铁磁金属带输送设备和方法与流程

技术领域

本发明涉及铁磁金属带的处理。更具体地，本发明涉及将铁磁金属带从安装在心轴上的带卷输送到另一个心轴。更具体地，本发明涉及将铁磁金属带从安装在心轴上的带卷输送到绕变压器的电线圈定位的另一个心轴。

背景技术：

铁基非晶合金因其柔软磁特性在制造磁芯时被使用。通过以接近100km每小时的速度将熔融合金铸件流连续迅速固化在移动冷却表面上以输出可以以不同长度被切割的具有各种宽度的非常薄且具有延展性的金属带来制造铁基非晶合金。接着通过卷绕连续带或通过堆叠多个带长度来制造磁芯。然而，在铸造期间会将残余机械应力引入合金中，并且之后通过弯曲或堆叠带而会增加施加的应力。这些应力将削弱磁特性，因此当采用芯体中的最终结构时，必须从带除去所述应力，或至少调节到一定程度。通常通过在炉内在升高的温度下对材料进行退火并持续预定时间量来实现从非晶金属带除去应力。此外，如果在炉内退火处理期间沿着带纵向轴线施加磁饱和场或抗张强度，则磁特性被提高。不幸地，炉内退火处理使合金变脆，从而变得不能够进行切割并难以操纵。通过炉内退火导致铁基非晶合金的脆化已经是一个长期的重复问题。

Allan等人在美国专利5566443中公开了一种用于通过铁磁非晶金属带制造配电变压器芯部件的方法。在本文献中变压器芯部件表示变压器中的装置，包括电线圈、芯体和用于将线圈和芯体支撑在一起的元件，且没有变压器外壳和外围配件。在本专利中，多个电线圈被预先形成，且每一个都带有具有圆的扇形形状的部分。预先形成的线圈然后被组装在一起，使得所述线圈的部分组合以形成圆形铁芯，并且为了构造磁芯，连续铁磁非晶金属带在绕圆形铁芯定位的圆形空心心轴上卷绕以制造圆形芯体。在卷绕之前，已经在具有与圆形空心心轴相同的外径的第二圆形心轴上在磁饱和场下预先对非晶金属带进行炉内退火，因此需要在心轴之间输送退火带。

非晶金属圆形芯退火之后卷绕，虽然表面上简单，但仍然是困难的任务。带在炉内退火处理之后变脆的事实使得当需要再次将带卷绕在第二心轴上时不方便。Silgailis等人在美国专利4668309中已经在该专利的表2中说明了在每一次试图以达到0.3米每秒的速度对炉内退火的重约50kg的圆形芯体的铁磁非晶金属带退卷和再次卷绕中，带会损坏超过60次。因此，由于非晶合金的脆化，通过已经被成卷预先炉内退火的非晶金属带的退火后卷绕而制造圆形芯体是不切实际的。

在较高退火温度下的短退火时间被认为会产生具有更大延展性的非晶金属带。然而，由于芯体内的热传递能力的限制，因此试图缩短在炉内的退火时间受到限制。如在美国专利4482402、4288260、5069428和专利申请US2008/0196795中所公开的，通过在线(inline)沿着单个供应带的移动路径的一部分在张应力下处理单个供应带使得更高热传递能力变成可能。这种设是在线退火处理装置。如美国专利5566443中所公开的，一旦被退火，带被直接卷绕在卷轴心轴上或变压器芯部件的心轴上。如果在输入处设置保持带连续供应的装置并在输出处设置确保带卷在卷轴心轴或在变压器芯部件的心轴上连续制造的装置，则这种设备将提高生产量。根据美国专利申请US2008/0196795的第[0080]段，公开的在线退火设备的输出可以包括第一卷绕轴和第二卷绕轴，使得可以在将第一芯体(或卷轴)缠绕在第一轴上之后切割带并将带的头部固定到第二轴上，以便执行第二芯体(或卷轴)的缠绕，而无需中断制造过程。第[0084]段还指出：有利的是使用磁轴或具有吸力的轴以便使带头在轴上固定不动。然而，所述文献没有教导也没有显示如何去实现这种连续缠绕装置并且没有包括在输入处的确保带的连续供应的任何装置。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供克服现有技术的至少一个缺陷的方法和设备。

根据本发明，提供了一种用于固定带卷的自由端的设备，包括：

卷轴，带卷安装在所述卷轴上；和

具有保持元件的带保持机构，所述保持元件能够在带卷的自由端固定在卷轴上的保持位置与带卷的自由端从卷轴释放的释放位置之间移动，

卷轴包括心轴，所述心轴具有在所述心轴的相对侧的第一侧向凸缘和第二侧向凸缘，所述凸缘具有用于容纳相应的保持元件的相应狭槽，其中保持元件包括能够相对于相应的第一凸缘和第二凸缘枢转的相应杆，所述杆能够在每一个杆朝向相对凸缘延伸的保持位置与每一个杆沿着其凸缘的相应侧壁延伸并容纳在其凸缘的相应狭槽内的释放位置之间枢转。

根据本发明，还提供了一种用于将可切割铁磁带卷绕在心轴上的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将所述可切割铁磁带的自由端供应到所述心轴附近；

b)通过可控制电流源将电流引入到位于所述心轴中的电磁体中，以将所述自由端推到心轴上，同时旋转所述心轴以将所述带卷绕在所述心轴上；

c)当卷绕在心轴上的铁磁带已经达到预定直径时，切割铁磁带。

优选地，在步骤b)中，电磁体包括变压器芯部件的至少一个导体线圈。

优选地，根据另一个优选实施例，在步骤b)中，电磁体包括安装在铁磁轭上的至少一个导体线圈。

优选地，铁磁轭安装在轴上并容纳在心轴内，铁磁轭包括沿着轴间隔开的多个环形狭槽，所述狭槽容纳至少一个导体线圈，至少一个导体线圈被缠绕使得注入在线圈中的电流在相邻狭槽之间沿交替旋转方向循环。

