CN112548574A - 一种定子扭转并焊接的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属电工机械设备技术领域，具体涉及一种定子扭转并焊接的设备，包括机架、分度机构组件、扭转驱动机构组件、扭转模具机构组件、升降驱动机构组件、定子压紧机构组件、模具快换装置、定子压头及焊接机构组件。本发明的定子扭转焊接设备，在不改变以往直槽定子生产工艺的基础上，在最终整形后将定子由直槽扭转成一定角度的斜槽，极大的节省了斜槽定子生产工艺及设计成本。

Description

一种定子扭转并焊接的设备
技术领域
本发明属于电工机械设备技术领域，具体涉及一种定子扭转并焊接的设备。
背景技术
永磁同步电机定子采用斜槽结构后，能够有效消除气隙磁密中的谐波及齿槽转矩并使电磁转矩更加平稳，提高电机各方面的性能。现有定子斜槽加工工艺大多是在嵌线前将定子加工成斜槽形式，定子铁芯在斜槽情况下增加了后续生产的难度，并且存在生产效率低、定子扭转角度及定子压紧压力无法调节等缺点。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种定子扭转并焊接的设备，其特征在于:包括机架；分度机构组件，支撑在机架上的用以驱动定子铁芯旋转分度的旋转组件；扭转驱动机构组件，支撑在模具座板上的用以驱动定子扭转模具扭转拨杆的双向同步移动组件；扭转模具机构组件，将定子内径槽口沿着同一方向扭转一定角度的组件；
模具驱动机构组件，支撑在模具座板上的用以驱动定子扭转模具扭转拨杆在直径方向上伸出与缩回；定子压紧机构组件，支撑在架体上用以压紧定子的升降旋转组件；模具快换装置，用于模具快速更换的装置；定子压头，扭转及焊接时压在定子上端面的零件；焊接机构组件，支撑在架体立柱上用以焊机固定及调节的升降组件。
进一步地、所述分度机构组件包括与直线导轨A相连接的滑台、设置在滑台上的外齿交叉滚子转盘轴承、设置在外齿交叉滚子转盘轴承上的支撑座圈及与支撑座圈固联的模具座板；所述扭转模具机构组件设置在模具座板上部；所述扭转驱动机构组件设置在模具座板的下部，通过活动板A及活动板B与扭转模具机构组件连接；所述升降驱动机构组件设置在模具座板的下部，通过三爪气缸与模具机构组件连接；所述定子压紧机构组件设置在机架的上端，模具快换装置固联在定子压紧机构组件的下端，定子压头固联在模具快换装置下端；所述焊接机构组件设置在架体立柱上。
进一步地、所述分度机构组件还包括伺服电机A、减速机A和分度主动齿轮，减速机A设置在滑台上，减速机A的输入轴、输出轴分别与伺服电机A、分度主动齿轮连接，分度主动齿轮与外齿交叉滚子转盘轴承啮合。
进一步地、所述扭转驱动机构组件，包括箱体，所述箱体通过连接法兰与电机座板相连接，电机座板上固定有伺服电机B，伺服电机B依序通过主动同步带轮、从动同步带轮、连接轴、减速机B、扭转主动齿轮、齿轮蜗杆组合件A和齿轮蜗杆组合件B驱动齿条A和齿条B作同步反向移动，所述减速机B、扭转主动齿轮、齿轮蜗杆组合件A和齿轮蜗杆组合件B、齿条A和齿条B均设置在箱体内部，所述齿条A和齿条B端部分别固联有活动板A和活动板B。
进一步地、所述扭转模具机构组件包括设置在模具座板上的模具底座，设置在模具底座上的定位套，设置在定位套上方的定位端盖，还包括设置于模具底座上、定位套中心的芯轴，芯轴下部圆形孔内设置有连接杆，连接杆上端与滑动板固联，滑动板上开有带角度的斜槽，滑动板设置在芯轴两侧滑槽内，活动销轴与滑动轴固联，活动销轴设置在滑动板的斜槽内，滑动轴与导向座相连接，导向座与转动轴连接，转动轴一端与转动拨杆连接，转动拨杆上固联有槽口定位键，可以插入定子内孔槽内。
进一步地、所述升降驱动机构组件包括连接固定座、设置在连接固定座上的升降气缸、设置在升降气缸下端的三爪气缸固定座、设置在三爪气缸固定座上的三爪气缸、设置在三爪气缸上的夹爪。
进一步地、所述定子压紧机构组件包括设置在机架上的伺服电缸、设置在伺服电缸下端的压紧板、设置在压紧板下端的压力传感器，所述压力传感器压在螺纹主轴上部，所述螺纹主轴与推力圆柱滚子轴承的内圈配合安装，所述推力圆柱滚子轴承设置在轴承座内，所述轴承座与压紧座相连接。
