一种电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台的制作方法

1.本发明属于激光焊接技术领域，尤其涉及一种电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台。


背景技术：

2.新能源汽车的核心部件之一就是驱动电机，要实现新能源汽车的批量化生产，提高电机定子硅钢片叠片焊接的生产效率和生产品质变得非常必要，现在大多企业采用氩弧焊焊接，氩弧焊焊后的热量和内应力较大，容易出现焊缝开裂的情况。而激光焊接是将激光器输出的高功率密度的激光束经过聚焦，使其光斑小，能量集中，密度高，加热效率快，因此焊后硅钢片不宜开裂，焊接效率和焊接品质高。
3.cn202310553622.6公开了一种电机定子硅钢片四工位视觉定位激光焊接装置及方法，该专利有上料、预压、焊接、脱料四个工位，该装置设备占地面积大，且需要在中心位置设置旋转平台，旋转平台上有四根伸缩臂对应不同工位，每个工位动作完成后 ，旋转平台顶升，解锁后，伸缩臂回退，然后旋转90度，再推出伸缩臂上的夹具。此方式结构复杂，占用面积大，结构复杂，而且上料工位和脱料工位均要单独设置操作人员，降低劳动效率，提高了人工成本。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，旨在解决现有焊接平台占用面积大、结构复杂、需要多位工作人员参与的技术问题。
5.本发明采用如下技术方案：所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，包括移栽定位机构以及安装在其上的工装夹具机构、预压机构和激光焊接机构，所述移栽定位机构前端底部设置有脱料机构；所述移栽定位机构包括底座以及安装在底座上的滑轨，所述滑轨上安装有滑板，所述工装夹具机构安装至所述滑板顶部，所述底座上还有用于驱动所述滑板移动的横向驱动组件，所述底座内位于滑板下方前后设置有三组支撑组件，所述底座位于滑轨一侧还设置有作用于滑板的定位组件；所述工装夹具机构包括设置于滑板上的随动转盘，所述随动转盘的中心轴固定有定位芯轴，定位芯轴外周有若干定位齿条，所述随动转盘上还有脱料板，所述滑板上还设有作用于随动转盘的定位销组件；所述激光焊接机构包括导向立架，所述导向立架的顶部向下设置有电缸，所述导向立架中间有升降板，所述电缸的驱动端作用至所述升降板，所述升降板底面还设有旋转压头，所述导向立架的外侧至少设置有一套激光焊接组件。
6.进一步的，所述预压机构包括导向安装架，所述导向安装架的顶部向下设置有压缸，所述导向安装架中间有横板，所述压缸的驱动端与横板之间有压力传感器，所述横板底
部还有预压压头和测距传感器。
7.进一步的，所述脱料机构包括底板以及安装在底板上的丝杆顶升机，所述底板向上设置有一对导向柱，所述导向柱顶部有固定板，所述导向柱上滑动安装有活动板，所述丝杆顶升机的丝杆穿过所述活动板，所述活动板向上穿过固定板设置有顶杆。
8.进一步的，所述横向驱动组件包括设于底座滑轨一侧的伺服电机和从动带轮，所述伺服电机的驱动轴有主动带轮，所述主动带轮和从动带轮之间套有传动皮带，所述滑板一侧与所述传动皮带固定；所述定位组件包括安装座以及设于安装座上的短轨和直气缸，所述短轨上有滑块，所述滑块和直气缸驱动端共同固定有顶块，所述顶块前端有插销；所述定位销组件包括平板以及安装在平板上的短气缸，所述短气缸的驱动端有推块，所述推块的前端有定位销。
9.进一步的，所述激光焊接组件包括三轴移动机械臂，所述三轴移动机械臂的末端通过角度调节盘安装有激光焊接头，所述激光焊接头的前端上方通过调节座安装有测量探头。
