專利名稱：用于構(gòu)造場磁極結(jié)構(gòu)的三維層壓形狀的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說涉及用于形成電磁裝置的壓層的技術(shù)且更特定來說涉及用于構(gòu) 造電動裝置中場磁極結(jié)構(gòu)的三維層壓形狀的設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
存在若干已知的用于構(gòu)造電動機器的三維場磁極組合件的方法。這些方法通常利 用具有傳統(tǒng)聯(lián)鎖部分的條帶剪切技術(shù)或連續(xù)條生產(chǎn)技術(shù)。還存在用軟磁性復(fù)合材料壓制場 磁極組合件的技術(shù)。然而，這些技術(shù)實施起來通常較昂貴及/或通常導(dǎo)致電動機器的不良 性能。盡管可使用傳統(tǒng)模壓技術(shù)來構(gòu)造場磁極組合件的層壓結(jié)構(gòu)，但工具加工成本及材 料廢料率卻令人望而卻步。將需要開發(fā)一種可以具成本效益的方式構(gòu)造電動機器中三維層 壓場磁極結(jié)構(gòu)的技術(shù)。另外，將需要開發(fā)一種用于構(gòu)造各種各樣三維場磁極形狀及大小的 技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，一種用于構(gòu)造三維層壓形狀的方法包含從組裝于卷軸上的具有 不同寬度的多個壓層條帶中選擇第一壓層條帶。所述方法包含堆疊所述第一壓層條帶并以 第一壓層長度切割所述第一壓層條帶。所述方法進(jìn)一步包含從所述卷軸選擇第二壓層條 帶，堆疊所述第二壓層條帶并以不同于所述第一壓層長度的第二壓層長度切割所述第二壓 層條帶。所述第一壓層條帶及所述第二壓層條帶形成電動裝置的三維層壓形狀的一部分。在另一實施例中，一種計算機可讀存儲媒體包含用于收集表征三維層壓形狀的設(shè) 計信息且基于所述設(shè)計信息計算壓層參數(shù)的可執(zhí)行指令。所述計算機可讀存儲媒體進(jìn)一步 包含用于引導(dǎo)多個組件基于所述壓層參數(shù)來構(gòu)造電動裝置的三維層壓形狀的可執(zhí)行指令。 所述三維層壓形狀包括不同壓層寬度及不同壓層長度的多個壓層條帶。


與結(jié)合隨附圖式閱讀的以下詳細(xì)說明相結(jié)合將更全面地了解本發(fā)明，在圖式中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于構(gòu)造三維層壓形狀的沖模沖壓系統(tǒng)的示意圖。圖2圖解說明圖1中所示的沖模沖壓系統(tǒng)的等角立體視圖。圖3更加詳細(xì)地圖解說明沖模沖壓系統(tǒng)10的組件。
圖4圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例確定壓層條帶的壓層長度的技術(shù)。圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于構(gòu)造場磁極結(jié)構(gòu)的三維層壓形狀的基于激光 的系統(tǒng)的示意圖。圖6圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實施例配置的計算機。圖7圖解說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例配置的計算機。圖8圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實施例構(gòu)造的實例性三維層壓形狀。圖9圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例具有側(cè)翼的實例性仿形場磁極結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。相同參考編號在所述圖式的所有數(shù)個視圖中指示對應(yīng)部件。