进一步地、所述焊接机构组件包括设置在机架立柱上的焊机升降座、设置在焊接升降座上的直线导轨B、设置在直线导轨B上的调节固定座、设置在调节固定座上的焊机支架、设置在焊机支架上的激光焊接机、设置在架体1上的伺服电缸B，伺服电缸B的驱动轴与焊机升降座901固联。
一种定子扭转并焊接的设备的工作方法的步骤为：
滑台处于上下料工位，将最终整形后待扭转的定子，按照定位方向由人工或机械手放入扭转模具机构组件的定位套上，此时所述扭转模具机构组件的扭转拨杆处于竖直且缩回的状态；所述升降驱动机构组件的升降气缸向上运动，驱动扭转模具机构组件的连接杆向上运动，由于连接杆与滑动板相连接，活动销轴与滑动轴相连接，滑动轴与导向座相连接，导向座与扭转拨杆相连接，扭转拨杆上固联有内径槽口定位键，活动销轴在滑动板的槽内，滑动轴可以在芯轴的导向孔内滑动，导向座可以芯轴的滑动孔内滑动，所以连接杆向上运动时进而驱动槽口定位键沿着定子沿直径方向向外运动，并插入定子内径槽口内，同时滑台运动至焊接工位。
进一步地、所述定子压紧机构组件向下运动，施加预设的压紧力A，通过压头将定子压紧；进一步地、所述扭转驱动机构组件的伺服电机B动作，带动主、从同步带轮动作，从动同步带轮与连接轴一端相连接，连接轴另一端与减速机B的输入轴相连接，减速机B的输出轴与扭转主动齿轮相连接，扭转主动齿轮与左右两个齿轮蜗杆组合件的齿轮部分同时啮合，左右两齿轮蜗杆组合件的蜗杆部分旋向相反，并分别与两侧旋向相反的齿条相啮合，最终驱动两侧齿条同步反向移动，两侧齿条一端分别与两活动板相连，活动板分别与所述扭转模具机构两侧的扭转拨杆的一端相连接，由于与转动拨杆相连接的导向座可以在芯轴转动孔内转动，所以驱动扭转拨杆及槽口定位键以芯轴转动孔为圆心进行转动，从而将定子内径槽口扭转一定角度。
进一步地、所述定子压紧机构组件再施加预设的压紧力，通过压头将定子压紧。
进一步地、所述分度机构组件将定子旋转至焊接位置，所述焊接机构组件的激光焊接机运动至焊接起点位置，分度机构组件与焊接机构组件同时配合动作，完成单条焊缝的焊接。由于焊机左右对称布置，可以同时完成两条焊缝的焊接。分度机构组件再次分度后，重复分度机构组件与焊接机构的配合动作，完成下一条焊缝的焊接，直至整个定子焊接完成。
进一步地、所述扭转模具的槽口定位键缩回，并恢复到竖直状态，滑台运动至上下料工位，由人工或机械手完成定子下料。
本发明的定子扭转焊接设备，在不改变以往直槽定子生产工艺的基础上，在最终整形后将定子由直槽扭转成一定角度的斜槽，极大的节省了斜槽定子生产工艺及设计成本，提高了生产效率。并且定子扭转角度和定子压紧压力均由伺服电机控制，可以根据生产需要进行调节，具有适应范围广等优点。
附图说明
图1为本发明定子扭转并焊接设备的轴测图。
图2为本发明定子扭转并焊接设备的局部剖视图。
图3为扭转驱动机构组件的剖视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为扭转模具机构组件的剖视图。
图6为扭转模具机构组件的局部剖视图。
图7为定子压紧机构组件的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，所述分度机构组件2包括与直线导轨A 101相连接的滑台201、设置在滑台201上的外齿交叉滚子转盘轴承202、设置在外齿交叉滚子转盘轴承202上的支撑座圈及与支撑座圈203固联的模具座板207；所述扭转模具机构组件5设置在模具座板207上部；所述扭转驱动机构组件4设置在模具座板207的下部，通过活动板A 414及活动板B 415与扭转模具机构组件5连接；所述升降驱动机构组件6设置在模具座板207的下部，通过三爪气缸603与扭转模具机构组件5连接；所述定子压紧机构组件7设置在机架1的上端，模具快换装置3固联在定子压紧机构组件7的下端，定子压头8固联在模具快换装置3下端；所述焊接机构组件9设置在架体立柱102上。
如图2所示，所述分度机构组件2还包括伺服电机A 204、减速机A 205和分度主动齿轮206，减速机A 204设置在滑台201上，减速机A 204的输入轴、输出轴分别与伺服电机A204、分度主动齿轮206连接，分度主动齿轮206与外齿交叉滚子转盘轴承202啮合。
