CN108296615B - 新能源汽车电机定子连接线焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电机定子连接线焊接机，包括有机架，机架上设有工作台，工作台下方安装有用于抬升电机定子并控制电机定子按固定角度旋转的顶升转动机构，工作台上安装有焊接机构和定子上料机构，其中焊接机构包括有能够将位于同一组连接头中四个接头两两夹紧且中间两个接头相分离的夹线装置、冷弧焊机和三轴滑台构成的自动焊接装置。本发明的新能源汽车电机定子连接线焊接机，实现了电机定子连接线的自动焊接，节省了人力物力，降低了生产成本，提高了生产效率，焊接控制精度高。由于采用了冷弧焊技术，能够有效保护连接线上的绝缘层。

Description

新能源汽车电机定子连接线焊接机

技术领域

本发明涉及电机定子连接线焊接技术领域，具体涉及新能源汽车电机定子连接线焊接机。

背景技术

新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其他能源汽车（包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等）。新能源汽车一般通过电机驱动汽车行驶，相比与传统电机，新能源汽车使用的电机需要满足一系列特殊的设计要求，其定子绕组的绕线方式有很大区别，具体到电机的生产工艺上，也需要进行技术改变。现在有一种新能源汽车电机，其定子的绕组通过先将多根U型的连接线插在定子铁芯上，再将连接线焊接形成。插在铁芯上的连接线具有若干组绕铁芯轴心呈圆周整列排列的接头，每一组接头具有四个接头，四个接头由外到内依次排列，焊接时将位于外侧的两个接头焊接，将位于内侧的两个接头焊接。由于绕组中涉及的连接线众多，需要焊接的接头很多，依靠人工去焊接，需要耗费大量的时间，生产效率不高。同时，由于连接线为具有绝缘层的铜线，焊接时不能伤到绝缘层，而普通的氩弧焊等焊接技术焊接温度很高，绝缘层很容易因高温融化，导致层间连接线短路。连接线具备一定的弹性，将两个接头夹紧后才能进行有效的焊接，连续进行焊接非常费力。大量的连接头在电机定子上紧密排列，可供工人的操作空间也十分有限。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：新能源汽车电机定子连接线焊接机，所述焊接机包括有机架，机架上设有工作台，工作台下方安装有顶升转动机构，工作台上安装有焊接机构和定子上料机构，

所述顶升转动机构包括有安装架，安装架固定在工作台下方，安装架的一侧设有垂直滑轨，垂直滑轨上安装有滑座，滑座通过第一驱动装置驱动在垂直滑轨上移动，滑座上端设有支撑架，支撑架包括有支撑盘和转盘，工作台上设有供支撑盘伸出的通孔，支撑盘和转盘之间通过若干连接杆固定连接，转盘通过第一轴承可转动的安装在滑座上端，转盘通过分度伺服电机驱动按设定角度转动，分度伺服电机安装在分度伺服电机座上，分度伺服电机座固定在滑座的一侧；

所述焊接机构包括有夹线装置和自动焊接装置，夹线装置包括有支架，支架的上端固定有水平设置的安装梁，安装梁上设有滑轨，滑轨上安装有滑架，滑轨两端分别固定连接有左支架和右支架，左支架位于通孔的正上方,左支架上固定有气缸，气缸的活塞杆上固定连接有左推板，滑架通过安装在右支架上的右驱动装置驱动在滑轨上往复移动，滑架上固定有右推板，右推板与左推板相对设置，左推板靠近右推板的一端具有U型开口，右推板的上方设有第一夹片和第二夹片,第一夹片和第二夹片之间通过气爪控制夹紧或松开，气爪夹紧后第一夹片和第二夹片之间具有左夹紧口和右夹紧口，左夹紧口和右夹紧口通过两个相配合的顶牙隔离，两个顶牙分别位于第一夹片和第二夹片上，左推板右推板顶紧后左夹紧口和右夹紧口均位于U型开口上方，气爪固定安装在滑架上，所述自动焊接装置包括有冷弧焊机和用于控制冷弧焊机的焊枪移动的三轴滑台，三轴滑台固定在工作台上，三轴滑台能够控制焊枪移动至U型开口上方，所述左推板、右推板均为导体，左推板、右推板通过导线连接冷弧焊机地线；

