CN114952146A - 定子焊接夹具系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于固定发卡以便通过焊接连接的系统和方法。一种夹具系统包括相对于内部结构环固定并且围绕其发卡型导体端部与部件配合的外部结构环导体端部。电介质环设置在导体对之间。夹紧环设置在电介质环的相对侧。一个夹紧环和一个电介质环限定了容纳一个导体对的开口。另一个夹紧环和另一个电介质环限定了另一个接收另一个导体对。夹紧环能够朝向彼此移动，以在焊接之前将导体对对准并挤压在夹紧环和电介质环之间。

Description

定子焊接夹具系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及用于焊接导体的电机制造工具，并且更具体地涉及包括固定特征的系统和方法，该固定特征在准备焊接时提供导体的改进的定向和对准。

背景技术

包括在车辆应用中对电动机的需求日益增长，这推动了更小、更轻和更强大的电动机的发展。为了实现这些目标，发卡型的电机导线越来越多地被使用。发卡是实心棒，通常呈矩形，由铜制成，用于代替传统的圆形绕线。发卡是预先形成的，并且大量发卡被锁定就位，例如定子叠片组的槽中，并且具有暴露的端部，并且端部通常需要与相邻的发卡或多个发卡连接。

将导体连接在一起的一种方式包括通过焊接，例如电弧焊接进行连接。导线连接往往是一项复杂且耗时的操作。挑战包括生产高质量的接头，同时尽量减少对产品其他部件的热影响。与焊接相关的热量可能会影响电气隔离涂层，并可能留下不需要的沉积物，从而导致组件中的电气短路。焊接发卡所涉及的复杂性和时间成为提高使用这种类型导体的电机生产率的障碍。

因此，在电机导体连接过程中产生高质量焊接的能力是理想的。此外，以不复杂、高效和快速的方式这样做的能力是可取的。此外，结合附图和前述技术领域和介绍，从随后的详细描述和所附权利要求中，本发明的其他期望特征和特性将变得显而易见。

发明内容

提供了用于固定电机部件以例如通过焊接进行导体连接的系统和方法。在许多实施例中，导体组包含在电机的部件中。一种夹具系统包括内部结构环，该内部结构环被配置成在导体组一侧上与部件配合。外部结构环相对于内部结构环固定就位。外部结构环被配置成与在导体组的另一侧上与部件配合。至少一个电介质环被配置成在第一导体对和第二导体对之间接合部件。夹紧环被配置为在内部结构环和第一导体对之间接合部件，并且能够相对于内部结构环移动。另一个夹紧环被配置为在外部结构环和第二导体对之间接合部件，并且能够相对于外部结构环移动。一个夹紧环和至少一个电介质环限定了被配置为接收一个导体对的开口。另一个夹紧环和至少一个电介质环限定了被配置为接收另一个导体对的另一个开口。夹紧环被配置成朝向彼此移动，以将导体对对准并挤压在夹紧环和至少一个电介质环之间。

