电机通风槽板用焊接设备及其加工方法与流程

本发明涉及焊接设备领域，具体涉及一种电机通风槽板用焊接设备及其加工方法。

背景技术：

1、大型电机在运行过程中会产生大量热量，需要通过通风槽板进行散热。通风槽板由料片（定子片或转子片）和焊接在料片齿部的多个翅片（工字钢）构成。当前，在料片齿部焊接翅片的加工方式主要有两种：一种是采用人工上料和焊接，效率低下且焊接位置精度难以保证；另一种是采用自动化焊接设备，但现有设备仍存在诸多不足。

2、相关技术中，如专利文献cn202511141048.9（电机通风槽板用焊接设备及其加工方法）所示，提出了一种自动化焊接方案，其通过供料机构将工字钢向上料机器人有序排列输送，上料机器人将工字钢放置到焊接工位的工件上，再由焊机进行焊接，并采用径向锁紧机构和分度旋转机构分别实现工件的夹紧定位和旋转分度，从而提升了焊接效率。然而，该现有方案在实际应用中仍然存在以下技术问题：

3、第一，供料机构难以保证翅片有序、单个地进入供料通道。翅片（工字钢）通常为长条形结构，供料时需要通过取料盘从料仓中抓取翅片并送入供料通道。为确保取料盘的抓取成功率，取料口的深度通常设计为大于单个翅片厚度，但这导致单个取料口内容易同时卡入两个翅片，两个翅片叠放或并列进入供料通道后，容易引发供料装置卡死，影响设备正常运行。

4、第二，翅片在料片齿部的焊接位置精度难以保证。现有技术（包括上述cn202511141048.9）中，上料机器人通常通过手指气缸夹取供料机构输出的翅片，然后将翅片放置在料片的齿部，焊机再控制上电极移动至翅片上方进行压紧焊接。在此过程中，翅片放置后可能发生位置偏移，上电极下压时也可能带动翅片移动，导致翅片在料片齿部的焊接位置出现偏差，影响通风槽板的质量。

5、第三，料片旋转分度精度不足。在焊接过程中，料片需要在焊接工位上按预定角度逐次旋转，以便将各个齿部依次对准焊机进行翅片焊接。现有设备（如cn202511141048.9）中，分度旋转机构采用丝杆螺母与花键丝杆配合的传动方式实现分度旋转，但该传动结构较为复杂，且在实际运行中仍存在旋转位置精度不足的问题，影响翅片在料片周向上的分布均匀性。

6、针对上述问题，本技术提出了一种电机通风槽板用焊接设备及其加工方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电机通风槽板用焊接设备及其加工方法，以解决现有焊接设备供料可靠性差的问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一方面，提供一种电机通风槽板用焊接设备，包括机架、供料机构、排异机构、上料机器人、焊机、料片定位机构以及分度旋转机构；

4、所述机架上端台面设有用于放置料片的焊接工位；

5、所述供料机构用于向上料机器人有序输送翅片；

6、所述排异机构，所述排异机构设于所述供料机构的供料通道入口处，用于检测并剔除取料口内非单一状态的翅片；当取料口内存在叠放翅片时，所述排异机构将取料口内的全部翅片一并剔除，仅当取料口内为单根翅片时允许该翅片进入供料通道；

7、所述上料机器人用于将供料机构输出的单根翅片转运至焊机，由焊机将翅片焊接固定于料片齿部；

8、所述焊机设有带磁吸定位结构的上电极，通过磁吸预固定翅片，防止转运、下压焊接过程中翅片偏移；

9、所述料片定位机构用于将料片竖向压紧定位在焊接工位，防止焊接时料片窜动；

10、所述分度旋转机构采用弧形齿条与齿轮啮合传动，配合弧形导轨导向，带动料片沿圆弧轨迹按设定角度精准分度旋转，提升翅片周向焊接分布均匀性。

11、进一步的，所述供料机构包括供料座、取料盘组件、两条对称布置的供料通道以及出料盘组件；

12、所述取料盘组件包含取料轴与取料盘，取料轴由驱动电机带动旋转，取料盘周向开设若干取料口，所述取料口深度大于单根翅片厚度、且小于两根翅片叠放总厚度；翅片两端卡入取料口，随取料盘旋转送入供料通道；

13、所述供料通道对称设于供料座两侧板之间，供料通道出口朝下布置；

14、所述出料盘组件包括出料轴与成对设置的出料盘，出料轴由电机驱动旋转，出料盘外周开设若干出料口，出料盘设于供料通道出口下方；翅片自供料通道下落进入出料口，随出料盘旋转 180° 后竖向下落至取料座；所述取料座开设有两个第一卡口和第一电磁吸盘用于承接并定位翅片，取料座由上料机器人带动移动，将翅片输送至焊机上电极处。