10.进一步的，所述支撑组件包括座板，所述座板后侧有竖直块，所述竖直块上安装有推缸和限位螺栓，所述座板上两侧有均有导向块，两块导向块之间上下放置有顶推板和移动板，所述顶推板和移动板的接触面为斜面，所述顶推板与两侧的有导向块之间通过凸块凹槽结构限位，所述推缸的驱动端连接至所述移动板，所述顶推板和移动板中央开有通孔。
11.进一步的，三组支撑组件对应位置分别为上下料工位、预压工位和焊接工位，所述激光自动焊接平台的工作方式如下：步骤s1、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至上下料工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，定位销组件动作固定住随动转盘，将硅钢片叠装在工装夹具机构的定位芯轴上，叠装完成后，松开定位组件和支撑组件；步骤s2、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至预压工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，预压机构压缸动作进行预压，预压压头下压硅钢片直至设定压力，测距传感器测量从接触硅钢片至设定压力的移动高度与理论高度对比，如果高度误差在设置的允许范围内，则气缸回退；如果高度误差大于允许范围，则根据高度误差值相应提示增加或减少硅钢片数量，同时工装夹具机构回退至上下料工位进行增减片操作，操作完成后重新启动，工装夹具机构返回至预压工位再次预压，直至测量的高度误差在允许范围内，预压完成后松开定位组件和支撑组件；步骤s3、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至焊接工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，激光焊接机构的电缸动作，旋转压头下压硅钢片至预期下压压力，激光焊接组件开始对焊缝进行焊接当前焊缝焊接完成后，定位销组件的定位销回退，旋转压头驱动硅钢片旋转至下一条焊缝位置进行焊接，直至所有焊缝焊接完成，松开定位组件和支撑组件；步骤s4、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至上下料工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，脱料机构的顶杆伸出，顶杆穿过支撑组件的通孔，顶起脱料板从而将焊接完成后的定子硅钢片从定位芯轴脱出，完成脱料。
12.进一步的，在预压工位，预压压头分两次下压，第一次下压压力为15
±
0.5t，保压
时间10
±
2s，预压压头抬起后，第二次下压压力为5
±
0.5t，保压时间6
±
2s后抬起；在焊接工位，旋转压头的下压压力保持在200
±
20kg。
13.进一步的，定子硅钢片的焊缝为斜槽，定位齿条为斜槽定位，在预压工位和焊接工位，下压至压头刚接触顶部硅钢片时退出定位销，压头离开顶部硅钢片时缓慢插入定位销，所述定位销的前端有倒角，起导向作用，使得随动转盘重新回到圆周初始位。
14.进一步的，激光焊接组件的焊接过程具体如下：s31、在焊接前，激光焊接组件位于默认位置，通过竖直高度调整使得测量探头对准顶层硅钢片，缓慢转动整个定子硅钢片，记录距离最大时定子硅钢片的第一角度a1，通过高度调整使得测量探头对准底层硅钢片，缓慢转动整个定子硅钢片，记录距离最大时定子硅钢片的第二角度a2，得到焊缝起点到终点的偏转角度a=a2-a1；s32、三轴移动机械臂驱动激光焊接头从焊缝起点位置逐步移动到终点位置并完成当前焊缝焊接，第i片硅钢片对应的激光焊接头焊接激光焦点坐标为（xi，yi），其中，，这里r为硅钢片半径，r为硅钢片焊缝槽口半径，l为压紧后整个定子硅钢片的整体厚度，m为硅钢片数量；s33、当前焊缝焊接完成后，激光焊接头回到焊缝起点位置，整个定子硅钢片转动固定工位角度，进行下一条焊缝焊接，直至所有焊缝焊接完成。
