一种变压器线圈层间绝缘纸放料装置的制作方法

本实用新型属于电力变压器高压线包生产技术领域，具体涉及一种变压器线圈层间绝缘纸放料装置。

背景技术：

随着我国用电量的持续增长，致使我国的配电变压器行业发展也与日俱增。制造电力变压器高压线包，在液体填充配电变压器线圈的构造中，线圈通常分层卷绕。也就是说，漆包分层卷绕，绝缘纸卷绕在这些层之间作为层间绝缘。具体而言，在配电变压器线圈的高压绕组中，导体通常是较小的横截面铝或铜线，在线层之间缠绕有层间绝缘纸。现有技术中，层间绝缘是在层之间手动施加的，通常是一层或两层纸，通常是线圈的整个宽度，在这种传统方法中，纸张不受张力缠绕，并且有限或没有机会改变穿过该层的层间绝缘层的厚度，难以满足各种变压器产品的层间绝缘厚度的要求，影响产品质量和生产效率。

技术实现要素：

本实用新型针对背景技术中的不足，提供了一种变压器线圈层间绝缘纸放料装置，本实用新型通过主放料机构与辅放料机构配合使用，可以自由调节层间绝缘层的厚度，以满足各种变压器产品的层间绝缘厚度的要求，且绝缘纸在放料过程中张力恒力，有利于改善产品质量和提高生产效率。

为实现上述目的，本实用新型技术解决方案如下：

一种变压器线圈层间绝缘纸放料装置，其特征在于：包括上机架、下机架和控制柜，上机架通过第一滚珠丝杆传动机构与下机架前后滑动连接，第一滚珠丝杆传动机构连接有第一伺服电机，所述上机架上设有主放料机构，下机架上设有辅放料机构，主放料机构和辅放料机构均包括有第二伺服电机、放料盘、张力缓冲机构和若干个第一导向轮，放料盘连接第二伺服电机，所述主放料机构还包括有绝缘纸打孔机构、绝缘纸断纸机构和绝缘纸定位机构，且放料盘、张力缓冲机构、绝缘纸打孔机构、绝缘纸断纸机构和绝缘纸定位机构自右向左依次排布。

优选的，所述放料盘包括瓦片式气涨轴和两个定位盘，两个定位盘安装在瓦片式气涨轴的两端，瓦片式气涨轴连接第二伺服电机。

优选的，所述张力缓冲机构包括摆杆、缓冲导向轮、缓冲气缸和位置传感器，摆杆一端与相应的机架转动连接，另一端连接缓冲导向轮，位置传感器连接缓冲气缸，缓冲气缸连接摆杆。

优选的，所述绝缘纸定位机构与设在上机架上的竖直线行直线导轨上下滑动连接，层绝缘定位机构上还前后滑动连接有水平线行直线导轨，水平线行直线导轨连接有辅助连接件，辅助连接件通过第二滚珠丝杆传动机构与下机架上下滑动连接，第二滚珠丝杆传动机构连接有第三伺服电机。

优选的，所述绝缘纸定位机构包括定位气缸、负压板、固定架和负压吸盘，固定架分别与水平线行直线导轨、竖直线行直线导轨滑动连接，定位气缸一端连接固定架，另一端连接负压板，负压板与固定架铰接，负压板上设置有负压吸盘。

优选的，所述绝缘纸打孔机构包括上转轴、下转轴、锯齿状打孔刀和驱动上转轴旋转的第四伺服电机，上转轴与下转轴平行设置，锯齿状打孔刀安装于上转轴上并与下转轴相互配合，上转轴连接第四伺服电机。

