CN115527766B - 一种线圈绕组套装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电磁装置的线圈生产技术领域，公开了一种线圈绕组套装设备，包括绕组吊盘、设置在所述绕组吊盘上的导体放线机构、滑轨机构、承载平台及限位模具，所述滑轨机构设于所述绕组吊盘的下方，所述承载平台正对所述导体放线机构设于所述滑轨机构上，所述限位模具设于所述承载平台上。本发明子绕组经过绕组吊盘，导体放线机构以及承载平台的处理后，完成平稳、精确的逐匝落模，落模完成即完成了该子绕组的套装。在滑轨机构的作用下，内绕组完成了相对于外绕组的精准套装，解决了套装过程中可能存在的内外绕组轮廓干涉的问题。将落模过程中的绕组进行匝间绝缘包绕，使匝间绝缘包绕与套装两个工序合并到一个工位进行，方便后续绕组整体VPI。

Description

一种线圈绕组套装设备
技术领域
本发明涉及电磁装置的线圈生产技术领域，特别是涉及一种大型超导线圈的绕组套装设备。
背景技术
线圈是磁约束核聚变装置的主要部件，嵌套型线圈为其多种线圈结构中的一种。嵌套型线圈由两个或多个子绕组通过套装，随后将各子绕组通过接头连接而成。为最大限度的发挥各种超导材料的载流能力从而降低线圈的制造成本，大型托卡马克超导线圈常常采用多个子线圈嵌套的方案。线圈嵌套完成后的精度和质量，直接影响线圈后续的间隙填充及对地绝缘包绕等装配工作。目前常用的套装设备一般由吊运机构，自由匝提拉机构，承载机构和调整定位机构组成，套装过程是各子绕组在匝间绝缘包绕和VPI后进行整体套装。按照线圈常规制造流程，套装之后，需制造相应的模具或热压罐对绕组整体再做一次VPI。该套设备功能单一，且使得绕组在VPI阶段时的制造和时间成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种线圈绕组套装设备，实现各子绕组逐匝进行落模，且落模完成即完成了该子绕组的套装，避免内外绕组轮廓干涉的问题，实现绕组在自动包绕的作用下完成导体的匝间绝缘包绕，方便后续绕组整体VPI。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种线圈绕组套装设备，包括绕组吊盘、设置在所述绕组吊盘上的导体放线机构、滑轨机构、承载平台及限位模具，所述滑轨机构设于所述绕组吊盘的下方，所述承载平台正对所述导体放线机构设于所述滑轨机构上，所述限位模具设于所述承载平台上。
优选地，所述导体放线机构包括若干机械手及若干导向支撑组件，若干所述机械手及若干所述导向支撑组件相间隔设置，并按线组轮廓呈一圈分布。
优选地，所述导向支撑组件包括相对设置的两个支撑杆，所述支撑杆的一端连接所述绕组吊盘，所述支撑杆的另一端可移动地设有导向块，两个所述导向块围合成导向孔。
优选地，所述支撑杆的下端设有插接块，所述插接块上设有插接孔，所述插接孔的内壁设有插接凸条，所述导向块的侧壁设有导向槽，所述导向块可移动地插接于所述插接孔内，并使所述导向槽与所述插接凸条相配合。
优选地，所述承载平台上位于所述限位模具的内侧设有多组包绕组件，多组所述包绕组件按线组轮廓呈一圈分布。
优选地，所述包绕组件包括竖直设置的支撑柱，所述支撑柱上可调节地设有绕线杆，所述绕线杆的自由端设有绕线孔。
优选地，所述支撑柱的一侧设有调节杆，所述绕线杆的连接端设有调节块，所述调节块套接在所述调节杆上。
优选地，所述滑轨机构包括底板，所述底板上滑动连接有安装板，所述承载平台滑接于所述安装板，且所述安装板的滑动方向与所述承载平台的滑动方向相垂直。
优选地，所述承载平台包括平台主体，所述平台主体的终端出现头位置设有终端支撑平台。
优选地，所述限位模具包括若干按线组轮廓呈一圈分布的内模具单元，所述内模具单元的外侧一一对应地设有若干外模具单元，所述内模具单元与所述外模具单元之间形成限制绕组轮廓的容纳腔。
本发明实施例的一种线圈绕组套装设备，与现有技术相比，其有益效果在于：子绕组经过绕组吊盘，导体放线机构以及承载平台的处理后，完成平稳、精确的逐匝落模，落模完成即完成了该子绕组的套装。同时，在滑轨机构的作用下，内绕组完成了相对于外绕组的精准套装，解决了套装过程中可能存在的内外绕组轮廓干涉的问题。此外，将落模过程中的绕组进行匝间绝缘包绕，不仅使匝间绝缘包绕与套装两个工序合并到一个工位进行，方便后续绕组整体VPI。本发明具有稳定性高、实用性强等优点，不仅能解决绕组的高精度套装问题，还将匝间绝缘包绕工序合并到绕组套装工序内，大大减少了生产成本和生产周期。
