一种将垫块自动穿到撑条上的装置的制作方法

1.本实用新型属于变压器生产制造技术领域，具体涉及一种将垫块自动穿到撑条上的装置，主要是用于交流变压器和换流变压器中将线圈油隙垫块自动穿到撑条上。


背景技术：

2.在变压器线圈中，饼式线圈在每一层线饼之间都有不同厚度的油隙，配合线圈内侧撑条组成线圈的轴向和辐向油隙，从而进行线圈的散热，是变压器中非常重要的结构。撑条截面一般为t型或梯形结构，线圈垫块会有与之配合的形状，使线圈垫块穿在撑条凸出的两棱边，从而使线圈垫块挂在撑条上，在线圈绕制、烘烤压服、装配时保证垫块在径向不发生位移，使线圈绕制时满足紧实的要求。
3.线圈绕制时，首先将撑条事先粘接在硬纸筒的外周表面，再将垫块穿到撑条上，此时每绕一饼将相对应厚度的垫块拨下，从而完成整个线圈的绕制。因为线圈垫块需要在撑条与纸筒粘结完成后进行，需要占用绕线机较长时间，目前是手工将垫块穿到撑条上，工作强度大、工作效率低。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种将垫块自动穿到撑条上的装置，减少人工数垫块数量出差错等问题，实现穿垫块的自动化操作，提高工作效率。本实用新型所采用的技术方案如下：
5.一种将垫块自动穿到撑条上的装置，包括长方形平板状结构的作业平台，在作业平台的一端设置有上料机构，上料机构包括：垫块料仓和推料机构，垫块料仓上侧面敞开，一侧面开设出料口，推料机构用于将固定数量的垫块推出垫块料仓；在作业平台上靠近垫块料仓的出料口处设置送料机构，送料机构用于将垫块输送至穿垫块装置起点处，穿垫块装置包括三轴机械手和穿垫块机构；在作业平台长度方向的一侧设置与硬纸筒上的撑条平行的滑道，滑道的长度与撑条相配合，滑道的一端位于穿垫块装置起点处，在滑道上通过行走机构设置三轴机械手，三轴机械手上安装穿垫块机构；plc控制装置分别与推料机构、送料机构、行走机构、三轴机械手和穿垫块机构连接。
6.本实用新型的有益效果：
7.本实用新型能确切提高制造工艺智能化水平与提升产品质量，自动将垫块按照输入的参数穿到撑条上。
附图说明
8.为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些具体实施方式，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属于本技术保护范围之内的附图。
9.图1是本实用新型实施例的垫块穿到撑条上的截面示意图；
10.图2是本实用新型实施例的上料机构的主视图；
11.图3是本实用新型实施例的上料机构的俯视图；
12.图4是本实用新型实施例的上料机构的左视图；
13.图5是本实用新型实施例的送料机构的主视图；
14.图6是本实用新型实施例的送料机构的俯视图；
15.图7是本实用新型实施例的送料机构的左视图；
16.图8是本实用新型实施例的三排结构垫块料仓的俯视图；
17.图9是本实用新型实施例的三排结构垫块料仓的推动机构的立体图；
18.图中，1为硬纸筒，2为撑条，3为垫块，4为作业平台，5为垫块料仓，6为伺服电机，7为垫块推板，8为出口封堵板，9为第一电动伸缩气缸，10为伺服电机底座，11为长条滑槽，12为送料仓本体，13为水平滑轨，14为第一夹紧侧板，15为第二夹紧侧板，16为第二电动伸缩气缸，17为弹簧，18为顶紧杆，19为第三电动伸缩气缸，20为第三电动伸缩气缸底座，21为第一活动隔板，22为第二活动隔板，23为推动机构，24为固定横杆，25为第四电动伸缩气缸，26为推动板。
具体实施方式
19.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.如图1所示，是本实用新型实施例的垫块穿到撑条上的截面示意图。撑条2牢固粘接在硬纸筒1上，撑条2的截面为t型结构，垫块3设有与t型结构相配合的燕尾结构，燕尾结构与t型结构相配合，将垫块3挂在撑条2上。
