一种用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机及其绕线方法技术

本发明专利技术公开了一种用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机及其绕线方法，属于超导电工技术领域，包括依次设置于同一工作台面上的绕线电机、排线系统和放线系统；放线系统包括第一直线导轨、放线横移伺服系统及伺服放线张力系统；排线系统包括排线架、第二直线导轨、排线横移伺服系统及排线张力系统；线圈骨架置于绕线电机的主轴箱和尾箱之间；放线横移伺服系统中的高位放线盘和低位放线盘同时工作并可分别控制绕线张力，结合由定滑轮和导线轮以及张力传感器组成的排线张力系统，不仅能实现超导与其他带材的并绕功能，而且绕线张力可控、绕线均匀、精度有保证，效率高；同时能适应不同大小和不同长度的线圈骨架。和不同长度的线圈骨架。和不同长度的线圈骨架。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机及其绕线方法


[0001]本专利技术属于超导电工
，更具体地，涉及一种用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机及其绕线方法。

技术介绍

[0002]超导带材是一种在特定环境下具有零电阻特性的材料，一般分为低温超导材料和高温超导材料。其中，高温超导材料以铋系和钇系两种材料应用最为广泛，目前已经实现一定规模的量产。高温超导材料目前较多的应用是制作高温超导线圈，需要将超导带材绕制成线圈，因此需要使用绕线机。
[0003]常规绕线机往往只有一个绕线盘，但是有些超导带材需要和绝缘材料、铜带、钢带等不同电导率带材并绕，或者同种超导带材之间的并绕来提高绕制的超导线圈的匝间电阻率或提高线圈的整体强度；而这种常规的绕线机往往只能手动将需要并绕的线圈缠绕在超导上，然后再缠绕在线圈骨架上，浪费了大量的人力和时间，效率低，并且精度难以保证，无法高效且精准地绕制并绕线圈。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机及其绕线方法，用以解决现有技术无法高效且精准地绕制并绕线圈的技术问题。
[0005]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0006]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机，包括：工作台面、以及位于工作台面之上依次排布的绕线电机、排线系统和放线系统；绕线电机上放置有线圈骨架，绕线盘放置在线圈骨架上；
[0007]放线系统包括：固定于工作台面之上的第一直线导轨、设置于第一直线导轨之上的第一导轨平台、放置在第一导轨平台上方的伺服放线张力系统、以及设置在第一导轨平台下表面处的放线横移伺服系统；放线横移伺服系统用于带动伺服放线张力系统在第一直线导轨上进行移动；
[0008]排线系统包括：固定于工作台面之上的排线架、固定于排线架之上的第二直线导轨、放置在第二直线导轨上方的第二导轨平台、放置在第二导轨平台上方的排线张力系统、以及设置在第二导轨平台下表面处的排线横移伺服系统；排线横移伺服系统用于带动排线张力系统在第二直线导轨上进行移动；
[0009]其中，第一直线导轨、第二直线导轨和线圈骨架的轴线两两相互平行；
[0010]伺服放线张力系统包括：第一放线盘和第二放线盘；第一放线盘和第二放线盘的工作平面位于同一平面、且垂直于工作台面；第二放线盘高于第一放线盘；
[0011]排线张力系统包括：定滑轮、导线轮和张力传感器；第二导轨平台包括上下平行间隔放置的上导轨子平台和下导轨子平台，定滑轮分别固定在上导轨子平台和下导轨子平台
靠近放线系统的一端，导线轮分别固定在上导轨子平台和下导轨子平台远离放线系统的一端；张力传感器分别固定在上导轨子平台和下导轨子平台的中部位置处；
[0012]第一绕制带材放置在第二放线盘上，依次经过第二放线盘、上导轨子平台上的定滑轮、张力传感器和导线轮到绕线电机；第二绕制带材放置在第一放线盘上，依次经过第一放线盘、下导轨子平台上的定滑轮、张力传感器和导线轮到绕线电机；通过控制放线横移伺服系统和排线横移伺服系统的移动，将第一放线盘、第二放线盘、张力传感器以及绕线盘控制在同一工作平面上，从而将第一绕制带材和第二绕制带材并绕在绕线电机上的绕线盘上；
[0013]其中，当第一绕制带材为待绕制的超导带材时，第二绕制带材为并绕带材；当第一绕制带材为并绕带材时，第二绕制带材为待绕制的超导带材。
[0014]进一步优选地，张力传感器用于测量其上绕制带材的张力，以对对应放线盘中电机的转矩进行反馈控制。
[0015]进一步优选地，绕线电机包括：主轴箱和尾箱；主轴箱和尾箱相对放置于工作台面上，用于夹紧线圈骨架；
[0016]其中，主轴箱的轴线与第一直线导轨和第二直线导轨均平行。
[0017]进一步优选地，尾箱沿着轴向可移动，且主轴箱和尾箱的相对面上设置有顶尖，用于夹紧线圈骨架。
[0018]进一步优选地，主轴箱上设置有控制面板，用于控制放线横移伺服系统在第一直线导轨上移动、控制排线横移伺服系统在第二直线导轨上移动，以及控制第一放线盘和第二放线盘的转矩。
[0019]进一步优选地，绕线电机还包括脚踏开关，用于驱动绕线电机开始工作，将超导带材和并绕带材缠绕到绕线盘上。
[0020]进一步优选地，工作台面与第一放线盘、工作台面与第二放线盘之间设置有可升降装置，用于分别控制第一放线盘和第二放线盘的上下移动。