15.本发明的有益效果是：本发明以直线形式设计移栽定位机构，工装夹具机构、预压机构和激光焊接机构分别前后布置，且移栽定位机构前端还设有脱料机构，操作时，在上下料工位进行上料，然后移动至预压工位进行预压、测高，通过高度误差判断上料的硅钢片片数是否复合要求，接着移动至焊接工位进行旋转焊接，最后回到初始的上下料工位进行脱料；本焊接平台双向往复式生产，可单人操作，从而降低了人工劳动成本，提高了焊接质量和焊接良率。本装置整体结构设计简单，占用场地面积小，同时设置脱料工位解决了焊后微变形造成的定子与夹具脱料困难问题。
附图说明
16.图1是本发明实施例提供的三工位激光自动焊接平台的立体图；图2是本发明实施例提供的移栽定位机构的结构图；图3是图2的局部放大图；图4是工装夹具机构的结构图；图5是预压机构的结构图；图6是激光焊接机构的结构图；图7是脱料机构的结构图；图8是支撑组件的结构图；图9是激光焊接头的焦点坐标计算示意图；图10是图9中a部分的放大图；图11是坐标系建立示意图。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
19.如图1所示，本实施例提供的电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，包括移栽定位机构1以及安装在其上的工装夹具机构2、预压机构3和激光焊接机构4，所述移栽定位机构前端底部设置有脱料机构5。另外还可以设置操作台6。
20.本结构中，移栽定位机构的作用作为工装夹具机构移动的安装平台，可以移动、定位、支撑等功能。移栽定位机构从前至后分别为上下料工位、预压工位和焊接工位。本平台仅可实现机械臂硅钢片自动上下料，如果采用人工操作，也仅需一位操作工。具体操作时，首先在上下料工位进行硅钢片上料，然后工装夹具机构移动移动至预压工位进行预压、测高，通过高度误差判断上料的硅钢片片数是否复合要求，接着移动至焊接工位进行旋转焊接，所有焊缝焊接完成后，最后回到初始的上下料工位进行脱料。本焊接平台可实现硅钢片焊接双向往复式生产，可单人操作，从而降低了人工劳动成本，提高了焊接质量和焊接良率，同时设置脱料工位解决了焊后微变形造成的定子与夹具脱料困难问题。
21.作为所述移栽定位机构的一种具体结构，结合图2所示，所述移栽定位机构1包括底座11以及安装在底座11上的滑轨12，所述滑轨12上安装有滑板13，所述工装夹具机构2安装至所述滑板13顶部，所述底座1上还有用于驱动所述滑板13移动的横向驱动组件。本实施例不限定横向驱动组件的具体形式，图示中，所述横向驱动组件包括设于底座滑轨一侧的伺服电机14和从动带轮15，所述伺服电机14的驱动轴有主动带轮16，所述主动带轮16和从动带轮15之间套有传动皮带17，所述滑板13一侧与所述传动皮带17固定。所述底座11内位于滑板13下方前后设置有三组支撑组件18，所述底座11位于滑轨一侧还设置有作用于滑板13的定位组件19。如图3所示，所述定位组件19包括安装座191以及设于安装座191上的短轨192和直气缸193，所述短轨192上有滑块194，所述滑块194和直气缸193驱动端共同固定有顶块195，所述顶块195前端有插销196，滑板13的侧边有匹配的卡口，插销196前端设计有导向角，可插入滑板13的侧边卡口内，实现定位。
22.工装夹具机构需要移载时，伺服电机驱动皮带转动，实现将其运送至相应工位，进行初定位，随后定位组件的插销顶出，根据插销和卡口的导向作用，实现将滑板进行精定位，保证硅钢片工件的位置精度。支撑组件将工装夹具组件支撑，防止在预压工位和焊接工位下压时将移载的滑轨损坏。
23.作为所述工装夹具机构2的一种具体结构，如图4所示，包括设置于滑板13上的随动转盘21，所述随动转盘21的中心轴固定有定位芯轴22，定位芯轴22外周有若干定位齿条23，所述随动转盘21上还有脱料板24，所述滑板13上还设有作用于随动转盘21的定位销组件25。所述定位销组件25包括平板251以及安装在平板上的短气缸252，所述短气缸252的驱动端有推块，所述推块的前端有定位销253。
