ES2972590T3 - Método y aparato para fabricar un estator de una máquina dinamoeléctrica - Google Patents
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Abstract
El método y aparato comprenden las siguientes características: - formar miembros de bobina (21) doblando un conductor eléctrico (20) recubierto externamente con un aislamiento exterior (20'); en donde el doblado se realiza en longitudes predeterminadas desde una posición de referencia (16'), y en donde cada uno de los miembros helicoidales (21), cuando se forma, comprende al menos una porción de cabeza (21') y porciones de pata (21") que se extienden desde dicha al menos una parte de cabeza (21'); - alimentar el conductor eléctrico (20) para realizar el doblado; - cortar el conductor eléctrico (20) para separar un miembro de bobina formado (21) de dicho conductor eléctrico (20); - insertar las porciones de pata (21") de los miembros de bobina (21) en las ranuras del estator, de modo que partes de dichas porciones de pata (21") se extiendan desde un extremo del estator y las porciones de cabeza (21') se extiendan desde un extremo opuesto del estator; - disponer al menos un rayo láser (13'a, 13'b) para eliminar el aislamiento (20') de áreas predeterminadas (20a, 20b) del conductor eléctrico (20); - irradiar la superficie del conductor eléctrico (20) con dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) situado en una posición predeterminada (IP, 2P) con respecto a la posición de referencia (16') a lo largo de la longitud del conductor eléctrico (20) que se está alimentando, y en una etapa predeterminada del doblado de un miembro de bobina (20). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método y aparato para fabricar un estator de una máquina dinamoeléctrica
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método y aparato para fabricar un estator de una máquina dinamoeléctrica y, más particularmente, a un método y aparato para retirar material aislante de un conductor eléctrico usado para formar miembros helicoidales de un conjunto helicoidal del estator.
Antecedentes de la técnica
Los miembros helicoidales, tales como los miembros en forma de U, también denominados horquillas, requieren que se retire la cubierta aislante del núcleo conductor que rodea al conductor eléctrico. Esto permite la unión de núcleos no aislados del conductor eléctrico mediante operaciones de soldadura u otras técnicas de unión.
La publicación de patente WO 2012/156066 describe métodos y aparatos para formar los miembros helicoidales como horquillas doblando el extremo de un conductor eléctrico alimentado desde un carrete de suministro. Un miembro helicoidal formado tiene extremos que se cortan para liberar el miembro helicoidal formado del conductor eléctrico suministrado para formar el miembro helicoidal.
En la publicación de patente WO 2012/119691 se han descrito máquinas soldadoras para unir los extremos de horquillas.
Un ciclo de fabricación típico para producir un núcleo de estator terminado, enrollado con miembros helicoidales como horquillas, generalmente incluye:
- formar los miembros helicoidales a partir de un conductor eléctrico,
- ensamblar múltiples miembros helicoidales para formar el conjunto helicoidal completo del núcleo del estator, - insertar el conjunto helicoidal en el núcleo del estator insertando las patas de los miembros helicoidales en las ranuras del núcleo del estator,
- retorcer las porciones de las patas de los miembros helicoidales que sobresalen del estator para llevar dichas porciones a posiciones de soldadura,
- soldar dichas porciones.
La retirada del aislamiento del conductor eléctrico en la etapa de formación de las bobinas simplifica y optimiza las sucesivas operaciones de soldadura de las porciones donde se ha retirado el aislamiento.
El documento JP H09 19115 A describe un sistema que tiene el propósito de cortar un alambre con precisión sustancialmente en el centro de la parte pelada proporcionando una unidad láser para irradiar el alambre con un rayo láser inmediatamente antes de que finalice el trabajo de devanado y se detenga el alambre, pelando así el alambre evaporando el revestimiento en un rango específico en el punto de corte. Al finalizar el devanado primario, se enrolla un alambre mediante un número predeterminado de vueltas de forma continua antes de iniciar el devanado secundario. Inmediatamente antes de finalizar el devanado secundario del alambre, se enciende una unidad láser que irradia el alambre con un rayo láser delante de un cortador 18 pelando así el alambre 2 evaporando térmicamente la capa aislante y la capa de fusión. El devanado secundario finaliza durante la operación de pelado del alambre y cuando se detiene el alambre, sustancialmente el centro de la parte pelada se sitúa en la posición de corte del cortador. Este sistema evita que se dañe el entorno de los aparatos periféricos y elimina los problemas debidos al devanado desordenado o al reflujo.
Resumen de la invención
Un objeto de la invención es proporcionar una solución láser para retirar el aislamiento de porciones de un conductor eléctrico, que se alimenta a una unidad de flexión donde se forma un miembro helicoidal.
Otro objeto de la invención es lograr la retirada del aislamiento durante las operaciones de flexión para formar el miembro helicoidal.
Según la presente invención, estos y otros objetivos se logran mediante un método y un aparato como se establece en las reivindicaciones independientes adjuntas.
