一种用于关节式定子铁芯拼装和激光焊接的自动化设备的制作方法

1.本实用新型涉及关节式定子铁芯加工设备技术领域，具体为一种用于关节式定子铁芯拼装和激光焊接的自动化设备。


背景技术：

2.关节式定子铁芯是工业用永磁伺服电机中常用的定子结构，一般由6段关节式定子铁芯拼装、焊接成一个环形定子；现有的工艺和设备主要是采用一套半自动的拼装转台和二把tig焊枪及其配套设备组成，由人工将6段关节式定子铁芯在拼装转台上拼成一个圆环，并将该圆环内外圈夹紧固定；然后该转台按照设定的角度转动，每转动一个角度，在角度上180
°
对称分布的tig焊枪对圆弧拼缝或关节处进行焊接，焊接完成后，成为一个完整的定子铁芯，由人工进行工件拆卸。
3.此类关节式定子铁芯拼装和激光焊接设备在实际应用时存在以下几个缺陷：
4.1、人工进行关节式定子铁芯的拼装和拆卸，效率低下。
5.2、tig焊又称为非熔化极惰性气体钨极保护焊，具有如下缺点：熔深浅，熔敷速度小，生产率较低；钨极承载电流的能力较差，过大的电流会引起钨极熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池，造成污染（夹钨）；工艺消耗大量的焊丝和隋性气体（氩气、氦气），生产成本较高。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种用于关节式定子铁芯拼装和激光焊接的自动化设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于关节式定子铁芯拼装和激光焊接的自动化设备，包括成品下料工位、单段上料工位、搬运机器人、铁芯工位测量台、铁芯拼装转台、转运工装、输送桁架、激光防护房、焊接转台和焊接机器人；所述成品下料工位安装在单段上料工位的一侧，铁芯工位测量台安装在搬运机器人的前侧，搬运机器人位于铁芯拼装转台与成品下料工位之间；所述转运工装设置有两组，分别设置在铁芯拼装转台顶端的左右两侧，其中一个转运工装靠近激光防护房设置，铁芯拼装转台的底部安装有旋转驱动装置，并通过旋转驱动装置驱动铁芯拼装转台旋转180
°
，进而实现两个转运工装的左右位置调换；所述焊接机器人和焊接转台均安装在激光防护房内，焊接转台的上方安装有输送桁架，输送桁架远离焊接转台的一端穿过激光防护房并设置在铁芯拼装转台的上方。
8.优选的，所述成品下料工位的底部设置有转运推车，成品下料工位用于放置铁芯焊接成品，并通过转运推车将其转运出成品下料工位。
9.优选的，所述单段上料工位用于放置单段铁芯，方便搬运机器人的抓取，进而实现单段铁芯的上料工作。
10.优选的，所述搬运机器人用于单段铁芯与铁芯焊接成品的上、下料工作。
11.优选的，所述铁芯工位测量台上安装有铁芯工位校准机构，铁芯工位校准机构用于对单段铁芯进行工位定位检测，使得单段铁芯夹取至转运工装时保持固定工位，方便单段铁芯的后期拼接。
12.优选的，所述铁芯工位校准机构包括固定挡板、活动挡板和活动挡块，活动挡块设置有两个，分别设置在单段铁芯的左右两侧，活动挡块通过气缸驱动其左右滑移，进而推动单段铁芯的左右两端移动，使得单段铁芯保持固定的工位。
13.优选的，所述固定挡板和活动挡板分别设置在单段铁芯的外侧、内侧，活动挡板上安装有伸缩推杆，使其通过伸缩推杆推动单段铁芯向外侧移动至与固定挡板的内侧壁贴合连接，固定挡板的内侧壁为与单段铁芯外侧壁弧度适配的弧形结构。
14.优选的，所述铁芯拼装转台用于放置由搬运机器人从单段上料工位上抓取的单段铁芯，方便搬运机器人对单段铁芯的拼接。
15.优选的，所述输送桁架上安装有丝杆驱动机构，用于将转运工装上拼接完成的铁芯输送至激光防护房内。
16.优选的，所述焊接机器人用于对拼接后的铁芯进行焊接工作，焊接转台用于放置待焊接的铁芯，用于辅助焊接机器人对铁芯进行焊接工作。
17.优选的，所述搬运机器人上设置有两组夹具工装，其中一组夹具工装用于夹取焊接成品，另外一组夹具工装用于夹取单段铁芯。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.本实用新型提供的一种用于关节式定子铁芯拼装和激光焊接的自动化设备，该设备能够实现关节式定子铁芯的自动上料、拼装、激光焊接、外形检测、下料全工艺过程，提升生产效率，提高焊接质量，减少耗材和挥发性有机化合物的产生，降低生产成本。
附图说明
20.图1为本实用新型的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型的整体俯视图；
