CN117206730B - 一种兼容换料不停机功能的叠焊机及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，尤其是提供了一种兼容换料不停机功能的叠焊机及焊接方法，兼容换料不停机功能的叠焊机包括吊座，工作台固定座，所述工作台固定座的顶部固定有模座，所述吊座的顶部圆心处固定有垂直朝上的吊管，所述吊座的外围处环形阵列的设有至少三处焊接组件，所述转盘的底面上环形阵列的设有数量与所述焊接组件数量一致的连杆结构，这些叠片的内圈焊接后又转向外圈焊接时，叠焊机的机头不需要停机，只需要通过机头将整个装置上升后，再通过上述驱动的方式将焊头旋转至焊接预留口上完成叠片在外圈范围内的焊接，且同一组叠片焊接时也不需要为了使内外圈都能焊接而往复拆除、上料更换焊接位置，提高了焊接效率。

Description

一种兼容换料不停机功能的叠焊机及焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种兼容换料不停机功能的叠焊机及焊接方法。

背景技术

叠焊是指将多片板材叠加在一起，然后并通过焊接方法使它们连接在一起的一种焊接技手段，采用这种技术手段完成这种技术工艺的设备称为叠焊机，例如电机生产工艺中，为了将构成定子铁芯叠片焊接在一起，采用的焊接设备就是叠焊机。该叠焊机一般由机械手焊枪组成，传统的焊接方式是机械手带着焊枪由叠片内圈开始，由第一层叠片焊接到最后一层叠片，使所有的叠片焊接在一起，这些叠片焊接后仅在它们的内圈形成焊缝。

为使这些叠片焊接在一起制成电机的定子外壳，现有的点焊机焊接头仅能在它们内圈面形成焊接轨迹，而这些叠片在外圈面上仍然处于开放状态，这对于定子质量来说产外圈缺少牢固点，影响产品质量，而通过第三方焊接设备或机械手带着焊枪转移至外圈对它们焊接时，就需要设置更加复杂的驱动机构控制机械手完成这变换动作，设备成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：使构成电机定子的多层叠片焊接时，不但能够使构成电机定子的多层叠片的内外圈均能实现焊接，而且提高了焊接效率。

本发明的技术方案是，一种兼容换料不停机功能的叠焊机，包括吊座，工作台固定座，所述工作台固定座的顶部固定有模座，所述吊座为圆形，所述吊座的顶部圆心处固定有垂直朝上的吊管，所述吊管的顶端固定有第一法兰座，所述吊座的外围处环形阵列的设有至少三处焊接组件，所述吊座的中部开设有转槽，所述转槽内设有转盘，所述转盘的底面上环形阵列的设有数量与所述焊接组件数量一致的连杆结构，所述吊座的底面上环形阵列的开设有若干处与所述焊接组件数量一致的轨道，所述焊接组件包括滑动配合在所述轨道内的顶杆、固定在所述顶杆外端且位于所述吊座外围处的支撑杆、以及转接在所述支撑杆底端的焊头，所述焊头朝着所述支撑杆的外围方向上继续水平弯曲；

若干处所述轨道的内端与所述转槽相通，若干处所述连杆结构一一设在每一处所述轨道内，所述连杆结构随所述转盘旋转时能够在所述轨道内伸缩动作，所述杆结构铰接在与其位于同一所述轨道内的每一处所述的顶杆的内端头上，所述转盘旋转时，带动所有所述连杆结构在所有的所述轨道内同时伸缩动作的同时，又通过所述顶杆带动所有的所述焊接组件在所述吊座的外围范围内直线运动。

作为进一步优选的，所述顶杆是圆柱管，所述顶杆的顶端环形阵列的安装有锁紧螺栓。

作为进一步优选的，所述模座为环形的圆形筒，所述模座上环形阵列的开设有数量与所述焊接组件一致的焊接预留口，所述焊接预留口由所述模座的顶端向下垂直开设。

作为进一步优选的，所述支撑杆包括顶端的固定部和底端的转接部，所述转接部的顶端转接在所述固定部的底部，所述吊座的底面上环形阵列的设有若干处分别位于每一处所述支撑杆附近的齿条，每一处所述支撑杆的所述转接部上均设有啮合在所述齿条上的齿轮，所述齿条水平延伸，所述齿条的水平延伸端远超过所有的所述焊接组件所在环形范围的外围方位上，所述齿条的水平延伸端超过所述齿条上的齿面位于延伸端上，所有的所述齿条端部的齿面在同一环形位置上。