根据本发明，还提供了一种用于卷绕可切割铁磁带卷的设备，包括：

心轴；

位于所述心轴中的电磁体；

用于使心轴旋转的可控制电动机；

用于将电流注入到电磁体中的可控制电流源；

控制器，用于控制可控制电流源和可控制电动机，以当心轴旋转时将带的自由端推到心轴上，从而将可切割铁磁带卷卷绕在心轴上；和

切割器，用于当卷绕在心轴上的铁磁带已经达到预定直径时切割铁磁带。

优选地，电磁体包括变压器芯部件的至少一个导体线圈。

根据本发明，还提供了一种用于沿着一路径操纵铁磁材料并使铁磁材料位移的设备，包括：

电磁体；

可控制位移系统，用于使电磁体沿着所述路径位移；

用于将电流注入到所述电磁体中的可控制电流源；和

控制器，用于控制可控制位移系统和可控制电流源，以当所述电磁体沿着所述路径移动时顺续地捕获、位移并释放所述铁磁材料。

根据本发明，还提供了一种用于沿着一路径操纵铁磁材料并使铁磁材料位移的方法，所述方法包括以下步骤：

a)邻近铁磁材料定位电磁体；

b)将电流注入到电磁体中以捕获铁磁材料；

c)使在步骤b)中捕获的铁磁材料沿着所述路径位移；和

d)通过停止将电流注入到电磁体中的步骤来释放在步骤c)中位移的铁磁材料。

根据本发明，还提供了一种用于将来自安装在第一卷轴上的铁磁带卷的铁磁带输送到第一心轴的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将第一卷轴定位在第一退卷位置处；

b)通过带保持机构将带卷的自由端固定在第一卷轴上，所述带保持机构具有保持元件，所述保持元件能够在带卷的自由端固定在第一卷轴上的保持位置与带卷的自由端从第一卷轴释放的释放位置之间移动；

c)邻近第一卷轴定位电磁体；

d)在自由端在步骤b)中固定的情况下旋转卷轴；

e)在步骤d)之后，将保持元件从保持位置触发到释放位置以释放带的自由端，同时将电流注入到电磁体中以捕获带的自由端；

f)使在步骤e)中捕获的自由端沿着邻近在第一卷绕位置处的第一心轴的路径移动；

g)通过停止将电流注入到电磁体中的步骤来释放带的自由端，同时通过可控制电流源将电流注入到位于所述心轴中的心轴电磁体中，以将所述自由端推到心轴上，并且旋转所述心轴以将所述带卷绕在所述心轴上；以及

h)当卷绕在心轴上的铁磁带已经达到预定直径时，切割铁磁带。

优选地，所述方法还包括以下步骤：

i)将切割步骤h)之后获得的卷绕在心轴上的铁磁带的自由端固定到心轴上的带卷上。

优选地，根据一个优选实施例，在步骤i)中，固定步骤包括以下步骤：

通过第二带保持机构将带卷的自由端固定在心轴上，所述第二带保持机构具有保持元件，所述保持元件能够在心轴上的带卷的自由端固定在心轴上的保持位置与心轴上的带卷的自由端从心轴释放的释放位置之间移动。

优选地，根据另一个优选实施例，在步骤i)中，固定步骤包括以下步骤：将心轴上的带卷的自由端焊接在心轴上的所述带卷上。

优选地，所述方法还包括以下步骤：

j)在步骤g)与步骤h)之间，将第二心轴定位在邻近第一卷轴与第一心轴之间的带路径的第二卷绕位置处；

k)与步骤h)同时地，通过第二可控制电流源将电流注入到位于所述第二心轴中的第二心轴电磁体中，以将来自第一卷轴的在步骤h)中被切割的带的自由端推到第二心轴上，并且使所述第二心轴旋转以将所述带卷绕在所述第二心轴上；

l)从第一卷绕位置移除第一心轴；

m)将第二心轴从第二卷绕位置移动到第一卷绕位置；

n)当卷绕在位于第二位置的第二心轴上的铁磁带已经达到第二预定直径时，切割铁磁带；以及

o)重复步骤j)至n)，直到位于第一退卷位置的卷轴变空，以将带卷退卷并将所述带卷卷绕在多个心轴上。

优选地，所述方法还包括以下步骤：

p)将具有第二带卷的第二卷轴设置在邻近第一卷轴与第一心轴之间的带路径的第二退卷位置处；

q)通过第二带保持机构将第二带卷的自由端固定在第二卷轴上，所述第二带保持机构具有保持元件，所述保持元件能够在第二带卷的自由端固定在第二卷轴上的保持位置与第二带卷的自由端从第二卷轴释放的释放位置之间移动；

r)在自由端在步骤q)中固定的情况下旋转第二卷轴；

s)在第一卷轴变空之前重复步骤o)期间，将第二卷轴的保持元件从保持位置触发到释放位置以释放第二带卷的自由端并连接第二带的自由端与第一卷轴的第一带；

t)在步骤s)之后，在第一卷轴变空之后，从第一退卷位置移除第一卷轴；

u)在步骤t)之后，使第二卷轴从第二退卷位置移动到第一退卷位置；以及

v)连续重复步骤p)至u)，以连续从卷轴将带卷退卷。

优选地，在步骤s)中，连接步骤包括以下步骤：

ⅰ)通过可控制电流源将电流注入到位于吸引辊中的电磁体中，以将第二带的自由端推到第一带上；以及

ⅱ)在步骤i)之后，将第一带和第二带焊接在一起。

优选地，在步骤中ii)中，焊接步骤通过安装在轴上并包括通过绝缘间隔盘间隔开的多个导体盘的旋转焊接器来实施，每一个导体盘都具有从轴向外突出的窄末端，导体盘被电连接成使得电流极性在相邻导体盘之间交替，并且导体盘的末端被压在第一带和第二带上。

