一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置及工艺方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置，包括放置于立绕机一侧的机械手臂，在机械手臂的前端设置打齐压紧和测量装置，机械手臂位于底座上，在机械手臂的一侧设置有机械手臂控制箱，机械手臂控制箱上方设置机械手臂示教器，操作控制平台放置于立绕机的另一侧，打齐压紧和测量装置包括：升降装置、打齐装置、压紧装置及测量装置，打齐装置、压紧装置及测量装置安装在升降装置上，升降装置与机械手臂固定连接。本发明专利技术还涉及一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量工艺方法，应用前述线饼自动打齐压紧和测量装置。本发明专利技术实现了线饼轴向自动压紧功能、线饼自动打齐功能、高精度尺寸测量、测量数值超差报警、危险区域设定及安全防护。安全防护。安全防护。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置及工艺方法


[0001]本专利技术属于变压器生产制造
，具体涉及一种用于变压器线圈在绕制过程中对线饼进行自动打齐、压紧及精准测量线饼内外径尺寸、幅向尺寸的自动化装置及工艺方法。

技术介绍

[0002]目前，在变压器线圈的绕制过程中，需要有效控制其线饼尺寸，保证各线饼间平整、紧实，满足线圈制作相关的工艺要求。
[0003]线圈制作过程中，需要控制线饼辐向平整、紧实，以便减少以及消除绕制线圈时线饼内径侧高、外径侧低的“伞形”结构造成的线饼崩线、塌饼，进而导致线饼幅向收紧程度差，上下线饼(即轴向)之间间距大、松散不紧实，造成线饼轴向及幅向尺寸超差、抗短路机械强度降低的情况。目前在线圈的制作过程中，需要一名操作工负责线圈绕制，另一名操作工负责使用尼龙锤、尼龙垫块进行线饼打齐。人工打齐线饼的效果不稳定，消除“伞形”结构效果较差，并且实际效果与作业人员的状态密切相关，且作业内容简单、重复，具有一定的劳动强度，未充分发挥人力资源效益。
[0004]在线圈的制作过程中，除了进行线饼打齐压紧，控制线饼平整，同时需要时刻关注线圈的内外径尺寸(辐向尺寸)是否符合设计图纸并进行对应的调整。因此，在线圈绕制过程中，每个线饼操作过程中及完成后，需要多次停机多点测量线饼的辐向尺寸，以进行线圈尺寸的及时检验检查。线饼的内径尺寸测量需要两名操作工使用钢卷尺测量，钢卷尺精度1mm，实际测量的是线圈撑条组成的多边形尺寸，相较于内径
±
3mm的偏差要求，测量精度差。线饼的辐向尺寸测量，由操作工使用钢板尺进行多点测量，测量效率低、精度差。
[0005]以上两点问题，导致线圈绕制时需配置两名操作工进行，且两项作业完全依靠人工操作，测量作业需停机操作，作业效率低、效果未达预期。为解决以上两点问题，有必要研发一种能够替代人工进行线饼打齐压紧及测量的自动化设备，以提高线圈绕制自动化水平及产品质量。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本专利技术提供一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置及工艺方法，应用在立绕机上绕制线圈阶段，实现线饼自动打齐压紧及内外径测量，使用自动化的装置代替人工进行线饼的打齐压紧，实现更均匀、更稳定的打齐压紧效果；使用自动化装置实时测量线饼的内外径尺寸，无需停机测量，实现高效、精准的测量。本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置，包括：放置于立绕机一侧的机械手臂，在机械手臂的前端设置打齐压紧和测量装置，打齐压紧和测量装置用于进行纸筒外径、线圈内径和线圈外径的测量及线饼的打齐和压紧；所述的机械手臂位于底座上，用于带动打齐压紧和测量装置到设定位置；在机械手臂的一侧设置有机械手臂控制箱，机械手臂
控制箱上方设置机械手臂示教器，机械手臂控制箱和机械手臂示教器用于机械手臂动作的编程和控制；操作控制平台放置于立绕机的另一侧，用于录入相关技术参数、接收采集数据、计算测量结果和控制打齐压紧和测量装置动作；所述的打齐压紧和测量装置包括：升降装置、打齐装置、压紧装置及测量装置，打齐装置、压紧装置及测量装置安装在升降装置上，升降装置与机械手臂固定连接。
