CN108987101B - 网络变压器引脚自动缠绕引线设备及其绕线方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了网络变压器引脚自动缠绕引线设备及其绕线方法，自动化程度高，极大的降低了工人的劳动强度，并且解决了现有技术中网络变压器引脚绕线效率低的问题，同时由于完全自动化的作业，相较于人工作业依赖工人技艺与熟练度的传统工艺，解决了绕线质量不稳定、报废率较高的问题，实现了提高绕线速率、提高绕线质量稳定性，同时降低产品报废率的目的。

Description

网络变压器引脚自动缠绕引线设备及其绕线方法

技术领域

本发明涉及网络变压器领域，具体涉及网络变压器引脚自动缠绕引线设备及其绕线方法。

背景技术

对于网络变压器的铁芯引线而言，是由红、蓝、金、绿四种颜色的引线绞合而成。线圈置于组立盒内，线圈上的引线一一对应的缠绕在组立盒外缘的各引脚上，从而能够有效的通过引脚实现网络变压器对外的连接。现有技术中网络变压器的生产过程中，将各引线缠绕在引脚上时，都是通过人工操作。工作人员需要手动握持镊子进行操作，由于现有的用于网络变压器的漆包线直径都在0.06～0.12mm之间，这就要求工作人员需要具有极好的视力，并且动手要灵活迅速。然而即使是熟练的工人，每天工作8小时的情况下也只能完成数千根引线的缠绕。并且由于每个工人的手法与效率不同，绕线质量难以稳定，报废率始终较高。

发明内容

本发明的目的在于提供网络变压器引脚自动缠绕引线设备及其绕线方法，以解决现有技术中网络变压器引脚绕线效率低、质量不稳定、报废率较高的问题，实现提高绕线速率、提高绕线质量稳定性，同时降低产品报废率的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

网络变压器引脚自动缠绕引线设备，包括工作台，所述工作台上表面设置直线凹槽，所述直线凹槽的两侧均设置有位于工作台表面的引线压条，所述引线压条的长度方向平行于直线凹槽的长轴，所述直线凹槽的宽度与待绕线的网络变压器组立盒的宽度相匹配，当网络变压器组立盒放置在直线凹槽内时，所述引线压条能够压住网络变压器的铁芯引线；所述工作台上还设置有平行于直线凹槽的长轴的第一滑轨，还包括滑块，所述滑块的底部位于第一滑轨内，所述滑块上连接机头，所述机头的底面设置第二滑轨，所述第二滑轨与第一滑轨相互垂直，所述滑块的顶部位于第二滑轨内，所述滑块的底部与第一滑轨相匹配，所述滑块的顶部与所述第二滑轨相匹配；还包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述滑块沿第一滑轨、第二滑轨进行移动；所述机头上设置有朝向工作台上表面所在方向的伸缩装置，所述伸缩装置的输出端朝下，伸缩装置的输出端固定连接转动装置，所述转动装置的底端设置电动镊子；还包括连接在机头上的探头，所述探头远离机头的一端设置引线识别装置；还包括控制器，所述控制器的输入端与引线识别装置相连，所述控制器用于控制所述伸缩装置、转动装置、电动镊子。