24.其中图示中有3根定位齿条23镶嵌于定位芯轴22上用来定位定子硅钢片100，从而保证焊后的形位公差，定子硅钢片外周有多条焊缝，图示有16条焊缝。脱料板24套在定位芯轴22上，上端与定子硅钢片100接触，用于将焊接完成后的定子托起。定位芯轴22固定于随
动转盘21上，随动转盘21安装在滑板13上。定位销组件25的短气缸252驱动定位销253插入随动转盘21，实现硅钢片工件及定位芯轴的圆周定位，保证每件工件焊接时第一条焊缝定位精准，定位销253退出，随动转盘21可转动，与焊接工位动作配合，可控制实现所有圆周的硅钢片焊缝焊接。
25.作为所述预压机构3的一种具体结构，如图5所示，所述预压机构5包括导向安装架51，所述导向安装架51的顶部向下设置有压缸52，所述导向安装架51中间有横板53，所述压缸52的驱动端与横板53之间有压力传感器54，所述横板53底部还有预压压头55和测距传感器56。
26.当装有定子硅钢片的工装夹具组件转移至该预压工位时，压缸驱动预压压头下压定子硅钢片，通过压力传感器与测距传感器反馈值判断硅钢片高度是否在设定的允许范围内，即压力传感器达到设定压力后，测距传感器测量的移动距离，与预期高度的高度差是否在允许范围内，如果高度误差在设置的允许范围内，移栽定位机构将工件运送至下一工位，即焊接工位，如果不一致，移栽定位机构将工件退回至上下工位进行增减片操作，然后再此送至预压工位进行预压，直至复合要求。
27.硅钢片预压完成后，送至焊接工位。作为所述激光焊接机构4的一种具体结构，如图6所示，包括导向立架41，所述导向立架41的顶部向下设置有电缸42，所述导向立架41中间有升降板43，所述电缸42的驱动端作用至所述升降板43，所述升降板43底面还设有旋转压头44，所述导向立架41的外侧至少设置有一套激光焊接组件45。图示激光焊接组件45有两组，分别位于两侧，提高焊接效率。所述激光焊接组件45包括三轴移动机械臂451，可xyz三个方向移动，方向如图1所示，前后移动为x方向，竖直上下移动为y方向，靠近和远离定子硅钢片为z方向。所述三轴移动机械臂的末端通过角度调节盘452安装有激光焊接头453，所述激光焊接头453的前端上方通过调节座454安装有测量探头455。
28.当定子硅钢片工装夹具组件转移至该焊接工位时，电缸驱动旋转压头下压定子硅钢片至压力保持在200
±
20kg，随后左右两侧三轴移动机械臂在测量探头的辅助下，调整激光焊接头，将焦点对准第一条焊缝进行焊接，焊接完成后，旋转压头带动硅钢片旋转至下一条焊缝，直到完成所有焊缝焊接。
29.图示中，定子硅钢片的焊缝为斜槽，定位齿条为斜槽定位，在预压工位和焊接工位，下压至压头刚接触顶部硅钢片时退出定位销，压头离开顶部硅钢片时缓慢插入定位销，所述定位销的前端有倒角，起导向作用，使得随动转盘重新回到圆周初始位。具体的，在预压工位下压压力较大时（约20t）硅钢片高度被压缩，随动转盘会产生微小偏转，从而对短气缸和定位销产生受力冲击，影响定位销组件寿命，从而会影响焊接质量，在控制方式中在预压工位和焊接工位，下压至压头刚接触硅钢片时推出定位销，压头离开硅钢片时缓慢插入定位销，由于插销前端有较大倒角起导向作用使工件重新回到圆周初始位。
30.硅钢片焊接完成后移动至上下料工位，通过脱料机构5顶出硅钢片。如图7所示，所述脱料机构5包括底板51以及安装在底板51上的丝杆顶升机52，所述底板51向上设置有一对导向柱53，所述导向柱53顶部有固定板54，所述导向柱53上滑动安装有活动板55，所述丝杆顶升机51的丝杆56穿过所述活动板55，所述活动板55向上穿过固定板设置有顶杆57。活动板55中心安装与顶升机的丝杆配套的丝杆螺母。脱料时，伺服电机驱动丝杆顶升机工作，丝杆螺母与活动板一同升降实现顶杆的伸出，顶杆穿过支撑组件内部后，顶起脱料板，从而