优选地，所述方法还包括以下步骤：

AA)邻近在第一卷轴与第一心轴之间的带损坏时产生的带的碎屑定位步骤c)的电磁体；

BB)将电流注入到步骤c)的电磁体中以捕获碎屑；

CC)将在步骤BB)中捕获到的碎屑移动到处理位置；以及

DD)通过停止将电流注入到步骤c)的电磁体中的步骤将碎屑释放在处理位置处。

根据本发明，还提供了一种用于将来自安装在第一卷轴上的铁磁带卷的铁磁带输送到第一心轴的系统，包括：

用于将第一卷轴定位在第一退卷位置处的第一定位系统；

具有保持元件的第一带保持机构，所述保持元件能够在带卷的自由端固定在第一卷轴上的保持位置与带卷的自由端从第一卷轴释放的释放位置之间移动；

第一电磁体；

可控制位移系统，用于使第一电磁体沿着一路径移动；

第一可控制电流源，用于将电流注入到所述第一电磁体中；

第一控制器，用于控制可控制位移系统和可控制电流源以当所述第一电磁体沿着所述路径移动时顺续地捕获、位移和释放带；

用于旋转第一卷轴的第一可控制电动机；

第一触发系统，用于将保持元件从保持位置触发到释放位置以释放带的自由端；

第二控制器，用于控制第一触发系统、第一可控制电流源和第一可控制电动机，以在电流被注入到第一电磁体中以捕获带的自由端时在第一卷轴旋转以释放带的自由端的同时将保持元件从保持位置触发到释放位置；

第二定位系统，用于将第一心轴定位在第一卷绕位置处；

位于所述第一心轴中的第二电磁体；

用于使第一心轴旋转的第二可控制电动机；

用于将电流注入到第二电磁体中的第二可控制电流源；

第三个控制器，用于控制第二可控制电流源和第二可控制电动机，以当第一心轴旋转时推动带卷的自由端，从而将可切割铁磁带卷卷绕在第一心轴上；以及

切割器，用于当卷绕在第一心轴上的铁磁带已经达到预定直径时切割铁磁带。

优选地，所述系统还包括固定设备，用于将被切割器切割之后获得的卷绕在心轴上的铁磁带的自由端固定在心轴上的带卷上。

优选地，根据一个优选实施例，固定设备包括第二带保持机构，所述第二带保持机构具有保持元件，所述保持元件能够在心轴上的带卷的自由端固定在心轴上的保持位置与心轴上的带卷的自由端从心轴释放的释放位置之间移动。

优选地，根据另一个优选实施例，固定设备包括用于将心轴上的带卷的自由端焊接到心轴上的所述带卷上的焊接器。

优选地，所述系统还包括：

第二定位系统，用于将第二心轴定位在第一卷绕位置与邻近在第一卷轴与第一心轴之间的带的路径的第二卷绕位置之间；

位于所述第二心轴中的第三电磁体；

使第二心轴旋转的第三可控制电动机；

用于将电流注入到第三电磁体中的第三可控制电流源；

第四控制器，用于控制第三可控制电流源和第三可控制电动机，以当第二心轴旋转时将带卷的自由端推到第二心轴上，从而将可切割铁磁带卷卷绕在第二心轴上。

优选地，所述系统还包括：

第三定位系统，用于将具有第二带卷的第二卷轴定位在第一退卷位置与邻近在第一卷轴与第一心轴之间的带的路径的第二退卷位置之间；

第二带保持机构，所述第二带保持机构具有保持元件，所述保持元件能够在第二带卷的自由端固定在第二卷轴上的保持位置与第二带卷的自由端从第二卷轴释放的释放位置之间移动；

用于使第二卷轴旋转的第四可控制电动机；

第二触发系统，用于将保持元件从保持位置触发到释放位置以释放带的自由端；

第五控制器，用于控制第二触发系统和第四可控制电动机，以用于当第二卷轴旋转以释放带的自由端时同时将保持元件从保持位置触发到释放位置；

吸引辊；

位于所述吸引辊中的第四电磁体；

用于使吸引辊旋转的第五可控制电动机；

用于将电流注入到第四电磁体中的第四可控制电流源；

用于将第一带和第二带焊接在一起的旋转焊接器；以及

第六控制器，用于控制第四可控制电流源、第五可控制电动机、和旋转焊接器，以将第二带和第一带的自由端推到吸引辊上，并将第一带和第二带焊接在一起。

优选地，旋转焊接器安装在轴上，并包括通过绝缘间隔盘间隔开的多个导体盘，每一个导体盘具有从轴向外突出的窄末端，导体盘被电连接成使得电流极性在相邻导体盘之间交替，并且导体盘的末端被压在第一带和第二带上。

附图说明

图1是在铁磁金属带没有卷绕在变压器芯部件心轴上的情况下变压器芯部件的透视图；

图2是根据本发明的优选实施例的用于将铁磁金属带顺序地卷绕在变压器芯部件的心轴上的自动系统的示意性视图；

图3是根据本发明的另一个优选实施例的用于将铁磁金属带顺序地卷绕在变压器芯部件的心轴上的自动系统的示意性视图；

图4是根据本发明的另一个优选实施例的用于将铁磁金属带顺序地卷绕在变压器芯部件的心轴上的自动系统的示意性视图；

图5是根据本发明的另一个优选实施例的用于将铁磁金属带顺序地卷绕在卷轴心轴上的自动系统的示意性视图；

图6是根据本发明的另一个优选实施例的控制系统和控制元件的示意性视图；

图7-10是根据本发明的另一个优选实施例的当从将要用尽带的带卷进给带时执行自动带连接所涉及的顺序事件的示意性视图；

图11A-11C是显示根据本发明的另一个优选实施例的安装在卷轴凸缘上并用于将带的自由端固定在带卷上的固定装置的示意性视图；

图12A-12G包括分解图、一对俯视图和仰视图、另一对俯视图和三个透视图，分别显示了根据本发明的另一个优选实施例的包括在固定装置中的枢转指状机构的详细结构；

图13A-13C是显示根据本发明的另一个优选实施例的涉及打开枢转指状机构以便释放带卷上的带的自由端的顺序事件的示意性视图；

图14是根据本发明的另一个优选实施例的包括用于吸引铁磁金属带的电磁体的辊的剖视图；

图15是根据本发明的另一个优选实施例的将两个带的层叠体压在导电辊上以用于焊接两个带的焊接辊的剖视图；

图16A是根据本发明的另一个优选实施例的带有由在变压器电线圈中循环的电流产生的包围磁场线的变压器芯部件的剖视图；

图16B是显示根据本发明的另一个优选实施例的一对剪切切割刀片的示意性视图；

图17-20是显示根据本发明的另一个优选实施例的涉及将来自卷绕在变压器芯部件的心轴上的完成的带卷的递送带切换到另一个空的旋转变压器芯部件的心轴以便开始新的卷绕的顺序事件的示意性视图；

