一种箔材绕制装置及其工作方法与流程

1.本发明属于箔材绕制技术领域，具体涉及一种箔材绕制装置及其工作方法。


背景技术：

2.变压器低压绕组采用铜箔或铝箔绕制而成，在变压器运行过程中，线圈导线受电动力作用会发生振动，而当变压器绕组绕制张紧力不够时，一方面会导致线圈层间松紧不均，从而严重影响其绝缘寿命，另一方面会因绕组张紧力不足而产生噪音超标，同时也会导致变压器绕组温升超标；因此，箔材绕制的张紧力关乎着变压器是否能够稳定、可靠、安全、达标的运行，这就引起变压器制造企业的高度关注，从而在变压器生产过程中对箔材的绕制质量提出更高的要求。
3.目前，箔材在绕制过程中存在以下不足：因设备或工人操作不当导致张紧力控制不当，使铜箔或铝箔绕组的层间箔材存在间隙，最终引起变压器运行过程中产生噪音、温升超标等问题，严重时甚至会引起变压器损坏或者温升过高而起火的安全事故；因此，如何实现箔材绕制过程中张紧力的精确控制，成为一个箔材绕制行业亟待解决的关键问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种箔材绕制装置及其工作方法，用以解决现有技术中所存在的容易因设备或工人操作问题致使张紧力控制不当，从而导致铜箔或铝箔绕组的层间箔材间存在间隙，最终造成变压器低压绕组出现绝缘破损、温升超标、噪音超标等质量问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.第一方面，提供了一种箔材绕制装置，包括：控制主机、上料机构、张紧机构以及辅助机构，其中，所述控制主机用于根据箔材卷料的材料力学性能参数和箔材卷料中每层箔材的几何尺寸，得到箔材卷料中每层箔材的最佳张紧力，以及再根据所述最佳张紧力得到所述张紧机构的最佳扭矩值，且所述材料力学性能参数包括抗拉强度、规定塑性延伸强度、屈服强度以及最佳应力值；
7.所述上料机构，用于将所述箔材卷料传输至所述张紧机构上；
8.所述张紧机构包括张紧组件、转动组件以及检测组件，其中，所述转动组件上固定有所述张紧组件，所述张紧组件上安装有所述检测组件，且所述箔材卷料套装于所述张紧组件上；
9.所述控制主机，用于在箔材卷料绕制时，向所述转动组件输出基于最佳张紧力得出的最佳扭矩值，以使所述转动组件的转动扭矩为所述最佳扭矩值；
10.所述转动组件，用于在箔材卷料绕制时，根据所述控制主机基于最佳张紧力得出的最佳扭矩值，驱动所述张紧组件运动，以使所述张紧组件对箔材卷料施加压力，以紧固所述箔材卷料；
11.所述检测组件包括扭矩检测器，其中，所述扭矩检测器用于检测所述张紧组件上的实际扭矩值，并将所述实际扭矩值传输至所述控制主机，以便控制主机根据接收到的实
际扭矩值，调整所述转动组件的转动扭矩，以通过调整所述转动组件的转动扭矩使所述张紧组件上的实际扭矩值保持为所述最佳扭矩值；
12.所述辅助机构，用于压紧张紧后的箔材卷料，以在绕制间歇或绕制完成后，防止张紧后的箔材卷料上的收卷力释放。
13.基于上述公开的内容，本发明在绕制时，先根据箔材卷料的材料力学性能参数以及几何尺寸，来计算出箔材绕制时的最佳张紧力，以便根据最佳张紧力来计算出最佳扭矩值；接着，控制主机一方面可基于最佳扭矩值控制转动组件的转动扭矩，另一方面可通过控制转动组件来驱动张紧组件运动，从而使得张紧组件对箔材卷料产生压力，进而将转动组件的最佳扭矩值传递给张紧组件，确保箔材卷料在绕制时承受最佳扭矩值，且绕制的张紧力为最佳张紧力；同时，通过设置扭矩检测器，能够实时检测张紧组件上的实际扭矩值，并反馈至控制主机，由此，能够在绕制过程中，根据检测到的扭矩，来实时调整转动组件的转动扭矩，从而保证张紧组件的实际扭矩值保持为最佳扭矩值，进而通过扭矩值，来进一步的调整张紧力；通过上述设计，本发明可根据不同箔材及箔材几何尺寸来自动调整张紧力，既能保证变压器绕组的最佳张紧力，避免因张紧力小而在变压器运行时出现绕组绝缘破损、散热和噪音超标等问题，又能保证变压器绕组承受一致的应力值，确保产品质量的一致性。
