CN112548338A - 一种适用于汽车马达定子的焊接机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及适用于汽车马达定子的焊接机构，其包括基板、气动装夹单元、下压单元、焊接机、辅助芯棒以及驱动单元。气动装夹单元用来装夹待焊接定子，其由基板进行支撑。下压单元布置于气动装夹单元的正上方。辅助芯棒安装于下压单元上。当下压单元发生动作时，其相向于气动装夹单元进行运动，直至将待焊接定子平压于气动装夹单元内，与此同时，辅助芯棒插设于待焊接定子的空腔中。当气动装夹单元发生动作时，推动待焊接定子的各铁芯分片进行径向收拢运动直至完全与辅助芯棒相贴靠。焊接机布置于气动装夹单元的外围，以完成待焊接定子中各铁芯分片之间焊缝的成型，与此同时，驱动单元驱动气动装夹单元进行间歇性周向旋转运动。

Description

一种适用于汽车马达定子的焊接机构

技术领域

本发明涉及汽车马达装配技术领域，尤其是一种适用于汽车马达定子的焊接机构。

背景技术

发动机在以自身动力运转之前，必须借助外力旋转，汽车马达可以将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动。

已知，如图1中所示，汽车马达定子分片整体呈圆筒状，且由多片以圆形阵列状进行排布的铁芯分件依序连接，且整体焊接而成。定子分片的焊接质量对汽车马达的性能发挥以及运转平稳性、可靠性有着至关重要的影响。

在现在技术中，由于缺少专门适用于汽车马达定子的焊接机构，较为常见为做法为将拼圆成型后的汽车马达定子套设于旋转柱上，而激光焊接机布置于旋转柱的一侧。当激光焊接机每完成一道铁芯之间焊缝的烧焊，旋转柱随即旋动定量角度，直至完成汽车马达定子上铁芯之间的所有焊缝。然而，此种焊接方法对汽车马达定子拼接成型后的外轮廓圆度精度要求极高。如当汽车马达定子的外轮廓圆度精度稍差时，加之旋转柱每次动作旋过额定角度，从而导致成型后的焊缝偏离原设想位置，进而导致汽车马达定子各铁芯之间的连接强度不能满足使用要求，甚至发生漏焊现象，成型后汽车马达定子的结构稳定性较差，使其在实际应用过程中极易发生开裂现象。因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

故，本发明设计人员鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过从事于此行业的多年研发经验技术人员的不断实验以及修改，最终导致该适用于汽车马达定子的焊接机构的出现。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种适用于汽车马达定子的焊接机构，其包括基板、气动装夹单元、下压单元、焊接机、辅助芯棒以及驱动单元。在基板上开设有安装孔。气动装夹单元用来装夹待焊接定子，其由基板进行支撑，且穿过安装孔。下压单元由基板进行支撑，且布置于气动装夹单元的正上方。辅助芯棒安装于下压单元上，且跟随所述下压单元进行同步位移运动。当下压单元发生动作时，其相向于气动装夹单元进行运动，直至将待焊接定子平压于气动装夹单元内，与此同时，辅助芯棒插设于待焊接定子的空腔中。当气动装夹单元发生动作时，推动待焊接定子的各铁芯分片进行径向收拢运动直至完全与辅助芯棒相贴靠。焊接机固定于基板的上平面上，且布置于气动装夹单元的外围，以完成待焊接定子中各铁芯分片之间焊缝的成型，与此同时，驱动单元驱动气动装夹单元进行间歇性周向旋转运动。

作为本发明技术方案的进一步改进，适用于汽车马达定子的焊接机构还包括有铁芯外径检测单元。铁芯外径检测单元用来检测待焊接定子被气动装夹单元夹紧后其整体圆度，其包括有滑台气缸和接触式数值传感器。接触式数值传感器正对应于待焊接定子，且在滑台气缸的驱动力作用下相向于/相背于待焊接定子进行平移运动。

作为本发明技术方案的更进一步改进，铁芯外径检测单元的数量设置为多个，且围绕气动装夹单元的外围进行周向均布。

作为本发明技术方案的进一步改进，适用于汽车马达定子的焊接机构还包括有焊缝相对位置确认单元。焊缝相对位置确认单元固定于基板的上平面上，且围绕气动装夹单元的外围进行布置，以实时检测待焊接定子中各铁芯分片之间焊缝的相对位置。