图21是显示根据本发明的另一个优选实施例的将来自卷绕在卷轴心轴上的完成的带卷的递送带切换到另一个空的旋转卷轴心轴以便开始新的卷绕的示意性视图；

图22是根据本发明的另一个优选实施例的用于将铁磁金属带顺序地卷绕在变压器芯部件的心轴上的自动系统的示意性视图，其中所述系统设有用于起动所述系统的装置；以及

图23是显示用于将铁磁金属带顺序地卷绕在卷轴心轴上的自动系统的示意性视图，所述系统设有用于起动所述系统的装置。

具体实施方式

以下说明本发明的不同优选目的。

因此，本发明的目的是提供一种方法和设备，其中从用尽材料的第一卷轴心轴退卷的铁磁金属带的尾部自由端可以与从第二装满的卷轴心轴提供并退卷的带的前端自由端连接，以便在不中断的情况下提供带。

相应地，本发明的另一个目的是提供一种方法和设备，其中一旦完成卷绕，则可以切割卷绕成带卷的铁磁金属带，并且切割带的引入自由端将被接合以开始新的卷，以便在没有中断引入的带的供应的情况下顺序地制造带卷。

优选地，铁磁金属带顺序地卷绕在卷轴心轴上。

优选地，铁磁金属带顺序地卷绕在芯体心轴上。

优选地，铁磁金属带顺序地卷绕在变压器芯部件的心轴上。

参照图1，示出了与美国专利5566443中公开的变压器芯部件具有一些相似性的变压器芯部件1。该变压器芯部件1设有空心心轴2，所述空心心轴2绕由组装在框架4上的电线圈3形成的中心铁心(limb)自由旋转。变压器芯部件的心轴2通过多个驱动辊5旋转，所述多个驱动辊5抵靠安装在心轴2的相对端部处的两个凸缘6的外周边被推动并分布在所述外周边上。线圈3和框架4通过未示出的装置保持静止并处于避免与旋转心轴2摩擦接触的位置。驱动辊5每一个都具有与凸缘6的内壁齐平的一个边缘。驱动辊5中的至少一个机械连接到未示出的伺服电动机的轴。接合在变压器芯部件的心轴2上的铁磁带然后通过使用凸缘6上的电动驱动辊5中的至少一个旋转心轴2而被卷绕以形成磁芯。

参照图2，显示了用于将铁磁金属带顺序地卷绕在变压器芯部件的心轴上的自动系统的主要部件。从支撑在卷轴心轴12a上的辊11a供应的带10通过带连接器，然后卷绕在旋转变压器芯部件的心轴2a上以形成将成为变压器芯部件1a的芯体的带卷14。当完成旋转心轴2a上的带卷14时，系统致动剪切切割刀片16a和17a以切割输送带10并启动将切割带的前端自由端缠绕在空变压器芯部件旋转心轴2b上的机构，以便为变压器芯部件1b卷绕新的芯体。系统还包括填充有带卷11b的备用旋转卷轴心轴12b，其中一旦卷轴心轴12a的带用尽，则所述备用旋转卷轴心轴12b接替供应带10。带卷11b的外表面上的带自由端通过安装在卷轴凸缘上的固定装置18a被保持在带卷上并且在适当的时刻通过摆动杆19a被释放，以便被朝向带连接器13供应，在所述带连接器13处，所述带自由端被连接在来自卷轴心轴12a的带的尾部20上。

在所示的设备中，带10以特定速度并在特定张应力下被输送。通过经由电动轴21a设定卷轴心轴12a的转速或经由抵靠变压器芯部件的心轴凸缘6a的电动驱动辊5a设定变压器芯部件的心轴2a的转速来控制带输送速度。然后通过设定位于输送带的相对端部处的心轴的旋转扭矩来调节带张应力。因为装满的卷轴心轴通常包括足以卷绕到用于多个变压器芯部件的芯体的带，因此与其产生的芯体相比，具有较大的质量。在这种情况下，优选的是通过设定卷轴心轴12a的转速控制带输送速度，并通过设定变压器芯部件的心轴2a的旋转扭矩来控制带张应力。然而，当在心轴2a上带卷14的质量变得越来越大时，当在两个大旋转质量之间实现带输送时，可能变得难以控制带中的张应力。

参照图3，增加在两个引导辊之间自由地垂直移动的张力辊22a，从而以设定的力拉紧带。张力辊22a的垂直位置用于设定心轴2a的转速，以便使卷绕速度与由带卷11a供应的带的供给速率同步。然后通过在具有小质量的辊22a上的设定的拉力来容易地控制张应力。通过图3的设置，退卷和卷绕张应力相同。

以下参照图4，如果需要不同的退卷和卷绕张应力，可以将具有位置传感器23b的第二张力辊22b增加到上游并与张力辊22a通过绞盘电动驱动辊24间隔开，其中所述绞盘电动驱动辊24用于驱动和设定带输送速度。具有位置传感器23b的张力辊22b则用于设定退卷张应力和卷轴心轴12a的转速，通过控制器使用具有位置传感器23a的张力辊22a以设定卷绕张应力和变压器芯部件心轴2a的转速。

除了顺序地示出变压器芯部件的卷绕芯体之外，图5还示出了包括用于将带卷顺序地卷绕在卷轴心轴上的装置的系统。这种设备可以安装在带铸造过程的输出位置处或安装在在线带退火过程25的输出位置处。在该系统中，输送带26被卷绕以在还包括带固定装置18b的卷轴心轴12c上形成带卷11c。固定装置18b与摆动杆19b接合以在完成带卷11c时在尾带的自由端已经被剪切刀片16b和17b切割之后将所述自由端固定在带卷11c上。同时，在不中断带输送的情况下切割带的前端被切换到空卷轴心轴12d上。可选地使用上文所述的自动连接系统交替地从带卷将未卷绕的带连续供应给在线带退火处理装置25。