将焊接完成后的定子硅钢片从定位芯轴脱出，完成脱料。
31.本实施例中，三个工位下，每个工位都有支撑组件，三个支撑组件结构相同，用于支撑滑板。如图8所示，所述支撑组件18包括座板181，所述座板181后侧有竖直块182，所述竖直块182上安装有推缸183和限位螺栓184，所述座板181上两侧有均有导向块185，两块导向块185之间上下放置有顶推板186和移动板187，所述顶推板186和移动板187的接触面为斜面，所述顶推板186与两侧的有导向块之间通过凸块凹槽结构限位，所述推缸183的驱动端连接至所述移动板187，所述顶推板186和移动板187中央开有通孔188。移动板上端斜面与顶推板的下端斜面接触可滑动，顶推板左右有限位，只能沿斜面作用下垂直上下运动。推缸伸出时，顶推板沿斜面下降，推缸缩回时，顶推按沿斜面上升将工装夹具组件的滑板下端面顶住，实现支撑作用。另外设置限位螺栓，使移动板的位置可调，从而调节顶推板的顶升高度，使顶推板刚好接触于工装夹具滑板底部，又不至于将其顶起脱离滑轨。
32.基于上述焊接平台，激光自动焊接平台整过完整的工作方式如下：步骤s1、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至上下料工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，定位销组件动作固定住随动转盘，将硅钢片叠装在工装夹具机构的定位芯轴上，叠装完成后，松开定位组件和支撑组件；步骤s2、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至预压工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，预压机构压缸动作进行预压，预压压头下压硅钢片直至设定压力，测距传感器测量从接触硅钢片至设定压力的移动高度与理论高度对比，如果高度误差在设置的允许范围内，则气缸回退；如果高度误差大于允许范围，则根据高度误差值相应提示增加或减少硅钢片数量，同时工装夹具机构回退至上下料工位进行增减片操作，操作完成后重新启动，工装夹具机构返回至预压工位再次预压，直至测量的高度误差在允许范围内，预压完成后松开定位组件和支撑组件；步骤s3、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至焊接工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，激光焊接机构的电缸动作，旋转压头下压硅钢片至预期下压压力，激光焊接组件开始对焊缝进行焊接当前焊缝焊接完成后，定位销组件的定位销回退，旋转压头驱动硅钢片旋转至下一条焊缝位置进行焊接，直至所有焊缝焊接完成，松开定位组件和支撑组件；步骤s4、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至上下料工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，脱料机构的顶杆伸出，顶杆穿过支撑组件的通孔，顶起脱料板从而将焊接完成后的定子硅钢片从定位芯轴脱出，完成脱料。
33.其中，在预压工位，预压压头分两次下压，第一次下压压力为15
±
0.5t，保压时间10
±
2s，预压压头抬起后，第二次下压压力为5
±
0.5t，保压时间6
±
2s后抬起；在焊接工位，旋转压头的下压压力保持在200
±
20kg。
34.上述步骤s3中，激光焊接组件包括三轴移动机械臂、角度调节盘、激光焊接头、调节座和测量探头。所述测量探头为高精度距离测量探头，所述激光焊接头和测量探头位于同一竖直测量平面。