在另外的实施例中，包括焊接机以在导体对对准并挤压在一起之后，将每个导体对在它们各自的端部连接在一起。

在另外的实施例中，包括扫描仪以确定导体对的端部的位置。

在另外的实施例中，包括驱动器以使夹紧环朝向彼此移动。

在另外的实施例中，开口在面向部件的一侧具有一宽度，在背离部件的一侧具有较小的宽度，使得开口是锥形的。

在另外的实施例中，一个或多个电介质环包括被配置成延伸到导体组中的多个引脚。

在另外的实施例中，一个结构环包含滑动件，一个夹紧环固定到滑动件上。另一个结构环包含另一个滑动件，另一个夹紧环固定在另一个滑动件上。

在另外的实施例中，电介质环由电介质强度足以在部件操作期间将导体对彼此电分离而不导电的材料制成。

在另外的实施例中，每个夹紧环包括以环形布置的一系列段。

在另外的实施例中，夹紧环是非导电的。

在另外的实施例中，导体是发卡型定子绕组。

在许多其他实施例中，提供了一种用于焊接由电机部件包含的导体组的导体的方法。夹具系统由内部结构环构成。外部结构环相对于内部结构环固定就位。外部结构环和内部结构环与部件配合，使得内部结构环位于导体组的第一侧，外部结构环位于导体组的第二侧。该部件与设置在两个导体对之间的至少一个电介质环接合。该部件与设置在内部结构环和第一导体对之间的一个夹紧环接合，并且夹紧环能够相对于内部结构环移动。该部件与设置在外部结构环和第二导体对之间的另一个夹紧环接合，并且该另一个夹紧环那个相对于外部结构环移动。一个导体对容纳在由一个夹紧环和一个电介质环限定的开口中。第二导体对容纳在由另一个夹紧环和另一个电介质环限定的另一个开口中。夹紧环朝向彼此移动，以在相应的夹紧环和相应的电介质环之间对准和挤压导体对。

在另外的实施例中，在每个导体对被对准并挤压在一起之后，焊接机将导体端部对连接起来。

在另外的实施例中，扫描仪确定导体端部的位置，并且焊接机使用所确定的位置来引导焊接束。

在另外的实施例中，驱动器朝向彼此移动夹紧环。

在另外的实施例中，开口形成为在面向部件的一侧具有一宽度，而在背离部件的一侧具有较小的宽度，使得开口是锥形的。

在另外的实施例中，电介质环包括延伸到导体组中的多个引脚。

在另外的实施例中，一个夹紧环固定到由内部结构环包含的滑动件上，而另一个夹紧环固定到由外部结构环包含的另一个滑动件上。

在另外的实施例中，每个夹紧环形成为以环形布置的一系列段。

在许多其他实施例中，提供了一种夹具系统，用于焊接由电机部件包含的导体组的导体。内部结构环在导体组一侧与部件配合。外部结构环相对于内部结构环固定就位，并在导体组另一侧与部件配合。电介质环在一个导体对和第二导体对之间接合部件。另一个电介质环在第二导体对和第三导体对之间接合部件。夹紧环在内部结构环和一个导体对之间接合部件，并且能够相对于内部结构环移动。另一个夹紧环在外部结构环和第三导体对之间接合部件，并且能够相对于外部结构环移动。一个夹紧环和一个电介质环限定了容纳导体对之一的开口。两个电介质环限定了容纳另一个导体对的另一个开口。另一个夹紧环和一个电介质环限定了接收第三导体对的第三开口。夹紧环能够朝向彼此移动，以对准和挤压导体对，一对在一个夹紧环和电介质环之间，另一对在两个电介质环之间，第三对在另一个夹紧环和电介质环之一之间。

附图说明

下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:

图1是根据各种实施例的包括夹具、操纵器和电机工件的焊接夹具系统的示意图；

图2是根据各种实施例的图1的焊接夹具系统的示意图，其中夹具在电机上就位，驱动器系统接合夹具，以及视觉系统；

图3是根据各种实施例的图1的焊接夹具系统的示意图，包括夹具和焊接系统；

图4是根据各种实施例的在图1的焊接夹具系统的操作之后连接的导体对的示意图；

图5是根据各种实施例的图1的焊接夹具系统的一部分的透视图；

图6是根据各种实施例的图1的焊接夹具系统的局部剖视图；

图7是根据各种实施例的图6的环的平面详图；

图8是根据各种实施例的图1的焊接夹具系统和电机的透视图；

图9是根据各种实施例的图1的焊接夹具系统的一部分的详细透视图，显示为倒置的；和

图10是根据各种实施例的图1的焊接夹具系统的操作过程的流程图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和使用。此外，不旨在受前面的技术领域、背景技术、简要概述或下面的详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。

如此处所使用的，术语模块指的是任何硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器设备，单独地或以任何组合，包括但不限于:专用集成电路、电子电路、处理器(共享的、专用的或成组的)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适组件。