Debe entenderse que las reivindicaciones adjuntas son parte integral de las enseñanzas técnicas proporcionadas en la siguiente descripción detallada de la presente invención. En particular, las reivindicaciones dependientes adjuntas a esta definen algunas realizaciones ilustrativas de la presente invención, que incluyen algunas características técnicas opcionales.
Otras características y ventajas de la presente invención resultarán evidentes a la luz de la siguiente descripción detallada proporcionada simplemente a modo de ejemplo no limitativo con referencia particular a los dibujos adjuntos, que se describirán brevemente a continuación.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en alzado de un aparato fabricado según una realización ilustrativa de la presente invención, según una representación esquemática de la misma.
La figura 1a es una vista que se ve en la dirección indicada por las flechas 1a - 1a de un conductor eléctrico.
La figura 2 es una vista en planta de un miembro helicoidal fabricado según los principios de la invención.
La figura 3 es una vista en sección parcial, vista desde la dirección de las flechas 3 - 3 de la figura 1.
La figura 4 es una vista en sección parcial, vista desde la dirección de las flechas 4 - 4 de la figura 1.
La figura 5 es una vista parcial ampliada de la porción 5 de la figura 1.
La figura 6 es una vista en sección parcial desde la dirección de las flechas 6 - 6 de la figura 5.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 muestra esquemáticamente una realización ilustrativa de la presente invención, en donde se gira un carrete 10 de suministro para alimentar el conductor eléctrico 20 empleado para formar un miembro en forma de U, también denominado horquilla, que se muestra en la figura 2.
Como se sabe en la industria, el conductor eléctrico 20 tiene un núcleo interior conductor rodeado por un aislamiento 20', que es eléctricamente aislante y recubre externamente el núcleo.
El conductor eléctrico 20 que sale del carrete 10 de suministro pasa a través de una unidad enderezadora 11 (que puede incluir, por ejemplo, rodillos) para retirar cualquier doblez o pliegue que pueda estar presente en el conductor eléctrico 20. De esta forma, el conductor eléctrico 20 queda alineado con precisión para las siguientes operaciones que habrá que realizar.
A continuación, el conductor eléctrico 20 pasa a través de una unidad láser 13 para retirar el aislamiento 20'. Más particularmente, se retiran longitudes predeterminadas L de aislamiento 20' del conductor eléctrico 20 en posiciones predeterminadas a lo largo de dicho conductor eléctrico 20, como se muestra en las figuras 1a, 3 y 4. Con referencia particular a la figura 1a, 20a y 20b designan áreas de retirada que representan aquellas porciones o áreas del conductor 20 donde se han retirado las longitudes predeterminadas L del aislamiento 20'.
Con referencia a las figuras 1,3 y 4, la unidad láser 13 está provista de una primera fuente láser 13a configurada para generar un primer rayo láser 13'a capaz de escanear la superficie del conductor eléctrico 20 en una primera posición, indicada por la flecha 1P. Preferiblemente, la unidad láser 13 también está provista de una segunda fuente láser 13b configurada para generar un segundo rayo láser 13'b capaz de escanear la superficie del conductor eléctrico 20 en una segunda posición 2P. Las posiciones 1P y 2P son fijas respecto de una referencia absoluta; en otras palabras, representan posiciones a través de las cuales pasa el conductor eléctrico 20 cuando es alimentado desde el carrete 10 de suministro.
Según una realización de la invención, cada una de las fuentes láser 13a y 13b genera un rayo láser 13'a, 13'b pulsado que tiene una configuración de punto irradiado sobre una zona de la superficie del conductor eléctrico 20. Operacionalmente hay múltiples zonas que son irradiadas por la configuración de punto y que forman las áreas 20a y 20b de retirada del conductor eléctrico 20 donde se produce la retirada del aislamiento. Los rayos láser 13'a y 13'b se mueven con respecto al conductor eléctrico 20 para lograr una sucesión de radiaciones de configuración de punto en las múltiples zonas mencionadas anteriormente. En otras palabras, los rayos láser 13'a y 13'b escanean las áreas 20a y 20b de retirada mediante la configuración de punto de los rayos láser 13'a y 13'b.
Más precisamente, el escaneo de rayos láser 13'a y 13'b consiste en la configuración de punto que se mueve a lo largo de trayectorias predeterminadas de la superficie del conductor eléctrico 20, lo que da como resultado áreas 20a y 20b de retirada.
Las trayectorias predeterminadas pueden ser múltiples trayectos lineales adyacentes entre sí, sobre los cuales la configuración de punto se mueve sucesivamente. Esto da como resultado que la configuración de punto se mueva hacia adelante y hacia atrás a lo largo de los trayectos lineales, una tras otra. También se pueden superponer parcialmente trayectos lineales adyacentes para asegurar una cobertura o radiación suficiente de las áreas 20a y 20 de retirada por el rayo láser.
Cuando la configuración de punto irradia una zona de las trayectorias, la energía de calentamiento del rayo láser hace que el aislamiento subyacente 20' se funda en un estado gaseoso. Esto da como resultado la retirada del aislamiento 20' para exponer el núcleo conductor del conductor eléctrico 20 en las áreas 20a y 20b de retirada.
