一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺

技术领域

本发明涉及电机铁芯制造技术领域，具体涉及一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺。

背景技术

电机定转子的铁芯是由矽钢片(冲片)叠合而成。矽钢片通常是采用级进模在冲床上冲压而成。常规的电机铁芯通过采用叠铆方式将矽钢片叠合成一体，但是也有一些铁芯是采用矽钢片叠合后再采用焊接方式制作成型的，典型的散装铁芯的焊接结构是在铁芯外圆上设置若干条槽体，通过在槽体内进行塞焊从而将散装铁芯焊成整体。

由于铁芯在焊接前为散装结构，一般的制造方法是使用定位芯轴实现矽钢片的叠装定位，然后再放到半自动焊机上进行焊接。但是由于叠合后相邻两矽钢片接触不紧密，容易导致叠合后的铁芯高度超高，并影响到铁芯的磁性能。另外叠合后的焊接焊接质量和焊接效率也不高。

因此，针对现有技术进行改进，以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺，旨在提高电机铁芯制作的质量和效率。具体的技术方案如下：

一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备，包括控制系统、旋转工作台和横跨在所述旋转工作台上方的龙门架，在所述旋转工作台上沿同一圆周方向均布有N个工作工位，所述N个工作工位至少包括以下三个工作工位：一个上下料工作工位、一个压实检测工作工位和一个焊接工作工位；其中，所述上下料工作工位在所述旋转工作台上位于所述龙门架一侧，所述压实检测工作工位和焊接工作工位在所述旋转工作台上位于所述龙门架另一侧；其中，每一所述工作工位上分别设置有数控分度盘，所述数控分度盘上固定有铁芯定位模，在所述龙门架上对应于所述压实检测工作工位的上方位置设置有压实检测组件，在所述龙门架上对应于所述焊接工作工位的上方位置设置有压实焊接组件；其中，在所述旋转工作台下端面且位于每一所述工作工位下方位置设置有顶出机构。

优选的，所述顶出机构包括向下竖立设置在所述旋转工作台下端面的若干数量的固定杆、连接在所述若干数量的固定杆下端的下端固定板、安装在所述下端固定板上的顶出油缸、连接在所述顶出油缸上的且位于所述旋转工作台与所述下端固定板之间位置的推料板、竖立设置在所述推料板上端面的若干数量的顶料杆，所述旋转工作台上设置有顶料导向孔，所述若干数量的顶料杆移动设置在所述旋转工作台上的顶料导向孔上；所述数控分度盘和铁芯定位模上分别设置有用于在顶出时避让所述顶料杆的顶出避让孔。

优选的，所述压实检测组件包括设置在所述龙门架的横梁上且延伸至所述压实检测工作工位上方的上部固定板、滑动设置在所述上部固定板上的若干数量的导向杆、连接在所述导向杆下端的升降板、设置在所述升降板下端的旋转压头，所述上部固定板上设置有伺服压料缸，所述伺服压料缸的压料杆连接所述升降板，在所述上部固定板上还设置有用于检测所述升降板上下位置的光电测距传感器。

优选的，所述压实焊接组件包括设置在所述龙门架的横梁上且延伸至所述焊接工作工位上方的上部固定板、滑动设置在所述上部固定板上的若干数量的导向杆、连接在所述导向杆下端的升降板、设置在所述升降板下端的旋转压头，所述上部固定板上设置有伺服压料缸，所述伺服压料缸的压料杆连接所述升降板，在所述旋转工作台旁且靠近所述焊接工作工位的位置还设置有焊接机械手。

本发明中，所述伺服压料缸的压料杆与所述升降板之间设置有压力传感器。

作为本发明的进一步改进，在所述压实检测组件的升降板上还向下竖立设置有一套筒，所述套筒内壁部位设置有磁感应间隙式加热器，所述压实检测组件的旋转压头压住电机铁芯时，所述套筒外套在所述电机铁芯的外围；所述压实检测组件的旋转压头上设置有用于检测所述电机铁芯温度的接触式温度传感器。

作为本发明的更进一步改进，在所述压实焊接组件的升降板上还向下竖立设置有一保温圈，所述保温圈的内壁部位设置有红外加热器，所述压实焊接组件的旋转压头压住电机铁芯时，所述保温圈外套在所述电机铁芯的外围，所述保温圈上靠所述焊接机械手的一侧沿轴向设置有开口以形成所述焊接机械手施焊时的焊接避让空间；所述压实焊接组件的旋转压头上设置有用于检测所述电机铁芯温度的接触式温度传感器。

本发明中，所述旋转工作台为采用伺服电机和减速机构驱动的数控旋转工作台。

一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备的电机铁芯制作工艺，包括如下步骤：

(1)工件上料：在旋转工作台的上下料工作工位，将电机铁芯安装到铁芯定位模上；

(2)压实检测：旋转工作台转动一角度，将电机铁芯转移至压实检测工作工位，压实检测组件的旋转压头以设定的压力压住电机铁芯，完成电机铁芯的压实操作，根据伺服压料缸的位移量测算出铁芯压实状态下的高度；若电机铁芯高度检测不合格则由顶出机构将电机铁芯顶出，并由布置在压实检测工作工位旁的不良品取料机械手将电机铁芯取走，若电机铁芯高度检测合格则进入下一步骤。

