Ｒ型变压器铁芯展开带数控剪裁曲线补正方法技术

本发明专利技术提供一种Ｒ型变压器铁芯展开带数控裁剪曲线补正方法。通过对Ｒ型铁芯展开带数控裁剪曲线补正方法中相关参数修正，从而实现对铁芯质量和截面直径补正，解决由于铁芯质量和截面直径不达标而造成的废品率过高的问题。算法的核心内容是：１）初始数据的输入；２）Ｒ型铁芯展开带曲线的数学模型建立；３）铁芯截面直径补正；４）铁芯质量补正；５）截面直径微调；６）补正数据的输出。本发明专利技术可以用于任何圆截面或椭圆截面的卷绕式铁芯，例如：Ｒ型，三相对称三角形，三相日字型，椭圆立体三角形等，算法具有很大灵活性和实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术应用于变压器铁芯制造领域，针对R型变压器铁芯展开带卷绕成形中由于 铁芯的质量或截面直径不达标而造成的废品率过高的问题，本专利技术提供一种R型变压器铁 芯展开带数控裁剪曲线补正方法。通过对R型铁芯展开带数控裁剪曲线补正方法中相关参 数修正，从而实现对铁芯质量和截面直径补偿，解决由于铁芯质量和截面直径不达标而造 成的废品率过高的问题。
技术介绍
R型变压器具有漏磁小，磁导率高，激磁电流小，损耗低，温升低，结构紧凑，重量 轻，体积小，无噪音，绝缘性能优良等优点。R型变压器以其独特的性能在电子技术中得到了 广泛的应用。R型圆截面卷铁芯是R型变压器中重要部件，其制造质量的优劣直接关系到产 品性能的好坏，而铁芯展开带的曲线开料是制造铁芯的关键技术，准确的进行曲线开料需 要一种完备的展开带数控剪裁曲线算法。目前针对R型变压器铁芯数控裁剪曲线算法都不够完备。一方面，算法的扩展性 不强，只能适用于某一种铁芯；另一方面，对铁芯质量和截面长度的修正补偿方面没有足够 的重视，当展开带的质量和形状不合格的时候，不能在加工过程中进行人为地修正，往往导 致废品率提高的后果。因此，本专利技术从R型变压器的结构特征出发，建立并优化R型铁芯截 面和展开带裁剪曲线的数学模型，提出一套完备灵活的铁芯展开带剪裁曲线补正方法，通 过该方法可以在加工中对铁芯的质量和截面直径进行修正补偿，提高了产品合格率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有的技术存在的缺陷，提供一种R型变压器铁芯展开带 数控裁剪曲线补正方法，实现对铁芯质量和截面直径补正，解决由于铁芯质量和截面直径 不达标造成的废品率过高的问题。为了达到上述目的，本专利技术的构思是专利技术所要解决的技术问题是为数控系统裁 剪铁芯展开带提供插补数据并能够对截面直径和质量不达标的铁芯的进行人为的修正补 偿。为此提供了一种R型变压器铁芯展开带剪裁曲线补正方法，该方法根据铁芯的卷绕特 点建立并优化了展开带裁剪曲线的数学模型，从加工中可能出现的铁芯质量和截面直径不 达标的问题出发，设计了修正铁芯质量和铁芯截面直径的方法，可以根据该补正方法进行 人为的修正补偿，从而使铁芯质量和截面直径达到合格的范围。根据上述专利技术构思，本专利技术的技术方案是一种R型变压器铁芯展开带数控剪裁 曲线补正方法，其特征在于具体操作步骤如下1)初始数据的输入；2)对数控系统建立R型铁芯展开带数控剪裁曲线的数学模型；3)截面直径补正；4)铁芯重量补正；5)截面直径微调；6)补正数据的输出。上述各步骤详述如下1)初始数据的输入建立R型铁芯展开带数控剪裁曲线的数学模型需要以下初始数据卷绕圈数An、 材料厚度t、铁芯长度L、铁芯宽度W、截面直径D、重叠厚度T、起始宽度B，材料密度P。2)对数控系统建立R型铁芯展开带数控裁剪曲线的数学模型R型铁芯展开带的轮廓曲线是一条由窄到宽、再由宽到窄，连续均勻变化的三次样 条曲线，这样的展开带卷绕在一个长方形的芯块上形成了近似圆形的截面。建立展开带数 控裁剪曲线的数学模型关键是要找到展开带的宽度随长度变化的规律。为了使算法更简 洁，采用把长方形等效成圆的思想。即把芯块的周长C等效成是一个圆的周长，并求出其半 径，即得到输入半径Ro = C/2 ji。这样就可以把铁芯看成在半径为礼的等效圆上卷绕而成， 每增加一圈，半径增加一个材料厚度。这样建立展开带轮廓曲线长度的数学模型时，只需要 考虑输入半径Ro和卷绕圈数An，使算法更加简洁。