这里可以根据功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤来描述本公开的实施例。应当理解，这种块组件可以由被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路组件，例如存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将理解，本公开的实施例可以结合任何数量的各种系统来实践，并且这里描述的系统仅仅是本公开的一个示例实施例。

为了简洁起见，这里可能不详细描述与信号处理、数据传输、信令、控制和系统的其他功能方面(以及系统的各个操作组件)相关的传统技术。此外，本文包含的各种附图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理联接。应当注意，在本公开的实施例中可以存在许多替代的或附加的功能关系或物理连接。

在多个实施例中，系统和方法包括夹具，该夹具将电机的导体端部对准并挤压在一起，用于将端部焊接在一起。该夹具包括多个特征，以从多个方向精确且紧密地挤压导体端部。电介质环可以应用在待连接的导体端部对之间和周围，这有助于对准和挤压。夹具的刚性部件提供夹紧力和刚性。夹具在指定的位置和方向移动并保持导体端部。夹具可以是三维视觉系统的使能器，其中该系统能够提供参考表面和索引数据来协调整个系统的各个方面。该系统包括能够在导体对准、焊接、绝缘保护、焊接飞溅保护和/或视觉检测/检查方面提高制造质量的特征。

参考图1-4，示出了在电机部件上操作的焊接夹具系统20，在这种情况下，电机部件是定子22。一般而言，焊接夹具系统20可以包括夹具24，该夹具24接合定子22并由操纵器26、视觉系统28、驱动系统30和/或连接系统32操作。定子22包括多个导体，由导体40、42表示，这些导体需要连接，例如在它们各自的尖端/端部44、46。在当前实施例中，定子22是具有包含导体40、42的叠片组48的定子组件。应当理解，除了定子之外，定子22可以包括任何类型的电机部件，其包括需要接合以实现电连续性的导体。通常，由操纵器26移动的夹具24对准并挤压导体40、42。对准和挤压是在驾驶员系统30的帮助下完成的。视觉系统28与整体焊接夹具系统20协作，提供用于分度和焊接方向性的参考表面。如图4所示，连接系统32将端部44、46熔合在一起，连接导体40、42。

在当前实施例中，定子22被配置为保持绕组布置，绕组布置可以实施为发卡型。叠片组48可以包括多个容纳多个发卡导体40、42等的槽，以形成电枢绕组布置。在其他实施例中，可以使用另一种形式的导体。导体40、42等被插入叠片组48中，并具有需要连接的多个端部44、46等(焊接端部)。导体40、42通常具有用于电绝缘的绝缘涂层50，在准备接合时，该绝缘涂层50具有剥离的或非涂覆的端部44、46。导体40、42等以根据定子22的规格确定的尺寸、剥离、间隔和数量布置在叠片组48周围。例如，三相电机定子将具有径向对准的三个导体对40、42的行，这些导体对40、42围绕叠片组48同心地布置成环形。同相的端部44、46成对设置，彼此相邻以便连接。其他实施例可以展示不同的导体布置和不同数量的用于连接的每行对。当导体40、42与定子或叠片组48装配在一起时，制造和公差变化可能导致端部对44、46的位置与其他对相比具有一定程度的位置差异。对于高质量的焊接结果，精确的位置数据是有益的。

如图1所示，夹具24呈现出与定子22匹配的尺寸和形状。操纵器26可以实施为自动机器人、手动辅助设备或其组合，以在三维空间中移动夹具24。操纵器26可以包括具有控制器52和任意数量的致动器54的控制系统，以提升、移动和放置夹具24。通常，夹具24在焊接之前被放置并与定子22配合，并且在焊接之后被移除。

如图2所示，夹具24放置在定子22上，并且结果，端部44、46对准并挤压在一起，使得它们接触或近似接触。已经对准并挤压了端部44、46，视觉系统28可以确定它们在三维空间中的位置，并且可以包括控制器56和任意数量的致动器58来移动和操作激光扫描仪60。在其他实施例中，可以使用照相机或其他类型的视觉系统/扫描仪。收集关于导体端部44、46的位置、尺寸和其他特征的数据。控制器52、56可以通信耦合以合作工作，包括共享数据。在一些实施例中，控制器52、56可以是一个公共控制器。

