CN105565045A - 数控同步及恒张力的偏心绕带装置 - Google Patents

数控同步及恒张力的偏心绕带装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控同步和恒张力的偏心绕带装置，包括控制系统、多组偏心绕包头及履带牵引装置；所述的控制系统分别与绕包头伺服电机和牵引伺服电机连接；偏心绕包头上设有放料盘、磁滞制动电机、张力导轮、多个过线轮、张力控制板及张力仪表；放料盘的转轴上设有从动同步带轮，磁滞制动电机的输出轴上设有主动同步带轮；主动同步带轮与从动同步带轮通过同步带连接；张力导轮上设有张力传感器，张力传感器与张力控制板及张力仪表连接，张力控制板与磁滞制动电机连接；所述的张力控制板与控制系统连接。本发明结构简单，成本低，且能够保障了绕包层的平整性和击穿电压值的稳定性；本发明保证了绕包时张力恒定，保障了电磁线性能稳定统一。

Description

数控同步及恒张力的偏心绕带装置
技术领域
本发明涉及一种线缆生产用的绕包装置，特别是涉及一种数控同步及恒张力的偏心绕带装置。
背景技术
绕组线产品除裸导体产品外，都是在裸导体外表面包覆绝缘层，使其产品具有耐压、耐温、机械性能高等优点。裸导体外表面所包覆的绝缘材料有多种类型，其中一类为裸导体外表面横向包覆薄膜类的绝缘材料；层数有一层和多层之分，横向绕包则每一层有一个绕包节距，绕包多层时，层间的节距距离应相互错开，保持其位置、距离不变（也就是一组或两组绕包头旋转的同步性）；其优点是：同等绝缘厚度条件下，电压值高，而且其电压值分散性小，性能稳定；每一层的横向绕包节距随绕包张力的变化而变化。现有的绕组线绕包装置大多在绕包绝缘带时绝缘带的张力不恒定，致使绕组线的绕包质量得不到保证，严重影响电机的机电性能。
很多专利和论文围绕绕组线绕包恒张力问题进行研究，提出了很多的方案，但大多都是针对单层绕包方式提出的，如CN101707092A《一种改进的新型恒张力绝缘带绕包装置》：采用机械弹簧的方式控制放膜的张力；CN2319381Y《一种能恒张力控制的双盘绕包头》：采用机械弹簧的方式控制放膜的张力。CN202307354U《一种用于主动放线绕包机的绕包头驱动机构》：通过张力测量装置检测带子的张力变化，所得到的张力信号自动与设定值比较，从而控制带盘的转速快慢变化，使绕包带张力始终稳定在设定值允许的变化范围内，实现恒张力主动放线绕包的效果。CN202642170U《自动调节电子恒张力型纸包机》：薄膜放盘用磁粉控制器，导杆上用压力传感器反馈信息给放盘的磁粉控制器，进而控制张力。
对于多层绕包的方式，其层间的位置需要保持持续不变，德国技术的是采用偏心四层同一个绕包头上，通过同圆周的绕包角度不变而实现其位置不变，而且每一组绕包头的张力机构采用的是机械张力结构。这种方式对机械张力结构的精度要求非常高，成本高。国内曾有许多厂家也采用了德国的这种方式，由于加工精度问题，每个带盘材料的张力不均造成节距漂移，绕包多层之间的缝隙造成重叠，耐压等级也会随之下降。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低，能够保证绕组线质量的数控同步及恒张力的偏心绕带装置。
本发明采用的技术方案是：
一种数控同步和恒张力的偏心绕带装置，包括控制系统、多组偏心绕包头及履带牵引装置；所述的控制系统分别与偏心绕包头的绕包头伺服电机和履带牵引装置的牵引伺服电机连接；所述的偏心绕包头上设有放料盘、磁滞制动电机、张力导轮、多个过线轮、张力控制板及张力仪表；放料盘的转轴上设有从动同步带轮，磁滞制动电机的输出轴上设有主动同步带轮；主动同步带轮与从动同步带轮通过同步带连接；张力导轮上设有张力传感器，张力传感器与张力控制板及张力仪表连接，张力控制板与磁滞制动电机连接；所述的张力控制板与控制系统连接。
上述的数控同步及恒张力的偏心绕带装置中，所述控制系统包括由工控机、PLC多轴运动控制器、牵引伺服控制器及多个绕包头伺服控制器；工控机与PLC多轴运动控制器连接；PLC多轴运动控制器分别与牵引伺服控制器和多个绕包头伺服控制器的输入端连接；牵引伺服控制器与牵引伺服电机连接；牵引伺服电机上设有编码器，通过编码器与牵引伺服控制器连接；多个绕包头伺服控制器分别与多组绕包头伺服电机连接；绕包头伺服电机上设有编码器，通过编码器与相对应的绕包头伺服控制器连接。
上述的数控同步及恒张力的偏心绕带装置中，所述的绕包头上还设有导电滑环，所述的张力控制板、张力导轮上的张力传感器通过导电滑环分别与张力仪表、控制系统进行连接。
上述的数控同步及恒张力的偏心绕带装置中，包括两组偏心绕包头，每组偏心绕包头上分别设有两个放料盘，两个放料盘安装在同一转轴上；分别位于偏心绕包头的两侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明的控制系统控制牵引伺服电机和绕包头伺服电机执行指令，并通过编码器将牵引伺服电机和绕包头伺服电机反馈回的信号，使轴向线速度和绕包旋转角度同步进行；达到多层平包，而每一层对缝的间隙相互错开位置保持不变，保障了绕包层的平整性和击穿电压值的稳定性。
（2）本发明同时利用数控方式，设定恒定张力，使多组绕包头在包带过程中张力恒定一致，保障了电磁线性能稳定统一。
（3）本发明还具有结构简单，成本低的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的数控同步控制系统结构示意图。
图3是本发明的偏心绕包头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1-3所示，本发明包括控制系统、两组偏心绕包头（分别为第一偏心绕包头2和第二偏心绕包头3）及履带牵引装置1。控制系统分别与第一偏心绕包头2的绕包头伺服电机20和第二偏心绕包头3的绕包头伺服电机30和履带牵引装置1的牵引伺服电机11连接。
如图2所示，本发明的控制系统所述控制系统包括由工控机、PLC多轴运动控制器、牵引伺服控制器及两个绕包头伺服控制器（分别为第一绕包头伺服控制器和第二绕包头伺服控制器）；工控机与PLC多轴运动控制器连接；PLC多轴运动控制器分别与牵引伺服控制器和两个绕包头伺服控制器连接；牵引伺服控制器与牵引伺服电机11连接；牵引伺服电机11上设有编码器，通过编码器与牵引伺服控制器连接。第一绕包头伺服控制器和第二绕包头伺服控制器分别与第一偏心绕包头2和第二偏心绕包头3的绕包头伺服电机20、30连接，第一偏心绕包头2的第一绕包头伺服电机20和第二偏心绕包头3的第二绕包头伺服电机30上设有编码器，第一绕包头伺服电机20和第二绕包头伺服电机30通过编码器分别与相对应的绕包头伺服控制器连接。
工控机发出线速度的数值信号，PLC多轴运动控制器通过通讯方式接收信号，信号通过计算后分别对牵引伺服控制器、两个绕包头伺服控制器发出位置及相位角脉冲信号的指令；牵引伺服控制器和两个绕包头伺服控制器同时接收来自PLC多轴运动控制器的指令，分别控制牵引伺服电机11、第一绕包头伺服电机20和第二绕包头伺服电机30执行该指令，牵引伺服电机11、第一绕包头伺服电机20和第二绕包头伺服电机30执行指令的同时，分别通过编码器反馈所在的位置信号，PID运算后，明确位置，使轴向线速度和绕包旋转角度同步进行，以保证绕包节距漂移在0.3mm以下，各层的缝隙错开位置保持不变，最终达到四层错位平包目的，保障其平整性和击穿电压值稳定的目的。
如图3所示，所述的偏心绕包头上设有两个放料盘21、磁滞制动电机24、张力导轮25、多个过线轮26、导电滑环27、张力控制板28及张力仪表29，放料盘21、张力导轮25和过线轮26的轴线垂直于裸导线轴线。两放料盘安装在同一转轴上，转轴上设有从动同步带轮22，磁滞制动电机24的输出轴上设有主动同步带轮；主动同步带轮与从动同步带轮22通过同步带23连接。张力导轮25上设有张力传感器，张力传感器与张力控制板28及张力仪表29连接，张力控制板28与磁滞制动电机24连接。所述的张力控制板28及张力导轮25上的张力传感器通过导电滑环27分别与张力仪表29、控制系统进行连接。
本发明使用时，将薄膜（或云母带）210放入放料盘21内，薄膜（或云母带）210绕出时通过张力导轮25、过线轮26后，使其缠绕在裸导线上。所述的薄膜（或云母带）210在绕制时，需有一定的张力，其张力信号由张力导轮25的张力传感器感应到后，其信号传导至张力控制板28和张力仪表29，同时张力设定值在张力仪表29显示和设定；张力设定值和实际感应张力信号两者通过张力控制板28计算，计算调整后的信号通过张力控制板28传出，磁滞制动电机24实施。导电滑环27的作用是将控制系统的PID运算后的指令信号传到张力控制板28、数字张力仪表29上，反之也将张力控制板28、数字张力仪表29的指令信号传至控制系统中。