以下参照图6，显示了控制系统的示意图。包括CPU和存储器组件的控制器30经由I/O端口连接到外围元件，以便接收信息状态或将指令发送给所述元件。外围元件包括连接到伺服电动机以控制所述伺服电动机的旋转扭矩或转速的电子放大器，在本发明中所公开的自动系统中，每一个伺服电动机通过轴驱动芯轴、辊、机械手、小车或任何机动旋转装置。外围元件还包括由控制器30控制的致动器。这些致动器用在所公开的自动系统中的不同位置处，例如用于启动摆动杆或切割刀片。致动器还用于控制以下部件的位置：保持卷轴心轴的轴；保持变压器芯部件线圈框架的保持装置、保持变压器芯部件心轴的驱动辊；和本发明中所公开的所有其它可控制移动部件。外围元件还包括速度传感器、距离传感器、位置传感器和光传感器，其中控制器可以从所述这些传感器读取其测量参数或状态。传感器在本发明中用于测量过程的状态。外围元件还包括用于控制本发明中的电磁体和焊接器的可控制电流源。控制器30经由用户界面33被编程。外围元件可以包括执行本地作业的辅助控制器。通过控制器30CPU运行装载在控制器30存储器中的运行控制程序以控制自动系统的操作，以用于将铁磁金属带顺序地卷绕在变压器芯部件或卷轴心轴上。

图7-10显示了与当从将要用尽带的带卷供给带时执行自动带连接的具体顺序事件。首先参照图7，使用张力辊22b和位置传感器23b以按照控制器30设定的转速对安装在电动轴21a上的卷轴心轴12a上的带卷11a进行退卷，从而以给定输送速度V和张应力T供应带10。退卷的带10迂回通过带连接器13，所述带连接器13包括吸引辊35、导电辊36、焊接辊37和导向辊38。诸如激光距离传感器的精确距离传感器39a对准带卷11a的外表面以测量其距离，所述距离接着被发送给控制器30，在所述控制器中连续计算卷轴心轴12a上的带卷厚度。装满带卷11b的卷轴心轴12b装载在电动轴21b上并在所述轴上被调节以使带卷11b的两侧与带卷11a的两侧对准。诸如激光表面速度仪的表面速度传感器40a瞄准定位在带连接器13的下游的输送带10的表面以连续监测带输送速度，所述带输送速度接着被发送给控制器30。表面速度传感器40b瞄准带卷11b的外表面上以连续监测器其外表面的转速，所述外表面转速也被发送给控制器30。在卷轴心轴12a变空之前，使卷轴心轴12b旋转，并由控制器30设定卷轴心轴12b的转速，以使计算的从两个速度传感器40a和40b接收到的表面速度之间的差为零。摆动杆19a相对于从卷轴心轴12b的旋转轴线41延伸到吸引辊35的旋转轴线42的直线以预定角度θ靠近带卷11b的外周边定位。

接着参照图8，卷轴心轴12a上的带卷11a的厚度已经被减少到使用距离传感器39a由控制器30确定的必需启动连接步骤的尺寸。因此，控制器30将指令发送给连接到焊接辊37的致动器，以便在点位置43将焊接辊压靠在通过导电辊36的带上，并且控制器30将指令发送给连接到摆动杆19a的致动器，以便在固定装置18a的两次通过之间致动摆动杆19a。通过使用例如光传感器使控制器30获知固定装置的位置。当固定装置18a横过摆动杆件19a时，通过安装在摆动杆19a上的推动销将固定装置18a打开，以便释放带卷11b上的带自由端44。通过离心力的作用和由包围带卷的表面的静止空气施加的压力的作用，在与释放角度θ靠近的发射点45处与带卷的外表面相切的方向上获得的动量使带卷的外表面剥离并被弹出。调节角度θ以使带前端44的轨迹与吸引辊35的外表面对准。同时，控制器30将指令发送给将电流脉冲注入位于吸引辊35的中空部内的电磁体中的电流源46，以便产生磁场，该磁场将吸引引入的铁磁金属带前端44，使其粘附在从带卷11a退卷的带尾部，直到带自由端44被引导和捕获在导电辊36上的带尾部20下为止。此时，控制器30通过反馈位置传感器23b中断卷轴心轴12a的转速调节，并在电动轴21a上仅保持低的逆时针扭矩，并使用电动轴21b将卷轴心轴12b的转速调节反馈从速度传感器40a和40b切换到位置传感器23b。

然后参照图9，控制器30将指令发送给将焊接电流提供在焊接辊37与导电辊36之间的电流源47，以便连接两个堆叠的带。焊接电流被保持直到带尾端部20到达焊接点43为止。可以使用位于吸引辊35的上游并瞄准带尾部20或装入在距离传感器39a中以检测带尾部20的端部通过的时刻的未示出的光检测器通过控制器30预期这种事件。然后，在控制器30将指令发送给电动轴21a之后停止卷轴心轴12a的旋转。

最后参照图10，在完成连接之后，空的卷轴心轴12a从轴21a被移除并且轴位置被切换。控制器30将指令发送给连接到每一个轴21a和21b的致动器。轴21a位置移动到左侧以允许轴21b位置向上移动，同时保持卷轴心轴12b的旋转，然后，轴21a位置下降到由轴21b先前所占据的位置。当正在对卷11b退卷时，装满带卷的新的卷轴心轴被装载在轴21a上，以便准备下一个连接过程。因此，在本设备中提供了带的连续进给。

图11-13显示了带固定装置18a的详细结构和操作。参照图11A和11B，显示了设有侧部凸缘50并包括带卷11b的卷轴心轴的详细部分。带固定装置18a包括两个枢转指状机构51，所述枢转指状机构彼此面对地分别嵌入卷轴凸缘50的外周边中，以用于固定或释放在带卷11b的表面上的带自由端44。在图11A中，两个枢转指52关闭并固定带自由端44。在图11B中，两个枢转指52打开并释放带自由端44。当枢转指52打开时，所述枢转指嵌入在卷轴凸缘50的壁中，以便让开位置，从而将带卷绕在带卷11b上或从带卷11b退卷。