同样如图2所示，驱动器系统30包括控制器62和任意数量的致动器64，以操纵和操作内部驱动器66和外部驱动器68。通常，内部驱动器66和外部驱动器68操作以移动夹具24的部分，例如通过驱动螺钉，以在夹具24放置在定子22上之后对准和挤压导体端部44、46等。内驱动器66可以包括多个围绕夹具24的内圆周延伸的驱动头70，并且可以同时驱动多个特征/螺钉，以从内侧向外向导体40、42等施加夹紧力。外部驱动器68可以是环形的，以围绕夹具24延伸。外部驱动器68可以包括围绕夹具24的外圆周延伸的多个驱动头72，并且可以同时驱动多个特征/螺钉，以从外侧向内对导体40、42等施加夹紧力。通过由驱动器66、68驱动的夹具24的操作，由导体对40、42表示的每个导体对被对准并挤压在一起，为焊接做准备。

在如图3所示的当前实施例中，连接系统32是激光焊接类型的。在其他实施例中，可以使用另一种类型的连接系统。与其他类型的焊接相比，使用激光型焊接机能够加快定子22的生产率。激光器76产生传递聚焦热源的光束78。光束78集中在端部44、46的狭窄区域，并提供高焊接速率。光束78可以在40-500微米的范围内，而端部44、46明显更大，例如厚度为1.5毫米或更大。因此，关于端部44、46的位置的收集数据被参考用于确定光束78的方向和应用，光束78在一个导体对的焊接期间移动。连接系统32包括控制器80和任意数量的致动器82，以控制激光器76的位置和操作。控制器80与控制器56耦合，并且可以参考由视觉系统收集的关于端部44、46的三维位置的数据。3D位置提供了关于两个导体端部44和46之间的相对位置的信息。连接系统32使用可用的数据和程序以光束78的形式传递热量，以将端部44、46焊接在一起，如图4所示，导致以焊缝79熔合，并通过焊缝79在端部44、46之间导电。连接系统32产生光束78的路径，该路径由控制器80基于两个导体端部44、46的3D信息来确定，以在指定位置提供产生适当焊缝79所需的热量。产生的焊缝79具有相对于两个端部44、46的3D对准所需的横截面和高度，以在两个焊接导体40、42之间提供所需的焊接强度。

在其他实施例中，可以使用任何数量的控制器来代替控制器52、56、62、80，并且在一些实施例中，可以仅使用一个控制器来提供所有功能。为了当前实施例的目的，控制器52、56、62、80控制焊接夹具系统20的操作，包括夹具24、视觉系统28、驱动器系统30和连接系统32。通过致动致动器54、58、64、82和激光器76来控制操作。一个或多个致动器54、58、64、82可以是多轴定位致动器，以移动物体通过各种高度、位置和方向，或者足以用于给定应用的任何其他类型的致动器。一个或多个控制器52、56、62、80可以包括任意数量的电子控制模块，并且可以接收当前操作条件和其他参数的各种输入变量。分析输入，并根据数据计算操作参数，例如夹具24、视觉系统28、驱动器系统30、连接系统32和其他的操作，并适当地应用于各种致动器和其他响应装置。一个或多个控制器52、56、62、80可以接收各种信号，包括来自各种传感器(未示出)的信号，这些信号提供关于各种受控系统的信息，进行分析，并将控制信号发送到各种目的地，包括致动器54、58、64、82和激光器76。包括激光扫描仪在内的传感器可以感测电机部件、夹具24、激光扫描仪60、驱动器66和68以及激光器76的各个方面。传感器可以包括任意数量的传感器，用于监控焊接夹具系统20的操作/状态，并用于确定焊接质量。