作为本发明技术方案的更进一步改进，焊缝相对位置确认单元包括有支撑架、高速CCD相机。支撑架可拆卸地固定于基板上，以用来支撑高速CCD相机。

作为本发明技术方案的进一步改进，下压单元包括有承力架、滑移板组件以及直线运动元件。辅助芯棒插装于滑移板组件上。承力架包括有上置板、导向柱以及导向套。上置板平行地布置于基板的正上方。导向柱的数量设置为多个，均连接于基板和上置板之间。滑移板组件平行地布置于上置板的正下方。与导向柱相适配的导向套均插设于滑移板组件上。直线运动元件固定于上置板上，当其发生动作时，以拖动滑移板组件沿着上下方向进行位移运动。

作为本发明技术方案的更进一步改进，下压单元还包括有焊接废气收集部。焊接废气收集部包括有集气罩以及负压管。集气罩固定于滑移板组件上，且与焊接机相正对位。

作为本发明技术方案的进一步改进，焊接机的数量设置为2，且相对位置。

作为本发明技术方案的进一步改进，气动装夹单元包括有气动旋转卡盘以及推顶块组件。推顶块组件的数量设置为多个，且进行周向均布。当气动旋转卡盘发生动作时，以拖动各推顶块组件沿其径向进行相向/相背运动，以实现对待焊接定子的压紧/放松。

作为本发明技术方案的更进一步改进，气动装夹单元还包括有弹性托顶座。推顶块组件用来弹性地托顶待焊接定子，其布置于气动旋转卡盘的正上方，且被弹性托顶座进行周向环绕。弹性托顶座包括有基座、滑移托顶块以及弹簧件。基座焊接固定于气动旋转卡盘的上平面上，且围绕其侧壁开设有多个以圆形阵列方式进行排布的滑移槽。滑移拖动块内置于滑移槽内。弹簧件被弹性地压设于滑移托顶块和气动旋转卡盘之间，以驱动滑移托顶块沿着滑移槽自由地进行滑移运动。

作为本发明技术方案的更进一步改进，驱动单元包括有伺服电机、齿轮以及齿盘。伺服电机由基板进行支撑，以驱动齿轮绕其中心轴线进行周向旋转运动。与齿轮相啮合的齿盘套设于气动旋转卡盘上。当伺服电机发生动作时，气动旋转卡盘绕其中心轴线进行周向旋转运动。

在执行汽车马达定子的施焊操作过程中，首先将其装夹于气动装夹单元上，而后下压单元向下进行位移运动，直至辅助芯棒插入到汽车马达定子的内腔中，随后，气动装夹单元发生动作以推动待焊接汽车马达定子的各铁芯分片进行径向收拢运动直至完全与辅助芯棒相贴靠，即实现了对待焊接汽车马达定子的修正、微调，确保其整体圆度符合焊接要求；焊接机发生动作，以完成其中一道铁芯之间焊缝的焊接；驱动单元驱动气动装夹单元进行间歇性周向旋转运动(每次动作旋过一道焊缝)，直至完成对待焊接汽车马达定子上所有焊缝的成型。如此一来，有效地保证了成型后焊缝的位置精准度，避免了“漏焊”现象的发生，确保了各铁芯之间的连接强度，确保其在后续的使用进程中具有较高的结构稳定性以及使用寿命。

另外，还需要说明的是，在待焊接汽车马达定子的整体圆度被修正的过程中，或者在待焊接汽车马达定子的整体圆度被修正完毕后，正式进行焊接操作前，下压单元还可继续进行下移动作，以施加压力至待焊接汽车马达定子的铁芯分片上，以保证待焊接汽车马达定子的各铁芯分片均维持于同一高度位置，进而确保待焊接汽车马达定子被焊接成型后其端面的平整度，利于确保汽车马达具有良好的工作性能以及运转平稳性。

附图说明

为了更清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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中汽车马达定子的立体示意图。

