CN109087803B - 一种变压器铁芯自动叠片装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器生产的自动化设备技术领域，具体涉及一种变压器铁芯自动叠片装置。该叠片装置包括支架、取放机构、传送机构和叠片平台，所述取放机构和传送机构固定于支架上，所述取放机构用于抓取叠片并叠放至叠片平台上，所述叠片平台放置于支架上且可沿取放机构的叠片方向运动，所述传送机构用于送入叠片平台至取放机构的叠片范围内及送出叠片完成后的叠片平台。所述装置可实现全天候24小时运转，叠片速度高于人工叠片，从而极大提高生产效率；前期投入生产线的资金后，后期无需支出叠片工人的开支，极大降低生产成本；叠片质量稳定，出错概率远低于人工叠片，从而保证了铁芯的外形美观和变压器质量的稳定性。

Description

一种变压器铁芯自动叠片装置

技术领域

本发明涉及变压器生产的自动化设备技术领域，具体涉及一种变压器铁芯自动叠片装置。

背景技术

变压器铁芯是用于绕制变压器线圈绕组的支撑骨架，而现有的铁芯实际上是通过多片硅钢片层叠形成的具有固定形状的结构。并且变压器铁芯往往不是单根绕线柱，例如，其通常需要形成“日”字形构造的绕线骨架，因此，需要层叠五组硅钢片拼接而成，且每组中硅钢片的宽度和形状不同，每组硅钢片在层叠完成后，其纵截面形成纺锤形结构，因此，变压器铁芯的结构复杂，硅钢片数量非常大，且大型变压器铁芯的成品的重量很大。

现有的变压器生产企业通常通过人工逐片层叠硅钢片实现铁芯的生产，可想而知，人工叠片存在以下不可避免的缺陷：由于硅钢片的数量很多，而工人通常需要逐片层叠，导致工作量巨大，且工人无法做到全天24小时工作，生产效率低下；通常需要2-4个工人同时进行一个铁芯的叠片工作，导致工厂人工开支巨大，叠片工作非常不经济；由于人力工作无法保证时刻的注意力集中，非常容易出现叠片不齐，影响铁芯的外形美观甚至变压器的质量。

因此，人们急需一种可实现自动化叠片的装置，从而完全代替人工叠片以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：提供一种变压器铁芯自动叠片装置，其可完全取代现有需要人工进行硅钢片叠片的铁芯生产工艺，生产线可进行全天候24小时运转，且叠片速度高于人工叠片，从而极大提高生产效率；前期投入生产线的资金后，后期无需支出叠片工人的开支，极大降低生产成本；避免了由于人工无法时刻保持注意力集中所导致的叠片不齐，影响铁芯外形美观甚至变压器质量的问题。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种变压器铁芯自动叠片装置，其特征在于，包括支架、取放机构、传送机构和叠片平台，所述取放机构和传送机构固定于支架上，所述取放机构用于抓取叠片并叠放至叠片平台上，所述叠片平台放置于支架上且可沿取放机构的叠片方向运动，所述传送机构用于送入叠片平台至取放机构的叠片范围内及送出叠片完成后的叠片平台。

在一种优选的实施方式中，所述叠片平台通过升降机构放置于支架上，所述升降限位机构可控制叠片平台的上升和下降。

在一种优选的实施方式中，所述升降机构包括：固定于支架上的第一气缸，以及与第一气缸的顶杆连接的托盘，所述托盘用于放入叠片平台，所述第一气缸控制托盘上升和下降从而控制叠片平台的升降。

在一种优选的实施方式中，在所述托盘上安装有滚筒排，所述滚筒排包括多个滚筒，在所述滚筒上固定有滑轮，在叠片平台的底部平面上安装有滑轨，所述滑轮和滑轨配合从而保证叠片平台在托盘中沿滚筒排的传输方向运动；在滚筒轴线安装点的托盘的两个侧壁上分别安装有一个第二气缸，两个第二气缸的顶杆可顶住叠片平台的两个相对的侧面，从而防止叠片平台在滚筒排上滑动。

在一种优选的实施方式中，在所述托盘的底面上安装有第三气缸，在叠片平台的底面上具有定位块，所述定位块上具有定位孔，所述第三气缸的顶杆可插入定位孔中。

在一种优选的实施方式中，所述叠片平台包括：

底板；

自左向右依次设置于底板上的第一叠片仓和第二叠片仓，自上而下依次设置于底板上的第三叠片仓、第四叠片仓和第五叠片仓，所述第一叠片仓、第二叠片仓、第三叠片仓、第四叠片仓和第五叠片仓内部均具有限位机构，所述限位机构用于限制一定数量和宽度的叠片层叠放入，

