機(jī)床用隔離變壓器自動(dòng)繞線裝置設(shè)計(jì)與研究

 本文設(shè)計(jì)了一種CNC自動(dòng)繞線裝置，專門用于機(jī)床隔離變壓器線圈自動(dòng)繞線。本裝置的創(chuàng)新點(diǎn)在于：應(yīng)用普通的車床CNC系統(tǒng)作為自動(dòng)繞線機(jī)的控制編程單元，糅合了伺服馬達(dá)和滾珠絲杠作排線機(jī)構(gòu)和繞線機(jī)構(gòu)。本機(jī)具有廣泛的市場(chǎng)需求和工業(yè)應(yīng)用前景。
    隔離變壓器繞線機(jī)主要應(yīng)用于變壓器線包初級(jí)和次級(jí)線圈的繞制工藝環(huán)節(jié)。目前行業(yè)上一般使用的繞線機(jī)90%以上都是普通繞線機(jī)，需要由人工來完成漆包線線頭壓緊和整齊排列漆包線這兩個(gè)動(dòng)作。本文提出一種能自動(dòng)壓緊線頭，自動(dòng)排線和通過調(diào)用程序直接實(shí)現(xiàn)換產(chǎn)品生產(chǎn)的CNC自動(dòng)繞線裝置。這種裝置利用普通的車床數(shù)控系統(tǒng)作編程和控制單元，用CNC編程語言來實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，不必記住各種繁瑣的參數(shù)設(shè)定，設(shè)備通用多款隔離變壓的生產(chǎn)，能有效提高繞線工序的效率減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和對(duì)熟練工的依賴程度。
    CNC自動(dòng)繞線機(jī)的原理
CNC自動(dòng)繞線裝置利用GSK96普通車床CNC系統(tǒng)作為編程和動(dòng)作控制單元，通過調(diào)用預(yù)先編好的程序?qū)崿F(xiàn)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)。由于繞線的線徑，速度，排線距離等參數(shù)已經(jīng)通過CNC程序編好，所以在自動(dòng)繞線過程中，工人可以解放出來，干別的工序。自動(dòng)繞線機(jī)的工作流程
    CNC自動(dòng)繞線機(jī)的結(jié)構(gòu)
    自動(dòng)繞線機(jī)主要由自動(dòng)繞線單元，自動(dòng)排線單元，自動(dòng)壓線單元，CNC裝置電箱單元和機(jī)架單元這五個(gè)單元組成。
    2.1自動(dòng)排線單元
    排線單元主要由：廣數(shù)80SJT伺服電機(jī)，滾珠絲桿，軸承，聯(lián)軸器，直線導(dǎo)軌，導(dǎo)線輪組合，導(dǎo)線輪支撐架，松下PML53傳感器等零部件組成。排線單元的工作原理是：利用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過滾珠絲桿變成直線運(yùn)動(dòng)，完成隔離變壓器的準(zhǔn)確排線動(dòng)作。本自動(dòng)繞線機(jī)的MAX最大排線距離為190mm，排線精度達(dá)±0.02mm，通過導(dǎo)線輪組的調(diào)整，可令漆包線達(dá)到要求的張緊力，以滿足排線繞線之用。可廣泛用于0.8kV，1.2kv，3kv，4kv，10kv等多款隔離變壓器的生產(chǎn)，設(shè)備通用性強(qiáng)，排線質(zhì)量?jī)?yōu)良。
    2.2自動(dòng)壓緊單元
    壓緊單元主要由：氣缸，可調(diào)支撐架，傳感器和自動(dòng)壓緊機(jī)構(gòu)等零部件組成。壓緊機(jī)構(gòu)的工作原理是：接收來自CNC系統(tǒng)的指令，氣缸啟動(dòng)，自動(dòng)壓緊漆包線線頭和固定工裝，之后壓緊機(jī)構(gòu)上的傳感器將壓緊信息反饋給CNC系統(tǒng)，在CNC系統(tǒng)確認(rèn)了到位后，設(shè)備壓緊動(dòng)作完成并通過CNC系統(tǒng)顯示出準(zhǔn)備自動(dòng)繞線排線的信號(hào)。
    2.3自動(dòng)繞線單元
    繞線單元主要由廣數(shù)130SJT伺服電機(jī)，同步帶，同步帶輪，主軸，可方便更換工裝等零部件組成。繞線單元的工作原理是：通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)主軸和工裝的旋轉(zhuǎn)，因?yàn)槠岚€線頭通過壓緊單元已經(jīng)壓緊在工裝上，在纏繞力和摩擦力的作用下，漆包線就會(huì)按設(shè)計(jì)好的速度繞著工裝進(jìn)行自動(dòng)繞線的動(dòng)作。繞線單元通過接收來自CNC系統(tǒng)的指令，按預(yù)先編好的CNC程序完成繞線動(dòng)作。
    2.4機(jī)架單元
    架單元主要由：操作面板，主體機(jī)架，漆包線放置架，電箱放置架，CNC系統(tǒng)放置架，安全防護(hù)罩，氣壓回路等零部件組成。它主要為繞線設(shè)備提供一個(gè)基座，方便各執(zhí)行單元和控制單元的合理布置和固定。
    2.5 CNC裝置電箱單元
    CNC裝置電箱單元主要由：GSK96普通車床數(shù)控系統(tǒng)，廣數(shù)SJT系列電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和各按鈕開關(guān)等電器部件組成。我們利用CNC系統(tǒng)作為設(shè)備的控制，編程系統(tǒng)，柔性地控制了設(shè)備的動(dòng)作和編程。優(yōu)點(diǎn)是：操作工人只需簡(jiǎn)單的編程知識(shí)，輸入常用的CNC代碼就能控制整臺(tái)設(shè)備，也能通過CNC顯示屏達(dá)到人機(jī)交換互動(dòng)的效果。該裝置控制原理是：通過調(diào)用CNC程序，由CNC裝置發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器再控制電機(jī)作相應(yīng)的動(dòng)作。
    本文針對(duì)機(jī)床用隔離變壓的繞線效率低，自動(dòng)化程度不高，工人勞動(dòng)量大，產(chǎn)品更換時(shí)人工輸入調(diào)機(jī)調(diào)參數(shù)麻煩等問題。設(shè)計(jì)出一款結(jié)合了CNC系統(tǒng)，伺服電機(jī)和滾珠絲桿的高精度，操作簡(jiǎn)便的自動(dòng)繞線機(jī)。本機(jī)通用性比較好，可通用于0.8kv-10kv的隔離變壓器生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)一，提高生產(chǎn)效率和勞動(dòng)強(qiáng)度明顯。通過設(shè)備的小批量投產(chǎn)試驗(yàn)和在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用檢驗(yàn)，得出的結(jié)果是：效率明顯提升，質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)熟手工人的依賴程度降低，復(fù)雜動(dòng)作和勞動(dòng)量大的動(dòng)作都交給了設(shè)備來完成。這對(duì)企業(yè)應(yīng)對(duì)產(chǎn)品多樣化，勞動(dòng)力流動(dòng)率大，產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)一等方面有比較好的幫助作用。