层叠铁芯在线料厚自动测量方法以及装置与流程

1.本发明涉及电机领域，尤其是涉及层叠铁芯在线料厚自动测量方法以及装置。


背景技术：

2.目前新能源汽车的电机铁芯生产时都是通过冲压硅钢片，通过扣点将硅钢片层叠组装成一个铁芯。由于硅钢材料本身存在厚薄差异，导致叠压成铁芯后，铁芯高点和低点相差很大，影响产品性能。
3.此外在层叠铁芯的制造中，成卷的料板通过压力机被冲裁成铁芯形状。铁芯形状的料板在厚度方向上层叠多个，并被一体化形成电机的层叠铁芯。料板生产过程中的冷热不均、输送过程中的不正确放置方式以及层叠铁芯生产过程时的成卷都会导致料板变形，从而导致相同数量的冲裁后的料板制造的层叠铁芯的高度存在差异，影响电机质量。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供层叠铁芯制造过程中在线料厚自动测量方法，能够实时精确检测计算料板的厚度以及堆叠后的厚度，通过旋转料板，减少铁芯片厚薄差异对铁芯高度的影响。
5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之二在于提供层叠铁芯制造过程中在线料厚自动测量装置，能够实时精确检测计算料板的厚度以及堆叠后的厚度，通过旋转料板，减少铁芯片厚薄差异对铁芯高度的影响。
6.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
7.一种层叠铁芯在线料厚自动测量方法，包括以下步骤：
8.前置准备：使成卷的料板一端展开，在料板上规划若干圆形铁芯冲压位；
9.第一铁芯冲压位厚度检测：多个厚度检测装置对第一个圆形冲压位上的料板进行厚度检测，多个检测点位于一圆上，得到多个检测数据；对多个检测数据进行比较，当厚度最大值为一个点时，标记最大厚度位置；当厚度最大值为多个点时，多个厚度检测装置沿铁芯直径方向移动，此时多个检测点位于另一圆上，对第一个圆形冲压位上的料板再次进行厚度检测，并进行数据比较，直至存在一个厚度最大值，标记最大厚度位置；
10.第一个铁芯冲压：将第一个圆形冲压位上的料板进行冲压，形成第一铁芯零件；
11.第二铁芯冲压位厚度检测：多个厚度检测装置对第二个圆形冲压位上的料板进行厚度检测，多个检测点位于一圆上，得到多个检测数据；对多个检测数据进行比较，当厚度最小值为一个点时，标记最小厚度位置；当厚度最小值为多个点时，多个厚度检测装置沿铁芯直径方向移动，此时多个检测点位于另一圆上，对第一个圆形冲压位上的料板再次进行厚度检测，并进行数据比较，直至存在一个厚度最小值，标记最小厚度位置；
12.第二个铁芯冲压：将第二个圆形冲压位上的料板进行冲压，形成第二铁芯零件；
13.旋转工件并重叠工件：将第二铁芯零件进行旋转，使第二铁芯零件的最小厚度位置与第一铁芯零件的最大厚度位置位于同一直径上，将第二铁芯零件与第一铁芯零件重
叠；
14.计算重叠后的厚度：将重叠后同一位置的第一铁芯第一次检测的多个检测数据与第二铁芯第一次检测的多个检测数据相加，计算重叠后铁芯组件多个点的位置厚度，得到重叠后铁芯组件最厚位置；
15.循环步骤：进行下一铁芯冲压位厚度检测，得到最小厚度位置，进行下一铁芯冲压、旋转、重叠以及计算重叠后的多个点厚度，直至重叠后的最厚位置大于预设厚度；
16.铁芯组件总厚度计算：对重叠后铁芯组件多个点厚度求平均，得到铁芯组件平均厚度。
17.进一步地，多个检测点均匀分布于圆上。
18.进一步地，所述层叠铁芯在线料厚自动测量方法还包括清洁步骤，所述清洁步骤在每一铁芯冲压位厚度测量步骤之前，所述清洁步骤具体为：对料板两侧采用离子风进行吹淋。
19.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
20.一种层叠铁芯在线料厚自动测量装置，用以实施上述任意一种层叠铁芯在线料厚自动测量方法，所述层叠铁芯在线料厚自动测量装置包括支架，
21.两风淋清洁装置，两所述风淋清洁装置分别固定于所述支架对料板两侧进行离子风吹淋；
22.第二滚筒，所述第二滚筒转动安装于所述支架；