所述第一叠片仓叠入第一叠片组，所述第二叠片仓叠入第二叠片组，且所述第一叠片组和第二叠片组平行；

所述第三叠片仓叠入第三叠片组，所述第四叠片仓叠入第四叠片组，所述第五叠片仓叠入第五叠片组，且所述第三叠片组、第四叠片组和第五叠片组相互平行；

所述第一叠片组垂直于第三叠片组，所述第一叠片组、第二叠片组、第三叠片组、第四叠片组、第五叠片组构成“日”字形变压器叠片绕线骨架。

在一种优选的实施方式中，所述限位机构为阶梯状结构和销组中的至少一种，所述销组包括多根自上而下长度依次增加的销杆。

在一种优选的实施方式中，所述取放机构有两个，分别固定于叠片平台两侧的支架上。

在一种优选的实施方式中，所述取放机构为五轴机械手，所述五轴机械手的抓取端安装有吸盘，所述吸盘连接有气管，所述气管另一端连接压缩泵，所述压缩泵通过气管吸气，从而使吸盘吸住叠片实现抓取。

在一种优选的实施方式中，所述五轴机械手包括第四气缸、第五气缸、第一电机、第二电机、第三电机以及第一滑轨、第一滑块、第二滑轨、第二滑块，所述第一滑轨固定于支架上，所述第四气缸固定于第一滑轨上，所述第一滑块滑动连接于第一滑轨上，所述第四气缸的顶杆连接第一滑块，所述第一电机固定于第二滑块中，且第一电机的转轴连接第二滑轨，在第二滑轨上安装有第二电机，在第二滑轨上滑动连接有第二滑块，所述第二电机传动连接第二滑块，并可带动第二滑块沿第二滑轨上滑动，在第二滑块末端固定有第五气缸，所述第五气缸的顶杆连接第三电机，所述第三电机的转轴上固定有旋转架，所述旋转架上安装有吸盘。

本发明的有益效果是：所述自动叠片装置包括支架、取放机构、传送机构和叠片平台，所述取放机构和传送机构固定于支架上，所述叠片平台放置于支架上且可沿取放机构的叠片方向运动，所述传送机构用于送入叠片平台至取放机构的叠片范围内及送出叠片完成后的叠片平台。通过上述自动化机构的配合，实现自动叠片功能，该装置可实现全天候24小时运转，叠片速度高于人工叠片，从而极大提高生产效率；前期投入生产线的资金后，后期无需支出叠片工人的开支，极大降低生产成本；叠片质量稳定，出错概率远低于人工叠片，从而保证了铁芯的外形美观和变压器质量的稳定性。

附图说明

图1是所述叠片装置在传送机构平面上的状态立体图；

图2是所述叠片平台在上升至叠片平面上时的叠片装置立体图；

图3是所述升降机构的立体图；

图4是所述叠片平台的底视图；

图5是所述叠片平台放置于升降机构上的侧视图；

图6是所述叠片平台的立体图；

图7是所述第一叠片仓处的局部放大图；

图8是所述五轴机械手的立体图；

图9是所述吸盘处的局部放大图。

图中各附图标记为：1：支架，2：五轴机械手，211：第一滑轨，212：第一滑块，213：第二滑轨，214：第二滑块，215：气管，216：旋转架，217：吸盘，221：第四气缸，222：第一电机，223：第二电机，224：第五气缸，225：第三电机，3：传送机构，4：叠片平台，41：底板，42：滑轨，43：定位块，431：定位孔，44：第一叠片仓，441：第一连接板，442：阶梯状结构，443：销组，45：第二叠片仓，451：第二连接板，46：第三叠片仓，47：第四叠片仓，48：第五叠片仓，5：升降机构，51：第一气缸，52：托盘，531：滚筒，532：滑轮，54：第二气缸，55：第三气缸。

具体实施方式

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

结合图1和图2，本发明所述的自动叠片装置包括支架1、取放机构、传送机构3、叠片平台4和升降机构5，优选的，所述取放机构为五轴机械手2。在支架1的两个安装平台上安装有五轴机械手2，且在两个安装平台之间安装有升降机构5，所述叠片平台4置于升降机构5上，传送机构3用于送入为叠入硅钢片的叠片平台4以及送出叠好硅钢片的叠片平台4，因此传送机构3穿过支架1的安装平台的通孔中并与升降机构5连接。如图1所示，升降机构5与传送机构3在同一平面时，左侧的传送机构3将空的叠片平台4传送至升降机构5上，如图2所示，升降机构5抬升叠片平台4至叠片工位，此时，两个五轴机械手2通过从料仓(图中未示出)抓取硅钢片，然后放入叠片平台4。在完成叠硅钢片后，升降机构5再次下降至传送机构3同一平面上，右侧的传送机构3将叠片平台4拉离升降平台并送出。该装置的结构特征，可适用于生产线的连续生产，即在完成叠片后，可通过传送机构3进入下一步的铁芯固定、绕线、变压器组装等一系列产线流程。