14.在一个可能的设计中，所述上料机构包括：移动台、升降组件、托盘以及两根相互平行设置的导轨，其中，两导轨安装于所述张紧机构的正下方；
15.所述移动台滑动安装在两导轨上，其中，所述升降组件安装于所述移动台的顶面，且所述升降组件的升降端上固定有所述托盘。
16.基于上述公开的内容，本发明公开了上料机构的具体结构，即通过移动台在导轨上的前后移动，实现箔材卷料沿张紧组件的水平移动，通过移动台上的升降组件，可实现箔材卷料在垂直方向上的上下移动；由此，即可实现不同规格型号的箔材卷料通过水平方向和竖直方向上的移动而安装在张紧组件上。
17.在一个可能的设计中，所述托盘与所述箔材卷料的接触面上设置有称重传感器，所述托盘的底部设置有位移传感器，且所述称重传感器和所述位移传感器分别电连接所述控制主机。
18.基于上述公开的内容，设置称重传感器，可实现箔材卷料质量的测量，而位移传感器能够确保移动台移动的精确性，从而保证其可以将箔材卷料准确安装在张紧组件上。
19.在一个可能的设计中，所述转动组件包括电机、转轴、第一传动齿轮、第二传动齿轮以及电磁扭矩器，其中，所述转动组件安装于固定架上，且所述控制主机电连接所述电磁扭矩器和所述电机；
20.所述固定架包括第一固定板、第二固定板、旋转柱以及支撑板，其中，所述第二固定板的端部通过旋转柱与所述支撑板的一端铰接，且所述支撑板的另一端设置有用于安装所述转轴的卡槽；
21.所述转轴的一端固定连接所述电磁扭矩器，所述转轴的另一端转动连接在所述卡槽内，且所述张紧组件安装于所述转轴上；
22.所述电机安装在所述第一固定板上，其中，所述电机的输出轴上固定有所述第一传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮传动连接，且所述第二传动齿轮传动连接所述张紧组件，用于在电机的驱动下，带动所述张紧组件运动，以对箔材卷料施加压力。
23.在一个可能的设计中，所述张紧组件包括：伸缩件、固定环、转动环以及若干撑板，其中，若干撑板沿转轴的圆周方向均匀布置，每个撑板为弧形板，且所述扭矩检测器设置在任一撑板与箔材卷料的接触面上；
24.所述固定环固定在所述转轴靠近所述卡槽的一端，所述转动环滑动安装在所述转轴靠近所述第一固定板的一端，且所述第二传动齿轮螺纹连接在所述转动环上；
25.每个撑板对应一所述伸缩件，其中，所述伸缩件采用多连杆结构，所述伸缩件的首端铰接在所述转动环上，所述伸缩件的尾端铰接在所述固定环上，且所述伸缩件中各连杆的连接端铰接在对应侧的所述撑板上。
26.基于上述公开的内容，本发明公开了张紧机构的具体结构，当上料机构将箔材卷料平移至张紧机构前时，通过旋转支撑板，将其与转轴分离，以使张紧组件的一端露出，此时，可通过控制主机操作上料机构前后、上下移动，从而将箔材卷料套设于张紧组件上(即套设在撑板上)；套装完毕后，控制主机则可控制电机运行，以通过第一传动齿轮带动第二传动齿轮转动，进而驱动转动环沿转轴的轴向方向移动，以带动伸缩件沿转轴的轴向方向移动，最终驱动各撑板沿转轴的径向方向移动，以对箔材卷料施加压力，同时，撑板上的扭矩传感器能够实时检测撑板放料转动时的扭矩，并反馈至控制主机，由此，即可形成闭环控制，从而实现撑板转矩的实时调节。
27.在一个可能的设计中，所述检测组件还包括：压力传感器，其中，所述任一撑板与箔材卷料的接触面上还设置有所述压力传感器，且所述压力传感器电连接所述控制主机。
