CN101976606A - 变压器心组装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于生产变压器心组件的系统和方法。本发明的系统和方法由从分段形成机器输出的心分段制造变压器心组件。该系统包括支架组件和用于从分段形成机器向支架组件移动分段的传送机构。工作台与支架组件相邻定位。支架组件可旋转并且保持成对支架，其中一个支架接收分段而另一支架可以同时降低以进行完工步骤。该系统还通过包括第二分段形成机器、传送机构和支架组件来增加效率。

Description

变压器心组装装置
技术领域
本发明涉及变压器制造技术，更具体地涉及用于生产变压器心组件的系统和方法。
背景技术
一般通过构建具有多个层叠心分段的缠绕心式变压器心来制造该变压器心。该工艺主要包括如下机器，该机器由相对薄的金属条连续地生产心分段。该过程要求操作员站立于机器前面，等待(通常1-5秒)从机器送出钢片，然后在台板上将它放置成同心环。当充分数目的心分段层叠时，停止分段形成机器并且对心组件进行多个完工步骤。一旦完成完工步骤，就转送心组件以进行进一步处理(例如退火)，并且再次开始心组装过程。这一组装方法效率低、单调并且耗时。
因此在本领域中需要一种具有更高效率和速度而无需附加操作员的变压器心组装过程。
发明内容
根据本发明的一个方面，公开一种在包括工作台和可旋转支架组件的生产设施中生产变压器心组件的方法，该可旋转支架组件具有起初与工作台相邻定位的第一支架和起初定位于可旋转支架组件的与第一支架相反的一侧上的第二支架，这些支架具有附着到支架的心块。该方法包括产生多个心分段并且向附着到第二支架的心块传送所述多个心分段中的各心分段，多个心分段形成心分段组件。在将预定数目的心分段堆叠于心块上之后，旋转可旋转支架组件使得第二支架与工作台相邻定位。然后向工作台移动第二支架。一旦移动到工作台，就对心分段组件进行完工步骤。在进行完工步骤之时，向附着到第一支架的心块传送心分段。
根据本发明的另一方面，公开一种用于由从分段形成机器输出的心分段制造变压器心组件的系统。该系统包括支架组件，该支架组件包括平台以及第一支架和第二支架。支架定位于平台的相反侧上，并且各支架承载心块。传送机构具有在分段形成机器与支架组件之间延伸的横轨。本体部分沿着横轨可移动并且在从分段形成机器输出心分段之后耦合到心分段。工作台与支架组件相邻定位。平台在第一平台位置与第二平台位置之间可旋转，其中在第一平台位置，第一支架与工作台相邻定位，而第二支架位于工作台以外，而在第二平台位置，第二支架与工作台相邻定位，而第一支架位于工作台以外。本体部分可定位于位于工作台以外的支架上方。
附图说明
图1是根据本发明的变压器心组装装置的俯视简化示意图。
图2是心分段形成机器的侧视图。
图3是根据本发明的传送机构的侧视图。
图4是传送机构在心分段退出心分段形成机器时抓住它的侧视图。
图5是传送机构将心分段定位于由支架组件承载的心块上方的侧视图。
图6是心块、支架和多层心分段的放大图。
图7是支架处于竖立锁定定向而中心工作台处于升高位置的支架组件的后视图。
图8是支架处于竖立锁定定向而中心工作台处于降低位置的支架组件的后视图。
图9是一个支架处于降低完工定向的支架组件的后视图。
具体实施方式
参照图1，根据本发明的变压器心组装装置一般地由标号10表示。变压器心组装装置10包括定位于工作台14的相反侧上的两个心堆叠子组件12。如下文将更具体讨论的那样，变压器心组件在变压器心组装装置10中被连续地组装并且一旦完成就放置于输送带16上用于进行进一步处理。附加处理可以例如包括退火以及并入到变压器组件中。
各心堆叠子组件12包括分段形成机器18、传送机构20和支架组件22。分段形成机器18(见图2)由计算机控制并且接收形式为连续金属条的材料，并且由该材料形成个体的心分段24。如本领域中所知，分段形成机器将输入材料弯曲和切割成大体上为矩形的心分段24。输入材料通常为钢片叠层。在一个实施例中，输入材料为硅树脂和钢片叠层。输入材料的范围可以从0.2-0.35mm厚和30-300mm宽。
心分段24最终被层叠和制带成变压器心。在构建变压器心时，由计算机控制的分段形成机器将形成随着各新层略微更大的矩形形状。变压器心可以有许多尺寸。例如，变压器心可以是8英寸厚和超过650磅。一个示例分段形成机器是由AEM Cores PTY.LTD制造的Unicore机器。
现在参照图3，提供传送机构20，以从分段形成机器18向关联支架组件22传送各心分段24。传送机构20可以包括具有相对较短支腿28和相对较长支腿30的L形本体部分26。两个支腿28和30可以调节以适应不同心尺寸。在各支腿28和30上提供抽吸设备32以有选择地附着到心分段20。因而，各抽吸设备32可以由软管34馈给，该软管有选择地汲入(在承载心分段时)空气或者向外吹出空气(在希望放下心分段时)。应当理解可以使用其它有选择地捕获心分段的方法，例如磁吸引、机械紧握等。