优选的，所述绝缘纸打孔机构还包括有打孔检测组件，打孔检测组件包括光电传感器和挡块，光电传感器与挡块相互配合，挡块与下转轴一端连接。

优选的，所述机架上设有用于测量绝缘纸送纸长度的旋转编码器。

优选的，所述绝缘纸断纸机构安装于绝缘纸定位机构上，且包括夹紧气缸、承压板和两个第二导向轮，夹紧气缸位于承压板的正上方，两个第二导向轮分别位于夹紧气缸的两侧。

优选的，所述下机架上通过第三滚珠丝杆传动机构沿左右方向滑动连接有辅助安装架，第三滚珠丝杆传动机构连接有第五伺服电机。

相对于现有技术，本实用新型有益效果如下：

（1）本实用新型可以配合生产变压器的工业流水线使用，有利于改善产品质量和提高生产效率；

（2）本实用新型通过主放料机构与辅放料机构配合使用，可以自由调节层间绝缘层的厚度，以满足各种变压器产品的层间绝缘厚度的要求；

（3）本实用新型通过张力缓冲装置可以保证绝缘纸在放料过程中张力恒力，绝缘纸的卷绕效果更佳，保证了产品的质量；

（4）本实用新型设置有旋转编码器、绝缘纸打孔机构和绝缘纸断纸机构，可以实现绝缘纸放料长度、打孔和断纸的全自动化精确控制，提高生产效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型上机箱与下机箱的后视结构示意图；

图3为本实用新型放料盘结构示意图；

图4为本实用新型张力缓冲机构结构示意图；

图5为本实用新型绝缘纸定位机构和断纸机构结构示意图；

图6为本实用新型绝缘纸打孔机构结构示意图；

图7为本实用新型的第一滚珠丝杆传动机构结构示意图；

图中：1、上机架，2、下机架，3、第一滚珠丝杆传动机构，4、第一伺服电机，5、第二伺服电机，6、放料盘，6001、主放料盘，6002、辅放料盘，601、瓦片式气涨轴，602、定位盘，7、张力缓冲机构，701、摆杆，702、缓冲导向轮，703、缓冲气缸，704、位置传感器，8、第一导向轮，9、绝缘纸定位机构，901、定位气缸，902、负压板，903、固定架，904、负压吸盘，10、竖直线行直线导轨，11、水平线行直线导轨，12、辅助连接件，13、第二滚珠丝杆传动机构，14、第三伺服电机，15、绝缘纸打孔机构，1501、上转轴，1502、下转轴，1503、锯齿状打孔刀，1504、第四伺服电机，1505、光电传感器，1506、挡块，16、绝缘纸断纸机构，1601、夹紧气缸，1602、承压板，1603、第二导向轮，17、旋转编码器，18、辅助安装架，19、第三滚珠丝杆传动机构，20、第五伺服电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，一种变压器线圈层间绝缘纸放料装置，包括上机架1、下机架2和控制柜（图中未示出），选用plc控制柜，与绝缘纸放料装置中各个电气设备电性连接，实现全自动化控制，下文不在一一赘述。上机架通过第一滚珠丝杆传动机构3与下机架前后滑动连接，第一滚珠丝杆传动机构连接有第一伺服电机4，滚珠丝杆传动机构为现有技术（如图7所示），利用伺服电机驱动丝杆旋转，丝杆旋转带动相应的部件直线往复运动，便于调节上机架与下机架之间的前后位置，以便配合配电变压器线圈在绕制时，绝缘纸的绕制工作，说明书下文中的第二滚珠丝杆传动机构、第三滚珠丝杆传动机构结构原理与第一滚珠丝杆传动机构相同，不再进行赘述。上机架上设有主放料机构，下机架上设有辅放料机构，主放料机构和辅放料机构均包括有第二伺服电机5、放料盘6、张力缓冲机构7和若干个第一导向轮8，放料盘连接第二伺服电机，本实施例中，主放料机构的放料盘为主放料盘6001，辅放料机构的放料盘为辅放料盘6002，主放料机构还包括有绝缘纸打孔机构15、绝缘纸断纸机构16和绝缘纸定位机构9，主放料盘6、张力缓冲机构7、绝缘纸打孔机构15、绝缘纸断纸机构16和绝缘纸定位机构9自右向左依次排布，主放料机构上的绝缘纸由主放料盘6001输出，依次经张力缓冲机构、第一导向轮、绝缘纸打孔机构、第一导向轮、绝缘纸断纸机构、第一导向轮，最后与绝缘纸定位机构连接，张力缓冲机构位于放料盘与绝缘纸定位机构之间，调节绝缘纸的张力，保持恒定，当绝缘纸放料长度达到预定值时，绝缘纸打孔机构对绝缘纸进行打孔，然后利用绝缘纸断纸机构将绝缘纸压紧固定，实现断纸处理，而绝缘纸定位机构可以对主放料结构的绝缘纸输出位置进行定位，绝缘纸定位机构的位置随着上机架、下机架的位置的变化而变化，可以在前后、上下方向上的调整。辅放料机构上的绝缘纸由辅放料盘6002输出，依次经张力缓冲机构和若干个第一导向轮穿出。在具体实施时，根据变压器产品的要求，来决定绝缘纸的绕制层数，主放料机构单独工作时，可实现单绝缘纸的放料；主放料机构和辅放料机构同时工作时，可实现双绝缘纸的放料。