针对现有技术中网络变压器引脚绕线效率低、质量不稳定、报废率较高的问题，本发明提出网络变压器引脚自动缠绕引线设备，本设备在工作台上表面设置直线凹槽，用于放置待绕线的网络变压器，因此使得直线凹槽的宽度与待绕线的网络变压器组立盒的宽度相匹配，确保网络变压器组立盒能够恰好放入直线凹槽中，不会出现左右晃动。引线压条用于压住网络变压器的铁芯引线，避免各引线之间相互缠绕打结导致绕线受阻。驱动机构用于驱动所述滑块沿第一滑轨、第二滑轨进行移动，由于第二滑轨与第一滑轨相互垂直，因此滑块沿着第一滑轨进行移动时，会带动机头整体沿着第一滑轨进行移动；同理，滑块沿着第二滑轨进行移动时，会带动机头整体沿着第二滑轨进行移动，从而实现机头在前后左右四个方向上的位移与调整，从而带动电动镊子和探头进行前后左右的移动，实现对网络变压器组立盒；两侧引脚的绕线、对依次放置在直线凹槽内的所有组立盒上引脚的绕线。电动镊子为现有技术，任何现有的电动镊子都能够用于本申请中。本设备具体使用时：首先将铁磁环和漆包线绕制而成的线圈按照设计位置固定在网络变压器组立盒内，再将网络变压器组立盒依次放入直线凹槽内，直到直线凹槽内填满网络变压器组立盒；之后将每个网络变压器组立盒内的引线向直线凹槽两侧拉出，使得两侧的引线分别被两个引线压条压住；再启动驱动机构，使滑块沿第一滑轨、第二滑轨进行移动，带动电动镊子、探头进行移动，探头通过引线识别装置识别到设定的起始引线后，反馈信号至控制器；控制器控制伸缩装置伸长、使电动镊子下移，再控制电动镊子闭合，夹住起始引线；再通过驱动机构微调滑块，使电动镊子位于起始引线对应的引脚旁边，控制器控制转动装置正转2至3圈，使得电动镊子绕引脚转动2至3圈，将引线缠绕到对应的引脚上；之后将电动镊子张开，伸缩装置收回，使电动镊子脱离引线，转动装置反转复位；再通过驱动机构驱动滑块沿设定路径移动，直至引线识别装置识别到下一根引线，重复上述绕线过程，使得驱动机构驱动滑块沿设定路径逐一移动，直至完成对所有网络变压器组立盒的引脚的绕线。本设备中所有对电动镊子的移动都通过驱动机构驱动滑块移动实现，由于对于待生产的网络变压器引针位置是已知的，即是对于同一批次生产的网络变压器而言，其组立盒上引针位置相同且固定，因此通过现有路径控制程序能够十分简单的由控制器控制滑块沿着指定路径进行移动，从而实现电动镊子的工位调整，再由伸缩装置和转动装置共同实现绕线作业。本设备自动化程度高，极大的降低了工人的劳动强度，并且解决了现有技术中网络变压器引脚绕线效率低的问题，同时由于完全自动化的作业，相较于人工作业依赖工人技艺与熟练度的传统工艺，解决了绕线质量不稳定、报废率较高的问题，实现了提高绕线速率、提高绕线质量稳定性，同时降低产品报废率的目的。

进一步的，所述引线识别装置包括图像获取装置、与图像获取装置相连的图像识别模块，所述图像获取装置的拍摄方向朝向电动镊子的下方，所述图像识别模块的输出端连接至所述控制器。本方案中通过图像获取装置拍摄电动镊子下方的实时图像，并将拍摄结果传递至图像识别模块，现有的图像识别模块具有识别图像像素的能力，而本方案中仅需图像识别模块识别出其中引线的表皮颜色即可，根据红、蓝、金、绿四种颜色的引线，为控制器提供判断基础，便于控制器根据预设选取指定颜色的引线作为起始引线开始绕线作业。

进一步的，所述电动镊子包括两块夹片，两块夹片各自铰接在转动装置的底端，两块夹片相互正对的一侧表面均嵌设电磁铁，所述电磁铁均与控制器的控制端相连。本方案中的电动镊子通过两块电磁铁实现，与现有的电动镊子相比，结构得到了简化，仅需通过对两块电磁铁通电，电磁铁产生磁性相互吸引即能够实现两块夹片的闭合，同理对电磁铁断电，即能够使两块夹片张开。

优选的，所述引线压条呈长条状结构，引线压条沿长轴方向在底面固定连接两个气缸，所述气缸均位于工作台内部，气缸的输出端与引线压条固定连接。气缸收缩，即将引线压条向工作台内部方向拉动，从而使得引线压条能够对组立盒两侧伸出的引线进行压持。

优选的，所述伸缩装置为气缸，所述转动装置为步进电机。

优选的，所述驱动机构包括第一电机、第二电机、第一滚轮、第二滚轮，所述第一滚轮设置在滑块底部、所述第二滚轮设置在滑块顶部，所述第一滚轮、第二滚轮均能够绕着自身轴线进行转动，所述第一电机、第二电机均固定在滑块上，第一电机的输出端与第一滚轮相连，第二电机的输出端与第二滚轮相连，所述第一滚轮的滚动方向为第一滑轨的长轴方向，所述第二滚轮的滚动方向为第二滑轨的长轴方向；所述第一电机、第二电机均与所述控制器的控制端相连。第一电机带动第一滚轮转动，从而实现整个机头沿着第一滑轨进行移动；第二电机带动第二滚轮转动，从而实现整个机头沿着第二滑轨进行移动。

