一种扁线电机定子焊接装置及焊接工艺

技术领域

本发明属于扁线电机定子焊接领域，具体为一种扁线电机定子焊接工装机焊接工艺。

背景技术

Hairpin永磁同步电机在国内驱动电机市场上正在逐步大规模应用，相比于传统绕线式电机，由于Hairpin铜线扁平的特点，在相同功率下，使电机体积更小，功率更高，是下一代新能源驱动电机的发展方向。但是由于制造工艺复杂，产品设计难度大，所以目前在市场上还没有成熟的量产线，Hairpin电机，在国内乃至全球都属于高端产品；在生产Hairpin电机时，需要对Hairpin电机定子铜线端部进行焊接，8层以上Hairpin都有数百个pin脚，需要在要求节拍内完成铜线端部焊接。由于同槽相邻铜线之间有间隙，导致焊接无法连接两根铜线，因此对焊接工艺提出了很高的要求；虽然目前出现了一些焊接Hairpin电机定子铜线端部焊接工装，但是这些工装都无法扁线进行有效固定，导致焊接不精准，且效率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种扁线电机定子焊接工装及焊接工艺，解决了上述背景技术中提出的问题。

一种扁线电机定子焊接装置，包括工作台、安装在所述工作台上的受控钨极电弧焊枪、安装在所述工作台上且驱动所述受控钨极电弧焊枪到达指定位置的X轴模组以及Y轴模组、用于固定扁线的夹紧工装、用于驱动所述夹紧工装转动的旋转工装；

所述夹紧工装包括可拆卸安装在旋转工装上的旋紧固定板、转动的装配于所述旋紧固定板上的环形旋紧盘、固定在所述旋紧固定板上且套设于所述环形旋紧盘内的旋紧导向盘、设置于所述旋紧导向盘上的夹紧圆盘，所述旋紧导向盘以及夹紧圆盘靠近圆心处均呈环形开设有若干用于穿设扁线的穿线孔，所述旋紧导向盘上与穿线孔对应处设置有锁紧滑块，所述锁紧滑块上开设有与所述穿线孔对应的夹紧孔，所述锁紧滑块能够沿着旋紧导向盘的径向来回滑动，，所述锁紧滑块能够对穿过穿线孔和夹紧孔的扁线进行夹紧固定。

进一步，所述锁紧滑块朝向旋紧导向盘圆心的一端连接有弹力弹簧，所述弹力弹簧的另一端固定在旋紧导向盘上，所述环形旋紧盘的内侧壁设置有若干与锁紧滑块对应的V型槽，相邻两个所述V型槽交汇处形成尖端凸起，所述锁紧滑块的远离弹力弹簧的另一端抵触在V型槽内，当锁紧滑块抵触在V型槽的底部时，所述穿线孔与夹紧孔重合，所述旋紧导向盘的外缘等间距的呈环形设置有若干锁紧导向块，相邻两锁紧导向块之间形成供锁紧滑块滑动的滑道。

进一步，所述V型槽包括第一斜面部以及第二斜面部，所述第一斜面部的倾斜角度小于所述第二斜面部的倾斜角度。

进一步，所述旋紧导向盘的中部设置有凸起盘，所述凸起盘的外缘与穿线孔对应处开设有若干凹槽，所述弹力弹簧远离锁紧滑块的一端固定在所述凹槽内。

进一步，所述环形旋紧盘上设置有挡块，所述挡块部分位于锁紧固定板上侧，所述锁紧固定板上对应挡块处设置有顶块，所述顶块通过螺纹连接有顶紧栓，所述顶紧栓的端部抵触在挡块上。

