CN116827059A - 一种电机定子装配方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于外转子电机的智能化制造技术领域，具体涉及一种电机定子装配方法和设备，其方法包括如下步骤：S1：在绕线定子的中心插入管状的中心轴；S2：在圆盘状的绕线定子的盘面圆孔上装入PIN针；S3：在绕线定子外周的绕线部上缠绕线圈，线圈的引出端缠绕到PIN针上；S4：利用激光烧蚀PIN针上的线圈引出端的绝缘层，送锡器配合激光将PIN针与线圈引出端焊接连接；S5：探针向下移动，并抵至PIN针上，对探针通电以判断焊接及绕线的可靠性。PIN针能够直接插接连接到绕线定子，并用作于线圈的接线头，方便于漆包线的缠绕；通过PIN针的设计，有效的提高了自动化生产的程度，减少了人工所需参与的工艺环节。
Description
技术领域
本发明属于外转子电机的智能化制造技术领域，具体涉及一种电机定子装配方法和设备。
背景技术
外转子电机属于电动机的一种，具有节省空间，设计紧凑且美观的特点。适合安装在叶轮里，具有最佳的冷却效果。现有的外转子电机所使用到的零部件较多，很难实现自动化和智能化生产，特别是外转子电机的定制，由于需要完成线圈绕制、线圈引出端焊接、电子线引出、通电检测等工作，需要消耗大量的人力和物力，虽然目前市面上存在实现线圈绕制步骤的辅助设备，但是很难与其他步骤实现合理搭配，来提高外转子电机的智能化，特别是在线圈引出端的焊接以及电子线的过程中，往往仍然需要技术工人来操作，消耗大量的人力和物力。为此，有必要设计一种电机定子及其装配方法和设备，来提高外转子电机生产过程中的自动化和智能化程度，并降低人力和物力的消耗。
发明内容
为了解决电机定子装配智能化和自动化程度提高的问题，本方案提供了一种电机定子装配方法和设备。
本发明所采用的技术方案为：
一种电机定子装配方法，包括如下步骤：
S1：在绕线定子的中心插入管状的中心轴；
S2：在圆盘状的绕线定子的盘面上装入PIN针；
S3：将绕线定子移放至线圈绕制设备的工作台上，使得绕线定子外周的绕线部上缠绕线圈，线圈的引出端缠绕到PIN针上；
S4：利用激光烧蚀PIN针上的线圈引出端的绝缘层，然后利用送锡器向PIN针递送锡丝且同时利用激光融化锡丝，使PIN针与线圈引出端焊接连接；
S5：设置于PIN针正上方的探针向下移动，并抵至PIN针上，对探针通电以判断焊接的可靠性；
S6：电子线的自由端穿过中心轴侧壁上的穿线孔并从中心轴的一端穿出；将电子线焊接到PIN针上。
一种电机定子装配设备，包括定子生产线和定转子装配线；
所述定子生产线用于外转子电机定子的制备并使用上述电机定子装配方法；所述外转子电机定子包括绕线定子、中心轴和PIN针；所述绕线定子呈圆盘形；中心轴设置于绕线定子的盘心处；在绕线定子的盘面上设置有多个PIN针，所述绕线定子的盘面上设置有插针孔，各个PIN针的金属针头均绝缘隔离的插入在插针孔内；
作为上述电机定子装配设备的备选结构或补充设计：所述PIN针包括有绝缘针柄和所述金属针头；所述绝缘针柄过盈配合的插接在所述插针孔上；所述金属针头的一端固定于绝缘针柄上，另一端裸露于插针孔外；该金属针头垂直于绕线定子的盘面。
作为上述电机定子装配设备的备选结构或补充设计：在金属针头外周面上设置有多个环形的第二防滑凸起，相邻第二防滑凸起之间的槽用于线圈引出端缠绕时的限位。
作为上述电机定子装配设备的备选结构或补充设计：所述定子生产线包括沿绕线定子流转方向先后设置的备料工位、装轴工位、装针工位、绕线工位、电子线工位和焊接与测试工位；所述备料工位处储放有绕线定子，并用于绕线定子的取用；在装轴工位处将中心轴与绕线定子进行装配；所述装针工位用于将PIN针插入到绕线定子的盘面上；在绕线工位处利用线圈绕制设备将线圈绕制到绕线定子上；在电子线工位处将电子线装入到中心轴内，并使得电子线的一端从穿线孔处穿出；在焊接与测试工位处将电子线伸出穿线孔的焊接到PIN针上。