结合图3-图5，详细说明升降机构5与叠片平台4的具体配合关系。所述升降机构5包括第一气缸51、托盘52、滚筒排、第二气缸54和第三气缸55。所述的第一气缸51有两个，且均固定于支架1的底部平面上，两个第一气缸51的顶杆分别固定于托盘52底部，使第一气缸51可带动托盘52上下运动，同时，在托盘52内部安装有滚筒排，所述滚筒排包括三根滚筒531，在每根滚筒531上固定有滑轮532。在滚筒531的轴线安装点的托盘52两边侧面固定有第二气缸54，同时，在相邻滚筒531之间的托盘52上固定有第三气缸55。相对应的，在叠片平台4的底板41上，固定有滑轨42和定位块43，在所述定位块43上具有定位孔431。滑轮532可卡入滑轨42中从而保证叠片平台4依靠滚筒531的滚动实现左右的移动；同时，在进行叠硅钢片的过程中，第三气缸55的顶杆可顶入定位孔431中，从而实现叠片平台4的定位。进一步的，如图5所示，在叠片平台4进行叠硅钢片过程中，第二气缸54的顶杆可顶住叠片平台4的侧面，从而进一步保证叠片平台4的定位。当叠片平台4完成叠片作业后，第二气缸54和第三气缸55的顶杆收缩，从而使其对叠片平台4的定位作用消失，传送机构3可拉动叠片平台4进入下一个产线工位。

如图6所示，所述叠片平台4包括：底板41；自左向右依次设置于底板41上的第一叠片仓44和第二叠片仓45，自上而下依次设置于底板41上的第三叠片仓46、第四叠片仓47和第五叠片仓48。所述第一叠片仓44、第二叠片仓45、第三叠片仓46、第四叠片仓47和第五叠片仓48内部均具有限位机构，所述限位机构用于限制一定数量和宽度的叠片层叠放入。所述第一叠片仓44叠入第一叠片组，所述第二叠片仓45叠入第二叠片组，且所述第一叠片组和第二叠片组平行。所述第三叠片仓46叠入第三叠片组，所述第四叠片仓47叠入第四叠片组，所述第五叠片仓48叠入第五叠片组，且所述第三叠片组、第四叠片组和第五叠片组相互平行。所述第一叠片组垂直于第三叠片组，所述第一叠片组、第二叠片组、第三叠片组、第四叠片组、第五叠片组构成“日”字形变压器叠片绕线骨架。进一步的，所述第一叠片仓44的外部的两块靠板通过第一连接板441连接，第一连接板441上具有凹孔，同样的，第二叠片仓45外部的两块靠板通过第二连接板451连接，第二连接板451上具有凹孔，所述的凹孔对应于第二气缸54的顶杆，所述第二气缸54的顶杆可顶入凹孔中实现对叠片平台4的定位。

如图7所示，所述限位机构为阶梯状结构442和销组443中的至少一种，所述销组443包括多根自上而下长度依次增加的销杆，即在第一叠片仓44的一块靠板上具有阶梯状结构442，在与之相对的靠板上具有销组443，因此，在堆叠不同宽度的同组硅钢片时，保证准确性，从而形成纵向截面为纺锤形的结构。

结合图8和图9，所述五轴机械手2的抓取端安装有吸盘217，所述吸盘217连接有气管215，所述气管215另一端连接压缩泵，所述压缩泵通过气管215吸气，从而使吸盘217吸住叠片实现抓取。所述五轴机械手2可实现三维方向上的轴向伸缩以及两个平行平面上的轴向转动。进一步的，所述五轴机械手2包括第四气缸221、第五气缸224、第一电机222、第二电机223、第三电机225以及第一滑轨211、第一滑块212、第二滑轨213、第二滑块214，所述第一滑轨211固定于支架1上，所述第四气缸221固定于第一滑轨211上，所述第一滑块212滑动连接于第一滑轨211上，所述第四气缸221的顶杆连接第一滑块212，所述第一电机222固定于第二滑块214中，且第一电机222的转轴连接第二滑轨213，在第二滑轨213上安装有第二电机223，在第二滑轨213上滑动连接有第二滑块214，所述第二电机223传动连接第二滑块214，并可带动第二滑块214沿第二滑轨213上滑动，在第二滑块214末端固定有第五气缸224，所述第五气缸224的顶杆连接第三电机225，所述第三电机225的转轴上固定有旋转架216，所述旋转架216上安装有吸盘217。且在第二滑块214上具有管槽，可在管槽中卡入气管215从而起到理线作用，同时，也可在管槽上方的气管215外部安装有理线盒(图中未示出)。该五轴机械手2的工作原理为：第四气缸221通过顶杆带动第一滑块212沿X轴方向运动，第二电机223通过丝杆和丝杆副配合带动第二滑块214沿Y轴方向运动，第五气缸224带动第三电机225、旋转架216以及吸盘217沿Z轴方向运动；同时，第一电机222可带动第二滑轨213沿转轴转动，第三电机225可带动旋转架216沿转轴转动，从而实现精确定位至待抓取硅钢片上部以及叠片平台4的各叠片仓中；同时，吸盘217通过与之相连的气管215和压缩泵，实现对硅钢片的吸取和释放。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种变压器铁芯自动叠片装置，其特征在于，包括支架、取放机构、传送机构和叠片平台，所述取放机构和传送机构固定于支架上，所述取放机构用于抓取叠片并叠放至叠片平台上，所述叠片平台放置于支架上且可沿取放机构的叠片方向运动，所述传送机构用于送入叠片平台至取放机构的叠片范围内及送出叠片完成后的叠片平台；