28.基于上述公开的内容，压力传感器可实时检测撑板对箔材卷料的压力，并反馈至控制主机，而控制主机则可根据压力传感器检测的压力数据控制电机转动，同时，也能根据监测的压力数据确保箔材卷料与撑板之间不存在打滑问题或者避免压力过大使箔材卷料变形的问题。
29.在一个可能设计的，所述辅助机构包括：第一滚筒、第二滚筒、扭矩传感器以及液压机构，其中，所述第一滚筒和所述第二滚筒沿竖直方向依次固定在固定架上，且第一滚筒和所述第二滚筒相互平行；
30.所述扭矩传感器安装于所述第一滚筒上，所述液压机构的输出端固定连接所述第一滚筒，用于驱动所述第一滚筒沿竖直方向移动，且所述扭矩传感器电连接所述控制主机，所述控制主机电连接所述液压机构的受控端。
31.基于上述公开的内容，通过设置扭矩传感器，一方面能够实时检测绕组绕制时的张紧力，另一方面在绕组绕制结束导致扭矩值减小时，可通过控制主机控制液压机构对箔材卷料施加压力，从而防止箔材卷料原始收卷力释放；由此，辅助系统可有效防止箔材卷料使用过程中原始收卷张力的释放，确保箔材卷料各层间紧密接触，避免箔材卷料转运过程中因收卷力释放而接触摩擦以导致箔材表面产生毛刺的问题。
32.在一个可能的设计中，所述控制主机设置于操作箱内，其中，所述操作箱安装于固定架上，且所述操作箱上设置有操作界面；
33.所述操作界面包括箔材参数输入区、上料机构操作区以及箔材参数显示区，其中，所述箔材参数显示区用于显示箔材卷料的物料编号、规格型号、产品名称、规格型号、绕制前重量和绕制后重量，且所述箔材参数显示区还设置有条形码出口，以用于打印物料管控信息条形码。
34.基于上述公开的内容，设置操作界面，可便于工人对绕组制造时的加工操作，同时，操作界面上显示箔材卷料的物料信息和绕制前后的重量等参数，同时，在箔材卷料使用完后，还可操作控制主机从所述操作界面的条形码出口打印箔材卷料的物料管控信息条形码，以便通过条形码记载卷料的参数(如物料编号、规格型号、产品名称、规格型号、绕制前重量和绕制后重量等)，由此，既提高了使用的便捷性，又减少了物料管理的工作量。
35.第二方面，提供了一种实施例第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述箔材绕制装置的工作方法，包括：
36.获取箔材卷料的材料力学性能参数和箔材卷料中每层箔材的几何尺寸，其中，所述材料力学性能参数包括抗拉强度、规定塑性延伸强度、屈服强度以及最佳应力值；
37.判断所述最佳应力值是否小于抗拉强度、规定塑性延伸强度以及屈服强度中的任意一个；
38.若否，则基于所述几何尺寸和所述最佳应力值，计算得到所述箔材卷料中每层箔材的最佳张紧力；
39.基于所述箔材卷料中每层箔材的最佳张紧力，计算得到箔材绕制装置中张紧机构的最佳扭矩值；
40.根据所述最佳扭矩值，调整箔材绕制装置中转动组件的转动扭矩，以使所述转动组件的转动扭矩为所述最佳扭矩值，以及根据所述最佳扭矩值，利用转动组件驱动箔材绕制装置中张紧组件运动，以使所述张紧组件对箔材卷料施加压力，以紧固所述箔材卷料；
41.获取张紧机构中扭矩检测器传输的张紧组件的实际扭矩值，并根据所述最佳扭矩值，调整张紧机构中转动组件的转动扭矩，以通过调整所述转动组件的转动扭矩使所述张紧组件上的实际扭矩值保持为所述最佳扭矩值，直至所述箔材卷料绕制完成为止。
42.在一个可能的设计中，箔材卷料中每层箔材的厚度、宽度以及半径，所述张紧组件包括若干撑板，且所述撑板为弧形板；
43.其中，基于所述几何尺寸和所述最佳应力值，计算得到所述箔材卷料中每层箔材的最佳张紧力，包括：
44.按照如下公式(1)，计算得到所述最佳张紧力；
45.f＝σa0ꢀꢀꢀꢀ
(1)
46.上述式(1)中，f为最佳张紧力，σ为最佳应力值，a0为箔材卷料中任一层箔材的截面积，其中：
47.当任一层箔材为圆角时，a0＝a
×
b-0.858r2，式中，a为任一层箔材的厚度，b为任一层箔材的宽度，r为圆角半径；
