CN107068381A - 一种三柱片单层自动叠装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种三柱片单层自动叠装系统，包括三柱片叠装平台和三柱片抓取自动调M0机构，所述三柱片抓取自动调M0机构位于三柱片叠装平台上方，所述三柱片叠装平台包括三套伺服对中机构、三套伺靠缝机构、一套伺服Y向走步进机构和大支撑平台，三套自动对中机构水平分布于大支撑平台上，三套伺服靠缝机构各自位于自动对中机构的中心线上，一套伺服Y向走步进机构与三套伺服自动对中机构呈垂直布置；所述三柱片抓取自动调M0机构包括水平行走装置、升降装置和调M0装置，升降装置支撑在水平行走装置上，调M0装置安装在升降装置上。本发明能够自动调节柱片间距M0、提高叠加效率并且叠加质量好。

Description

一种三柱片单层自动叠装系统

技术领域

本发明涉及电力变压器铁心叠装技术领域，具体地说是一种三柱片单层自动叠装系统。

背景技术

铁芯是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁芯和绕在其上的线圈组成完整的电磁感应系统。

电力变压器铁心叠装一般为不跌上轭的“山”字铁心，即有一片下轭和三片柱片构成的“山”字片，然后每层“山”字片罗列并走步进，形成“山”字柱。电力变压器“山”字柱铁心叠装的特点有：一是柱片间距M0是个变数，二是步进数是个变数，三是每一步的步长是个变数。

现有的变压器铁心叠装一般都是通过人工完成，该工作属于简单的、重复劳动，劳动强度高、效率低下。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能够自动调节柱片间距M0、叠加效率高、叠加质量好的三柱片的单层自动叠装系统。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种三柱片单层自动叠装系统，包括三柱片叠装平台和三柱片抓取自动调柱片间距机构，所述三柱片抓取自动调柱片间距机构位于三柱片叠装平台上方，所述三柱片叠装平台包括三套伺服对中机构、三套伺靠缝机构、一套伺服Y向走步进机构和大支撑平台，三套自动对中机构水平分布于大支撑平台上，三套伺服靠缝机构各自位于自动对中机构的中心线上，一套伺服Y向走步进机构与三套伺服自动对中机构呈垂直布置；所述三柱片抓取自动调柱片间距机构包括水平行走装置、升降装置和调柱片间距装置，升降装置支撑在水平行走装置上，调柱片间距装置安装在升降装置上。

进一步地，所述伺服自动对中机构包括有相向运动的导轨Ⅰ、一对相向运动的横梁、直线模组Ⅰ和定位块Ⅰ，所述导轨Ⅰ固定在大支撑平台上，导轨Ⅰ设有两个，两导轨Ⅰ平行，每个横梁上固定有三个定位块Ⅰ，两根横梁左右两端下端面设有滑块Ⅰ，横梁通过滑块Ⅰ和导轨Ⅰ与大支撑平台之间滑动连接，横梁下端面中间位置设有滑块Ⅱ，直线模组Ⅰ通过滑块Ⅱ与横梁之间滑动连接，直线模组Ⅰ一端设有伺服电机；

伺服自动对中机构的定位块Ⅰ上端面为正方形。

进一步地，所述伺服靠缝机构包括微动电缸和电磁铁，所述微动电缸固定在大支撑平台上，所述电磁铁与微动电缸之间设有电磁铁座，电磁铁固定在电磁铁座上端面，电磁铁座下端设有滑块Ⅲ，微动电缸上端面设有导轨Ⅱ，电磁铁座通过滑块Ⅲ和导轨Ⅱ与微动电缸之间滑动连接。

进一步地，所述大支撑平台上端面与三套伺服自动对中机构相应的位置分别设有硅钢片支撑平台，硅钢片支撑平台与伺服靠缝机构相应的位置设有槽孔，所述电磁铁穿过槽孔；

所述硅钢片支撑平台上与定位块Ⅰ相应的位置开有通孔，定位块Ⅰ穿过通孔。

进一步地，所述伺服Y向走步进机构包括靠模、定位电缸、导轨Ⅲ和滑块Ⅳ，所述定位电缸位于靠模下侧，定位电缸与大支撑平台之间设有定位电缸安装座，定位电缸通过定位电缸安装座固定在大支撑平台上，定位电缸上端面与靠模固定连接，所述滑块Ⅳ位于靠模下端面，靠模与大支撑平台之间通过导轨Ⅲ和滑块Ⅳ滑动连接；