作为上述电机定子装配设备的备选结构或补充设计：在装针工位处设置有自动装针机，所述自动装针机包括第一定子装卸机构、定子转动盘和装针机构；
所述定子转动盘呈圆盘状，该定子转动盘上设置有多个定子承载座，每个定子承载座均能够竖向托载绕线定子；各个定子承载座分别通过对位滑块与定子转动盘相连，以实现径向位置的调节；定子承载座与对位滑块可转动的连接；
第一定子装卸机构设置于定子转动盘的一侧，并包括有定子升降电机、定子升降螺杆、摆动电机、定子抓手和抓紧气缸；定子升降螺杆竖向设置并由定子升降电机驱动，定子升降螺杆上螺纹配合有第一升降架；摆动电机安装在第一升降架上，且其转轴上连接有摆动架；所述摆动架呈U字形，其两个前端与两个定子抓手的中部转动连接；抓紧气缸连接在两个定子抓手的后端之间；定子抓手能够随摆动架水平摆动和竖向升降；
所述装针机构设置于定子转动盘的另一侧，在该装针机构处设置有振动盘；
装针机构包括有取针升降电机、取针升降螺杆、翻转电机、取针夹和电磁铁；取针升降螺杆竖向设置并由取针升降电机驱动，取针升降螺杆上螺纹配合有第二升降架；翻转电机安装在第二升降架上，且其转轴上连接有翻转架；取针夹具有两个取针臂，两个取针臂的中部与翻转架转动连接；抓紧气缸连接在两个取针臂的后端之间；取针臂能够随翻转架竖向翻转和竖向升降，从而使得取针臂夹取振动盘的出针口处的PIN针；取针夹处设置有第一对位红外探头，所述对位电机驱动该定子承载座水平转动，使得绕线定子的插针孔转动至第一对位红外探头的下方并由其检测到；
作为上述电机定子装配设备的备选结构或补充设计：在绕线工位处设置有自动绕线机，该自动绕线机包括绕线机架、第二定子装卸机构、定子转动盘和绕线器；
所述定子转动盘设置于绕线机架上并能够水平转动，该定子转动盘上设置有多个定子定位座，每个定子定位装置均由定子座驱动器进行转动控制；
在定子转动盘的一侧设置有第二定子装卸机构，该第二定子装卸机构与第一定子装卸机构的结构相同，并用于将装有PIN针的绕线定子夹持到定子定位装置上；
所述绕线器设置于定子转动盘的另一侧，该绕线器通过绕线转子平移装置和绕线转子升降装置连接在绕线机架上，并通过两者分别进行水平位置和垂直高度的控制；在绕线器的后端设置有绕线转子转动装置并由其控制转动；
在绕线器的上方设置有剪刀机构，该剪刀机构通过剪切升降装置连接在绕线机架上，并用于剪断用于线圈绕制的漆包线；在剪刀机构处设置有第二对位红外探头，所述定子座驱动器驱动该定子定位装置水平转动，使得绕线定子上的PIN针置于第二对位红外探头的下方并由其检测到；
进行绕线定子上绕制线圈时，在绕线定子上分别绕制若干外线圈和若干内线圈；若干外线圈作为主绕组，主绕组的两个引出端分别缠绕到两个PIN针上；若干内线圈作为副绕组，副绕组的两个引出端分别缠绕到另外两个PIN针上。
作为上述电机定子装配设备的备选结构或补充设计：在焊接与测试工位处设置伸缩器、探针、送锡器和激光枪；探针、送锡器和激光枪均安装在对应的伸缩器上，并能够朝向于定子焊接台移动；激光枪启动后烧蚀线圈引出端的绝缘层，同时利用激光融化送锡器递送的锡丝，将PIN针与线圈引出端焊接到一起；该定子焊接台可转动从而切换所焊接的PIN针；所述探针位于PIN针的正上方，当探针下移时能够抵住PIN针；在探针处设置对位器，在探针下移前，旋转绕线定子使得的PIN针置于对位器的下方由其检测到。
作为上述电机定子装配设备的备选结构或补充设计：利用探针所电连接的测试机，判断PIN针之间的通断，测试主绕组和副绕组分别的电阻，测试匝间漏流。
本发明的有益效果为：
1.设计的PIN针能够直接插接连接到绕线定子，并用作于线圈的接线头，能够方便于利用机械的动作实现线圈绕制所用的漆包线的缠绕；从而提高线圈引出端连接时的自动化；通过PIN针的设计，有效的提高了自动化生产的程度，减少了人工所需参与的工艺环节；