48.当任一层箔材为圆边时，a0＝a
×
b-0.858r2，r为圆边半径；
49.相应的，基于所述箔材卷料中每层箔材的最佳张紧力，计算得到箔材绕制装置中张紧机构的最佳扭矩值，包括：
50.按照如下公式(2)，计算得到箔材绕制装置中张紧机构的最佳扭矩值；
[0051][0052]
上述式(2)中，t为最佳扭矩值，r为所述撑板的外圆半径。
[0053]
有益效果：
[0054]
(1)本发明可根据箔材的不同材质、不同几何尺寸来自动调整张紧力，从而有效保证变压器低压绕组承受一致的张紧力，避免因绕组张紧力过小而出现变压器运行时绕组散热、噪音超标及绝缘破损等严重质量问题。
[0055]
(2)本发明从根本上解决了变压器企业生产过程中，因变压器规格型号、操作员工及材料批次等不可控因素导致的变压器低压绕组张紧力不一致而引起的三相电阻不平衡问题。
[0056]
(3)本发明可有效防止箔材卷料在生产过程中出现原始收卷张力释放的问题，确保箔材卷料各层间保持合适的张紧力，避免箔材卷料因收卷张力释放而接触，在转运过程可能产生摩擦以及在箔材表面产生毛刺等隐性质量而报废的问题。
[0057]
(4)本发明采用智能化、实时闭环在线监测技术和精细化管理理念，通过传感器实时监测扭矩值、压力传感器监测张紧力、称重传感器监控绕制前后重量，为操作员工提供智慧决策依据和物料可视化管理手段，既提高了决策科学性，又减少了工作的操作强度。
附图说明
[0058]
图1为本发明实施例提供的箔材绕制装置的立体结构示意图；
[0059]
图2为本发明实施例提供的箔材绕制装置的俯视图；
[0060]
图3为本发明实施例提供的上料机构的立体结构示意图；
[0061]
图4为本发明实施例提供的上料机构的具体结构示意图；
[0062]
图5为本发明实施例提供的张紧机构的具体结构示意图；
[0063]
图6为本发明实施例提供的箔材绕制装置的工作方法的步骤示意图。
[0064]
附图标记：10-固定架；20-移动台；30-升降组件；40-托盘；50-导轨；60-位移传感器；70-电机；80-转轴；90-第一传动齿轮；100-第二传动齿轮；11-第一固定板；12-第二固定板；110-伸缩件；120-压力传感器；130-撑板；140-第一滚筒；150-第二滚筒；160-操作箱；170-扭矩检测器；13-旋转柱；14-支撑板；180-电磁扭矩器；190固定环；200-转动环。
具体实施方式
[0065]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
[0066]
应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
[0067]
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况；另外，对于
本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
[0068]
实施例：
[0069]
参见图1～5所示，本实施例所提供的箔材绕制装置，可以但不限于包括：控制主机、上料机构、张紧机构以及辅助机构，其中，控制主机作为整个装置的控制中枢，用于起到数据处理以及装置内各部件协同控制的作用，在本实施例中，所述控制主机用于根据箔材卷料的材料力学性能参数和箔材卷料中每层箔材的几何尺寸，计算得到箔材卷料中每层箔材的最佳张紧力，以及根据所述最佳张紧力得到所述张紧机构的最佳扭矩值，由此，控制主机即可根据计算出的最佳扭矩值，来控制张紧机构中转动组件的扭矩，以及通过转动组件来驱动张紧组件运动，从而对箔材卷料施加的压力，以实现箔材卷料中每层箔材在绕制时的张紧力为最佳张紧力，在绕制时承受的扭矩为最佳扭矩值。