进一步，所述环形旋紧盘上设置有拉力弹簧，所述拉力弹簧的另一端固定在锁紧固定板上。

进一步，所述工作台上设置有压平工装，所述压平工装上设置有位于夹紧圆盘上侧的滚轮，所述滚轮的下侧面抵触在夹紧圆盘上。

进一步，所述压平工装包括固定在工作平台上的底座，所述底座上设置有立杆，所述立杆的上端设置有横板，所述滚轮转动的安装在所述横板的侧面。

进一步，所述受控钨极电弧焊枪上设置有废气吸收管，所述废气吸收管的另一端连接空气净化装置。

一种扁线电机定子焊接工艺，包括以下焊接步骤：

S1、将带焊接定子固定在旋转工装上；

S2、将加紧工装安装在所述旋转工装上；

S3、将扁线穿入穿线孔与夹紧孔内，，并将扁线端部穿过夹紧圆盘的穿线孔，是的扁线端部凸出在夹紧圆盘的上侧；

S4、转动环形旋紧盘推动锁紧滑块向着旋紧固定板的圆心处移动，使得穿线孔与夹紧孔错位，从而将相邻两扁线进行夹紧；

S5、通过X轴模组以及Y轴模组将钨极电弧焊枪驱动到待焊接扁线处；

S6、启动旋转工装驱动旋紧固定板转动，通过受控钨极电弧焊枪对扁线进行施焊，当旋转工装转动360°后，焊接完毕，受控钨极电弧焊枪停止工作；

S7、反向转动环形旋紧盘使得锁紧滑块回复到原位，穿线孔与夹紧孔回复到上下对应状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过旋紧导向盘能够相对于旋紧固定板转动，从而驱动锁紧滑块想着旋紧导向盘的圆心处滑动，使得旋紧导向盘上的穿线孔与锁紧滑块上的夹紧孔错位，而对扁线进行夹紧，以及被施焊扁线进行有效的固定，便于后续的施焊操作；

2、本发明在旋紧导向盘的上侧设置夹紧圆盘，能够有效的避免焊渣掉落到定子缝隙中，有效避免由于施焊过程的焊渣掉入定子缝隙中而影响定子的绝缘效果；

3、本发明环形旋紧盘相对于旋紧固定板和旋紧导向盘能够转动，从而只需通过操作环形旋紧盘的转动即可驱动锁紧滑块向着锁紧导向盘的圆心处滑动，使得对扁线的固定操作增加方便快捷；

4、本发明通过X轴模组与Y轴模组的配合，有效快速将受控钨极电弧焊枪驱动到指定的施焊位置，并通过旋转工装的运行驱动夹紧工装转动，从而快速对扁线进行焊接，有效提高扁线的焊接效率；

总之，本发明具有便于使用、能够有效对扁线进行固定、便于进行施焊操作、工作效率高的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中夹紧工装立体示意图；

图3为图2的爆炸图；

图4为夹紧工装为安装夹紧圆盘时的俯视图；

图5为图4中A部放大示意图；

图6为本发明中压平工装示意图；

图7为本发明中受控钨极电弧焊枪示意图。

图中：1、工作台，2、受控钨极电弧焊枪，3、旋紧固定板，4、环形旋紧盘，5、旋紧导向盘，501、凸起盘，502、凹槽，6、夹紧圆盘，7、穿线孔，8、锁紧滑块，9、夹紧孔，10、滚轮，11、弹力弹簧，12、V型槽，1201、第一斜面部，1202、第二斜面部，13、锁紧导向块，14、顶紧栓，15、拉力弹簧，16、底座，17、立杆，18、横板，19、挡块，20、废气吸收管，21、X轴模组，22、Y轴模组，23、旋转工装，24、顶块，25、挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

如1-3所示，一种扁线电机定子焊接装置，包括工作台1、安装在所述工作台1上的受控钨极电弧焊枪2、安装在所述工作台1上且驱动所述受控钨极电弧焊枪2到达指定位置的X轴模组21以及Y轴模组22、用于固定扁线的夹紧工装、用于驱动所述夹紧工装转动的旋转工装23；

所述夹紧工装包括可拆卸安装在旋转工装23上的旋紧固定板3、转动的装配于所述旋紧固定板3上的环形旋紧盘4、固定在所述旋紧固定板3上且套设于所述环形旋紧盘4内的旋紧导向盘5、设置于所述旋紧导向盘5上的夹紧圆盘6，所述旋紧导向盘5以及夹紧圆盘6靠近圆心处均呈环形开设有若干用于穿设扁线的穿线孔7，所述旋紧导向盘5上与穿线孔7对应处设置有锁紧滑块8，所述锁紧滑块8上开设有与所述穿线孔7对应的夹紧孔9，所述锁紧滑块8能够沿着旋紧导向盘5的径向来回滑动，所述锁紧滑块8能够对穿过穿线孔7和夹紧孔9的扁线进行夹紧固定。

