牵引变压器数控绕线的制造方法
【专利摘要】本发明的一种牵引变压器数控绕线机，包括：底座，其一端前部设置有主轴箱，另一端前部设置有与主轴箱相对的尾座，主轴箱与尾座之间可拆卸连接有绕线模具，主轴箱内设置有可驱动绕线模具轴向转动的主轴驱动机构；底座两端后部均设置有立柱；包括上下并排间隔的上横梁和下横梁，横梁两端均通过升降机构设置在两个立柱之间，横梁上通过横向平移机构连接有排线及填料机构。两个U形纵梁分别通过纵向平移机构设置在上横梁顶部两端，并且两个U形纵梁之间前面和后面分别通过横向平移机构连接有压线机构。本发明的有益效果是：本发明结构紧凑、自动化程度高、易操作、故障率低。
【专利说明】牵引变压器数控绕线机
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种牵弓I变压器数控绕线机。
【背景技术】
[0002]牵引变压器数控绕线机是一种用于“和谐号”动车组牵引变压器高低压线圈绕制的电工专用设备。随着我国“和谐号”动车组技术的不断提升，牵引变压器的需求数量越来越多，对质量也有了更高的要求，这就迫切需要牵引变压器数控绕线机不断提高工作效率和绕线质量。
【发明内容】
[0003]为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种绕线质量高，大幅提高工作效率的牵引变压器数控绕线机。
[0004]本发明是通过以下措施实现的:
本发明的一种牵引变压器数控绕线机，包括:
底座，其一端前部设置有主轴箱，另一端前部设置有与主轴箱相对的尾座，所述主轴箱与尾座之间可拆卸连接有绕线模具，主轴箱内设置有可驱动绕线模具轴向转动的主轴驱动机构；底座两端后部均设置有立柱；
两个横梁，包括上下并排间隔的上横梁和下横梁，上横梁和下横梁两端均通过升降机构设置在两个立柱之间，所述上横梁上通过横向平移机构连接有上排线及填料机构，所述下横梁上通过横向平移机构连接有下排线及填料机构；
两个U形纵梁，分别通过纵向平移机构设置在上横梁顶部两端，并且两个U形纵梁之间前面和后面分别通过横向平移机构连接有右压线机构和左压线机构；
所述横向平移机构、纵向平移机构和升降机构均包括滚珠丝杠和直线导轨，所述滚珠丝杠与带减速器的伺服电机相连接，所述伺服电机匹配有电控柜和主操作站。
[0005]上述上排线及填料机构和下排线及填料机构的结构相同，均包括调整臂，所述调整臂后端设置有进排线头，调整臂前端设置有出排线头，出排线头与进排线头之间外侧设置有填料机构，所述进排线头包括导轮机构和压紧气缸，所述出排线头设置有前后排列的两个左右并排的横导轮和两个左右并排的竖导轮。
[0006]上述右压线机构和左压线机构的结构相同，均包括压紧臂，所述压紧臂上方连接有升降气缸，压紧臂下端设置有压头，所述压头包括相配合的轴向压轮和幅向压轮。
[0007]上述尾座下方的底座上设置有可带动尾座纵向移动的纵向调整丝杠,尾座顶部设置有横向调整丝杠，所述横向调整丝杠端部设置有对接法兰转盘，所述纵向调整丝杠和横向调整丝杠均设置有调整手轮。
[0008]该绕线机还设置有四个辅助按钮站和两个脚踏开关，四个辅助按钮站分别设置在左压线机构、右压线机构、尾座和立柱上，两个脚踏开关分别设置在底座前侧和后侧。
[0009]本发明的有益效果是:本发明既能实现线圈的盘绕，也能实现线圈的层绕，结构紧凑、自动化程度高、易操作、故障率低。采用本发明可全面提升牵引变压器的制造精度，提高生产效率，降低制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的主视结构示意图。
[0011]图2为本发明的侧面结构示意图。
[0012]图3为本发明的上、下排线及填料机构的结构示意图。
[0013]图4为本发明的左、右压线机构的结构示意图。
[0014]其中:1底座，2尾座，3主轴箱，4绕线模具，5立柱，6下横梁，7上横梁，8U形纵梁，9右压线机构，10下排线及填料机构，11上排线及填料机构，12主操作站，10.1出排线头，10.2调整臂，10.3进排线头，10.4压紧气缸，10.5导轮机构，11.1压紧臂，11.2升降气缸，11.3压头。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明做进一步详细的描述:
