CN108987104A - 一种全自动变压器绕线机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动变压器绕线机，包括机架，机架上设有主轴放线架，主轴放线架上安装有主轴，机架顶部安装有导线自动排线装置，机架内部设有张力可调防线架，张力可调防线架一侧设置主绝缘层供给装置和副绝缘层供给装置，机架内部底端安装有主/副绝缘层主轴轴向驱动装置，主/副绝缘层主轴轴向驱动装置分别连接主绝缘层供给装置和副绝缘层供给装置，本发明结构原理简单，自动化程度高，实现了层间绝缘层和端部绝缘层的全自动缠绕，能够实现对绝缘带缠绕张力控制，控制精度高，同时还具有对绝缘带切割的功能，提高了工作效率。

Description

一种全自动变压器绕线机
技术领域
本发明涉及绕线机技术领域，具体为一种全自动变压器绕线机。
背景技术
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。
变压器绕线机是用来绕制变压器线圈的专用设备，在变压器的线圈生产过程中，按变压器电压等级或容量来划分绕线设备，有绕制配电变压器高、低压线圈的自动排线绕线机和箔式线圈绕制机；有绕制大型电力变压器线圈的立式绕线机和卧式绕线机。
现有绕线机一般为半自动绕线机，其通过手工排线，人工成本高，因此限制了加工效率。自动排线绕线机的出现虽然解决了半自动绕线机生产的一些弊端，但现有的自动排线绕线机为单绝缘层供给，自动化程度低且工艺不完备；另外，现有的自动绕线机对于层间绝缘带及端部绝缘带的自动送给，切割装置及绝缘带缠绕张力控制方面目前国内几乎没有相关的文献对其作出深入研究。而层间绝缘带及端部绝缘带缠绕是变压器绕制过程中消耗工时最长且效率最低的部分，因此研制具备导线、层间绝缘、端部绝缘自动缠绕的高速高精度变压器绕线机具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动变压器绕线机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动变压器绕线机，包括机架，所述机架上设有主轴放线架，所述主轴放线架上安装有主轴，所述机架顶部安装有导线自动排线装置，所述机架内部设有张力可调防线架，所述张力可调防线架一侧设置主绝缘层供给装置和副绝缘层供给装置，且所述主绝缘层供给装置设置在副绝缘层供给装置上方，所述机架内部底端安装有主/副绝缘层主轴轴向驱动装置，所述主/副绝缘层主轴轴向驱动装置分别连接主绝缘层供给装置和副绝缘层供给装置；
所述主绝缘层供给装置包括第一伺服***控制绝缘纸辊，所述第一伺服***控制绝缘纸辊安装在安装板上，所述第一伺服***控制绝缘纸辊一侧设有两个第一定向滚轮，两个第一定向滚轮之间下方设有第一张力反馈装置，所述第一张力反馈装置一侧设置第一摆臂杆，所述第一摆臂杆设置在主绝缘层下方，所述安装板一侧还设置定位定向轮，主绝缘层通过第一伺服***控制绝缘纸辊穿过定向滚轮、第一张力反馈装置、第一摆臂杆、定位定向轮后缠绕在主轴上。
所述副绝缘层供给装置包括第二伺服***控制绝缘纸辊，所述第二伺服***控制绝缘纸辊安装在安装板上，所述第二伺服***控制绝缘纸辊一侧设置第二定向滚轮，两侧第二定向滚轮之间下方设置第二张力反馈装置，所述第二张力反馈装置一侧设置第二摆臂杆，所述第二摆臂杆设置在副绝缘层下方，所述安装板一侧还设置驱动轮，所述驱动轮一侧设置剪纸机构，副绝缘层通过第二伺服***控制绝缘纸辊穿过第二定向滚轮、第二张力反馈装置、第二摆臂杆、驱动轮后经过剪纸机构；
所述剪纸机构包括定刀片、动刀片、定刀片固定座和刀片驱动组件，所述定刀片安装在定刀片固定座上，所述动刀片设置在定刀片正上方，且所述动刀片连接刀片驱动组件，所述刀片驱动组件包括驱动气缸，所述驱动气缸连接外部气泵。