23.压力调节结构，包括驱动件以及第一滚筒，所述驱动件带动所述第一滚筒移动以调节所述第一滚筒与所述第二滚筒之间的距离，所述第一滚筒与所述第二滚筒之间的料板处于被抵触状态，使料板厚度检测结果精确；
24.抵压结构，所述抵压结构包括对称设置的轴承，所述料板与所述轴承滚动接触，所述轴承对所述料板起导向作用；
25.多个测量件，多个所述测量件移动安装于所述支架，多个所述测量件位于一圆上，多个所述测量件测量料板不同位置的厚度并能沿铁芯直径方向移动，每一测量件能够测量沿铁芯直径方向不同位置的厚度。
26.进一步地，所述层叠铁芯在线料厚自动测量装置还包括测量结构，所述测量结构包括螺杆、多个安装块以及多个所述测量件，所述螺杆转动安装于所述支架，多个所述安装块安装于所述螺杆并与所述螺杆配合，多个所述测量件分别安装于多个所述安装块上，所述螺杆转动使所述安装块相对所述支架移动，使所述测量件能够测量不同宽度的料板或使同一测量件能够测量料板的不同位置。
27.进一步地，所述安装块上设有开槽，所述料板从所述开槽穿过。
28.进一步地，所述测量结构还包括导轨，所述导轨固定于所述支架，所述安装块滑动安装于所述导轨。
29.进一步地，所述测量结构还包括手轮，所述手轮转动安装于所述支架并与所述螺杆连接，所述手轮受外力驱动带动所述螺杆相对所述支架转动。
30.进一步地，所述抵压结构包括两安装杆以及两安装于所述安装杆的抵押件，每一所述抵押件包括杆体以及所述轴承，所述轴承转动安装于所述杆体，每一所述杆体两端分别安装于两所述安装杆，所述杆体端部与所述安装杆之间设置弹性件以调节所述轴承与料
板之间的压力。
31.进一步地，所述层叠铁芯在线料厚自动测量装置还包括导向结构，所述导向结构包括支撑板以及导向轮，所述支撑板固定于所述支架的端部，所述导向轮转动安装于所述支撑板，所述导向轮的转轴垂直于所述料板的进料方向，所述导向轮与所述料板边缘滚动接触。
32.相比现有技术，本发明层叠铁芯在线料厚自动测量方法对料板采用多点检测，精确测量每一料板不同位置的厚度通过旋转料板，减少铁芯片厚薄差异对铁芯高度的影响，能够实时精确计算料板的厚度堆叠后的厚度，控制堆叠料板的数量，使制造出的层叠铁芯的高度精确。
附图说明
33.图1为本发明层叠铁芯在线料厚自动测量方法的示意图；
34.图2为本发明的层叠铁芯在线料厚自动测量装置的立体图；
35.图3为图1的层叠铁芯在线料厚自动测量装置的底座的立体图；
36.图4为图1的层叠铁芯在线料厚自动测量装置使用状态的局部结构立体图；
37.图5为图1的层叠铁芯在线料厚自动测量装置的另一局部结构立体图；
38.图6为图5的层叠铁芯在线料厚自动测量装置的压力调节结构的立体图；
39.图7为图5的层叠铁芯在线料厚自动测量装置的抵压结构的立体图；
40.图8为图5的层叠铁芯在线料厚自动测量装置的测量结构的立体图；
41.图9为图5的层叠铁芯在线料厚自动测量装置内部结构的使用状态示意图；
42.图10为图5的层叠铁芯在线料厚自动测量装置的另一内部结构示意图。
43.图中：10、底座；11、主体；12、防震垫；120、凸起；20、支架；21、底板；22、侧板；23、顶板；30、风淋清洁装置；40、压力调节结构；41、驱动件；42、安装架；43、第一滚筒；50、抵压结构；51、安装杆；52、抵压件；520、杆体；521、轴承；60、导向结构；61、支撑板；62、导向轮；70、测量结构；71、导轨；72、螺杆；73、手轮；74、安装块；75、测量件；80、第二滚筒；100、料板。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
46.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
47.层叠铁芯的制造原料为料板100，料板100成卷放置。料板100通过冲裁成若干个符合铁芯尺寸的片状料，然后将多个片状料堆叠固化形成层叠铁芯。
48.请参阅图1，层叠铁芯在线料厚自动测量方法，包括以下步骤：
49.前置准备：使成卷的料板100一端展开，在料板100上规划若干圆形铁芯冲压位；