作为进一步优选的，所述吊座的圆心处开设有与所述转槽相通的通孔，所述通孔的顶部与所述吊管相通，所述吊管内固定有电机，所述电机的动力输出轴穿过所述通孔进入所述转槽内，所述转盘固定在所述动力输出轴上。

作为进一步优选的，所述连杆结构包括铰接在所述转盘上的第一杆、铰接在所述第一杆上且伸向所述轨道内的第二杆，还包括铰接在所述第二杆末端且滑动配合在所述轨道内的滑块，所述顶杆的长度尺寸接近所述轨道的长度，所述顶杆的内端底面铰接在所述滑块上，所述顶杆的外端贯穿至所述吊座的外圆外侧并连接在所述支撑杆上。

作为进一步优选的，所述固定部的顶端固定有位于所述吊座上方的第二法兰座。

作为进一步优选的，所述工作台固定座上环形阵列的开设有若干个固定孔。

本发明还提供一种叠焊机的焊接方法，包括以下步骤：

步骤S1：通过螺栓将第一法兰座与叠焊机的机头连接，使得安装在吊管底端的所有部件在机头带动下能够在叠焊机的工作台上方升降动作；

步骤S2：将工作台固定座固定在叠焊机的工作台上，并确保模座的开口朝上：

步骤S3：将待焊接在一起的多片叠片叠加在一起，并放在模座内，检查各叠片的外圆面是否重合在模座的内圈上，以确保所有叠片的内圈面和外圈面焊接时形成垂直的焊接轨迹；

步骤S4：启动按钮，叠焊机的机头升降动作，并通过焊接组件对放置在模座内的叠片完成内外圈焊接，确保这些叠片的内圈面与外圈面双重焊接，提高产品质量。

本发明相比于现有技术的有益效果是：

根据叠焊机的机头带着焊头对叠片焊接的原理，设置了一套可以组装在机头上的装置，装置上设置了一圈焊接组件，焊接组件在机头带动下进入模座内，能够对层叠在模座中的多片叠片实施内圈焊接，这些叠片的内圈被焊接在一起后，这些焊接组件从模内向上移出，由电机驱动下使焊接组件中的支撑杆带着焊头将要达到至模座外围，也即旋转至这些叠片的外侧，在连杆结构和齿条等结构带动下，使焊头旋转180度后朝着这些叠片的外侧面实施焊接，从而在这些叠片的内圈及外圈留下垂直的焊接轨迹。本发明较现有技术而言利用了同样的焊接组件，不但对叠片的内圈完成统一焊接，而且还对叠片的外圈完成了统一焊接，由这些叠片最终获得的电机定子，由于内外圈均被焊接，因此，提高了产品质量。内外圈焊接时通过了同样的焊接组件和齿条等驱动机构完成的，因此该焊接方向的变换结构简单，易于实现，且这些叠片的内圈焊接后又转向外圈焊接时，叠焊机的机头不需要停机，只需要通过机头将整个装置上升后，再通过上述驱动的方式将焊头旋转至焊接预留口上完成叠片在外圈范围内的焊接，且同一组叠片焊接时也不需要为了使内外圈都能焊接而往复拆除、上料更换焊接位置，提高了焊接效率。

附图说明

图1为本发明实施方式中的吊座、吊管、以及焊接组件等部件的结构示意图；

图2为本发明实施方式中的工作台固定座的结构示意图（图中已将定子叠片放置在工作台固定座的模座内）；

图3为本发明实施方式中由图1引出的仰视视角下局部剖开时的结构示意图；

图4为本发明实施方式中由图3引出的俯视视角下的结构示意图；

图5为本发明实施方式中由图1引底的仰视视角下的结构示意图；

图6为本发明实施方式中由图5引出的A部放大结构示意图。

图中：1、吊座；2、吊管；3、第一法兰座；4、焊接组件；41、顶杆；411、锁紧螺栓；42、支撑杆；421、固定部；422、转接部；43、焊头；5、转槽；6、通孔；7、转盘；8、连杆结构；81、第一杆；82、第二杆；83、滑块；9、齿条；10、齿轮；11、电机；12、轨道；13、第二法兰座；14、工作台固定座；141、固定孔；15、模座；151、焊接预留口。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的实施方式和优点进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的部分实施方式，而不是全部实施方式。

