定子和转子叠片的自适应激光接合制造技术

本发明专利技术涉及定子和转子叠片的自适应激光接合的装置和方法，其允许单个叠片以较低的能耗接合。使用传感器(4)检测接合点，传感器(4)通过滤波器(5)将信号传送到第一微控制器(7)，在第一微控制器(7)中处理信号并且继而将信号发送到第二微控制器(8)，然后第二微控制器(8)提供对激光束的正确触发、延时、或调制。微控制器中的软件允许利用可调整的参数任意地调制连续激光束，或触发每个间隙的任意数量的脉冲。该系统允许使用脉冲以及连续激光源(11)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及定子和转子叠片的自适合激光接合的装置和方法，所述装置和方法属于激光焊接技术的
，并且用于将个体薄电片、或叠片接合在一起成为电动机中所使用的紧凑的定子和转子套件。
技术介绍
用于将定子和转子叠片接合在一起成为紧凑的套件的已知方法可以根据所采用的特定技术而被划分成各种种类。如例如US6223417、US6018207、以及EP0082537中所公开的，可以通过对所谓的互锁夹具的使用来将个体叠片集成为紧凑的套件。互锁的缺点是它们会影响套件的电磁特性并且在使用低厚度的叠片时不会执行它们的任务。此外，互锁的形成必须被整合到冲裁工艺中，从而增加了用于生产个体叠片的工具的复杂性。如WO/2013/135378和EP1833145中所阐述的，可以通过使用特殊的双组份粘合剂将叠片粘合在一起。所述工艺是复杂的并且必须将套件加热到高于预定温度。类似于使用双组份粘合剂的工艺是使用涂覆有特殊瓷漆的电片，该工艺在当经受升高的温度和压力时，将个体单个叠片粘合在一起成为紧凑的套件。在W02006049935中公开了所述工艺的细节。尽管这种技术比使用双组份粘合剂简单，但是它的主要缺点是：必须用预定的力按压套件，并且必须将套件加热到预定的温度持续一定时间。可以通过使用常规的焊接方法(通常通过使用激光-TIG工艺)将个体叠片接合在一起。所述工艺的缺点表现为所产生的焊缝的尺寸，这降低了正如互锁所表现的整个套件的电磁特性。此外，由于在电片中硅和铝的百分比的升高抑制了粘合，所以TIG焊接不适用于高合金电片。然而，对于将个体叠片接合成紧凑的套件，在连续模式和脉冲模式两r/>者下使用激光是最佳和最简单的选择。激光焊接总是从头开始并且连续地进行直到套件的末端。焊接继续横贯地穿过所有的叠片。涵盖这个主题的专利为例如US20130154434、JPS5538640。所述方法的缺点是焊接会影响套件的电磁特性，并且熔化叠片的整个侧表面还会花费大量的能量。关于现有技术的方法和专利有待充分解决的技术问题是：用于将叠片接合在一起成为定子或转子套件的所有工艺是繁琐的，比如对粘合剂或瓷漆的使用；或它们会影响电磁性能，比如激光或常规的焊接或互锁；或它们不适用于更薄的叠片，比如互锁。尽管常规的激光接合可能是最简单的方法，但仍然穿过定子或转子套件的整个侧面进行焊接。因此，对于在不需要焊接的位置进行额外的焊接，花费了过量的能量，进而影响定子或转子套件的电磁特性。根据本专利技术的定子和转子叠片的自适应激光接合的目标和目的是提供装置和方法，所述装置和方法将只在需要粘合的确切位置(也就是说，是在形成接触个体叠片的位置)进行对个体叠片的接合。在侧表面的其它区域将不存在焊接，并且这将间接地有助于更好的定子或转子套装的电磁特性。因此，焊接还耗能更少，因为这种材料只在特定位置熔化，换句话说，被熔化的材料的量小的多。附图说明即将参考本专利技术的实施例和附图来描述本专利技术，其中：图1-描绘了自适应激光接合装置的示意图；图2-描绘了程序设置；图3-描绘了连续激光束的可能的调制形状中的一些调制形状。具体实施方式如图1中所示，用于定子和转子叠片的自适应激光接合的装置由三个主要部分组成。第一部分包括传感器4，传感器4观察/监测工件1(即定子或转子套件)并且向滤波器5发送模拟/数字信号。所述工件借助于可移动的工作台2进行移动，可移动的工作台2由过程计算机3控制。所述传感器可以是能够非接触式检测个体叠片的任何类型的传感器，也就是说，是
将它们分隔开的间隙，例如：激光传感器、摄像机等。传感器必须能够检测个体叠片之间的间隙，所述间隙典型地可达50μm大小的数量级。使用连接到滤波器5的示波器6或相应的设备进行传感器检测监测的第一阶段。滤波器5确保从传感器4的信号中去除噪声。在被使用之前，必须正确地调整传感器4。手动执行的所述调整修改了检测范围，由此去除了信号中的较大部分，同时增强了间隙区域中信号的变化。该装置的第二部分由控制单元10组成，控制单元10包括第一微控制器7、第二微控制器8、以及继电器9或数-模转换器9a。该装置的第三部分包括任何脉冲激光器或连续激光器11，激光器11允许借助于控制单元10来从外部控制个体脉冲或调制连续激光束。因此，为了检测接合点，该装置利用传感器4，传感器4通过滤波器5将信号发送到第一微控制器7，在第一微控制器7中处理所述信号并且继而将所述信号发送到第二微控制器8，第二微控制器8随后经由继电器9或数-模转换器9a提供对激光束的正确触发、延迟、或调制，从而使焊接发生在精确限定的位置。在下面进一步描述了该过程的主要阶段，所述主要阶段包括：对控制传感器4的定位的个体信号的处理和操作；对激光脉冲的适当触发或对激光束的延迟或调制。