所述靠模形状完全模拟轭片形状，其V型槽口和两斜边上固定有定位块Ⅱ。

进一步地，所述水平行走装置包括B机械手小车车体、B机械手小车运行伺服电机和传动轴，所述B机械手小车运行伺服电机固定在B机械手小车车体上，B机械手小车运行伺服电机与传动轴之间设有减速电机，传动轴左右两端设有B机械手传动齿轮，传动轴上B机械手传动齿轮内侧设有B机械手传动轴支承轴承，B机械手传动轴支承轴承通过B机械手支撑座安装在B机械手小车车体上，B机械手小车车体左右两端下表面设有B机械手直线滑块。

进一步地，所述升降装置包括B机械手升降立柱、B机械手升降电机、B机械手升降导轨和B机械手升降滑块，所述B机械手升降电机固定在水平行走装置上，B机械手升降电机通过B机械手升降导轨和B机械手升降滑块与B机械手升降立柱之间滑动连接。

进一步地，所述调柱片间距装置包括框架式法兰、B机械手直线模组、带槽吸盘固定梁和板式真空吸盘，所述升降装置下端固定有连接座，连接座与框架式法兰连接；

所述B机械手直线模组固定在框架式法兰下端，带槽吸盘固定梁安装在B机械手直线模组上，带槽吸盘固定梁设有三根，中间的带槽吸盘固定梁固定，两端的带槽吸盘固定梁在B机械手直线模组上移动，带槽吸盘固定梁前后两端与框架式法兰相应的位置设有B机械手直线模组滑块，B机械手直线模组滑块与框架式法兰下端导轨配合，所述带槽吸盘固定梁前后两端下端面固定有板式真空吸盘。

进一步地，所述板式真空吸盘包括板式真空发生器和吸气孔。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种三柱片单层自动叠装系统由于设备的三套对中机构与Y向走步进机构的垂直布置并一次性调整好，轭片与三个柱片的90度得以严格保证，而不像人工叠装，需要每个斜接缝都要检查，提高了叠装效率；与下轭片形状相同的靠模的设计引入，通过靠模的走步进，经过是三套靠缝电缸的移动，一次完成三个柱片的走步进并完成斜接缝对齐；伺服对中机构的定位块Ⅰ经特殊设计，可以不做任何改动就可换面使用，以一抵四用，延长使用寿命，同样靠模上的定位块Ⅱ也被设计成可更换结构，并且通过T型槽的设计，垂直方向稍作移动，又可使用，及大地降低了更换频次，延长了使用寿命；靠缝机构的设计，是通过微动电缸的最大力矩模式，感知柱片是否碰到下轭片，模拟了人工“手”的感知力度，靠缝效果更好；靠缝对中等动作是自动完成的，其动作的依据是安装在三片硅钢片支撑平台的来料检测装置发出的信号。

2、本发明提供的一种三柱片单层自动叠装系统通过B机械手直线模组使得两端带槽吸盘固定梁相向运动，来实现不同变压器柱间距M0的变化的需求，方便快捷，适应性强。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明三柱片抓取自动调柱片间距机构结构示意图；

