一种新型分块式定子铁芯拼圆焊接机的制作方法

本发明涉及一种新型分块式定子铁芯拼圆焊接机。

背景技术：

多个分块式定子铁芯在组装成一个整体时，需要进行拼圆和焊接；在进行拼圆和焊接时需要使用到特用的工装设备；目前市场上分块定子拼圆主要是以鼠笼式拼圆和人工抱箍式拼圆为主，使用以上方式将铁芯拼圆后再进行焊接；然而鼠笼式拼圆焊接方式是以外圆圆度为基准的，不符合电机以內圆圆度为基准的要求，人工抱箍式拼圆又不利于自动化，导致生产效率低、成本高；同时在定子铁芯制作和安装的过程中，会出现高度不一致的问题，使得端面不够整齐，如果不进行端面齐平，会影响后续pcb板的焊接，为解决这种问题，通常人们使用一个整块的压板对定子铁芯进行挤压，然而定子铁芯在制作时具有一定的高度差，这就导致整块压板不能对较低的定子铁芯起到挤压作用，难以起到应有的成效，影响下移工序的进行；急需研发一款能自动拼圆，拼圆后能对端面自动压齐，压齐后能够进行全方位的焊接，自动化程度高的新型分块式定子铁芯拼圆焊接机来取代目前的生产方式。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能缩短生产时间，提高工作效率，自动化程度高，定子铁芯安装方便，能够将多个定子铁芯同时进行夹紧拼圆，定子铁芯夹紧拼圆时不会松动，拼圆时能够自动使定子铁芯下端面齐平，拼圆后能够自动将定子铁芯焊接成一个整体，焊接后夹爪能自动松开，同时所拼的定子铁芯內圆圆度符合电机內圆圆度要求，具有实用性和使用广泛性的新型分块式定子铁芯拼圆焊接机。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种新型分块式定子铁芯拼圆焊接机，包括机箱、安全罩、工作台面、定子收紧机构、定子端面整形机构、定子焊接机构、定子铁芯、指示灯和控制面板，工作台面设置在机箱上，机箱与安全罩连接为一个整体，定子收紧机构、定子端面整形机构、定子焊接机构都安装在工作台面上，控制面板控制定子收紧机构、定子端面整形机构、定子焊接机构工作，控制面板的两侧设有焊接ccd窗口，定子收紧机构用于将多个定子铁芯进行固定，定子端面整形机构用于将多个定子铁芯进行端面压齐，定子焊接机构用于将多个定子铁芯焊接成一个整体，所述工作台面上设有光电传感器，所述定子收紧机构的两侧设有红外线传感器，红外线传感器安装在安全罩上，所述安全罩的内部安装有一个烟雾处理罩。

所述定子收紧机构包括卡盘安装架、卡盘旋转电机、卡爪、卡盘、内芯棒和卡爪收紧电机，卡盘安装架固定在工作台面上，卡盘旋转电机和卡爪收紧电机固定在卡盘安装架上，卡盘的下端设有一个卡盘底座，卡盘底座设置在卡盘安装架的上端，卡盘旋转电机带动卡盘转动，所述卡盘上设有多个基座安装槽，基座安装槽中设有卡爪基座，卡爪固定在卡爪基座上，所述卡盘的中间处设有一个转接套，转接套的上端安装有一个端面定位块，内芯棒安装在端面定位块上。

所述卡盘的内部设有一个丝盘，丝盘固定在卡爪收紧电机上，丝盘的上表面与卡爪基座采用螺纹连接，卡爪收紧电机通过丝盘控制卡爪移动。

所述定子铁芯固定在内芯棒上，内芯棒的侧面设有多个定位孔，定位孔中设有磁铁。

所述内芯棒的下端设有内芯棒定位槽，端面定位块上设有与内芯棒定位槽相配合的内芯棒定位销，所述内芯棒的一侧设有一个开口槽，开口槽中安装有一个定子定位块。

所述工作台面上安装有丝杆电机，丝杆电机上安装有丝杆一，丝杆一的一端与卡盘安装架连接，所述丝杆一的两侧安装有第一导轨，丝杆电机通过丝杆一带动卡盘安装架沿着第一导轨来回移动。

