CN105811673A - 一种自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动焊接机，包括主机架，所述主机架上设有焊机、转动电机、主转轴、副转轴、两个互相同轴且用于夹持转子轴的三爪卡盘、用于带动焊机上下移动的下压焊接结构，焊机包括机身、焊接头，两个三爪卡盘之间形成夹持焊接部，一个三爪卡盘与主转轴同轴连接，另一个三爪卡盘与副转轴同轴连接，主转轴、副转轴均与主机架转动配合，主转轴可由转动电机带动转动，转动电机为一伺服电机。本发明的有益效果是：结构合理，能对换向器的连接脚以及绕在连接脚上的转子绕组引出线进行焊接，有效去除漆膜、形成导电功能，并强化连接稳定性和牢靠性。

Description

一种自动焊接机

技术领域

本发明属于电机生产技术领域，尤其涉及一种自动焊接机。

背景技术

在电机生产过程中，电机转子的绕组与换向器之间需要连接，连接方式为：电机转子的转轴(转子轴)穿过换向器，电机转子绕组具有多根引出线，换向器上具有多个C形或类似C形的连接脚结构(也叫铜排、弯脚等，其具体制造材料视需求而定，通常为金属，其作为导电连接结构，用于连接转子绕组)，转子绕组的引出线绕过对应的连接脚并固定，从而实现对接。不过，转子绕组的引出线与对应的连接脚后，并不能直接实现导电功能，这是由于不论是绕组(线)还是引出线，都是漆包线，其表面漆膜具有绝缘能力，此外，单纯靠绕线连接，引出线与换向器的连接脚之间也不牢靠，所以需要对其进行焊接，一则融掉连接处的漆膜，保证其导电能力，二则可以通过焊接强化引出线与连接脚之间的连接效果。不过，目前在对换向器连接脚及转子绕组引出线进行焊接时，在焊接过程的便捷性、连贯性，焊接效率等方面，仍有所欠缺。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供了一种结构合理，能对换向器的连接脚以及绕在连接脚上的转子绕组引出线进行焊接，有效去除漆膜、形成导电功能，并强化连接稳定性和牢靠性的焊接机。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动焊接机，包括主机架，所述主机架上设有焊机、转动电机、主转轴、副转轴、两个互相同轴且用于夹持转子轴的三爪卡盘、用于带动焊机上下移动的下压焊接结构，焊机包括机身、焊接头，两个三爪卡盘之间形成夹持焊接部，一个三爪卡盘与主转轴同轴连接，另一个三爪卡盘与副转轴同轴连接，主转轴、副转轴均与主机架转动配合，主转轴可由转动电机带动转动，转动电机为一伺服电机,下压焊接结构包括可相对主机架上下移动的移动座，移动座上设有水平推动油缸，水平推动油缸的活塞杆连接机身，机身与移动座滑动连接，机身在移动座上的可滑动方向与水平推动油缸的活塞杆的可伸缩方向平行，水平推动油缸的活塞杆的可伸缩方向与换向器轴线平行。

作为优选，所述转动电机上设有减速机，减速机的动力输入端与转动电机的输出轴连接，减速机的动力输出端与主转轴连接，转动电机通过电机架固定在主机架上。

作为优选，所述下压焊接结构还包括带动环、主动油缸、下压油缸、若干用于支撑移动座的支撑弹簧，带动环套设在与副转轴连接的三爪卡盘上，带动环与三爪卡盘同轴，主动油缸、下压油缸均与主机架固定，主动油缸包括主动缸体、主活塞、主动活塞杆，主动缸体内设有复位弹簧，复位弹簧一端连接主活塞，复位弹簧另一端连接主动缸体，下压油缸包括下压缸体、压活塞、下压活塞杆，主动活塞杆、下压活塞杆的可伸出方向均竖直向下，主动活塞杆、下压活塞杆的可收回方向均竖直向上，主动缸体与下压缸体之间通过油管连通，主动活塞杆处在带动环上方，下压活塞杆处在移动座上方，带动环外环面上设有若干用于顶动主动活塞杆的顶动基，顶动基数目与被焊换向器的连接脚数目一致，各顶动基沿带动环周向均匀分布。