附图说明
图1为本发明的线圈绕组吊装、落模及匝间绝缘包绕示意图。
图2为本发明的线圈绕组套装步骤中在另一个工位将内绕组吊起，并将最外层自由匝下拉的示意图。
图3为本发明的线圈绕组套装步骤中将内绕组自由匝的出线头沿导体放线机构穿出外绕组终端区域的示意图。
图4为本发明的线圈绕组套装步骤中调节滑轨机构的Y方向，使外绕组移动至理论装配位置的示意图。
图5为本发明的线圈绕组套装步骤中调节滑轨机构的X方向，使外绕组移动至理论装配位置的示意图。
图6为本发明的线圈绕组套装完成后线圈绕组套装设备的结构示意图。
图7为本发明的导向支撑组件的结构示意图。
图8为本发明的包绕组件的结构示意图。
其中：1-绕组吊盘，2-导体放线机构，21-支撑杆，22-导向块，23-导向孔，24-插接快，3-包绕组件，31-支撑柱，32-绕线杆，33-绕线孔，34-调节杆，4-承载平台，5-终端支撑平台，6-限位模具，7-滑轨机构，8-外绕组，9-内绕组，10-内绕组自由匝。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
VPI是真空压力浸渍工艺的简称，即VacuumPressure Impregnating。VPI真空压力浸渍设备是高压电机，变压器，电力电容器和纸绝缘的高压电力电缆等电器和电工材料生产过程中重要的工艺设备，经VPI工艺处理后，绝缘性能好、温升降低、提高效率、增加机械强度、解决运行过程的松动现象、防止短路等绝缘故障、提高防潮能力、延长使用寿命。
如图1-6所示，本发明实施例优选实施例的一种线圈绕组套装设备，包括绕组吊盘1、设置在所述绕组吊盘1上的导体放线机构2、滑轨机构7、承载平台4及限位模具6，所述滑轨机构7设于所述绕组吊盘1的下方，所述承载平台4正对所述导体放线机构2设于所述滑轨机构7上，所述限位模具6设于所述承载平台4上。
基于上述技术特征的线圈绕组套装设备，子绕组经过绕组吊盘1，导体放线机构2以及承载平台的处理后，完成平稳、精确的逐匝落模，落模完成即完成了该子绕组的套装。同时，在滑轨机构7的作用下，内绕组完成了相对于外绕组的精准套装，解决了套装过程中可能存在的内外绕组轮廓干涉的问题。此外，将落模过程中的绕组进行匝间绝缘包绕，不仅使匝间绝缘包绕与套装两个工序合并到一个工位进行，方便后续绕组整体VPI。本发明具有稳定性高、实用性强等优点，不仅能解决绕组的高精度套装问题，还将匝间绝缘包绕工序合并到绕组套装工序内，大大减少了生产成本和生产周期。
本实施例中，所述绕组吊盘1将第一个绕组吊起，所述导体放线机构2包括若干机械手及若干导向支撑组件，若干所述机械手及若干所述导向支撑组件相间隔设置，即一个所述机械手配一个所述导向支撑组件，并按线组D形轮廓呈一圈分布。在自动控制***作用下，绕组导体通过所述导体放线机构逐匝落模到绕组落模平台上。
请参阅附图7，具体地，所述导向支撑组件包括相对设置的两个支撑杆21，所述支撑杆21的一端连接所述绕组吊盘1，所述支撑杆21的另一端可移动地设有导向块22，两个所述导向块22围合成导向孔23。工作时将第一个绕组被吊起后，绕组的导体通过所述导向孔23进行逐匝分离落放，实现绕组。同时，为方便所述导向孔23的调节，所述支撑杆21的下端设有插接块24，所述插接块24上设有插接孔，所述插接孔的内壁设有插接凸条，所述导向块22的侧壁设有导向槽，所述导向块22可移动地插接于所述插接孔内，并使所述导向槽与所述插接凸条相配合，需要在所述导向孔23内放置导体时先将两个所述导向块22反向移动，当导体放置好后闭合所述导向孔23。
请参阅附图8，本实施例中，所述承载平台4上位于所述限位模具6的内侧设有多组包绕组件3，多组所述包绕组件3按线组轮廓呈一圈分布。所述限位模具6包括若干按线组轮廓呈一圈分布的内模具单元，所述内模具单元的外侧一一对应地设有若干外模具单元，所述内模具单元与所述外模具单元之间形成限制绕组轮廓的容纳腔。所述包绕组件3包括竖直设置的支撑柱31，所述支撑柱31上可调节地设有绕线杆32，所述绕线杆32的自由端设有绕线孔33。当导体从所述导向孔23引出后穿过所述绕线孔33，在所述滑轨机构7的作用下导体沿所述包绕组件3完成匝间绝缘包绕，并逐匝落模到承载平台4上。落模完成后的绕组通过所述容纳腔控制其内外轮廓尺寸。