具體實施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于構(gòu)造三維層壓形狀的沖模沖壓系統(tǒng)的示意圖。 圖2圖解說明圖1中所示的沖模沖壓系統(tǒng)的等角視圖。在一個實施例中，使用所揭示的沖 模沖壓系統(tǒng)來構(gòu)造電動機中場磁極結(jié)構(gòu)的三維層壓形狀。如本文中所用，術(shù)語“場磁極結(jié) 構(gòu)”通常指代由導(dǎo)磁材料構(gòu)成且經(jīng)配置以提供可在其周圍纏繞線圈的結(jié)構(gòu)的元件(即，所述 元件經(jīng)配置以出于產(chǎn)生磁通量的目的而接納線圈)。雖然所揭示的實施例描述用于構(gòu)造場 磁極結(jié)構(gòu)的三維層壓形狀的技術(shù)，但應(yīng)了解所揭示的實施例也可應(yīng)用于構(gòu)造其它電磁裝置 (例如，轉(zhuǎn)子鐵芯、變壓器鐵芯、電磁鐵芯、點火鐵芯等等)的三維層壓形狀?，F(xiàn)在參照圖1及圖2，沖模沖壓系統(tǒng)10通常包含卷軸系統(tǒng)11、緊帶輪驅(qū)動器12、 可水平移動導(dǎo)引件14、沖壓站16、切斷沖壓機18、堆疊壓板20及硬停止件22。緊帶輪驅(qū)動 器12通常從組裝于卷軸系統(tǒng)11上的各種寬度的一組盤繞壓層條帶中選擇一個壓層條帶。 夾持饋送驅(qū)動器可用作緊帶輪驅(qū)動器的替代方案。在一個實施例中，在操作時，卷軸系統(tǒng)11中的卷盤水平移動以允許緊帶輪驅(qū)動器 12選擇具有第一壓層寬度的壓層條帶。優(yōu)選地，將堆疊特征預(yù)先沖壓成第一壓層條帶且將 所述壓層條帶饋送到?jīng)_壓站16中。沖模沖壓系統(tǒng)10內(nèi)的可水平移動寬度導(dǎo)引件14確定每 一壓層條帶所需的適當(dāng)間距且將所述壓層條帶導(dǎo)引到適當(dāng)位置中以供沖壓站16沖壓。在 堆疊機構(gòu)中將所述壓層條帶推進(jìn)到硬停止件22。堆疊壓板20向上移動以固定壓層的位置 且所述壓層接著由切斷沖壓機18切割。接著，所述壓層條帶由緊帶輪驅(qū)動器12推進(jìn)。接 著，以與第一壓層條帶相同的方式處理具有不同于所述第一壓層長度的壓層長度的第二壓 層條帶。然而，在第二壓層條帶的情況下，在沖壓站16中將一組堆疊特征沖壓到第二壓層 條帶上。舉例來說，所述堆疊特征可包含通孔及/或機械聯(lián)鎖裝置。堆疊壓板20能夠沿垂直方向上下移動以使得能夠堆疊每一經(jīng)切割壓層條帶且在 添加每一新壓層條帶時適應(yīng)完工部分的累積的堆疊高度。當(dāng)使用孔及銷來堆疊時，所述銷 將經(jīng)切割壓層條帶固持于適當(dāng)位置中。當(dāng)使用聯(lián)鎖裝置時，堆疊壓板20具有在結(jié)構(gòu)上匹配 第一壓層條帶的切口且通常使用磁引力來將經(jīng)切割壓層條帶固持于適當(dāng)位置中。以上過程針對達(dá)待構(gòu)造的三維形狀所需要的具有第一壓層寬度的壓層條帶之多 的壓層條帶而繼續(xù)。當(dāng)將具有第一壓層寬度的最后一個壓層條帶堆疊于堆疊壓板20上時， 將聯(lián)鎖接片或堆疊特征沖壓到下一壓層條帶中使得具有第一壓層寬度的壓層條帶在下一 次需要此特定寬度的壓層條帶時可用。接著，將具有第一壓層寬度的壓層條帶從沖壓站16 抽回且將其卷回到卷軸系統(tǒng)11。
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隨后，緊帶輪驅(qū)動器12選擇具有不同于第一壓層寬度的第二壓層寬度的壓層條 帶且重新定位可水平移動導(dǎo)引件14以導(dǎo)引具有新壓層寬度的壓層條帶。接著，將所述壓層 條帶推進(jìn)到?jīng)_壓機器16且針對構(gòu)造所要三維層壓形狀所需的所有此特定寬度的壓層條帶 重復(fù)以上過程。可使用兩種技術(shù)來推進(jìn)不具有預(yù)先沖壓到其中的堆疊特征的新壓層原料卷。第一 種技術(shù)是將每一新壓層原料卷插入到緊帶輪驅(qū)動器12中，將其推進(jìn)到適當(dāng)停止位置，預(yù)先 沖壓出堆疊特征，切割不具有堆疊特征的一個壓層條帶，且接著將所述壓層原料返回到卷 軸系統(tǒng)11。接著，可將此步驟中的經(jīng)切割壓層作為廢料排出。第二種技術(shù)是允許將壓層條 帶推進(jìn)到適當(dāng)位置以供模壓。接著，抽回剩余壓層原料且在緊帶輪驅(qū)動器12中將其卷回到 卷軸系統(tǒng)上。在一個實施例中，可推進(jìn)所述壓層條帶直到其到達(dá)切斷沖壓機18為止。圖2 及圖3的實施方案包含可水平移動的兩個相同堆疊壓板20。此允許在處理新壓層結(jié)構(gòu)的同 時移除先前完成的壓層結(jié)構(gòu)。