一种定子叠片防偏转焊接工装的制作方法

本发明属于定子叠片加工，具体是指一种定子叠片防偏转焊接工装。

背景技术：

1、定子是电机的重要组成部分，其生产加工过程直接影响着电机的性能和质量。定子铁芯通常由多片具有特定几何形状的硅钢叠片堆叠而成，以降低涡流损耗。定子的制造过程一般包括叠片冲压，即利用高精度冲压模具冲压成定子叠片，这些叠片通常包含用于绕组嵌线的槽口。叠片堆叠，即将冲压成型的叠片按照设计要求进行堆叠形成完整的定子铁芯。叠片焊接，即堆叠后的叠片需要进行焊接，以确保其在电机运行过程中不会发生松动或变形。后续加工，包括嵌线、浸漆等工序。在定子制造过程中，叠片焊接前的对齐和定位对最终产品的质量至关重要。然而现有的叠片焊接工装技术存在诸多问题。

2、传统的定子制造工艺中，叠片冲压、堆叠整理和焊接是分离的工序，需要将叠片在不同工位之间进行搬运，叠片的多次搬运增加了生产时间和人工成本，并且在搬运过程中，叠片容易发生碰撞、变形或错位偏转，影响后续焊接质量。同时分离的工序需要更多的生产设备和场地，增加了生产成本。

3、为了保证焊接质量和电机性能，叠片在焊接前需要进行精确的径向和周向对齐，径向对齐即确保每片叠片的径向位置一致，避免出现错位或叠层不均匀，影响定子铁芯的同心度。周向对齐即确保每片叠片内侧的嵌线槽在周向上对齐，避免出现槽口错位，影响绕组插入和电机性能。现有的对齐方法主要依赖人工操作，效率低下，人工对齐速度慢，且容易受操作者主观因素影响，难以保证对齐精度，同时人工对齐需要大量的劳动力，增加了生产成本。

4、一些自动化对齐装置尝试解决人工对齐效率低、精度不稳定的问题，一种方案是将叠片套在定位轴上，并利用下方竖直卡位件将其悬空支撑，定位轴通过摩擦力带动叠片旋转，当叠片上的嵌线槽与卡位件重合时，卡位件释放叠片，使其自由落体，从而实现对齐。然而这类装置也存在诸多缺陷。由于卡位件与嵌线槽之间存在间隙才能保证叠片的自由下落，因此该缝隙导致不同叠片的嵌线槽不能完全匹配，会存在偏差。为了保证所有叠片能够跟随定位轴旋转，需要施加较大的摩擦力，然而过大的摩擦力会导致叠片在穿过卡位件时无法顺利自由落体，需要人力或者额外设置机构来辅助叠片的下滑，额外增加成本。

技术实现思路

1、针对上述情况，本发明提供一种定子叠片防偏转焊接工装，能够将叠片冲压、堆叠整理和焊接成型等工序集成，简化生产流程，实现自动化生产，采用粗调、精校两级对齐机制，控制机构自动调整叠片位置，使其达到要求的对齐精度，从而克服传统对齐装置中的缺陷，实现定子的高效生产。

2、本发明采取的技术方案如下：本发明提出一种定子叠片防偏转焊接工装，包括工作圆台，所述工作圆台上侧同轴固定设有步进电机，所述步进电机的输出端侧向圆周阵列固定设有三个转动臂，所述转动臂一端竖向固定设有环托，所述环托上侧同轴固定设有托盘，所述托盘上侧同轴固定设有承载罩体，所述承载罩体上部设有周向高效粗整机构，所述周向高效粗整机构下方设有径向挤压周向校准机构，所述工作圆台外侧沿圆周方向等角度设有与地面固定连接的叠片传送带、焊接总成和定子传送带，所述转动臂转动过程中依次经过叠片传送带、焊接总成和定子传送带。

3、进一步地，所述承载罩体包括空心柱，所述空心柱同轴固定设于托盘上侧，所述空心柱上侧同轴固定设有定位柱，所述定位柱内部呈空心结构，所述定位柱外径大于空心柱外径，所述定位柱下端与空心柱上端呈水平密封连接，所述定位柱上端边缘设有圆倒角，便于叠片的穿过，所述定位柱上端中心呈水平设置。