2.本方案中通过送锡器和激光枪等结构相互配合的动作，当激光烧蚀漆包线的绝缘层后，方便于将锡丝熔溶在PIN针的金属针头上，同时也方便于将电子线、漆包线与PIN针焊接在一起；
3.本方案中，通过探针及其所连接的测试机，能够快速判断PIN针之间的通断，测试主绕组和副绕组分别的电阻，测试匝间漏流等项目；并且，该过程中无需人工参与，有效的提高电机定子装配过程中的自动化程度。
附图说明
为了更清楚地说明本方案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。
图1是外转子电机的绕线定子在不同工位处的状态图；
图2是本方案中外转子电机的定子结构的示意图；
图3是绕线定子的结构示意图；
图4是PIN针结构示意图；
图5是自动装针机的结构图；
图6是自动绕线机的结构图；
图7是探针、送锡器和激光枪的配合状态图；
图8是引线器的使用状态图。
图中：1-绕线定子；101-插针孔；102-绕线部；103-第一绕线槽；104-第二绕线槽；105-定位孔；2-中心轴；21-穿线孔；3-PIN针；31-金属针头；32-绝缘针柄；4-定子线圈；5-电子线；10-伸缩器；11-探针；12-送锡器；13-激光枪；14-对位器；a1-备料工位；a2-装轴工位；a3-装针工位；a4-绕线工位；a5-电子线工位；a6-焊接与测试工位；300-定子升降电机；301-定子升降螺杆；302-摆动电机；303-定子抓手；304-抓紧气缸；305-定子承载座；306-定子转动盘；307-装针机架；308-取针升降电机；310-振动盘；311-出针口；312-取针升降螺杆；313-翻转电机；314-取针夹；315-对位电机；316-对位滑块；317-第一对位红外探头；400-第二定子装卸机构；401-升降架；402-定子座驱动器；403-定子定位座；404-红外定位器；405-定子转动盘；406-绕线转子平移装置；407-绕线转子转动装置；408-绕线转子升降装置；409-剪切升降装置；410-第二对位红外探头。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。
实施例1
如图2至图8所示，为了便于外转子电机的装配，本实施例设计了一种外转子电机结构，包括有外转子电机定子和电机机壳两个部分。
外转子电机定子包括有绕线定子1、中心轴2和PIN针3等部件。
绕线定子1呈圆盘形，该绕线定子1的厚度和直径等参数可以根据需要而定，该绕线定子1是由若干相同形状的圆盘形硅钢片重叠而成，绕线定子1的作用是实现导磁；在绕线定子1的中心处设置用轴孔，该轴孔用于中心轴2的插入，该轴孔的孔径根据中心轴2相应连接部分的直径而定，保证中心轴2插入到轴孔内之后，能够使得中心轴2与轴孔过盈配合，从而保证绕线定子1与中心轴2的固定连接即可。在绕线定子1上还可以设置多个定位孔105，设置了三个定位孔105，三个定位孔105以轴孔为中心，呈环形分布。
在绕线定子1的边沿处环布有多个绕线部102，每个绕线部102均为绕线定子1的一部分，在相邻绕线部102之间设置有间隙，并构成第一绕线槽103，该第一绕线槽103的槽口呈收口状，并能够允许单根的漆包线通过，而在漆包线绕制形成线圈后，阻挡线圈脱出于槽口。绕线部102设计为Y字形结构，在绕线部102外端上设置有第二绕线槽104，第二绕线槽104的槽口也呈收口状，并阻挡相应位置的线圈脱出第二绕线槽104的槽口。使用时，在绕线部102的内端外绕制有内层线圈，即通过第一槽口在Y字形结构的根部绕制内线圈；在相邻绕线部102的外端之间绕制有外层线圈，即通过第二槽口在相邻两个绕线部102的相邻分叉上共同缠绕外线圈。