圖4圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例確定壓層條帶的壓層長度的技術(shù)。在特定實 施例中，通過計算沖壓于壓層條帶上的堆疊特征與切斷沖壓機18的切斷點之間的距離來 確定每一壓層條帶的長度。在所圖解說明的實例中，堆疊特征之間的間距固定為S 24且到 壓層條帶每一端的最小距離是x 26。在向每一壓層條帶的每一端添加dx時，所述壓層條帶 的長度增加2dx。觀察到，壓層條帶的長度在每一連續(xù)壓層上增加預(yù)設(shè)固定量dx。在一個實施例中，形成每一壓層條帶的堆疊特征的沖壓站16移動固定量。機械硬 停止件22經(jīng)配置以移動每一壓層長度之間的遞增差。最終，堆疊壓板20經(jīng)配置以移動固 定量從而適應(yīng)堆疊特征相對于切斷點的位置前進(jìn)。具體來說，隨著壓層條帶的長度在每一 連續(xù)壓層上增加預(yù)設(shè)固定量dx，堆疊特征沖壓站16在每一連續(xù)壓層沖壓之間移動_dx且堆 疊壓板20每次移動+dx。用于定位壓層條帶的機械硬停止件22在每一循環(huán)期間沿正方向 兩次移動dx。切斷沖壓機18是固定的且不移動。在其它實施例中，假如壓層長度單調(diào)增 加，那么壓層長度因不同壓層而不同。所揭示的使用沖模沖壓系統(tǒng)構(gòu)造三維層壓形狀的技術(shù)具有數(shù)個優(yōu)點。首先，通過 以具有變化寬度的壓層條帶開始，存在極少從條帶邊緣損耗的材料。如果使用一半沖壓機 聯(lián)鎖特征，那么此步驟中不存在損耗的材料，借此完全利用所有條帶材料。即使借助通孔及 銷進(jìn)行堆疊且使用沖壓機來切割用于堆疊的壓層條帶，但僅將一小百分比的材料作為廢料 移除。此與由傳統(tǒng)模壓操作產(chǎn)生的25%到75%的材料廢料形成對比。此外，在一個實施例 中，利用在500磅下的用于沖壓堆疊特征的沖壓站及需要小于1000磅力的切斷沖壓機。這 些相對小的力使得能夠使用與傳統(tǒng)模壓操作中所使用的大且昂貴的模壓機相比簡單的致 動器來完成沖壓操作。另外，由于可同時執(zhí)行沖壓及切割操作，因此每秒可堆疊的壓層條帶 的數(shù)目非常高。此外，所揭示的技術(shù)非常靈活且可用于構(gòu)造各種形狀的三維結(jié)構(gòu)。最終，壓 層材料可非常薄以減少渦流鐵芯損耗，這是因為僅執(zhí)行兩次模壓操作。使用傳統(tǒng)模壓技術(shù) 處理薄材料需要通常難以制造的昂貴的高精度沖模。所揭示的沖模沖壓系統(tǒng)所利用的沖模 通常非常小且簡單，借此減少處置薄壓層材料所需的精度的額外成本。在一個實施例中，切 斷沖壓機可經(jīng)設(shè)計以使得其始終附接到其相關(guān)聯(lián)的沖模，借此具有接近于零的空隙。圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于構(gòu)造場磁極結(jié)構(gòu)的三維層壓形狀的基于激光 的系統(tǒng)的示意圖?；诩す獾南到y(tǒng)28通常包含卷軸系統(tǒng)30、厚度測量裝置32、夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)34、激光切割機36、激光焊接機38、下部堆疊壓板40及可調(diào)整上部壓板 42。卷軸系統(tǒng)30包含各種寬度的多個壓層條帶。在一個實施例中，根據(jù)一個或一個以上壓 層處理參數(shù)來選擇壓層條帶的寬度。舉例來說，所述壓層參數(shù)可包含壓層寬度參數(shù)、壓層長 度參數(shù)、壓層氣隙面參數(shù)及壓層焊接模式參數(shù)。在一個實施例中，耦合到基于激光的系統(tǒng)28 的控制器44執(zhí)行一系列計算機控制的操作以計算每一壓層條帶的壓層參數(shù)。在操作中，從卷軸系統(tǒng)30中選擇具有第一壓層寬度的壓層條帶且將其自動饋送 到夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)34中。針對每一壓層條帶將夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)34 中的可水平移動寬度導(dǎo)引件設(shè)定為適當(dāng)間距且使用所述可水平移動寬度導(dǎo)引件將壓層條 帶導(dǎo)引到適當(dāng)位置中以供處理。