35.由于本实施例的定子硅钢片的焊缝为斜槽，对于斜槽焊接，结合图9-11所示，激光焊接组件的焊接过程具体如下：s31、在焊接前，激光焊接组件位于默认位置，通过竖直高度调整使得测量探头对
准顶层硅钢片，缓慢转动整个定子硅钢片，记录距离最大时定子硅钢片的第一角度a1，通过高度调整使得测量探头对准底层硅钢片，缓慢转动整个定子硅钢片，记录距离最大时定子硅钢片的第二角度a2，得到焊缝起点到终点的偏转角度a=a2-a1。
36.在默认位置下，激光焊接头对准定子硅钢片的圆心轴线，通过三轴移动机械臂的竖直方向调整，使得测量探头对准顶层硅钢片的厚度中间位置，转动定子硅钢片，光线经过硅钢片的焊缝槽口时，距离会明显变大，记录此时的第一角度，然后测量探头竖直下移至底层硅钢片，继续转动整个定子硅钢片，同样记录距离会明显变大时候的第二角度，第一角度对应的是同一焊缝顶层硅钢片的焊缝槽口位置，第二角度对于的是底层硅钢片的焊缝槽口位置。因此焊缝的焊缝起点到终点在水平面投影的偏转角度为a=a2-a1。
37.s32、三轴移动机械臂驱动激光焊接头从焊缝起点位置逐步移动到终点位置并完成当前焊缝焊接，第i片硅钢片对应的激光焊接头焊接激光焦点坐标为（xi，yi），其中，，这里r为硅钢片半径，r为硅钢片焊缝槽口半径，l为压紧后整个定子硅钢片的整体厚度，m为硅钢片数量。
38.为了便于理解，以顶层定子硅钢片中间向前为+x方向，轴心竖直向下为+y方向。从焊缝的位置来看，q点为激光焊接头直接对准焊缝槽口中心位置对应在槽口内的点，q’是槽口弧线的中点位置，激光焊接头需要对准q’点，q点x方向的偏移距离为，q点和q’点的距离为，因此q’点的x方向的偏移距离为，考虑到正负关系，这里q’点的x方向的偏移距离为。从顶层硅钢片开始，激光焊接头逐渐向+x方向移动同时向+y方向移动。当移动到不同层的硅钢片后，硅钢片焊缝槽口的圆心的偏转角度也会变化，第i片硅钢片，移动距离为，其中l的数值前面已经测量，m的数量是已知的，因此可以算出单片硅钢片的厚度。总共有m块硅钢片，因此整个偏转角度a需要划分为m-1个部分，因此第i片硅钢片的焊缝槽口的偏转角度为，这样即可得到第i片硅钢片对应激光焊接头焊接焦点的xy坐标。在计算得到相邻两块硅钢片对应的激光焊接头焊接焦点的坐标后，上层硅钢片的对应的焦点坐标直线移动到下一硅钢片的对应的焦点坐标。
39.s33、当前焊缝焊接完成后，激光焊接头回到焊缝起点位置，整个定子硅钢片转动固定工位角度，进行下一条焊缝焊接，直至所有焊缝焊接完成。
40.对于一摞定子硅钢片，由于每个硅钢片的形状都是一样的，成型后每条焊缝的偏转角度也是相同的，因此只需针对第一次测量计算偏转角度a，其他焊缝可以直接焊接。
41.本发明中，在上下料工位，人工或者机械手将硅钢片（按工艺理论需要的片数或重
量）叠装在工装夹具机构的随动转盘上，按下启动键，横向驱动组件将需要焊接的硅钢片工件运送至预压工位，此时预压机构动作将工件下压至工艺压力，同时测高传感器测量高度与理论高度对比，如果高度误差在设置的允许范围内，横向驱动组件将工件运送焊接工位，随后焊接工位将工件进行旋转焊接，直到所有焊缝完成焊接，焊后工件退回至上下料工位进行脱料，脱料机构完成脱料后即完成一个焊接周期。如在预压工位误差超过允许范围，操控界面就会提示增加或减少硅钢片数量，同时工件会退回上料工位进行人工增减片操作，操作完成后重新启动。另外，本发明还特别针对斜槽焊缝的焊接方式进行限定，此焊接方式焊接焊瘤平整，不会超出定子硅钢片外周表面，焊接美观，焊接质量好。