[0070]
在本实施例中，前述材料力学性能参数和几何尺寸，由工作人员预先输入至控制主机，其中，举例所述材料力学性能参数可以但不限于包括：抗拉强度、规定塑性延伸强度、屈服强度以及最佳应力值，而几何尺寸则可以但不限于包括：箔材卷料中每层箔材的厚度、宽度以及半径；在实际绕制过程中，控制主机会先判断输入的最佳应力值是否小于抗拉强度、规定塑性延伸强度以及屈服强度中的任意一个，若是，则会提示工作人员重新输入，而若最佳应力值不小于前述三者中的任意一个，那么控制主机则会基于最佳应力值以及前述几何尺寸，来计算出箔材卷料中每层箔材的最佳张紧力，以及再基于最佳张紧力来计算得到每层箔材绕制时的最佳扭矩值，以便后续基于计算出的最佳扭矩值，来调整箔材卷料绕制时的张紧力。
[0071]
在具体应用时，所述上料机构，用于将所述箔材卷料传输至所述张紧机构上，以便工作人员将箔材卷料套装在张紧机构上，从而借助张紧机构来实现箔材卷料的绕制；可选的，举例所述张紧机构可以但不限于包括：张紧组件、转动组件以及检测组件，其中，所述转动组件上固定有所述张紧组件，所述张紧组件上安装有所述检测组件，且所述箔材卷料套装于所述张紧组件上；因此，在实际绕制过程中，所述控制主机，用于向所述转动组件输出基于最佳张紧力得出的最佳扭矩值，以使所述转动组件的转动扭矩为所述最佳扭矩值；而所述转动组件，则用于在箔材卷料绕制时，根据所述控制主机基于最佳张紧力得出的最佳扭矩值，驱动所述张紧组件运动，以使所述张紧组件对箔材卷料施加压力，以紧固所述箔材卷料；由此，本实施例所提供的装置，一方面可基于最佳扭矩值控制转动组件的转动扭矩，另一方面可通过控制转动组件来驱动张紧组件运动，从而使张紧组件对箔材卷料产生压力，进而将转动组件的最佳扭矩值传递给张紧组件，确保箔材卷料在绕制时承受最佳扭矩值，绕制的张紧力为最佳张紧力；当然，本实施例是对箔材卷料中每一层箔材进行绕制，因此，相当于是确保箔材卷料中每层箔材在绕制时承受最佳扭矩值，绕制的张紧力为最佳张紧力。
[0072]
可选的，在本实施例中，举例所述检测组件可以但不限于包括：扭矩检测器170，其中，所述扭矩检测器170用于检测所述张紧组件上的实际扭矩值，并将所述实际扭矩值传输至所述控制主机，以便控制主机根据接收到的实际扭矩值，调整所述转动组件的转动扭矩，以通过调整所述转动组件的转动扭矩使所述张紧组件上的实际扭矩值保持为所述最佳扭矩值；由此，即可形成闭环控制，从而实现张紧组件扭矩的实时调节。
[0073]
另外，本实施例还设置有辅助机构，其用于压紧张紧后的箔材卷料，以在绕制间歇
或绕制完成后，防止张紧后的箔材卷料上的收卷力释放。
[0074]
由此通过前述阐述，本发明可根据箔材的不同材质、不同几何尺寸来自动调整张紧力，从而有效保证变压器低压绕组承受一致的张紧力，避免因绕组张紧力过小而出现变压器运行时绕组散热、噪音超标及绝缘破损等严重质量问题。
[0075]
参见图1～5所示，下述提供箔材绕制装置中各个机构的其中一种具体结构：
[0076]
首先，举例所述上料机构可以但不限于包括：移动台20、升降组件30、托盘40以及两根相互平行设置的导轨50，参见图1、图3和图4所示，两导轨50可以但不限于安装在张紧机构的正下方，如安装在固定架10上或安装在地面上，且安装方向为所述固定架10的宽度方向；可以理解的是，导轨50的长度可根据箔材绕制装置所在空间场地而具体设置。
[0077]
同时，所述移动台20滑动安装在两导轨50上，所述升降组件30安装于所述移动台20的顶面，且所述升降组件30的升降端上固定有所述托盘40；由此，在实际使用时，可将箔材卷料放置于托盘40上，并由移动台20带动其在两导轨50上移动，以及通过升降组件30，将托盘40沿竖直方向举升，从而实现不同规格型号的箔材卷料通过水平方向和竖直方向上的移动而安装在张紧组件上。