15、进一步的，所述排异机构包括成对布置的排异滑块，供料座两侧板分别开设滑孔，排异滑块设置于该滑孔内，滑孔内装配弹簧，弹簧一端抵靠滑孔内壁、另一端抵接排异滑块，常态下弹簧将排异滑块抵接于滑孔后侧；

16、所述排异滑块开设有弧形排异通道，排异通道位于取料盘输送翅片的弧形运动路径上；所述排异通道包括前通道和后通道，前通道为前宽后窄的渐缩导向结构，后通道为弧形通道，后通道的竖向高度小于取料口深度，单个翅片进入后通道时与排异通道之间具有间隙；

17、当取料口内为单根翅片时，单根翅片穿过前通道进入后通道，排异滑块保持不动，单根翅片沿后通道进入供料通道；

18、当取料口内存在横向上下叠放的翅片时，叠放翅片进入前通道后挤压前通道侧壁，推动排异滑块压缩弹簧向前滑移，排异滑块移动将取料口内的全部翅片一并推出取料口，实现叠放翅片的整体剔除；

19、当取料口内存在竖向并列叠放的翅片时，并列翅片进入前通道后与排异滑块抵接，推动排异滑块压缩弹簧向前滑移，排异滑块移动将取料口内的全部翅片一并推出取料口，实现叠放翅片的整体剔除；

20、排异滑块移动的距离确保排异通道底面移动至高出取料口端口，使取料口内的全部翅片被推出取料口。

21、进一步的，所述排异滑块整体为工字型滑动构件，滑块两端形成滑槽与侧板滑动配合；排异滑块包括 t 形滑座、上挡块与下挡块，上挡块、下挡块装配于滑座同一侧围成排异通道；上挡块下端成型上斜面与上直面，下挡块上端成型导向弧面，上斜面与导向弧面围成所述前通道，上直面与导向弧面围成所述后通道。

22、进一步的，所述滑座上下两端装配滚珠，排异滑块通过滚珠与侧板形成滚动配合，降低滑块滑动摩擦阻力。

23、进一步的，所述焊机的上电极为一体式电极块，电极块下端开设第二卡口，第二卡口内置磁铁；上料机器人将翅片插入第二卡口后，磁铁吸附固定翅片，防止翅片松脱偏移；焊接时上电极携带翅片移动至料片齿部完成焊接，焊接完成后上电极抬升，翅片与电极分离并从第二卡口脱出。

24、进一步的，所述第二卡口的深度小于翅片宽度，翅片被磁铁吸附固定后，翅片下端从第二卡口底部外露，外露段与料片齿部贴合保证焊接接触面积与定位精度。

25、进一步的，所述料片定位机构包括多个第二电磁吸盘，第二电磁吸盘安装于机架台面下方，通过磁力将料片吸附定位于焊接工位；焊接工位外周布置若干定位块，定位块与料片外径轮廓配合，对料片进行径向限位。

26、进一步的，所述分度旋转机构包括驱动臂、驱动电机、一对气缸座以及磁吸气缸；

27、所述驱动臂两端对称设置对称臂，对称臂与机架之间装配弧形导轨，驱动臂沿弧形导轨做圆弧回转运动；

28、所述驱动电机输出端连接主动齿轮，驱动臂上固定弧形齿条，主动齿轮与弧形齿条啮合传动，驱动驱动臂回转；

29、两个气缸座分别固定于两侧对称臂，每个气缸座配置两组定位气缸，定位气缸输出端连接导钉；

30、所述对称臂上设置磁吸气缸，磁吸气缸上端安装隔磁座，所述隔磁座的高度对应台面高度；分度旋转时，所述磁吸气缸将料片吸附于隔磁座上，定位气缸驱动导钉向上伸出卡入料片，通过导钉带动料片同步旋转设定角度；分度完成后定位气缸带动导钉向下复位，磁吸气缸断开吸附，驱动臂回转复位。

31、另一方面，提供一种电机通风槽板的加工方法，包括如下步骤：

32、s1 工件定位：将料片放置于机架焊接工位，利用工位四周定位块对料片径向限位，台面下方第二电磁吸盘通电产生磁力，将料片竖向吸附锁紧；

33、s2 翅片单根分选供料：取料盘在料仓内旋转抓取翅片，翅片装入取料口向供料通道输送；若取料口内为单根翅片，该翅片穿过排异通道进入供料通道；若取料口内存在横向上下叠放或竖向并列叠放的翅片，叠放翅片进入排异通道后推动排异滑块滑移，由排异滑块将取料口内的全部翅片一并剔除，回落料仓；单根翅片沿供料通道下落至出料盘出料口；