所述定子上料机构包括有水平设置的输送板，输送板固定在工作台上，输送板上安装有水平滑轨，水平滑轨上安装有托盘座，托盘座上设有用于放置电机定子的定子托盘，定子托盘包括有底盘和限位管，限位管的内径与电机定子的外径相匹配，限位管通过螺丝与底盘可拆卸的固定连接，限位管的侧壁上具有开口，开口的上端连通限位管的上表面，限位管内壁的上端具有环形支撑台，底盘的下端面设有若干定位孔，托盘座上设有与定位孔相对应的定位销，输送板的一端设有供支撑盘穿过的穿孔，托盘座的中部设有供支撑盘穿过的顶升孔，托盘座通过无杆气缸驱动在水平滑轨上移动，托盘座能够移动至穿孔正上方，无杆气缸固定安装在工作台上。

支撑盘上设有若干插销，所述底盘的下端面设有与插销相对应的插销孔。

限位管内壁的两侧分别具有垂直凹槽，垂直凹槽中均设有螺纹孔，其中一个垂直凹槽中安装有限位键，限位键通过螺丝可拆卸的固定在垂直凹槽中。

右驱动装置为气缸，气缸固定安装在右支架上，气缸的活塞杆固定连接滑架。

左推板的右端为尖端，所述第一夹片和第二夹片夹紧后左端为尖端。

转盘为齿轮，分度伺服电机的转轴上固定安装有与齿轮相匹配的小齿轮，小齿轮与齿轮齿合。

第一驱动装置包括有丝杆和伺服电机，伺服电机安装在安装架上，伺服电机通过皮带带动丝杆转动，丝杆的下端设有与皮带相配合的皮带轮，丝杆上设有丝杆副，丝杆副与滑座固定连接，滑座上设有供丝杆穿过的通孔。

安装架上固定有丝杆座，丝杆座上设有第二轴承，丝杆的下端通过第二轴承可转动的安装在丝杆座上，丝杆的下端穿过第二轴承后连接皮带轮，丝杆的上端安装有第三轴承，第三轴承固定在滑座上。

限位管的下端具有与限位管一体成型的连接盘，连接盘上设有若干螺孔，底盘上具有与螺孔相对应的安装孔，螺丝通过安装孔和螺孔将底盘与连接盘固定连接。

本发明的工作原理是：进行新能源汽车电机定子的连接线焊接时，焊接机依次进行如下操作：1、将定子托盘放置在托盘座上；2、将电机定子放置在定子托盘中：电机定子下端的引出线位于限位管侧壁上的开口中，电机定子两侧的限位槽分别被限位管内壁上的限位键插入，限位管通过其内壁上端的环形支撑台支撑电机定子的环形台，从而托起整个电机定子，防止引出线被压坏；3、定子上料机构中的无杆气缸通过托盘座及定子托盘，将电机定子沿水平滑轨移动至穿孔的正上方；4、顶升转动机构中的第一驱动装置驱动滑座在垂直滑轨向上移动，带动支撑盘向上依次穿过工作台上的通孔、输送板上的穿孔和托盘座上的顶升孔，支撑盘穿过顶升孔后托住定子托盘上升，使得电机定子绕组中的一组接头处于左推板和右推板之间并保持在这一高度；5、夹线装置中的气缸驱动左推板向右移动，右驱动装置驱动滑架将右推板向左移动，左推板顶住右推板后，该组接头的四个接头紧挨着排列在U型开口中，随后气爪控制第一夹片和第二夹片夹紧，该组接头内侧的两个接头位于左夹紧口中，外侧的两个接头位于右夹紧口中，右驱动装置驱动滑架向右移动一定距离，向右拉动该组接头，第一夹片和第二夹片上的两个顶牙在气爪作用力下进一步夹紧，使得该组接头内侧的两个接头与外侧的两个接头完全分离，右驱动装置驱动滑架向左移动，将右推板再次顶紧左推板，从而实现一组连接头中四个接头两两被夹紧，且中间两个接头相分离；6、自动焊接装置中的三轴滑台控制冷弧焊机的焊枪移动至被夹紧的一对接头上方进行焊接，完成后再对另一对接头进行焊接，冷弧焊机焊接时温度底，不会破坏连接线上的绝缘层；7、一组接头焊接完成后，三轴滑台控制冷弧焊机的焊枪上升一定高度，气爪控制第一夹片和第二夹片松开已经焊接好的两对接头，夹线装置中的气缸驱动左推板向左回撤，右驱动装置驱动滑架将右推板向右回撤；8、顶升转动机构中的分度伺服电机带动转盘转动设定的角度，从而带动电机定子转动相应的角度，使得相邻的一组接头处于左推板和右推板之间；9、重复5-8步骤，直至电机定子上的所有接头均焊接完成；10、电机定子上的所有接头均焊接完成后，顶升转动机构中的第一驱动装置驱动滑座在垂直滑轨向下移动，使得定子托盘回到托盘座上； 11、无杆气缸驱动托盘座移动，取下焊接完成的电机定子，完成新能源汽车电机定子连接线的焊接。