图3为本发明板式真空吸盘结构示意图；

图4为本发明三柱片叠装平台结构示意图；

图5为本发明伺服对中机构结构示意图；

图6为本发明靠缝机构结构示意图；

图7为本发明伺服Y向走步进机构主视图；

图8为本发明伺服Y向走步进机构俯视图。

具体实施方式

如图1、图4至图8所示，一种三柱片单层自动叠装系统，包括三柱片叠装平台和三柱片抓取自动调柱片间距机构，图中M0为柱片间距，所述三柱片抓取自动调M0机构位于三柱片叠装平台上方，所述三柱片叠装平台包括三套伺服对中机构、三套伺靠缝机构、一套伺服Y向走步进机构和大支撑平台11，三套自动对中机构水平分布于大支撑平台11上，三套伺服靠缝机构各自位于自动对中机构的中心线上，一套伺服Y向走步进机构与三套伺服自动对中机构呈垂直布置，其中三套伺服自动对中机构被设计成严格平行布置，间距相等，而Y向走步进机构与三套伺服自动对中机构垂直布置，设备一旦安装就位好，那么被装配的柱片与轭片的斜接缝角度就不会再改变；所述伺服自动对中机构包括有相向运动的导轨Ⅰ14、一对相向运动的横梁15、直线模组Ⅰ12和定位块Ⅰ16，所述导轨Ⅰ14固定在大支撑平台上，导轨Ⅰ14设有两个，两导轨Ⅰ14平行，每个横梁15上固定有三个定位块Ⅰ16，两根横梁14左右两端下端面设有滑块Ⅰ13，横梁15通过滑块Ⅰ13和导轨Ⅰ14与大支撑平台11之间滑动连接，横梁15下端面中间位置设有滑块Ⅱ17，直线模组Ⅰ12通过滑块Ⅱ17与横梁15之间滑动连接，直线模组Ⅰ12一端设有伺服电机140，伺服电机能够带动横梁行走的最大距离为S1；伺服自动对中机构的定位块Ⅰ16形状特殊，其高度方向上的端面为正方形，即相对两侧面的距离相同，当用完其中一个面是，可以旋转90度继续使用，以一当四用。伺服对中机构能完成三柱片自动对中，使各柱片中心线定位在确定的位置上。

所述伺服靠缝机构包括微动电缸18和电磁铁110，所述微动电缸18固定在大支撑平台11上，所述电磁铁110与微动电缸18之间设有电磁铁座19，电磁铁110固定在电磁铁座19上端面，电磁铁座19下端设有滑块Ⅲ111，微动电缸18上端面设有导轨Ⅱ112，电磁铁座19通过滑块Ⅲ111和导轨Ⅱ112与微动电缸18之间滑动连接；所述大支撑平台11上端面与三套伺服自动对中机构相应的位置分别设有硅钢片支撑平台141，硅钢片支撑平台141与伺服靠缝机构相应的位置设有槽孔119，所述电磁铁110穿过槽孔119，以便于电磁铁110吸附柱片，三个硅钢片支撑平台141布置在各自的对中机构上方，通过支腿支撑在大支撑平台11上，安装后其上平面是平齐的。为了便于检测到来料，在硅钢片支撑平台的中线上设计了接近开关检测装置，所述硅钢片支撑平台141上开有通孔，以便定位块Ⅰ16高出，用来对中时定位硅钢片。所述电磁铁110能够位移的最大距离为S。

所述伺服Y向走步进机构包括靠模113、定位电缸114、导轨Ⅲ116和滑块Ⅳ117，所述定位电缸114位于靠模113下侧，定位电缸114与大支撑平台11之间设有定位电缸安装座118，定位电缸114通过定位电缸安装座118固定在大支撑平台11上，定位电缸114上端面与靠模113固定连接，所述滑块Ⅳ117位于靠模114下端面，靠模113与大支撑平台11之间通过导轨Ⅲ116和滑块Ⅳ117滑动连接，靠模113在定位电缸114的带动下，完成Y向的走步进动作；所述靠模113形状完全模拟轭片形状，其V型槽口和两斜边上固定有定位块Ⅱ115，定位块Ⅱ115带T型槽，定位块Ⅱ115被磨损时，可向下移动一定距离安装，以延长其使用寿命。Y向走步进机构按照程序走对应步长，靠缝机构通过电磁铁110吸附柱硅钢片向靠模113移动，在电磁铁110的带动下，把柱片沿X方向靠紧靠模113并对齐。

如图2所示，所述三柱片抓取自动调M0机构包括水平行走装置、升降装置和调M0装置，所述水平行走装置包括B机械手小车车体120、B机械手小车运行伺服电机121和传动轴123，所述B机械手小车运行伺服电机121固定在B机械手小车车体上120，B机械手小车运行伺服电机121与传动轴123之间设有减速电机122，传动轴123左右两端设有B机械手传动齿轮126，通过齿轮齿条传动副进行传动，传动轴123上B机械手传动齿轮126内侧设有B机械手传动轴支承轴承124，B机械手传动轴支承轴承124通过B机械手支撑座125安装在B机械手小车车体120上，B机械手小车车体120左右两端下表面设有B机械手直线滑块127，通过滑块导轨的配合对小车的方向进行控制。