图2是本发明中适用于汽车马达定子的焊接机构的立体示意图。

图3是图2的正视图。

图4是本发明中适用于汽车马达定子的焊接机构的立体示意图(隐去下压单元后)。

图5是图4的俯视图。

图6是图5的A-A剖视图。

图7是图5的B-B剖视图。

图8是本发明适用于汽车马达定子的焊接机构中气动装夹单元和驱动单元的装配示意图。

图9是图8的俯视图。

图10是图9的C-C剖视图。

图11是本发明适用于汽车马达定子的焊接机构中气动装夹单元的立体示意图。

图12是本发明适用于汽车马达定子的焊接机构中下压单元的立体示意图。

图13是图12的正视图。

图14是本发明适用于汽车马达定子的焊接机构中激光焊接机的立体示意图。

图15是本发明适用于汽车马达定子的焊接机构中铁芯外径检测单元的立体示意图。

图16是本发明适用于汽车马达定子的焊接机构中焊缝相对位置确认单元的立体示意图。

1-基板；11-安装孔；2-气动装夹单元；21-气动旋转卡盘；22-推顶块组件；23-弹性托顶座；231-基座；232-滑移托顶块；233-弹簧件；3-下压单元；31-承力架；311-上置板；312-导向柱；313-导向套；32-滑移板组件；33-直线运动元件；34-焊接废气收集部；341-集气罩；342-负压管；4-焊接机；5-辅助芯棒；6-驱动单元；61-伺服电机；62-齿轮；63-齿盘；7-铁芯外径检测单元；71-滑台气缸；72-接触式数值传感器；8-焊缝相对位置确认单元；81-支撑架；82-高速CCD相机。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明，图2示出了本发明中适用于汽车马达定子的焊接机构的立体示意图，可知，其主要由基板1、气动装夹单元2、下压单元3、焊接机4、辅助芯棒5以及驱动单元6等几部分构成。其中，在基板1上开设有安装孔11。气动装夹单元2用来装夹待焊接定子，其由基板1进行支撑，且穿过安装孔11。下压单元3由基板1进行支撑，且布置于气动装夹单元2的正上方。辅助芯棒5安装于下压单元3上，且跟随所述下压单元3进行同步位移运动。辅助芯棒5的外径与待焊接定子的理论内径值相一致。当下压单元3发生动作时，其相向于气动装夹单元2进行运动，直至将待焊接定子平压于气动装夹单元2内，与此同时，辅助芯棒5插设于待焊接定子的空腔中。当气动装夹单元2发生动作时，推动待焊接定子的各铁芯分片进行径向收拢运动直至完全与辅助芯棒5的外侧壁相贴靠。焊接机4固定于基板1的上平面上，且布置于气动装夹单元2的外围，以完成待焊接定子中各铁芯分片之间焊缝的成型，与此同时，驱动单元6驱动气动装夹单元2进行间歇性周向旋转运动。例如，当铁芯分片的总数为6件时，驱动单元6每次动作均驱使气动装夹单元2周向旋动60°，以使得焊接机正对应于各铁芯分片之间的下道焊缝(如图3、4、5中所示)。

在此需要说明的是，为了成倍地增加汽车马达定子的焊接效率，加快生产节拍，焊接机4的数量宜设置为2，且相对位置(如图5、6中所示)。另外，如图14中所示，焊接机4优选为激光焊接机。

在执行汽车马达定子的施焊操作过程中，首先将其装夹于气动装夹单元2上，而后下压单元3向下进行位移运动，直至辅助芯棒5插入到汽车马达定子的内腔中，随后，气动装夹单元2发生动作以推动待焊接汽车马达定子的各铁芯分片进行径向收拢运动直至完全与辅助芯棒5相贴靠，即实现了对待焊接汽车马达定子的修正、微调，确保其整体圆度符合焊接要求；焊接机4发生动作，以完成其中一道铁芯之间焊缝的焊接；驱动单元6驱动气动装夹单元2进行间歇性周向旋转运动(每次动作旋过一道焊缝)，直至完成对待焊接汽车马达定子上所有焊缝的成型。

通过采用上述技术方案进行设置，适用于汽车马达定子的焊接机构至少取得了以下技术效果：

1)有效地保证了成型后焊缝的位置精准度，避免了“漏焊”现象的发生，确保了各铁芯之间的连接强度，确保其在后续的使用进程中具有较高的结构稳定性以及使用寿命；

2)在待焊接汽车马达定子的整体圆度被修正的过程中，或者在待焊接汽车马达定子的整体圆度被修正完毕后，正式进行焊接操作前，下压单元3还可继续进行下移动作，以施加压力至待焊接汽车马达定子的铁芯分片上，以保证待焊接汽车马达定子的各铁芯分片均维持于同一高度位置，进而确保待焊接汽车马达定子被焊接成型后其端面的平整度，利于确保汽车马达具有良好的工作性能以及运转平稳性。

作为上述适用于汽车马达定子的焊接机构结构的进一步优化，其还根据现场实际情况以及客户需求增设有铁芯外径检测单元7(如图2中所示)。铁芯外径检测单元7用来复核待焊接定子被气动装夹单元2夹紧后其整体圆度，以确保汽车马达定子施焊完毕后的整体圆度。铁芯外径检测单元7的数量设置为多个，且围绕气动装夹单元2的外围进行周向均布。如图15中所示，铁芯外径检测单元7包括有滑台气缸71和接触式数值传感器72。接触式数值传感器72正对应于待焊接定子，且在滑台气缸71的驱动力作用下相向于/相背于待焊接定子进行平移运动。