优选的，所述导线自动排线装置包括床身，所述床身一侧设有主轴箱，所述主轴箱中部设有变速轴承，且所述变速轴承设置在床身上方，所述主轴箱一侧设有磁粉制动器，所述磁粉制动器一侧上方设置中磁离合器，且所述中磁离合器设置在床身侧壁，所述床身后端设有固定架，所述固定架上安装有导线传送轮。
优选的，所述张力可调防线架包括主体，所述主体底部一侧设有制动摩擦轮，所述制动摩擦轮上缠绕摩擦带，所述主体内部设有导线捆，且所述导线捆与制动摩擦轮连接，所述主体上方设有“7”字形支架，所述“7”字形支架下方设有张力调节钮，所述“7”字形支架上端安装有张力反馈杆，所述张力反馈杆顶部安装有滚轮，所述主体上部一侧安装有定向轮安装架，所述定向轮安装架上安装有定向轮，电线通过滚轮穿过定向轮与导线捆连接。
优选的，所述机架外壁上还安装有控制主机，所述控制主机上设有上位机监控装置、下位机PLC、外部I/O输入输出检测单元、检测单元、伺服执行单元和张力检测单元，所述上位机监控装置上设有工控机和显示器，所述上位机监控装置通过总线连接张力检测单元，所述张力检测单元连接下位机PLC，所述下位机PLC与外部I/O输入输出检测单元和伺服执行单元双向连接，所述检测单元连接下位机PLC。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明结构原理简单，自动化程度高，实现了层间绝缘层和端部绝缘层的全自动缠绕，能够实现对绝缘带缠绕张力控制，控制精度高，同时还具有对绝缘带切割的功能，提高了工作效率；本发明中增加了主副绝缘纸的供给装置和切割装置，不仅可以实现绕制过程的全自动化提高工作效率且缠绕线圈的质量也更加优质。
(2)本发明采用的导线自动排线装置能保证绕线模具运行稳定，绕制的线圈不会出现椭圆、松动等质量缺陷，保证了绕制线圈质量。解决了由于排线和张紧均采用人工操作，在绕制过程中需不断地敲打、整形，变压器的重量和体积增加的问题。同时解决了由于每个人在绕制线圈时用力不同，致使绕制的线圈松紧程度不同，变压器三相平衡差，影响变压器质量的问题。
附图说明
图1为本发明整体结构主视图；
图2为本发明控制主机原理图；
图3为本发明张力可调防线架结构示意图；
图4为本发明主绝缘层供给装置和副绝缘层供给装置结构示意图；
图5为本发明剪纸机构结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种全自动变压器绕线机，包括机架1，所述机架1上设有主轴放线架2，所述主轴放线架2上安装有主轴3，所述机架1顶部安装有导线自动排线装置，所述机架1内部设有张力可调防线架4，所述张力可调防线架4一侧设置主绝缘层供给装置5和副绝缘层供给装置6，且所述主绝缘层供给装置5设置在副绝缘层供给装置6上方，所述机架1内部底端安装有主/副绝缘层主轴轴向驱动装置7，所述主/副绝缘层主轴轴向驱动装置7分别连接主绝缘层供给装置5和副绝缘层供给装置6；
所述机架1外壁上还安装有控制主机8，所述控制主机8上设有上位机监控装置9、下位机PLC10、外部I/O输入输出检测单元11、检测单元12、伺服执行单元13和张力检测单元14，所述上位机监控装置9上设有工控机15和显示器16，所述上位机监控装置9通过总线连接张力检测单元14，所述张力检测单元14连接下位机PLC10，所述下位机PLC10与外部I/O输入输出检测单元11和伺服执行单元13双向连接，所述检测单元12连接下位机PLC10。控制主机的优良对整个张力控制***具有重大的影响。一般是接收来自张力传感器或其他检测装置的反馈信号，通过一定的控制算法，并进行相应的运算，实时调整输出给执行元件的控制信号，达到绝缘纸张力的稳定。检测单元是张力控制***中必不可少的部件。一般张力控制***需要对绝缘带中存在的张力进行实时检测，并张力值转化为电信号反馈到张力控制装置，以实现绝缘带中张力的闭环控制。执行机构是张力控制***中最基本的组成部分，在一个独立的张力控制***中，伺服执行单元一般分为收卷部分和放卷部分比较常用的执行元件有力矩电机和磁粉制动器等。