[0021]进一步优选地，第一放线盘和第二放线盘上的阻尼器可调。
[0022]第二方面，本专利技术提供了上述一体化卧式绕线机的绕线方法，包括以下步骤：
[0023]获取总长度为所需长度的第一绕制带材的线盘和第二绕制带材的线盘，分别作为第一放线盘和第二放线盘；
[0024]驱动绕线电机开始工作，并通过控制放线横移伺服系统和排线横移伺服系统的移动，将第一放线盘、第二放线盘、张力传感器以及绕线盘控制在同一工作平面上，此时，第一绕制带材依次经过第二放线盘、上导轨子平台上的定滑轮、张力传感器和导线轮到绕线电机，第二绕制带材依次依次经过第一放线盘、下导轨子平台上的定滑轮、张力传感器和导线轮到绕线电机，从而将第一绕制带材和第二绕制带材并绕在绕线电机上的绕线盘上。
[0025]进一步优选地，获取总长度为所需长度的绕制带材的线盘的方法包括：
[0026]将绕制带材的线盘作为第一放线盘或第二放线盘，驱动绕线电机开始工作，直至缠绕到绕线电机分线盘上的绕制带材的总长度为所需长度，从而得到总长度为所需长度的绕制带材的线盘；
[0027]其中，绕制带材为第一绕制带材或第二绕制带材。
[0028]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0029]1、本专利技术提供了一种用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机，其中高位放置的第二放线盘和低位放置的第一放线盘工作在同一平面内，随放线伺服横移系统一起移动，两个放线盘同时工作，并可分别控制绕线张力，同时结合两组定滑轮和导线轮以及张力传感器组成的排线张力系统，不仅能实现超导带材与其他带材的并绕功能，而且绕线张力可控、绕线均匀、精度有保证，效率高，能够高效且精准地绕制并绕线圈。
[0030]2、本专利技术所提供的用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机，绕线电机中的尾箱可以沿着轴向移动，将绕线盘或者线圈骨架夹紧，能适应不同大小和不同长度的绕线盘或者线圈骨架。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例1提供的用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例1提供的绕线电机的结构示意图；
[0033]其中，1为第一直线导轨，2为放线横移伺服系统，3为第一导轨平台，4为第一放线盘，5为伺服放线张力系统，6为第二放线盘，7为排线横移伺服系统，8为第二直线导轨，9为定滑轮，10为张力传感器，11为第二导轨平台，12为导线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超导带材并绕的一体化卧式绕线机，其特征在于，包括：工作台面、以及位于所述工作台面之上依次排布的绕线电机、排线系统和放线系统；所述绕线电机上放置有线圈骨架，绕线盘放置在所述线圈骨架上；所述放线系统包括：固定于所述工作台面之上的第一直线导轨、设置于所述第一直线导轨之上的第一导轨平台、放置在所述第一导轨平台上方的伺服放线张力系统、以及设置在所述第一导轨平台下表面处的放线横移伺服系统；所述放线横移伺服系统用于带动所述伺服放线张力系统在所述第一直线导轨上进行移动；所述排线系统包括：固定于所述工作台面之上的排线架、固定于所述排线架之上的第二直线导轨、放置在所述第二直线导轨上方的第二导轨平台、放置在所述第二导轨平台上方的排线张力系统、以及设置在所述第二导轨平台下表面处的排线横移伺服系统；所述排线横移伺服系统用于带动所述排线张力系统在所述第二直线导轨上进行移动；所述第一直线导轨、所述第二直线导轨和所述线圈骨架的轴线两两相互平行；所述伺服放线张力系统包括：第一放线盘和第二放线盘；所述第一放线盘和所述第二放线盘的工作平面位于同一平面、且垂直于所述工作台面；所述第二放线盘高于所述第一放线盘；所述排线张力系统包括：定滑轮、导线轮和张力传感器；所述第二导轨平台包括上下平行间隔放置的上导轨子平台和下导轨子平台，所述定滑轮分别固定在所述上导轨子平台和所述下导轨子平台靠近所述放线系统的一端，所述导线轮分别固定在所述上导轨子平台和所述下导轨子平台远离所述放线系统的一端；所述张力传感器分别固定在所述上导轨子平台和所述下导轨子平台的中部位置处；第一绕制带材放置在所述第二放线盘上，依次经过所述第二放线盘、所述上导轨子平台上的定滑轮、张力传感器和导线轮到所述绕线电机；第二绕制带材放置在所述第一放线盘上，依次经过所述第一放线盘、所述下导轨子平台上的定滑轮、张力传感器和导线轮到所述绕线电机；通过控制所述放线横移伺服系统和所述排线横移伺服系统的移动，将所述第一放线盘、所述第二放线盘、所述张力传感器以及所述绕线盘控制在同一工作平面上，从而将所述第一绕制带材和所述第二绕制带材并绕在所述绕线电机上的绕线盘上；其中，当所述第一绕制带材为待绕制的超导带材时，所述第二绕制带材为并绕带材；当所述第一绕制带材为并绕带材时，所述第二绕制带材为待绕制的超导带材。2.根据权利要求1所述的一体化卧式绕线机，其特征在于，所述张力传感器用于测量其上绕制带材的张力，以对对应放线...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭运飞，谢一鸣，雷志文，黄子毅，贺睿，吴琼，王一凡，韦钧文，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：