大尺寸非标电机因其高度个性化的结构设计和功能定制，能够满足多样化的生产环境和工艺要求，是工业自动化、医疗、科研、新能源、航空航天与国防等领域高端装备的关键驱动装置。

而定转子是电机的核心部件，由多层叠加的高精度硅钢片构成。对于大尺寸非标电机，其定转子尺寸涵盖200~1200mm大范围，且由于应用场景特殊导致需求量一般不大。故行业内针对标准化电机定转子批量化生产而普遍采用的“高速机产线连续冲孔和堆叠”方法，因其高昂的模具开发和设备投入成本，不适用于大尺寸非标电机定转子的“多规格、小批量”生产特征。因此，研发适合大尺寸非标电机定转子硅钢片“高效、精密、低成本”生产的智能成形装备已成为电机领域的迫切需求。

目前行业内主要采用“高速冲床+精密冲齿模具+分度盘”的方法成形大尺寸非标电机定转子硅钢片。其基于“以小设备做大零件”的成形原理能够生产不同规格尺寸的定转子钢片，减少对大型模具和机床的依赖，以显著降低生产成本投入。国外成形装备巨头——德国舒勒和国内的安徽思创、芜湖天鹏等公司都已经推出相应成型装备，但国内企业在设备精度、柔性化和智能化程度方面均与国外产品存在差距，亟需通过技术创新研究突破现有产品性能瓶颈。

采用“高柔性装备结构设计+多伺服协同精密调控”的方法，研发动梁式多伺服高速精密分度冲压成型机，实现成型机对多规格大尺寸定转子硅钢片的高速、精密成形能力，需要解决的关键性制约问题如下：

1）匹配大尺寸硅钢片成形工艺的高柔性成形结构创新设计

电机定转子硅钢片具有旋转对称结构特征，可视作某周期性结构呈360°圆形阵列分布，可以采用固定形状冲头围绕圆形硅钢片中心按一定圆度间隔对钢片实施冲压行为，直至圆形钢片上间隔360°的首尾冲压形状形成重叠，即完成一个硅钢片的加工。上述工艺成型机需具备“装配模具实施冲裁工序的冲压结构”、“装夹钢片并能围绕中心轴进行旋转的分度盘结构”以及“移动圆形钢片并始终保持钢片和分度盘中心重合的定位结构”。此外，为使成型机适配不同尺寸硅钢片以及各种生产效率需求，需要具备调节模具冲压位置和冲压频次、硅钢片旋转速度的柔性化结构。上述匹配硅钢片成形工艺的高柔性成形结构设计是搭建成型机整体结构框架、决定成型机最终性能指标的关键。

2）实现硅钢片高效、精密、稳定成形的多伺服协同调控技术

在完成成型机各部分结构设计后，“如何驱动成型机不同结构之间形成联动运作以实现硅钢片的高效、精密、稳定成形”是本项目需要突破的另一项关键技术。根据成形工艺设计，当完成一个硅钢片的冲压工序后都需要进行料片更换，此过程中要求成型机冲压结构能够实施“缓速冲压→高速冲压→缓速停止”运动模式，即要求成形机构由伺服电机驱动。同时，为保证冲压工序的高精度和高柔性，移料定位机构、分度盘和成型机梁同样需要通过伺服电机进行驱动。综上，每冲压一个工位后，分度盘与冲压机构需进行联动控制；每完成一个硅钢片的成形工序后，需要成形机构和移料定位机构的联动控制；每更换一种硅钢片规格后，需要成形机构和移梁结构的联动控制。故为实现硅钢片连续高效生产，确保每个环节有序衔接，减少生产停滞时间，研究多伺服电机的协同调控技术是关键。

1、动梁式分度冲压成型机高柔性结构研发

分别针对冲压结构、分度机构、移料定位机构和动梁结构进行模块化设计和结构装配；通过模拟生产过程进行运动学仿真，分析运动部件之间可能存在的干涉行为；通过有限元技术对动梁、机身等关键承力机构进行静力学/动力学仿真，优化部件材料选择、截面形状和加强筋布局，平衡刚性与质量。

2、多规格硅钢片成形工艺及成型机控制系统设计

针对不同规格尺寸的硅钢片，分析分度成形工艺对成形质量的影响规律，确定满足硅钢片零件成形精度和表面质量的成形工艺区间；根据成形工艺分析各伺服驱动机构的运动模式，研究多伺服协同控制方案，搭建冲压结构、分度机构、移料定位机构和动梁结构各机构之间的协同控制系统。

3、动梁式分度冲压成型机高精度驱动与控制技术研究

基于“伺服电机+滚珠丝杠/直线电机+锁定装置”结构设计，研究动梁位置、速度的高精度闭环控制方法；针对冲压结构引入“PID+前馈控制”研究动态补偿算法，补偿机械间隙和惯性误差；基于伺服电机驱动传动轴配合一级齿轮减速结构，通过力-位移传感器的实时反馈，建立冲压轨迹（如防过冲、回弹补偿）高精度调控系统；建立EtherCAT总线实现伺服直驱分度盘与移料定位机构、冲压机构的同步控制方案，确保高时序精度和高稳定性；分析冲压机构的动态稳定性，实现高速冲压下的振动抑制，确保硅钢片成型精度。

4、动梁式分度冲压成型机样机研发与定转子硅钢片试制

基于前期研究所得详细三维模型，加工和采购所有零部件，基于PXI总线的虚拟仪器系统进行成型机装配和多维度测试；使用激光干涉仪检测动梁的定位精度，通过光电编码器反馈校准分度盘角度，采用空载运行模式验证最高冲次下的机身振动水平，模拟硅钢片冲压工况进行负载测试；基于所研发样机，选择不同规格的几款定转子硅钢片，确定合适的工艺和设备协同控制方案进行硅钢片零件试制，根据定转子冲片的形位尺寸精度、毛刺高度和生产效率进行相关工艺参数优化。

1. 公称能力: 200 KN
2. 滑块行程数：200-270 cy/min
3. 连接位总间隙≤0.23 mm
4. 滑块上下运动对工作台板上平面的下半行程垂直度:0.01 mm
5. 滑块板下平面的平面度:0.02 mm

申请2项发明专利，2项实用新型专利，制定标准1项，培养人才4名