在一個實施例中，來自卷軸系統(tǒng)30的壓層條帶穿過安裝于 夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)34之前或其內(nèi)的聯(lián)機厚度測量裝置32。在一個實施例中，厚度 測量裝置32經(jīng)配置以將與每一壓層條帶相關(guān)聯(lián)的厚度信息實時地提供給控制器44?？刂?器44還耦合到場磁極設(shè)計文件46，所述場磁極設(shè)計文件46包含表征待構(gòu)造的三維結(jié)構(gòu)的 設(shè)計信息。在一個實施例中，場磁極設(shè)計文件46包含界定所要場磁極結(jié)構(gòu)的三維包絡(luò)的設(shè) 計信息?？刂破?4還收集與來自卷軸系統(tǒng)30的壓層條帶中的每一者相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)化寬度 信息。在一個實施例中，控制器44包含用于基于厚度信息、設(shè)計信息及寬度信息計算每一 壓層條帶的壓層參數(shù)的可執(zhí)行指令。在特定實施例中，用于計算壓層參數(shù)的可執(zhí)行指令包 含用于計算每一壓層條帶的壓層長度、壓層寬度、壓層氣隙面形狀及壓層焊接模式中的至 少一者的可執(zhí)行指令?？刂破?4進(jìn)一步包含用于引導(dǎo)卷軸系統(tǒng)30、夾持饋送及寬度導(dǎo)引件 系統(tǒng)34、激光切割機36及激光焊接機38中的至少一者基于所計算的壓層參數(shù)構(gòu)造三維層 壓形狀的可執(zhí)行指令。結(jié)合圖7更加詳細(xì)地論述由所述控制器執(zhí)行的操作。推進(jìn)每一壓層條帶直到所述條帶的前邊緣恰好超過激光切割機36為止。在激光 切割機36以根據(jù)場磁極設(shè)計文件46計算的輪廓切割壓層條帶的氣隙面時，將所述壓層條 帶固持于適當(dāng)位置中。如本文中所用，術(shù)語“氣隙”指代在場磁極結(jié)構(gòu)中磁鐵表面與對立磁 極面之間的空間或間隙。在物理上，可將此一空間描述為至少以磁鐵表面及磁極面的區(qū)為 邊界的體積。氣隙用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)子與定子之間的相對旋轉(zhuǎn)，且用于界定機電裝置(例如，電動 機)中的通量相互作用區(qū)域。雖然氣隙通常填充有空氣，但其并不需要如此。在一個實施例中，夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)34將壓層條帶推進(jìn)為確定所述壓 層條帶的第一壓層長度而基于場磁極設(shè)計文件46中的設(shè)計信息計算的距離?？烧{(diào)整下部 壓板40能夠沿垂直方向上下移動以使得能夠堆疊每一經(jīng)切割壓層條帶且在添加每一新壓 層條帶時適應(yīng)完工部分的累積的堆疊高度。在構(gòu)造三維層壓形狀時，將初始壓層條帶固持 于下部堆疊壓板40上。下部堆疊壓板40可具有匹配第一壓層條帶的切口且通常使用磁引 力將經(jīng)切割壓層條帶固持于適當(dāng)位置中。另一選擇為，通過將壓層條帶臨時膠合或點焊接 到壓板40且提供釋放機構(gòu)以在完成堆疊時排出完成的三維層壓形狀而將壓層條帶緊固到 下部堆疊壓板40。一旦將初始壓層條帶固定到下部堆疊壓板40，激光切割機36就在所述 初始壓層條帶的后邊緣上形成所要的氣隙輪廓。接著，執(zhí)行選擇、堆疊并切割第二壓層條帶的操作。在切割第一壓層條帶的后氣隙 輪廓之后，激光切割機36在連續(xù)壓層條帶的端部上形成前邊緣氣隙面。下部堆疊壓板40 向下移動且夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)34將壓層條帶推進(jìn)到所計算的距離以形成以第一 壓層條帶為中心的第二壓層條帶的適當(dāng)長度。在一個實施例中，第二壓層條帶具有大于初始壓層條帶的壓層長度。接著，下部堆疊壓板40將壓層堆疊推動抵靠在可調(diào)整上部壓板42 上。接著，使用激光焊接機38將第二壓層條帶附接到第一壓層條帶。在一個實施例中，激 光焊接機38形成深度為兩個壓層的點焊接的可編程模式。可調(diào)整上部壓板42具有使激光 束能夠聚焦于第二壓層條帶頂部上的切口。一旦將第二壓層條帶附接到第一壓層條帶，激 光切割機36就基于場磁極設(shè)計文件46所規(guī)定的所計算輪廓而形成后氣隙面。