Cada fuente láser 13a, 13b puede estar provista de un dispositivo reflectante o espejo para mover el rayo láser 13'a, 13'b a lo largo de las trayectorias requeridas para retirar el aislamiento de las áreas 20a y 20b de retirada. Los dispositivos reflectantes o espejos pueden controlarse mediante respectivos controladores 14.
En particular, cada controlador 14 puede hacer que una configuración de punto irradie la superficie del conductor eléctrico 20 en posiciones predeterminadas y en un momento determinado. Además, los controladores 14 pueden controlar la velocidad de la configuración de punto y, por tanto, la velocidad a la que los rayos láser 13'a y 13'b escanean la superficie del conductor eléctrico 20.
En última instancia, esto da como resultado controlar la velocidad de movimiento de la configuración de punto a lo largo de las trayectorias predeterminadas de la superficie del conductor eléctrico 20 donde es necesario retirar el aislamiento 20'.
Cada fuente láser 13a y 13b se caracteriza por tener un rango de área donde están contenidas las trayectorias predeterminadas. Las diferentes posiciones de la configuración de punto para el escaneo se encuentran dentro de este rango de área. Los rangos de área de los rayos láser 13a y 13b deben coincidir con las áreas 20a y 20b de retirada para retirar el aislamiento.
Estos rangos de área se pueden aumentar cambiando las fuentes láser 13a, 13b o alejando las fuentes del conductor eléctrico 20. Además, los rangos de área se pueden ubicar en una posición diferente 1P, 2P a lo largo del conductor eléctrico moviendo las fuentes láser 13a, 13b paralelamente a la dirección de alimentación del conductor eléctrico, mediante el uso de dispositivos 19 de movimiento.
La posición de los rangos de área necesita estar predeterminada con respecto a ejes de referencia espacial, como el eje central 20' de la sección del conductor eléctrico 20 (véanse las figuras 3 y 4), y el plano 16' donde la cuchilla de corte de la unidad 16 de corte corta la sección del conductor eléctrico. Esto corresponde a la configuración de punto que irradia a una distancia predeterminada a lo largo del conductor eléctrico desde el plano 16'.
Los controladores 14 de los dispositivos reflectantes o espejos de las fuentes láser 13a y 13b obtienen los valores predeterminados de la posición y velocidad de la configuración de punto con respecto a las referencias antes mencionadas.
Las figuras 3 y 4 muestran la posición angular de las fuentes láser 13a y 13b con respecto al conductor eléctrico 20. Cada fuente láser 13a y 13b está situada en una posición angular en donde un rayo láser 13'a y 13'b que se emite puede irradiar un lado de ancho respectivo y un lado de altura respectivo de la sección transversal del conductor eléctrico, como se muestra en las figuras 3 y 4. Más particularmente, el rayo láser 13'a emitido por la fuente láser 13a puede escanear el lado de ancho W1 y el lado de altura H1, mientras que el rayo láser 13'b de la fuente láser 13b puede escanear el lado de ancho W2 y el lado de altura H2, con referencia a los rangos de área mencionados anteriormente.
Unos pasos 12a, 12b y 12c de guía mantienen el conductor eléctrico alineado con los rayos láser 13'a, 13'b durante el escaneo, cuando el conductor eléctrico 20 se mueve hacia la unidad 17 de flexión, como se muestra en la figura 1.
La unidad 15 de alimentación hace que el conductor eléctrico sea extraído del carrete 10 de suministro y empujado hacia la unidad 17 de flexión. Esto da como resultado la rotación del carrete 10 de suministro para desenrollar el conductor eléctrico 20 y hacer que avance hacia la unidad 17 de flexión. Durante el empuje ejercido por la unidad 15 de alimentación, el conductor eléctrico 20 se mueve con respecto a la herramienta 18 de flexión y la herramienta 16 de corte, como se describe en la publicación de patente WO 2012/156066, para formar un miembro helicoidal. En particular, el conductor eléctrico 20 se mueve y se hace pasar a través de la herramienta 18 de flexión durante una serie de longitudes predeterminadas de las diversas etapas de flexión requeridas para formar la configuración del miembro helicoidal. Las longitudes predeterminadas se pueden medir desde el plano 16' de referencia de la herramienta 16 de corte, o desde otras posiciones de referencia relacionadas con las etapas de flexión para formar el miembro helicoidal, como se describe en la publicación de patente WO2012/156066.
Al final de estos movimientos, la herramienta 16 de corte corta la sección del conductor eléctrico 20 para separar el miembro helicoidal formado. En particular, el corte puede ocurrir en el medio de la longitud predeterminada L de las porciones 20a y 20b del conductor eléctrico, donde se ha retirado el aislamiento 20'.