本发明的有益效果是：本发明的新能源汽车电机定子连接线焊接机，实现了电机定子连接线的自动焊接，节省了人力物力，降低了生产成本，提高了生产效率，焊接控制精度高。由于采用了冷弧焊技术，能够有效保护连接线上的绝缘层。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的另一角度示意图；

图3是顶升转动机构的结构示意图；

图4是顶升转动机构的剖面示意图；

图5是焊接机构的结构示意图；

图6是夹线装置的结构示意图；

图7是图6中A部分放大示意图；

图8是夹线装置的仰视图；

图9是定子托盘的结构示意图；

图10是装有电机定子的定子托盘示意图；

图11是图9中B部分放大示意图；

图12是定子托盘的仰视图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

如图9所示，新能源汽车电机定子200的下端具有引出线201，电机定子200下端的外侧具有环形台202，电机定子200的两侧分别具有垂直方向的限位槽203。如图1和2所示，所述焊接机包括有机架5，机架5上设有工作台6，工作台6下方安装有顶升转动机构1，工作台2上安装有焊接机构和定子上料机构，

如图3-4所示，所述顶升转动机构1包括有安装架100，安装架100固定在工作台6下方，安装架100的一侧设有垂直滑轨101，垂直滑轨101上安装有滑座102，滑座102通过第一驱动装置驱动在垂直滑轨101上移动，滑座102上端设有支撑架，支撑架包括有支撑盘103和转盘104，工作台6上设有供支撑盘103伸出的通孔10，支撑盘103和转盘104之间通过若干连接杆105固定连接，转盘104通过第一轴承106可转动的安装在滑座102上端，转盘104通过分度伺服电机107驱动按设定角度转动，分度伺服电机107安装在分度伺服电机座108上，分度伺服电机座108固定在滑座102的一侧；

如图2、5、6、7、8所示，所述焊接机构包括有夹线装置3和自动焊接装置，夹线装置3包括有支架300，支架300的上端固定有水平设置的安装梁301，安装梁301上设有滑轨302，滑轨302上安装有滑架305，滑轨302两端分别固定连接有左支架303和右支架304，左支架303位于通孔10的正上方,左支架303上固定有气缸306，气缸306的活塞杆上固定连接有左推板307，滑架305通过安装在右支架304上的右驱动装置驱动在滑轨302上往复移动，滑架305上固定有右推板308，右推板308与左推板307相对设置，左推板307靠近右推板308的一端具有U型开口309，右推板308的上方设有第一夹片310和第二夹片311,第一夹片310和第二夹片311之间通过气爪312控制夹紧或松开，气爪312夹紧后第一夹片310和第二夹片311之间具有左夹紧口313和右夹紧口314，左夹紧口313和右夹紧口314通过两个相配合的顶牙315隔离，两个顶牙315分别位于第一夹片310和第二夹片311上，左推板307和右推板308顶紧后左夹紧口313和右夹紧口314均位于U型开口309上方，气爪312固定安装在滑架305上，所述自动焊接装置包括有冷弧焊机和用于控制冷弧焊机的焊枪320移动的三轴滑台321，三轴滑台321固定在工作台6上，三轴滑台321能够控制焊枪320移动至U型开口309上方，所述左推板307、左推板308均为导体，左推板307、左推板308均通过导线连接冷弧焊机地线；