以上過程針 對達(dá)待構(gòu)造的三維形狀所需要的具有第一壓層寬度的壓層條帶之多的壓層條帶而繼續(xù)。當(dāng) 堆疊完具有第一壓層寬度的最后一個壓層條帶時，從夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)34抽回 此寬度的壓層材料且將其卷回到卷軸系統(tǒng)30上。選擇新壓層寬度且針對此寬度的壓層原料重新定位夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng) 34。將來自卷軸系統(tǒng)30的壓層原料推進(jìn)到夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)34中且重復(fù)以上程 序。繼續(xù)此過程直到使用每一所需壓層寬度且完全構(gòu)造出整個所要的三維層壓形狀為止。所揭示的使用基于激光的系統(tǒng)構(gòu)造三維層壓形狀的技術(shù)具有數(shù)個優(yōu)點。所揭示的 基于激光的系統(tǒng)28具有高機器生產(chǎn)量的能力，因為可非?？?通常在10毫秒到100毫秒 的范圍中)地執(zhí)行激光切割及焊接操作。此外，通過以變化寬度的壓層條帶開始，不存在從 所述條帶邊緣損耗的材料。所產(chǎn)生的唯一廢料是每一壓層條帶的前邊緣及后邊緣上的氣隙 輪廓中的切斷部分，其與傳統(tǒng)模壓操作所產(chǎn)生的25%到75%的材料廢料相比非常微小。此 外，通過使用激光切割機，氣隙輪廓可隨著構(gòu)造場磁極結(jié)構(gòu)而演變且可在每一壓層條帶的 各面中的不同位置處引入特殊特征。另外，可對攜載高水平通量且具有低鐵芯損耗的薄導(dǎo) 磁壓層執(zhí)行切割及焊接操作。此使得能夠以具成本效益的方式構(gòu)造三維層壓結(jié)構(gòu)。此外， 通過使厚度變化適應(yīng)如以上所揭示的場磁極結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，可構(gòu)造均勻形狀、體積及重量的 場磁極。圖6圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實施例配置的計算機。在一個實施例中，計算機50耦 合到圖1、圖2、圖3中所圖解說明的沖模沖壓系統(tǒng)10。在特定實施例中，計算機50經(jīng)配置 以執(zhí)行一系列操作以計算每一壓層條帶的壓層參數(shù)。計算機50進(jìn)一步包含用于以下文將 更加詳細(xì)地論述的方式引導(dǎo)沖模沖壓系統(tǒng)10的一個或一個以上組件基于所計算的壓層參 數(shù)構(gòu)造電動裝置的三維形狀的可執(zhí)行指令。計算機50包含標(biāo)準(zhǔn)組件，所述標(biāo)準(zhǔn)組件包含由 總線58鏈接的中央處理單元52及輸入/輸出裝置54。輸入/輸出裝置54可包含鍵盤、鼠 標(biāo)、顯示器、打印機及機器接口。網(wǎng)絡(luò)接口電路(NIC)56提供到網(wǎng)絡(luò)(未顯示)的連接性， 借此允許計算機50在連網(wǎng)環(huán)境中操作。存儲器60也連接到總線58。在一個實施例中，存儲器60包含設(shè)計信息模塊62及參數(shù)計算模塊64。設(shè)計信息 模塊62包含表征三維層壓形狀的設(shè)計信息。在一個實施例中，設(shè)計信息模塊62為場磁極 設(shè)計文件46。舉例來說，設(shè)計信息模塊62還可包含與多個壓層條帶相關(guān)聯(lián)的材料厚度信 息及寬度信息。參數(shù)計算模塊64包含用于基于設(shè)計信息計算壓層參數(shù)的可執(zhí)行指令。在 特定實施例中，參數(shù)計算模塊64包含壓層寬度模塊66、壓層長度模塊68及壓層堆疊高度 模塊70。在一個實施例中，壓層寬度模塊66包含用于計算壓層條帶中的每一者的壓層寬 度且經(jīng)由輸入/輸出裝置54將所述壓層寬度提供給卷軸系統(tǒng)11及寬度導(dǎo)引件14的可執(zhí) 行指令。壓層長度模塊68包含用于計算壓層條帶中的每一者的壓層長度且將所述壓層長 度提供給緊帶輪驅(qū)動器12、硬停止件22及切斷沖壓機18的可執(zhí)行指令。