CN103489616A - 一种全自动微型铁芯卷绕机及制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动微型铁芯卷绕机，包括放料装置、钢带压紧装置、钢带导向的机械手、可伸缩的钢带切断机构、卷绕机构、设置于卷绕机构旁侧的可伸缩的焊枪和压轮装置，卷绕机构包括可旋转的主轴和安装于主轴上的模具，该模具的圆柱面有一弧形凹面，可以有效的藏起片头，凹面上有凸起的钩钉，用于钩住钢带片头。本发明的主轴上的模具可以连续卷绕多个铁芯，不再是每卷绕一个铁芯带离一个模具。采用全自动方式进行卷绕和焊接，极大的提高了生产效率；免除了手动剪除片头及磨平、补焊等后加工工序，有效的减少了材料的损耗及提高了产品质量，是一种新型的应用于变压器微型铁芯的制造设备及方法。

Description

一种全自动微型铁芯卷绕机及制作工艺

技术领域

本发明涉及铁芯卷绕技术领域，尤其是一种全自动微型铁芯卷绕设备及制作工艺。

背景技术

一般变压器制造业者为提高生产效率，采用自动化机器生产，以使变压器的制造更精准，快速，而在变压器各部件的制造装置转变为自动化机械的同时，变压器卷绕铁芯的制造过程也逐渐趋向自动化。

传统的手动、半自动微型铁芯卷绕机其模具上设置有一条小槽，用于插入钢带条料的片头，卷绕开始时手工夹送硅钢带进行送料，将片头插入模具上的小槽内固定，然后主轴开始卷绕，这样会在卷制完成后在内圈产生一个小钩子(片头)。卷绕到设定尺寸时，片尾需要手动焊紧，然后在焊接处掰断硅钢带，之后再对断口进行磨平。卷绕完成后，需要脱掉模具，才能手动剪除内圈小钩子(片头)，进行补焊及磨平剪口。每完成一个铁芯的卷绕，都需要带离一个模具，以防止卷绕完成后的铁芯变形或者内层松开。下一个铁芯的卷绕则要重新装上模具，然后再重复上述的卷绕及后加工过程。这种铁芯加工工序繁琐，并造成大量废料，没有相应的加工方法来免除后加工麻烦以及减少材料损耗。

现有的另一种变压器铁芯卷绕装置具有一个可支撑成捆铁芯胚材的支撑架，在支撑架旁侧装设有一个可将铁芯胚材滚送的轧碾机构。在轧碾机构的旁侧设有一个承托机构，承托机构的侧旁设有一个卷绕机构，该卷绕机构中央具有一个向外凸伸并可受动力源驱动而旋转的卷轴，另外于该承托机构与卷绕机构设有一个切断机构及一个抵压机构，该抵压机构可抵压撑拉该切断机构与卷绕机构之间的铁芯胚材。当制作卷绕变压器的铁芯时，先由工作人员将成捆的铁芯胚材驾置在该支撑架上，并将该铁芯胚材的起始端缘由支撑架抽出，拉伸穿经轧碾机构、承托机构及切断机构之后，且绕经该抵压机构的下方，工作人员再用双手将该起始端缘顺沿着卷轴抵压贴覆卷绕一圈后，另藉手持一只氩焊枪在该起始端缘与接续而来的铁芯胚材的重叠处点焊，以将该起始端缘固定在卷轴上，此时，即可启动该卷轴旋转，使延连的铁芯胚材可层层紧密地圈绕在卷轴外围，当铁芯胚材卷绕至预设所需厚度时，再由工作人员在胚材上用氩焊枪再点焊一次，然后该切断机构即会受驱动而截切连续的铁芯胚财，即可取出经由上述步骤所完成的铁芯。

虽然上述变压器铁芯卷绕装置可完成铁芯卷绕，然而每当铁芯胚材开始卷绕时，必须以手工将该起始端缘圈覆在卷轴上，并以手工焊接固定该铁芯胚材的起始端缘的第二圈的胚材上，才能开始藉卷自动地将该铁芯胚材层层卷绕，当卷绕结束后，必须再由工作人员将铁芯胚材的末端进行焊接固定，从而最终完成变压器铁芯的加工，其加工质量低、生产效率低，还浪费人力，生产成本较高。