Para aumentar la velocidad de producción de miembros helicoidales mediante la unidad 17 de flexión, la unidad láser 13 puede retirar el aislamiento durante las etapas de flexión requeridas para formar los miembros helicoidales. Esto requiere retirar el aislamiento 20' durante los movimientos de alimentación en la dirección F del conductor eléctrico 20 hacia la unidad 17 de flexión y, por lo tanto, retirar el aislamiento 20' del conductor eléctrico 20 cuando se dobla por la unidad 17 de flexión para formar el miembro helicoidal.
Para lograr esto, el movimiento de alimentación del conductor eléctrico 20 hacia la unidad 17 de flexión debe sincronizarse con la retirada del aislamiento 20' que se produce por medio de los rayos láser 13'a y 13'b. En particular, el escaneo de los rayos láser 13'a y 13'b debe sincronizarse con la alimentación del conductor eléctrico 20 hacia la unidad 17 de flexión. Esto requiere que la configuración de punto de los rayos láser 13'a y 13'b se mueva a lo largo de las trayectorias de escaneo cuando el conductor eléctrico 20 se mueve hacia la unidad 17 de flexión.
Analíticamente, esto requiere satisfacer la siguiente suma algebraica:
Vescaneo = Vescaneo estac Valimentación flexión,
donde:
- Vescaneo es la velocidad de la configuración de punto durante el escaneo con respecto a una referencia estacionaria, como el plano 16', cuando el conductor eléctrico 20 se mueve hacia la unidad 17 de flexión;
- Vescaneo estac es la velocidad de la configuración de punto durante el escaneo con respecto al conductor eléctrico, es decir, la velocidad de escaneo cuando el conductor eléctrico 20 está estacionario, que corresponde a una velocidad de escaneo previamente determinada para retirar el aislamiento 20' cuando el conductor eléctrico 20 es estacionario;
- Valimentación flexión es la velocidad del conductor eléctrico 20 durante las diversas etapas de alimentación de las operaciones de flexión realizadas por la unidad 17 de flexión.
La suma de las velocidades debe ser algebraica debido al signo del parámetro Vescaneo estac, que puede ser positivo o negativo dependiendo de si la dirección de movimiento de la configuración de punto durante el escaneo es concurrente u opuesta a la dirección de alimentación del conductor eléctrico 20. Por lo tanto, se produce un cambio en el signo del parámetro Vescaneo estac dependiente de la trayectoria de escaneo en un determinado instante de la etapa de retirada del aislamiento. El signo negativo estará asociado con un movimiento de la configuración del punto en dirección opuesta a la dirección F para la alimentación del conductor eléctrico 20.
Las posiciones de las fuentes láser 13a y 13b a lo largo del conductor eléctrico 20 se pueden elegir para que correspondan a una distancia predeterminada desde el plano 16' de referencia u otra referencia de la unidad 17 de flexión; por lo tanto, las posiciones de las fuentes láser 13a y 13b a lo largo del conductor eléctrico 20 pueden seleccionarse en función de la posición en donde se producen las operaciones de flexión. Esto determina la posición de los rangos de área del escaneo de los rayos láser 13'a y 13'b, de modo que el proceso de escaneo puede ocurrir en una posición predeterminada 1P, 2P con respecto a una etapa predeterminada del proceso de flexión o corte.
De esta manera, se puede conseguir la retirada completa del aislamiento 20' de las áreas 20a y 20b de retirada. Además, esto garantizará que las áreas 20a y 20b de retirada se coloquen en el plano 16' de referencia para cortar durante una etapa requerida del proceso de flexión.
Por ejemplo, esto asegurará que el corte se produzca en medio de las áreas 20a y 20b de retirada para formar los extremos expuestos 21a y 21b de las porciones 21'' de pata del miembro helicoidal 21 mostrado en la figura 2.
Las posiciones 1P y 2P de las fuentes láser 13a y 13b a lo largo del conductor eléctrico 20 desde el plano 16' de referencia pueden corresponder a un entero múltiplo n de las longitudes del conductor eléctrico 20 necesarias para formar un miembro helicoidal completo. Por ejemplo, un número entero multiplicado por la longitud del conductor eléctrico 20 requerido para formar el miembro helicoidal 21 de la figura 2, es decir, la longitud desde la parte cortada del extremo expuesto 21a hasta la parte cortada del extremo expuesto 21b. Esto puede garantizar que las etapas de flexión y el corte se producirán para longitudes de alimentación predeterminadas del conductor eléctrico 20 en la dirección F con respecto a una posición de referencia de los rayos láser 13'a y 13'b o de las fuentes láser 13a y 13b.
La unidad láser 15 puede determinar la posición de los puntos de origen para el movimiento de los rayos láser 13'a y 13'b con respecto a la posición de corte y la posición de flexión de la herramienta 18. El escaneo puede comenzar cuando los rayos láser 13'a y 13'b están alineados con el origen para cumplir una función de posición entre la posición de retirada del aislamiento a lo largo del conductor eléctrico y la flexión para formar el miembro helicoidal, y el corte del miembro helicoidal.