作为优选，所述主机架上设有支撑座，支撑弹簧轴线竖直，支撑弹簧下端与支撑座固定，支撑弹簧上端与移动座底部固定。

作为优选，所述主机架上设有至少一根导向杆，导向杆竖直且与主机架固定，移动座上设有滑孔，导向杆外径与滑孔内径适配，导向杆穿过滑孔且与滑孔之间滑动配合。

作为优选，所述顶动基具有一个弧形上顶面、两个导向斜面，导向斜面与带动环轴线平行，弧形上顶面距带动环轴线距离最大处为定位焊接部。

作为优选，还包括一用于下压换向器连接脚的辅助定型条，辅助定型条通过定型条架连接在焊接头上。

作为优选，所述定型条架包括导热滑套、若干导热连接杆，辅助定型条与导热滑套滑动连接，辅助定型条的可滑动方向为上下方向，导热滑套内设有轴线竖直的自调节弹簧，自调节弹簧上端连接导热滑套，自调节弹簧下端连接辅助定型条上端，辅助定型条下端伸出导热滑套外，导热连接杆一端与焊接头连接，导热连接杆另一端与导热滑套连接，辅助定型条下端所处高度低于焊接头下端所处高度。

作为优选，所述弧形上顶面上任一点与带动环外环面之间的最小距离均相等。

本发明的有益效果是：结构合理，能对换向器的连接脚以及绕在连接脚上的转子绕组引出线进行焊接，有效去除漆膜、形成导电功能，并强化连接稳定性和牢靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图4是图1中C处的放大图；

图5是本发明带动环处的结构示意图。

图中：焊机1、机身11、焊接头12、转动电机2、减速机21、主转轴31、副转轴32、三爪卡盘33、带动环41、顶动基411、弧形上顶面4111、两个导向斜面4112、主动油缸42、主动缸体421、主活塞422、主动活塞杆423、复位弹簧424、主动油腔425、主动空腔426、下压油缸43、下压缸体431、压活塞432、下压活塞杆433、下压油腔434、下压空腔435、移动座44、水平推动油缸441、支撑弹簧45、支撑座451、导向杆46、限位块461、油管47、辅助定型条51、定型条架52、导热滑套521、导热连接杆522、自调节弹簧523、换向器6、连接脚61、转子7、转子轴71。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1至图5所示的实施例中，一种自动焊接机，包括主机架，所述主机架上设有焊机1、转动电机2、主转轴31、副转轴32、两个互相同轴且用于夹持转子轴的三爪卡盘33、用于带动焊机上下移动的下压焊接结构，焊机包括机身11、焊接头12，两个三爪卡盘之间形成夹持焊接部，一个三爪卡盘与主转轴同轴连接，另一个三爪卡盘与副转轴同轴连接，主转轴、副转轴均与主机架转动配合，主转轴可由转动电机带动转动，转动电机为一伺服电机,下压焊接结构包括可相对主机架上下移动的移动座44，移动座上设有水平推动油缸441，水平推动油缸的活塞杆连接机身，机身与移动座滑动连接，机身在移动座上的可滑动方向与水平推动油缸的活塞杆的可伸缩方向平行，水平推动油缸的活塞杆的可伸缩方向与换向器轴线平行。所述转动电机上设有减速机21，减速机的动力输入端与转动电机的输出轴连接，减速机的动力输出端与主转轴连接，转动电机通过电机架固定在主机架上。三爪卡盘是常见的夹持机构，机床等领域中都有广泛应用。两个三爪卡盘可用于夹持固定转子轴的两端，也即将换向器夹持了起来(换向器6预先与转子轴已连接，且换向器的各连接脚61也已被对应的转子绕组引出线缠绕到位)。开始焊接后，转动电机带动通过主转动带动与主转轴连接的三爪卡盘转动一定角度，其余结构(转子7、转子轴71、换向器、另一个三爪卡盘、副转轴)也随着一起转动，一个连接脚到达了焊接头正下方，下压焊接结构带动焊机下移，焊接头(即焊机的焊头)接触并继续下压下方的连接脚，在焊接头的作用下，漆包线外部漆膜融化，从而与连接脚之间可实现导电，并且在高温焊接头的作用下，绕在连接脚上的引出线与连接脚焊接到了一起，此外，焊接头下压时，也会把连接脚压向换向器本体，让连接脚进一步压紧引出线，提升连接效果和焊接效果。完成一次焊接后，下压焊接结构带动焊机上移复位，转动电机带动换向器转动，直至下一个连接脚达到焊接头正下方，随后重复上述焊接过程。其中，三爪卡盘也可以用任意常用的夹持装置来替换。