[0008]一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量工艺方法，应用前述的一种线饼自动打齐压紧和测量装置，包括以下步骤：
[0009]准备阶段：线饼自动打齐压紧和测量装置就位安装，与立绕机进行相对位置标定满足自动打齐压紧和测量要求，设置打齐压紧和测量装置的初始参数，安装可调模和纸筒，对线饼自动打齐压紧和测量装置进行模拟调试；
[0010]试绕线饼阶段：试绕线饼的第一饼，线饼自动打齐压紧及测量自动伸出到线饼上部，通过激光测量判断，打齐装置下移击打到线圈垫块对应线饼位置，压紧装置根据设定的压力施压，给线饼施加恒定轴向压力，测量装置实时测量线饼数据，操作控制平台计算测量数据，检查伞形结构及幅向尺寸，并根据实际效果微调压紧力值及打击力数值；
[0011]正式绕制线饼阶段：打齐装置根据测量装置的采集数值和计算结果，自动预判线圈油道垫块位置，并根据设定的打齐压力对垫块位置进行击打，打击力始终均匀施加在线饼上，同时压紧装置对线饼施加轴向压力，测量装置在线圈旋转过程中对在绕线饼及成型线饼进行实时测量，通过操作控制平台计算线饼数据并实时显示，线圈测量数据超差时报警并声光提示。
[0012]本专利技术主要优点如下：
[0013](1)线饼轴向自动压紧功能。打齐装置两端配置两个高强度可调压力压辊，压辊采用多个小压辊组合而成，且压辊位置可根据线圈内外径尺寸调整，保证压紧时对应压辊均可灵活旋转，压紧力可调。持续稳定施加向下的轴向压力，减少消除线饼“伞形”结构效果好。这个在人工操作时没有，是新增加的功能，实际使用中压力持续稳定，比手工操作消除“伞形”结构的效果要好的多，而且线圈绕制过程中的轴向压紧效果显著增强。
[0014](2)线饼自动打齐功能。打齐装置根据激光测量数值及算法判断，精准预判线饼油道垫块位置，精准打击在油道垫块上方，不会打在饼间造成线饼变形。打齐装置的打击头可随线饼幅向尺寸移动，使打击点始终处于线饼辐向中点位置，通过浮动压板将力均匀传递到线饼。击打频率与击打力可调。打齐效果好，减少消除线饼“伞形”结构。
[0015](3)高精度尺寸测量。有静止和实时检测两项功能。绕制中可实现不停机测量，测量效率高，精度高。算法模块计算拟合圆曲线，自动去除矩形撑条影响，尺寸测量计算精准。
[0016](4)测量数值超差报警。自动对比测量数据与输入的图纸数据及偏差范围，数据超差及时报警。
[0017](5)危险区域设定及安全防护。危险区域用警戒色标识，设置激光幕线的光栅保护，人员靠近自动报警，进入危险区域自动停机。
[0018](6)防碰撞安全装置。采取自动避让、锁紧及定位装置，避免运行时碰撞线圈，意外碰撞时自动避让。设置电气与机械防碰双保险。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的线饼自动打齐及内外径测量装置的主视图。
[0020]图2
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1、2
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2为本专利技术打齐装置的主视图及立体图。
[0021]图3
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1、3
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2、3
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3为本专利技术实施例的压紧装置的立体图及正视图和俯视图。
[0022]图4
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1、4
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2为本专利技术的升降装置的主视图及立体图。
[0023]图5
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1、5
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2、5
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3为本专利技术的测量装置的三视图。