Esta función de posición garantiza que la retirada del aislamiento 20' se produzca durante una etapa predeterminada de flexión, por ejemplo cuando se produce la flexión de una cabeza de la horquilla 21', que puede ser la más lenta de las etapas de flexión. Esto dará tiempo suficiente para que se lleve a cabo la operación de retirada del aislamiento. En otras palabras, esto garantizará que la velocidad de escaneo será suficiente para completar la retirada del aislamiento 20' antes de que las áreas 20a, 20b de retirada requeridas del conductor eléctrico 20 pasen por los rangos de área de los rayos láser.
Según una realización alternativa, las fuentes láser 13a y 13b se mueven en la dirección F sincronizada con la velocidad de alimentación del conductor eléctrico 20. En esta situación, la posición de los rayos láser 13'a y 13'b corresponderá en cualquier instante dado a una posición predeterminada con respecto a la posición 16' de referencia durante el movimiento de las fuentes láser 13a y 13b provocado por los dispositivos 19 de movimiento, como se muestra en la figura 1.
Por lo tanto, la posición predeterminada de los rayos láser 13'a y 13'b cambiará no solo para el movimiento de escaneo, sino también con un componente de movimiento adicional, que será debido al movimiento de las fuentes láser 13a y 13b sincronizadas con la alimentación del conductor eléctrico 20. En esta realización alternativa, el movimiento de las fuentes láser 13a y 13b puede ocurrir durante una etapa de flexión predeterminada, p. ej., durante la flexión de la cabeza de la horquilla. Esta realización alternativa puede ofrecer la ventaja de reducir aún más el tiempo necesario para retirar el aislamiento mientras se alimenta el conductor eléctrico 20.
Con referencia a las figuras 5 y 6, la unidad 15 de alimentación está provista de dos unidades 30 y 31 de sujeción para sujetar el conductor eléctrico 20. Las unidades 30 y 31 de sujeción son sustancialmente idénticas y, por lo tanto, la descripción detallada se limitará a la unidad 30 de sujeción.
La unidad 30 de sujeción comprende un par de abrazaderas 30a y 30b, como se muestra en las figuras 5 y 6, que pueden sujetar el conductor eléctrico 20 moviendo las abrazaderas 30a y 30b una hacia la otra en la dirección C. Un movimiento opuesto de las abrazaderas, es decir, alejándose entre sí, liberará el conductor eléctrico 20.
El movimiento de un brazo 32 consigue el movimiento de la abrazadera 30a para sujetar y soltar el conductor eléctrico 20. Más particularmente, el brazo 32 está articulado a la porción 33 de la abrazadera 30a (véase la figura 6), y el brazo 32 está provisto de una porción ampliada 34 ubicada en el vástago 35. El vástago 35 está estriado para hacer que la porción ampliada 34 gire y para permitir movimientos en dos direcciones opuestas F y F' de la porción ampliada 34. Los movimientos de la porción ampliada 34 en las direcciones F y F' provocan los movimientos correspondientes de la unidad 30 de sujeción en las direcciones F y F'. La rotación de la porción ampliada 34 en las direcciones R y R', al girar el vástago 35, provoca respectivamente la sujeción del conductor eléctrico 20 mediante el movimiento de la abrazadera 30a en la dirección C, o la liberación 20 del conductor eléctrico 20 mediante el movimiento de la abrazadera 30a en la dirección opuesta a C.
Se proporciona una transmisión 40 por correa de motor programable para el vástago giratorio 35.
Cuando la unidad 30 de sujeción sostiene el conductor eléctrico 20 y se mueve en la dirección F, una longitud predeterminada de conductor eléctrico 20 se alimenta a la unidad 17 de flexión desde el carrete 10 de suministro. Con la abrazadera 30 abierta y siguiendo un movimiento en la dirección F', la unidad 30 de sujeción se reposiciona a lo largo del conductor eléctrico 20 al comienzo de la carrera en la dirección F para alimentar una longitud predeterminada de conductor eléctrico 20.
La unidad 30 de sujeción se puede mover en las direcciones F y F' moviendo el carro 36 sobre las barras guía 36'. Unas abrazaderas 30a y 30b están montadas en el carro 36, como se muestra en las figuras 5 y 6. El carro 36 está acoplado con la barra roscada 37. La barra roscada 37 se hace girar mediante la transmisión 41 por correa de motor, mostrada en la figura 6, para lograr el movimiento del carro 36 en las direcciones F y F'. La transmisión 41 de motor está provista de un codificador 39 para transmitir la posición de la unidad 30 de sujeción durante los movimientos en la dirección F y F'.