中心轴2设置于绕线定子1的盘心处，该中心轴2呈圆管状，在中心轴2长度方向的不同位置可以设置不同分段，不同分段的直径可以各不相同，在不同分段上或者不同分段之间可以设置环向的凹槽，从而方便于利用卡簧实现卡位。在中心轴2的管身上设置有穿线孔21，该穿线孔21连通于中心轴2的管腔，从而在电子线5的一端电连接到PIN针3上时，该电子线5的另一端能够从穿线孔21处穿入中心轴2的管腔内，并从中心轴2的端部引出。
在绕线定子1的盘面上设置有两个或更多个的PIN针3，当设置两个PIN针3时，两个PIN针3分别作为正负极，与绕线定子1上的全部线圈电连接，当设置更多个PIN针3时，不同PIN针3之间串联的线圈的数量不相同，从而在不同PIN针3带电时，能够实现对应数量线圈的通电，从而能够实现外转子电机的调速或调级。
所述绕线定子1的盘面上设置有插针孔101，插针孔101的数量与PIN针3相同或不同。PIN针3的数量具体可以为四个。每个PIN针3包括有绝缘针柄32和金属针头31两个部分，绝缘针柄32采用PET、PE、PBT、PC等材质的硬质塑料，也可以采用其他硬质的绝缘材料，绝缘针柄32被设计为带帽的钉子状结构，该绝缘针柄32的一部分设置有第一防滑凸起(该第一防滑凸起可以为圆环形的凸起结构)，并插入于插针孔101内，并实现该部分与插针孔101的过盈配合；绝缘针柄32的另一部分(即帽端)的直径大于插针孔101的孔径，从而使得该部分能够抵于绕线定子1的盘面上。使用时，该绝缘针柄32过盈配合或紧密配合的插接在所述插针孔101上，该绝缘针柄32的尖端直径小于针孔101，从而方便于插接；所述金属针头31的一端固定于绝缘针柄32上，另一端裸露于插针孔101外；该金属针头31垂直于绕线定子1的盘面。
所述金属针头31的横截面可以为圆形多边形结构，为了实现线圈引出端在金属针头31上缠绕时防滑，可以在金属针头31上设置若干第二防滑凸起，第二防滑凸起可以采用常规的环形结构或螺旋形结构，从而在相邻第二防滑凸起之间形成的凹槽能够用于线圈引出端缠绕时的防滑。金属针头31与线圈引出端和电子线5的连接方式可以是通过锡焊进行焊接连接。
如图1至图8所示，为了实现外转子电机定子的装配，设计了定子生产线，包括沿绕线定子1流转方向先后设置的备料工位a1、装轴工位a2、装针工位a3、绕线工位a4、电子线工位a5和焊接与测试工位a6等生产工位。各个工位之间外转子电机定子可以通过人工、输送链、机械手等方式实现流转。
实施例2
在实施例1的结构基础上，为了实现PIN针的装配，在装针工位a3将PIN针3插入到绕线定子1的盘面上。
如图5所示，在装针工位处设置有自动装针机，所述自动装针机包括装针机架307、第一定子装卸机构、定子转动盘306和装针机构等部件。
第一定子装卸机构、定子转动盘306和装针机构均设置在装针机架307上。
所述定子转动盘306呈圆盘状，该定子转动盘306上设置有多个定子承载座305，每个定子承载座305均能够竖向托载绕线定子；各个定子承载座305分别通过对位滑块316与定子转动盘306相连，以实现径向位置的调节；定子承载座305与对位滑块316可转动的连接，以在对位电机315的驱动下水平转动；该对位电机315转轴上连接的齿轮与定子承载座305的外周啮合。
第一定子装卸机构设置于定子转动盘306的一侧，并包括有定子升降电机300、定子升降螺杆301、摆动电机302、定子抓手303和抓紧气缸304；定子升降螺杆301竖向设置并由定子升降电机300驱动，定子升降螺杆301上螺纹配合有第一升降架；摆动电机302安装在第一升降架上，且其转轴上连接有摆动架；所述摆动架呈U字形，其两个前端与两个定子抓手303的中部转动连接；抓紧气缸304连接在两个定子抓手303的后端之间；定子抓手303能够随摆动架水平摆动和竖向升降。
所述装针机构设置于定子转动盘306的另一侧，在该装针机构处设置有振动盘310。