21.将垫块3自动穿到撑条2上的作业过程在作业平台4上完成，作业平台4为长方形平板状结构，在作业平台4的一端设置有上料机构。如图2所示，是本实用新型实施例的上料机构的主视图；如图3所示，是本实用新型实施例的上料机构的俯视图；如图4所示，是本实用新型实施例的上料机构的左视图。上料机构包括：垫块料仓5、伺服电机6、垫块推板7、出口封堵板8、第一电动伸缩气缸9和伺服电机底座10。垫块料仓5为长条状立方盒体，上侧面敞开，垫块料仓5中人工放置垫块3，垫块3的燕尾结构在下。垫块料仓5的长度方向的一侧面自上而下开设三条长条滑槽11，最下面的长条滑槽11距仓底为10mm，长条滑槽11中滑动安装垫块推板7，垫块推板7的截面为e字型，包括一体成型的竖直推板本体和与竖直推板本体垂直相交的三个滑动水平板，竖直推板本体位于垫块料仓5的外侧面，三个滑动水平板插入长条滑槽11中，垫块推板7的竖直推板本体的竖直侧边上安装伺服电机6，伺服电机6通过伺服电机底座10固定在作业平台4的端部；垫块料仓5远离伺服电机6的侧面开设出料口，伺服电机6推动垫块推板7向出料口方向移动，将垫块3从出料口推出垫块料仓5。在出料口的外侧活动设置出口封堵板8，出口封堵板8为旋转后的l型结构，包括一体成型的封口板和移动板，封口板远离移动板的一端打尖锐坡口，出口封堵板8利用尖锐坡口可以轻松插入两个垫块3之间的缝隙中(由于垫块3的棱边都要倒圆角，所以会有一定的缝隙)，移动板远离封口板的侧面安装第一电动伸缩气缸9，第一电动伸缩气缸9通过第一电动伸缩气缸底座安装在作业平台4上，当需要出料时第一电动伸缩气缸9收缩带动出口封堵板8让开出料口，当垫块
3出料达到规定的数量时第一电动伸缩气缸9伸出带动出口封堵板8封堵住出料口，保证垫块料仓5中的垫块3不会歪倒。伺服电机6可以保证精准控制垫块3一次出料的数量。
22.在作业平台4上靠近垫块料仓5的出料口处设置送料机构，送料机构用于将垫块3输送至穿垫块装置起点处。如图5所示，是本实用新型实施例的送料机构的主视图；如图6所示，是本实用新型实施例的送料机构的俯视图；如图7所示，是本实用新型实施例的送料机构的左视图。送料机构包括：送料仓本体12，送料仓本体12为长方形盒体，送料仓本体12的上侧面及前后侧面敞开，送料仓本体12的下侧面通过滑动机构安装在两条平行设置的水平滑轨13上。在送料仓本体12的后侧面的内侧设置第二电动伸缩气缸16，第二电动伸缩气缸16连接第一夹紧侧板14，在送料仓本体12的前侧面的内侧设置弹簧17，弹簧17连接第二夹紧侧板15，正常情况下第一夹紧侧板14和第二夹紧侧板15之间的距离略大于垫块3的宽度，在两条水平滑轨13的远离垫块料仓5一端的中间位置设置第三电动伸缩气缸19，第三电动伸缩气缸19通过第三电动伸缩气缸底座20安装在作业平台4上，第三电动伸缩气缸19连接顶紧杆18，第三电动伸缩气缸19伸出后顶紧杆18的端部最长可以到达垫块料仓5的出料口处。第一夹紧侧板14为l型结构，包括一体成型的竖板和横板，第一夹紧侧板14的竖板连接第二电动伸缩气缸16，第一夹紧侧板14的横板贴近送料仓本体12的下侧面，第一夹紧侧板14的横板上表面与垫块料仓5的底部上表面平齐，保证垫块3顺利被推进送料仓本体12中，垫块3的下端贴近第一夹紧侧板14的横板的上侧面。垫块3出料时，垫块3的左右两侧贴近第一夹紧侧板14和第二夹紧侧板15的内侧，垫块3的前侧面贴近顶紧杆18的端部，垫块3三面都有支撑，保证在出料过程中不会歪倒；随着垫块3不断被推出垫块料仓5，第三电动伸缩气缸19带动顶紧杆18相应地逐渐收缩；当垫块3达到出料数量时，出口封堵板8插入两块垫块3的缝隙之间封堵住垫块料仓5的出料口；第二电动伸缩气缸16伸出带动第一夹紧侧板14前移，借助弹簧17的反向作用力，第一夹紧侧板14和第二夹紧侧板15牢牢夹紧已经出料的若干块垫块3；此时，第三电动伸缩气缸19完全收缩带动顶紧杆18复位，送料机构在水平滑轨13上移动，将垫块3输送至穿垫块装置起点处。
23.在作业平台4长度方向的一侧设置与硬纸筒1上的撑条2平行的滑道，滑道的长度与撑条2相配合，滑道的一端位于穿垫块装置起点处，在滑道上通过行走机构设置可以三维方向移动的三轴机械手，三轴机械手主要通过滑道沿撑条2平行移动完成穿垫块3的作业，同时，三轴机械手可以在三维方向上进行微调，以便使得垫块3的燕尾结构对准撑条2的t型结构，三轴机械手在滑道上移动，使垫块3缓缓穿入撑条2上的特定位置，完成一次垫块3的穿入，重复上述动作直至此撑条2上所有的垫块3全部自动穿入完成。三轴机械手上安装穿垫块机构，穿垫块机构包括：垫块手抓、距离传感器和视觉相机，距离传感器和视觉相机用于定位撑条2的位置和识别撑条2的形状，视觉相机还用于记录撑条2上的垫块3的数量，检验垫块3的数量是否正确，三轴机械手、垫块手抓、距离传感器和视觉相机均为现有产品，垫块手抓、距离传感器和视觉相机的安装位置可以灵活设定，以互不干涉、能够识别撑条2的位置和图像为标准，在此不再赘述，比如垫块手抓可以通过两个相对设置的气动夹爪实现。垫块手抓夹紧垫块3之后向上提起，第一夹紧侧板14和第二夹紧侧板15在第二电动伸缩气缸16和弹簧17的作用下复位，送料仓本体12移动至垫块料仓5的出料口位置，顶紧杆18在第三电动伸缩气缸19作用下伸出，出口封堵板8在第一电动伸缩气缸9作用下缩回让出垫块料仓5的出料口位置，准备下一轮垫块3的出料。