再者，出于确保施焊后成型焊缝具有较高的相对位置精准度，如图2中所示，该适用于汽车马达定子的焊接机构还增设有焊缝相对位置确认单元8。焊缝相对位置确认单元8固定于基板1的上平面上，且围绕气动装夹单元2的外围进行布置，以实时检测待焊接定子中各铁芯分片之间焊缝的相对位置。如此一来，当焊缝相对位置确认单元8明确核待焊接定子各焊缝处于理论位置时，焊接机4才可启动以实施焊接作业。

如图16中所示，焊缝相对位置确认单元8优选包括有支撑架81、高速CCD相机82。支撑架81可拆卸地固定于基板1上，以用来支撑高速CCD相机82。

如图12中所示，下压单元3优选包括有承力架31、滑移板组件32以及直线运动元件33。辅助芯棒5可拆卸地插装于滑移板组件32上。如图13中所示，承力架31包括有上置板311、导向柱312以及导向套313。上置板311平行地布置于基板1的正上方。导向柱312的数量设置为多个，均连接于基板1和上置板311之间。滑移板组件32平行地布置于上置板311的正下方。与导向柱312相适配的导向套313均插设于滑移板组件32上。直线运动元件33固定于上置板上，当其发生动作时，以拖动滑移板组件32沿着上下方向进行位移运动。如此一来，下压单元3具有较为简洁的设计结构，便于进行制造实施，且后期利于进行维护、返修。另外，还需要说明的是，导向套313和导向柱312的配套应用还可大大地降低拖动滑移板组件32沿着上下方向进行滑动所需的驱动力值，进而可降低对直线运动元件33额定功率的要求。

已知，在对汽车马达定子进行施焊的进程中，必可避免地会产生大量的焊接烟气，如果大量直接外排至车间，会不可避免地污染车间环境，进而损及工人的身体健康。鉴于此，作为适用于汽车马达定子的焊接机构结构的进一步优化，下压单元3还可根据要求增设有焊接废气收集部34(如图12中所示)。焊接废气收集部34包括有集气罩341以及负压管342。集气罩341固定于滑移板组件32上，且与焊接机4相正对位(如图3、13中所示)。如此一来，在施焊进程中，通过集气罩341、负压管342的相互协同配合即实现对焊接烟气的及时回收，确保车间内具有良好的工作环境。

已知，气动装夹单元2可以采用多种设计结构以实现对待焊接定子的夹紧，不过，在此推荐一种设计结构简单，易于实施，且动作灵敏的实施方案，具体如下：如图7、8、9、10中所示，气动装夹单元2优选包括有气动旋转卡盘21以及推顶块组件22。推顶块组件22的数量设置为多个，且进行周向均布。当气动旋转卡盘21发生动作时，以拖动各推顶块组件22沿其径向进行相向/相背运动，以实现对待焊接定子的压紧/放松。气动旋转卡盘21为整体外购件，其结构设计极为紧凑，更为重要的是，气动旋转卡盘21的运动精度以及同步性较高。

如图7、8、9、10中所示，气动装夹单元2优选包括有弹性托顶座23。推顶块组件22用来弹性地托顶待焊接定子，其布置于气动旋转卡盘21的正上方，且被弹性托顶座23进行周向环绕。如图11中所示，弹性托顶座23包括有基座231、滑移托顶块232以及弹簧件233。基座231焊接固定于气动旋转卡盘21的上平面上，且围绕其侧壁开设有多个以圆形阵列方式进行排布的滑移槽。滑移拖动块232内置于滑移槽内。弹簧件233被弹性地压设于滑移托顶块232和气动旋转卡盘21之间，以驱动滑移托顶块232沿着滑移槽自由地进行滑移运动。如此一来，各铁芯分片均处于被弹性顶靠状态下，当下压单元3进行下移动作时，各铁芯分片的相对位置高度可发生自适应性调整，以利于确保待焊接汽车马达定子上端面的平整度。