装针机构包括有取针升降电机308、取针升降螺杆312、翻转电机313、取针夹314和电磁铁；取针升降螺杆312竖向设置并由取针升降电机308驱动，取针升降螺杆312上螺纹配合有第二升降架；翻转电机313安装在第二升降架上，且其转轴上连接有翻转架；取针夹314具有两个取针臂，两个取针臂的中部与翻转架转动连接；抓紧气缸304连接在两个取针臂的后端之间；取针臂能够随翻转架竖向翻转和竖向升降，从而使得取针臂夹取振动盘310的出针口311处的PIN针。取针夹处设置有第一对位红外探头，所述对位电机驱动该定子承载座水平转动，使得绕线定子的插针孔转动至第一对位红外探头的下方并由其检测到。
本实施例中的自动装针机在使用时：
1、定子抓手303从设定的位置上抓取未装PIN针的绕线定子，并放置到定子承载座305上；2、定子转动盘306转动一定角度，使绕线定子转入到待装PIN针的位置；3、PIN针放振动盘310内，振动盘310的振动使PIN针会按一个方向排列，即PIN针的金属针头朝下，绝缘针柄朝上；4、取针夹314的夹嘴朝上，对准PIN针并夹紧；5、翻转电机313将PIN针调整方向朝下对准绕线定子的插针孔；具体的，可以在取针夹的正下方配置一个对位红外探头，在电机翻转的同时，转动绕线定子使第一对位红外探头检测到插针孔的位置，从而实现插针孔与PIN针的自动对位，以保证PIN针装入时位置准确；6、取针夹314夹住PIN针将其下压入绕线定子上的插针孔内，压入到设定位置后松开取针夹314；7、对位电机315会按预定角度转动，从而切换插针孔；8、取针夹314再次按上述动作，夹住新的PIN针并旋转180度，将PIN针装入到切换后的插针孔内；9、依上述动作，将在各个插针孔内依次装上PIN针；10、当一个绕线定子上所需的PIN针全部装入完成后，定子转动盘306会再次转动一定角度，使另一个绕线定子进行PIN针安装；11、当另一绕线定子上的PIN针也安装完成后，定子转动盘306再将转动一定的角度；12、定子抓手303可从定子承载座305上抓取装好PIN针的绕线定子放入下一工序，比：进入绕线工序；13、装有PIN针的绕线定子从定子承载座305移出后，又从新抓取未装PIN针的绕线定子放入该定子承载座305上，如此循环作业达到自动组装PIN针的目的。
实施例3
在实施例1或2的结构基础上，为了绕制线圈及线圈线头与线尾绕在PIN针上。
如图6所示，在绕线工位处设置有自动绕线机，该自动绕线机包括绕线机架、第二定子装卸机构400、定子转动盘405和绕线器。
所述定子转动盘405设置于绕线机架上并能够水平转动，该定子转动盘405上设置有多个定子定位座403，每个定子定位装置均由定子座驱动器402进行转动控制。
在定子转动盘405的一侧设置有第二定子装卸机构400，该第二定子装卸机构400与第一定子装卸机构的结构相同，并用于将装有PIN针的绕线定子夹持到定子定位装置上。
所述绕线器设置于定子转动盘405的另一侧，该绕线器通过绕线转子平移装置406和绕线转子升降装置408连接在绕线机架上，并通过两者分别进行水平位置和垂直高度的控制；在绕线器的后端设置有绕线转子转动装置407并由其控制转动。
在绕线器的上方设置有剪刀机构，该剪刀机构通过剪切升降装置409连接在绕线机架上，并用于剪断用于线圈绕制的漆包线。在剪刀机构处设置有第二对位红外探头，所述定子座驱动器驱动该定子定位装置水平转动，使得绕线定子上的PIN针置于第二对位红外探头的下方并由其检测到。
本实施例中的自动绕线机在使用时：