在一种实施方式中，如图1-图6所示：本实施方式提供的一种兼容换料不停机功能的叠焊机，包括吊座1，工作台固定座14，工作台固定座14的顶部固定有模座15，吊座1为圆形，吊座1的顶部圆心处固定有垂直朝上的吊管2，模座15为环形的围挡，在实际应用时，在工作台固定座14上开设出若干个固定孔141，通过螺栓穿入固定孔141锁紧的方式，将工作台固定座14固定在叠焊机的工作台上，通过吊管2顶端的第一法兰座3，将吊管2以及吊管2底端的所有部件安装在叠焊机的机头上，根据叠焊机的现有焊接技术可知，机头能够在工作台上的上方升降动作，并同时对工作台上的工件完成焊接，应用于本发明中对制成电机定子的多层叠片焊接之前，先将多层叠片（以下统称叠片）按如图2所示的样子装在模座15内，叠焊机的机头通过吊管2带着底部吊座1上的多处焊接组件4进入叠片内圈中，随着机头带着焊接组件4在这些叠片的内圈范围内升降动作，并由这些焊接组件4上的焊头43喷出的高温火花对这些叠片的内圈完成焊接，由于这些焊接组件4上的焊头43环形阵列在叠片的内圈范围内，因此这些焊头43焊接时就能够在这些叠片的内圈上形成多道环形阵列的焊接轨迹，由此可提高焊接质量。

本实施方式中，除了对多片叠片的内圈完成焊接以外，还能够通过对这些叠片的外圈上也形成焊接轨迹，以达到使叠片的内外两圈均能形成焊区，从而达到进一步提高焊接质量的目的，因此当这些叠片的内圈被统一焊接后，需要由吊管2带着吊座1上升，然后由吊座1带着其上面的所有焊接组件4从模座15内向上位移，然后再需要将这些焊头43由叠片的内圈范围内转移到这些叠片的外圈范围上，然后还需要将这些焊头43反转至由这些叠片的外圈范围对准叠片实施焊接。

为了实现焊头43从叠片的内圈转移到叠片的外圈，对双片的外圈也能完成焊接的这一功能，因此首先如图3至图6所示，在吊座1的中部开设了一个圆形的转槽5，转槽5内设置了转盘7，转盘7的底面上环形阵列的设有数量与焊接组件4数量一致的连杆结构8，由此可知转盘7在转槽5内旋转时，能够带动着这些连杆结构8伸缩动作，其次在吊座1的底面上环形阵列的开设有若干处与焊接组件4数量一致的轨道12，若干处连杆结构8一一设在每一处轨道12内，这些连杆结构8伸缩动作时，由这些轨道12定位导向，确保其运动平稳。由于连杆结构8的伸展端上均安装了一根顶杆41，而顶杆41是焊接组件4中的配件，且顶杆41也位于轨道12内，并且这些顶杆41的外端又与焊接组件4中的支撑杆42连接在一起，而起焊接作用的焊头43又是设置在支撑杆42上，由此可知，转盘7旋转时通过连杆结构8、顶杆41以及支撑杆42的传递动作，将使得焊头43 在吊座1的半径方向上继续向外移动，换言之这些焊头43对这些叠片的内圈完成焊接，并使得这些双片在内圈上形成多道垂直的焊接轨后，由吊座1上升带动下先将这些焊头43从这些叠片的内圈中向上提起，然后再指令吊管2内的电机11通电并带动转盘7旋转，由转盘7带着所有的连杆结构8同时伸展，由所有的连杆结构8带着所有的顶杆41沿着各自所在的轨道12向外滑行，由所有的顶杆41顶着它们所在的支撑杆42在叠片的半径方向上继续向外推进，同时由支撑杆42将焊头43向外推进，连杆结构8的伸展长度满足于通过上述一系列运动传递将支撑杆42推送至模座15的外圈范围内，此时焊头43也被推送至模座15的外圈范围内。