网络变压器引脚绕线方法，包括以下步骤：

(a)将铁磁环和漆包线绕制而成的线圈按照设计位置固定在网络变压器组立盒内，再将网络变压器组立盒依次放入直线凹槽内，直到直线凹槽内填满网络变压器组立盒；

(b)将每个网络变压器组立盒内的引线向直线凹槽两侧拉出，使得两侧的引线分别被两个引线压条压住；

(c)启动驱动机构，使滑块沿第一滑轨、第二滑轨进行移动，带动电动镊子、探头进行移动，探头通过引线识别装置识别到设定的起始引线后，反馈信号至控制器；控制器控制伸缩装置伸长、使电动镊子下移，再控制电动镊子闭合，夹住起始引线；再通过驱动机构微调滑块，使电动镊子位于起始引线对应的引脚旁边，控制器控制转动装置正转N圈，使得电动镊子绕引脚转动N圈，将引线缠绕到对应的引脚上；其中N≥；

(d)电动镊子张开，伸缩装置收回，使电动镊子脱离引线，转动装置反转N圈复位；再通过驱动机构驱动滑块沿设定路径移动，直至引线识别装置识别到下一根引线，重复步骤(c)中的绕线步骤；

(e)驱动机构驱动滑块沿设定路径逐一移动，直至完成对所有网络变压器组立盒的引脚的绕线。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明网络变压器引脚自动缠绕引线设备及其绕线方法，自动化程度高，极大的降低了工人的劳动强度，并且解决了现有技术中网络变压器引脚绕线效率低的问题，同时由于完全自动化的作业，相较于人工作业依赖工人技艺与熟练度的传统工艺，解决了绕线质量不稳定、报废率较高的问题，实现了提高绕线速率、提高绕线质量稳定性，同时降低产品报废率的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为网络变压器组立盒的正视图；

图2为本发明具体实施例的结构示意图；

图3为本发明具体实施例工作状态下的结构示意图；

图4为本发明具体实施例中电动镊子的连接主视图；

图5为本发明具体实施例中电动镊子的连接侧视图；

图6为本发明具体实施例中引线压条的连接示意图；

图7为本发明具体实施例中驱动机构的连接示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-工作台，2-直线凹槽，3-引线压条，4-网络变压器组立盒，5-铁芯引线，6-机头，7-第一滑轨，8-滑块，9-第二滑轨，10-伸缩装置，11-转动装置，12-电动镊子，13-探头，14-引线识别装置，15-控制器，16-电磁铁，17-第一电机，18-第二电机，19-第一滚轮，20-第二滚轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图3所示的网络变压器引脚自动缠绕引线设备，包括工作台1，所述工作台1上表面设置直线凹槽2，所述直线凹槽2的两侧均设置有位于工作台1表面的引线压条3，所述引线压条3的长度方向平行于直线凹槽2的长轴，所述直线凹槽2的宽度与待绕线的网络变压器组立盒4的宽度相匹配，当网络变压器组立盒4放置在直线凹槽2内时，所述引线压条3能够压住网络变压器的铁芯引线5；所述工作台1上还设置有平行于直线凹槽2的长轴的第一滑轨7，还包括滑块8，所述滑块8的底部位于第一滑轨7内，所述滑块8上连接机头6，所述机头6的底面设置第二滑轨9，所述第二滑轨9与第一滑轨7相互垂直，所述滑块8的顶部位于第二滑轨9内，所述滑块8的底部与第一滑轨7相匹配，所述滑块8的顶部与所述第二滑轨9相匹配；还包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述滑块8沿第一滑轨7、第二滑轨9进行移动；所述机头6上设置有朝向工作台1上表面所在方向的伸缩装置10，所述伸缩装置10的输出端朝下，伸缩装置10的输出端固定连接转动装置11，所述转动装置11的底端设置电动镊子12；还包括连接在机头6上的探头13，所述探头13远离机头6的一端设置引线识别装置14；还包括控制器15，所述控制器15的输入端与引线识别装置14相连，所述控制器15用于控制所述伸缩装置10、转动装置11、电动镊子12。本实施例具体使用时：首先将铁磁环和漆包线绕制而成的线圈按照设计位置固定在网络变压器组立盒内，再将网络变压器组立盒依次放入直线凹槽2内，直到直线凹槽2内填满网络变压器组立盒；之后将每个网络变压器组立盒内的引线向直线凹槽2两侧拉出，使得两侧的引线分别被两个引线压条3压住；再启动驱动机构，使滑块沿第一滑轨7、第二滑轨9进行移动，带动电动镊子、探头进行移动，探头通过引线识别装置识别到设定的起始引线后，反馈信号至控制器；控制器控制伸缩装置伸长、使电动镊子下移，再控制电动镊子闭合，夹住起始引线；再通过驱动机构微调滑块，使电动镊子位于起始引线对应的引脚旁边，控制器控制转动装置正转2至3圈，使得电动镊子绕引脚转动2至3圈，将引线缠绕到对应的引脚上；之后将电动镊子张开，伸缩装置收回，使电动镊子脱离引线，转动装置反转复位；再通过驱动机构驱动滑块沿设定路径移动，直至引线识别装置识别到下一根引线，重复上述绕线过程，使得驱动机构驱动滑块沿设定路径逐一移动，直至完成对所有网络变压器组立盒4的引脚的绕线。