在接近短和长支腿28和30的相交处，L形本体26可转动地固定到承载体36。承载体36可以围绕枢转点38有选择地旋转L形本体26，以便更容易有助于捕获和释放心分段24。可以使用滚珠丝杠来实现L形本体26的旋转。在延伸于分段形成机器18与支架组件22之间的横轨40上承载该承载体36。任何手段均可用来在横轨40上移动承载体36，例如承载体36可以由带驱动或者电机驱动，或者可以由线性致动器或者气动活塞驱动。
参照图5和图7，各支架组件22包括在底座50上承载的成对相反支架48a和48b。支架48可以在相反端包括轮子52。在竖直支撑件54中以允许在支架48顶端的轮子52在其中上下移动的方式承载轮子52。在底座50的顶表面上支撑在支架48的底端的轮子52。线性致动器56居中定位于底座50中，并且有选择地对接支架48的顶端。
支架48在大体上竖立锁定位置(图5和图7中所示)与大体上水平位置(图9中所示)之间可移动。支架48是使用线性致动器54来升高和降低并且可以使用锁定接片58来保持于竖立锁定位置。底座50可以旋转，从而使得支架48a或者48b可以有选择地定位成接近工作台14。工作台14包括顶表面60，该顶表面可以包括多个向上延伸的轴承。在一个或者多个实施例中，轴承可以定位于工作台14上，使得当支架48水平地跨过工作台14定位时，轴承向上延伸经过支架48的竖直联接之间的空间。因此，当水平地布置支架48时，轴承可以承受组装的心分段的重量。
将工作台14定位成使得顶表面60与底座50的顶表面大体上共面。然而如下文将更具体讨论的那样，可以有选择地降低和升高工作台14。因此，工作台14可以包括在顶部与工作台表面60邻近定位而在底部固定于通道64中的成对支腿62。支腿62可以沿着通道64移动以使表面60上下移动。
现在参照图4，现在将讨论变压器心组装机器10的操作。在第一步骤中，心分段形成机器18启动并且开始生产个体的心分段24。在第二步骤中，随着从心分段形成机器18输出心分段24，它们起初由传送机构20捕获。在第三步骤中，当分段24完成并且退出分段形成机器18时，承载体36沿着横轨40移动到大体上在定位于支架组件22上的心块44上方的位置(见图5和图7)。心块44不是变压器心的最终元件而是被提供用来在组装期间支撑心分段24。心块44也可以在以后过程如退火等期间保持附着到心分段组件。
在第四步骤中，心分段24由传送机构20释放并且落到心块44上。如图7中可见，传送机构20使心分段24落在面向外部(相对于居中定位的工作台)的支架48a上。在第五步骤中，承载体36返回到分段形成机器18并且取回下一心分段。重复这一过程直至预定数目(或者重量)的心分段层叠到心块44上(见图6)。支架48a可以配备有刻度以确定心重量并且因此能够重新计算为了制造心而需要的片数目。在此之后，一旦堆叠适当数目则层叠心分段称为心分段组件。
现在参照图8，当适当数目的心分段24定位于心块44上时，在第六步骤中，分段形成机器18暂停产生心分段。在第七步骤中，工作台14降低以免在旋转期间接触底座50。在第八步骤中，底座50旋转180度使得承载心分段组件的支架48定位于工作台14邻近处(即朝着居中定位的工作台面向内部)。一旦底座50的旋转完成，分段形成机器18就再次开始生产心分段24，这些心分段将向在与工作台14背向的支架48a上的现在为空的心块44传送。
在第九步骤中，一旦底座50的旋转完成，工作台14就可以升高回到与底座50大体上平行的位置。在第十步骤中，与工作台14邻近的支架48b可以通过释放锁定接片58并降低线性致动器56来降低到工作台14上。如上文讨论的那样，支架14可以包括从支架表面向上延伸经过支架48b以对接心分段组件的轴承或者其它低摩擦特征。当在水平位置时，在第十一步骤中，一个或者多个完工步骤由操作人员进行。主要完工操作可以包括：(1)从堆叠的心分段24内部移开心块44、(2)在心分段24中布置间隙、(3)将心块44放回到心分段24内部并且绑扎(在心分段24的外部周围紧固钢带)以及(4)对心进行贴标。在最终步骤中，经绑扎的心组件可以移动到输送带16上。一旦经绑扎的心移动到输送带16上，新的心块44即可以放置于横轨48b上，并且它可以由线性致动器56移回到竖立锁定位置。
应当容易清楚，两个心堆叠组件12可以有利地同时操作。因此，本发明使得能够在面向外部的横轨48a上同时构建两个心分段组件。同时，可以对位于面向内部的横轨48b上的成品心分段组件之一进行完工步骤。因此，本发明通过以下操作来实现增加加工效率：(1)使心分段的堆叠自动化；(2)使操作人员能够在构建另一心分段组件之时进行完工步骤；以及(3)通过提供第二心堆叠子组件来增加生产率。因此以上述方式极大地增加由单个操作人员生产的心分段组件的数目。
将理解对前述一个或者多个示例实施例的描述仅为了举例说明而不是穷举本发明。本领域普通技术人员将能够对公开的主题内容的一个或者多个实施例进行某些添加、删除和/或修改，而不脱离如所附权利要求书限定的本发明的精神实质或者其范围。