4、进一步地，所述周向高效粗整机构包括直流电机和限位孔，所述直流电机同轴固定设于定位柱内部上端，所述直流电机的输出端竖直朝下，所述直流电机的输出端同轴固定设有水平锥齿，所述水平锥齿与位于其下侧的定位柱和空心柱的连接段紧贴，使得水平锥齿在转动时不会发生倾斜，所述限位孔圆周阵列贯穿开设于定位柱侧壁，所述限位孔指向定位柱轴心，所述限位孔数量是叠片上嵌线槽数量的约数，使得每个限位孔均能够正对叠片上的嵌线槽，所述限位孔内紧贴卡合转动设有滚轴，所述滚轴位于定位柱内部的一端同轴固定设有竖向锥齿，所述竖向锥齿与水平锥齿垂直啮合连接，所述滚轴位于定位柱以外的部分侧表面设有橡胶纹理层，能够增大与叠片的摩擦力。

5、进一步地，所述径向挤压周向校准机构包括条孔和转轴，所述条孔圆周阵列且竖向贯穿开设于空心柱侧壁，所述条孔指向空心柱轴心，所述条孔数量与限位孔数量相同，所述条孔位于相邻限位孔的正下方，所述条孔内紧贴滑动设有滑板，所述滑板位于空心柱内部的部分中部开设有槽口，所述滑板在槽口上靠近空心柱轴心的位置竖向固定设有滑柱，所述槽口内水平紧贴滑动设有转盘，所述转盘在空心柱内部与空心柱同轴设置，所述转盘表面圆周阵列贯穿开设有弧形孔，所述滑柱在弧形孔内与转盘紧贴滑动，所述滑板在空心柱以外的一端固定设有弧板，所述弧板外弧面中部竖向固定设有卡位尖楞，所述卡位尖楞位于相邻滚轴的正下方，所述转轴垂直紧贴贯穿环托和托盘轴心位置，所述转轴与环托周向固定设置，所述转轴下端同轴固定设有触头，所述触头呈半球形，所述转轴外侧在触头和环托之间套设有压簧，能够始终对触头产生向下的压力，所述压簧两端分别与触头和环托固定连接，所述转轴上端侧向对称开设有螺旋滑槽，所述转盘轴心位置贯穿开设有圆孔，所述转盘在圆孔内对称固定设有滑楞，所述转轴上端伸入圆孔内，所述滑楞与螺旋滑槽紧贴滑动设置。

6、进一步地，所述径向挤压周向校准机构包括低位滑台、高位滑台和过渡滑台，所述低位滑台、高位滑台和过渡滑台固定设于工作圆台上侧边缘，所述低位滑台和高位滑台相对设置，所述过渡滑台对称设于低位滑台和高位滑台两端之间，所述低位滑台、过渡滑台和高位滑台在竖向投影上形成完整的环形，所述高位滑台和低位滑台呈水平设置，所述高位滑台顶面高于低位滑台顶面，所述过渡滑台两端分别与低位滑台和高位滑台平滑连接，所述过渡滑台顶面呈平滑斜面。

7、进一步地，所述托盘直径小于叠片外径，方便拿起叠片，所述滚轴及其表面的橡胶纹理层组成的圆柱直径小于叠片上嵌线槽的最小宽度，所述定位柱外径小于叠片上中心定位孔的直径，所述滚轴外端距离定位柱轴心的长度小于叠片上嵌线槽外端距离叠片轴心的长度，使得叠片能够下落并穿过滚轴，所述滚轴外端距离定位柱轴心的长度大于叠片上中心定位孔的半径，使得叠片能够被滚轴挡住，每个弧板与相邻弧板紧贴时组成的圆柱外径小于等于定位柱外径，所述卡位尖楞尖端距离空心柱轴心的长度小于滚轴外端距离定位柱轴心的长度，使得叠片穿过滚轴后能够继续自由下落，所述卡位尖楞根部宽度等于叠片上嵌线槽内端宽度。