Como se muestra en las figuras 5 y 6, la unidad 31 de sujeción está provista de partes similares a las de la unidad 30 de sujeción. Sin embargo, el carro de la unidad 31 de sujeción, al igual que el carro 36, está acoplado a una porción 37' de la barra roscada 37, que tiene el mismo paso pero con rosca opuesta a donde el carro 36 de la unidad 30 de sujeción está acoplado a la barra roscada 37. De esta manera, cuando la unidad 30 de sujeción se mueve en una de las direcciones F y F', la unidad 31 de sujeción se mueve en sentido opuesto para las mismas cantidades en la otra de las direcciones F y F'. Más particularmente, las unidades 30 y 31 de sujeción se mueven simultánea y simétricamente con respecto al eje medio 37'' de la barra roscada 37 (véase figura 5) en direcciones opuestas F y F', y entre sí. Las unidades 30 y 31 de sujeción se cierran cuando se mueven en la dirección F para alimentar el conductor eléctrico 20, y se abren cuando se mueven en la dirección F' para su reposicionamiento. En otras palabras, la unidad 30 de sujeción atrae y empuja el conductor eléctrico 20 cuando la unidad 31 de sujeción está abierta y se mueve en la dirección F'. De manera similar, la unidad 31 de sujeción atrae y empuja el conductor eléctrico 20 cuando la unidad 30 de sujeción está abierta y se mueve en la dirección F'. Esta combinación de movimientos y la apertura y cierre alternativos de las unidades de sujeción reducen los tiempos muertos, cuando no se producen ni empujones ni tirones del conductor eléctrico 20.
La porción ampliada (no mostrada) de la palanca 32' de la unidad 31 de sujeción es similar a la porción ampliada 34 de la palanca 32, aunque la porción ampliada de la palanca 32' se montará en las estrías del vástago 35 con un desplazamiento angular con respecto a la posición de la porción ampliada 34. Por lo tanto, la unidad 30 de sujeción se puede abrir cuando la unidad 31 de sujeción está cerrada, y la unidad 30 de sujeción se puede cerrar cuando la unidad 31 de sujeción está abierta.
Los controladores 50 están configurados para garantizar la secuencia y los valores de los movimientos de las unidades 30 y 31 de sujeción, y las condiciones de apertura y cierre de las unidades 30 y 31 de sujeción en momentos específicos. El objetivo de los controladores puede consistir en alimentar longitudes predeterminadas de conductor con respecto al plano 16' de referencia y a otras posiciones de referencia del proceso de flexión. Los controladores 50 pueden lograr esto activando y controlando la transmisión 40 de motor y la transmisión 41 de motor según funciones programadas, que pueden ser el desplazamiento de alimentación del conductor eléctrico 20 para las diversas etapas de flexión, y el posicionamiento de las unidades 30 y 31 de sujeción a lo largo del conductor eléctrico 20.
Además, la retroalimentación del codificador 39, que representa la longitud del conductor que se alimenta, puede usarse en retroalimentación de bucle cerrado mediante los controladores 50 para controlar la transmisión 40 de motor. Las funciones programadas pueden ser específicas para el conductor eléctrico 20 y el miembro helicoidal que necesita formarse, y pueden configurarse en los controladores 50 al configurar el aparato para el miembro helicoidal que se va a formar.
Con referencia a la sincronización de la aplicación de los rayos láser 13'a y 13'b sobre el conductor eléctrico 20 y la alimentación del conductor eléctrico 20, como se describe anteriormente, el controlador 50 transfiere datos de codificador a lo largo de las líneas 50' de señal a los controladores 14. Estos datos corresponden a longitudes de conductor eléctrico que la unidad 15 alimenta a la unidad 17 de flexión. Los controladores 14 pueden convertir los datos de codificador en el parámetro de velocidad Valimentación flexión descrito anteriormente con referencia a la fórmula de velocidad y, por lo tanto, los controladores 14 pueden calcular el parámetro Vescaneo para controlar los dispositivos reflectantes o el espejo para lograr la sincronización.
En otras palabras, los controladores 50 pueden actuar como un control maestro para controlar la alimentación de longitudes del conductor eléctrico 20 en las diversas etapas de flexión del miembro helicoidal 21, y suministrar la información de posición del conductor eléctrico al controlador 14 para la sincronización del escaneo con la alimentación por parte de la unidad 15.
Cuando es necesario procesar un miembro helicoidal que tiene una configuración diferente, la longitud del miembro helicoidal entre los extremos cortados puede cambiar. En esta situación, los dispositivos reflectantes o espejos de fuentes láser necesitan realizar el escaneo del conductor eléctrico 20 a una distancia diferente del plano 16' de referencia, es decir, en diferentes posiciones 1P y 2P. En esta situación, el controlador 50 se programará para tener una secuencia diferente de alimentación de longitudes del conductor eléctrico 20 para las distintas etapas de la flexión. Además, es posible que sea necesario reposicionar las posiciones de referencia o puntos de origen donde los rayos láser 13'a y 13'b inician el escaneo y la posición de los rangos de área para garantizar que las longitudes requeridas de aislamiento 20' se retiran de áreas 20a y 20b de retirada, en una situación en donde las áreas 20a y 20b de retirada necesitarán alcanzarse a las nuevas distancias de los planos de referencia para la flexión o el corte.