如图1、2所示，本发明的一种牵引变压器数控绕线机，包括底座1、两个横梁和两个U形纵梁8，底座I 一端前部设置有主轴箱3，另一端前部设置有与主轴箱3相对的尾座2，主轴箱3与尾座2之间可拆卸连接有绕线模具4，主轴箱3内设置有可驱动绕线模具4轴向转动的主轴驱动机构，底座I两端后部均设置有立柱5。主轴驱动机构安装在主轴箱3内部，主轴花盘的旋转采用伺服电机无极调速的方式驱动，主轴的后端装有高精度旋转编码器(3000线)，用于主轴和绕线模具4的旋转角度、位置及旋转速度的检测。主轴前端的花盘与绕线模具4左端连接。尾座2下方的底座I上设置有可带动尾座2纵向移动的纵向调整丝杠，尾座2顶部设置有横向调整丝杠，横向调整丝杠端部设置有对接法兰转盘，纵向调整丝杠和横向调整丝杠均设置有调整手轮。便于对尾座2纵向和横向的调整，使绕线模具4拆装更加方便。
[0016]两个横梁包括上下并排间隔的上横梁7和下横梁6，上横梁7和下横梁6两端均通过升降机构设置在两个立柱5之间，上横梁7上通过横向平移机构连接有上排线及填料机构11，下横梁6上通过横向平移机构连接有下排线及填料机构10。
[0017]如图3所示，排线及填料机构分为结构相同的上排线及填料机构11和下排线及填料机构10，它包括出排线头10.1、进排线头10.3和填料机构；调整臂10.2可上下摆动，调整到位后锁紧；在调整臂10.2前端装有出排线头10.1，在绕制扁平导线或CTC导线线圈时，考虑到更好的绕制切入角度，整个出排线头10.1在平行于主机轴线的平面内可作正负角度的调整，调整后锁紧；出排线头10.1内部装有两个横导轮和两个竖导轮，而且根据导线的尺寸，两个横导轮和两个竖导轮之间的间距可相应调整。进排线头10.3安装在靠近放线车的一端，由压紧气缸10.4和导轮机构10.5组成。导轮机构10.5同样由两个横导轮和两个竖导轮组成，根据导线的尺寸，两个横导轮和两个竖导轮之间的间距可相应调整；从放线车过来的导线先经过导轮机构10.5，再经过压紧气缸10.4刹紧，刹紧力大小在触摸屏上显示，通过旋钮调节；整个进排线头10.3在平行于主机轴线的平面内可作90°的旋转，旋转到位后锁紧，以满足对扁平导线和CTC导线不同方向的压紧气缸10.4刹紧。填料机构安装在出排线头10.1和进排线头10.3之间外侧。
[0018]两个U形纵梁8分别通过纵向平移机构设置在上横梁7顶部两端，并且两个U形纵梁8之间前面和后面分别通过横向平移机构连接有右压线机构9和左压线机构；纵向平移机构带动整个U形纵梁8前后移动。如图4所示，压线机构分为左压线机构和右压线机构9，分别与下排线及填料机构10和上排线及填料机构11配合使用，压线机构后侧的升降气缸11.2带动压紧臂11.1上下移动。右压线机构9的压紧臂11.1可在垂直于主机轴线的平面内作角度的调整。通过整个横梁的上下移动和U形纵梁8前后移动，先调整左压线机构的位置，再通过右压线机构9的压紧臂11.1的角度旋转和锁紧，调整右压线机构9的位置，最终使左右压头11.3压线达到一个理想的位置和角度。压头11.3由轴向压轮和幅向压轮组成，根据导线的厚度，轴向压轮的高度尺寸可调。压头11.3的压线方向可180°旋转。导线幅向压紧是压线机构后侧的气缸下压压紧臂11.1实现的，压紧力在触摸屏上显示，通过旋钮调节大小，导线轴向压紧是通过伺服电机带动滑板的纵向移动实现的，由于伺服电机采用力矩控制模式保证导线轴向压紧力恒定，压紧力在触摸屏上显示，通过旋钮调节大小。排线及填料机构和压线机构主要完成自动排线、自动填料、自动纸带缠绕、导线刹紧力调整功能和主轴旋转的随动功能。
[0019]横向平移机构、纵向平移机构和升降机构均包括滚珠丝杠和直线导轨，滚珠丝杠与带减速器的伺服电机相连接，伺服电机匹配有电控柜和主操作站12。
[0020]电气控制系统主要有电控柜、主操作站12和四个辅助按钮站组成。电控柜位于主轴箱3的后面，主要的电控元件安装在电控柜中，如:数控系统，伺服驱动器，变压器，继电翌坐
[0021]主操作站12安装在主轴箱3上，通过摆臂与主轴箱3连接，主操作站12随摆臂伸出和收回，便于操作者操作；主操作站12上有触摸式操作屏和若干按钮及旋钮；触摸屏的功能是:参数显示及输入，自动功能调用，诊断功能显示等；按钮和旋钮的功能是:控制电源开关，横梁升降，横梁进退，盘绕开关，上导线张力开关，下导线张力开关，匝数计数开关，程序开始，程序保持，程序停止，绕线速度倍率选择开关，急停开关等。
[0022]辅助按钮站I安装在“左压线机构”上，其按钮主要功能是:左放线车横移，下排线移动，下导线张力开关，左压头11.3轴向压力调节及显示，左压头11.3幅向压力调节及显示，左压头11.3位置选择开关，左压头11.3移动，准备开始，程序保持，急停开关。