[0078]
可选的，参见图3和图4所示，举例在移动台20底部的四个端角处设置有滚轮，而滚轮则滑动嵌入至两导轨上，从而实现移动台20的移动；在本实施例中，滚轮的驱动方式可为步进电机驱动；同时，举例托盘40的顶面可以但不限于设置为两端高，中间低的结构，以便保证箔材卷料放置的稳定性；另外，升降组件可以为液压伸缩杆、电动伸缩杆或液压伸缩台，只要能够实现升降功能即可，在此不限定于前述举例。
[0079]
更进一步的，在本实施例中，举例在所述托盘40与所述箔材卷料的接触面上设置有称重传感器，以及所述托盘40的底部设置有位移传感器60，当然，所述称重传感器和所述位移传感器60分别电连接所述控制主机，以实现称重数据以及位移数据的上传；通过上述设计，可实现托盘40上箔材卷料质量的测量，从而便于进行箔材卷料参数的显示，而位移传感器可确保移动台20移动的精确性，从而保证其可以将箔卷材准确安装在张紧机构的张紧组件上。
[0080]
由此通过前述对上料机构的详细阐述，本发明即可借助移动台20、导轨50以及升降组件30，来实现箔材卷料在竖直方向以及水平方向的移动(为导轨方向)，从而将箔材卷料安装在张紧组件上，以便后续进行绕制工作。
[0081]
接着，本实施例公开转动组件的其中一种具体结构：
[0082]
在本实施例中，转动组件安装于固定架10上，其中，转动组件可以但不限于包括：电机70、转轴80、第一传动齿轮90、第二传动齿轮100以及电磁扭矩器180，且所述控制主机电连接所述电磁扭矩器200和所述电机70；参见图1、图2和图5所示，固定架10包括第一固定板11、第二固定板12、旋转柱13以及支撑板14，其中，所述第二固定板12的端部通过旋转柱13与所述支撑板14的一端铰接，且所述支撑板14的另一端设置有用于安装所述转轴80的卡槽，同时，所述转轴80的一端固定连接所述电磁扭矩器180，所述转轴80的另一端转动连接在所述卡槽内，且所述张紧组件安装于所述转轴80上；由此，当上料机构将箔材卷料平移至张紧机构前时，通过旋转支撑板14，将其分离转轴80，使张紧组件的一端露出，此时，再通过控制主机操作上料机构前后、上下移动，从而将箔材卷料套设于张紧组件上。
[0083]
参见图1、图2和图5所示，所述电机70安装在所述第一固定板11上，其中，所述电机
70的输出轴上固定有所述第一传动齿轮90，所述第一传动齿轮90与所述第二传动齿轮100传动连接，且所述第二传动齿轮100传动连接所述张紧组件，用于在电机70的驱动下，带动所述张紧组件运动，以对箔材卷料施加压力；由此，转动组件的工作过程为：电机70带动第一传动齿轮90转动，从而通过第二传动齿轮100转动，而张紧组件则在第二传动齿轮100的带动下，做伸缩运动，从而对箔材卷料施加压力；同时，控制主机则可向电磁扭矩器180输出最佳扭矩值，从而通过电磁扭矩器180来控制转轴80的扭矩，进而将最佳扭矩值传递给张紧组件，确保箔材卷料在绕制时承受最佳扭矩值，绕组绕制的张紧力为最佳张紧力。
[0084]
更进一步的，下述结合张紧组件，来进一步的阐述前述张紧机构的工作过程：
[0085]
在本实施例中，举例所述张紧组件可以但不限于包括：伸缩件110、固定环210、转动环220以及若干撑板130，参见图1、图2和图5所示，若干撑板130沿转轴80的圆周方向均匀布置，且每个撑板130为弧形板；同时，所述固定环210固定在所述转轴80靠近所述卡槽的一端，所述转动环220滑动安装在所述转轴80靠近所述第一固定板11的一端，且所述第二传动齿轮100螺纹连接在所述转动环220上；另外，每个撑板130对应一所述伸缩件110，其中，所述伸缩件11采用多连杆结构，所述伸缩件11的首端铰接在所述转动环220上，所述伸缩件11的尾端铰接在所述固定环210上，且所述伸缩件11中各连杆的连接端铰接在对应侧的所述撑板130上。