1、第二定子装卸机构400抓取定子放入到定子定位座403上。2、定子转动盘405旋转180度。3、绕线器对准待绕线的定子。4、在绕完线圈的之后通过第二对位红外探头410来探测PIN针位置并及时调整PIN针位置。5、绕线转子平移装置406前后移动绕线器、定子座驱动器402旋转定子，两者配合将线圈线的引出端在PIN针上绕两圈，实现挂连。6、绕主线圈：绕制过程中绕线器可前后平移，以保证绕制的线圈均匀分布。7、主线圈的尾端的引出线在另一个PIN针上绕两圈。8、剪刀机构下降剪断漆包线；9、再次调整定子PIN针的位置，使之副线圈的漆包线出口；11、对应的绕线器平移到副线圈上开始绕线；12、绕完副线圈后再其尾端的引出线在相应的PIN针上绕两圈；13、对应的剪刀机构下降剪断副线圈的漆包线；14、在定子转动盘405的不同位置处完成可以对分布的定子进行主线圈和副线圈的绕制；15、完成两個定子的绕线后，定子转动盘405会再次旋转180度；16、第二定子装卸机构400再将绕完线圈的定子抓取出来放入下一工序位置上。
实施例4
在实施例1-3的结构基础上，为了实现线圈的引出端与PIN针的焊接。
在焊接与测试工位a6处将电子线5伸出穿线孔21的焊接到PIN针3上。在焊接与测试工位a6处设置伸缩器10、探针11、送锡器12、激光枪13和对位器14；探针11、送锡器12和激光枪13均安装在对应的伸缩器10上，并能够朝向于定子焊接台移动；激光枪13启动后烧蚀线圈引出端的绝缘层，同时利用激光融化送锡器12递送的锡丝，将PIN针3与线圈引出端焊接到一起；在探针处设置对位器，在探针下移前，旋转绕线定子使得的PIN针置于对位器的下方由其检测到，该定子焊接台可转动从而切换所焊接的PIN针3并通过对位器14获准确位置，；所述探针11位于PIN针3的正上方，当探针11下移时能够抵住PIN针3，利用探针所电连接的测试机，判断PIN针之间的通断，测试主绕组和副绕组分别的电阻，测试匝间漏流。当测试机可各个测试是否通过，若是所有测试均通过了，下一步则可以在机械手(或机器人)得到测试机发出的良品可不良品信号时，自动将电机定子抓取移到下一工序的清漆涂覆工位处，进行绝缘清漆的涂覆，机械手的工作可由人工代替。
实施例5
在上述实施例的基础上：
所述备料工位a1处储放有绕线定子1，并用于绕线定子1的取用。
在装轴工位a2处将中心轴2与绕线定子1进行装配，将绝缘针柄32插入到插针孔101内，并将金属针头31露出绕线定子1外。
所述装针工位a3用于将PIN针插入到绕线定子的盘面上。
在绕线工位a4处利用线圈绕制设备将线圈绕制到绕线定子1上，具体的，进行绕线定子1上绕制线圈时，在绕线定子1上分别绕制若干外线圈和若干内线圈；若干外线圈作为主绕组，主绕组的两个引出端分别缠绕到两个PIN针3上；若干内线圈作为副绕组，副绕组的两个引出端分别缠绕到另外两个PIN针3上。
在电子线工位a5处将电子线5装入到中心轴2内，并使得电子线5的一端从穿线孔21处穿出；为了方便于电子线5的安装，可以在穿线孔21处插入引线器，该引线器前端尖锐并能够插入到穿线孔21内，在引线器上设置有引导槽，从而引导电子线5的穿出，如图8所示。
在焊接与测试工位a6处，将PIN针与线圈的引出端焊接连接，同时通过探针进行接触并通过测试机进行测试。
该定子生产线的电机定子装配方法，包括如下步骤：
S1：在绕线定子的中心插入管状的中心轴；
S2：在圆盘状的绕线定子的盘面上装入PIN针；
S3：将绕线定子移放至线圈绕制设备的工作台上，使得绕线定子外周的绕线部上缠绕线圈，线圈的引出端缠绕到PIN针上；
S4：利用激光烧蚀PIN针上的线圈引出端的绝缘层，然后利用送锡器向PIN针递送锡丝且同时利用激光融化锡丝，使PIN针与线圈引出端焊接连接；
S5：设置于PIN针正上方的探针向下移动，并抵至PIN针上，对探针通电以判断焊接的可靠性；
S6：电子线的自由端穿过中心轴侧壁上的穿线孔并从中心轴的一端穿出；将电子线焊接到PIN针上。
上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。
Claims (9)
1.一种电机定子装配方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：在绕线定子(1)的中心插入管状的中心轴(2)；