如图3及图4所示，所述扭转驱动机构组件4，包括箱体401，所述箱体401通过连接法兰402与电机座板403相连接，电机座板403上固定有伺服电机B 404，伺服电机B 404依序通过主动同步带轮405、从动同步带轮406、连接轴407、减速机B 408、扭转主动齿轮409、齿轮蜗杆组合件A 410和齿轮蜗杆组合件B 411驱动齿条A 412和齿条B 413作同步反向移动，所述减速机B 408、扭转主动齿轮409、齿轮蜗杆组合件A 410和齿轮蜗杆组合件B 411、齿条A 412和齿条B 413均设置在箱体401内部，所述齿条A 412和齿条B 412端部分别固联有活动板A 414和活动板B 415。
如图5及图6所示，所述扭转模具机构组件5包括设置在模具座板上207的模具底座501，设置在模具底座上501的定位套502，设置在定位套502上方的定位端盖503，还包括设置于模具底座501上、定位套502中心的芯轴504，芯轴504下部圆形孔内设置有连接杆505，连接杆505上端与滑动板506固联，滑动板506上开有带角度的斜槽，滑动板506设置在芯轴504两侧滑槽内，活动销轴508与滑动轴507固联，活动销轴508设置在滑动板506的斜槽内，滑动轴507与导向座509相连接，导向座509与转动轴510连接，转动轴510一端与转动拨杆511连接，转动拨杆511上固联有槽口定位键512，可以插入定子内孔槽内。
如图2所示，所述升降驱动机构组件6包括连接固定座601、设置在连接固定座601上的升降气缸602、设置在升降气缸602下端的三爪气缸固定座603、设置在三爪气缸固定座603上的三爪气缸604、设置在三爪气缸604上的夹爪605。
如图1及图7所示，所述定子压紧机构组件7包括设置在机架1上的伺服电缸A 701、设置在伺服电缸A 701下端的压紧板702、设置在压紧板702下端的压力传感器703，所述压力传感器703压在螺纹主轴704上部，所述螺纹主轴704与推力圆柱滚子轴承705的内圈配合安装，所述推力圆柱滚子轴承705设置在轴承座706内，所述轴承座706与压紧座707相连接。
如图1所示，所述焊接机构组件9包括设置在机架立柱102上的焊机升降座901、设置在焊接升降座901上的直线导轨B 902、设置在直线导轨B 902上的调节固定座903、设置在调节固定座903上的焊机支架904、设置在焊机支架上的激光焊接机905、设置在架体1上的伺服电缸B 906，伺服电缸B 906的驱动轴与焊机升降座901固联。
一种定子扭转并焊接的设备工作方法的步骤为：
滑台201处于上下料工位时，将最终整形后待扭转的定子，按照定位方向由人工或机械手放入扭转模具机构组件5的定位套502上，此时所述扭转模具机构组件5的扭转拨杆511处于竖直且缩回的状态；所述升降驱动机构组件6的升降气缸602向上运动，驱动扭转模具机构组件5的连接杆505向上运动，由于连接杆505与滑动板506相连接，活动销轴508与滑动轴507相连接，滑动轴507与导向座509相连接，导向座509与扭转拨杆511相连接，扭转拨杆511上固联有内径槽口定位键512，活动销轴508在滑动板506的槽内，滑动轴507可以在芯轴504的导向孔内滑动，导向座509可以芯轴504的滑动孔内滑动，所以连接杆505向上运动时进而驱动槽口定位键512沿着定子沿直径方向向外运动，并插入定子内径槽口内，同时滑台201移动至焊接工位。
进一步地、所述定子压紧机构组件7向下运动，施加预设的压紧力A，通过压头8将定子压紧。
进一步地、所述扭转驱动机构组件4的伺服电机B 404动作，带动主动同步带轮405、从同步带轮动作406，从动同步带轮406与连接轴407一端相连接，连接轴407另一端与减速机B 404的输入轴相连接，减速机B 404的输出轴与扭转主动齿轮409相连接，扭转主动齿轮409与齿轮蜗杆组合件A 410和齿轮蜗杆组合件B 411的齿轮部分同时啮合，齿轮蜗杆组合件A 410和齿轮蜗杆组合件B 411的蜗杆部分旋向相反，并分别与两侧旋向相反齿条A412 和齿条B 413啮合，最终驱动齿条A412 和齿条B 413同步反向移动，两齿条一端分别与活动板A 414 和活动板B 415相连接，活动板A 414 和活动板B 415分别与所述扭转模具机构两侧的扭转拨杆511的一端相连接，由于与转动拨杆511相连接的导向座509可以在芯轴504转动孔内转动，所以驱动扭转拨杆511及槽口定位键512以芯轴504转动孔为圆心进行转动，从而将定子内径槽口扭转一定角度。