[0086]
可选的，在本实施例中，举例所述扭矩检测器170设置在任一撑板130与箔材卷料的接触面上，其中，该任一撑板130上还设置有压力传感器120，且所述压力传感器120电连接所述控制主机；由此通过前述阐述，整个张紧机构的工作过程为：
[0087]
当移动台20将箔材卷料运输至转轴80的下方时，通过旋转支撑板14，将其分离转轴80，使张紧组件的一端露出，此时，再通过控制主机操作上料机构前后、上下移动，从而将箔材卷料套设于撑板130上，此时，控制主机则控制电机70运行，以通过第一传动齿轮90带动第二传动齿轮100转动，从而驱动转动环200沿转轴80的轴向方向移动，进而带动伸缩件100沿转轴80的轴向方向移动，最终驱动各撑板130沿转轴80的径向方向移动，以对箔材卷料施加压力；同时，在绕制过程中，控制主机一方面可基于最佳扭矩值控制电磁扭矩器180工作，通过转轴80对撑板130施加最佳扭矩，另一方面可通过控制电机70来驱动伸缩件11运动，从而使得撑板130对箔材卷料产生压力，进而将转轴80的最佳扭矩值传递给撑板130，确保箔材卷料在绕制时承受最佳扭矩值，绕制的张紧力为最佳张紧力；同时，撑板上的扭矩传感器170能够实时检测撑板130放料转动时的扭矩，并反馈至控制主机，由此，即可形成闭环控制，从而实现撑板转矩的实时调节；另外，压力传感器120可实时检测撑板130对箔材卷料的压力，并反馈至控制主机，而控制主机则可根据压力传感器120检测的压力数据控制电机70转动，同时，也能根据监测的压力数据确保箔材卷料与撑板130之间不存在打滑问题或者避免压力过大使箔材卷料变形的问题。
[0088]
在本实施例中，举例撑板130可以但不限于设置有3个，且扭矩检测器可以但不限于采用扭矩传感器；举例转动环200与转轴80之间可设置一套筒，其中，套筒固定套装在转轴80上，而转动环200则螺纹连接在套筒上。
[0089]
通过前述对张紧机构的详细阐述，本发明即可根据箔材的几何尺寸来自动调整张紧力，从而有效保证变压器低压绕组承受一致的张紧力，避免因绕组张紧力过小而出现变压器运行时绕组散热和噪音超标及绝缘破损的严重质量问题。
[0090]
最后，下述公开辅助机构的其中一种结构：
[0091]
参见图1所示，第一滚筒140、第二滚筒150、扭矩传感器以及液压机构，其中，所述第一滚筒140和所述第二滚筒150沿竖直方向依次固定在固定架10上，且第一滚筒140和所述第二滚筒150相互平行；同时，所述扭矩传感器安装于所述第一滚筒140上，所述液压机构的输出端固定连接所述第一滚筒140，用于驱动所述第一滚筒140沿竖直方向移动，且所述扭矩传感器电连接所述控制主机，所述控制主机电连接所述液压机构的受控端；通过上述设计，一方面能够实时检测绕组绕制时的张紧力，另一方面在绕组绕制结束导致扭矩值减小时，可通过控制主机控制液压机构对箔材卷料施加压力，从而防止箔材卷料原始收卷力释放；由此，辅助系统可有效防止箔材使用过程中原始收卷张力释放，确保箔材各层间紧密接触，避免箔材转运过程中因收卷力释放而接触摩擦以导致箔材表面产生毛刺的问题。
[0092]
更进一步的，在具体应用时，举例固定架10上还设置有操作箱160，其中，所述控制主机设置于操作箱160内，且所述操作箱160上设置有操作界面；可选的，举例所述操作界面可以但不限于包括箔材参数输入区、上料机构操作区以及箔材参数显示区，其中，箔材参数输入区则用于输入材料名称、箔材卷料的材料力学性能参数以及几何尺寸，当然，该输入区也提供筛选、删除以及修改等功能；同理，所述箔材参数显示区用于显示箔材卷料的物料编号、规格型号、产品名称、规格型号、绕制前重量和绕制后重量，且所述箔材参数显示区还设置有条形码出口，以用于打印物料管控信息条形码；另外，上料机构操作区设置有前、后、上、下移动按钮，其中，通过前、后移动按钮控制移动平台20前后移动，通过上、下移动按钮控制升降组件30上下移动；通过上述设计，即可便于工作人员进行绕制材料参数的输入、绕制后箔材卷料各个参数的显示，以及绕制时，各个部件的操作，由此，既可提高使用的便捷性，还可减少管理的工作量。