Para optimizar la retirada del aislamiento 20' del conductor eléctrico 20, se elegirá que el rayo láser tenga una longitud de onda que asegure una alta absorción de la energía de radiación por el aislamiento 20', y una alta reflexión de la energía de radiación por el núcleo del conductor eléctrico 20.
Además, los impulsos del rayo láser pulsado se pueden elegir para optimizar la retirada en función de la velocidad de alimentación del conductor eléctrico 20. La potencia de la radiación calefactora se puede seleccionar en función del área a escanear y del tiempo disponible para el escaneo.
Una alternativa al uso de radiación pulsada y escaneo puede ser un rayo láser VCSEL, que es una abreviatura de Láser emisor de superficie de cavidad vertical. El rayo VCSEL deberá colocarse en una posición predeterminada desde los planos de referencia para doblar o cortar. El rayo VCSEL puede activarse mediante un control respectivo sincronizado con la alimentación, en una etapa predeterminada del proceso de flexión.
Naturalmente, sin perjuicio del principio de la invención, las realizaciones y los detalles de implementación pueden variar ampliamente de los descritos e ilustrados en la presente memoria a modo de ejemplo no limitativo, sin apartarse, no obstante, del alcance de la presente invención tal como se establece en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (18)
- REIVINDICACIONESi. Método para fabricar un estator de una máquina dinamoeléctrica, comprendiendo dicho método las siguientes etapas:- formar miembros helicoidales (21) doblando un conductor eléctrico (20) recubierto externamente con un aislamiento externo (20'); en donde el doblado se realiza en longitudes predeterminadas desde una posición (16') de referencia, y en donde cada uno de los miembros helicoidales (21), cuando se forma, comprende al menos una porción (21') de cabeza y porciones (21'') de pata que se extienden desde dicha al menos una porción (21') de cabeza;- alimentar el conductor eléctrico (20) para realizar el doblado;- cortar el conductor eléctrico (20) para separar un miembro helicoidal (21) formado de dicho conductor eléctrico (20);- insertar las porciones (21") de pata de los miembros helicoidales (21) en las ranuras del estator, de modo que partes de dichas porciones (21") de pata se extiendan desde un extremo del estator y las porciones (21') de cabeza se extiendan desde un extremo opuesto del estator;estando el métodocaracterizado por quecomprende, además, la etapa de:- disponer al menos un rayo láser (13'a, 13'b) para retirar el aislamiento (20') de áreas predeterminadas (20a, 20b) del conductor eléctrico (20);- irradiar la superficie del conductor eléctrico (20) con dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) situado en una posición predeterminada (1P, 2P) con respecto a la posición (16') de referencia a lo largo de la longitud del conductor eléctrico (20) que se está alimentando, y en una etapa predeterminada de la flexión de un miembro helicoidal (20);- irradiar dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) sobre múltiples zonas de las áreas predeterminadas (20a, 20b) moviendo dicho al menos un rayo láser (20a, 20b) con un movimiento predeterminado; y- sincronizar el movimiento de dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) con el movimiento de alimentación del conductor eléctrico (20); ypor quela sincronización se produce sumando la velocidad de movimiento de al menos un rayo láser (13'a, 13'b) a la velocidad del movimiento de alimentación del conductor eléctrico (20).
- 2. Método según la reivindicación 1, que comprende además colocar dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) a una distancia predeterminada de la posición (16') de referencia; en donde la distancia predeterminada es un múltiplo entero de la longitud del conductor eléctrico (20) requerido para formar un miembro helicoidal (21).
- 3. Método según la reivindicación 1, que comprende además irradiar dos rayos láser (13'a, 13'b) a lo largo del conductor eléctrico (20), en donde un lado de ancho (W1) y un lado de altura (H1) del conductor eléctrico (20) son irradiados por uno de los rayos láser (13'a, 13'b), y un segundo lado de ancho (W2) y un segundo lado de altura (H2) del conductor eléctrico son irradiados por el otro de dichos rayos láser (13'a, 13'b).
- 4. Método según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de recibir dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) en múltiples porciones de las áreas predeterminadas (20a, 20b) y superponer parcialmente un número predeterminado de partes adyacentes de las múltiples porciones.
- 5. Método según la reivindicación 1, que comprende además usar un rayo láser pulsado.
- 6. Método según la reivindicación 5 y que comprende establecer al menos uno de los parámetros seleccionados en el grupo que consiste en:- la potencia de la radiación láser,- la frecuencia de los impulsos de dicha radiación láser pulsada,- la trayectoria del movimiento del rayo láser a lo largo de la superficie del conductor eléctrico (20).
- 7. Método según la reivindicación 1, que comprende además irradiar la superficie del conductor eléctrico (20) con dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) durante una etapa de flexión para formar la porción (21') de cabeza del miembro helicoidal (21).
- 8. Método según la reivindicación 1, que comprende además la etapa de mover medios (13a, 13b) para generar el rayo láser (13'a, 13'b) durante la alimentación del conductor eléctrico (20).