然而此时虽然焊头43已到达至模座15外围，但是焊头43仍然伸展朝外，而为了焊头43旋转朝内，并沿着模座15上开设的这些焊接预留口151对置于模座15内的多层叠片的外圈完成焊接，因此如图3、图4所示，支撑杆42是由两部分组成，具体描述为：支撑杆42包括顶端的固定部421和底端的转接部422，转接部422的顶端转接在固定部421的底部，吊座1的底面上环形阵列的设有若干处分别位于每一处支撑杆42附近的齿条9，每一处支撑杆42的转接部422上均设有啮合在齿条9上的齿轮10，齿条9水平延伸，齿条9的水平延伸端远超过所有的焊接组件4所在环形范围的外围方位上，齿条9的水平延伸端超过齿条9上的齿面位于延伸端上，所有的齿条9端部的齿面在同一环形位置上；由此可知，这些支撑杆42带着焊头43将要达到至模座15外围时，支撑杆42的转接部422将会事先通过齿轮10与齿条9端部的齿面啮合，在连杆结构8带动下，支撑杆42移动至最大极限位置时能够在上述啮合关系下由支撑杆42的转接部422将焊头43旋转180度，此时焊头43朝内，并对准于每一个焊接预留口151，对模座15中的多层叠片完成焊接，多层叠片焊接时，无论是内圈还是外圈焊接，在焊接过程中受叠焊机现有机头（或机械手）运动下都能够升降动作，从而在这些叠片的内圈及外圈留下垂直的焊接轨迹。综上所述可知，本发明较现有技术而言利用了同样的焊接组件4，不但对叠片的内圈完成统一焊接，而且还对叠片的外圈完成了统一焊接，由这些叠片最终获得的电机定子，由于内外圈均被焊接，因此，提高了产品质量。内外圈焊接时通过了同样的焊接组件4和齿条9等驱动机构完成的，因此该焊接方向的变换结构简单，易于实现，且这些叠片的内圈焊接后又转向外圈焊接时，叠焊机的机头不需要停机，只需要通过机头将整个装置上升后，再通过上述驱动的方式将焊头43旋转至焊接预留口151上完成叠片在外圈范围内的焊接，且同一组叠片焊接时也不需要为了使内外圈都能焊接而往复拆除、上料更换焊接位置，提高了焊接效率。

连杆结构8包括铰接在转盘7上的第一杆81、铰接在第一杆81上且伸向轨道12内的第二杆82，还包括铰接在第二杆82末端且滑动配合在轨道12内的滑块83，滑块83沿着轨道12滑移时，能够确保连杆结构8伸展以及推着着顶杆41移动时更加平稳，顶杆41的长度尺寸接近轨道12的长度，顶杆41的内端底面铰接在滑块83上，顶杆41的外端贯穿至吊座1的外圆外侧并连接在支撑杆42上。

固定部421的顶端固定有位于吊座1上方的第二法兰座13，通过第二法兰座13与服务于焊头43的第三方配件实施对接。

需要进一步说明的是：顶杆41是圆柱管，顶杆41的顶端环形阵列的安装有锁紧螺栓411，在实际应用时，第三方配件（例如焊丝和电源线）由顶杆41的管腔到达至焊头43上，用于向焊头43提供电流，此为叠焊机实现焊接的连接技术，不再详述，通过顶端的锁紧螺栓411对第三方配件实施锁紧。

以上的方位指代并不代表本实施方案中各部件特定的方位，本实施方案只是为了便于方案的描述，并参照图中方位进行相对性的描述设定，实质是各部件的具体方位根据其实际安装以及实际使用时以及本领域技术人员习惯性的方位描述，特此说明。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案、以及有益效果进行了进一步的详细说明。应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种兼容换料不停机功能的叠焊机，其特征在于，包括吊座(1)，工作台固定座(14)，所述工作台固定座(14)的顶部固定有模座(15)，所述吊座(1)为圆形，所述吊座(1)的顶部圆心处固定有垂直朝上的吊管(2)，所述吊管(2)的顶端固定有第一法兰座(3)，所述吊座(1)的外围处环形阵列的设有至少三处焊接组件(4)，所述吊座(1)的中部开设有转槽(5)，所述转槽(5)内设有转盘(7)，所述转盘(7)的底面上环形阵列的设有数量与所述焊接组件(4)数量一致的连杆结构(8)，所述吊座(1)的底面上环形阵列的开设有若干处与所述焊接组件(4)数量一致的轨道(12)，所述焊接组件(4)包括滑动配合在所述轨道(12)内的顶杆(41)、固定在所述顶杆(41)外端且位于所述吊座(1)外围处的支撑杆(42)、以及转接在所述支撑杆(42)底端的焊头(43)，所述焊头(43)朝着所述支撑杆(42)的外围方向上继续水平弯曲；