(3)压实焊接：旋转工作台转动一角度，将电机铁芯转移至焊接工作工位，压实焊接组件的旋转压头以设定的压力压住电机铁芯，驱动焊接机械手进行电机铁芯的焊接，每焊完一条焊缝数控分度盘转过一角度再焊接下一条焊缝，直至所有焊缝焊接完成，焊接完成后，旋转工作台将铁芯移到下料工位，由顶出机构将铁芯顶出，并由布置在焊接工作工位旁的成品取料机械手将电机铁芯取走。

作为对上述电机铁芯制作工艺的进一步改进，所述步骤(2)的压实检测中，还开启磁感应间隙式加热器对电机铁芯进行间隙式预热，并通过接触式温度传感器检测电机铁芯温度；所述间隙式预热是指磁感应间隙式加热器通电加热与断电停止加热交替进行，从而使得电机铁芯达到设定的温度并有效防止电机铁芯过热；所述步骤(3)的压实焊接中，还开启红外加热器对电机铁芯进行保温。

优选的，所述步骤(2)的压实检测中，所述电机铁芯高度是否合格的判定标准根据电机铁芯的预热温度进行修正，具体的修正方法为：在本设备的压实检测工作工位上预先做一个电机铁芯的间隙式预热试验，在设定的同等压力下分别检测预热后的电机铁芯的高度H1和预热后再冷却至常温时的电机铁芯的高度H2，从而得到电机铁芯预热后再冷却至常温时电机铁芯高度的减少值Δ＝H1-H2，并将该电机铁芯高度的减少值Δ作为补偿值，对原先的电机铁芯高度标准值进行修正。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺，集上料、压实检测和焊接为一体，电机铁芯在压紧后进行高度检测，并在压紧后进行焊接，由此可以减少或避免电机铁芯的超高现象，提高电机铁芯制作的质量。

第二，本发明的一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺，上料、压实检测和焊接的三个工位可同时作业，由此大幅度提高了电机铁芯制作的效率。

第三，本发明的一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺，压实检测组件上设置有磁感应间隙式加热器，电机铁芯在压实检测工位进行间隙预热，一方面铁芯预热后电机铁芯更加容易被压实，另一方面铁芯预热后还能同时改善电机铁芯后续在焊接工作工位上的焊接环境，提高焊接质量。

第四，本发明的一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺，压实焊接组件上设置有带开口的保温圈，进一步确保了焊接的质量。

第五，本发明的一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺，电机铁芯的预热是采用间隙式预热，可以避免电机铁芯过热。

第六，本发明的一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺，电机铁芯高度检测根据预热温度进行补偿，提高了检测的精度。

附图说明

图1是本发明的一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备的总体布局示意图(俯视图)；

图2是图1中涉及压实检测工作工位上压实检测组件和顶出机构部分的结构示意图；

图3是图1中涉及焊接工作工位上压实焊接组件和顶出机构部分的结构示意图。

图中：1、旋转工作台，2、龙门架，3、上下料工作工位，4、压实检测工作工位，5、焊接工作工位，6、数控分度盘，7、铁芯定位模，8、压实检测组件，9、压实焊接组件，10、顶出机构，11、固定杆，12、下端固定板，13、顶出油缸，14、推料板，15、顶料杆，16、顶料导向孔，17、顶出避让孔，18、上部固定板，19、导向杆，20、升降板，21、旋转压头，22、伺服压料缸，23、光电测距传感器，24、焊接机械手，25、压力传感器，26、套筒，27、磁感应间隙式加热器，28、电机铁芯，29、接触式温度传感器，30、保温圈，31、红外加热器，32、开口，33、径向滚动轴承，34、平面推力轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1至3所示为本发明的一种用于电机铁芯制作的多工位一体化设备及工艺的实施例，包括控制系统、旋转工作台1和横跨在所述旋转工作台1上方的龙门架2，在所述旋转工作台1上沿同一圆周方向均布有N个工作工位，所述N个工作工位至少包括以下三个工作工位：一个上下料工作工位3、一个压实检测工作工位4和一个焊接工作工位5；其中，所述上下料工作工位3在所述旋转工作台1上位于所述龙门架2一侧，所述压实检测工作工位4和焊接工作工位5在所述旋转工作台1上位于所述龙门架2另一侧；其中，每一所述工作工位上分别设置有数控分度盘6，所述数控分度盘6上固定有铁芯定位模7，在所述龙门架2上对应于所述压实检测工作工位4的上方位置设置有压实检测组件8，在所述龙门架2上对应于所述焊接工作工位5的上方位置设置有压实焊接组件9；其中，在所述旋转工作台1下端面且位于每一所述工作工位下方位置设置有顶出机构10。