最后，需要说明的是，如图8、9、10中所示，驱动单元6优选包括有伺服电机61、齿轮62以及齿盘63。伺服电机61由基板1进行支撑，以驱动齿轮62绕其中心轴线进行周向旋转运动。与齿轮62相啮合的齿盘套63设于气动旋转卡盘21上。当伺服电机61发生动作时，气动旋转卡盘21绕其中心轴线进行周向旋转运动。如此一来，一方面，伺服电机61采用侧置的方式进行布置，从而大大地减小了适用于汽车马达定子的焊接机构的总体轴向尺寸，利于后期对其进行空间布置；另一方面，还有效地降低了伺服电机61的功率要求，利于实现其采购尺寸的小型化。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，包括基板、气动装夹单元、下压单元、焊接机、辅助芯棒以及驱动单元；在所述基板上开设有安装孔；所述气动装夹单元用来装夹待焊接定子，其由所述基板进行支撑，且穿过所述安装孔；所述下压单元由所述基板进行支撑，且布置于所述气动装夹单元的正上方；所述辅助芯棒安装于所述下压单元上，且跟随所述下压单元进行同步位移运动；当所述下压单元发生动作时，其相向于气动装夹单元进行运动，直至将待焊接定子平压于所述气动装夹单元内，与此同时，所述辅助芯棒插设于所述待焊接定子的空腔中；当所述气动装夹单元发生动作时，推动待焊接定子的各铁芯分片进行径向收拢运动直至完全与所述辅助芯棒相贴靠；所述焊接机固定于所述基板的上平面上，且布置于所述气动装夹单元的外围，以完成待焊接定子中各铁芯分片之间焊缝的成型，与此同时，所述驱动单元驱动所述气动装夹单元进行间歇性周向旋转运动。

2.根据权利要求1所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，还包括有铁芯外径检测单元；所述铁芯外径检测单元用来检测待焊接定子被所述气动装夹单元夹紧后其整体圆度，其包括有滑台气缸和接触式数值传感器；所述接触式数值传感器正对应于待焊接定子，且在所述滑台气缸的驱动力作用下相向于/相背于待焊接定子进行平移运动。

3.根据权利要求2所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，所述铁芯外径检测单元的数量设置为多个，且围绕所述气动装夹单元的外围进行周向均布。

4.根据权利要求1所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，还包括有焊缝相对位置确认单元；所述焊缝相对位置确认单元固定于所述基板的上平面上，且围绕所述气动装夹单元的外围进行布置，以实时检测待焊接定子中各铁芯分片之间焊缝的相对位置。

5.根据权利要求4所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，所述焊缝相对位置确认单元包括有支撑架、高速CCD相机；所述支撑架可拆卸地固定于所述基板上，以用来支撑所述高速CCD相机。

6.根据权利要求1所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，所述下压单元包括有承力架、滑移板组件以及直线运动元件；所述辅助芯棒插装于所述滑移板组件上；所述承力架包括有上置板、导向柱以及导向套；所述上置板平行地布置于所述基板的正上方；所述导向柱的数量设置为多个，均连接于所述基板和所述上置板之间；所述滑移板组件平行地布置于所述上置板的正下方；与所述导向柱相适配的所述导向套均插设于所述滑移板组件上；所述直线运动元件固定于所述上置板上，当其发生动作时，以拖动所述滑移板组件沿着上下方向进行位移运动。

7.根据权利要求6所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，所述下压单元还包括有焊接废气收集部；所述焊接废气收集部包括有集气罩以及负压管；所述集气罩固定于所述滑移板组件上，且与所述焊接机相正对位。

8.根据权利要求1所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，所述焊接机的数量设置为2，且相对位置。

9.根据权利要求1-8中任一项所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，所述气动装夹单元包括有气动旋转卡盘以及推顶块组件；所述推顶块组件的数量设置为多个，且进行周向均布；当所述气动旋转卡盘发生动作时，以拖动各所述推顶块组件沿其径向进行相向/相背运动，以实现对待焊接定子的压紧/放松。

10.根据权利要求9所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，所述气动装夹单元还包括有弹性托顶座；所述推顶块组件用来弹性地托顶待焊接定子，其布置于所述气动旋转卡盘的正上方，且被所述弹性托顶座进行周向环绕；所述弹性托顶座包括有基座、滑移托顶块以及弹簧件；所述基座焊接固定于所述气动旋转卡盘的上平面上，且围绕其侧壁开设有多个以圆形阵列方式进行排布的滑移槽；所述滑移拖动块内置于所述滑移槽内；所述弹簧件被弹性地压设于所述滑移托顶块和所述气动旋转卡盘之间，以驱动所述滑移托顶块沿着所述滑移槽自由地进行滑移运动。

11.根据权利要求9所述适用于汽车马达定子的焊接机构，其特征在于，所述驱动单元包括有伺服电机、齿轮以及齿盘；所述伺服电机由所述基板进行支撑，以驱动所述齿轮绕其中心轴线进行周向旋转运动；与所述齿轮相啮合的所述齿盘套设于所述气动旋转卡盘上；当所述伺服电机发生动作时，所述气动旋转卡盘绕其中心轴线进行周向旋转运动。

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