34、s3 翅片转运磁吸定位：出料盘旋转 180° 使翅片竖向落入取料座第一卡口，上料机器人携带取料座移动至焊机上电极下方，将翅片插入上电极第二卡口，卡口内磁铁吸附固定翅片；

35、s4 单齿焊接：上电极携带吸附固定的翅片移动至料片待焊接齿部，焊机通电将翅片焊接于齿部表面；焊接完成后上电极抬升，翅片与上电极分离；

36、s5 分度换位：当前齿部焊接完成后，先启动对称臂上的磁吸气缸，由磁吸气缸将料片吸附固定在隔磁座上；再控制定位气缸驱动导钉向上伸出并卡入料片；随后控制料片定位机构的第二电磁吸盘断电，解除台面底部对料片的吸附束缚；驱动电机驱动主动齿轮啮合弧形齿条，带动驱动臂沿弧形导轨回转，通过导钉带动料片旋转预设分度角度；旋转到位后，定位气缸带动导钉缩回复位，关闭磁吸气缸解除其对料片的吸附，再次控制台面下方第二电磁吸盘通电，重新将料片竖向吸附锁紧定位，驱动电机反转带动对称臂回转复位；

37、s6 循环加工：重复步骤 s2 至 s5，依次完成料片全部齿部的翅片焊接，加工得到成品电机通风槽板。

38、本发明的有益效果是：

39、本发明的电机通风槽板用焊接设备，通过在供料机构的供料通道入口处设置排异机构，排异滑块上开设具有前宽后窄渐缩结构的前通道和仅供单根翅片通行的后通道，执行“非单即弃”的二元判定逻辑。当取料口内为单根翅片时，该翅片顺利穿过排异通道进入供料通道；当取料口内存在横向上下叠放或竖向并列叠放的翅片时，叠放翅片进入前通道后与排异滑块抵接，推动排异滑块压缩弹簧向前滑移，排异滑块移动将取料口内的全部翅片一并推出取料口，实现叠放翅片的整体剔除，被剔除的翅片回落至料仓内，取料盘继续旋转抓取下一批翅片，直至取料口内恰好为单根翅片为止。

40、该排异机构无需额外动力源，仅依靠取料盘旋转的驱动力即可完成叠放翅片的自动剔除，结构简单、响应可靠。相较于现有技术中“从叠放翅片中保留下层单根”的分选思路，本发明的“全部剔除、重新抓取”方案结构更为简洁，判定逻辑清晰明确，彻底杜绝了因叠放翅片进入供料通道而引发的供料卡死现象，大幅提升了设备运行的连续性和稳定性。同时，排异滑块采用工字型结构与侧板滑动配合，滑座上下两端装配滚珠形成滚动配合，进一步降低了滑动摩擦阻力，保证了排异动作的顺畅性和长期运行的可靠性。

41、通过在焊机的上电极下方开设第二卡口，并在第二卡口内设置磁铁，上料机器人将翅片插入第二卡口后即被磁铁吸附固定，使翅片与上电极形成一个整体移动单元。上电极携带翅片直接移动至料片齿部进行焊接，整个过程中翅片相对于上电极的位置始终保持固定，避免了传统方案中先放置翅片、再移动上电极压紧焊接所导致的位置偏移问题。同时，第二卡口的深度设计为小于翅片宽度，翅片被吸附后其下端从第二卡口底部外露，确保翅片与料片齿部之间具有充足的焊接接触面积，进一步提升焊接质量。

42、通过采用驱动电机带动主动齿轮与弧形齿条啮合传动，配合弧形导轨导向，带动驱动臂及对称臂做圆弧回转运动，进而通过导钉带动料片在台面上按预定角度旋转。齿轮齿条啮合传动相较于现有技术中的同步带传动或丝杆螺母传动，无弹性变形和打滑问题，传动比精确、重复定位精度高，确保料片每个齿部都能准确无误地旋转至焊接位置，从而提升翅片在料片周向上的分布均匀性，保证通风槽板的整体质量。同时，对称臂经弧形导轨在机架上做旋转支撑，运动刚性好、承载能力强，适合大尺寸、重型料片的高精度分度旋转。

43、通过料片定位机构采用台面下方的多个第二电磁吸盘对料片进行吸附定位，配合焊接工位四周的定位块进行径向限位，实现双重定位，确保焊接过程中料片稳固不动。在需要切换料片旋转位置时，先由对称臂上的磁吸气缸将料片吸附在隔磁座上，再使第二电磁吸盘断电，实现料片吸附力的无缝切换，避免料片在切换过程中发生位移或掉落；待导钉抬升插入料片并完成旋转后，第二电磁吸盘重新通电吸附料片，磁吸气缸断开吸附，驱动臂复位。该切换逻辑确保了料片在焊接与分度两种状态之间的平稳过渡，兼顾了焊接刚性与分度灵活性的统一。