所述下压焊接结构还包括带动环41、主动油缸42、下压油缸43、若干用于支撑移动座的支撑弹簧45，带动环套设在与副转轴连接的三爪卡盘上，带动环与三爪卡盘同轴，主动油缸、下压油缸均与主机架固定，主动油缸包括主动缸体421、与主动缸体滑动密封配合的主活塞422、与主活塞连接的主动活塞杆423，主动缸体内设有复位弹簧424，复位弹簧一端连接主活塞，复位弹簧另一端连接主动缸体，下压油缸包括下压缸体431、与下压缸体滑动密封配合的压活塞432、与压活塞连接的下压活塞杆433，主动活塞杆、下压活塞杆的可伸出方向均竖直向下，主动活塞杆、下压活塞杆的可收回方向均竖直向上，主动缸体与下压缸体之间通过油管47连通，主活塞将主动缸体内部分隔成主动油腔425、主动空腔426，压活塞将主动缸体内部分隔成下压油腔434、下压空腔435，油管将主动油腔与下压油腔连通，主动活塞杆处在带动环上方，下压活塞杆处在移动座上方，带动环外环面上设有若干用于顶动主动活塞杆的顶动基411，顶动基数目与被焊换向器的连接脚数目一致，各顶动基沿带动环周向均匀分布。所述顶动基具有一个弧形上顶面4111、两个导向斜面4112，导向斜面与带动环轴线平行，弧形上顶面距带动环轴线距离最大处为定位焊接部。所述主机架上设有支撑座451，支撑弹簧轴线竖直，支撑弹簧下端与支撑座固定，支撑弹簧上端与移动座底部固定。

本方案中，液压油只在主动油腔、油管、下压油腔中流动，也即主动油腔、油管、下压油腔中充有液压油，主动空腔、下压空腔中没有液压油(主动空腔、下压空腔均与大气连通，这是油缸领域的现有技术，否则会影响油缸的正常工作)。转动电机带动换向器转动设定角度(360度除以连接脚数目)，让换向器的一个连接脚转到焊接头下方，与此同时，在转动过程中，带动环也与换向器、三爪卡盘一起转动，当顶动基开始转到接触主动活塞杆时，会顶动下压活塞杆上移，主动油腔中的一部分液压油开始经过油管进入下压油腔，带动下压活塞杆向下推动移动座，从而带动焊机(焊接头)下移，待定位焊接部接触到下压活塞杆下端时，此时焊接头下压到下极限位置，转动电机可以暂停一下，焊接完成后，随后转动电机继续转动，换向器继续旋转，顶动基离开下压活塞杆，在复位弹簧作用下，主动活塞杆复位，带动下压活塞杆复位，在支撑弹簧作用下移动座、焊机也复位，如此就完成了一个连接脚的焊接，随后转动电机继续旋转，重复上述动作，可以进行下一个连接脚的焊接。而每次转动电机暂停，恰好也是焊接头下压到位的时候，可以保障每次焊接都定位准确，焊接位置偏差极小，可有效保证焊接质量。且通过一整套机构的联动，实现了焊接头下压与换向器转动的自动配合定位，保障了每次焊接位置的准确性，而由于是机械定位，精度完全依靠结构本身实现，可以避免计算控制(电路模块控制)所导致的误差。此外，水平推动油缸的活塞杆可以伸缩，从而带动机身(与焊接头)一起在移动座上水平滑动，因此可调节焊接头的位置，使其适应不同换向器的连接脚，从而能对多种换向器进行焊接。

所述主机架上设有至少一根导向杆46，导向杆竖直且与主机架固定，移动座上设有滑孔，导向杆外径与滑孔内径适配，导向杆穿过滑孔且与滑孔之间滑动配合。导向杆上设有限位块461，限位块处在移动座上方。导向杆可以辅助移动座进行上下移动，提高移动座工作过程的稳定性。移动座复位时，限位块可以限制移动座上升的最大距离，避免移动过度。

还包括一用于下压换向器连接脚的辅助定型条51，辅助定型条通过定型条架52连接在焊接头上。所述定型条架包括导热滑套521、若干导热连接杆522，辅助定型条与导热滑套滑动连接，辅助定型条的可滑动方向为上下方向，导热滑套内设有轴线竖直的自调节弹簧523，自调节弹簧上端连接导热滑套，自调节弹簧下端连接辅助定型条上端，辅助定型条下端伸出导热滑套外，导热连接杆一端与焊接头连接，导热连接杆另一端与导热滑套连接，辅助定型条下端所处高度低于焊接头下端所处高度。焊接时，移动座带动焊机下移，前面已经提到，焊机的焊接头除了要完成焊接之外，还要融掉引出线上(与换向器连接脚连接处)的漆膜，但是，实际生产中，为了保障工作效率，每次焊接接触时间不可能很长，且焊接头下端尺寸相对也是固定的，就可能导致漆膜消除不足，影响导电效果，且对于连接脚的向下压动也完全依赖焊接头，由于压动时间短，不能很好保障连接脚进一步变形(向内压紧)的程度。而在本方案中，导热连接杆会将高温的焊接头上的热量经导热滑套传导到辅助定型条上，在焊接头下移过程中，辅助定型条先一步接触到换向器连接脚以及漆包线(引出线)，从而可以预先加热、融掉漆膜，并且辅助对连接脚进行下压，随后焊接头再完成焊接(辅助定型条接触到连接脚后，就一直压在连接脚上，并逐步进入导热滑套内，直至焊接结束，移动座提起后，才会在自调节弹簧作用下逐渐复位)，相当于在工作节奏不变的前提下，额外延长了融漆、焊接时间，可有效提升焊接质量，优化产品品质。