所述X轴模组21与Y轴模组22采用本领域现有技术公开的能够驱动受控钨极电弧焊枪2在水平面上实现X轴方向和Y轴方向上移动的驱动机构即可，例如采用伺服电机驱动同步带的方式，或者采用伺服电机驱动齿轮与齿条配合的方式，前述的驱动方式均为现有技术，具体安装方式本领域技术人员可根据具体实施时的设备结构进行合理连接，在具体运行时，通过伺服电机的计数特性实现对受控钨极电弧焊枪2按指定位置驱动。

如图4-5所示，所述锁紧滑块8朝向旋紧导向盘5圆心的一端连接有弹力弹簧11，所述弹力弹簧11的另一端固定在旋紧导向盘5上，所述环形旋紧盘4的内侧壁设置有若干与锁紧滑块8对应的V型槽12，相邻两个所述V型槽12交汇处形成尖端凸起，所有所述尖端凸起的尖端位于与环形旋紧盘4同心的圆的外缘上，所述锁紧滑块8的远离弹力弹簧11的另一端抵触在V型槽12内，当锁紧滑块8抵触在V型槽12的底部时，所述穿线孔7与夹紧孔9重合，所述旋紧导向盘5的外缘等间距的呈环形设置有若干锁紧导向块13，相邻两锁紧导向块13之间形成供锁紧滑块8滑动的滑道；

在正常状态下，锁紧滑块8远离弹力弹簧11的一端抵触在V型槽12的底部，此时穿线孔7与夹紧孔9重合，从而便于向穿线孔7和夹紧孔9内传入扁线，穿入扁线后，通过转动环形旋紧盘4，由于锁紧导向块13的设置，是的环形旋紧盘4上的V型槽12的侧壁驱动锁紧滑块8向着旋紧导向盘5的圆心处滑动，使得旋紧导向盘5上的穿线孔7与夹紧孔9错位，以对扁线进行夹紧固定，当环形旋紧盘4反向转动时，在弹力弹簧11的弹力作用下，锁紧滑块8向着旋紧导向盘5的外缘滑动，最终锁紧滑块8回复到原位，使得穿线孔7与夹紧孔9再次重合。

如图2-5所示，所述V型槽12包括第一斜面部1201以及第二斜面部1202，所述第一斜面部1201的倾斜角度小于所述第二斜面部1202的倾斜角度，从而使得第一斜面部1201的壁长大于第二斜面部1202的壁长，并且第一斜面部1201与第二斜面部1202同V型槽12的槽底与环形旋紧盘4圆心的连线的夹角小于90°；所述第一斜面部1201的倾斜方向按着环形旋紧导向盘4的顺时针方向排布，则第二斜面部1201的倾斜方向向着环形旋紧盘4的逆时针方向排布，此时，环形旋紧盘4逆时针转动，在第一斜面部1201的作用下推动锁紧滑块8向着旋紧导向盘5的圆心处滑动，环形旋紧盘4顺时针滑动时，旋紧滑块8向着环形旋紧盘4的外缘滑动；同样的，第一斜面部1201的倾斜角度也可以大于第二斜面部1202的倾斜角度，此时，环形旋紧盘4顺时针转动，在第二斜面部1202部的作用下推动锁紧滑块8向着旋紧导向盘5的圆心处滑动。

如图2-5所示，所述旋紧导向盘5的中部设置有凸起盘501，所述凸起盘501的外缘与穿线孔7对应处开设有若干凹槽502，所述弹力弹簧11远离锁紧滑块8的一端固定在所述凹槽502内，所述凹槽502的设置一方面用于固定弹力弹簧11，另一方面避免弹力弹簧被锁紧滑块8挤压时发生弯曲变形。

