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摘 要：研制了一种自动化、智能化、高精度的用于定子精加工的设备，设计并分析了其设备主要机械结构，包括传动结构、定子工位设计、驱动装置设计等，以提高步进电机生产效率和电机质量，降低不良率和维修费用，同时设备也可用于其他类型电机定子的精加工。该步进电机定子内孔毛刺自动加工系统已在部分电机制造业得到了应用。
关键词：步进电机；定子；加工；结构
中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2018）02-0057-03
步进电机由定子与转子组成，定子是步进电机的关键部件之一，其质量好坏直接决定了电机的性能[1]。为了保证高质量地安装励磁线圈，必须在定子初步完成加工后进行进一步的精加工，以提高步进电机的性能[2-3]。定子的质量、故障分析以及对电机的影响一直是学术界、行业界关注的热点问题。我国是一个劳动密集型的国家，目前大部分电机企业采用人工对定子进一步加工，其耗时耗力，精度不高，且生产效率低。因此，随着现代化工业突飞猛进的发展，定子精加工处理设备的研发必将提上日程[4]。
近年来，国内外学者对定子质量的提高和精度的改进开展了广泛的研究，目前已成为电机行业学者关注的热点研究课题。郭世行等人设计了对电机定子内孔残留的铁屑等杂质冲洗自动系统，提高了劳动效率，已在企业推广使用[5]。张炜等研究了预应力对超声电机定子振动固有频率和振幅的影响，提出了模态“纯”度的判别标准，研究得出预应力增加了定子振动的振幅，能够有效抑制电机模态混叠现象[6]。丁庆军等采用粘涂法研制出行波型超声电机定子用摩擦材料，使超声电机工作频率明显变宽，半峰宽提高2倍左右，工作稳定性增加[7]。
目前关于步进电机的应用及其研究、定子的性能及其对电机的影响等，国内外已开展了较多的研究，并且取得了一系列成果。然而有关电机定子技术的研究主要集中于性能、故障等领域，而有关定子精加工处理设备的研究鲜有报道，但定子加工的精细程度直接决定了定子的性能、故障失效等水平，直接攸关电机的性能及其应用水平。申请人拟通过采取机械自动化等技术，创新设计出自动化、智能化、高精度的用于定子的精加工设备，提高电机定子质量，提高生产效率，具有十分重要的社会经济价值。
1 系统总体设计
电机定子精加工设备主体如图1所示，左上角为主视图，右上角为左视图，左下角为上视图。系统由交流电机、气缸、花键传动副、带轮传动副、支架、电控柜等组成，主要包括铁板和设置在铁板下方的支柱，其中铁板的中部设有放置定子的工位，铁板的下方还设有驱动定子上下运动的上下气缸，定子的下方设有去除定子螺钉孔边缘翻边毛刺的麻花钻头，并且麻花钻头由驱动装置驱动。
2 系统实现
定子放置到工位后，踩下脚踏开关，上下气缸驱动工件沿Z 轴上下运动，到指定位置后，驱动装置驱动麻花钻头转动，由于孔刷与花键有机的连接，实现了直刷的效果，去除定子螺钉孔边缘的翻边毛刺；往复20次后，交流电机通电带动带轮传动副转动，同时，从动带轮花键传动副转动，实现了转刷。与此同时，水泵通电实现冲淋，一个周期完成，提高了工作效率和产品的质量。
3 结语
定子是步进电机重要的组成部分，其加工精度、结构特性等都直接攸关着电机的性能。定子进一步精加工技术是根据我国目前国情及经济发展状况提出的用于定子的自动化高精度处理技术。本项目研制了一种自动化、智能化、高精度的用于定子精加工的设备，以提高步进电机生产效率和电机质量，降低不良率和维修费用，同时，该设备也可用于其他类型电机定子的精加工。
参考文献：
[1] 鲁炳林，徐衍亮，辛峰. 定子永磁和转子永磁混合式步进电机性能比较研究[J]. 中国电机工程学报， 2017， 37（21）：6 255-6 265.
[2] 宋强，王再宙，王志福，等. 基于虚拟仪器的电动汽车牵引电机性能测试系统[J]. 仪器仪表学报， 2007， 28（11）：2 019-2 023.
[3] 陈暾，黄进，马健，等. 小波包变换在电机性能测试中的应用[J]. 浙江大学学报（工学版）， 2003， 37（2）：109-112.
[4] 李彦丽. 步进电机失步原因分析及常见故障检测[J]. 电子工业专用设备， 2014， 43（12）：39-42.
[5] 郭世行，江帆，龚斌斌. 步进电机定子内孔自动冲洗系统[J]. 中国计量学院学报， 2010， 21（4）：323-326.
[6] 张炜，李胤，杨正伟，等. 预应力对超声电机定子振动影响分析[J]. 微电机， 2014（9）：18-21.
[7] 丁庆军，姚志远，郑伟，等. 行波型超声电机定子摩擦材料的研制及其摩擦磨损性能研究[J]. 摩擦学学报， 2007， 27（6）：578-582.
Automatic Processing System for Stepper Motor Stator Inner Hole Burr
SONG Nai-ping1， WANG Tian-hu2， SONG Fan3， KONG Cheng-qun3
（1.School of Computer Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China；
2.School of Electrical and Information Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China；3.Changzhou Yunkong Electronic Co.， Ltd.， Changzhou 213102， China）
Abstract： A kind of automatic， intelligent， high precision for stator finishing equipment was developed in this work. The main mechanical structure was designed， including transmission structure， stator station design， driver design and so on， which may could improve the stepping motor production efficiency and quality， reduce scrap rate and maintenance cost， equipment at the same time can also be used for other types of motor stator finishing. The automatic machining system of the internal hole burr in the motor stator has been applied in some motor manufacturing industries.