以下参照图12A，被弹性材料61覆盖的指状部60垂直地连接到筒62的侧部。指状部60足够长以便当如图11A所示在带卷11b上延伸时提供充分的接触以保持带自由端44。返回参照图12A，筒62具有在一侧延伸的轴63，所述轴63靠近末端设有用于容纳卡扣环65的小狭槽64。轴63通过支撑框架67中的孔66延伸以超过另一侧，以便在都通过卡扣环65被保持在适当位置的线圈弹簧68和压缩垫圈69上滑动。支撑框架67还在孔66的相对侧具有两个开口70，且所有三个孔都平行于支撑框架67的边缘71对准。开口70中的每一个都用于容纳通过塞73从支撑框架67的下侧被固定的润滑滚球72。优选地，每一个塞73都具有配合在滚球72上的球形凹部。此外，支撑框架67顶侧上的开口70中的每一个都被形成为在靠近表面处略窄，使得滚球72从所述表面凸出而不会脱离。支撑框架67还具有用于插入固定螺钉以便将组件固定到卷轴凸缘50的孔74。参照图12B，筒62的下侧部具有绕轴63均等分布的4个凹部75。当枢转指状机构被组装时，弹簧68被压缩并拉动筒62以倚靠在凸出的滚球72上，并因此在支撑框架67上为筒62设有在九十度角稳定位置的凹部75。参照图12C和12D，筒62具有两个垂直平坦部76和77，所述平坦部与设置在支撑框架67上的竖直壁79协作以将枢转范围角度限制到九十度，并因此仅为筒提供两个九十度稳定角位置，即，当指状部60被设定在闭合位置时从支撑基部边缘71垂直延伸出来的情况下的一个稳定位置，和当指状部60被设定在打开位置时在支撑基部上对准的情况下的一个稳定位置。回到图12B，通过在杆上进行推动来实现筒的旋转。筒62的顶部包括两个壁部80和81，所述壁部用于当在距离筒的枢转轴线83距离d处垂直施加力时提供杠杆。在图12C中，当枢转指状部打开时，推动销从左向右地侧向移动并撞击壁部80将会使枢转指状部沿顺时针方向弹到闭合位置，并且在图12D中，当闭合时，同一推动销84从右至左地侧向移动并撞击壁部81将使枢转指状部沿逆时针方向弹到打开位置。如可以在图12C和12D中所看到的，当设定在闭合位置时，突出超过支撑基部边缘71的唯一部分是指状部60。优选地，推动销84被橡胶状材料层85包围以当销碰撞杆时缓冲撞击力。

图12E至12G由透视图显示枢转指状部52的旋转。在旋转期间，枢转指状部52由于在筒62的下侧部上在凹部之间滚动的凸起球72而进行轴向位移。当枢转时，指状部在凸起球72从凹部75滚出的情况下初始向上移动以到达图12F中的最高点，然后，当凸起球72接合在下一个相应的凹部75中时指状部向下移动。筒62的这种向上移动允许指状部60在向下移动之前越过带卷11b的边缘，以便与带卷11b的表面接触。指状部60可以具有当指状部打开时迫使带端部从带卷剥离的永磁体特性。在由压缩弹簧68施加的压力下当与带卷11b的表面接触时，覆盖指状部60的弹性材料61将会略微变形。优选地，当设定在如图12E中所示的打开位置时，枢转指状部保持在距离支撑框架67的较高距离处。

返回到图11A和11B，支撑框架67的竖直壁86的轮廓被形成为与卷轴凸缘50的外圆形边缘相匹配。带被卷绕直到带卷11b的直径变得越来越大以足以允许枢转指状部52的闭合，从而通过指状部将充足的压力施加在带卷上以保持带自由端44。并且参照图11C，每一个凸缘50都具有在内侧边缘上的凹口87，所述凹口87用于当卷轴旋转时在枢转指状部的两次通过之间让出使推动销84下降的通道，以便在下一次通过时将杆弹在两个桶上，之后迅速向上拉销84。在图11A中，卷轴必须顺时针方向旋转以通过推动销84来打开闭合的枢转指状部52。在图11B中，卷轴必须逆时针方向旋转以通过推动销84闭合打开的枢转指状部52。

图13A至13C显示用于从带卷11b释放带自由端44的顺序事件。在图13A中，在枢转指状部52闭合的情况下，卷轴顺时针方向旋转。两个推动销84安装在摆动杆19a上，所述摆动杆还包括枢转轴88。摆动杆19a通过未示出的致动器绕枢转轴88的轴线89摆动以将推动销84接合在凹口87中，从而与引入的枢转指状部52碰撞。接下来，在图13B中，推动销84被推靠在枢转指状部52上以从带卷11b释放带自由端44。接下来，在图13C中，枢转指状部52被完全打开，并且带自由端44被释放并弹出。所示的事件可以在卷轴逆时针方向旋转的情况下从图13C至13A向后依次排序以说明在刚刚切割引入带之后如何能够固定被卷绕在带卷11b上的带的尾端44。在卷轴旋转期间由控制器30相对于枢转指状部的位置确定带上的切割位置以确保指状部将夹紧带自由端44，如图13A所示。

图14显示了吸引辊35的轴向剖开图。所述吸引辊包括通过轴承91和凸缘92安装在轴93上以形成辊的非铁磁圆筒90。在形成的辊的中空部内，铁磁轭94安装在轴93上并具有齿95，所述齿95形成被狭槽96分开并朝向圆筒90的下表面向外突出并与所述表面间隔开一小间隙97的一系列盘。每一个狭槽都包括多匝导线，所述导线绕轴的轴线盘绕以形成导电线圈98。所有导电线圈98经由磁轭(未示出)中的通路优选地串联相互电连接并连接到通过位于轴93中的开口100从辊出来的一对导线99。线圈98之间的电互连被布置成使得当经由导线99提供电流时，全部数量的安培匝将在交替的方向上在狭槽之间循环，如在图中由一系列点和十字形标记所示那样。这将产生在每一个齿的端部处具有一系列磁极的电磁体，所述磁极在齿之间在南极和北极之间交替。由磁极产生的磁场泄漏线101将在相邻磁极之间从辊表面向外延伸。靠近辊且平行于辊的旋转轴线的铁磁带102将拦截磁场泄漏线101并将通过磁力被吸引以粘附到圆筒90表面上。施加在带上的磁吸引力将与导线99中所注入的电流强度成比例。