所述定子端面整形机构包括支撑杆、伺服压机、压机安装座、压紧基座和压紧柱，支撑杆的下端固定在工作台面上，支撑杆的上端与压机安装座连接，伺服压机固定在压机安装座上，伺服压机的下端设有一个转接板，压紧基座固定在转接板上，压紧基座的下端安装有一个压紧导向块，压紧柱固定在压紧导向块上，压紧柱为多根。

所述压紧柱穿过压紧导向块的部分都安装有弹簧。

所述压机安装座的两侧安装有气缸三，所述压机安装座的后侧设有一个安全门，气缸三的下端与安全门连接，所述安全门与支撑杆的连接处设有导套，安全门通过导套与支撑杆连接，气缸三推动安全门沿着支撑杆上下移动。

所述定子焊接机构包括焊接机构底座、支架、焊接电机支撑板和焊接电机，焊接机构底座固定在工作台面上，焊接电机支撑板固定在焊接机构底座上，焊接电机固定在焊接电机支撑板上，焊接电机的下端安装有丝杆二，丝杆二的下端与支架连接，所述焊接电机支撑板上设有第二导轨，支架上设有与第二导轨相配合的夹块，焊接电机通过丝杆二带动支架上下移动，所述支架的两端各安装有一个激光焊接设备，激光焊接设备与支架的连接处设有气缸一和气缸二。

本发明通过在工作台上安装定子收紧机构、定子端面整形机构、定子焊接机构，使得定子铁芯安装后能够自动夹紧固定，夹紧固定后能够自动对定子铁芯的端面进行挤压，使得定子铁芯的下端面保持齐平，整平后的定子铁芯直接进行拼圆焊接，从安装整形到焊接定型，整个过程完全实现了自动化，提高了生产效率，使得拼圆焊接后的定子铁芯的內圆圆度完全符合电机內圆的圆度要求；同时通过烟雾处理罩的安装，使得定子铁芯焊接时产生的烟雾能够得到回收净化，利于环保，具有实用性和使用的广泛性。

优选的，所述定子收紧机构包括卡盘安装架、卡盘旋转电机、卡爪、卡盘、内芯棒和卡爪收紧电机，卡盘安装架固定在工作台面上，卡盘旋转电机和卡爪收紧电机固定在卡盘安装架上，卡盘的下端设有一个卡盘底座，卡盘底座设置在卡盘安装架的上端，卡盘旋转电机带动卡盘转动，所述卡盘上设有多个基座安装槽，基座安装槽中设有卡爪基座，卡爪固定在卡爪基座上，所述卡盘的中间处设有一个转接套，转接套的上端安装有一个端面定位块，内芯棒安装在端面定位块上。

该结构的设置，便于固定好定子铁芯内芯棒的安装，同时通过基座安装槽的设置，使得卡爪移动方向不会出现偏移，保证卡爪正确顶在定子铁芯外侧的中间处；同时通过卡盘旋转电机的作用，使得定子铁芯在焊接时，卡盘能够转动，为焊接提供便利。

优选的，所述卡盘的内部设有一个丝盘，丝盘固定在卡爪收紧电机上，丝盘的上表面与卡爪基座采用螺纹连接，卡爪收紧电机通过丝盘控制卡爪移动。

该结构的设置，使得卡爪收紧电机可以控制夹爪来回移动，通过移动控制定子铁芯的夹紧或松开，便于定子铁芯的固定和拼圆焊接后的拿取。

优选的，所述定子铁芯固定在内芯棒上，内芯棒的侧面设有多个定位孔，定位孔中设有磁铁。

该结构的设置，便于定子铁芯的固定安装，内芯棒在拿取安装时，定子铁芯不会掉落，同时也便于拼圆焊接后的拿取。

优选的，所述内芯棒的下端设有内芯棒定位槽，端面定位块上设有与内芯棒定位槽相配合的内芯棒定位销，所述内芯棒的一侧设有一个开口槽，开口槽中安装有一个定子定位块。

该结构的设置，便于定子铁芯的安装，使得定子铁芯安装时不会出现偏差，能够整齐排列；同时通过内芯棒定位销的设置，使得内芯棒在安装时不会出现错位，保证定子铁芯的外侧能够正对夹爪安装，防止夹爪挡住两块定子铁芯的连接处，影响后续激光焊接设备对相邻定子铁芯连接处的焊接。

