罩極式電機定子銅環焊接工藝的改造裝置

魏國軍

摘 要：在凸極罩極式電機的矽鋼片上設置的短路環加工流程中，短路環的彎折、焊接加工以及整形是罩極式電機生產中的主要工序。在傳統的生產流程中，這些主要工序通常分散設置至少3道獨立的工序，相應需要3-4位作業人員完成，需占用較多的加工設備及較大的作業場所，且生產效率很低。本文旨在一定通過對上述加工工藝的分析并整合，開發出電機定子的銅環焊接設備，同時具有彎折、焊接加工以及整形的功能的設備，節省勞動力、提高電子定子制造的效率及質量。

關鍵詞：銅環;焊接工藝;改造;裝置

中圖分類號：TM305.4

凸極罩極式電機的定子鐵心分為方形、矩形或圓形的磁場框架，磁極凸出，每個磁極上均設置有1個或多個起輔助作用的短路銅環，即罩極繞組。在傳統的生產流程中，這幾道工序通常分散設置有至少四道獨立的工站，相應需要三到四位作業人員在位操作，不僅需要占用較多的加工設備和較大的作業場所，而且需要耗用大量的時間和勞力，生產效率很低，從經濟性和實用性角度考慮很不理想，因而很有必要加以改進。

本文根據短路環加工流程中彎折、焊接加工以及后續整形工藝進行分析、考慮，利用自動控制原理，開發的一套裝置使其具有彎折、焊接加工、整形的功能。

一、設備介紹

為使短路環加工中彎折、焊接加工、整形等在一臺設備上完成，本設備包括機架、轉臺1、定子工裝10、沖壓裝置2、焊接裝置3、整形裝置4、下料裝置5，壓整頭20、壓整塊21等，具體見圖1所示。

二、壓整

首先將需加工的短路環放入定子工裝10中，壓整時短路環先觸碰到壓整塊21，隨著壓整塊的下移，壓整槽22限制了短路環的彎曲方向，并最終完全壓入壓整槽連通的凹部23內，保證了壓整的方向統一，提高壓整的質量。采用固定在機架上的升降機構中氣缸，在其側部設置有貫穿機架并可相對機架滑動的導柱21，壓整頭20裝在導柱21的下端，通過導柱與機架的滑動可保持壓整頭20下壓過程中的穩定性，提高短路環的壓彎質量，具體見圖2所示。

20.壓整頭;21.導柱;22.壓整槽

三、焊接

短路環經壓整工序后，由轉臺1帶動進入焊接工序。整個焊接工序所用裝置3（具體見圖3）包括基板33、基板一側設置有絲桿34、驅動絲桿34旋轉的電機，基板33的另一側安裝有導軌，焊接機構30安裝在導軌上，焊接機構所括連接板35，連接板35螺紋旋接在絲桿上。包括安裝在垂直移動機構上的位置傳感器36，當焊接機構30下移，位置傳感器36也一同下移，當位置傳感器36靠近焊接點時會向電機傳輸信叼，焊接機構30則停止移動并開始進行焊接。為了便于調節焊接機構30的水平位置，以符合不同型號的定子上位置不同的短路環的焊接要求，還包括設置于垂直移動機構上部的水平調節臺，水平調節臺包括可相互移動的X方向調節臺31和Y方向調節臺32，可從X和Y方向同時調節，方便人員操作。

電機可選用步進電機或伺服電機，通過絲桿34帶動焊接機構30的垂直移動，達到控制焊接機構30進給量的效果。可準確移動到焊接的位置，提高焊接的質量。

30.焊接機構;31.X方向調節臺;32.Y方向調節臺;33.基板;34.絲桿;35.連接板;36.位置傳感器

四、整形

電機定子是由鐵芯和纏繞在鐵芯上的線圈組成，由于露出在鐵芯的頂端面和底端面的部分線圈形狀不規則，這些露出鐵芯頂端面和底端面的形狀不規則的線圈與電機殼爬電距離小于3mm或直接接觸時會導致擊穿，甚至在電機口后的使用過程中產生漏電的安全事故，另外如果定子線圈內徑小十轉子直徑時，會影響電機裝配。因此，在定子每次套接好線后都要進行整形工序。目前的整形機將定子在放到整形機上的放置槽內后，再通過按壓按鈕使驅動氣缸驅動沖壓成型模頭下壓對其進行整形，整形完后再將放置槽內的定子拿出。上述過程中都需要操作員將手伸到放置槽內，如果一不小心碰到了按鈕的話就有可能壓板壓到手，所以目前的整形機存在著很大的安全隱患。而采用自動控制原理進行整形，可減少人為操作，從而使得安全性大提高。

五、下料

短路環經沖壓、焊接、整形后就成為成品，需從該裝置上取下來。該裝置包括伸出氣缸520，以及安裝伸出氣缸520的伸出端安裝有氣動夾爪521。當定子完成了沖壓、焊接、整形后，定子跟隨定子工裝10轉動到抓料機構52下方，伸出氣缸520伸出并且氣動夾爪521張開，夾持定子后把定子從定子工裝10向上提起，再橫向移動放落到下料槽53上，具體見圖4所示。

52.抓料機構;520.伸出氣缸;521.氣動夾爪;53.下料槽

六、總結

本裝置轉臺1下方設置有驅動裝置11，采用伺服電機驅動，可高精度控制轉臺1轉動的角度，從而保證沖壓、焊接、整形的質量。安裝在控制系統箱上的顯示屏可反饋操作人員對設備的控制以及接受設備的信息。經過改造后的裝置從沖壓、焊接、整形、下料等工序都實現了自動化，不僅大大地提高了效率，更提高了安全性。

參考文獻：

[1]孫云鵬.隱極式罩極電機的理論分析[J].微電機，1982（4）：19-21.