50.第一铁芯冲压位厚度检测：多个厚度检测装置对第一个圆形冲压位上的料板100进行厚度检测，多个检测点位于一圆上，得到多个检测数据；对多个检测数据进行比较，当厚度最大值为一个点时，标记最大厚度位置；当厚度最大值为多个点时，多个厚度检测装置沿铁芯直径方向移动，此时多个检测点位于另一圆上，对第一个圆形冲压位上的料板100再次进行厚度检测，并进行数据比较，直至存在一个厚度最大值，标记最大厚度位置；
51.第一个铁芯冲压：将第一个圆形冲压位上的料板100进行冲压，形成第一铁芯零件；
52.第二铁芯冲压位厚度检测：多个厚度检测装置对第二个圆形冲压位上的料板100进行厚度检测，多个检测点位于一圆上，得到多个检测数据；对多个检测数据进行比较，当厚度最小值为一个点时，标记最小厚度位置；当厚度最小值为多个点时，多个厚度检测装置沿铁芯直径方向移动，此时多个检测点位于另一圆上，对第一个圆形冲压位上的料板100再次进行厚度检测，并进行数据比较，直至存在一个厚度最小值，标记最小厚度位置；
53.第二个铁芯冲压：将第二个圆形冲压位上的料板100进行冲压，形成第二铁芯零件；
54.旋转工件并重叠工件：将第二铁芯零件进行旋转，使第二铁芯零件的最小厚度位置与第一铁芯零件的最大厚度位置位于同一直径上，将第二铁芯零件与第一铁芯零件重叠；
55.计算重叠后的厚度：将重叠后同一位置的第一铁芯第一次检测的多个检测数据与第二铁芯第一次检测的多个检测数据相加，计算重叠后铁芯组件多个点的位置厚度，得到重叠后铁芯组件最厚位置；
56.循环步骤：进行下一铁芯冲压位厚度检测，得到最小厚度位置，进行下一铁芯冲压、旋转、重叠以及计算重叠后的多个点厚度，直至重叠后的最厚位置大于预设厚度；
57.铁芯组件总厚度计算：对重叠后铁芯组件多个点厚度求平均，得到铁芯组件平均厚度。
58.具体的，料板100由硅钢制成，层叠铁芯在线料厚自动测量方法还包括清洁步骤，所述清洁步骤在料板100厚度测量步骤之前，清洁步骤具体为：对料板100两侧采用离子风进行吹淋。
59.层叠铁芯在线料厚自动测量方法还包括去除异常值步骤，去除异常值步骤中，设置料板100预设值，规定与预设值的差值小于等于0.5％范围内为正常数据，进行采纳；与预设值的差值大于0.5％为异常值，需要剔除。
60.在实际生产过程中，以料板100厚度为0.3mm为例，未采用层叠铁芯在线料厚自动测量方法前，由于料板100厚度测量不准确，导致叠加后总厚度误差大，产品的不良率为10％，整个制造设备的cgk(检测设备能力指数)小于0.3。采用层叠铁芯在线料厚自动测量
方法后，料板100厚度测量准确，并且叠加后总厚度误差小，产品的不良率下降至0.5％，整个制造设备的cgk(检测设备能力指数)大于1.33(cgk一般接受的标准是》＝1.33，如果一个测试仪器的cgk太小，它就不能用于这个产品性能的测量)。
61.请参阅图2至图10，为本发明层叠铁芯在线料厚自动测量装置，层叠铁芯在线料厚自动测量装置用于实施上述层叠铁芯在线料厚自动测量方法，层叠铁芯在线料厚自动测量装置包括底座10、支架20、风淋清洁装置30、压力调节结构40、抵压结构50、导向结构60、测量结构70以及两第二滚筒80。
62.底座10包括主体11以及若干防震垫12。防震垫12由弹性材料制成，具体的，防震垫12由丁腈橡胶制成。防震垫12固定于主体11的端部。防震垫12上设有若干凸起120，凸起120的高度以及尺寸不同。具体的，凸起120呈圆柱形，若干凸起120呈四列设置，四列凸起120的直径以及高度不同。防震垫12的数量为四个，四防震垫12固定于主体11的四角。
63.支架20包括底板21、两侧板22以及顶板23。两侧板22分别固定于底板21的相对两端。两侧板22相互平行并与底板21垂直。顶板23两端分别与两侧板22固定，顶板23与底板21平行。底板21、两侧板22以及顶板23围成一中空的长方体，支架20前端和后端为开口设计，料板100从前端进入支架20，从后端伸出支架20。