同时，为方便绕组，所述支撑柱31的一侧设有调节杆34，所述绕线杆的连接端设有调节块，所述调节块套接在所述调节杆35上，实现所述绕线杆32的上下调节。
本实施例中，所述滑轨机构7包括底板，所述底板上滑动连接有安装板，所述承载平台滑接于所述安装板，且所述安装板的滑动方向与所述承载平台的滑动方向相垂直。具体安装时，所述底板上设有X方向滑槽，所述安装板上设有Y方向滑槽，从而实现了所述承载平台在X、Y方向的自由调节。所述承载平台包括平台主体，所述平台主体的终端出现头位置设有终端支撑平台。
如图1、2、3所示，以外绕组8，内绕组9为例，绕组套装的步骤如下：
如图1所示，绕组吊盘1将外绕组吊起，在自动控制***的作用下，通过导体放线机构1上的机械手和导向支撑组件将外绕组导体逐匝分离落放；
如图1所示，分匝后的外绕组8导体在匝间绝缘自动包绕组件3的作用下完成匝间绝缘包绕，并逐匝落模到承载平台4上；
如图1所示，落模完成后的外绕组8通过限位模具6控制其内外轮廓尺寸；
如图2所示，在另外一个工位将内绕组9吊起，并通过导体放线机构1将最外层自由匝10向下拉开一个螺距；
如图3所示，挪开终端支撑平台5，将内绕组9吊至外绕组8的斜上方，调节滑轨机构7的X方向和Y方向，使内绕组自由匝10的出线头沿导体放线机构2穿出外绕组终端区域；
如图4所示，通过调节滑轨机构7的Y方向，使外绕组8移动至理论装配位置；
如图5所示，通过调节滑轨机构7的X方向，使外绕组8移动至理论装配位置，之后将终端支撑平台5装配至原位置；
8）如图6所示，内绕组9按照步骤1的相同方式逐匝分离落放至承载平台4，在落放过程中完成匝间绝缘自动包绕，并通过外绕组8和内限位模具6控制其内外轮廓尺寸。落模完成后，即完成绕组的套装。
本发明设计合理，功能复杂，不仅实现了超导线圈的高精度平稳套装及落模，而且在过程中集成了线圈的匝间绝缘自动包绕工艺，大大减少了线圈的生产成本，提高了生产效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种线圈绕组套装设备，其特征在于：包括绕组吊盘、设置在所述绕组吊盘上的导体放线机构、滑轨机构、承载平台及限位模具，所述滑轨机构设于所述绕组吊盘的下方，所述承载平台正对所述导体放线机构设于所述滑轨机构上，所述限位模具设于所述承载平台上；
所述滑轨机构包括底板，所述底板上滑动连接有安装板，所述承载平台滑接于所述安装板，且所述安装板的滑动方向与所述承载平台的滑动方向相垂直；
所述限位模具包括若干按线组轮廓呈一圈分布的内模具单元，所述内模具单元的外侧一一对应地设有若干外模具单元，所述内模具单元与所述外模具单元之间形成限制绕组轮廓的容纳腔；
所述导体放线机构包括若干机械手及若干导向支撑组件，若干所述机械手及若干所述导向支撑组件相间隔设置，并按线组轮廓呈一圈分布。
2.如权利要求1所述的线圈绕组套装设备，其特征在于：所述导向支撑组件包括相对设置的两个支撑杆，所述支撑杆的一端连接所述绕组吊盘，所述支撑杆的另一端可移动地设有导向块，两个所述导向块围合成导向孔。
3.如权利要求2所述的线圈绕组套装设备，其特征在于：所述支撑杆的下端设有插接块，所述插接块上设有插接孔，所述插接孔的内壁设有插接凸条，所述导向块的侧壁设有导向槽，所述导向块可移动地插接于所述插接孔内，并使所述导向槽与所述插接凸条相配合。
4.如权利要求1所述的线圈绕组套装设备，其特征在于：所述承载平台上位于所述限位模具的内侧设有多组包绕组件，多组所述包绕组件按线组轮廓呈一圈分布。
5.如权利要求4所述的线圈绕组套装设备，其特征在于：所述包绕组件包括竖直设置的支撑柱，所述支撑柱上可调节地设有绕线杆，所述绕线杆的自由端设有绕线孔。
6.如权利要求5所述的线圈绕组套装设备，其特征在于：所述支撑柱的一侧设有调节杆，所述绕线杆的连接端设有调节块，所述调节块套接在所述调节杆上。
7.如权利要求1所述的线圈绕组套装设备，其特征在于：所述承载平台包括平台主体，所述平台主体的终端出现头位置设有终端支撑平台。
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