一种扁线定子端部焊接的激光焊接设备和焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种扁线定子端部焊接的激光焊接设备和焊接方法，该焊接设备包括激光房体、激光器、焊接振镜、振镜控制柜、转台组件、以及视觉组件，转台组件的转台一部分位于激光房体的外部，另一部分位于激光房体；位于激光房体外部的转台上设有第一工位，位于激光房体内部的转台上设有第二工位，其中，视觉组件对应设置在第一工位上，用于对第一工位上的待焊接工件的焊点进行坐标定位；焊接振镜，用于根据视觉组件提供的焊点坐标对待焊接工件进行焊接，其中，转台组件的转台上方设有用于封闭激光房体的升降门。本发明专利技术提高了生产节拍，减小热量输入和热影响区，避免绝缘纸和漆膜损坏，提高焊点的机械性能，减少焊点气泡、热脆等的产生。

Laser welding equipment and welding method for end welding of flat stator

【技术实现步骤摘要】
一种扁线定子端部焊接的激光焊接设备和焊接方法
本专利技术涉及新能源汽车驱动电机扁线定子端部焊接，尤其涉及一种扁线定子端部焊接的激光焊接设备和焊接方法。
技术介绍
随着新能源电动汽车的不断发展，驱动电机高功率密度、小体积的需求进一步的提高，这就需要新结构、新材料、新工艺的创新支撑。由于扁线定子的槽满率高，可以提高功率密度并能减小电流密度，降低温升，提高电机效率，扁铜线定子是当前开发热点。扁线定子包括定子铁芯和安装在定子铁芯的多个分段线圈，分段线圈为覆盖有绝缘漆的扁线，并在分段线圈和定子铁芯间设置有绝缘纸，分段线圈的端部通过焊接被连接到一起。由于绝缘纸和线圈表面的漆膜不能承受高温，焊接时产生的热量会导致绝缘纸失效或者线圈的表面漆膜熔化从而导致线圈内部导通，严重影响定子的质量，因此，电子端部焊接时要严格控制焊接热量的产生。目前焊接扁线采用的方式主要有人工焊接和设备氩弧焊。人工焊接时劳动强度大，效率低，易疲劳，稳定性较差，焊接质量也难以保证；氩弧焊接通过控制焊接电流和焊接时间，放电融化铜线，这种焊接方法焊接时间长，热影响区较大，容易导致绝缘纸失效或者线圈的表面漆膜熔化，焊接后扁线定子的绝缘性不能保证。目前的焊接方式均存在焊接效率低、稳定性较差、容易导致绝缘纸失效或者线圈的表面漆膜熔化、焊接质量难以保证等缺点，而且焊接设备的结构复杂，使用性不好、定位精度低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种扁线定子端部焊接的激光焊接设备，以满足扁线定子的端部焊接需求。>本专利技术的目的还在于提供一种扁线定子端部焊接的激光焊接方法，以满足扁线定子的端部焊接需求。为此，本专利技术一方面提供了一种扁线定子端部焊接的激光焊接设备，包括激光器、电器柜、水冷机、稳压电源、振镜控制柜、视觉组件、转台组件、以及焊接振镜，所述转台组件的转台上设有第一工位B和第二工位A，其中，所述视觉组件对应设置在第一工位B上，用于对第一工位B上的待焊接工件的焊点进行坐标定位；所述焊接振镜对应设置在第二工位A上，用于根据所述视觉组件提供的焊点坐标对待焊接工件进行焊接。进一步地，上述视觉组件包括两个相机，并由执行器带动在两个工作位置切换、进行两次拍照以使相机拍摄完整个定子视野。进一步地，上述焊接振镜位置可升降地设置在第二工位A上，其中心与所述转台组件的放置扁线定子的第二工位A的中心重合，并且其镜头扫描面积涵盖整个扁线定子的端部焊接区域。进一步地，上述第一工位B和第二工位A上设有用于置放扁线定子的筒状工装，以使工件竖立并且其端部焊接部位面向焊接振镜的镜头。进一步地，上述转台组件的转台每次旋转到位时通过插销定位。进一步地，上述激光器通过光纤传导向所述焊接振镜传输激光。进一步地，上述激光焊接设备还包括激光房体，其中，所述转台组件上的第一工位B位于激光房体外，所述转台组件上的第二工位A位于激光房体内，其中，所述转台组件的转台上方设有升降门，所述升降门在所述激光振镜工作时下降，以封闭激光房体。进一步地，上述激光焊接设备还包括用于实时监视激光房体内部环境的监视系统。为此，本专利技术提供了一种扁线定子端部焊接的激光焊接方法，使用以下激光能量波形进行焊接，所述激光能量波形包括：黑化预处理阶段，用于采用设定功率使扁线表面生成氧化铜薄膜，以增加激光吸收率；正式焊接阶段，包括功率上升期、峰值功率保持期、以及功率下降期，其中，所述功率爬升期用于预热铜线、使温度上升达到其沸点；所述峰值功率保持期用于产生一定的熔深和保证焊点大小；所述功率下降期用于保温作用、减少焊接热裂纹的产生。与现有扁线电机端部焊接设备相比，本专利技术的激光焊接设备的技术效果或优点如下：通过设置多工位转台和大场镜的焊接振镜，焊接过程中各组件不需要移动，能够大大提高焊接的效率，无需使用机器人；采用激光焊接，其功率密度高，热影响区小，提高焊点的机械性能，避免绝缘纸和漆膜损坏；采用视觉定位，焊点的坐标点直接发送给振镜焊接系统，定位简单、准确；采用视觉自动定位，切换品种简单，在产品外圆相等的情况下不需要更换任何零件。