优选的，所述工作台面上安装有丝杆电机，丝杆电机上安装有丝杆一，丝杆一的一端与卡盘安装架连接，所述丝杆一的两侧安装有第一导轨，丝杆电机通过丝杆一带动卡盘安装架沿着第一导轨来回移动。

该结构的设置，使得安装定子铁芯的卡盘可以在工作台面上来回移动，保证定子铁芯完成固定、端面对齐后，快速的移动至焊接工位进行焊接。

优选的，所述定子端面整形机构包括支撑杆、伺服压机、压机安装座、压紧基座和压紧柱，支撑杆的下端固定在工作台面上，支撑杆的上端与压机安装座连接，伺服压机固定在压机安装座上，伺服压机的下端设有一个转接板，压紧基座固定在转接板上，压紧基座的下端安装有一个压紧导向块，压紧柱固定在压紧导向块上，压紧柱为多根。

该结构的设置，使得压紧柱可以上下移动，同时通过压紧柱的下移对卡盘上端的所有定子铁芯进行挤压，使得受到挤压后的所有定子铁芯的下端面保持齐平，便于了拼圆后pcb板的焊接。

优选的，所述压紧柱穿过压紧导向块的部分都安装有弹簧。

该机构的设置，使得每根压紧柱都有一定的伸缩空间，便于压紧柱对不同高度的定子铁芯进行挤压，同时挤压时，压紧柱不会对定子铁芯造成损坏。

优选的，所述压机安装座的两侧安装有气缸三，所述压机安装座的后侧设有一个安全门，气缸三的下端与安全门连接，所述安全门与支撑杆的连接处设有导套，安全门通过导套与支撑杆连接，气缸三推动安全门沿着支撑杆上下移动。

该结构的设置，便于安全门的上下移动，通过安全门的上下移动增加定子铁芯焊接时的安全性，同时防止焊接时的烟雾流出，减少烟雾对周边环境的污染。

优选的，所述定子焊接机构包括焊接机构底座、支架、焊接电机支撑板和焊接电机，焊接机构底座固定在工作台面上，焊接电机支撑板固定在焊接机构底座上，焊接电机固定在焊接电机支撑板上，焊接电机的下端安装有丝杆二，丝杆二的下端与支架连接，所述焊接电机支撑板上设有第二导轨，支架上设有与第二导轨相配合的夹块，焊接电机通过丝杆二带动支架上下移动，所述支架的两端各安装有一个激光焊接设备，激光焊接设备与支架的连接处设有气缸一和气缸二。

该结构的设置，使得激光焊接设备可以前后左右上下移动，通过移动可以对卡盘上的定子铁芯进行全方位的焊接，增加了激光焊接设备的灵活性，提高了焊接效率。

本发明的有益效果是：能缩短生产时间，提高工作效率，自动化程度高，定子铁芯安装方便，能够将多个定子铁芯同时进行夹紧拼圆，定子铁芯夹紧拼圆时不会松动，拼圆时能够自动使定子铁芯下端面齐平，拼圆后能够自动将定子铁芯焊接成一个整体，焊接后夹爪能自动松开，同时所拼的定子铁芯內圆圆度符合电机內圆圆度要求，具有实用性和使用广泛性

附图说明

为了更楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，但并不是对本发明保护范围的限制。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的正面示意图；