如图1、9、10、11、12所示，所述定子上料机构包括有水平设置的输送板4，输送板4固定在工作台6上，输送板4上安装有水平滑轨7，水平滑轨7上安装有托盘座8，托盘座8上设有用于放置电机定子200的定子托盘2，定子托盘2包括有底盘204和限位管205，限位管205的内径与电机定子200的外径相匹配，限位管205通过螺丝与底盘204可拆卸的固定连接，限位管205的侧壁上具有开口207，开口207的上端连通限位管205的上表面，限位管205内壁的上端具有环形支撑台208，底盘204的下端面设有若干定位孔231，托盘座8上设有与定位孔231相对应的定位销，输送板4的一端设有供支撑盘103穿过的穿孔219，托盘座8的中部设有供支撑盘103穿过的顶升孔，托盘座8通过无杆气缸9驱动在水平滑轨7上移动，托盘座8能够移动至穿孔219的正上方，无杆气缸9固定安装在工作台6上。

支撑盘103上设有若干插销120，所述底盘204的下端面设有与插销120相对应的插销孔230。插销120插入插销孔230后，分度伺服电机107带动支撑盘103旋转过程中，确保定子托盘2和支撑盘103之间保持同步旋转，防止定子托盘2在支撑盘103上滑动，从而确保分度伺服电机107能够精确的控制电机定子200旋转指定角度。

限位管205内壁的两侧分别具有垂直凹槽209，垂直凹槽209中均设有螺纹孔210，其中一个垂直凹槽209中安装有限位键211，限位键211通过螺丝可拆卸的固定在垂直凹槽209中。利用电机定子200两侧的限位槽203，将限位键211卡入限位槽203中，防止电机定子200在定子托盘2中滑动，从而确保分度伺服电机107能够精确的控制电机定子200旋转指定角度。

限位管205的下端具有与限位管205一体成型的连接盘212，连接盘212上设有若干螺孔206，底盘204上具有与螺孔206相对应的安装孔213，螺丝通过安装孔213和螺孔206将底盘204与连接盘212固定连接。由于电机定子按照其外径不同可以分为多种型号，可以设计多个限位管205，每个限位管205的内径分别与一种电机定子200的外径相匹配，底盘204上可以设置多圈安装孔213，每一圈安装孔213用于安装一种内径的限位管205，这样可以根据需要对定子托盘2进行换型。

右驱动装置为气缸316，气缸316固定安装在右支架304上，气缸316的活塞杆固定连接滑架305。

如图7和8所示，左推板307的右端为尖端，所述第一夹片310和第二夹片311夹紧后左端为尖端。方便左推板307及第一夹片310、第二夹片311插入接头中，将位于同一组的四个接头与其他接头区分开来。

转盘104为齿轮，分度伺服电机107的转轴上固定安装有与齿轮相匹配的小齿轮109，小齿轮109与齿轮齿合。

如图3和4所示，第一驱动装置包括有丝杆110和伺服电机111，伺服电机111安装在安装架100上，伺服电机111通过皮带112带动丝杆110转动，丝杆110的下端设有与皮带112相配合的皮带轮113，丝杆110上设有丝杆副114，丝杆副114与滑座102固定连接。

安装架100上固定有丝杆座115，丝杆座115上设有第二轴承116，丝杆110的下端通过第二轴承116可转动的安装在丝杆座115上，丝杆110的下端穿过第二轴承116后连接皮带轮113，丝杆110的上端安装有第三轴承117，第三轴承117固定在滑座102上。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.新能源汽车电机定子连接线焊接机，其特征在于，所述焊接机包括有机架，机架上设有工作台，工作台下方安装有顶升转动机构，工作台上安装有焊接机构和定子上料机构，

所述顶升转动机构包括有安装架，安装架固定在工作台下方，安装架的一侧设有垂直滑轨，垂直滑轨上安装有滑座，滑座通过第一驱动装置驱动在垂直滑轨上移动，滑座上端设有支撑架，支撑架包括有支撑盘和转盘，工作台上设有供支撑盘伸出的通孔，支撑盘和转盘之间通过若干连接杆固定连接，转盘通过第一轴承可转动的安装在滑座上端，转盘通过分度伺服电机驱动按设定角度转动，分度伺服电机安装在分度伺服电机座上，分度伺服电机座固定在滑座的一侧；