发明内容

本发明目的是提供一种加工质量好、生产效率高，可进行全自动生产加工的全自动微型铁芯卷绕机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全自动微型铁芯卷绕机，包括放料装置、钢带压紧装置、钢带导向的机械手、可伸缩的钢带切断机构、卷绕机构、设置于卷绕机构旁侧的可伸缩的焊枪和压轮装置，卷绕机构包括主轴和安装在主轴上的模具，该模具的圆柱面上设有可以有效的藏起片头的凹面，凹面上有凸起的钩钉，用于钩住钢带片头。模具的凹面下方设有至少一个钩钉孔，钩钉孔底部设有一螺丝，螺丝上部接一弹簧，弹簧上部连接钩钉。钩钉底部设有一体式的钩钉底座，钩钉孔上部设有一钩钉限位装置，钩钉孔的上部设置的宽度与钩钉宽度相匹配，钩钉孔下部的宽度与钩钉底座或者弹簧的宽度相匹配，则钩钉能在钩钉孔中进出而不能弹出钩钉孔。

进一步的所述模具的直径为5-40mm，铁芯的最大外径为60mm，钢片宽度设置在5-15mm。

进一步的切断机构内还设有打孔装置，在切断钢带的同时，还在靠近机械手一侧的钢带上打孔，孔的大小与钩钉的大小相匹配，切断机构还包括一个伺服电机和丝杆用于控制钢带切断机构在水平方向上前后伸缩，一个伺服电机和一个偏心轮，控制钢带切断机构的剪切打孔模具上下运动来进行剪切，钢带切断机构位于卷绕机构和机械手之间；所述机械手包括一个伺服电机和一个被伺服电机所驱动的丝杆，丝杆的一端固定连接有一个钢片夹紧机构。

进一步的卷绕机构还包括位于跟主轴同轴的靠平机构。所述压轮装置为三组，三组压轮装置以主轴为圆心均匀分布。所述机械手位于钢带切断机构和钢带压紧装置之间。

全自动微型铁芯卷绕的制作工艺，工艺步骤如下：

(1)经过压紧装置后的钢片被位于钢带切断机构和钢带压紧装置之间的机械手夹住钢片平移至卷绕机构的模具上方，并贴近凹面；

(2)位于钩钉上方的小气缸下压，钢片的带孔片头被模具钩钉钩住，主轴转动一定圈数，小气缸回缩，靠平机构伸出，机械手平移回原位，钢带切断机构伸出，做好切断钢片和打孔的准备；

(3)三组压轮装置伸出，压紧模具，主轴带动模具开始卷绕，卷绕到一定圈数后暂停，其中一个压轮装置暂时回缩，焊嘴靠近模具将内圈及次内圈在片头位置焊接，焊接完成后焊枪回缩，暂时回缩的压轮装置重新伸出，继续卷绕；

(4)卷绕到设定尺寸后，主轴暂停卷绕，钢带切断机构切断钢带并在下一个将要卷绕的钢带上打孔，然后回缩，主轴继续卷绕，直至完成；

(5)卷绕完成时，焊枪将钢片尾部与次外圈焊接；

(6)最后三组压轮装置回缩，主轴反向旋转回零复位，恢复钩钉向上状态，靠平机构将铁芯推出，钩钉重新伸出。

本发明的有益效果是安装在主轴上的模具可以连续卷绕多个铁芯，不再是每卷绕一个铁芯带离一个模具，采用全自动的方式进行卷绕和焊接，不需要太多人为的操控，极大的提高了生产效率；免除了手动剪除片头及磨平、补焊等后加工工序，从而减少了材料的损耗；自动卷绕保证了产品接口处的光滑及平整度，极大的提高了产品质量。

附图说明

图1是现有的一种手动、半自动铁芯卷绕机卷绕出的微型环形铁芯；

图2是本发明的一种全自动微型铁芯卷绕机的结构示意图；

图3是本发明的一种全自动微型铁芯卷绕机的模具结构示意图；

图4是本发明的一种全自动微型铁芯卷绕机的模具的截面图；

具体实施方式

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，下面结合附图详细说明本发明的最佳实施例，并非用来对本发明加以限制。