壓層堆疊高度模 塊70包含用于確定壓層條帶中的每一者的經(jīng)組裝堆疊中的壓層高度且將所述高度信息提供到堆疊站20以控制所述堆疊的垂直位置的可執(zhí)行指令。所述計算機還控制堆疊特征沖 壓機16 (例如，經(jīng)由壓層長度模塊68)?？偟膩碚f，所述計算機經(jīng)由輸入/輸出裝置54控制 所有操作。所顯示的特定模塊為實例性。其操作可經(jīng)組合或進(jìn)一步分解成更小模塊。本發(fā) 明的操作效果顯著，而不論執(zhí)行所述操作的精確位置或方式如何。圖7圖解說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例配置的計算機。在一個實施例中，基于激 光的系統(tǒng)28中的控制器44進(jìn)一步包含經(jīng)配置以執(zhí)行一系列操作以計算每一壓層條帶的壓 層參數(shù)的計算機80。計算機80進(jìn)一步包含用于引導(dǎo)基于激光的系統(tǒng)28的一個或一個以上 組件基于所計算的壓層參數(shù)構(gòu)造電動裝置的三維形狀的可執(zhí)行指令。計算機80包含標(biāo)準(zhǔn) 組件，所述標(biāo)準(zhǔn)組件包含由總線88鏈接的中央處理單元82及輸入/輸出裝置84。網(wǎng)絡(luò)接 口電路(NIC)86提供到網(wǎng)絡(luò)(未顯示)的連接性，借此允許計算機80在連網(wǎng)環(huán)境中操作。 存儲器90也連接到總線88。在一個實施例中，存儲器90包含設(shè)計信息模塊92及參數(shù)計算模塊94。設(shè)計信息 模塊92包含表征所要場磁極結(jié)構(gòu)的三維包絡(luò)的設(shè)計信息。在一個實施例中，設(shè)計信息模塊 92為場磁極設(shè)計文件46。所述設(shè)計信息還可包含與卷軸系統(tǒng)30中的多個壓層條帶相關(guān)聯(lián) 的材料寬度信息。參數(shù)計算模塊94包含用于基于設(shè)計信息及來自厚度測量系統(tǒng)32的實時 壓層厚度數(shù)據(jù)來計算壓層參數(shù)的可執(zhí)行指令。計算模塊94包含用于基于當(dāng)前壓層厚度讀 數(shù)及來自堆疊中的所有先前壓層的累積的厚度數(shù)據(jù)來實時地計算總體三維體積內(nèi)每一壓 層的位置的可執(zhí)行指令。在特定實施例中，參數(shù)計算模塊94包含壓層寬度模塊96、壓層長 度模塊98、壓層氣隙面模塊100及壓層焊接模式模塊102。壓層寬度模塊96包含用于計算 壓層條帶中的每一者的壓層寬度且將所述壓層寬度提供給卷軸系統(tǒng)30以及夾持饋送及寬 度導(dǎo)引件系統(tǒng)34的可執(zhí)行指令。壓層長度模塊98包含用于計算壓層條帶中的每一者的壓 層長度且將所述壓層長度提供給夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)34以及上部壓板42的可執(zhí)行 指令。壓層氣隙面模塊100包含用于確定壓層條帶中的每一者的壓層氣隙面外形且將所述 壓層氣隙面外形提供給激光切割機36的可執(zhí)行指令。壓層焊接模式模塊102包含用于確 定壓層條帶中的每一者的壓層焊接模式且將所述壓層焊接模式提供給激光焊接機38的可 執(zhí)行指令。所述計算機還控制所有站(包含下部堆疊壓板40)的定序。應(yīng)注意，存儲于計算機50中的存儲器60及計算機80中的存儲器90中的可執(zhí)行 模塊均為實例性。還可包含例如操作系統(tǒng)或圖形用戶接口模塊等額外模塊。應(yīng)了解，可組 合所述模塊的功能。另外，不需要對單個機器執(zhí)行所述模塊的功能。而是，如果需要，那么 可跨越網(wǎng)絡(luò)分布所述功能。實際上，本發(fā)明通常實施于客戶端_服務(wù)器環(huán)境中，其中各種組 件實施于客戶端側(cè)及/或服務(wù)器側(cè)處。本發(fā)明的功能效果顯著，而不論執(zhí)行所述操作的位 置或執(zhí)行所述操作的具體方式如何?？墒褂盟沂镜膶嵤├齺順?gòu)造各種形狀的三維結(jié)構(gòu)。圖8圖解說明根據(jù)本發(fā)明的 實施例構(gòu)造的實例性三維層壓形狀。參考編號104圖解說明具有平坦切割面的三維層壓形 狀。參考編號106圖解說明具有彎曲氣隙面的三維層壓形狀。圖9圖解說明根據(jù)本發(fā)明一 個實施例具有側(cè)翼的實例性仿形場磁極結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。