实施例2：

如图1至图7所示的网络变压器引脚自动缠绕引线设备，在实施例的基础上，所述引线识别装置14包括图像获取装置、与图像获取装置相连的图像识别模块，所述图像获取装置的拍摄方向朝向电动镊子12的下方，所述图像识别模块的输出端连接至所述控制器15。所述电动镊子12包括两块夹片，两块夹片各自铰接在转动装置11的底端，两块夹片相互正对的一侧表面均嵌设电磁铁16，所述电磁铁16均与控制器15的控制端相连。所述引线压条3呈长条状结构，引线压条3沿长轴方向在底面固定连接两个气缸，所述气缸均位于工作台1内部，气缸的输出端与引线压条3固定连接。所述伸缩装置10为气缸，所述转动装置11为步进电机。所述驱动机构包括第一电机17、第二电机18、第一滚轮19、第二滚轮20，所述第一滚轮19设置在滑块8底部、所述第二滚轮20设置在滑块8顶部，所述第一滚轮19、第二滚轮20均能够绕着自身轴线进行转动，所述第一电机17、第二电机18均固定在滑块8上，第一电机17的输出端与第一滚轮19相连，第二电机18的输出端与第二滚轮20相连，所述第一滚轮19的滚动方向为第一滑轨7的长轴方向，所述第二滚轮20的滚动方向为第二滑轨9的长轴方向；所述第一电机17、第二电机18均与所述控制器15的控制端相连。

实施例3：

网络变压器引脚绕线方法，在上述任一实施例的基础上，包括以下步骤：(a)将铁磁环和漆包线绕制而成的线圈按照设计位置固定在网络变压器组立盒4内，再将网络变压器组立盒4依次放入直线凹槽2内，直到直线凹槽2内填满网络变压器组立盒4；(b)将每个网络变压器组立盒4内的引线向直线凹槽2两侧拉出，使得两侧的引线分别被两个引线压条3压住；(c)启动驱动机构，使滑块8沿第一滑轨7、第二滑轨9进行移动，带动电动镊子12、探头13进行移动，探头13通过引线识别装置14识别到设定的起始引线后，反馈信号至控制器15；控制器15控制伸缩装置10伸长、使电动镊子12下移，再控制电动镊子12闭合，夹住起始引线；再通过驱动机构微调滑块8，使电动镊子12位于起始引线对应的引脚旁边，控制器15控制转动装置11正转N圈，使得电动镊子12绕引脚转动N圈，将引线缠绕到对应的引脚上；其中N≥2；(d)电动镊子12张开，伸缩装置10收回，使电动镊子12脱离引线，转动装置11反转N圈复位；再通过驱动机构驱动滑块8沿设定路径移动，直至引线识别装置14识别到下一根引线，重复步骤(c)中的绕线步骤；(e)驱动机构驱动滑块8沿设定路径逐一移动，直至完成对所有网络变压器组立盒4的引脚的绕线。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.网络变压器引脚自动缠绕引线设备，包括工作台（1），其特征在于，所述工作台（1）上表面设置直线凹槽（2），所述直线凹槽（2）的两侧均设置有位于工作台（1）表面的引线压条（3），所述引线压条（3）的长度方向平行于直线凹槽（2）的长轴，所述直线凹槽（2）的宽度与待绕线的网络变压器组立盒（4）的宽度相匹配，当网络变压器组立盒（4）放置在直线凹槽（2）内时，所述引线压条（3）能够压住网络变压器的铁芯引线（5）；所述工作台（1）上还设置有平行于直线凹槽（2）的长轴的第一滑轨（7），还包括滑块（8），所述滑块（8）的底部位于第一滑轨（7）内，所述滑块（8）上连接机头（6），所述机头（6）的底面设置第二滑轨（9），所述第二滑轨（9）与第一滑轨（7）相互垂直，所述滑块（8）的顶部位于第二滑轨（9）内，所述滑块（8）的底部与第一滑轨（7）相匹配，所述滑块（8）的顶部与所述第二滑轨（9）相匹配；还包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述滑块（8）沿第一滑轨（7）、第二滑轨（9）进行移动；所述机头（6）上设置有朝向工作台（1）上表面所在方向的伸缩装置（10），所述伸缩装置（10）的输出端朝下，伸缩装置（10）的输出端固定连接转动装置（11），所述转动装置（11）的底端设置电动镊子（12）；还包括连接在机头（6）上的探头（13），所述探头（13）远离机头（6）的一端设置引线识别装置（14）；还包括控制器（15），所述控制器（15）的输入端与引线识别装置（14）相连，所述控制器（15）用于控制所述伸缩装置（10）、转动装置（11）和电动镊子（12）。