控制器52、56、62、80中的每一个都可以被构造成满足功能要求，并且将更详细地描述控制器80，应当理解，每个其他控制器一个或多个控制器52、56和62可以包括类似的组件。控制器80包括处理器84和内存设备86，并且与存储设备88耦合。处理器84执行控制器80的计算和控制功能，并且在操作期间执行一个或多个程序，并且可以使用数据，每个数据可以包含在存储设备88中，或者从其他来源接收，并且同样地，处理器84在执行这里描述的过程中控制控制器80的一般操作。内存设备86可以是能够存储数据的任何类型的合适的内存或内存设备的组合，其中一些表示由控制器80使用的可执行指令。在所示实施例中，内存设备86可以存储上述程序以及一个或多个存储的数据值，例如用于短期数据访问。存储设备88存储数据，例如用于自动控制焊接夹具系统20的长期数据访问，并且可以是任何合适类型的存储装置。在示例性实施例中，存储设备88包括源，内存设备86从该源接收程序和数据。程序代表可执行指令，由控制器80用于处理信息和控制焊接夹具系统20及其子系统和设备。处理器84可以基于逻辑、计算、方法和/或算法为焊接夹具系统20产生控制信号。

参考图5，夹具24的基础结构元件被示出设置在定子22上，为了清楚起见，夹具24的一些部分被省略。叠片组48包含导体40、42等。在当前实施例中，电机部件是具有发卡型导体/绕组的三相电机的定子组件。剥离的端部44、46成对出现，在给定的行90中示出有六个导体/三对。每行90中的六个导体以径向延伸的行排列方式排列，并且围绕定子22的圆周以环形集合的方式提供多个行。总的来说，导体40、42等形成导体组91。导体40、42等从叠片堆伸出，端部44、46等用于连接。

夹具24包括围绕导体组91的内周侧94的刚性内部结构环92，并且包括围绕导体组91的外周侧96的刚性外部结构环98。内部结构环92通过多个刚性支架100与外部结构环98固定在一起，所述刚性支架100将部件保持在适当的位置并保持在一起。内部结构环92、外部结构环98和支架100由提供强度和刚度的材料制成，例如金属，并且在许多实施例中可以由钢制成。当移动到位时，夹具24相对于定子22固定，在该实施例中通过紧固件102固定，紧固件102延伸穿过叠片组48的拉杆孔(tie rod holes)。在其他实施例中，可以采用自动夹具系统来相对于定子22固定夹具24，例如夹紧件。

内部结构环92包括多个滑动槽106，每个滑动槽106以径向延伸的方向设置，并且朝向导体组91的内周侧94径向向外开口。螺钉108从内部结构环92的内圆周110延伸到每个滑动槽106中。螺钉108由图2的驱动器66操作，以朝向或远离导体组91的内周侧94移动夹具24的部件，如下面进一步描述的。外部结构环98包括多个滑动槽112，这些滑动槽112以径向延伸的方向设置，并且朝向导体组91的外周侧96径向向内开口。螺钉114从外部结构环98的外圆周116延伸到每个滑动槽112中。螺钉114由图2的驱动器68操作，以朝向或远离导体组91的外周侧96移动夹具24的部件，如下文进一步描述的。如下所述，移动夹具24的这些部分提供夹紧动作，以将导体40、42挤压(压在一起)穿过夹具24的多个中间部分。

参考图6，中间部件显示在夹具24中，为了清楚起见，夹具24显示为与定子22分开组装。内部结构环92与外部结构环98间隔开，限定用于接收导体组91的导体端部44、46等的空腔118。包括电介质环120、122和夹紧环124、126的中间部分延伸穿过空腔118的顶部(如图所示)。在图6中不可见但在图7中示出的是，电介质环120、122和夹紧环124、126可以各自包括突起128，突起128容纳在相邻环的插座129中，并且将环120、122、124、126相对于彼此对准。例如，当环120、122、124、126被放在一起时，由于每行的开口130、132、134都由相邻的两个环120、122、124、126限定，突起128和插座129可以具有匹配的三角形脊/槽引导对准。每个开口130、132、134是锥形的，在面向定子22的端部具有较大的宽度136，而在背离定子22的端部具有相对较小的宽度138。这有助于当夹具24定位并朝向定子22移动时，将相应的导体对40、42捕获在较大的宽度136中，并且锥形移动导体对40、42以对准的方式被拉到一起。

