǎn) 子品種后，由于安裝誤差，初測(cè)相位傳感器8與測(cè)量工位2的初測(cè)工位中軸線 10有傳感器位置偏離量14，使得初測(cè)相位傳感器8和切削工位的中軸線9不成 90度。該方法的步驟如下1) 在測(cè)量工位2，如圖3所示，被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11上開有轉(zhuǎn)子齒15和轉(zhuǎn) 子槽16，被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11按照旋轉(zhuǎn)方向18旋轉(zhuǎn)，選擇第一個(gè)掠過初測(cè)相位 傳感器8的電機(jī)轉(zhuǎn)子槽到齒的跳變點(diǎn)17作為不平衡量測(cè)試和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。全 自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)以基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行初始不平衡量測(cè)量，并在測(cè)試完成后使基準(zhǔn) 點(diǎn)正好對(duì)準(zhǔn)初測(cè)相位傳感器8，即基準(zhǔn)點(diǎn)朝下；2) 機(jī)械手5將被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11抓到切削工位3，此時(shí)夾具的轉(zhuǎn)向裝置12 剛好在旋轉(zhuǎn)夾具零位傳感器13所指示的零位。夾具轉(zhuǎn)向裝置12夾住被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11后，根據(jù)測(cè)量工位2測(cè)得的數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)一定的角度，將被加工轉(zhuǎn)子的 第一切削面上的不平衡量剛好朝下，切削頭6垂直進(jìn)刀，進(jìn)行第一次切削加工，然后退刀。隨后切削工位3再根據(jù)測(cè)量工位2的數(shù)據(jù)，再次旋轉(zhuǎn)一定的角度， 將被加工轉(zhuǎn)子的第二切削面上的不平衡量剛好朝下，同理進(jìn)行第二次切削加工。 在切削加工過程中夾具轉(zhuǎn)向裝置12 —直夾住被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11不松開，且只 朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的同時(shí)記錄從零位開始時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度。當(dāng)夾具轉(zhuǎn)向裝置 12旋轉(zhuǎn)一周回到旋轉(zhuǎn)夾具零位傳感器13所指示的零位時(shí)，記錄的旋轉(zhuǎn)角度清零。 兩切削面都完成切削加工后，夾具轉(zhuǎn)向裝置12夾住被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11繼續(xù)旋 轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)夾具零位傳感器13所指示的零位，停止，松開，這時(shí)剛開始測(cè)試時(shí)確 定的被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11的基準(zhǔn)點(diǎn)剛好朝下。3) 機(jī)械手5再次動(dòng)作，將被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11抓到復(fù)測(cè)工位4，此時(shí)被加工 電機(jī)轉(zhuǎn)子ll的基準(zhǔn)點(diǎn)仍然朝下，復(fù)測(cè)工位以此基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)。復(fù)測(cè)工位4根 據(jù)復(fù)測(cè)的殘余不平衡量的結(jié)果判斷被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子11是否合格。如果合格不做 任何處理，不合格則根據(jù)殘余不平衡量進(jìn)行鐵芯當(dāng)量密度與傳感器角度的補(bǔ)償。4) 當(dāng)兩個(gè)加工面復(fù)測(cè)出的殘余不平衡量都在初始不平衡量的矢量正面和反 面的正負(fù)一齒范圍內(nèi)，則對(duì)當(dāng)量密度用下式進(jìn)行加權(quán)補(bǔ)償。殘余不平衡量在初始不平衡矢量正面:p = (1 -々)x p -殘余不平衡量在初始不平衡矢量反面:P = (1 - / )x p + -2+^右殘余"左初始"右初始 . 2G左殘余十"右殘余^左初始"右初始上式中，ll為矢量取模函數(shù)；p為當(dāng)量密度；^艦和^艦分別為電機(jī)轉(zhuǎn)子 的兩個(gè)切削面的初始不平衡矢量；i^M和i^^分別為電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩個(gè)切削面進(jìn) 行一次切削后的殘余不平衡矢量；/ 為密度補(bǔ)償加權(quán)系數(shù)，其值在0 0.5之間設(shè)定。5)當(dāng)兩個(gè)加工面復(fù)測(cè)出的殘余不平衡量都在初始不平衡量的矢量正面的同 向旋轉(zhuǎn)方向，則對(duì)傳感器角度用下式進(jìn)行加權(quán)補(bǔ)償"=(1 —力x"—督x [朋洲^左初始+ i 左殘余)一a"g/e(G左初始)+ ""g/e(f7右初始+ f7右殘余)一fl"g/e(G右初始)] 上式中朋g/e()為矢量取相位；"為傳感器角度補(bǔ)償系數(shù)；y為傳感器角度補(bǔ)償加 權(quán)系數(shù)，其值在0 0.5之間設(shè)定。
權(quán)利要求
