CN114952290A - 一种分块式定子的校圆焊接装置 - Google Patents

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徐秀帅
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Abstract

本发明提供了一种分块式定子的校圆焊接装置。校圆焊接装置包括内径校准机构、外径校准机构和焊接机构；内径校准机构上连有工装校圆治具；所述内径校准机构周围设有外径校准机构，所述外径校准机构能够靠近或远离所述内径校准机构；焊接机构沿定子的叠厚方向移动；所述焊接机构上连有转动机构，所述转动机构能够带动所述焊接机构转动。本发明的装置通过控制内径校准机构的外径，使其具有标准内径，再通过外径校准机构将个定子向内径校准机构推，当定子内贴在内径校准机构的表面时，定子成正圆形、且具有标准的内径。该装置校圆、焊接一体，具有更高的生产效率，校圆后直接焊接避免了定子变形，保证了定子的形状。

Description

一种分块式定子的校圆焊接装置
技术领域
本发明属于定子生产设备技术领域，具体涉及一种分块式定子的校圆焊接装置。
背景技术
分块式定子工艺生产的定子具有高槽满率的特点。分块定子完成绕线后，需要卷成圆形的标准定子；而由于齿槽中的漆包线匝数众多，因此在卷成标准尺寸的定子时漆包线堆积产生阻力，难以保证具有标准的定子尺寸，且难以维持标准的圆形。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种分块式定子的校圆焊接装置，能够将绕线完成的分块定子固定成标准的圆形定子。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种分块式定子的校圆焊接装置，包括内径校准机构、外径校准机构和焊接机构；
内径校准机构上连有工装校圆治具；所述内径校准机构周围设有外径校准机构，所述外径校准机构能够靠近或远离所述内径校准机构；
焊接机构沿定子的叠厚方向移动；所述焊接机构上连有转动机构，所述转动机构能够带动所述焊接机构转动。
进一步的，所述转动机构的转动轴与内径校准机构的轴在同一直线上。所述转动机构的转动轴与内径校准机构对应定子的轴向，便于对定子进行校圆和焊接。
进一步的，所述内径校准机构包括一组工装块；所述工装校圆治具包括弹性元件和第一内芯，所述工装块围绕第一内芯，所述第一内芯能够沿所述工装块的轴向运动，使所述工装块的直径涨大；所述弹性元件连接在工装块上，所述弹性元件为工装块提供沿径向收缩的力。
进一步的，所述第一内芯靠近所述工装块的一面设有凸起的部分，所述工装块靠近所述第一内芯的一侧设有凸起的部分。实现所述第一内芯轴向运动使所述工装块的直径涨大。
进一步的，所述转动机构包括第三支撑架、旋转柱体和第二电机；所述第三支撑架上连接所述焊接机构，所述第三支撑架上固定有旋转柱体，所述旋转柱体的方向平行于所述内径校准机构的轴向；所述旋转柱体通过齿轮连接第二电机；所述第二电机带动所述旋转柱体转动。该结构实现了所述第二电机驱动所述焊接机构在定子外侧绕定子的轴转动。
进一步的，所述转动机构还包括第二安装板，所述旋转柱体转动安装在第二安装板上，所述第二电机固定在所述第二安装板上。所述第二安装板用于支撑固定上述第二电机。
进一步的，所述第二安装板滑动连接在第四支撑架上，所述第四支撑架上固定连有第三气缸，所述第三气缸的输出端连接升降轴，所述升降轴上固定连接第三安装板，所述第三安装板上固定有第三电机，所述第三电机的输出端连接所述第二安装板。所述第三气缸驱动所述第二安装板和焊接机构相对所述升降轴运动，即沿定子的轴向运动，所述第三电机使所述焊接机构相对所述第二安装板沿定子的轴向运动，包括靠近或远离所述内径校准机构，或焊接机构沿定子叠厚的方向运动。
进一步的，所述第二安装板上连有拉簧，所述拉簧的另一端连接所述第三气缸。所述拉簧能够平衡所述第二安装板和第三支撑架的重量，减小所述第三气缸和第三电机的输出功率。
进一步的，所述升降轴穿过所述旋转柱体，端部连有第二内芯。所述旋转柱体对所述升降轴起到导向作用。
进一步的，所述外径校准机构包括第一电机，所述第一电机的轴的方向沿内径校准机构的径向。实现定子靠近内径校准机构并推紧，该动作使定子具有更标准的圆形。
进一步的，所述第一电机的数目等于整圈定子中分块定子的块数。