[0093]
在本实施例中，控制主机还具有数据存储功能，可存储每次绕制加工时对应的数据，从而便于后续使用相同材料绕制时，通过操作界面来选择历史数据。
[0094]
由此通过前述对箔材绕制装置的详细阐述，本发明以控制主机的计算模型和传感技术，通过箔材的几何参数和材料力学性能参数来设置最佳张紧力，并通过智能化机构有效控制绕制张紧力，从而实现绕制过程中，箔材卷料中每层箔材张紧力的精确控制。
[0095]
在一个可能的设计中，参见图6所示，本实施例第二方面在实施例第一方面的基础上，提供实施例第一方面中所述的箔材绕制装置的工作方法，其可以但不限于包括如下步骤s1～s6所示。
[0096]
s1.获取箔材卷料的材料力学性能参数和箔材卷料中每层箔材的几何尺寸，其中，所述材料力学性能参数包括抗拉强度、规定塑性延伸强度、屈服强度以及最佳应力值。
[0097]
s2.判断所述最佳应力值是否小于抗拉强度、规定塑性延伸强度以及屈服强度中的任意一个。
[0098]
s3.若否，则基于所述几何尺寸和所述最佳应力值，计算得到所述箔材卷料中每层箔材的最佳张紧力；具体应用时，所述几何尺寸可以但不限于包括箔材卷料中每层箔材的厚度、宽度以及箔材卷料的半径，其中，可采用如下公式(1)计算得到所述最佳张紧力：
[0099]
f＝σa0ꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0100]
上述式(1)中，f为最佳张紧力，σ为最佳应力值，a0为任一层箔材的截面积，其中：
[0101]
当任一层箔材为圆角时，a0＝a
×
b-0.858r2，式中，a为任一层箔材的厚度，b为任一
层箔材的宽度，r为圆角半径；
[0102]
当任一层箔材为圆边时，a0＝a
×
b-0.858r2，r为圆边半径。
[0103]
在本实施例中，由于箔材卷料中每层箔材的几何尺寸相同，因此，每层箔材的张紧力和最佳扭矩值也是相同的，由此，使用任一层的箔材的几何尺寸，即可计算得到每层箔材的最佳张紧力后，而后，即可基于计算出的最佳张紧力来计算得到最佳扭矩值，如下述步骤s4所示。
[0104]
s4.基于所述箔材卷料中每层箔材的最佳张紧力，计算得到箔材绕制装置中张紧机构的最佳扭矩值；具体应用时，按照如下公式(2)，计算得到箔材绕制装置中张紧机构的最佳扭矩值：
[0105][0106]
上述式(2)中，t为最佳扭矩值，r为所述撑板的外圆半径，外圆半径则是撑板弧形所在圆的半径。
[0107]
s5.根据所述最佳扭矩值，调整箔材绕制装置中转动组件的转动扭矩，以使所述转动组件的转动扭矩为所述最佳扭矩值，以及根据所述最佳扭矩值，利用转动组件驱动箔材绕制装置中张紧组件运动，以使所述张紧组件对箔材卷料施加压力，以紧固所述箔材卷料。
[0108]
s6.获取张紧机构中扭矩检测器传输的张紧组件的实际扭矩值，并根据所述最佳扭矩值，调整张紧机构中转动组件的转动扭矩，以通过调整所述转动组件的转动扭矩使所述张紧组件上的实际扭矩值保持为所述最佳扭矩值，直至所述箔材卷料绕制完成为止。
[0109]
在本实施例中，其所达到的技术效果，可以参见实施例第一方面，于此不再赘述。
[0110]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。