进一步地、所述定子压紧机构组件7再施加预设的压紧力，通过压头将定子压紧。
进一步地、所述分度机构组件7将定子旋转至焊接位置，所述焊接机构组件9的激光焊接机905运动至焊接起点位置，分度机构组件2与焊接机构组件9同时配合动作，完成单条焊缝的焊接。由于焊机左右对称布置，可以同时完成两条焊缝的焊接。分度机构组件2再次分度后，重复分度机构组件2与焊接机构组件9的配合动作，完成下一条焊缝的焊接，直至整个定子焊接完成。
本发明的定子扭转焊接设备，在不改变以往直槽定子生产工艺的基础上，在最终整形后将定子由直槽扭转成一定角度的斜槽，极大的节省了斜槽定子生产工艺及设计成本。并且定子扭转角度和定子压紧压力均由伺服电机控制，可以根据生产需要进行调节，具有适应范围广等优点。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种定子扭转并焊接的设备，其特征在于：包括机架、分度机构组件、扭转驱动机构组件、扭转模具机构组件、升降驱动机构组件、定子压紧机构组件、模具快换装置、定子压头及焊接机构组件;所述分度机构组件设置在机架上，包括与直线导轨A相连接的滑台、设置在滑台上的外齿交叉滚子转盘轴承、设置在外齿交叉滚子转盘轴承上的支撑座圈及与支撑座圈固联的模具座板；所述扭转模具机构组件设置在模具座板上部；所述扭转驱动机构组件设置在模具座板的下部，通过活动板A及活动板B与扭转模具机构组件连接；所述升降驱动机构组件设置在模具座板的下部，通过三爪气缸与模具机构组件连接；所述定子压紧机构组件设置在机架的上端，模具快换装置固联在定子压紧机构组件的下端，定子压头固联在模具快换装置下端；所述焊接机构组件设置在架体立柱上。
2.根据权利要求1所述的一种定子扭转并焊接的设备，其特征在于：所述分度机构组件还包括伺服电机A、减速机A和分度主动齿轮，减速机A设置在滑台上，减速机A的输入轴、输出轴分别与伺服电机A、分度主动齿轮连接，分度主动齿轮与外齿交叉滚子转盘轴承啮合。
3.根据权利要求1所述的一种定子扭转并焊接的设备，其特征在于：所述扭转驱动机构组件，包括箱体，所述箱体通过连接法兰与电机座板相连接，电机座板上固定有伺服电机B，伺服电机B依序通过主动同步带轮、从动同步带轮、连接轴、减速机B、扭转主动齿轮、齿轮蜗杆组合件A和齿轮蜗杆组合件B驱动齿条A和齿条B作同步反向移动，所述减速机B、扭转主动齿轮、齿轮蜗杆组合件A和齿轮蜗杆组合件B、齿条A和齿条B均设置在箱体内部，所述齿条A和齿条B端部分别固联有活动板A和活动板B。
4.根据权利要求1所述的一种定子扭转并焊接的设备，其特征在于：所述扭转模具机构组件包括设置在模具座板上的模具底座，设置在模具底座上的定位套，设置在定位套上方的定位端盖，还包括设置于模具底座上、定位套中心的芯轴，芯轴下部圆形孔内设置有连接杆，连接杆上端与滑动板固联，滑动板上开有带角度的斜槽，滑动板设置在芯轴两侧滑槽内，活动销轴与滑动轴固联，活动销轴设置在滑动板的斜槽内，滑动轴与导向座相连接，导向座与转动轴连接，转动轴一端与转动拨杆连接，转动拨杆上固联有槽口定位键，可以插入定子内孔槽内。
5.根据权利要求1所述的一种定子扭转并焊接的设备，其特征在于：所述升降驱动机构组件包括连接固定座、设置在连接固定座上的升降气缸、设置在升降气缸下端的三爪气缸固定座、设置在三爪气缸固定座上的三爪气缸、设置在三爪气缸上的夹爪。
6.根据权利要求1所述的一种定子扭转并焊接的设备，其特征在于：所述定子压紧机构组件包括设置在机架上的伺服电缸、设置在伺服电缸下端的压紧板、设置在压紧板下端的压力传感器，所述压力传感器压在螺纹主轴上部，所述螺纹主轴与推力圆柱滚子轴承的内圈配合安装，所述推力圆柱滚子轴承设置在轴承座内，所述轴承座与压紧座相连接。
7.据权利要求1述的一种定子扭转并焊接的设备，其特征在于：焊接机构组件包括设置在机架立柱上的焊机升降座、设置在焊接升降座上的直线导轨B、设置在直线导轨B上的调节固定座、设置在调节固定座上的焊机支架、设置在焊机支架上的激光焊接机，设置在架体上的伺服电缸B，伺服电缸B的驱动轴与焊机升降座固联。
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