本发明中，导线自动排线装置包括床身17，所述床身17一侧设有主轴箱18，所述主轴箱18中部设有变速轴承19，且所述变速轴承19设置在床身17上方，所述主轴箱18一侧设有磁粉制动器20，所述磁粉制动器20一侧上方设置中磁离合器21，且所述中磁离合器21设置在床身17侧壁，所述床身17后端设有固定架22，所述固定架22上安装有导线传送轮23。本发明采用的导线自动排线装置能保证绕线模具运行稳定，绕制的线圈不会出现椭圆、松动等质量缺陷，保证了绕制线圈质量。解决了由于排线和张紧均采用人工操作，在绕制过程中需不断地敲打、整形，变压器的重量和体积增加的问题。同时解决了由于每个人在绕制线圈时用力不同，致使绕制的线圈松紧程度不同，变压器三相平衡差，影响变压器质量的问题。
本发明中，张力可调防线架4包括主体24，所述主体24底部一侧设有制动摩擦轮25，所述制动摩擦轮25上缠绕摩擦带26，所述主体24内部设有导线捆27，且所述导线捆27与制动摩擦轮25连接，所述主体24上方设有“7”字形支架28，所述“7”字形支架28下方设有张力调节钮29，所述“7”字形支架28上端安装有张力反馈杆30，所述张力反馈杆30顶部安装有滚轮31，所述主体24上部一侧安装有定向轮安装架32，所述定向轮安装架32上安装有定向轮33，电线通过滚轮31穿过定向轮33与导线捆27连接。该张力可调防线架能够实现对主副绝缘层张力的调节控制。
本发明中，主绝缘层供给装置5包括第一伺服***控制绝缘纸辊34，所述第一伺服***控制绝缘纸辊34安装在安装板35上，所述第一伺服***控制绝缘纸辊34一侧设有两个第一定向滚轮36，两个第一定向滚轮36之间下方设有第一张力反馈装置37，所述第一张力反馈装置37一侧设置第一摆臂杆38，所述第一摆臂杆38设置在主绝缘层下方，所述安装板35一侧还设置定位定向轮39，主绝缘层通过第一伺服***控制绝缘纸辊34穿过第一定向滚轮36、第一张力反馈装置37、第一摆臂杆38、定位定向轮39后缠绕在主轴上；副绝缘层供给装置6包括第二伺服***控制绝缘纸辊40，所述第二伺服***控制绝缘纸辊40安装在安装板35上，所述第二伺服***控制绝缘纸辊40一侧设置第二定向滚轮41，两侧第二定向滚轮41之间下方设置第二张力反馈装置42，所述第二张力反馈装置42一侧设置第二摆臂杆43，所述第二摆臂杆43设置在副绝缘层下方，所述安装板35一侧还设置驱动轮44，所述驱动轮44一侧设置剪纸机构45，副绝缘层通过第二伺服***控制绝缘纸辊40穿过第二定向滚轮41、第二张力反馈装置42、第二摆臂杆43、驱动轮44后经过剪纸机构45；剪纸机构45包括定刀片46、动刀片47、定刀片固定座48和刀片驱动组件49，所述定刀片46安装在定刀片固定座48上，所述动刀片47设置在定刀片46正上方，且所述动刀片47连接刀片驱动组件49，所述刀片驱动组件49包括驱动气缸，所述驱动气缸连接外部气泵，该剪纸机构能够实现对绝缘纸的快速剪切。
综上所述，本发明结构原理简单，自动化程度高，实现了层间绝缘层和端部绝缘层的全自动缠绕，能够实现对绝缘带缠绕张力控制，控制精度高，同时还具有对绝缘带切割的功能，提高了工作效率；本发明中增加了主副绝缘纸的供给装置和切割装置，不仅可以实现绕制过程的全自动化提高工作效率且缠绕线圈的质量也更加优质。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种全自动变压器绕线机，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)上设有主轴放线架(2)，所述主轴放线架(2)上安装有主轴(3)，所述机架(1)顶部安装有导线自动排线装置，所述机架(1)内部设有张力可调防线架(4)，所述张力可调防线架(4)一侧设置主绝缘层供给装置(5)和副绝缘层供给装置(6)，且所述主绝缘层供给装置(5)设置在副绝缘层供给装置(6)上方，所述机架(1)内部底端安装有主/副绝缘层主轴轴向驱动装置(7)，所述主/副绝缘层主轴轴向驱动装置(7)分别连接主绝缘层供给装置(5)和副绝缘层供给装置(6)；