[0024]图中，1为机械手臂，2为机械手臂控制箱，3为打齐压紧和测量装置，4为安全光栅，5为操作控制平台，6为底座，7为安装板，8为压缩弹簧，9为直线轴承，10为挡环，11为导向轴，12为打击板，13为步进电机，14为第一直线导轨，15为同步带，16为三轴气缸安装底座，17为打击滚轮，18为固定板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置，其特征在于，包括：放置于立绕机一侧的机械手臂(1)，在机械手臂(1)的前端设置打齐压紧和测量装置(3)，打齐压紧和测量装置(3)用于进行纸筒外径、线圈内径和线圈外径的测量及线饼的打齐和压紧；所述的机械手臂(1)位于底座(6)上，用于带动打齐压紧和测量装置(3)到设定位置；在机械手臂(1)的一侧设置有机械手臂控制箱(2)，机械手臂控制箱(2)上方设置机械手臂示教器，机械手臂控制箱(2)和机械手臂示教器用于机械手臂(1)动作的编程和控制；操作控制平台(5)放置于立绕机的另一侧，用于录入相关技术参数、接收采集数据、计算测量结果和控制打齐压紧和测量装置(3)动作；所述的打齐压紧和测量装置(3)包括：升降装置、打齐装置、压紧装置及测量装置，打齐装置、压紧装置及测量装置安装在升降装置上，升降装置与机械手臂(1)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置，其特征在于，在机械手臂(1)的两侧分别设置有安全光栅(4)，用于安全报警；所述的机械手臂(1)选用LB系列搬运码垛机器人，所述的操作控制平台(5)由控制柜、PLC控制装置和触摸屏组成，PLC控制装置设置在控制柜中，PLC控制装置和触摸屏实现数据实时交互；通过多条多芯线缆将控制柜与打齐压紧和测量装置(3)连接，控制柜侧接入到PLC控制装置的端子上。3.根据权利要求1所述的一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置，其特征在于，所述的打齐装置悬浮在线饼上方用于将线饼打齐，包括安装板(7)、压缩弹簧(8)、直线轴承(9)、挡环(10)、导向轴(11)、打击板(12)、步进电机(13)、第一直线导轨(14)、同步带(15)、三轴气缸安装底座(16)、打击滚轮(17)、固定板(18)、三轴气缸(19)和导向轴连接板(20)。4.根据权利要求3所述的一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置，其特征在于，安装板(7)为具有一定厚度的长方形板状结构，在安装板(7)的中间位置贯通对称设置一对直线轴承(9)，直线轴承(9)中设置有导向轴(11)，两个导向轴(11)的上端部固定连接导向轴连接板(20)，两个导向轴(11)的上部套装压缩弹簧(8)，两个导向轴(11)的下端部固定连接打击板(12)，两个导向轴(11)的下部套装挡环(10)，安装板(7)的上侧面一角固定安装步进电机(13)，步进电机(13)的输出轴连接同步带(15)，安装板(7)的上侧面长度方向上设置与步进电机(13)相配合的两条第一直线导轨(14)，第一直线导轨(14)与两个导向轴(11)平行设置；三轴气缸底座(16)安装在两条第一直线导轨(14)上，三轴气缸底座(16)的外周与同步带(15)接触连接，三轴气缸(19)安装在三轴气缸底座(16)的下侧面，打击滚轮(17)通过固定板(18)与三轴气缸(19)的气缸轴连接，打击滚轮(17)位于打击板(12)的上方。5.根据权利要求1所述的一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置，其特征在于，所述的压紧装置用于打齐后将线饼压紧，压紧装置为两套压辊结构，压辊结构整体为方框结构，压辊结构分别安装在安装板(7)的下侧面的长度方向的边沿位置，压辊结构与打击板(12)相互平行，压辊结构包括下压轮安装板(21)、压辊底板(22)、凸轮轴承随动器(23)、压辊安装板(24)和压辊(25)。6.根据权利要求5所述的一种变压器线圈线饼自动打齐压紧和测量装置，其特征在于，压辊底板(22)的两端部分别固定连接压轮安装板(21)和压辊安装板(24)，压辊底板(22)与压轮安装板(21)和压辊安装板(24)垂直相交，压轮安装板(21)...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕飞东，胡鹏飞，韩志伟，曲福喜，杨斌，聂伟，刘相镇，杨永峰，赵义香，孙勇，
申请(专利权)人：山东电力设备有限公司，
类型：发明
国别省市：