所述焊接机构包括有夹线装置和自动焊接装置，夹线装置包括有支架，支架的上端固定有水平设置的安装梁，安装梁上设有滑轨，滑轨上安装有滑架，滑轨两端分别固定连接有左支架和右支架，左支架位于通孔的正上方,左支架上固定有气缸，气缸的活塞杆上固定连接有左推板，滑架通过安装在右支架上的右驱动装置驱动在滑轨上往复移动，滑架上固定有右推板，右推板与左推板相对设置，左推板靠近右推板的一端具有U型开口，右推板的上方设有第一夹片和第二夹片,第一夹片和第二夹片之间通过气爪控制夹紧或松开，气爪夹紧后第一夹片和第二夹片之间具有左夹紧口和右夹紧口，左夹紧口和右夹紧口通过两个相配合的顶牙隔离，两个顶牙分别位于第一夹片和第二夹片上，左推板右推板顶紧后左夹紧口和右夹紧口均位于U型开口上方，气爪固定安装在滑架上，所述自动焊接装置包括有冷弧焊机和用于控制冷弧焊机的焊枪移动的三轴滑台，三轴滑台固定在工作台上，三轴滑台能够控制焊枪移动至U型开口上方，所述左推板、右推板均为导体，左推板、右推板均通过导线连接冷弧焊机地线；

所述定子上料机构包括有水平设置的输送板，输送板固定在工作台上，输送板上安装有水平滑轨，水平滑轨上安装有托盘座，托盘座上设有用于放置电机定子的定子托盘，定子托盘包括有底盘和限位管，限位管的内径与电机定子的外径相匹配，限位管通过螺丝与底盘可拆卸的固定连接，限位管的侧壁上具有开口，开口的上端连通限位管的上表面，限位管内壁的上端具有环形支撑台，底盘的下端面设有若干定位孔，托盘座上设有与定位孔相对应的定位销，输送板的一端设有供支撑盘穿过的穿孔，托盘座的中部设有供支撑盘穿过的顶升孔，托盘座通过无杆气缸驱动在水平滑轨上移动，托盘座能够移动至穿孔正上方，无杆气缸固定安装在工作台上；

所述支撑盘上设有若干插销，所述底盘的下端面设有与插销相对应的插销孔；

所述限位管内壁的两侧分别具有垂直凹槽，垂直凹槽中均设有螺纹孔，其中一个垂直凹槽中安装有限位键，限位键通过螺丝可拆卸的固定在垂直凹槽中。

2.如权利要求1所述的新能源汽车电机定子连接线焊接机，其特征在于，所述右驱动装置为气缸，气缸固定安装在右支架上，气缸的活塞杆固定连接滑架。

3.如权利要求1所述的新能源汽车电机定子连接线焊接机，其特征在于，所述左推板的右端为尖端，所述第一夹片和第二夹片夹紧后左端为尖端。

4.如权利要求1所述的新能源汽车电机定子连接线焊接机，其特征在于，所述转盘为齿轮，分度伺服电机的转轴上固定安装有与齿轮相匹配的小齿轮，小齿轮与齿轮齿合。

5.如权利要求4所述的新能源汽车电机定子连接线焊接机，其特征在于，所述第一驱动装置包括有丝杆和伺服电机，伺服电机安装在安装架上，伺服电机通过皮带带动丝杆转动，丝杆的下端设有与皮带相配合的皮带轮，丝杆上设有丝杆副，丝杆副与滑座固定连接，滑座上设有供丝杆穿过的通孔。

6.如权利要求5所述的新能源汽车电机定子连接线焊接机，其特征在于，所述安装架上固定有丝杆座，丝杆座上设有第二轴承，丝杆的下端通过第二轴承可转动的安装在丝杆座上，丝杆的下端穿过第二轴承后连接皮带轮，丝杆的上端安装有第三轴承，第三轴承固定在滑座上。

7.如权利要求1所述的新能源汽车电机定子连接线焊接机，其特征在于，所述限位管的下端具有与限位管一体成型的连接盘，连接盘上设有若干螺孔，底盘上具有与螺孔相对应的安装孔，螺丝通过安装孔和螺孔将底盘与连接盘固定连接。