所述主绝缘层供给装置(5)包括第一伺服***控制绝缘纸辊(34)，所述第一伺服***控制绝缘纸辊(34)安装在安装板(35)上，所述第一伺服***控制绝缘纸辊(34)一侧设有两个第一定向滚轮(36)，两个第一定向滚轮(36)之间下方设有第一张力反馈装置(37)，所述第一张力反馈装置(37)一侧设置第一摆臂杆(38)，所述第一摆臂杆(38)设置在主绝缘层下方，所述安装板(35)一侧还设置定位定向轮(39)，主绝缘层通过第一伺服***控制绝缘纸辊(34)穿过第一定向滚轮(36)、第一张力反馈装置(37)、第一摆臂杆(38)、定位定向轮(39)后缠绕在主轴上；
所述副绝缘层供给装置(6)包括第二伺服***控制绝缘纸辊(40)，所述第二伺服***控制绝缘纸辊(40)安装在安装板(35)上，所述第二伺服***控制绝缘纸辊(40)一侧设置第二定向滚轮(41)，两侧第二定向滚轮(41)之间下方设置第二张力反馈装置(42)，所述第二张力反馈装置(42)一侧设置第二摆臂杆(43)，所述第二摆臂杆(43)设置在副绝缘层下方，所述安装板(35)一侧还设置驱动轮(44)，所述驱动轮(44)一侧设置剪纸机构(45)，副绝缘层通过第二伺服***控制绝缘纸辊(40)穿过第二定向滚轮(41)、第二张力反馈装置(42)、第二摆臂杆(43)、驱动轮(44)后经过剪纸机构(45)；
所述剪纸机构(45)包括定刀片(46)、动刀片(47)、定刀片固定座(48)和刀片驱动组件(49)，所述定刀片(46)安装在定刀片固定座(48)上，所述动刀片(47)设置在定刀片(46)正上方，且所述动刀片(47)连接刀片驱动组件(49)，所述刀片驱动组件(49)包括驱动气缸，所述驱动气缸连接外部气泵。
2.根据权利要求1所述的一种全自动变压器绕线机，其特征在于：所述导线自动排线装置包括床身(17)，所述床身(17)一侧设有主轴箱(18)，所述主轴箱(18)中部设有变速轴承(19)，且所述变速轴承(19)设置在床身(17)上方，所述主轴箱(18)一侧设有磁粉制动器(20)，所述磁粉制动器(20)一侧上方设置中磁离合器(21)，且所述中磁离合器(21)设置在床身(17)侧壁，所述床身(17)后端设有固定架(22)，所述固定架(22)上安装有导线传送轮(23)。
3.根据权利要求1所述的一种全自动变压器绕线机，其特征在于：所述张力可调防线架(4)包括主体(24)，所述主体(24)底部一侧设有制动摩擦轮(25)，所述制动摩擦轮(25)上缠绕摩擦带(26)，所述主体(24)内部设有导线捆(27)，且所述导线捆(27)与制动摩擦轮(25)连接，所述主体(24)上方设有“7”字形支架(28)，所述“7”字形支架(28)下方设有张力调节钮(29)，所述“7”字形支架(28)上端安装有张力反馈杆(30)，所述张力反馈杆(30)顶部安装有滚轮(31)，所述主体(24)上部一侧安装有定向轮安装架(32)，所述定向轮安装架(32)上安装有定向轮(33)，电线通过滚轮(31)穿过定向轮(33)与导线捆(27)连接。
4.根据权利要求1所述的一种全自动变压器绕线机，其特征在于:所述机架(1)外壁上还安装有控制主机(8)，所述控制主机(8)上设有上位机监控装置(9)、下位机PLC(10)、外部I/O输入输出检测单元(11)、检测单元(12)、伺服执行单元(13)和张力检测单元(14)，所述上位机监控装置(9)上设有工控机(15)和显示器(16)，所述上位机监控装置(9)通过总线连接张力检测单元(14)，所述张力检测单元(14)连接下位机PLC(10)，所述下位机PLC(10)与外部I/O输入输出检测单元(11)和伺服执行单元(13)双向连接，所述检测单元(12)连接下位机PLC(10)。
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