如图3所示，放料盘包括瓦片式气涨轴601和两个定位盘602，两个定位盘安装在瓦片式气涨轴的两端，起到防偏导向和固定的作用，瓦片式气涨轴连接第二伺服电机，卷筒窄带式绝缘纸套设在瓦片式气涨轴上，并位于两个定位盘之间，瓦片式气涨轴可以手动调节气涨轴的直径，以便实现对卷筒窄带式绝缘纸进行夹紧固定，第二伺服电机驱动放料盘的旋转放料。

如图4所示，张力缓冲机构包括摆杆701、缓冲导向轮702、缓冲气缸703和位置传感器704，摆杆一端与相应的机架转动连接，另一端连接缓冲导向轮，位置传感器连接缓冲气缸，缓冲气缸连接摆杆，采用型号为mps-160tstpo的位置传感器，并于控制柜连接，当绝缘纸在放料过程中的张力发生变化时，利用位置传感器的信号反馈，通过缓冲气缸驱动摆杆的摆动，以保证绝缘纸的张力恒定。

如图1、图2和图5所示，绝缘纸定位机构与设在上机架上的竖直线行直线导轨10滑动连接，即绝缘纸定位机构可沿竖直线行直线导轨10上下滑动，层绝缘定位机构上还滑动连接有水平线行直线导轨11，层绝缘定位机构可沿水平线行直线导轨11水平前后运动，水平线行直线导轨11连接有辅助连接件12，辅助连接件通过第二滚珠丝杆传动机构13与下机架上下滑动连接，第二滚珠丝杆传动机构连接有第三伺服电机14，第三伺服电机驱动辅助连接件沿下机架上下滑动，辅助连接件带动水平线行直线导轨及绝缘纸定位机构上下运动，调节绝缘纸定位机构的位置，以满足实际生产需要。绝缘纸定位机构包括定位气缸901、负压板902、固定架903和负压吸盘904，固定架分别与水平线行直线导轨、竖直线行直线导轨滑动连接，定位气缸一端连接固定架，另一端连接负压板，负压板与固定架铰接，负压板上设置有负压吸盘，在具体实施时，负压板上的负压吸盘与真空发生器连接（图中未示出），负压吸盘可将绝缘纸的端部吸附固定，再利用定位气缸驱动负压板下压，使绝缘纸与在绕制中的配电变压器线圈相粘贴，需要使用胶枪机配合绝缘纸定位机构完成粘贴工作，下机架上通过第三滚珠丝杆传动机构左右方向滑动连接有辅助安装架18，在具体实施时，辅助安装架用于安装胶枪机，配合绝缘纸定位机构使用，第三滚珠丝杆传动机构19连接有第五伺服电机20，实现胶枪机的位置调整。