[0023]辅助按钮站2安装在“右压线机构9”上，其按钮主要功能是:右放线车横移，上排线移动，上导线张力开关，右压头11.3轴向压力调节及显示，右压头11.3幅向压力调节及显示，右压头11.3位置选择开关，右压头11.3移动，准备开始，程序保持，急停开关。
[0024]辅助按钮站3安装在尾座2壳体上，其按钮主要功能是:绕线模具4支撑开关，安全销进退，急停开关。
[0025]辅助按钮站4位于“排、压线装置”后部左侧，在进行线圈盘绕时，此按钮站功能有效，其按钮主要功能是:左放线车横移，右放线车横移，上导线张力开关，下导线张力开关，匝数计数开关，准备开始，急停开关。
脚踏开关有两个，一个放在主机前侧，一个放在主机后侧与辅助按钮站4连接，在主操作站12上有两脚踏开关的互锁开关。
[0026]系统部分选用德国西门子simot1n系列控制系统，配备最新64bit RISC-CPU/智能超高速PLC处理芯片，系统与伺服驱动间通过光缆通讯连接，利用NC Designer实现个性化界面设计，作为参数输入操作和状态显示。
[0027]触摸屏选用德国西门子mp377系列19”触摸式操作屏，关于人机对话中/英界面由我公司自主设计，主要包括:参数输入界面、参数监控界面、程序编辑界面、程序监控界面、程序储存界面、功能操作界面、故障诊断界面，各界面之间要能方便的进行切换。自行开发的控制程序，通过USB接口传输，简单可靠，易于编辑和修改程序；可编辑程序所需的关键控制点、相关图纸匹配的关键控制点；显示在生产现场的所有信息，并配备19英寸的显示器使得更清晰。一个移动的控制箱，分别控制左右两个区域的操作，易于操作，并可有效的防止误操作
伺服电机、伺服驱动器和主轴编码器选用德国西门子1FK7系列产品，本机包括10套伺服电机和伺服驱动器；当主轴变频电机带动主轴花盘和绕线模转动时，主轴后端的编码器发出脉冲信号，经过运动控制器高速计数模块在设定的时间内采集得到单位时间脉冲数，并经数控系统所编程序运算处理后，输出脉冲传递到排线机构的伺服驱动器，使伺服电机带动整个排线机构自动排线，同时排线机构的高精度编码的反馈脉冲信号经运动控制器的高速计数模块与之进行比较，从而保证排线精度，并将所走的距离显示在触摸屏上。
[0028]以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。
【权利要求】
1.一种牵引变压器数控绕线机，其特征在于，包括: 底座，其一端前部设置有主轴箱，另一端前部设置有与主轴箱相对的尾座，所述主轴箱与尾座之间可拆卸连接有绕线模具，主轴箱内设置有可驱动绕线模具轴向转动的主轴驱动机构；底座两端后部均设置有立柱； 两个横梁，包括上下并排间隔的上横梁和下横梁，上横梁和下横梁两端均通过升降机构设置在两个立柱之间，所述上横梁上通过横向平移机构连接有上排线及填料机构，所述下横梁上通过横向平移机构连接有下排线及填料机构； 两个U形纵梁，分别通过纵向平移机构设置在上横梁顶部两端，并且两个U形纵梁之间前面和后面分别通过横向平移机构连接有右压线机构和左压线机构； 所述横向平移机构、纵向平移机构和升降机构均包括滚珠丝杠和直线导轨，所述滚珠丝杠与带减速器的伺服电机相连接，所述伺服电机匹配有电控柜和主操作站。
2.根据权利要求1所述牵引变压器数控绕线机，其特征在于:所述上排线及填料机构和下排线及填料机构的结构相同，均包括调整臂，所述调整臂后端设置有进排线头，调整臂前端设置有出排线头，出排线头与进排线头之间外侧设置有填料机构，所述进排线头包括导轮机构和压紧气缸，所述出排线头设置有前后排列的两个左右并排的横导轮和两个左右并排的竖导轮。
3.根据权利要求1所述牵引变压器数控绕线机，其特征在于:所述右压线机构和左压线机构的结构相同，均包括压紧臂，所述压紧臂上方连接有升降气缸，压紧臂下端设置有压头，所述压头包括相配合的轴向压轮和幅向压轮。
4.根据权利要求1所述牵引变压器数控绕线机，其特征在于:所述尾座下方的底座上设置有可带动尾座纵向移动的纵向调整丝杠，尾座顶部设置有横向调整丝杠，所述横向调整丝杠端部设置有对接法兰转盘，所述纵向调整丝杠和横向调整丝杠均设置有调整手轮。
5.根据权利要求1所述牵引变压器数控绕线机，其特征在于:该绕线机还设置有四个辅助按钮站和两个脚踏开关，四个辅助按钮站分别设置在左压线机构、右压线机构、尾座和立柱上，两个脚踏开关分别设置在底座前侧和后侧。
【文档编号】H01F41/06GK104347265SQ201410638742
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】霍燚, 云立恒, 孙慧刚, 王振, 武新柱, 房军 申请人:济南玖源机电科技有限公司