夹具24抓住夹紧环124，以便使用滑动槽106相对于内部结构环92可移动。每个滑动槽106包含滑动件140，内部夹紧环124例如通过盖板142、滑动板143和螺栓144附接到滑动件140。另外参考图8，图8示出了定位在定子22上的夹具24，每个滑动件140被螺钉108中的一个接合，以根据螺钉108的旋转方向选择性地朝向或远离导体组91移动夹紧环124。此外，夹具24抓住夹紧环126，以便使用滑动槽112相对于外部结构环98可移动。每个滑动槽112包含滑动件146，外部夹紧环126例如通过盖板148、滑动板149和螺栓150附接到滑动件146。每个滑动件146由螺钉114中的一个接合，以根据螺钉114的旋转方向选择性地朝向或远离导体组91移动夹紧环126。

环120、122、124、126在图9中显示为倒置的且相对于彼此处于对准位置。电介质环120、122由单件环形结构制成，并且包括具有电介质电阻和耐高温性的聚合物材料。所选择的材料可以具有高达大约200摄氏度的额定温度，一个非排他性的例子是聚酰胺。在具有每行具有六个导体端部的三相定子组件的当前实施例中，使用了两个电介质环120、122。在每行具有四个导体端部的应用中，可以使用一个环120。在每行具有多于六个导体端部的应用中，可以使用多于两个电介质环，每个电介质环设置在相邻的两对导体端部之间。因为环120、122在组装好的电机中保持就位，所以环120、122的电介质特性被选择为具有足够的电介质强度，以在运行期间在马达/电机的三个独立相中分离电性，而不会经历电击穿并变得导电。电介质环120、122包括位于每排相邻开口130、132、134之间的突出销154。如图6所示，销154延伸到定子22中，提供电介质环120、122和导体40、42的定位和对准。

如图9所示，夹紧环124由一系列段161-164等组成，形成分段环形环。类似地，夹紧环126由一系列段165-168等组成，形成分段环形环。如图6所示，每个段161-168被其各自的结构环92、98分开保持，并且在其各自的螺钉108、114的作用下，可随其各自的滑动件140、146移动，以向导体组91施加夹紧载荷。可以手动或自动调节螺钉，以便同时操作用于内滑动件和外滑动件的多个螺钉。相邻段之间有足够的间隙，以允许径向移动。段161-168以及因此的夹紧环124、126由不导电的、相对坚韧的材料制成，一个例子是ABS。在焊接之后，夹紧环124、126从定子22移除，因此没有与电介质环120、122相同的绝缘要求。此外，一旦装载到夹具24中用于应用，夹紧环124、126可以重复使用多个焊接周期。

为了帮助保持段161-168，每个段都具有突起170，该突起170装配到相应滑动板143、149中的相应开口172、174中。例如，段163、167被示出处于初始位置，螺钉108、114初始退回，相对于电介质环120、122展开段163、167。为了可释放地保持初始位置，滑动件140、146可以被偏压，例如通过弹簧(未示出)偏压到初始位置，可以与螺钉108、114连接，可以通过摩擦，例如抵靠盖板142、148，或者通过其他方式保持就位。随着螺钉108、114顺时针旋转，段161-168被驱动一起并朝向电介质环120、122移动到段161、165的位置。这种运动将发卡端部44、46挤压在一起以便连接，开口130、132、134的形状有助于对准和定位端部44、46，并保持成对之间的适当分离。环120、122、124、126提供绕组/发卡的密封，防止焊接副产物如焊接飞溅物进入。此外，环120、122、124、126的部分位于导体40、42等的绝缘部分176周围，并且剩余的顶部覆盖剥离部分178的一部分，如图8所示，在焊接过程中保护绝缘涂层。