8、进一步地，所述触头在围绕步进电机转动过程中与低位滑台、过渡滑台和高位滑台相接触，所述转轴上移时通过滑楞与螺旋滑槽的滑动配合能够带动转盘转动并通过滑柱和弧形孔的配合使得弧板外扩，所述触头与低位滑台接触时每个弧板与相邻弧板紧贴，所述触头与高位滑台接触时每个卡位尖楞根部两边缘与叠片上嵌线槽内端两边缘紧贴。

9、进一步地，所述叠片传送带上端面与定位柱上端水平面处于同一水平高度，使得叠片没有失稳时能够在叠片传送带的推动下部分来到定位柱上端并通过惯性完全套在定位柱上，所述焊接总成正对高位滑台中部，所述叠片传送带和定子传送带分别正对低位滑台两边缘位置。

10、进一步地，所述低位滑台外侧正对叠片传送带位置处固定设有接近传感器，所述接近传感器的感应端朝上设置，所述托盘采用金属材料制成，易于被接近传感器识别，所述接近传感器检测到上方是否有金属物后给相邻直流电机的微控制器发送信号来开启和关闭直流电机。

11、进一步地，所述步进电机通过电机驱动单元和可编程逻辑控制单元实现每次转动120度后停止相同时间，所述步进电机停止时转动臂分别正对叠片传送带、焊接总成和定子传送带，所述步进电机每次的停止时间大于焊接总成单次的焊接时间。

12、采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

13、（1）本发明能够将叠片冲压、堆叠整理和焊接成型等工序集成，并实现叠片整理、焊接与收纳同时进行，极大地简化了生产流程，工作过程中，叠片传送带持续输送叠片至定位柱，周向高效粗整机构初步整理叠片，随后径向挤压周向校准机构进行精准校准，最后在焊接总成处完成焊接，同时已焊接完成的定子被传送至定子传送带，整个过程自动化运行，无需人工干预，显著提高了生产效率，同时在叠片进行焊接的过程中，弧板始终抵住叠片的中心定位孔，卡位尖楞的根部两边缘始终与叠片上嵌线槽内端两边缘紧贴，保证了焊接过程中叠片的径向和周向定位，有效避免了叠片在焊接过程中发生偏转，提高了焊接质量。

14、（2）周向高效粗整机构通过滚轴的旋转带动叠片旋转，通过合理设置滚轴的尺寸，使得叠片能够穿过滚轴下落，实现叠片的初步整理，此外合理设置卡位尖楞的尺寸以及弧板的相对位置，保证了叠片在穿过滚轴后能够继续下落，避免了叠片卡在定位柱和弧板上的情况，克服了传统对齐装置容易卡顿的缺陷，进一步提高了工作效率。

15、（3）径向挤压周向校准机构通过触头、过渡滑台、转轴、滑楞、转盘、弧形孔、滑柱、滑板、弧板和卡位尖楞等部件的精密联动，循序渐进地调整叠片的位置，避免了暴力矫正可能对叠片造成的损坏，触头在过渡滑台上的滑动带动转轴上移，进而驱动弧板逐渐外扩，过程中卡位尖楞逐渐深入嵌线槽并最终与嵌线槽内端紧密贴合，实现了叠片径向和周向的精准对齐，该过程完全自动化，避免了人工对齐操作带来的误差，对齐精度更高，产品一致性更好。

16、（4）本发明巧妙地利用了低位滑台、过渡滑台和高位滑台的组合，使得精校过程与叠片传送同步进行，当待焊接的叠片进行精校对齐时，已焊接完成的定子在向下倾斜的过渡滑台的作用下，约束力逐渐减小，最终在到达定子传送带时完全释放，从而能够顺利取下，这种设计避免了额外的矫正时间和释放定子约束的工序，缩短了生产周期，进一步提高了生产效率，同时该结构无需额外动力驱动，仅依靠部件间的机械联动即可完成，结构简单，原理准确，安全可靠，生产及维护成本较低。