图3为本发明的定子收紧机构结构示意图；

图4为本发明的定子端面整形机构结构示意图；

图5为本发明的定子焊接机构结构示意图；

图6为本发明的丝杆电机安装示意图；

图7为本发明的光电传感器安装示意图；

图8为本发明的内芯棒结构示意图；

图9为本发明的定子拼装结构示意图；

图10为本发明的丝盘结构示意图；

其中，1.机箱，2.安全罩，3.工作台面，4.定子收紧机构，5.定子端面整形机构，6.定子焊接机构，7.指示灯，8.焊接ccd窗口，9.卡盘安装架，10.卡盘旋转电机，11.卡盘底座，12.基座安装槽，13.卡爪基座，14.卡爪，15.卡盘，16.转接套，17.端面定位块，18.定子定位块，19.内芯棒，20.定子铁芯，21.内芯棒定位销，22.开口槽，23.定位孔，24.卡爪收紧电机，25.丝杆护板，26.第一导轨，27.丝杆电机，28.支撑杆，29.伺服压机，30.压机安装座，31.转接板，32.导柱，33.压紧基座，34.压紧导向块，35.压紧柱，36.弹簧，37.焊接机构底座，38.支架，39.焊接电机支撑板，40.焊接电机，41.第二导轨，42.夹块，43.激光焊接设备，44.气缸一，45.气缸二，46.丝杆二，47.安全门，48.气缸三，49.丝盘，50.光电传感器，51.红外传感器，52.控制面板，53.内芯棒定位槽，54.导套，55.烟雾处理罩。

具体实施方式

参阅图1至图10所示的一种新型分块式定子铁芯拼圆焊接机，包括机箱1、安全罩2、工作台面3、定子收紧机构4、定子端面整形机构5、定子焊接机构6、指示灯7、定子铁芯20和控制面板52，工作台面3设置在机箱1上，机箱1与安全罩2连接为一个整体，定子收紧机构4、定子端面整形机构5、定子焊接机构6都安装在工作台面3上，控制面板52控制定子收紧机构4、定子端面整形机构5、定子焊接机构6工作，控制面板52的两侧设有焊接ccd窗口8，所述定子收紧机构4用于将多个定子铁芯20进行固定，定子端面整形机构5用于将多个定子铁芯20进行端面压齐，定子焊接机构6用于将多个定子铁芯20焊接成一个整体，所述工作台面3上设有光电传感器50，所述定子收紧机构4的两侧设有红外线传感器51，红外线传感器51安装在安全罩2上，所述安全罩2的内部安装有一个烟雾处理罩55；所述定子收紧机构4包括卡盘安装架9、卡盘旋转电机10、卡爪14、卡盘15、内芯棒19和卡爪收紧电机24，卡盘安装架9固定在工作台面3上，卡盘旋转电机10和卡爪收紧电机24固定在卡盘安装架9上，卡盘15的下端设有一个卡盘底座11，卡盘底座11设置在卡盘安装架9的上端，卡盘旋转电机10带动卡盘15转动，所述卡盘15上设有多个基座安装槽12，基座安装槽12中设有卡爪基座13，卡爪13固定在卡爪基座12上，所述卡盘15的中间处设有一个转接套16，转接套16的上端安装有一个端面定位块17，内芯棒19安装在端面定位块17上，所述卡盘15的内部设有一个丝盘49，丝盘49固定在卡爪收紧电机24上，丝盘49的上表面与卡爪基座13采用螺纹连接，卡爪收紧电机24通过丝盘49控制卡爪14移动，所述定子铁芯20固定在内芯棒19上，内芯棒19的侧面设有多个定位孔23，定位孔23中设有磁铁(未图示)，所述内芯棒19的下端设有内芯棒定位槽53，端面定位块17上设有与内芯棒定位槽53相配合的内芯棒定位销21，所述内芯棒19的一侧设有一个开口槽22，开口槽22中安装有一个定子定位块18，所述工作台面3上安装有丝杆电机27，丝杆电机27上安装有丝杆一(未图示)，丝杆一的一端与卡盘安装架9连接，所述丝杆一的两侧安装有第一导轨26，丝杆电机27通过丝杆一带动卡盘安装架9沿着第一导轨26来回移动。