所述升降装置包括B机械手升降立柱128、B机械手升降电机131、B机械手升降导轨129和B机械手升降滑块130，所述B机械手升降电机131固定在B机械手小车车体120上，B机械手升降电机131与B机械手升降立柱128之间通过齿轮齿条啮合传动，B机械手升降电机131与B机械手升降立柱128之间通过B机械手升降导轨129和B机械手升降滑块130对运动方向进行定位。

所述调M0装置包括框架式法兰133、B机械手直线模组138、带槽吸盘固定梁136和板式真空吸盘137，所述B机械手升降立柱128下端固定有连接座132，所述连接座132上设有导柱134，导柱134设有四个，其中一个导柱134上设有B机械手触料检测开关135；所述B机械手直线模组138固定在框架式法兰133下端，带槽吸盘固定梁136固定在B机械手直线模组138下端，带槽吸盘固定梁136设有三根，中间的带槽吸盘固定梁136固定，B机械手直线模组138的一对滑块作相向运动带动两端带槽吸盘固定梁136运动，带槽吸盘固定梁136前后两端与框架式法兰133相应的位置设有B机械手直线模组滑块139，B机械手直线模组滑块139与框架式法兰133下端导轨配合，所述带槽吸盘固定梁136前后两端下端面固定有板式真空吸盘。

板式真空吸盘137由吸盘本体、真空发生器1371和密密布置的吸气孔1372组成，每个吸气孔1372配备的一个单向阀，吸盘尺寸B0大于所吸取的柱片宽度B，假如大支撑平台11有反吹功能，这在普通的吸盘是无法完成的，因为真空发生器1371建立不了真空，但本发明提供的板式真空吸盘137能够达到，吸盘没有被柱片的挡住的部分的吸孔内1372的单向阀关闭，不影响真空度的建立。板式真空吸盘137底部有薄薄的一层海绵，可以弥补吸盘板面不平和支撑平台不平的缺陷，并且当因吸力而被压扁后海绵会成“刚体”，在快速移动时，既提供了足够的摩擦力，又有一定的刚性。

柱片B机械手负责把对中好的三片柱片，抓取到总叠装工位。由于不同变压器铁心的相间距M0是一个变量，所以柱片B机械手的三组板式真空吸盘137的中心间距是要变化的，抓取中柱片的吸盘固定，抓取两边柱的吸盘要相向移动。这个相对量的移动，是由布置在柱片B机械手下部的滑块相向运动的B机械手直线模组138来完成的。B机械手升降立柱128下端固定有框架式法兰133，框架式法兰133上固定着B机械手直线模组138和两根导轨，B机械手直线模组138的一对滑块作相向运动，带动着两根X向的带槽吸盘固定梁沿着Y向相向运动，从而达到需要的M0量；同时框架式133法兰下平面的中部、两相向移动的带槽吸盘固定梁之间还固定着一根固定的带槽吸盘固定梁136，这一固两动的三根带槽吸盘固定梁136下端各布置着一组板式真空吸盘。这三组板式真空吸盘137用来分别抓取三件柱片对中台上已经对中好的柱片。B机械手升降立柱128与框架式法兰133之间通过四根导柱134和直线轴承相连接，直线轴承固定在B机械手升降立柱128上，导柱134固定在框架式法兰133，在四根导柱的其中一件上固定有B机械手触料检测开关135。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种三柱片单层自动叠装系统，其特征是，包括三柱片叠装平台和三柱片抓取自动调柱片间距机构，所述三柱片抓取自动调柱片间距机构位于三柱片叠装平台上方，所述三柱片叠装平台包括三套伺服对中机构、三套伺靠缝机构、一套伺服Y向走步进机构和大支撑平台，三套自动对中机构水平分布于大支撑平台上，三套伺服靠缝机构各自位于自动对中机构的中心线上，一套伺服Y向走步进机构与三套伺服自动对中机构呈垂直布置；所述三柱片抓取自动调柱片间距机构包括水平行走装置、升降装置和调柱片间距装置，升降装置支撑在水平行走装置上，调柱片间距装置安装在升降装置上。