24.plc控制装置分别与电动伸缩气缸、滑动机构、行走机构、三轴机械手、垫块手抓、距离传感器和视觉相机连接，控制以上部件动作，将垫块3自动穿到撑条2上。plc控制装置控制以上部件实现行走、动作及数据采集，所应用的控制方法均为现有技术，在此不再赘述。
25.作为优选的实施例，垫块料仓5设计为多排结构，以便一次性摆放更多垫块3，提高生产效率。如图8所示，是本实用新型实施例的三排结构垫块料仓的俯视图；如图9所示，是本实用新型实施例的三排结构垫块料仓的推动机构的立体图。垫块料仓5的长度方向设置第一活动隔板21和第二活动隔板22，第一活动隔板21和第二活动隔板22将垫块料仓5分隔为三排空间用于放置垫块3，第一活动隔板21和第二活动隔板22的下端部与垫块料仓5的下侧面滑动连接，垫块料仓5远离垫块推板7的侧面设置推动机构23，当最外面的一排垫块3用完之后，推动机构23推动第一活动隔板21和第二活动隔板22以及其中的垫块3移动到出料一排的位置。推动机构23包括：固定横杆24、第五电动伸缩气缸25和推动板26，固定横杆24固定安装在作业平台4上，第五电动伸缩气缸25位于固定横杆24和推动板26之间，第五电动伸缩气缸25贯通垫块料仓5的侧壁，当需要移动一排垫块3时，第五电动伸缩气缸25伸长，推动第一活动隔板21和第二活动隔板22以及其中的垫块3移动到出料的位置，移动到位之后取走第一活动隔板21和第二活动隔板22。
26.本实用新型的一种将垫块自动穿到撑条上的装置，其具体工程流程如下：
27.(1)在plc控制装置中输入参数：等分数，撑条2的长度，垫块3的单片厚度，单根撑条2的垫块厚度，垫块3的长度。
28.(2)人工将垫块3放在垫块料仓5内，垫块3的鸽尾或燕尾结构侧朝下，垫块3的排与排之间加入第一活动隔板21和第二活动隔板22。
29.(3)伺服电机6推动e型的垫块推板7前进一定长度(也就是一定数量的垫块3出料)，垫块3通过出料口进入到第一夹紧侧板14、第二夹紧侧板15和顶紧杆18之间。出口封堵板8插入两块垫块3之间，堵上出料口，此时垫块推板7停止前进。
30.(4)第二电动伸缩气缸16推动第一夹紧侧板14前进，第一夹紧侧板14和第二夹紧侧板15夹紧垫块3，顶紧杆18收缩复位，送料仓本体12沿水平滑轨13移动，将垫块3输送到穿垫块装置起点处。
31.(5)穿垫块机械手通过垫块手抓夹紧垫块3提起，将垫块3从送料仓本体12中取出，通过距离传感器和视觉相机精准定位撑条2的端部位置，垫块3的燕尾结构对准撑条2的t型结构，穿垫块机械手在滑道上移动，使垫块3缓缓穿入撑条2上的特定位置，完成一次垫块3的穿入，重复上述动作直至此撑条2上所有的垫块3全部自动穿完。视觉相机记录撑条2上的垫块3的数量并检验数量是否正确
32.(6)硬纸筒1旋转，使下一根撑条2到达穿垫块3的位置，重复步骤(1)至(5)完成整个硬纸筒1的撑条2自动穿垫块3的工作。
33.(7)视觉相机对首根撑条2和最后一根撑条2上的垫块3进行检验。
34.当垫块料仓5中的一排垫块3用完后，推动机构23将下一排垫块3推过来，人工将活动隔板抽出，直至所有垫块3穿制完成，再次在垫块料仓5中摆放垫块3。
35.本实用新型的一种将垫块自动穿到撑条上的装置，可以将以下参数的垫块3自动穿到撑条2上，主要技术参数如下：
36.撑条尺寸：宽度：40mm，长：≤3300mm。
37.垫块尺寸：宽度：40mm，长度20mm-400mm，厚度1.5mm-5mm。
38.垫块与撑条装配间隙不少于1mm。
39.垫块穿入撑条的相对位移根据工艺要求灵活设置；
40.材质：变压器用绝缘纸板。
41.最后需要说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。