在一個實施例中，可通過使用橢圓形 沖壓機替代筆直沖壓機來構(gòu)造具有匹配電動裝置(例如，電動機)中轉(zhuǎn)子的圓錐形狀的彎 曲正面的場磁極結(jié)構(gòu)。在另一實施例中，可通過添加可移動側(cè)沖壓機的多個級來構(gòu)造仿形 場磁極結(jié)構(gòu)。側(cè)翼108在允許合理厚度的卷繞并減少場磁極到磁極通量泄漏的同時實現(xiàn)較高磁極覆蓋范圍。本發(fā)明的實施例涉及具有計算機可讀媒體的計算機存儲產(chǎn)品，所述計算機可讀媒 體上具有用于執(zhí)行各種計算機實施的操作的計算機代碼。所述媒體及計算機代碼可以是出 于本發(fā)明的目的專門設(shè)計并構(gòu)造的那些媒體及計算機代碼，或者其可以是眾所周知的種類 且可由計算機軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員使用。計算機可讀媒體的實例包含(但不限于)磁性 媒體，例如，硬盤、軟盤及磁帶；光學(xué)媒體，例如，CD-R0M、DVD及全息裝置；磁光媒體；及經(jīng)專 門配置以存儲并執(zhí)行程序代碼的硬件裝置，例如，專用集成電路(“ASIC”)、可編程邏輯裝 置(“PLD”)以及ROM及RAM裝置。計算機代碼的實例包含例如由編譯器產(chǎn)生的機器代碼 及由計算機使用解譯器執(zhí)行的含有較高級代碼的文件。舉例來說，可使用Java、C++或其它 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言及開發(fā)工具來實施本發(fā)明的實施例。本發(fā)明的另一實施例可在替 代機器可執(zhí)行軟件指令或與其組合的硬連線電路中實施。出于解釋的目的，前述說明使用具體命名來提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員將明了，不需要具體細(xì)節(jié)來實踐本發(fā)明。因此，呈現(xiàn)本發(fā)明具體實施例的前 述說明是出于圖解說明及說明的目的。其并不打算作為窮舉性說明或?qū)⒈景l(fā)明限定為所揭 示的精確形式，顯而易見，鑒于以上教示內(nèi)容可做出許多修改及變化。選擇及描述所述實施 例旨在對本發(fā)明的原理及其實際應(yīng)用進(jìn)行最佳解釋，借此使所屬領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠 最佳地利用本發(fā)明及具有適用于所涵蓋特定用途的各種修改的各種實施例。打算由以上權(quán) 利要求書及其等效內(nèi)容界定本發(fā)明的范圍。
10
權(quán)利要求
一種用于構(gòu)造三維層壓形狀的方法，所述方法包括從組裝于卷軸上的具有不同寬度的多個壓層條帶中選擇第一壓層條帶；將第一壓層條帶堆疊于堆疊裝置上；以第一壓層長度切割所述第一壓層條帶；從所述卷軸選擇第二壓層條帶；將所述第二壓層條帶堆疊于所述堆疊裝置上；以不同于所述第一壓層長度的第二壓層長度切割所述第二壓層條帶以構(gòu)造電動裝置的場磁極的三維層壓形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一壓層條帶及所述第二壓層條帶包含經(jīng)沖 壓的堆疊特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一壓層條帶及所述第二壓層條帶包含氣隙 面輪廓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)從壓層寬度參數(shù)、壓層長度參數(shù)、壓層氣隙面 參數(shù)、壓層堆疊高度參數(shù)及壓層焊接模式參數(shù)中的至少一者中選擇的壓層參數(shù)處理所述第 一壓層條帶及所述第二壓層條帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述第一壓層條帶激光焊接到所述第 二壓層條帶。