以下参照图15，显示了用于在两个堆叠的金属带105在导电辊36上通过时将所述两个堆叠的金属带105结合在一起的导电辊36和焊接辊37的基本结构。导电辊36包括优选地由铜制成并具有给定厚度的圆筒106。这种铜圆筒106通过轴承107经由两侧凸缘109安装在轴108上以允许所述圆筒的旋转。圆筒106的外周边引导并支撑两个堆叠的金属带105。旋转焊接辊37包括被绝缘间隔盘111分开的一系列堆叠的铜盘110。堆叠的盘110和111的盘组被挤压在两个绝缘凸缘112之间，每一个绝缘凸缘都通过轴承114被支撑在轴113上以允许堆叠的盘的旋转。每一个铜盘110都具有从辊向外突出的窄外周末端115。当焊接辊37在辊36上被压靠在堆叠带105上时，铜盘110形成沿着堆叠带的宽度分布的一系列间隔开的窄接触点116。然后通过迫使电流经由堆叠带和铜圆筒106在铜盘110之间流动而在两个带之间产生焊接。优选地，焊接电流在电极性交替的相邻圆盘110之间流动。电流通过电线并经由设置在轴上并连接到由控制器30控制的外部电流源的未示出的滑动接触件被供应给盘。

以下参照图16A，由径向剖视图示出了具有空的心轴2的变压器芯部件1。当通过电流源120将电流脉冲引入到变压器的电线圈中的至少一个中时，在不存在磁芯时，感生的磁场线121环绕变压器芯部件的心轴2。

参照图16B，显示了两个剪切切割刀片16a和17a，且每一个都安装在相应的支撑构件122和123上。支撑构件122和123可以通过平行于参考平面124安装的未示出的导轨上的致动器被垂直致动，使得两个剪切切割刀片16a和17a可以以微细间隔间隙紧密相接。未示出的装置设置在刀片中的一个上以改变所述刀片的水平位置，以便执行间隙的精确调节。可以通过未示出的致动器使切割刀片的整个结构125移动，以在需要时使它们靠近旋转心轴2。在本发明中，带优选地在移动的同时被切割。通过首先靠近移动带的下表面定位刀片16a，接着以适当的速度致动刀片17a，来执行剪切切割，以便限制在切割期间在移动带中产生的张应力脉冲。

图17至20显示了涉及将来自卷绕在变压器芯部件1a的心轴2a上的完成的带卷14的发送带切换到备用变压器芯部件1b的空的旋转心轴2b以便开始新的卷绕的顺序事件。首先参照图17，以给定速度V并在张应力T下从供应源提供的铁磁金属带10正在被卷绕在旋转心轴2a上。根据连接到张力辊22a的位置传感器23a使用电动驱动辊5a由控制器30设定心轴2a的转速。诸如激光距离传感器的精确距离传感器39b瞄准带卷14的外表面以测量心轴2a上聚积的带的量并将所述量发送给控制器30。同时，具有空心轴2d的变压器芯部件1b被安装在卷绕位置的上游。诸如激光表面速度传感器的表面速度传感器40c瞄准带10的表面并将带输送速度连续发送给控制器30。表面速度传感器40d瞄准心轴2b的表面并将心轴2b的表面转速连续发送给控制器30。使用两个速度传感器，使用驱动辊5b通过控制器30使心轴2b旋转，并且心轴2b的转速被设定成使计算的从两个速度传感器40c和40d读取的表面速度之间的差为零。

接着参照图18，控制器30将指令发送给连接到推动辊126a的致动器。推动辊126抵靠旋转心轴2b的表面被推到输送带10上。由于传感器40c和40d的一些潜在的不准确性，在带10与心轴2b之间可能具有小的表面速度差。因此，以设定为刚刚大于当旋转心轴2b空转时克服所有旋转部件的摩擦力而工作所需的扭矩水平的值将扭矩极限施加在驱动辊5b上。一旦带10被压在心轴2b上，则心轴2b的旋转变成通过带被带驱动，并且其表面转速将与带前进速度相匹配。然后，在刚刚通过分离点128后引入剪切切割刀片16a和17a，在所述分离点128处，输送带离开心轴2b的表面。刀片16a在心轴2b与线圈框架结构129的左侧部分之间升高，并位于带10的下表面的正下侧，并且使刀片17a位于带的表面上方与刀片16a对准。同时，控制器30将指令发送给连接到焊接辊127(如图14中所示的焊接辊)的致动器，从而将焊接辊127压在带卷14的外表面上。焊接辊127还可以被易碎胶带的分配器替代。

接着参照图19，一旦当经由距离传感器39b检测到达到心轴2a上的带的目标量，控制器30启动刀片17a的致动器以切割带，并且使用也由控制器30控制的电流源130将强电流脉冲引入到变压器芯部件1b的电线圈中的至少一个中。同时，通过从嵌入空腔131下部处的支撑构件122中的喷嘴134喷射紧贴科恩达轮廓133上方的压缩空气射流，在由心轴2b、带10、两个凸缘6a和支撑构件122的壁部132限定的空腔131中迅速产生真空。空气通过由控制器30控制的致动阀被供应给喷嘴134。支撑构件122的顶部可以被特氟隆(Teflon)状块135遮盖以减少当通过真空向下拉带时的摩擦力。由于切割刀片16a和17a不能比带宽，因为否则它们将接着接触旋转凸缘6a，因此，延伸超过刀片的边缘的一小部分带可能未被切割。因此，支撑构件123可以设有锤头136，所述锤头将撞击在所述块135的紧右侧位置处的带部以在带尾端上产生突然拉力，从而破坏剩余的未切割边缘。一旦执行切割，则可以去除施加在驱动辊5b上的扭矩限制，并且由控制器30使用以控制心轴2b的转速的反馈输入被立刻从传感器40c和40d切换到位置传感器23a。同时，在切割带的前端137通过喷嘴134的前方之前，位于所述前端137上方的高空气压力的区域瞬间将所述前端137向下推到心轴2b的表面上，此时，空气射流将已经通过控制器30经由控制阀被切断。接着，如图16A所示，产生的磁场线的闭合回路将在带前端上产生吸引力以将带端部保持在心轴2b的表面上，直到所述带端部被限制在第二构造层下方，这之后，可以通过控制器30切断由电流源130产生的电流脉冲。同时，通过控制器30保持在心轴2a上最后设定的转速，同时控制器30将指令发送给电流源138，所述电流源将会将电流引入到焊接辊127中以在引入尾端到达之前焊接带卷14上的最后一个带层，这之后，拉走焊接辊127，并且使旋转心轴2a停止。接着，移除完成的变压器芯部件1a。