2.根据权利要求1所述的网络变压器引脚自动缠绕引线设备，其特征在于，所述引线识别装置（14）包括图像获取装置、与图像获取装置相连的图像识别模块，所述图像获取装置的拍摄方向朝向电动镊子（12）的下方，所述图像识别模块的输出端连接至所述控制器（15）。

3.根据权利要求1所述的网络变压器引脚自动缠绕引线设备，其特征在于，所述电动镊子（12）包括两块夹片，两块夹片各自铰接在转动装置（11）的底端，两块夹片相互正对的一侧表面均嵌设电磁铁（16），所述电磁铁（16）均与控制器（15）的控制端相连。

4.根据权利要求1所述的网络变压器引脚自动缠绕引线设备，其特征在于，所述引线压条（3）呈长条状结构，引线压条（3）沿长轴方向在底面固定连接两个气缸，所述气缸均位于工作台（1）内部，气缸的输出端与引线压条（3）固定连接。

5.根据权利要求1所述的网络变压器引脚自动缠绕引线设备，其特征在于，所述伸缩装置（10）为气缸，所述转动装置（11）为步进电机。

6.根据权利要求1所述的网络变压器引脚自动缠绕引线设备，其特征在于，所述驱动机构包括第一电机（17）、第二电机（18）、第一滚轮（19）、第二滚轮（20），所述第一滚轮（19）设置在滑块（8）底部、所述第二滚轮（20）设置在滑块（8）顶部，所述第一滚轮（19）、第二滚轮（20）均能够绕着自身轴线进行转动，所述第一电机（17）、第二电机（18）均固定在滑块（8）上，第一电机（17）的输出端与第一滚轮（19）相连，第二电机（18）的输出端与第二滚轮（20）相连，所述第一滚轮（19）的滚动方向为第一滑轨（7）的长轴方向，所述第二滚轮（20）的滚动方向为第二滑轨（9）的长轴方向；所述第一电机（17）、第二电机（18）均与所述控制器（15）的控制端相连。

7.基于权利要求1至6中任一所述的网络变压器引脚自动缠绕引线设备的网络变压器引脚绕线方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将铁磁环和漆包线绕制而成的线圈按照设计位置固定在网络变压器组立盒（4）内，再将网络变压器组立盒（4）依次放入直线凹槽（2）内，直到直线凹槽（2）内填满网络变压器组立盒（4）；

（b）将每个网络变压器组立盒（4）内的引线向直线凹槽（2）两侧拉出，使得两侧的引线分别被两个引线压条（3）压住；

（c）启动驱动机构，使滑块（8）沿第一滑轨（7）、第二滑轨（9）进行移动，带动电动镊子（12）、探头（13）进行移动，探头（13）通过引线识别装置（14）识别到设定的起始引线后，反馈信号至控制器（15）；控制器（15）控制伸缩装置（10）伸长、使电动镊子（12）下移，再控制电动镊子（12）闭合，夹住起始引线；再通过驱动机构微调滑块（8），使电动镊子（12）位于起始引线对应的引脚旁边，控制器（15）控制转动装置（11）正转N圈，使得电动镊子（12）绕引脚转动N圈，将引线缠绕到对应的引脚上；其中N≥2；

（d）电动镊子（12）张开，伸缩装置（10）收回，使电动镊子（12）脱离引线，转动装置（11）反转N圈复位；再通过驱动机构驱动滑块（8）沿设定路径移动，直至引线识别装置（14）识别到下一根引线，重复步骤（c）中的绕线步骤；

（e）驱动机构驱动滑块（8）沿设定路径逐一移动，直至完成对所有网络变压器组立盒（4）的引脚的绕线。

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