如图1所示的现有手动、半自动铁芯卷绕机卷绕出的铁芯，由于其主轴上的模具设置有一条小槽，用于插入固定钢带条料的片头，则卷绕完成后模具不能轻易的脱料，而且插入模具内的钢带条料是需要剪掉的废料，如此一来造成了材料的浪费而且其制造工艺手动起来较为繁杂生产效率低。

卷绕开始时需要手工夹送硅钢片条进行送料，将片头插入模具上的小槽内固定，然后主轴开始卷绕，这样在卷制完成后在内圈产生一个小钩子(片头)。卷绕到设定尺寸时，由于是半自动或者手动作业，片尾需要手动焊接到铁芯上，然后掰断硅钢条料，然后对铁芯外圈处的断口进行磨平，此时需要脱掉模具，然后手动剪除小钩子(片头)，进行补焊及磨平剪口。缺点在于每完成一个铁芯的卷绕，都需要带离一个模具，以防止卷绕完成后的铁芯变形或者内层松开。下一个铁芯的卷绕则要重新装上模具，然后再重复上述的卷绕及后加工过程。

如图2所示的一种全自动微型铁芯卷绕机，包括放料装置1、钢带压紧装置2、钢带导向的机械手3、可伸缩的钢带切断机构4、卷绕机构5、设置于卷绕机构旁侧的可伸缩的焊枪6和压轮装置7。

如图3、图4所示，卷绕机构5包括可旋转的主轴和安装在主轴上的模具51，该模具51的圆柱面上设有一可以有效藏起片头的凹面501，凹面501中还设有向上凸起的可钩住片头的钩钉502。模具的凹面下方设有至少一个钩钉孔503，钩钉孔503底部设有一螺丝504，螺丝504上部接一弹簧505，弹簧505上部连接钩钉502。钩钉502底部设有一体式的底座506，钩钉孔503上部设有一钩钉限位装置，钩钉孔503的上部设置的宽度与钩钉502宽度相匹配，钩钉孔503下部的宽度与钩钉底座506或者弹簧505的宽度相匹配，则钩钉502能在钩钉孔503中进出而不能弹出钩钉孔503。模具51的直径为5-40mm，模具51卷绕制成的铁芯最大外径为60mm，钢片宽度设置在5-15mm时效果较佳。

切断机构4内还设有钢带片头的打孔装置，在切断钢带时同时在靠近机械手一侧的钢带上打孔，孔的大小与钩钉的大小相匹配，切断机构4还包括一个伺服电机和丝杆用于控制钢带切断机构4在水平方向上前后伸缩，一个伺服电机和一个偏心轮，控制钢带切断机构4的剪切打孔模具上下运动来进行剪切，而且钢带切断机构4位于卷绕机构5和机械手3之间；所述机械手3包括一个伺服电机31和一个被伺服电机所驱动的丝杆32，丝杆32的一端固定连接有一个钢片夹紧机构33。

卷绕机构5还包括一与主轴51同轴的靠平机构8，用于靠平钢带及推出铁芯。所述压轮装置7为三组，三组压轮装置7以主轴为圆心均匀分布。所述机械手3位于钢带切断机构4和钢带压紧装置2之间。

10为气压指示表，9为触摸屏。

全自动铁芯卷绕的制作工艺，工艺步骤如下：

(1)先依据所使用的钢片调整好铁芯卷绕机的卷绕模式，然后经过压紧装置2压紧后的钢片被位于钢带切断机构4和钢带压紧装置2之间的机械手3夹住钢片平移至卷绕机构5的模具501处；

(2)钢片的带孔片头位于模具钩钉502的上方，然后模具51正上方的小气缸11下压，辅助钩钉够住片头。然后小气缸11上升，机械手3平移回原位，钢带切断机构4伸出，为钢片的切断和打孔作准备；

(3)三组压轮装置7伸出，压紧模具51，主轴开始卷绕。卷绕到一定圈数后暂停，其中一个压轮装置7暂时离开模具51让出位置，焊枪6靠近模具51将铁芯内圈及次内圈在片头位置焊接，焊接完成后焊枪6回收。暂时离开的压轮装置7重新伸出，压紧模具51，然后继续卷绕；