1、一種全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)密度和角度的自動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于，全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)有四個(gè)處理工位，分別是待機(jī)工位、測(cè)量工位、切削工位和復(fù)測(cè)工位，四個(gè)工位之間有四爪機(jī)械手將四只被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向搬運(yùn)，在各個(gè)工位之間搬運(yùn)轉(zhuǎn)子，初測(cè)相位傳感器垂直放置在測(cè)量工位上的被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子的正下方，更換轉(zhuǎn)子品種后，由于安裝誤差，初測(cè)相位傳感器與測(cè)量工位的初測(cè)工位中軸線有傳感器位置偏離量；其特征在于，該方法的步驟如下1)針對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行，雙面測(cè)量和雙面切削去重加工，電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的斷面是齒槽交替的，每個(gè)齒和槽都對(duì)應(yīng)固定的圓心角；2)在測(cè)量工位，選擇一個(gè)隨機(jī)點(diǎn)作為被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡量測(cè)試和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)；全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)以基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行初始不平衡量測(cè)量，并在測(cè)試完成后使基準(zhǔn)點(diǎn)正好對(duì)準(zhǔn)初測(cè)相位傳感器，即基準(zhǔn)點(diǎn)朝下；3)機(jī)械手將被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子抓到切削工位，此時(shí)夾具的轉(zhuǎn)向裝置剛好在旋轉(zhuǎn)夾具零位傳感器所指示的零位；夾具轉(zhuǎn)向裝置夾住被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子后，根據(jù)測(cè)量工位測(cè)得的數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)一定的角度，將被加工轉(zhuǎn)子的第一切削面上的不平衡量剛好朝下，切削頭垂直進(jìn)刀，進(jìn)行第一次切削加工，然后退刀；隨后切削工位再根據(jù)測(cè)量工位的數(shù)據(jù)，再次旋轉(zhuǎn)一定的角度，將被加工轉(zhuǎn)子的第二切削面上的不平衡量剛好朝下，同理進(jìn)行第二次切削加工；在切削加工過程中夾具轉(zhuǎn)向裝置一直夾住被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子不松開，且只朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的同時(shí)記錄從零位開始時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度；當(dāng)夾具轉(zhuǎn)向裝置旋轉(zhuǎn)一周回到旋轉(zhuǎn)夾具零位傳感器所指示的零位時(shí)，記錄的旋轉(zhuǎn)角度清零；兩切削面都完成切削加工后，夾具轉(zhuǎn)向裝置夾住被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)夾具零位傳感器所指示的零位，停止，松開，這時(shí)剛開始測(cè)試時(shí)確定的被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子的基準(zhǔn)點(diǎn)剛好朝下；4)機(jī)械手再次動(dòng)作，將被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子抓到復(fù)測(cè)工位，此時(shí)被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子的基準(zhǔn)點(diǎn)仍然朝下，復(fù)測(cè)工位以此基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)；復(fù)測(cè)工位根據(jù)復(fù)測(cè)的殘余不平衡量的結(jié)果判斷被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子是否合格；如果合格不做任何處理，不合格則根據(jù)殘余不平衡量進(jìn)行鐵芯當(dāng)量密度與傳感器角度的補(bǔ)償；5)當(dāng)兩個(gè)加工面復(fù)測(cè)出的殘余不平衡量都在初始不平衡量的矢量正面和反面的正負(fù)一齒范圍內(nèi)，則對(duì)當(dāng)量密度進(jìn)行加權(quán)補(bǔ)償；當(dāng)兩個(gè)加工面復(fù)測(cè)出的殘余不平衡量都在初始不平衡量的矢量正面的同向旋轉(zhuǎn)方向，則對(duì)傳感器角度進(jìn)行加權(quán)補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全自動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡機(jī)密度和角度的自動(dòng)補(bǔ)償方法。在測(cè)量工位，找出被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量后朝下；機(jī)械手將電機(jī)轉(zhuǎn)子抓到切削工位完成兩面切削，夾具轉(zhuǎn)向裝置夾住電機(jī)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至基準(zhǔn)點(diǎn)剛好朝下；機(jī)械手再次將轉(zhuǎn)子抓到復(fù)測(cè)工位進(jìn)行復(fù)測(cè)；復(fù)測(cè)工位根據(jù)復(fù)測(cè)的殘余不平衡量判斷被加工電機(jī)轉(zhuǎn)子是否合格；如果合格不做任何處理，不合格則根據(jù)殘余不平衡量進(jìn)行鐵芯當(dāng)量密度與傳感器角度的補(bǔ)償。當(dāng)兩個(gè)加工面復(fù)測(cè)出的殘余不平衡量都在初始不平衡量的矢量正面和反面的正負(fù)一齒范圍內(nèi)，則對(duì)當(dāng)量密度進(jìn)行加權(quán)補(bǔ)償；當(dāng)兩個(gè)加工面復(fù)測(cè)出的殘余不平衡量都在初始不平衡量的矢量正面的同向旋轉(zhuǎn)方向，則對(duì)傳感器角度進(jìn)行加權(quán)補(bǔ)償。
文檔編號(hào)H02K15/16GK101630884SQ20091010147
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者吳殿美, 張加慶, 勝 曾, 樓榮偉 申請(qǐng)人:杭州集智機(jī)電設(shè)備制造有限公司