2.根据权利要求1所述的一种三柱片单层自动叠装系统，其特征是，所述伺服自动对中机构包括有相向运动的导轨Ⅰ、一对相向运动的横梁、直线模组Ⅰ和定位块Ⅰ，所述导轨Ⅰ固定在大支撑平台上，导轨Ⅰ设有两个，两导轨Ⅰ平行，每个横梁上固定有三个定位块Ⅰ，两根横梁左右两端下端面设有滑块Ⅰ，横梁通过滑块Ⅰ和导轨Ⅰ与大支撑平台之间滑动连接，横梁下端面中间位置设有滑块Ⅱ，直线模组Ⅰ通过滑块Ⅱ与横梁之间滑动连接，直线模组Ⅰ一端设有伺服电机；伺服自动对中机构的定位块Ⅰ上端面为正方形。

3.根据权利要求1所述的一种三柱片单层自动叠装系统，其特征是，所述伺服靠缝机构包括微动电缸和电磁铁，所述微动电缸固定在大支撑平台上，所述电磁铁与微动电缸之间设有电磁铁座，电磁铁固定在电磁铁座上端面，电磁铁座下端设有滑块Ⅲ，微动电缸上端面设有导轨Ⅱ，电磁铁座通过滑块Ⅲ和导轨Ⅱ与微动电缸之间滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种三柱片单层自动叠装系统，其特征是，所述大支撑平台上端面与三套伺服自动对中机构相应的位置分别设有硅钢片支撑平台，硅钢片支撑平台与伺服靠缝机构相应的位置设有槽孔，所述电磁铁穿过槽孔；

所述硅钢片支撑平台上与定位块Ⅰ相应的位置开有通孔，定位块Ⅰ穿过通孔。

5.根据权利要求1所述的一种三柱片单层自动叠装系统，其特征是，所述伺服Y向走步进机构包括靠模、定位电缸、导轨Ⅲ和滑块Ⅳ，所述定位电缸位于靠模下侧，定位电缸与大支撑平台之间设有定位电缸安装座，定位电缸通过定位电缸安装座固定在大支撑平台上，定位电缸上端面与靠模固定连接，所述滑块Ⅳ位于靠模下端面，靠模与大支撑平台之间通过导轨Ⅲ和滑块Ⅳ滑动连接；

所述靠模形状完全模拟轭片形状，其V型槽口和两斜边上固定有定位块Ⅱ。

6.根据权利要求1所述的一种三柱片单层自动叠装系统，其特征是，所述水平行走装置包括B机械手小车车体、B机械手小车运行伺服电机和传动轴，所述B机械手小车运行伺服电机固定在B机械手小车车体上，B机械手小车运行伺服电机与传动轴之间设有减速电机，传动轴左右两端设有B机械手传动齿轮，传动轴上B机械手传动齿轮内侧设有B机械手传动轴支承轴承，B机械手传动轴支承轴承通过B机械手支撑座安装在B机械手小车车体上，B机械手小车车体左右两端下表面设有B机械手直线滑块。

7.根据权利要求1所述的一种三柱片单层自动叠装系统，其特征是，所述升降装置包括B机械手升降立柱、B机械手升降电机、B机械手升降导轨和B机械手升降滑块，所述B机械手升降电机固定在水平行走装置上，B机械手升降电机通过B机械手升降导轨和B机械手升降滑块与B机械手升降立柱之间滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种三柱片单层自动叠装系统，其特征是，所述调柱片间距装置包括框架式法兰、B机械手直线模组、带槽吸盘固定梁和板式真空吸盘，所述升降装置下端固定有连接座，连接座与框架式法兰连接；

所述B机械手直线模组固定在框架式法兰下端，带槽吸盘固定梁固定在B机械手直线模组下端，带槽吸盘固定梁设有三根，中间的带槽吸盘固定梁固定，两端的带槽吸盘固定梁在B机械手直线模组上移动，带槽吸盘固定梁前后两端与框架式法兰相应的位置设有B机械手直线模组滑块，B机械手直线模组滑块与框架式法兰下端导轨配合，所述带槽吸盘固定梁前后两端下端面固定有板式真空吸盘。

9.根据权利要求8所述的一种三柱片单层自动叠装系统，其特征是，所述板式真空吸盘包括板式真空发生器和吸气孔。