42.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，所述激光自动焊接平台包括移栽定位机构以及安装在其上的工装夹具机构、预压机构和激光焊接机构，所述移栽定位机构前端底部设置有脱料机构；所述移栽定位机构包括底座以及安装在底座上的滑轨，所述滑轨上安装有滑板，所述工装夹具机构安装至所述滑板顶部，所述底座上还有用于驱动所述滑板移动的横向驱动组件，所述底座内位于滑板下方前后设置有三组支撑组件，所述底座位于滑轨一侧还设置有作用于滑板的定位组件；所述工装夹具机构包括设置于滑板上的随动转盘，所述随动转盘的中心轴固定有定位芯轴，定位芯轴外周有若干定位齿条，所述随动转盘上还有脱料板，所述滑板上还设有作用于随动转盘的定位销组件；所述激光焊接机构包括导向立架，所述导向立架的顶部向下设置有电缸，所述导向立架中间有升降板，所述电缸的驱动端作用至所述升降板，所述升降板底面还设有旋转压头，所述导向立架的外侧至少设置有一套激光焊接组件。2.如权利要求1所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，所述预压机构包括导向安装架，所述导向安装架的顶部向下设置有压缸，所述导向安装架中间有横板，所述压缸的驱动端与横板之间有压力传感器，所述横板底部还有预压压头和测距传感器。3.如权利要求2所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，所述脱料机构包括底板以及安装在底板上的丝杆顶升机，所述底板向上设置有一对导向柱，所述导向柱顶部有固定板，所述导向柱上滑动安装有活动板，所述丝杆顶升机的丝杆穿过所述活动板，所述活动板向上穿过固定板设置有顶杆。4.如权利要求3所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，所述横向驱动组件包括设于底座滑轨一侧的伺服电机和从动带轮，所述伺服电机的驱动轴有主动带轮，所述主动带轮和从动带轮之间套有传动皮带，所述滑板一侧与所述传动皮带固定；所述定位组件包括安装座以及设于安装座上的短轨和直气缸，所述短轨上有滑块，所述滑块和直气缸驱动端共同固定有顶块，所述顶块前端有插销；所述定位销组件包括平板以及安装在平板上的短气缸，所述短气缸的驱动端有推块，所述推块的前端有定位销。5.如权利要求4所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，所述激光焊接组件包括三轴移动机械臂，所述三轴移动机械臂的末端通过角度调节盘安装有激光焊接头，所述激光焊接头的前端上方通过调节座安装有测量探头。6.如权利要求5所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，所述支撑组件包括座板，所述座板后侧有竖直块，所述竖直块上安装有推缸和限位螺栓，所述座板上两侧有均有导向块，两块导向块之间上下放置有顶推板和移动板，所述顶推板和移动板的接触面为斜面，所述顶推板与两侧的有导向块之间通过凸块凹槽结构限位，所述推缸的驱动端连接至所述移动板，所述顶推板和移动板中央开有通孔。7.如权利要求6所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，三组支撑组件对应位置分别为上下料工位、预压工位和焊接工位，所述激光自动焊接平台的工作方式如下：
步骤s1、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至上下料工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，定位销组件动作固定住随动转盘，将硅钢片叠装在工装夹具机构的定位芯轴上，叠装完成后，松开定位组件和支撑组件；步骤s2、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至预压工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，预压机构压缸动作进行预压，预压压头下压硅钢片直至设定压力，测距传感器测量从接触硅钢片至设定压