6.一種計算機可讀媒體，其包括用于以下操作的可執(zhí)行指令收集表征三維層壓形狀的設(shè)計信息；基于所述設(shè)計信息來計算壓層參數(shù)；及引導(dǎo)多個組件基于所述壓層參數(shù)來構(gòu)造電動裝置的三維層壓形狀，其中所述三維層壓 形狀包括不同壓層寬度及不同壓層長度的多個壓層條帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其中所述多個組件包括基于激光的系統(tǒng)中 的卷軸系統(tǒng)、夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)、激光切割機及激光焊接機中的至少一者。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其中所述多個組件包括沖模沖壓系統(tǒng)中的 緊帶輪驅(qū)動器、水平寬度導(dǎo)引件、沖壓站及切斷沖壓機中的至少一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其進(jìn)一步包括收集與所述多個壓層條帶相 關(guān)聯(lián)的材料厚度信息及寬度信息中的至少一者并基于所述材料厚度信息及所述寬度信息 來計算所述壓層參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其中所述用于計算壓層參數(shù)的可執(zhí)行指 令包含用于計算每一壓層條帶的壓層寬度參數(shù)、壓層長度參數(shù)、壓層氣隙面參數(shù)、壓層堆疊 高度參數(shù)及壓層焊接模式參數(shù)中的至少一者的可執(zhí)行指令。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其包括用于基于所述壓層參數(shù)計算所述 壓層條帶中每一者的壓層寬度并將所述壓層寬度提供給卷軸系統(tǒng)以及夾持饋送及寬度導(dǎo) 引件系統(tǒng)中的至少一者的可執(zhí)行指令。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其包括用于基于所述壓層參數(shù)計算所述 壓層條帶中的每一者的壓層長度并將所述壓層長度提供給夾持饋送及寬度導(dǎo)引件系統(tǒng)的 可執(zhí)行指令。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其包括用于基于所述壓層參數(shù)計算所述壓層條帶中的每一者的壓層堆疊高度并將所述壓層堆疊高度提供給堆疊站的可執(zhí)行指令。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其包括用于基于所述壓層參數(shù)計算所述 壓層條帶中的每一者的壓層氣隙面外形并將所述壓層氣隙面外形提供給激光切割機的可 執(zhí)行指令。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其包括用于基于所述壓層參數(shù)計算所述 壓層條帶中的每一者的壓層焊接模式并將所述壓層焊接模式提供給激光焊接機的可執(zhí)行 指令。
16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計算機可讀媒體，其進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生激光焊接機的激 光焊接指令的可執(zhí)行指令，所述激光焊接機將每一新壓層條帶焊接到先前壓層條帶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于構(gòu)造三維層壓形狀的方法，所述方法包含從組裝于卷軸上的具有不同寬度的多個壓層條帶中選擇第一壓層條帶。將所述第一壓層條帶堆疊于堆疊裝置上且以第一長度切割所述第一壓層條帶。從所述卷軸選擇第二壓層條帶且堆疊所述第二壓層條帶并以不同于所述第一長度的第二長度切割所述第二壓層條帶。重復(fù)所述過程以構(gòu)造電動裝置的三維層壓形狀。在另一實施例中，一種計算機可讀存儲媒體包含用于收集表征三維層壓形狀的設(shè)計信息并基于所述設(shè)計信息來計算壓層參數(shù)的可執(zhí)行指令。所述媒體進(jìn)一步包含用于引導(dǎo)多個組件使用所述參數(shù)構(gòu)造電動裝置的三維層壓形狀的指令。所述三維層壓形狀包括不同寬度及長度的多個條帶。
文檔編號G06F19/00GK101896913SQ200880120606
公開日2010年11月24日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者杰里米·邁爾, 約翰·彼德羅 申請人:洛華托奇公司