进一步的，所述焊接机构为带CCD激光的焊接头。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：本发明的装置通过控制内径校准机构的外径，使其具有标准内径，再通过外径校准机构将个定子向内径校准机构推，当定子内贴在内径校准机构的表面时，定子成正圆形、且具有标准的内径。该装置校圆、焊接一体，具有更高的生产效率，校圆后直接焊接避免了定子变形，保证了定子的形状。
附图说明
图1为本发明的分块式定子的校圆焊接装置整体结构示意图；
图2为本发明中内径校准机构及工装校圆治具的结构示意图；
图3为图3结构的部分结构示意图；
图4为图3的部分结构示意图；
图5为外径校准机构的分布示意图；
图6为分块式定子的校圆焊接装置的部分结构示意图；
图7为图6的A部分结构示意图；
图8为图6的部分结构示意图；
图9为图8的B部分结构示意图。
图中标号：10、内径校准机构；11、工装块；12、工装块第一部分；13、工装块第二部分；14、底座；20、工装校圆治具；21、弹性件；22、第一内芯；23、第一气缸；24、第一支撑架；25、第二支撑架；26、第二气缸；27、第一安装板；28、第一导向杆；29、第一托盘；30、外径校准机构；31、第一电机；32、推进块；40、焊接机构；50、转动机构；51、第三支撑架；52、旋转柱体；53、第二安装板；54、第二电机；55、第一齿轮；56、第二齿轮；60、直线运动机构；61、升降轴；62、第三气缸；63、第四支撑架；64、第二内芯；65、第三安装板；66、第三电机；67、第二导向杆；68、拉簧；70、工作台。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图1～7，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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。
实施例1：分块式定子的校圆焊接装置的结构
本发明提供的分块式定子的校圆焊接装置如图1～9包括内径校准机构10、外径校准机构30和焊接机构40；内径校准机构10上连有工装校圆治具20；内径校准机构10周围设有外径校准机构30，外径校准机构30能够靠近或远离内径校准机构10；焊接机构40能够沿定子的叠厚方向移动并焊接；焊接机构40连接在转动机构50上，转动机构50能够带动焊接机构40转动。
内径校准机构10和外径校准机构30安装在工作台70上。其中，内径校准机构10包括可变外径的工装块11和底座14。具体结构如图2～4所示：一组工装块11活动安装在底座14上；底座14径向开有通槽，工装块11嵌入安装在底座14的通槽中，底座14固定在工作台70上。工装块11围成一个圆柱体，该圆柱体的外径即内径校准机构10的外径。工装块11的外径用于安装定子并提供定子的标准内径；在工装校圆治具20的作用下，外径能够在一定范围内涨大或缩小。
工装校圆治具20包括弹性元件21、第一内芯22、第一气缸23、第一支撑架24；两根弹性元件21将所有工装块11穿在一起，弹性元件21起到将工装块11箍紧的作用，提供了工装块11沿径向收缩的力；可采用弹簧、或橡胶制的圆形弹性体。工装块11围绕在可活动的第一内芯22外侧，第一内芯22位于底座14的内部。第一内芯22的底部通过联轴器连有第一气缸23；第一气缸23固定在第一支撑架24上，第一支撑架24固定在工作台70的下方；第一气缸23驱动第一内芯22运动，底座14在第一内芯22上下运动时起到导向及稳定作用，使第一内芯22的运动方向沿内径校准机构10的轴向。第一内芯22表面设有凸起的部分，在第一内芯22上下伸缩时凸起的部分能够抵住工装块11的内侧的凸起部分，使工装块11沿径向向外运动，实现外径涨大，当第一内芯22与工装块11表面的凸起的部分错开时，工装块11受到上述弹性元件21的作用沿径向向内运动，实现外径缩小。进一步的，工装块11分为两部分(图4)，外侧为工装块第一部分12，用于组成接触定子内侧，外侧表面为弧形；工装块第一部分12的内侧固定有工装块第二部分13，每个工装块第二部分13的外侧用弹性元件21箍在一起，工装块第二部分13的内侧设有多个凸起部分；用于外径涨大时被第一内芯22顶起。工装块第二部分13比工装块第一部分12窄，能够嵌入底座14，工装块11径向运动时工装块第二部分13起到导向作用。工装块11也可采用整体结构。
如图2和图3所示，第一支撑架24的底部固定有第二支撑架25，第二支撑架25上固定有第二气缸26，第二气缸26的输出轴连有第一安装板27，第一安装板27的顶部固定连接三根第一导向杆28底端，第一导向杆28穿过工作台70，通过轴承与工作台70滑动连接，第一导向杆28的顶端固定在第一托盘29上，第一托盘29平行于工作台70，位于内径校准机构10外侧。第二气缸26能够驱动第一安装板27上下运动从而带动第一导向杆28和第一托盘29运动，运动方向平行于内径校准机构10的轴向，该结构用于抬起内径校准机构10外的定子。