22.图3为本实用新型的单段上料工位的具体结构示意图；
23.图4为本实用新型的成品下料工位的具体结构示意图；
24.图5为本实用新型的搬运机器人的具体结构示意图；
25.图6为本实用新型的输送桁架的具体结构示意图；
26.图7为本实用新型的铁芯工位测量台的具体结构示意图；
27.图8为本实用新型的侧视图。
28.图中：1、成品下料工位；2、单段上料工位；3、搬运机器人；4、铁芯工位测量台；401、固定挡板；402、活动挡板；403、伸缩推杆；404、活动挡块；5、铁芯拼装转台；6、转运工装；7、输送桁架；8、激光防护房；9、焊接转台；10、焊接机器人；11、转运推车。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.请参阅图1-8，本实用新型提供一种技术方案：一种用于关节式定子铁芯拼装和激光焊接的自动化设备，包括成品下料工位1、单段上料工位2、搬运机器人3、铁芯工位测量台4、铁芯拼装转台5、转运工装6、输送桁架7、激光防护房8、焊接转台9和焊接机器人10；成品下料工位1安装在单段上料工位2的一侧，铁芯工位测量台4安装在搬运机器人3的前侧，搬运机器人3位于铁芯拼装转台5与成品下料工位1之间；转运工装6设置有两组，分别设置在铁芯拼装转台5顶端的左右两侧，其中一个转运工装6靠近激光防护房8设置，铁芯拼装转台5的底部安装有旋转驱动装置，并通过旋转驱动装置驱动铁芯拼装转台5旋转180
°
，进而实现两个转运工装6的左右位置调换；焊接机器人10和焊接转台9均安装在激光防护房8内，焊接转台9的上方安装有输送桁架7，输送桁架7远离焊接转台9的一端穿过激光防护房8并设置在铁芯拼装转台5的上方。
33.进一步的，成品下料工位1的底部设置有转运推车11，成品下料工位1用于放置铁芯焊接成品，并通过转运推车11将其转运出成品下料工位1。
34.进一步的，单段上料工位2用于放置单段铁芯，方便搬运机器人3的抓取，进而实现单段铁芯的上料工作。
35.进一步的，搬运机器人3用于单段铁芯与铁芯焊接成品的上、下料工作。
36.进一步的，铁芯工位测量台4上安装有铁芯工位校准机构，铁芯工位校准机构用于对单段铁芯进行工位定位检测，使得单段铁芯夹取至转运工装6时保持固定工位，方便单段铁芯的后期拼接。
37.进一步的，铁芯工位校准机构包括固定挡板401、活动挡板402和活动挡块404，活动挡块404设置有两个，分别设置在单段铁芯的左右两侧，活动挡块404通过气缸驱动其左右滑移，进而推动单段铁芯的左右两端移动，使得单段铁芯保持固定的工位。
38.进一步的，固定挡板401和活动挡板402分别设置在单段铁芯的外侧、内侧，活动挡板402上安装有伸缩推杆403，使其通过伸缩推杆403推动单段铁芯向外侧移动至与固定挡板401的内侧壁贴合连接，固定挡板401的内侧壁为与单段铁芯外侧壁弧度适配的弧形结构。
39.进一步的，铁芯拼装转台5用于放置由搬运机器人3从单段上料工位2上抓取的单段铁芯，方便搬运机器人3对单段铁芯的拼接。
40.进一步的，输送桁架7上安装有丝杆驱动机构，用于将转运工装6上拼接完成的铁芯输送至激光防护房8内。
41.进一步的，焊接机器人10用于对拼接后的铁芯进行焊接工作，焊接转台9用于放置待焊接的铁芯，用于辅助焊接机器人10对铁芯进行焊接工作。
42.进一步的，搬运机器人3上设置有两组夹具工装，其中一组夹具工装用于夹取焊接成品，另外一组夹具工装用于夹取单段铁芯。
43.工作原理：在该自动化设备应用之前，人工推送单段上料工位2至相应位置，搬运机器人3抓取单段铁芯至铁芯工位测量台4，通过铁芯工位校准机构定位完成后，搬运机器人3抓取单段铁芯至带有转运工装6的铁芯拼装转台5上，搬运机器人3抓取满足的单段铁芯数量后（比如说数量6），输送桁架7通过丝杆驱动机构搬运转运工装6（带拼接后的铁芯）至焊接转台9，通过焊接机器人10焊接铁芯，通过焊接转台9对焊接过程中的铁芯进行工位转换，所有的单段铁芯焊接完成后，输送桁架7搬运转运工装6（带焊接后铁芯）至铁芯拼装转台5；搬运机器人3抓取铁芯成品至成品下料工位1，下料完成后，人工通过搬运推车11将成品运出。
44.值得注意的是：整个装置通过控制器对其实现控制，由于控制器为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
45.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。