Claims (4)

1.一种数控同步和恒张力的偏心绕带装置，包括控制系统、多组偏心绕包头及履带牵引装置；所述的控制系统分别与偏心绕包头的绕包头伺服电机和履带牵引装置的牵引伺服电机连接；其特征是：所述的偏心绕包头上设有放料盘、磁滞制动电机、张力导轮、多个过线轮、张力控制板及张力仪表；放料盘的转轴上设有从动同步带轮，磁滞制动电机的输出轴上设有主动同步带轮；主动同步带轮与从动同步带轮通过同步带连接；张力导轮上设有张力传感器，张力传感器与张力控制板及张力仪表连接，张力控制板与磁滞制动电机连接；所述的张力控制板与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的数控同步及恒张力的偏心绕带装置，其特征是：所述控制系统包括由工控机、PLC多轴运动控制器、牵引伺服控制器及多个绕包头伺服控制器；工控机与PLC多轴运动控制器连接；PLC多轴运动控制器分别与牵引伺服控制器和多个绕包头伺服控制器的输入端连接；牵引伺服控制器与牵引伺服电机连接；牵引伺服电机上设有编码器，通过编码器与牵引伺服控制器连接；多个绕包头伺服控制器分别与多组绕包头伺服电机连接；绕包头伺服电机上设有编码器，通过编码器与相对应的绕包头伺服控制器连接。
3.根据权利要求1或2所述的数控同步及恒张力的偏心绕带装置，其特征是：所述的绕包头上还设有导电滑环，所述的张力控制板、张力导轮上的张力传感器通过导电滑环分别与张力仪表、控制系统进行连接。
4.据权利要求3所述的数控同步及恒张力的偏心绕带装置，其特征是：包括两组偏心绕包头，每组偏心绕包头上分别设有两个放料盘，两个放料盘安装在同一转轴上；分别位于偏心绕包头的两侧。
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