Claims (12)

1.一种在生产设施中生产变压器心组件的方法，该生产设施包括工作台和可旋转支架组件，所述可旋转支架组件具有起初与所述工作台相邻定位的第一支架和起初定位于所述可旋转支架组件的、与所述第一支架相反的一侧上的第二支架，所述支架具有附着到所述支架的心块，所述方法包括：
(a)产生多个心分段；
(b)向附着到所述第二支架的所述心块传送所述多个心分段中的各心分段，所述多个心分段形成心分段组件；
(c)在预定数目的心分段堆叠于所述心块上之后，旋转所述可旋转支架组件使得所述第二支架与所述工作台相邻定位；
(d)向所述工作台移动所述第二支架；
(e)对所述心分段组件进行完工步骤；并且
(f)在步骤(e)期间向附着到所述第一支架的所述心块传送心分段。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述心分段包括钢片叠层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述产生多个心分段的步骤还包括：
接收分段材料的连续馈给；
将所述分段材料成形为矩形形状；并且
切割所述分段材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述生产设施还包括用于产生所述多个心分段的分段形成机器和传送机构，所述传送机构包括由横轨承载的本体，所述向附着到所述第二支架的所述心块传送所述多个心分段中的各心分段还包括：
使用所述传送机构的所述本体在各心分段退出所述分段形成机器时捕获它；
沿着所述横轨从所述分段形成机器朝着所述可旋转支架组件移动所述本体；
将所述本体定位于附着到所述第二支架的所述心块上方；并且
从所述本体释放所述心分段，使得它落到附着到所述第二支架的所述心块上。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述支架组件还包括底座和成对竖直支撑件，所述第一和第二支架组件具有定位于所述竖直支撑件中的一端和由所述底座支撑的相反端，所述旋转所述可旋转支架组件使得所述第二支架与所述工作台相邻定位的步骤还包括：
相对于所述底座降低所述工作台；
将所述支架组件旋转180度；以及
将所述工作台升高到与所述底座齐平的位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述将所述第二支架移动到所述工作台的步骤包括：
降低所述第二支架定位于所述竖直支撑件中的端部，以使得所述第二支架定位于所述底座上的端部移动到所述工作台上。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述完工步骤包括：
从所述堆叠的心分段内部移开所述心块；
在所述心分段中布置间隙；
将所述心块放回到所述心分段内部；并且
在所述心分段的外部周围紧固钢带。
8.一种用于由从分段形成机器输出的心分段制造变压器心组件的系统，所述系统包括：
支架组件，包括平台以及第一支架和第二支架，所述支架定位于所述平台的相反侧上，并且各所述支架承载心块；
传送机构，具有在所述分段形成机器与所述支架组件之间延伸的横轨，沿着所述横轨可移动的本体部分，所述本体部分在从所述分段形成机器输出心分段之后耦合到所述心分段；
工作台，与所述支架组件相邻定位；以及
其中所述平台在第一平台位置与第二平台位置之间可旋转，其中在所述第一平台位置，所述第一支架与所述工作台相邻定位，而且所述第二支架定位于所述工作台以外，而在所述第二平台位置，所述第二支架与所述工作台相邻定位，而且所述第一支架位于所述工作台以外，所述本体部分可定位于位于所述工作台以外的所述支架上方。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述传送机构还包括与软管连通的从所述本体部分延伸的一个或者多个抽吸设备，所述软管有选择地在所述一个或者多个抽吸设备中汲入空气或者从其吹出空气。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述本体部分为L形。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述支架组件还包括从所述平台向上延伸的成对竖直支撑件，所述支架的第一端定位于所述竖直支撑件中，而所述支架的第二端由所述平台支撑。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述支架组件还包括居中定位于所述平台中的线性致动器，所述线性致动器被定位成有选择地升高和降低所述支架的所述第一端以在成角度竖直定向与水平定向之间移动所述支架。
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