64.风淋清洁装置30的数量为两个，两风淋清洁装置30分别固定于底板21以及顶板23，两风淋清洁装置30均位于支架20前端，两风淋清洁装置30相对设置，两风淋清洁装置30的出风口朝向料板100的上下两侧。具体的，风淋清洁装置30与储气罐连通，储气罐向风淋清洁装置30供气。风淋清洁装置30的出气角度以及吹淋时间能够调节。风淋清洁装置30采用不锈钢防护罩，同时设置透明观察孔便于观察料板100的清洁情况。
65.压力调节结构40包括驱动件41、安装架42以及两第一滚筒43。驱动件41固定于顶板23。在本实施例中，驱动件41为气缸。安装架42安装于驱动件41的输出端。两第一滚筒43转动安装于安装架42，两第一滚筒43相互平行并位于同一水平高度。驱动件41带动两第一滚筒43在竖直方向移动，以调节第一滚筒43与第二滚筒80之间的距离，使料板100在第一滚筒43与第二滚筒80之间处于被抵压状态(模拟静态)，使料板100厚度检测结果精确。
66.抵压结构50包括两安装杆51以及两抵压件52。两安装杆51分别固定于底板21的两端。每一抵压件52两端分别安装于两安装杆51。抵压件52与安装杆51之间设置有弹性件，通过弹性件能够调节抵压件52的位置，以调节轴承521与料板100之间的压力大小。具体的，抵压件52包括杆体520以及轴承521，轴承521转动安装于杆体520。轴承521为鱼眼轴承。两抵压件52的轴承521相对设置。抵压结构50的数量为多个，多个抵压结构50沿料板100的送料方向设置。
67.导向结构60的数量为两个，两导向结构60分别位于支架20的相对两端。导向结构60起到引导料板100的作用。导向结构60包括支撑板61以及两导向轮62。两导向轮62转动安装于支撑板61。两导向轮62的转轴相互平行并与料板100的送料方向垂直。两导向轮62之间的距离与料板100的宽度大致相同，料板100的两边缘分别与两导向轮62滚动接触。
68.测量结构70包括导轨71、螺杆72、手轮73、安装块74以及若干测量件75。导轨71固定于底板21，螺杆72转动安装于两侧板22之间。手轮73转动安装于一侧板22外部，手轮73与螺杆72固定连接，手轮73带动螺杆72转动。安装块74的数量为多个，多个安装块74安装于螺杆72并与螺杆72配合。螺杆72转动时，安装块74沿直线移动。测量件75安装于安装块74。多
个测量件75能够测量料板100不同位置的厚度，以得到料板100的平均厚度，使料板100厚度精确。手轮73受外力转动时，螺杆72转动时，安装块74移动，使测量件75移动，使测量件75能够测量不同宽度的料板100或使同一测量件75能够测量料板100的不同位置(沿直径方向)。测量件75为测量传感器、放射性厚度计、超声波厚度计、激光测距仪、电涡流厚度计或机械测厚仪中的任意一种。
69.第二滚筒80转动安装于支架20的两侧板22，第二滚筒80的数量为两个，两第二滚筒80相互平行。第二滚筒80位于第一滚筒43的下方，第二滚筒80与第一滚筒43相对设置。第二滚筒80与第一滚筒43平行设置并位于同一平面上，第二滚筒80与第一滚筒43之间形成供料板100经过的间隙。
70.使用层叠铁芯在线料厚自动测量装置时，成卷的料板100的一端伸入层叠铁芯在线料厚自动测量装置，两风淋清洁装置30分别对料板100的两侧进行风淋，使料板100进行清洁。风淋清洁装置30的风进行过滤以及烘干处理。料板100的两边缘分别与两导向轮62滚动接触，导向结构60对料板100进行导向。测量结构70的多个测量件75对特定尺寸内的料板100进行厚度检测(铁芯零件尺寸)，得到若干厚度数据，对厚度数据去除异常值，得到n个厚度处理数据分别为：h1、h2……hn
，料板100的厚度
71.在测量过程中，驱动件41带动两第一滚筒43在竖直方向移动，以调节第一滚筒43与第二滚筒80之间的距离，使料板100在第一滚筒43与第二滚筒80之间处于被抵压状态(模拟静态)，使料板100厚度检测结果精确。
72.本发明层叠铁芯在线料厚自动测量方法对料板100采用多点检测，精确测量每一料板100厚度，并且考虑冲裁对料板100厚度的影响，对料板100叠加后的总厚度进行计算，控制堆叠料板100的数量，使制造出的层叠铁芯的高度精确。
73.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。