如图1和图6所示，机架上设有用于测量绝缘纸送纸长度的旋转编码器17，旋转编码器位于绝缘纸打孔机构与张力缓冲机构之间，选用型号为e6a2-cw5c-200p-r的旋转编码器对绝缘纸的放料长度进行测量计算，当变压器线圈上的绝缘纸卷绕的长度达到预设值时，信号反馈至控制柜，控制柜控制绝缘纸打孔机构15工作，先对绝缘纸进行打孔，然后再利用绝缘纸的断纸机构将绝缘纸压紧固定，而此时变压器线圈的绕制工作仍在进行，即可将绝缘纸由打孔处拉断，完成精确长度的绝缘纸的绕制工作。其中，绝缘纸打孔机构包括上转轴1501、下转轴1502、锯齿状打孔刀1503和驱动上转轴旋转的第四伺服电机1504，上转轴与下转轴平行设置，锯齿状打孔刀安装于上转轴上并与下转轴相互配合，上转轴连接第四伺服电机，在具体实施时，第四伺服电机可与上转轴直接连接，也可以通过其他的传动机构连接，如齿轮传动结构，优选齿轮传动结构，可以保证上转轴和下转轴同时旋转，打孔效果更佳，绝缘纸打孔机构还包括有打孔检测组件，打孔检测组件包括光电传感器1505和挡块1506，光电传感器与挡块相互配合，挡块与下转轴一端连接，挡块随着下转轴进行旋转，在绝缘纸进行打孔前，挡块位于光电传感器的指定感应位置，当第四伺服电机驱动上转轴、下转轴旋转时，挡块随着下转轴旋转，当挡块再一次到达光电传感器的指定感应位置时，说明上转轴、下转轴已经全部完成一圈的旋转，打孔操作完成，第四伺服电机停止转动。

如图5所示，主放料机构还包括有绝缘纸断纸机构16，绝缘纸断纸机构安装于绝缘纸定位机构上，且包括夹紧气缸1601、承压板1602和两个第二导向轮1603，夹紧气缸位于承压板的正上方，两个第二导向轮分别位于夹紧气缸的两侧，两个第二导向轮用于绝缘纸的导向定位，在具体实施时，绝缘纸依次经过其中一个第二导向轮、夹紧气缸和承压板之间间隙以及另一个第二导向轮，当绝缘纸的放料长度达到预设值时，压紧气缸工作并于承压板相互配合，将绝缘纸夹紧固定，再利用变压器线圈的绕线机将绝缘纸拉断，从而完成绝缘纸的断纸处理。

本实用新型的工作原理如下：

如图1至图7所示，使用前，根据变压器的产品要求，需要单层绝缘卷绕时，先将卷筒窄带式绝缘纸安装在主放料盘6001的气涨轴601上，然后将绝缘纸一端从气涨轴601引出，依次绕过张力缓冲装置7中的缓冲导向轮702、第一导向轮8和旋转编码器17，然后由绝缘纸打孔机构15的两个上下转轴之间穿过，再绕过穿过绝缘纸断纸机构16，最后吸附在绝缘纸定位机构9的负压吸盘904上。当进行绝缘纸绕制时，绝缘纸定位机构9的定位气缸901下压，配合点胶机使用，将绝缘纸端部固定在线包的指定位置，然后，第二伺服电机5驱动放料盘6对绝缘纸进行放纸，利用变压器高压线包的卷绕设备对绝缘纸进行牵引，实现绝缘纸的持续放料，在绝缘纸绕制和放料过程中利用张力缓冲机构7实现恒张力，利用旋转编码器17准确测量层间绝缘纸的放料长度，使其与线包的线圈宽度相匹配，当该层的层间绝缘纸绕制完毕后，绝缘纸打孔机构15工作，对绝缘纸进行打孔处理，然后，绝缘纸断纸机构16的夹紧气缸1601将绝缘纸压紧固定，此时利用绕线设备将绝缘纸由打孔处直接拉断，从而完成层间绝缘的绕制工作。当需要实现双层绝缘纸卷绕时，增加层间绝缘的厚度，加强层间绝缘系数，启动辅放料机构，将卷筒窄带式绝缘纸安装在辅放料盘6002的气涨轴上，绝缘纸由辅放料盘6002引出，依次经过多个第一导向轮8缠绕在变压器线圈上，主放料机构和辅放料机构配合使用，实现双层绝缘纸的卷绕。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。