如图5所示，外径校准机构30包括第一电机31，第一电机31沿内径校准机构10的周向布置；第一电机31的数目与整圈定子分块定子的块数相等。每个第一电机31通过第一电机31座固定在工作台70上，第一电机31的轴的方向沿内径校准机构10的径向。第一电机31的输出端连接推进块32，推进块32在第一电机31的驱动下沿径向运动，推进块32靠近内径校准机构10的一端用于顶推分块定子的外侧，使分块定子靠近内径校准机构10，从而使定子成圆形。
焊接机构40位于内径校准机构10的上方，焊接时，焊接机构40位于定子的外侧。焊接机构40采用三组带CCD激光的焊接头，用于将定子的铁芯焊接在一起。
焊接机构40固定在转动机构50上，如图6～9所示，转动机构50的轴线与内径校准机构10的轴线在同一直线；包括用于固定焊接机构40的第三支撑架51、旋转柱体52、第二安装板53、第二电机54、第一齿轮55、第二齿轮56。旋转柱体52的轴与内径校准机构10的轴在同一直线上；旋转柱体52的外侧通过轴承转动连接在第二安装板53上(见图9)；该轴承的通过轴承座固定在第二安装板53上；旋转柱体52顶端固定锁紧螺母，旋转柱体52使第二安装板53与第三支撑架51相对高度固定。第二安装板53的上方通过电机座固定第二电机54，第二电机54的输出轴安装有传动用的第一齿轮55，第一齿轮55与旋转柱体52的外侧固定的第二齿轮56啮合；第一齿轮55与第二齿轮56位于第二安装板53与第三支撑架51之间，第二电机54通过驱动第一齿轮55转动，使第二齿轮56转动，从而带动旋转柱体52和第三支撑架51相对第二安装板53转动，实现第三支撑架51上的焊接机构40绕校圆后的定子的轴转动。
转动机构50连接在直线运动机构60上，直线运动机构60包括：升降轴61、第三气缸62、第四支撑架63、第二内芯64、第三安装板65、第三电机66、第二导向杆67。旋转柱体52中空的内侧有升降轴61；升降轴61与旋转柱体52件能够相对转动及沿轴向做直线运动。具体的，升降轴61与旋转柱体52之间有圆环状构件，如轴承，在升降轴61与旋转柱体52件上下运动时起到导向作用，防止晃动。升降轴61顶端连有第三气缸62，第三气缸62固定在第四支撑架63上，第四支撑架63固定在工作台70上；第三气缸62能够驱动升降轴61上下运动。升降轴61底端连有第二内芯64，第二内芯64为圆柱体，用于在焊接时进入定子内，确认定子的位置及内径。在本发明中，升降轴61底端与第二内芯64之间通过具有弹性的连接件连接，在第二内芯64下降到最低时起到缓冲作用。
第二安装板53上方有平行于第二安装板53的第三安装板65，第三安装板65固定在升降轴61中部。第三安装板65上固定有第三电机66，第三电机66通过丝杠连接第二安装板53，第三电机66的输出轴方向平行于定子的轴向。第二安装板53上固定连接第二导向杆67，通过轴承滑动连接第二安装板53和第四支撑架63。第三电机66驱动第二安装板53和第三支撑架51相对升降轴61上下运动，即沿定子的轴向运动，进而实现了第三支撑架51上的焊接机构40在定子的叠厚方向移动。
在本发明中，第三支撑架51为圆形多孔结构，使转动具有均一性的同时减小自重，并具有一定强度。为了稳定焊接机构40，在第二安装板53与第三气缸62的顶部通过拉簧68连接，能够平衡第二安装板53和第三支撑架51的重量，减小第三气缸62和第三电机66的输出功率。
在本发明中，内径校准机构10、外径校准机构30、焊接机构40的工作对象均为圆形的定子，因此内径校准机构10、外径校准机构30、焊接机构40的轴在同一直线上，且均为定子的轴向。其中，工装校圆治具20也可采用直径不变的圆柱体，通过分块定子贴在该圆柱体上实现定子的标准圆形。另外，实施例中的焊接结构采用了三组焊接头，焊接头之间的距离满足在某转动一角度下，能够同时对应不同的分块定子之间的间距即可，也可采用其他数量的焊接头。
上述装置的工作方法：
工装块11外径缩小，使内径校准机构10的外径减小，将预卷圆的分块定子套在工装块11外，工装块11外径涨大至定子标准内径。
外径校准机构30通过第一电机31驱动推进块32，在各分块定子外侧均匀施力，使定子内侧紧贴工装块11。
焊接机构40与第二内芯64下降，第二内芯64进入定子后，焊机机构40继续下降至分块定子间的缝隙，焊接机构40根据定子叠厚方向在定子的外侧运动并进行焊接，定子的铁芯外侧互相焊接在一起，之后焊接机构40上升，旋转至下一焊接位置后继续焊接。