所述叠片平台包括：

底板；

自左向右依次设置于底板上的第一叠片仓和第二叠片仓，自上而下依次设置于底板上的第三叠片仓、第四叠片仓和第五叠片仓，所述第一叠片仓、第二叠片仓、第三叠片仓、第四叠片仓和第五叠片仓内部均具有限位机构，所述限位机构用于限制一定数量和宽度的叠片层叠放入，

所述第一叠片仓叠入第一叠片组，所述第二叠片仓叠入第二叠片组，且所述第一叠片组和第二叠片组平行；

所述第三叠片仓叠入第三叠片组，所述第四叠片仓叠入第四叠片组，所述第五叠片仓叠入第五叠片组，且所述第三叠片组、第四叠片组和第五叠片组相互平行；

所述第一叠片组垂直于第三叠片组，所述第一叠片组、第二叠片组、第三叠片组、第四叠片组、第五叠片组构成“日”字形变压器叠片绕线骨架；

所述取放机构为五轴机械手，所述五轴机械手的抓取端安装有吸盘，所述吸盘连接有气管，所述气管另一端连接压缩泵，所述压缩泵通过气管吸气，从而使吸盘吸住叠片实现抓取；

所述五轴机械手包括第四气缸、第五气缸、第一电机、第二电机、第三电机以及第一滑轨、第一滑块、第二滑轨、第二滑块，所述第一滑轨固定于支架上，所述第四气缸固定于第一滑轨上，所述第一滑块滑动连接于第一滑轨上，所述第四气缸的顶杆连接第一滑块，所述第一电机固定于第二滑块中，且第一电机的转轴连接第二滑轨，在第二滑轨上安装有第二电机，在第二滑轨上滑动连接有第二滑块，所述第二电机传动连接第二滑块，并可带动第二滑块沿第二滑轨滑动，在第二滑块末端固定有第五气缸，所述第五气缸的顶杆连接第三电机，所述第三电机的转轴上固定有旋转架，所述旋转架上安装有吸盘。

2.如权利要求1所述的一种变压器铁芯自动叠片装置，其特征在于，所述叠片平台通过升降机构放置于支架上，所述升降机构可控制叠片平台的上升和下降。

3.如权利要求2所述的一种变压器铁芯自动叠片装置，其特征在于，所述升降机构包括：固定于支架上的第一气缸，以及与第一气缸的顶杆连接的托盘，所述托盘用于放入叠片平台，所述第一气缸控制托盘上升和下降从而控制叠片平台的升降。

4.如权利要求3所述的一种变压器铁芯自动叠片装置，其特征在于，在所述托盘上安装有滚筒排，所述滚筒排包括多个滚筒，在所述滚筒上固定有滑轮，在叠片平台的底部平面上安装有滑轨，所述滑轮和滑轨配合从而保证叠片平台在托盘中沿滚筒排的传输方向运动；在滚筒轴线安装点的托盘的两个侧壁上分别安装有一个第二气缸，两个第二气缸的顶杆可顶住叠片平台的两个相对的侧面，从而防止叠片平台在滚筒排上滑动。

5.如权利要求4所述的一种变压器铁芯自动叠片装置，其特征在于，在所述托盘的底面上安装有第三气缸，在叠片平台的底面上具有定位块，所述定位块上具有定位孔，所述第三气缸的顶杆可插入定位孔中。

6.如权利要求1所述的一种变压器铁芯自动叠片装置，其特征在于，所述限位机构为阶梯状结构和销组中的至少一种，所述销组包括多根自上而下长度依次增加的销杆。

7.如权利要求1所述的一种变压器铁芯自动叠片装置，其特征在于，所述取放机构有两个，分别固定于叠片平台两侧的支架上。