优选的，所述顶出机构10包括向下竖立设置在所述旋转工作台1下端面的若干数量的固定杆11、连接在所述若干数量的固定杆11下端的下端固定板12、安装在所述下端固定板12上的顶出油缸13、连接在所述顶出油缸13上的且位于所述旋转工作台1与所述下端固定板12之间位置的推料板14、竖立设置在所述推料板14上端面的若干数量的顶料杆15，所述旋转工作台1上设置有顶料导向孔16，所述若干数量的顶料杆15移动设置在所述旋转工作台1上的顶料导向孔16上；所述数控分度盘6和铁芯定位模7上分别设置有用于在顶出时避让所述顶料杆15的顶出避让孔17。

优选的，所述压实检测组件8包括设置在所述龙门架2的横梁上且延伸至所述压实检测工作工位4上方的上部固定板18、滑动设置在所述上部固定板18上的若干数量的导向杆19、连接在所述导向杆19下端的升降板20、设置在所述升降板20下端的旋转压头21，所述上部固定板18上设置有伺服压料缸22，所述伺服压料缸22的压料杆连接所述升降板20，在所述上部固定板18上还设置有用于检测所述升降板20上下位置的光电测距传感器23。

优选的，所述压实焊接组件9包括设置在所述龙门架2的横梁上且延伸至所述焊接工作工位5上方的上部固定板18、滑动设置在所述上部固定板18上的若干数量的导向杆19、连接在所述导向杆19下端的升降板20、设置在所述升降板20下端的旋转压头21，所述上部固定板18上设置有伺服压料缸22，所述伺服压料缸22的压料杆连接所述升降板20，在所述旋转工作台1旁且靠近所述焊接工作工位5的位置还设置有焊接机械手24。

本实施例中，所述伺服压料缸22的压料杆与所述升降板20之间设置有压力传感器25。

作为本实施例的进一步改进，在所述压实检测组件8的升降板20上还向下竖立设置有一套筒26，所述套筒26内壁部位设置有磁感应间隙式加热器27，所述压实检测组件8的旋转压头21压住电机铁芯28时，所述套筒26外套在所述电机铁芯28的外围；所述压实检测组件8的旋转压头上设置有用于检测所述电机铁芯28温度的接触式温度传感器29。

作为本实施例的更进一步改进，在所述压实焊接组件9的升降板上还向下竖立设置有一保温圈30，所述保温圈30的内壁部位设置有红外加热器31，所述压实焊接组件9的旋转压头21压住电机铁芯28时，所述保温圈30外套在所述电机铁芯28的外围，所述保温圈30上靠所述焊接机械手24的一侧沿轴向设置有开口32以形成所述焊接机械手24施焊时的焊接避让空间；所述压实焊接组件9的旋转压头21上设置有用于检测所述电机铁芯28温度的接触式温度传感器29。

本实施例中，所述旋转工作台1为采用伺服电机和减速机构驱动的数控旋转工作台。

实施例2：

一种采用实施例1的用于电机铁芯制作的多工位一体化设备的电机铁芯制作工艺，包括如下步骤：

(1)工件上料：在旋转工作台1的上下料工作工位3，将电机铁芯28安装到铁芯定位模7上；

(2)压实检测：旋转工作台1转动一角度，将电机铁芯28转移至压实检测工作工位4，压实检测组件8的旋转压头21以设定的压力压住电机铁芯28，开启数控分度盘6转动若干圈，完成电机铁芯28的旋转压实操作，然后由光电测距传感器23检测电机铁芯28压实后的高度；若电机铁芯28高度检测不合格则由顶出机构10将电机铁芯28顶出，并由布置在压实检测工作工位4旁的不良品取料机械手将电机铁芯28取走，若电机铁芯28高度检测合格则进入下一步骤。

(3)压实焊接：旋转工作台1转动一角度，将电机铁芯28转移至焊接工作工位5，压实焊接组件9的旋转压头21以设定的压力压住电机铁芯28，驱动焊接机械手24进行电机铁芯28的焊接，每焊完一条焊缝数控分度盘6转过一角度再焊接下一条焊缝，直至所有焊缝焊接完成，顶出机构10将电机铁芯28顶出，并由布置在焊接工作工位5旁的成品取料机械手将电机铁芯28取走。

作为对上述电机铁芯制作工艺的进一步改进，所述步骤(2)的压实检测中，还开启磁感应间隙式加热器27对电机铁芯28进行间隙式预热，并通过接触式温度传感器29检测电机铁芯28温度；所述间隙式预热是指磁感应间隙式加热器27通电加热与断电停止加热交替进行，从而使得电机铁芯28达到设定的温度并有效防止电机铁芯28过热；所述步骤(3)的压实焊接中，还开启红外加热器31对电机铁芯28进行保温。

优选的，所述步骤(2)的压实检测中，所述电机铁芯28高度是否合格的判定标准根据电机铁芯28的预热温度进行修正，具体的修正方法为：在本设备的压实检测工作工位4上预先做一个电机铁芯28的间隙式预热试验，在设定的同等压力下分别检测预热后的电机铁芯28的高度H1和预热后再冷却至常温时的电机铁芯28的高度H2，从而得到电机铁芯28预热后再冷却至常温时电机铁芯高度的减少值Δ＝H1-H2，并将该电机铁芯高度的减少值Δ作为补偿值，对原先的电机铁芯高度标准值进行修正。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。