扁线电机发卡超高速成型方案

工艺介绍 

发卡成型机的主要功能，是将扁铜线经过去漆、折弯和成型，最终折叠成固定发卡式形状，是整个发卡电机定子组装线上最为关键的设备之一。

由于扁线电机定子铜线绕组是扁粗铜线，不能像圆铜线一样通过绕线的方式进行定子线包的成型，必须通过成型机一根一根依次处理。发卡成型后，再将发卡线成组插入定子铁心，通过扩口、扭线、焊接和浸漆等设备，最终组装成成品电机定子。发卡成型机控制关键点：多轴追剪控制、收放卷控制、电子凸轮、电子齿轮等。

发卡成型机的工艺，主要分为放卷、去皮、定长切断和发卡成型。扁铜线的放卷分为主动放卷和被动放卷，需要保证一定张力才能将铜线校直。去皮分为机械刮刀和激光去皮两种，定长切割是将铜线切成固定长度，成型工位分为模具冲压和弹簧机成型两种。该应用采用的是被动放卷，机械刮刀去皮和冲压成型的方式。

课 题 

1

不同线长的成型，需停机切换

2

送线与去皮无法同步进行，影响节拍

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解决方案

01

不同线长成型的任意切换

采用主虚轴带动其他所有关联轴，进行电子凸轮同步的方案，通过改变主虚轴周期内送线的长度，实时切换不同线长的发卡成型。

送线方式采用双轴交替送线方式，该送线方式可以提高送线的精度，但是与单轴辊压送线方式相比，控制上较为复杂。因此，我们采用电子凸轮+电子齿轮的方式，实现两轴的连续匀速送线，同时达到两轴送线与其他工位的无缝衔接，使不同线长的成型可任意切换。

（图示仅供参考）

02

双轴连续送线，高速动态去皮

动态去皮工位包含4个控制轴：1个追剪轴，2个刀轴和1个去皮轴，动态去皮模型的追剪轴，是为了保证整个去皮平台与匀速运动的线保持相对静止。

（图示仅供参考）

在3s/根的送线条件下，同步时间仅2.4秒，如此短的时间内实现双面去皮动作，通过传统的时序控制方式很难实现，因而我们采用同步控制方式，以实现真正的高速动态去皮。

控制系统

设备控制工位较多，共采用17个1S系列AC伺服系统进行各工位的控制。放卷采用2个轴，成型工位4轴，送线工位2轴，剪线工位2轴，转移工位1轴，两个成型工位6轴。

实现价值

01

发卡成型速度 3s/根

通过活用电子凸轮，优化追剪控制算法，实现双轴交替连续送线和动态去除漆皮，连续式的送线和双工位成型，提高发卡成型的速度，使得整机效率大大提升。

02

双工位、高速动态成型

设备可实现200~800mm线长的发卡成型，并可满足多形状的发卡成型。

经营层

管理层

工程师层

■  通过先进控制技术的导入，追求业界顶尖的生产效率和品质，有助于树立品牌在新能源汽车电机行业的地位。

■  仅需一套设备，通过双工位即可成型不同线长的发卡，产线换型成本大幅降低。

■  实时切换不同线长的发卡成型，无需停机调整，生产的连续性及设备的稼动率均得到提升。

■  使用一款软件即可实现对PLC和伺服的控制，产品换型时，无需变更设备，调整时间大幅缩短，通过便捷易用的电子凸轮和追剪算法，编程简单，快速导入。

审核编辑 ：李倩