如图1-2所示，所述环形旋紧盘4上设置有挡块19，所述挡块19部分位于锁紧固定板3上侧，所述锁紧固定板3上对应挡块19处设置有顶块24，所述顶块24通过螺纹连接有顶紧栓14，所述顶紧栓14的端部抵触在挡块19上；所述环形旋紧盘4上设置有拉力弹簧15，所述拉力弹簧15的另一端固定在锁紧固定板3上；在旋进顶紧栓14时，顶紧栓14推动挡块19进行移动，通过挡块19的移动带动环形旋紧盘4进行转动，在回退顶紧栓14时，在拉力弹簧15的拉力作用环形旋紧盘4回复到原位，为了避免环形旋紧盘4转动幅度过大而使得锁紧滑块8脱离V型槽12，在旋紧固定板4上侧面的外缘固定有位于挡块19一侧的挡板25，顶块24与挡板25的配合能够对挡块19进行有效限位，进而避免锁紧滑块8脱离V型滑槽12。

如图6所示，所述工作台1上设置有压平工装，所述压平工装上设置有位于夹紧圆盘6上侧的滚轮10，所述滚轮10的下侧面抵触在夹紧圆盘6上；在旋转工装23驱动夹紧工装转动过程中，滚轮10适中抵触在夹紧圆盘6上，从而有效保持夹紧圆盘6的平面度，以保证施焊效果；所述压平工装包括固定在工作平台1上的底座16，所述底座16上设置有立杆17，所述立杆17的上端设置有横板18，所述滚轮10转动的安装在所述横板18的侧面，其中立杆17设置在夹紧工装的一侧，横板18延伸到夹紧工装的上侧，为了便于对夹紧工装的安装操作，横板18相对于立杆17可转动，或者立杆17相对于底座16可转动，从而当进行夹紧工装安装操作时，将横板18转动到夹紧工装的一侧，其中横板转动或者立杆转动可采用马达驱动的方式，也可以采用手动转动到位后用定位栓进行定位的方式。

如图7所示，所述受控钨极电弧焊枪2上设置有废气吸收管20，所述废气吸收管20的另一端连接空气净化装置，在进行施焊操作时，空气净化装置启动，通过废气吸收管20将施焊过程中产生的具有污染性的空气回收净化后排放到空气中，其中空气净化装置采用现有技术设备即可。

本发明在具体实施时，还包括PLC控制器以及触控屏幕，PLC控制器用于控制X轴模组21、Y轴模组22、旋转工装23、夹紧工装的运行，关于PLC控制的控制原理为现有技术，本实施例不再赘述；旋紧固定板3通过以一固定杆可拆卸的安装在旋转工装上；旋紧固定板3为环形板，旋紧固定板3包括位于外缘的厚板部以及位于内缘的薄板部，是的旋紧固定板3内缘形成一安装槽，环形旋紧盘4安装在旋紧固定板3的薄板部，并且环形旋紧盘4的内缘与旋紧固定板3的内缘有一定的距离，旋紧导向盘5能够固定在旋紧固定板3凸出环形旋紧盘4的内缘的薄板部上；所述旋转工装23包括用于安装旋紧固定板3的支撑板，支撑板的下侧面设置有齿盘，齿盘的一侧啮合有齿轮，齿轮键连接在伺服电机的输出轴上，从而通过伺服电机自身的特点，在驱动夹紧工装转动时进行计数，以实现对夹紧工装旋转角度的计量。

一种扁线电机定子焊接工艺，包括以下焊接步骤：

S1、将带焊接定子固定在旋转工装23上；

S2、将加紧工装安装在所述旋转工装23上；

S3、将扁线穿入穿线孔7与夹紧孔9内，并将扁线端部穿过夹紧圆盘6的穿线孔7，是的扁线端部凸出在夹紧圆盘6的上侧；

S4、转动环形旋紧盘4推动锁紧滑块8向着旋紧固定板3的圆心处移动，使得穿线孔7与夹紧孔9错位，从而将相邻两扁线进行夹紧；

S5、通过X轴模组21以及Y轴模组22将钨极电弧焊枪2驱动到待焊接扁线处；

S6、启动旋转工装23驱动旋紧固定板3转动，通过受控钨极电弧焊枪2对扁线进行施焊，当旋转工装23转动360°后，焊接完毕，受控钨极电弧焊枪2停止工作；

S7、反向转动环形旋紧盘4使得锁紧滑块8回复到原位，穿线孔7与夹紧孔9回复到上下对应状态。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。