S2：在圆盘状的绕线定子(1)的盘面上装入PIN针(3)；
S3：将绕线定子(1)移放至线圈绕制设备的工作台上，使得绕线定子(1)外周的绕线部(102)上缠绕线圈，线圈的引出端缠绕到PIN针(3)上；
S4：利用激光烧蚀PIN针(3)上的线圈引出端的绝缘层，然后利用送锡器(12)向PIN针(3)递送锡丝且同时利用激光融化锡丝，使PIN针(3)与线圈引出端焊接连接；
S5：设置于PIN针(3)正上方的探针(11)向下移动，并抵至PIN针(3)上，对探针(11)通电以判断焊接的可靠性；
S6：电子线(5)的自由端穿过中心轴(2)侧壁上的穿线孔(21)并从中心轴(2)的一端穿出；将电子线(5)焊接到PIN针(3)上。
2.一种电机定子装配设备，其特征在于：包括定子生产线；所述定子生产线用于外转子电机定子的制备并使用权利要求1所述的电机定子装配方法；所述外转子电机定子包括绕线定子(1)、中心轴(2)和PIN针(3)；所述绕线定子(1)呈圆盘形；中心轴(2)设置于绕线定子(1)的盘心处；在绕线定子(1)的盘面上设置有多个PIN针(3)，所述绕线定子(1)的盘面上设置有插针孔(101)，各个PIN针(3)的金属针头(31)均绝缘隔离的插入在插针孔(101)内。
3.根据权利要求2所述的电机定子装配设备，其特征在于：所述PIN针(3)包括有绝缘针柄(32)和所述金属针头(31)；所述绝缘针柄(32)过盈配合的插接在所述插针孔(101)上；所述金属针头(31)的一端固定于绝缘针柄(32)上，另一端裸露于插针孔(101)外；该金属针头(31)垂直于绕线定子(1)的盘面。
4.根据权利要求3所述的电机定子装配设备，其特征在于：在金属针头(31)外周面上设置有多个环形的第二防滑凸起，相邻第二防滑凸起之间的槽用于线圈引出端缠绕时的限位。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的电机定子装配设备，其特征在于：所述定子生产线包括沿绕线定子(1)流转方向先后设置的备料工位(a1)、装轴工位(a2)、装针工位(a3)、绕线工位(a4)、电子线工位(a5)和焊接与测试工位(a6)；所述备料工位(a1)处储放有绕线定子(1)，并用于绕线定子(1)的取用；在装轴工位(a2)处将中心轴(2)与绕线定子(1)进行装配；所述装针工位(a3)用于将PIN针(3)插入到绕线定子(1)的盘面上；在绕线工位(a4)处利用线圈绕制设备将线圈绕制到绕线定子(1)上；在电子线工位(a5)处将电子线(5)装入到中心轴(2)内，并使得电子线(5)的一端从穿线孔(21)处穿出；在焊接与测试工位(a6)处将电子线(5)伸出穿线孔(21)的焊接到PIN针(3)上。
6.根据权利要求5的电机定子装配设备，其特征在于：在装针工位(a3)处设置有自动装针机，所述自动装针机包括第一定子装卸机构、定子转动盘(306)和装针机构；
所述定子转动盘(306)呈圆盘状，该定子转动盘(306)上设置有多个定子承载座(305)，每个定子承载座(305)均能够竖向托载绕线定子；各个定子承载座(305)分别通过对位滑块(316)与定子转动盘(306)相连，以实现径向位置的调节；定子承载座(305)与对位滑块(316)可转动的连接；
第一定子装卸机构设置于定子转动盘(306)的一侧，并包括有定子升降电机(300)、定子升降螺杆(301)、摆动电机(302)、定子抓手(303)和抓紧气缸(304)；定子升降螺杆(301)竖向设置并由定子升降电机(300)驱动，定子升降螺杆(301)上螺纹配合有第一升降架；摆动电机(302)安装在第一升降架上，且其转轴上连接有摆动架；所述摆动架呈U字形，其两个前端与两个定子抓手(303)的中部转动连接；抓紧气缸(304)连接在两个定子抓手(303)的后端之间；定子抓手(303)能够随摆动架水平摆动和竖向升降；