若干处所述轨道(12)的内端与所述转槽(5)相通，若干处所述连杆结构(8)一一设在每一处所述轨道(12)内，所述连杆结构(8)随所述转盘(7)旋转时能够在所述轨道(12)内伸缩动作，所述杆结构(8)铰接在与其位于同一所述轨道(12)内的每一处所述的顶杆(41)的内端头上，所述转盘(7)旋转时，带动所有所述连杆结构(8)在所有的所述轨道(12)内同时伸缩动作的同时，又通过所述顶杆(41)带动所有的所述焊接组件(4)在所述吊座(1)的外围范围内直线运动。

2.根据权利要求1所述的兼容换料不停机功能的叠焊机，其特征在于，所述顶杆(41)是圆柱管，所述顶杆(41)的顶端环形阵列的安装有锁紧螺栓(411)。

3.根据权利要求2所述的兼容换料不停机功能的叠焊机，其特征在于，所述模座(15)为环形的圆形筒，所述模座(15)上环形阵列的开设有数量与所述焊接组件(4)一致的焊接预留口(151)，所述焊接预留口(151)由所述模座(15)的顶端向下垂直开设。

4.根据权利要求3所述的兼容换料不停机功能的叠焊机，其特征在于，所述支撑杆(42)包括顶端的固定部(421)和底端的转接部(422)，所述转接部(422)的顶端转接在所述固定部(421)的底部，所述吊座(1)的底面上环形阵列的设有若干处分别位于每一处所述支撑杆(42)附近的齿条(9)，每一处所述支撑杆(42)的所述转接部(422)上均设有啮合在所述齿条(9)上的齿轮(10)，所述齿条(9)水平延伸，所述齿条(9)的水平延伸端远超过所有的所述焊接组件(4)所在环形范围的外围方位上，所述齿条(9)的水平延伸端超过所述齿条(9)上的齿面位于延伸端上，所有的所述齿条(9)端部的齿面在同一环形位置上。

5.根据权利要求4所述的兼容换料不停机功能的叠焊机，其特征在于，所述吊座(1)的圆心处开设有与所述转槽(5)相通的通孔(6)，所述通孔(6)的顶部与所述吊管(2)相通，所述吊管(2)内固定有电机(11)，所述电机(11)的动力输出轴穿过所述通孔(6)进入所述转槽(5)内，所述转盘(7)固定在所述动力输出轴上。

6.根据权利要求5所述的兼容换料不停机功能的叠焊机，其特征在于，所述连杆结构(8)包括铰接在所述转盘(7)上的第一杆(81)、铰接在所述第一杆(81)上且伸向所述轨道(12)内的第二杆(82)，还包括铰接在所述第二杆(82)末端且滑动配合在所述轨道(12)内的滑块(83)，所述顶杆(41)的长度尺寸接近所述轨道(12)的长度，所述顶杆(41)的内端底面铰接在所述滑块(83)上，所述顶杆(41)的外端贯穿至所述吊座(1)的外圆外侧并连接在所述支撑杆(42)上。

7.根据权利要求6所述的兼容换料不停机功能的叠焊机，其特征在于，所述固定部(421)的顶端固定有位于所述吊座(1)上方的第二法兰座(13)。

8.根据权利要求7所述的兼容换料不停机功能的叠焊机，其特征在于，所述工作台固定座(14)上环形阵列的开设有若干个固定孔(141)。

9.一种叠焊机的焊接方法，该焊接方法适应于如权利要求1所述的一种兼容换料不停机功能的叠焊机，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：通过螺栓将第一法兰座(3)与叠焊机的机头连接，使得安装在吊管(2)底端的所有部件在机头带动下能够在叠焊机的工作台上方升降动作；

步骤S2：将工作台固定座(14)固定在叠焊机的工作台上，并确保模座(15)的开口朝上；

步骤S3：将待焊接在一起的多片叠片叠加在一起，并放在模座(15)内，检查各叠片的外圆面是否重合在模座(15)的内圈上，以确保所有叠片的内圈面和外圈面焊接时形成垂直的焊接轨迹；

步骤S4：启动按钮，叠焊机的机头升降动作，并通过焊接组件(4)对放置在模座(15)内的叠片完成内外圈焊接，确保这些叠片的内圈面与外圈面双重焊接，提高产品质量。