所述定子端面整形机构5包括支撑杆28、伺服压机29、压机安装座30、压紧基座33和压紧柱35，支撑杆28的下端固定在工作台面3上，支撑杆28的上端与压机安装座30连接，伺服压机29固定在压机安装座300上，伺服压机29的下端设有一个转接板31，压紧基座33固定在转接板31上，压紧基座33的下端安装有一个压紧导向块34，压紧柱35固定在压紧导向块35上，压紧柱35为多根，所述压紧柱35穿过压紧导向块34的部分都安装有弹簧36，所述压机安装座30的两侧安装有气缸三48，所述压机安装座30的后侧设有一个安全门47，气缸三48的下端与安全门47连接，所述安全门47与支撑杆28的连接处设有导套54，安全门47通过导套54与支撑杆28连接，气缸三48推动安全门47沿着支撑杆28上下移动。

所述定子焊接机构6包括焊接机构底座37、支架38、焊接电机支撑板39和焊接电机40，焊接机构底座37固定在工作台面3上，焊接电机支撑板39固定在焊接机构底座37上，焊接电机40固定在焊接电机支撑板39上，焊接电机40的下端安装有丝杆二46，丝杆二46的下端与支架38连接，所述焊接电机支撑板39上设有第二导轨41，支架38上设有与第二导轨41相配合的夹块42，焊接电机40通过丝杆二46带动支架38上下移动，所述支架38的两端各安装有一个激光焊接设备43，激光焊接设备43与支架38的连接处设有气缸一44和气缸二45。

本发明使用时，首先将分块式定子铁芯沿着定子定位块并排拼接安装在内芯棒上，使得定子铁芯的内侧与内芯棒的外侧贴合，同时内芯棒上的磁铁对定子铁芯产生吸附力，使得定子铁芯牢牢的固定在内芯棒上，再将固定好定子铁芯的内芯棒放置在卡盘上端的端面定位块上，使得内芯棒下端的内芯棒定位槽与端面定位块上的内芯棒定位销重合，从而保证定子铁芯安装位置的准确性；当内芯棒安装好后，卡爪收紧电机启动，卡爪收紧电机带动丝盘转动，丝盘通过螺纹收紧的方式带动卡爪基座沿着基座安装槽向定子铁芯靠拢，使得卡爪与定子铁芯接触并对定子铁芯进行挤压；当定子铁芯通过挤压固定后，卡爪收紧电机停止转动，伺服压机启动，伺服压机推动转接板下移，转接板带动压紧基座下移，使得压紧基座上的压紧柱与定子铁芯接触并对定子铁芯形成挤压，使得定子铁芯的下端面保持齐平，在压紧柱对定子铁芯挤压时，由于定子铁芯的高度差，使得压紧柱上的弹簧受到不同程度的挤压；当定子铁芯下端面齐平后，伺服压机带动压紧柱回收，同时丝杆电机启动，丝杆电机带动丝杆一旋转，通过丝杆一的转动带动卡盘安装架沿着第一导轨移动，当卡盘安装架移动至定子焊接机构处，丝杆电机停止转动，同时受到光电传感器的影响，气缸三推动安全门下移；同时焊接电机启动、气缸一启动、气缸二启动，调节激光焊接设备的位置，保证激光焊接设备对定子铁芯焊缝处进行全方位的焊接，在定子铁芯焊接的同时，卡盘下端的卡盘旋转电机启动，卡盘旋转电机带动卡盘转动，通过转动使未焊接的定子铁芯移动至激光焊接设备的前端进行方便焊接；当焊接结束后，焊接电机启动、气缸一启动、气缸二启动带动激光焊接设备归位，同时气缸三控制安全门上移，最后丝杆电机通过丝杆带动卡盘安装架归位，当安全罩上的红外传感器，感应到内芯棒时，丝杆电机停止转动，卡爪收紧电机反转，丝盘带动卡爪基座外移，使得卡爪松开，最后拿取拼圆焊接好的定子铁芯和内芯棒，继续进行下一步的操作，如此往复。

本发明的控制面板的内部植入有plc控制程序，通过plc控制整个拼圆焊接机的工作，同时也可以通过控制面板进行手动控制的调整。

本发明的卡爪与卡爪之间设有一定的距离，便于激光焊接设备对相邻的定子铁芯连接处进行焊接。

本发明在进行定子铁芯拼圆焊接前，首先通过红外传感器对卡盘上的内芯棒进行位置检测，检测内芯棒是否安装，如果安装自动进行下部工序的操作。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。