建立展开带数控裁剪曲线的数学模型 铁芯展开带数控裁剪曲线的每圈宽度从铁芯截面中得出，截面形状的尺寸参数主 要有截面直径D，重叠厚度T，和起始宽度B。T = AnXt,B = y/D2-T2求得第i圈的宽度lw⑴ 由式(1)、式⑵和C = 2(L+W)式得到了 R型铁芯展开带数控裁剪曲线的数学模 型 11 (i)和lw⑴之间的具体关系是_ =扣2「_)jl2 +20]式(4)由式(3)和式⑷可以得到一组离散的关于展开带长度和宽度的二维数组 ，该二维数组作为插补点坐标，在数控加工系统中转换成刀具的X、Y方向的 进给量，根据合适的插补方式裁剪出以三次样条插补曲线为轮廓的展开带。3)截面直径补正R型铁芯的截面直径是影响铁芯性能的重要参数，为了保证铁芯合格，铁芯的截面 直径必须控制在合格的范围内。然而在实际加工过程中，由于机械上的误差，加工出来的铁5芯的截面直径可能超出了合格的范围，必须对截面直径进行修正。铁芯截面直径就是展开 带的最大宽度，对截面直径进行补正，就是对铁芯展开带的宽度进行修正补偿。具体的方法是设置截面直径修正系数dx，根据加工经验dx —般在-1mm 1mm 范围内，两根套裁时可以分别设置dxA、dxB，通过修正每圈的宽度lw(i)来修正铁芯的截面 直径，即对切刀的横向进给进行补偿来修正展开带的宽度，补偿量通过测量的差值确定。例 如，当铁芯A的截面直径超出合格范围0. 1mm时，令dxA = -0. 1mm，则A刀向Y轴负方向横 向进给补偿0. 1mm。由于截面直径修正是对整个展开带的宽度进行修正，因此对铁芯的质量有影响。4)铁芯重量补正R型铁芯的最重要参数是磁通量，为了保证磁通量在合格的范围，需要保证铁芯的 质量合格的范围之内。但由于机械加工误差等原因，铁芯质量可能超出了合格范围，必须通 过对展开带的形状进行修正，使铁芯的质量达到合格。为了调整铁芯的质量，可以对展开带的宽度或长度进行修正。但是如果对展开带 的宽度进行修正，铁芯的截面直径也会受到影响；因此，最好通过修正展开带的总长度，来 调整铁芯的重量，使其在合格的范围内。具体的方法是设置一个长度修正系数X，根据加工时的经验修正系数X应 在-5% 5%范围内，通过改变修正系数X来改变铁芯每一圈的长度，经过修正后每一圈的 长度变化为Alx(i)，总变化为All。修正后第i 圈长度lx(i) = l(i) X (1+X)修正后第i圈的长度变化为A lx (i) = lx⑴-1 (i) = 1 (i) X X修正后总长度Allx = lx(l)+lx(2)+...+lx(An) = (1+X)修正后总长度变化为A 11 = Allx-All = All XX修正后铁芯第i圈的质量wg(i) = lw(i) XtX lx(i) X p /1000由此，通过设置X，数控系统会根据算法的要求对展开带的长度进行修正，从而达 到改变铁芯重量的目的。但是如果修正系数改变的过大，会影响铁芯的圆截面的圆度。5)截面直径微调当铁芯的截面直径不合格时，通过截面直径补正和铁芯质量补偿后，铁芯的截面 直径和质量会大大改善，但是假设此时截面直径仍然无法达到合格范围，如果再对铁芯进 行截面直径补正的话，可能会对铁芯的质量有负面的影响。为此，设计了一个在不影响铁芯 重量的情况下，能对铁芯截面直径进行修正的方法。具体的方法是设置宽度系数K，两根套裁时可以分别设置KA、KB，通过调整宽度 系数K对铁芯的截面直径进行修正，其实质就是将展开带轮廓曲线最宽处附近的圆弧削减成直线，修正值为 K 一般在0 10范围内，否则会影响铁芯截面的圆度。由于因设置宽度系数而削减的质量远远小于铁芯质量，因此可以忽略不计。宽度 系数K 一般用在最后对铁芯截面直径的微调，可以在不影响铁芯质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｒ型变压器铁芯展开带数控剪裁曲线补正方法，其特征在于操作步骤如下：１）初始数据的输入；２）对数控系统建立Ｒ型铁芯展开带数控剪裁曲线的数学模型；３）截面直径补正；４）铁芯重量补正；５）截面直径微调；６）补正数据的输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭帅，叶丰，戴乐寅，欧阳玉平，李健，李宪华，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]