所述弧形上顶面上任一点与带动环外环面之间的最小距离均相等。弧形上顶面上任一点与带动环外环面之间的最小距离均相等，意味着只要弧形上顶面顶着主动活塞杆，那么主动活塞杆的位置就不变，直至弧形上顶面离开主动活塞杆，开始由导向斜面或者带动环外环面接触主动活塞杆时，主动活塞杆的相对高度才会下降。如此就保障了转动电机可以连续转动，当具有一定长度的弧形上顶面顶起主动活塞杆后，在弧形上顶面未离开主动活塞杆的那段时间内，焊接头会持续压在焊接处，进行引出线焊接处的漆膜消除、持续进行引出线与连接脚的焊接连接，从而转动电机无需反复启停，可有效提升连贯性，进一步减少定位误差。

Claims (9)

1.一种自动焊接机，包括主机架，其特征是，所述主机架上设有焊机、转动电机、主转轴、副转轴、两个互相同轴且用于夹持转子轴的三爪卡盘、用于带动焊机上下移动的下压焊接结构，焊机包括机身、焊接头，两个三爪卡盘之间形成夹持焊接部，一个三爪卡盘与主转轴同轴连接，另一个三爪卡盘与副转轴同轴连接，主转轴、副转轴均与主机架转动配合，主转轴可由转动电机带动转动，转动电机为一伺服电机,下压焊接结构包括可相对主机架上下移动的移动座，移动座上设有水平推动油缸，水平推动油缸的活塞杆连接机身，机身与移动座滑动连接，机身在移动座上的可滑动方向与水平推动油缸的活塞杆的可伸缩方向平行，水平推动油缸的活塞杆的可伸缩方向与换向器轴线平行。

2.根据权利要求1所述的一种自动焊接机，其特征是，所述转动电机上设有减速机，减速机的动力输入端与转动电机的输出轴连接，减速机的动力输出端与主转轴连接，转动电机通过电机架固定在主机架上。

3.根据权利要求1所述的一种自动焊接机，其特征是，所述下压焊接结构还包括带动环、主动油缸、下压油缸、若干用于支撑移动座的支撑弹簧，带动环套设在与副转轴连接的三爪卡盘上，带动环与三爪卡盘同轴，主动油缸、下压油缸均与主机架固定，主动油缸包括主动缸体、主活塞、主动活塞杆，主动缸体内设有复位弹簧，复位弹簧一端连接主活塞，复位弹簧另一端连接主动缸体，下压油缸包括下压缸体、压活塞、下压活塞杆，主动活塞杆、下压活塞杆的可伸出方向均竖直向下，主动活塞杆、下压活塞杆的可收回方向均竖直向上，主动缸体与下压缸体之间通过油管连通，主动活塞杆处在带动环上方，下压活塞杆处在移动座上方，带动环外环面上设有若干用于顶动主动活塞杆的顶动基，顶动基数目与被焊换向器的连接脚数目一致，各顶动基沿带动环周向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的一种自动焊接机，其特征是，所述主机架上设有支撑座，支撑弹簧轴线竖直，支撑弹簧下端与支撑座固定，支撑弹簧上端与移动座底部固定。

5.根据权利要求3所述的一种自动焊接机，其特征是，所述主机架上设有至少一根导向杆，导向杆竖直且与主机架固定，移动座上设有滑孔，导向杆外径与滑孔内径适配，导向杆穿过滑孔且与滑孔之间滑动配合。

6.根据权利要求3或4所述的一种自动焊接机，其特征是，所述顶动基具有一个弧形上顶面、两个导向斜面，导向斜面与带动环轴线平行，弧形上顶面距带动环轴线距离最大处为定位焊接部。

7.根据权利要求3所述的一种自动焊接机，其特征是，还包括一用于下压换向器连接脚的辅助定型条，辅助定型条通过定型条架连接在焊接头上。

8.根据权利要求7所述的一种自动焊接机，其特征是，所述定型条架包括导热滑套、若干导热连接杆，辅助定型条与导热滑套滑动连接，辅助定型条的可滑动方向为上下方向，导热滑套内设有轴线竖直的自调节弹簧，自调节弹簧上端连接导热滑套，自调节弹簧下端连接辅助定型条上端，辅助定型条下端伸出导热滑套外，导热连接杆一端与焊接头连接，导热连接杆另一端与导热滑套连接，辅助定型条下端所处高度低于焊接头下端所处高度。

9.根据权利要求6所述的一种自动焊接机，其特征是，所述弧形上顶面上任一点与带动环外环面之间的最小距离均相等。