罩极式电机定子铜环焊接工艺的改造装置
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作者:魏国军
摘 要：在凸极罩极式电机的矽钢片上设置的短路环加工流程中，短路环的弯折、焊接加工以及整形是罩极式电机生产中的主要工序。在传统的生产流程中，这些主要工序通常分散设置至少3道独立的工序，相应需要3-4位作业人员完成，需占用较多的加工设备及较大的作业场所，且生产效率很低。本文旨在一定通过对上述加工工艺的分析并整合，开发出电机定子的铜环焊接设备，同时具有弯折、焊接加工以及整形的功能的设备，节省劳动力、提高电子定子制造的效率及质量。
关键词：铜环;焊接工艺;改造;装置
中图分类号：TM305.4
凸极罩极式电机的定子铁心分为方形、矩形或圆形的磁场框架，磁极凸出，每个磁极上均设置有1个或多个起辅助作用的短路铜环，即罩极绕组。在传统的生产流程中，这几道工序通常分散设置有至少四道独立的工站，相应需要三到四位作业人员在位操作，不仅需要占用较多的加工设备和较大的作业场所，而且需要耗用大量的时间和劳力，生产效率很低，从经济性和实用性角度考虑很不理想，因而很有必要加以改进。
本文根据短路环加工流程中弯折、焊接加工以及后续整形工艺进行分析、考虑，利用自动控制原理，开发的一套装置使其具有弯折、焊接加工、整形的功能。
一、设备介绍
为使短路环加工中弯折、焊接加工、整形等在一台设备上完成，本设备包括机架、转台1、定子工装10、冲压装置2、焊接装置3、整形装置4、下料装置5，压整头20、压整块21等，具体见图1所示。
二、压整
首先将需加工的短路环放入定子工装10中，压整时短路环先触碰到压整块21，随着压整块的下移，压整槽22限制了短路环的弯曲方向，并最终完全压入压整槽连通的凹部23内，保证了压整的方向统一，提高压整的质量。采用固定在机架上的升降机构中气缸，在其侧部设置有贯穿机架并可相对机架滑动的导柱21，压整头20装在导柱21的下端，通过导柱与机架的滑动可保持压整头20下压过程中的稳定性，提高短路环的压弯质量，具体见图2所示。
20.压整头;21.导柱;22.压整槽
三、焊接
短路环经压整工序后，由转台1带动进入焊接工序。整个焊接工序所用装置3（具体见图3）包括基板33、基板一侧设置有丝杆34、驱动丝杆34旋转的电机，基板33的另一侧安装有导轨，焊接机构30安装在导轨上，焊接机构所括连接板35，连接板35螺纹旋接在丝杆上。包括安装在垂直移动机构上的位置传感器36，当焊接机构30下移，位置传感器36也一同下移，当位置传感器36靠近焊接点时会向电机传输信叼，焊接机构30则停止移动并开始进行焊接。为了便于调节焊接机构30的水平位置，以符合不同型号的定子上位置不同的短路环的焊接要求，还包括设置于垂直移动机构上部的水平调节台，水平调节台包括可相互移动的X方向调节台31和Y方向调节台32，可从X和Y方向同时调节，方便人员操作。
电机可选用步进电机或伺服电机，通过丝杆34带动焊接机构30的垂直移动，达到控制焊接机构30进给量的效果。可准确移动到焊接的位置，提高焊接的质量。
30.焊接机构;31.X方向调节台;32.Y方向调节台;33.基板;34.丝杆;35.连接板;36.位置传感器
四、整形
电机定子是由铁芯和缠绕在铁芯上的线圈組成，由于露出在铁芯的顶端面和底端面的部分线圈形状不规则，这些露出铁芯顶端面和底端面的形状不规则的线圈与电机壳爬电距离小于3mm或直接接触时会导致击穿，甚至在电机口后的使用过程中产生漏电的安全事故，另外如果定子线圈内径小十转子直径时，会影响电机装配。因此，在定子每次套接好线后都要进行整形工序。目前的整形机将定子在放到整形机上的放置槽内后，再通过按压按钮使驱动气缸驱动冲压成型模头下压对其进行整形，整形完后再将放置槽内的定子拿出。上述过程中都需要操作员将手伸到放置槽内，如果一不小心碰到了按钮的话就有可能压板压到手，所以目前的整形机存在着很大的安全隐患。而采用自动控制原理进行整形，可减少人为操作，从而使得安全性大提高。
五、下料
短路环经冲压、焊接、整形后就成为成品，需从该装置上取下来。该装置包括伸出气缸520，以及安装伸出气缸520的伸出端安装有气动夹爪521。当定子完成了冲压、焊接、整形后，定子跟随定子工装10转动到抓料机构52下方，伸出气缸520伸出并且气动夹爪521张开，夹持定子后把定子从定子工装10向上提起，再横向移动放落到下料槽53上，具体见图4所示。
52.抓料机构;520.伸出气缸;521.气动夹爪;53.下料槽
六、总结
本装置转台1下方设置有驱动装置11，采用伺服电机驱动，可高精度控制转台1转动的角度，从而保证冲压、焊接、整形的质量。安装在控制系统箱上的显示屏可反馈操作人员对设备的控制以及接受设备的信息。经过改造后的装置从冲压、焊接、整形、下料等工序都实现了自动化，不仅大大地提高了效率，更提高了安全性。
参考文献：
[1]孙云鹏.隐极式罩极电机的理论分析[J].微电机，1982（4）：19-21.
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