Key words： stepping motor； stator； processing； structure
責任编辑 祁秀春
关键词：步进电机；定子；加工；结构
中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2018）02-0057-03
步进电机由定子与转子组成，定子是步进电机的关键部件之一，其质量好坏直接决定了电机的性能[1]。为了保证高质量地安装励磁线圈，必须在定子初步完成加工后进行进一步的精加工，以提高步进电机的性能[2-3]。定子的质量、故障分析以及对电机的影响一直是学术界、行业界关注的热点问题。我国是一个劳动密集型的国家，目前大部分电机企业采用人工对定子进一步加工，其耗时耗力，精度不高，且生产效率低。因此，随着现代化工业突飞猛进的发展，定子精加工处理设备的研发必将提上日程[4]。
近年来，国内外学者对定子质量的提高和精度的改进开展了广泛的研究，目前已成为电机行业学者关注的热点研究课题。郭世行等人设计了对电机定子内孔残留的铁屑等杂质冲洗自动系统，提高了劳动效率，已在企业推广使用[5]。张炜等研究了预应力对超声电机定子振动固有频率和振幅的影响，提出了模态“纯”度的判别标准，研究得出预应力增加了定子振动的振幅，能够有效抑制电机模态混叠现象[6]。丁庆军等采用粘涂法研制出行波型超声电机定子用摩擦材料，使超声电机工作频率明显变宽，半峰宽提高2倍左右，工作稳定性增加[7]。
目前关于步进电机的应用及其研究、定子的性能及其对电机的影响等，国内外已开展了较多的研究，并且取得了一系列成果。然而有关电机定子技术的研究主要集中于性能、故障等领域，而有关定子精加工处理设备的研究鲜有报道，但定子加工的精细程度直接决定了定子的性能、故障失效等水平，直接攸关电机的性能及其应用水平。申请人拟通过采取机械自动化等技术，创新设计出自动化、智能化、高精度的用于定子的精加工设备，提高电机定子质量，提高生产效率，具有十分重要的社会经济价值。
1 系统总体设计
电机定子精加工设备主体如图1所示，左上角为主视图，右上角为左视图，左下角为上视图。系统由交流电机、气缸、花键传动副、带轮传动副、支架、电控柜等组成，主要包括铁板和设置在铁板下方的支柱，其中铁板的中部设有放置定子的工位，铁板的下方还设有驱动定子上下运动的上下气缸，定子的下方设有去除定子螺钉孔边缘翻边毛刺的麻花钻头，并且麻花钻头由驱动装置驱动。
2 系统实现
定子放置到工位后，踩下脚踏开关，上下气缸驱动工件沿Z 轴上下运动，到指定位置后，驱动装置驱动麻花钻头转动，由于孔刷与花键有机的连接，实现了直刷的效果，去除定子螺钉孔边缘的翻边毛刺；往复20次后，交流电机通电带动带轮传动副转动，同时，从动带轮花键传动副转动，实现了转刷。与此同时，水泵通电实现冲淋，一个周期完成，提高了工作效率和产品的质量。
3 结语
定子是步进电机重要的组成部分，其加工精度、结构特性等都直接攸关着电机的性能。定子进一步精加工技术是根据我国目前国情及经济发展状况提出的用于定子的自动化高精度处理技术。本项目研制了一种自动化、智能化、高精度的用于定子精加工的设备，以提高步进电机生产效率和电机质量，降低不良率和维修费用，同时，该设备也可用于其他类型电机定子的精加工。
参考文献：
[1] 鲁炳林，徐衍亮，辛峰. 定子永磁和转子永磁混合式步进电机性能比较研究[J]. 中国电机工程学报， 2017， 37（21）：6 255-6 265.
[2] 宋强，王再宙，王志福，等. 基于虚拟仪器的电动汽车牵引电机性能测试系统[J]. 仪器仪表学报， 2007， 28（11）：2 019-2 023.
[3] 陈暾，黄进，马健，等. 小波包变换在电机性能测试中的应用[J]. 浙江大学学报（工学版）， 2003， 37（2）：109-112.
[4] 李彦丽. 步进电机失步原因分析及常见故障检测[J]. 电子工业专用设备， 2014， 43（12）：39-42.
[5] 郭世行，江帆，龚斌斌. 步进电机定子内孔自动冲洗系统[J]. 中国计量学院学报， 2010， 21（4）：323-326.
[6] 张炜，李胤，杨正伟，等. 预应力对超声电机定子振动影响分析[J]. 微电机， 2014（9）：18-21.
[7] 丁庆军，姚志远，郑伟，等. 行波型超声电机定子摩擦材料的研制及其摩擦磨损性能研究[J]. 摩擦学学报， 2007， 27（6）：578-582.
Automatic Processing System for Stepper Motor Stator Inner Hole Burr
SONG Nai-ping1， WANG Tian-hu2， SONG Fan3， KONG Cheng-qun3
（1.School of Computer Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China；
2.School of Electrical and Information Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China；3.Changzhou Yunkong Electronic Co.， Ltd.， Changzhou 213102， China）
Abstract： A kind of automatic， intelligent， high precision for stator finishing equipment was developed in this work. The main mechanical structure was designed， including transmission structure， stator station design， driver design and so on， which may could improve the stepping motor production efficiency and quality， reduce scrap rate and maintenance cost， equipment at the same time can also be used for other types of motor stator finishing. The automatic machining system of the internal hole burr in the motor stator has been applied in some motor manufacturing industries.
Key words： stepping motor； stator； processing； structure
責任编辑 祁秀春