(4)卷绕到设定尺寸后主轴暂停卷绕，钢带切断机构4切断钢带并打孔，完成切断和打孔后的钢带切断机构4水平收缩，为下一次机械手3的平移让出位置，主轴继续卷绕，直至完成。

(5)焊枪6将钢片尾部与次外圈焊接；

(6)最后，三组压轮装置7离开模具51，主轴5反向旋转回零复位，恢复钩钉502向上状态，靠平机构8将铁芯推出，钩钉502重新伸出。

Claims (9)

1.一种全自动微型铁芯卷绕机，其特征在于：包括放料装置、钢带压紧装置、钢带导向的机械手、可伸缩的钢带切断机构、卷绕机构、设置于卷绕机构旁侧可伸缩的焊枪和压轮装置，卷绕机构包括可旋转的主轴和安装在主轴上的模具，该模具的圆柱面上设有一个可以有效的藏起片头的凹面，凹面上有凸起的钩钉，用于钩住钢带片头。

2.根据权利要求1所述的一种全自动微型铁芯卷绕机，其特征在于：所述模具的直径为5-40mm，卷制成的铁芯最大外径为60mm，钢片宽度范围为5-15mm。

3.根据权利要求2所述的一种全自动微型铁芯卷绕机，其特征在于：模具的凹面下方设有至少一个钩钉孔，钩钉孔底部设有一螺丝，螺丝上部接一弹簧，弹簧上部连接钩钉，钩钉底部有一体式的底座，钩钉孔上部设有一钩钉限位结构，钩钉底座宽度比限位结构宽度要大。

4.根据权利要求1所述的一种全自动微型铁芯卷绕机，其特征在于：所述机械手包括一个伺服电机和一个被伺服电机所驱动的丝杆，丝杆的一端固定连接有一个钢片夹紧机构。

5.根据权利要求1所述的一种全自动微型铁芯卷绕机，其特征在于：切断机构内设有打孔装置，切断钢带的同时打孔，切断机构还包括一个伺服电机和丝杆用于控制钢带切断机构在水平方向上前后伸缩，一个伺服电机和一个偏心轮，控制钢带切断机构的剪切打孔模具上下运动来进行剪切，钢带切断机构位于卷绕机构和机械手之间。

6.根据权利要求1所述的一种全自动微型铁芯卷绕机，其特征在于：所述卷绕机构还包括与主轴同轴的靠平机构，用于靠平钩住的钢带及推出铁芯。

7.根据权利要求1所述的一种全自动微型铁芯卷绕机，其特征在于：所述压轮装置有三组，三组压轮装置以主轴为圆心均匀分布。

8.根据权利要求1所述的一种全自动微型铁芯卷绕机，其特征在于：所述机械手位于钢带切断机构和钢带压紧装置之间。

9.全自动铁芯卷绕的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤，

(1)位于钢带切断机构和钢带压紧装置之间的机械手夹住钢带平移至卷绕机构的模具上方，并贴近凹面；

(2)位于钩钉上方的小气缸下压，则钢片的带孔片头被模具的钩钉钩住，主轴转动一定圈数，小气缸回缩，靠平机构伸出，机械手平移回原位，钢带切断机构伸出；

(3)三组压轮装置伸出，压紧模具，主轴带动模具开始卷绕，卷绕到一定圈数后暂停，其中一个压轮装置暂时回缩，焊嘴靠近模具将内圈及次内圈在片头位置焊接，焊接完成后焊枪回缩，暂时回缩的压轮装置重新伸出，继续卷绕；

(4)卷绕到设定尺寸后，主轴暂停卷绕，钢带切断机构切断钢带并在下一个即将要卷绕的钢片上打孔，然后回缩，主轴继续卷绕，直至完成；

(5)卷绕完成时，焊枪将钢片尾部与次外圈焊接；

(6)最后三组压轮装置回缩，主轴反向旋转回零复位，恢复钩钉向上状态，靠平机构将铁芯推出，钩钉重新伸出。

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