力的移动高度与理论高度对比，如果高度误差在设置的允许范围内，则气缸回退；如果高度误差大于允许范围，则根据高度误差值相应提示增加或减少硅钢片数量，同时工装夹具机构回退至上下料工位进行增减片操作，操作完成后重新启动，工装夹具机构返回至预压工位再次预压，直至测量的高度误差在允许范围内，预压完成后松开定位组件和支撑组件；步骤s3、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至焊接工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，激光焊接机构的电缸动作，旋转压头下压硅钢片至预期下压压力，激光焊接组件开始对焊缝进行焊接当前焊缝焊接完成后，定位销组件的定位销回退，旋转压头驱动硅钢片旋转至下一条焊缝位置进行焊接，直至所有焊缝焊接完成，松开定位组件和支撑组件；步骤s4、横向驱动组件驱动工装夹具机构移动至上下料工位，定位组件和支撑组件先后动作以定位和支撑住滑板，脱料机构的顶杆伸出，顶杆穿过支撑组件的通孔，顶起脱料板从而将焊接完成后的定子硅钢片从定位芯轴脱出，完成脱料。8.如权利要求7所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，在预压工位，预压压头分两次下压，第一次下压压力为15
±
0.5t，保压时间10
±
2s，预压压头抬起后，第二次下压压力为5
±
0.5t，保压时间6
±
2s后抬起；在焊接工位，旋转压头的下压压力保持在200
±
20kg。9.如权利要求8所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，定子硅钢片的焊缝为斜槽，定位齿条为斜槽定位，在预压工位和焊接工位，下压至压头刚接触顶部硅钢片时退出定位销，压头离开顶部硅钢片时缓慢插入定位销，所述定位销的前端有倒角，起导向作用，使得随动转盘重新回到圆周初始位。10.如权利要求9所述电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，其特征在于，激光焊接组件的焊接过程具体如下：s31、在焊接前，激光焊接组件位于默认位置，通过竖直高度调整使得测量探头对准顶层硅钢片，缓慢转动整个定子硅钢片，记录距离最大时定子硅钢片的第一角度a1，通过高度调整使得测量探头对准底层硅钢片，缓慢转动整个定子硅钢片，记录距离最大时定子硅钢片的第二角度a2，得到焊缝起点到终点的偏转角度a=a2-a1；s32、三轴移动机械臂驱动激光焊接头从焊缝起点位置逐步移动到终点位置并完成当前焊缝焊接，第i片硅钢片对应的激光焊接头焊接激光焦点坐标为（xi，yi），其中，，这里r为硅钢片半径，r为硅钢片焊缝槽口半径，l为压紧后整个定子硅钢片的整体厚度，m为硅钢片数量；s33、当前焊缝焊接完成后，激光焊接头回到焊缝起点位置，整个定子硅钢片转动固定
工位角度，进行下一条焊缝焊接，直至所有焊缝焊接完成。

技术总结
本发明适用于激光焊接技术领域，提供一种电机定子硅钢片三工位激光自动焊接平台，包括移栽定位机构以及安装在其上的工装夹具机构、预压机构和激光焊接机构，所述移栽定位机构前端底部设置有脱料机构。操作时，在上下料工位进行上料，然后移动至预压工位进行预压、测高，通过高度误差判断上料的硅钢片片数是否复合要求，接着移动至焊接工位进行旋转焊接，最后回到初始的上下料工位进行脱料；本焊接平台双向往复式生产，可单人操作，从而降低了人工劳动成本，提高了焊接质量和焊接良率。本装置整体结构设计简单，占用场地面积小，同时设置脱料工位解决了焊后微变形造成的定子与夹具脱料困难问题。料困难问题。料困难问题。


技术研发人员：魏刚 黄文祥 刘汉申
受保护的技术使用者：武汉创恒激光智能装备有限公司
技术研发日：2023.08.31
技术公布日：2023/10/6