工件1由多个个体叠片组成，叠片厚度通常介于0.2与0.65mm之间。邻近的叠片之间存在薄的间隙，所述间隙宽度通常介于叠片基本厚度的10％与20％之间。借助于传感器4来检测间隙，传感器4必须被正确设置。这样做时最重要的是调整传感器4上的检测范围，所述检测范围具有第一滤波器的函数。传感器4将模拟或数字信号发送到滤波器5，滤波器5关注于过滤掉更高的频率。使用示波器6或允许信号被视觉上显示的类似的设备来进而配备和监测的信号随后被发送到控制单元10。该信号由控制单元10中的第一微控制器7接收。凭借特定的软件，微控制器7在一定条件下继续将模拟信号转换成数字信号，这些条件是预先限定的并且是通过测试个体叠片的各种厚度而获得的。可以以编程的方式设置信号的阈值和采样速率以及在最后一次信号变化之后的延迟。微控制器7随后将数字信号发送到微处理器8，微处理器8使原始信号延迟。延迟是必需的，以便于允许对传感器4相对于工件1中的间隙的正确定位，从而使传感器4
的位置与间隙的位置对齐，换言之，即传感器4实际上检测正确的间隙，并且在检测位置前或检测位置后不是一个间隙。所述问题的产生是因为不在同一设备中同轴地执行激光的测量和触发。现在，微控制器8根据加载在其上的软件而执行额外的任务。在第一变形中，微控制器8用于脉冲激光应用中，微控制器8不会进一步地修改信号，并且经由继电器9控制对激光脉冲的正确触发。继电器9连接到激光器11上的触发系统，所述触发系统实际上触发个体激光脉冲。脉冲导致金属在脉冲的撞击点处熔化，从而产生点焊。在第二变形中，微控制器8用于连续激光应用中，微控制器8将从微控制器7接收到的数字信号转换成经调制的连续信号，并且将所述信号发送到数-模转换器9a。利用先前限定的参数来调制所述信号，这些参数是以编程的方式设置的并且允许任意的调制形状。可调整的参数包括以下设置：焊接起点(P1、P2)、焊接终点(P2、P4)、延迟(D)、激光功率的下限(A1)、以及激光功率的上限(A2)。图2描绘了可调整的参数，而图3描绘了可能的信号调制形状中的一些调制形状。随后，类似于继电器9的数-模转换器9对连续激光束起作用，从而根据软件设置使其发生变化。为了允许对该系统的正确的整体操作的额外监测，第二微控制器8和继电器9或数-模转换器9a连接到示波器6或能够视觉上显示信号的其它设备。焊接工序被具体地描述为用于定子套件焊接的情况。工件1(在这种情况下是定子套件)被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定子和转子叠片的自适应激光接合的方法，其中，个体叠片的激光接合仅发生在两个邻近的叠片形成接触的位置，其特征在于所述方法包括：‑借助于传感器(4)实时检测叠片之间的个体间隙；‑基于来自所述传感器(4)的信号，触发个体激光脉冲，或者‑基于来自所述传感器(4)的信号，利用预先限定的参数来执行对所述信号的软件驱动调制，并且借助于经调制的信号来控制连续激光束；‑其中，借助于所述传感器(4)实时检测个体间隙包括：调整所述传感器(4)的检测范围；将所述信号从所述传感器(4)通过滤波器(5)传送到控制单元(10)中的微控制器(7)，所述微控制器(7)在一定条件下将模拟信号转换成数字信号，所述一定条件是预先限定的并且是通过测试所述个体叠片的各种厚度而获得的；将所述数字信号发送到微控制器(8)，所述微控制器(8)使原始信号延迟，以便于允许所述传感器(4)相对于工件(1)中的间隙的正确定位；‑借助于所述控制单元(10)中的所述微控制器(8)来分别控制对所述个体激光脉冲的触发和对所述连续激光束的控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.05 SI P-2013003711.一种定子和转子叠片的自适应激光接合的方法，其中，个体叠片的激光接合仅发生在两个邻近的叠片形成接触的位置，其特征在于所述方法包括：-借助于传感器(4)实时检测叠片之间的个体间隙；-基于来自所述传感器(4)的信号，触发个体激光脉冲，或者-基于来自所述传感器(4)的信号，利用预先限定的参数来执行对所述信号的软件驱动调制，并且借助于经调制的信号来控制连续激光束；-其中，借助于所述传感器(4)实时检测个体间隙包括：调整所述传感器(4)的检测范围；将所述信号从所述传感器(4)通过滤波器(5)传送到控制单元(10)中的微控制器(7)，所述微控制器(7)在一定条件下将模拟信号转换成数字信号，所述一定条件是预先限定的并且是通过测试所述个体叠片的各种厚度而获得的；将所述数字信号发送到微控制器(8)，所述微控制器(8)使原始信号延迟，以便于允许所述传感器(4)相对于工件(1)中的间隙的正确定位；-借助于所述控制单元(10)中的所述微控制器(8)来分别控制对所述个体激光脉冲的触发和对所述连续激光束的控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：借助于继电器(9)来进行对个体激光脉冲的触发，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·韦格兰杰，J·莫日纳，B·扎耶克，
申请(专利权)人：内拉电子工业和电子产品开发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：斯洛文尼亚;SI