所述装针机构设置于定子转动盘(306)的另一侧，在该装针机构处设置有振动盘(310)；
装针机构包括有取针升降电机(308)、取针升降螺杆(312)、翻转电机(313)、取针夹(314)和电磁铁；取针升降螺杆(312)竖向设置并由取针升降电机(308)驱动，取针升降螺杆(312)上螺纹配合有第二升降架；翻转电机(313)安装在第二升降架上，且其转轴上连接有翻转架；取针夹(314)具有两个取针臂，两个取针臂的中部与翻转架转动连接；抓紧气缸(304)连接在两个取针臂的后端之间；取针臂能够随翻转架竖向翻转和竖向升降，从而使得取针臂夹取振动盘(310)的出针口(311)处的PIN针；取针夹(314)处设置有第一对位红外探头(317)，所述对位电机(315)驱动该定子承载座(305)水平转动，使得绕线定子(1)的插针孔(101)转动至第一对位红外探头(317)的下方并由其检测到。
7.根据权利要求6的电机定子装配设备，其特征在于：在绕线工位(a4)处设置有自动绕线机，该自动绕线机包括绕线机架、第二定子装卸机构(400)、定子转动盘(405)和绕线器；
所述定子转动盘(405)设置于绕线机架上并能够水平转动，该定子转动盘(405)上设置有多个定子定位座(403)，每个定子定位装置均由定子座驱动器(402)进行转动控制；
在定子转动盘(405)的一侧设置有第二定子装卸机构(400)，该第二定子装卸机构(400)与第一定子装卸机构的结构相同，并用于将装有PIN针的绕线定子夹持到定子定位装置上；
所述绕线器设置于定子转动盘(405)的另一侧，该绕线器通过绕线转子平移装置(406)和绕线转子升降装置(408)连接在绕线机架上，并通过两者分别进行水平位置和垂直高度的控制；在绕线器的后端设置有绕线转子转动装置(407)并由其控制转动；
在绕线器的上方设置有剪刀机构，该剪刀机构通过剪切升降装置(409)连接在绕线机架上，并用于剪断用于线圈绕制的漆包线；在剪刀机构处设置有第二对位红外探头(410)，所述定子座驱动器(402)驱动该定子定位装置水平转动，使得绕线定子(1)上的PIN针(3)置于第二对位红外探头(410)的下方并由其检测到；
进行绕线定子(1)上绕制线圈时，在绕线定子(1)上分别绕制若干外线圈和若干内线圈；若干外线圈作为主绕组，主绕组的两个引出端分别缠绕到两个PIN针(3)上；若干内线圈作为副绕组，副绕组的两个引出端分别缠绕到另外两个PIN针(3)上。
8.根据权利要求6的电机定子装配设备，其特征在于：在焊接与测试工位(a6)处设置伸缩器(10)、探针(11)、送锡器(12)和激光枪(13)；探针(11)、送锡器(12)和激光枪(13)均安装在对应的伸缩器(10)上，并能够朝向于定子焊接台移动；激光枪(13)启动后烧蚀线圈引出端的绝缘层，同时利用激光融化送锡器(12)递送的锡丝，将PIN针(3)与线圈引出端焊接到一起；该定子焊接台可转动从而切换所焊接的PIN针(3)；所述探针(11)位于PIN针(3)的正上方，当探针(11)下移时能够抵住PIN针(3)；在探针(11)处设置对位器(14)，在探针(11)下移前，旋转绕线定子(1)使得的PIN针(3)置于对位器(14)的下方由其检测到。
9.根据权利要求8的电机定子装配设备，其特征在于：利用探针所电连接的测试机，判断PIN针(3)之间的通断，测试主绕组和副绕组分别的电阻，测试匝间漏流。
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| CN202310458413.3A CN116827059A (zh) | 2023-04-25 | 2023-04-25 | 一种电机定子装配方法和设备 |
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