参考图10，示出了过程200，其可以使用焊接夹具系统20及其任何或所有子系统来执行。过程200内的操作顺序不限于图10所示的顺序执行，而是可以按照一个或多个可应用的不同顺序并根据所选应用来执行。此外，可以省略步骤，或者可以包括其他步骤。过程200开始于电机部件/定子22的组装202，其中导体40、42等组装到叠片结构48上，端部44、46被剥离或裸露，以在它们之间建立导电性。在当前实施例中，电机部件是定子22，但是在其他应用中，另一种类型的部件可以通过过程200来工作。导体40、42等包括导体组91，端部44、46等成对出现以便连接。

继续过程200，将电介质环120、122添加204到组装好的定子22，销154延伸到组件中，例如在导体40、42之间。电介质环120、122在突起128和插座129的帮助下对准。夹紧环124、126被添加到夹具24。例如，段161-168被装载206到滑动板143、149上，其中突起170进入开口172、174，并且螺栓144、150被拧紧，将段161-168捕获在盖板142、148下方并限定夹紧环124、126。段161-168都位于208由图9中的段163、167所示的初始展开位置。

如图2所示，在控制器52的控制下，夹具24被例如操纵器26抓住并移动，并且致动器54被操作以将夹具24定位210到电机部件/定子22上。夹具24例如通过图5所示的紧固件102固定212到定子22。操纵器26可以被撤走214，并且驱动器系统30被操作216，其中驱动器66、68通过控制器62操作致动器64而被带到适当的位置。驱动头70、72被操作216以转动螺钉108、114，从而移动滑动件140、146和相应的附接段161-168，在每对相对的段之间，例如段161、165之间施加218夹紧载荷。这向电介质环120、122施加了夹紧载荷，并将每对导体端部挤压在一起。当开口130、132、134各自围绕一对导体端部，例如导体端部44、46限定时，借助于突起128和插座129辅助对准。在施加夹紧载荷之后，驱动器系统30可以从夹具24中撤走220驱动器66、68。

例如通过视觉系统28在控制器56和致动器58的操作下扫描导体组91，来确定222对准且挤压的导体端对44、46的物理位置和形状。视觉系统28可以使用激光扫描仪60来收集224数据，并且控制器56保存该数据。数据被传送到控制器80。连接系统32移动226到焊接位置，例如通过控制器80的控制和致动器82的操作。激光器76响应控制器80，产生光束78，将导体端44、46等焊接228在一起。控制器80使用由视觉系统28收集的数据来有效且高效地引导光束78瞄准端部44、46，以通过焊缝79熔合在一起。

当所有导体端对都被焊接时，过程200继续激光器76的缩回230。夹具24从定子22解锁232。在控制器52和致动器54的操作的控制下，夹具24被例如操纵器26抓住并移动，以从电机部件/定子22缩回234夹具24。夹紧环124、126与夹具24一起缩回，并且电介质环120、122在定子22中保持就位。过程200完成，并且使用定子22的电机的剩余组装可以开始。

通过这里公开的实施例，夹具将电机的导体端部对准并挤压在一起，用于将端部焊接在一起。该夹具包括多个特征，以从多个方向精确且紧密地挤压导体端部。电介质环应用于待连接的导体端对之间和周围，有助于对准和挤压。夹具的刚性部件提供夹紧力和刚性。夹具将导体端部固定在规定的位置和方向，以便通过焊接进行连接。夹具能够通过视觉系统进行扫描，以收集位置数据供焊接机使用。该系统包括能够在导体对准、激光焊接、绝缘保护、焊接飞溅保护和/或视觉检测/检查方面提高制造质量的特征。

虽然在前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变化。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离所附权利要求及其法律等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件和/或步骤的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种用于焊接由电机的部件包含的导体组的导体的夹具系统，该夹具系统包括:

内部结构环，被配置为在所述导体组的第一侧上与所述部件配合；

相对于内部结构环固定就位的外部结构环，外部结构环被配置成在所述导体组的第二侧上与所述部件配合；

至少一个电介质环，被配置为在第一导体对和第二导体对之间接合所述部件；

第一夹紧环，被配置为在所述内部结构环和所述第一导体对之间接合所述部件，所述第一夹紧环能够相对于所述内部结构环移动；

第二夹紧环，被配置为在所述外部结构环和所述第二导体对之间接合所述部件，所述第二夹紧环能够相对于所述外部结构环移动，

其中所述第一夹紧环和所述至少一个电介质环限定第一开口，所述第一开口被配置为接收所述第一导体对，

其中所述第二夹紧环和所述至少一个电介质环限定第二开口，所述第二开口被配置为接收所述第二导体对，

其中所述第一夹紧环和所述第二夹紧环被配置为朝向彼此移动，以将所述第一导体对对准并挤压在所述第一夹紧环和所述至少一个电介质环之间，并且将所述第二导体对对准并挤压在所述第二夹紧环和所述至少一个电介质环之间。

2.根据权利要求1所述的夹具系统，包括：焊接机，

其中所述第一导体对具有第一对导体端部，

其中所述第二导体对具有第二对导体端部，并且

其中，所述焊接机被配置为在所述第一导体对和所述第二导体对对准并挤压在一起之后，将所述第一对导体端部连接在一起，并将所述第二对导体端部连接在一起。

3.根据权利要求1所述的夹具系统，包括：扫描仪，

其中第一导体对具有第一对导体端部，

其中第二导体对具有第二对导体端部，

其中所述扫描仪被配置成确定所述第一对导体端部和所述第二对导体端部的位置。

4.根据权利要求1所述的夹具系统，包括驱动器，其中所述驱动器被配置为使所述第一夹紧环和所述第二夹紧环朝向彼此移动。

5.根据权利要求1所述的夹具系统，其中:

所述第一开口在面向所述部件的第一侧上具有第一宽度，在背离所述部件的第二侧上具有第二宽度，

其中所述第一宽度大于所述第二宽度，使得所述第一开口是锥形的。

6.根据权利要求1所述的夹具系统，其中，所述至少一个电介质环包括被配置成延伸到所述导体组中的多个引脚。

7.根据权利要求1所述的夹具系统，包括:

由所述内部结构环包含的第一滑动件，所述第一夹紧环固定到所述第一滑动件；和

由所述外部结构环包含的第二滑动件，所述第二夹紧环固定到所述第二滑动件。

8.一种用于焊接由电机的部件包含的导体组的导体的方法，该方法包括:

构建具有内部结构环的夹具系统；

将外部结构环相对于内部结构环固定就位；

将所述外部结构环和所述内部结构环与所述部件配合，使得所述内部结构环位于所述导体组的第一侧，所述外部结构环位于所述导体组的第二侧；

将所述部件与设置在第一导体对和第二导体对之间的至少一个电介质环接合；

将所述部件与设置在所述内部结构环和所述第一导体对之间的第一夹紧环接合，所述第一夹紧环能够相对于所述内部结构环移动；

将所述部件与设置在所述外部结构环和所述第二导体对之间的第二夹紧环接合，所述第二夹紧环能够相对于所述外部结构环移动；

在由所述第一夹紧环和至少一个电介质环限定的第一开口中接收所述第一导体对；

在由所述第二夹紧环和至少一个电介质环限定的第二开口中接收所述第二导体对；和

将所述第一夹紧环和所述第二夹紧环朝向彼此移动，以将所述第一导体对对准并挤压在所述第一夹紧环和至少一个电介质环之间，并将所述第二导体对对准并挤压在所述第二夹紧环和至少一个电介质环之间。

9.根据权利要求8所述的方法，包括:

将所述第一夹紧环固定到由所述内部结构环包含的第一滑动件上；和

将所述第二夹紧环固定到由所述外部结构环包含的第二滑动件上。

10.根据权利要求8所述的方法，包括将所述第一夹紧环和所述第二夹紧环各自形成为以环形布置的一系列段。

Images