最后参照图20，推动辊126a、导向辊139以及切割刀片16a和17a通过由控制器30控制的致动器被拉离变压器芯部件1b，并且变压器芯部件1b和相应的线圈-框架支撑装置以及驱动辊5b通过由控制器30控制的致动器朝向右侧缓慢移动，同时带10被卷绕在心轴2b上。变压器芯部件1b将通过先前支撑变压器芯部件1a并且也设有致动器的支撑装置和驱动辊5a切换位置。一旦位置被切换，系统则接着准备接收具有空的心轴的新变压器芯部件。新变压器芯部件将等待备用，直到需要下一个切换过程，并因此保持在变压器芯部件的心轴上顺序地连续产生卷绕芯体。

用于在变压器芯部件的心轴上连续产生卷绕芯体的方法还可以应用于在卷轴心轴上卷绕带卷。参照图21，显示了铁磁带26正在被缠绕在卷轴心轴12c上的装置。所述装置包括：推动辊126b；一对剪切切割刀片16b和17b；距离传感器39b；一对表面速度传感器40c和40d；和具有位置传感器23a的张力辊22a，所有这些部件都执行与其在图17至20中所述和所示的相应元件类似的功能，且顺序事件除了以下不同之外都相同：首先，通过将强电流脉冲引入到位于轴21a的中空部中的类似于图13中所示的电磁体的电磁体中来实现卷轴心轴12d上的切割带的前端的吸引。电流脉冲通过由控制器30控制的电流源140被引入。虽然可以使用空气射流以在带下方产生真空，但是在磁拉力足够的这种情况下不需要。其次，一旦带被切割，根据图13A-13C中所示的事件的相反操作顺序使用设置在卷轴心轴12d的凸缘50上的固定装置18b将带尾端固定在带卷11c上。当固定装置18b的枢转指状部第一次前进到保持推动销的摆动杆19b摆动以弹出枢转指状部的位置点141时，固定装置18b的枢转指状部在打开位置等待在引入带的尾端上闭合。此外，在固定装置18b在位置点141前的角度点β处通过时，由控制器30发送切割带的指令，从而使固定装置18b与带卷11c上的带尾端对准。优选地，推动辊142通过由控制器30控制的致动器靠近位置点141被临时压靠在带卷11c上，从而将带保持在带卷11c上，直到枢转指状部闭合为止。

图22和图23显示包括臂的设备，所述臂用于夹持并引导带端部，以便设置带输送系统，并用于在带破裂之后移除粘附在带输送系统中的带碎屑，从而清洁系统。在图22中，所述设备包括用于支撑可以水平移动的小电动车146的轨道145。小车还包括使从一个末端保持电磁体头部148的臂147垂直位移的致动器。电磁体头部148、垂直致动器和电动小车都由控制器30控制。可以采用诸如多轴机械手的其它装置来保持并移动电磁体头部。为了安装带输送系统，电磁体头部148被通电并被置于带卷11b上方的摆动杆19a附近，其中所述带卷11b使其带自由端通过固定装置18a固定在带卷上。卷轴心轴12b缓慢旋转，直到固定装置18a被摆动杆19a打开以释放带自由端，所述带自由端接着被通电的电磁体头部148夹持。接着，必须被带迂回缠绕的所有辊通过由控制器30控制的致动器移动以提供直的打开通路，用于通过使电磁体头部148向右移动来退卷和引导带前端，从而到达变压器芯部件心轴2a或卷轴心轴12c，如图23所示。所示的辊用作一个示例，因此可以考虑带输送系统中的任何辊结构。当使用由控制器30控制的电流源150将电流引入到变压器芯部件1a的电线圈中的至少一个中(或位于轴21c中的电磁体中)时，带前端然后在变压器芯部件的心轴2a(或卷轴心轴12c)上被释放。注入的电流将产生磁力吸引并将带缠绕在心轴2a(或卷轴心轴12c)上。变压器芯部件的心轴2a(或卷轴心轴12c)然后缓慢旋转几圈以将带自由端捕获在形成的带卷的第二构建层中。最后，所有辊都移动返回到其操作位置并且可以开始输送操作。

如果在带的输送期间突然出现带破裂，则相同的设备可以用于重置系统。因此，系统中的所有辊和轴可以设有在带破裂时使其旋转瞬间停止的装置。可以通过使用沿着带路径定位并连接到控制器30的光检测器或通过检测电动轴或驱动辊中的一个的扭矩或转速的突变来检测带破裂。迅速停止所有旋转部件将防止带卷绕在自由旋转的辊上。在破裂之后并且在所有旋转部件停止之后，辊被移动以打开通路。使用设置在臂147上或靠近带卷11b设置的未示出的切割装置切割从带卷11b悬挂下来的带部。从切割的尾部开始，粘附在辊中的带的碎屑被电磁体头部148拾取，同时朝向远处的右侧移动，在那里拾取的带碎屑然后落入再循环篮149中。优选地，变压器芯部件1a(或卷轴心轴12c)被移除并被具有空的心轴的变压器芯部件代替，移除的变压器芯部件(或卷轴心轴)被送出以用于进行检查，以被整修或回收。同时，使电磁体头部148返回并靠近带卷11以夹持带自由端，并且重新进行上文所述的设置过程。

虽然在这里已经详细地描述和图示了本发明的优选实施例，但是要理解的是本发明不局限于这些确切的实施例，在不背离本发明的保护范围的情况下可以对实施例进行各种改变和修改。