全部焊接完成后焊接机构40和第二内芯64上升，工装块11外径缩小，定子托盘上升将焊接后的定子从内径校准机构10上抬起，获得定子。可通过定子生产线上的机械手等装置将校圆焊接后的定子从定子托盘上取下进行下一工序。上述方法中，涨大直径的工装块11直径+定子直径＝定子外径，其中，涨大直径的工装块11的直径＝标准内径，因此能够获得具有具有标准内外径的圆形的定子。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于：包括内径校准机构(10)、外径校准机构(30)和焊接机构(40)；
内径校准机构(10)上连有工装校圆治具(20)；所述内径校准机构(10)周围设有外径校准机构(30)，所述外径校准机构(30)能够靠近或远离所述内径校准机构(10)；
焊接机构(40)沿定子的叠厚方向移动；所述焊接机构(40)上连有转动机构(50)，所述转动机构(50)能够带动所述焊接机构(40)转动。
2.根据权利要求1所述的分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于，所述内径校准机构(10)包括一组工装块(11)；所述工装校圆治具(20)包括弹性元件(21)和第一内芯(22)，所述工装块(11)围绕第一内芯(22)，所述第一内芯(22)能够沿所述工装块(11)的轴向运动，使所述工装块(11)的直径涨大；所述弹性元件(21)连接在工装块(11)上，所述弹性元件(21)为工装块(11)提供沿径向收缩的力。
3.根据权利要求2所述的分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于，所述工装校圆治具(20)还包括第一托盘(29)，所述第一托盘(29)位于内径校准机构(10)外侧，所述第一托盘(29)上连有第二气缸(26)，所述第二气缸(26)能够驱动所述第一托盘(29)运动，运动方向平行于所述内径校准机构(10)的轴向。
4.根据权利要求2所述的分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于，所述第一内芯(22)靠近所述工装块(11)的一面设有凸起的部分，所述工装块(11)靠近所述第一内芯(22)的一侧设有凸起的部分。
5.根据权利要求1所述的分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于，所述转动机构(50)包括第三支撑架(51)、旋转柱体(52)和第二电机(54)；所述第三支撑架(51)上连接所述焊接机构(40)，所述第三支撑架(51)上固定有旋转柱体(52)，所述旋转柱体(52)的方向平行于所述内径校准机构(10)的轴向；所述旋转柱体(52)通过齿轮连接第二电机(54)；所述第二电机(54)带动所述旋转柱体(52)转动。
6.根据权利要求5所述的分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于，所述转动机构(50)还包括第二安装板(53)，所述旋转柱体(52)转动安装在第二安装板(53)上，所述第二电机(54)固定在所述第二安装板(53)上。
7.根据权利要求6所述的分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于，所述第二安装板(53)滑动连接在第四支撑架(63)上，所述第四支撑架(63)上固定连有第三气缸(62)，所述第三气缸(62)的输出端连接升降轴(61)，所述升降轴(61)上固定连接第三安装板(65)，所述第三安装板(65)上固定有第三电机(66)，所述第三电机(66)的输出端连接所述第二安装板(53)。
8.根据权利要求7所述的分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于，所述升降轴(61)穿过所述旋转柱体(52)，端部连有第二内芯(64)。
9.根据权利要求1所述的分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于，所述外径校准机构(30)包括第一电机(31)，所述第一电机(31)的轴的方向沿内径校准机构(10)的径向。
10.根据权利要求1所述的分块式定子的校圆焊接装置，其特征在于，所述焊接机构(40)为若干组带CCD激光的焊接头。
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