- 9. Método según la reivindicación 1, que comprende además, también, las siguientes etapas:- doblar las porciones (21") de pata que se extienden desde el estator para colocar extremos predeterminados de las porciones (21") de pata en posiciones adyacentes entre sí; y - unir las porciones (21") de pata adyacentes.
- 10. Aparato para fabricar un estator de una máquina dinamoeléctrica, comprendiendo dicho aparato:- medios (17) para formar miembros helicoidales (21) doblando un conductor eléctrico (20) recubierto externamente con un aislamiento externo (20'); en donde el doblado se realiza a longitudes predeterminadas desde una posición (16') de referencia; en donde un miembro helicoidal (21), cuando se forma, comprende al menos una porción (21') de cabeza y porciones (21'') de pata que se extienden desde dicha al menos una porción (21') de cabeza;- medios (15) para alimentar el conductor eléctrico (20) a los medios (17) para formar;- medios (16) para cortar el conductor eléctrico (20) para separar un miembro helicoidal (21) formado de dicho conductor eléctrico (21);- medios para insertar las porciones (21") de pata de los miembros helicoidales (21) en ranuras del estator, de modo que partes de dichas porciones (21") de pata se extiendan desde un extremo del estator y las porciones (21') de cabeza se extiendan desde un extremo opuesto del estator; estando el aparatocaracterizado por quecomprende, además,- medios (13a, 13b) para generar al menos un rayo láser (13'a, 13'b) que irradia la superficie del conductor eléctrico (20) para retirar el aislamiento (20') de áreas predeterminadas (20a, 20b) del conductor eléctrico (20); en donde dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) está situado en una posición predeterminada (1P, 2P) con respecto a la posición (16') de referencia a lo largo de la longitud del conductor eléctrico (20) que se alimenta;- medios (50, 14) para controlar los medios (13a, 13b) para irradiar de modo que la radiación se produzca en una etapa predeterminada de la flexión de un miembro helicoidal (20);por quelos medios (50, 14) para controlar están configurados para controlar los medios radiantes (13a, 13b) para irradiar de modo que dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) irradie sobre múltiples zonas de las áreas predeterminadas (20a, 20b) moviendo dicho al menos un rayo láser (20a, 20b) con un movimiento predeterminado;por quelos medios (50, 14) para controlar están configurados para sincronizar el movimiento de dicho al menos rayo láser (13'a, 13'b) con el movimiento de alimentación del conductor eléctrico (20); ypor quelos medios (14, 50) para controlar están configurados para sumar la velocidad del movimiento del al menos un rayo láser (13'a, 13'b) a la velocidad del movimiento de alimentación del conductor eléctrico (20).
- 11. Aparato según la reivindicación 10, en donde dichos medios (13a, 13b) para generar al menos un rayo láser (13'a, 13'b) están situados a una distancia predeterminada de la posición (16') de referencia; en donde la distancia predeterminada es un múltiplo entero de la longitud del conductor eléctrico (20) requerido para formar un miembro helicoidal (21).
- 12. Aparato según la reivindicación 10, en donde dichos medios (13a, 13b) para generar están configurados para emitir dos rayos láser (13'a, 13'b) irradiados a lo largo del conductor eléctrico (20); en donde un lado de ancho (W1) y un lado de altura (H1) del conductor eléctrico (20) son irradiados por uno (13'a) de dichos rayos láser, y un segundo lado de ancho (W2) y un segundo lado de altura (H2) del conductor eléctrico son irradiados por el otro (13'b) de dichos rayos láser.
- 13. Aparato según la reivindicación 10, en donde los medios (50, 14) para controlar están configurados para controlar dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) para irradiar múltiples porciones de las áreas predeterminadas (20a, 20b), y para superponer parcialmente un número predeterminado de partes adyacentes de las múltiples porciones.
- 14. Aparato según la reivindicación 10, en donde dichos medios (13a, 13b) para generar están configurados para emitir dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) de forma pulsada.
- 15. Aparato según la reivindicación 10, en donde los medios (50, 14) para controlar están configurados para establecer al menos uno de los parámetros seleccionados en el grupo que consiste en:- la potencia de la radiación láser,- la frecuencia de los impulsos de la radiación láser pulsada,- la trayectoria del movimiento de dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) a lo largo de la superficie del conductor eléctrico (20).
- 16. Aparato según la reivindicación 10, en donde los medios (50, 14) para controlar están configurados para hacer que dichos medios (13a, 13b) para generar irradien la superficie del conductor eléctrico (20) con dicho al menos un rayo láser (13'a, 13'b) durante una etapa de doblado para formar la porción (21') de cabeza del miembro helicoidal (21).
- 17. Aparato según la reivindicación 10, que comprende además:- medios para doblar las porciones (21") de pata que se extienden desde el estator para colocar extremos predeterminados de las porciones de pata adyacentes entre sí; y- medios para unir las porciones (21") de pata adyacentes.
- 18. Aparato según la reivindicación 10, que comprende además medios (19) para mover configurados para mover los medios (13a, 13b) para generar el rayo láser (13'a, 13'b) durante la alimentación del conductor eléctrico (20).
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