与现有扁线电机端部焊接方法相比，本专利技术采用以上特定的焊接方法，减少铜线对激光的反射，增加激光的吸收率，进一步提高节拍，减小热量输入和热影响区，减少焊点气泡、热脆等的产生。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术的扁线定子端部焊接的激光焊接设备的示意图；图2是根据本专利技术的激光焊接设备中的转台组件、视觉组件和振镜在激光房体中的平面布局示意图；图3是根据本专利技术的激光焊接设备中的转台组件和视觉组件在激光房体前壁外的布局示意图；图4是根据本专利技术的激光焊接设备中视觉组件的平面布局示意图；图5示出了根据本专利技术的激光焊接设备中焊接振镜的升降结构；图6示出了根据本专利技术的激光焊接设备中转台组件的插销结构；图7示出了根据本专利技术的激光焊接方法获得的焊点照片；图8示出了采用现有的焊接方法获得的焊点照片；图9示出了根据本专利技术的激光焊接方法所使用的第一种激光能量输出波形；图10示出了根据本专利技术的激光焊接方法所使用的第二种激光能量输出波形图；图11示出了根据本专利技术的激光焊接方法所使用的第三种激光能量输出波形图；以及图12示出了根据本专利技术的激光焊接方法在焊接某一扁铜线时所使用的激光能量输出波形。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1至图7、图9至图12示出了根据本专利技术的一些实施例。整个设备包含激光房体1、激光器2、振镜10和振镜控制柜6、水冷机4、稳压电源5、转台组件9、视觉组件7、以及电气柜3，其中激光房体1为防护件，转台组件9用于多工位切换，视觉组件7用于定位焊点。结合参照图1、图2、图3和6所示，转台组件9的转台一半位于激光房体1外侧，另一半位于激光房体1内部，转台中心位于激光房上设置升降门8，用于每次转台转入后封闭激光房。转台组件的转台每次旋转到位时通过插销18定位，以满足定位精度。视觉组件7放置在转台组件另一工位中心上方，视觉组件7设置移位组件以使相机拍摄整个扁线定子。振镜10安装在激光房1内部，其中心与转台组件9放置扁线定子的一工位中心重合，用于根据视觉组件7提供的焊接坐标点进行焊接。激光器通过光纤传导部件17向所述焊接振镜传输激光。下面对本专利技术的电机扁线定子端部焊接的激光焊接设备的工作流程进行描述。首先根据如图1所示的场地情况对整套设备进行布局。如图3所示，将待焊接定子上线到工位B，视觉组件7对定子进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扁线定子端部焊接的激光焊接设备，其特征在于，包括激光器(2)、电器柜(3)、水冷机(4)、稳压电源(5)、振镜控制柜(6)、视觉组件(7)、转台组件(9)、以及焊接振镜(10)，/n所述转台组件(9)的转台上设有第一工位B和第二工位A，其中，所述视觉组件(7)对应设置在第一工位B上，用于对第一工位B上的待焊接工件的焊点进行坐标定位；所述焊接振镜(10)对应设置在第二工位A上，用于根据所述视觉组件(7)提供的焊点坐标对待焊接工件进行焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种扁线定子端部焊接的激光焊接设备，其特征在于，包括激光器(2)、电器柜(3)、水冷机(4)、稳压电源(5)、振镜控制柜(6)、视觉组件(7)、转台组件(9)、以及焊接振镜(10)，
所述转台组件(9)的转台上设有第一工位B和第二工位A，其中，所述视觉组件(7)对应设置在第一工位B上，用于对第一工位B上的待焊接工件的焊点进行坐标定位；所述焊接振镜(10)对应设置在第二工位A上，用于根据所述视觉组件(7)提供的焊点坐标对待焊接工件进行焊接。


2.根据权利要求1所述的扁线定子端部焊接的激光焊接设备，其特征在于，所述视觉组件(7)包括两个相机(11)，并由执行器(12)带动在两个工作位置切换、进行两次拍照以使相机拍摄完整个定子视野。


3.根据权利要求1所述的扁线定子端部焊接的激光焊接设备，其特征在于，所述焊接振镜(10)位置可升降地设置在第二工位A上，其中心与所述转台组件(9)的放置扁线定子的第二工位A的中心重合，并且其镜头扫描面积涵盖整个扁线定子的端部焊接区域。


4.根据权利要求1所述的扁线定子端部焊接的激光焊接设备，其特征在于，所述第一工位B和第二工位A上设有用于置放扁线定子的筒状工装，以使工件竖立并且其端部焊接部位面向焊接振镜(10)的镜头。


5.根据权利要求1所述的扁线定子端部焊接的激光焊接设备，其特征在于，所述转台组件的转台每次旋转到位时通过插销定位。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蕾，吴洋，王光亮，汪波，姚雨龙，
申请(专利权)人：安徽巨一自动化装备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34