CN109273239A - 变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置 - Google Patents
变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及变压器技术领域，具体公开一种变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，包括：定位平台，用于放置未错位堆叠放置的硅钢片；储片平台，用于放置已错位堆叠放置的硅钢片；控制装置，用于存储与各种类型的硅钢片的尺寸相关的目标校验数据以及目标步进距离；吸取检测装置，与所述控制装置电连接，用于从定位平台中吸取硅钢片并进行测量，若测量结果与所述目标校验数据匹配，则根据所述目标步进距离将所述硅钢片释放至所述储片平台中。本发明提供的变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，通过在错位叠片前对硅钢片进行相关尺寸的测量和检核，可以提高中柱片的错位叠合效率以及保证中柱片的叠合质量。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置。
背景技术
变压器的铁芯一般包括左柱片、中柱片、右柱片、下轭和上轭等。在中柱片的生产过程中，需要将若干块硅钢片按照一定的距离间隔进行错位堆叠。例如，在申请号为CN201120314442.5的专利中，五级叠片式变压器铁芯就需要将五块形状尺寸相匹配的硅钢片等间隔依次错位堆叠，相邻两块硅钢片的横向错位步进相等。
目前，在国内的中柱片生产过程中，硅钢片的错位叠合工序主要靠人工配合靠模定位进行，效率低下，而且定位模一旦固定下来，操作人员不会再次对叠合后的横向错位步进进行测量，如果任一片硅钢片本身的尺寸与预设尺寸有偏差，加工过程中也不会被发现，这样得到的产品会存在严重的质量问题。
因此，需要一种装置，可以提高中柱片的错位叠合效率以及保证中柱片的叠合质量。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，可以提高中柱片的错位叠合效率以及保证中柱片的叠合质量。
为达以上目的，本发明提供一种变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，包括：
定位平台，用于放置未错位堆叠放置的硅钢片；
储片平台，用于放置已错位堆叠放置的硅钢片；
控制装置，用于存储与各种类型的硅钢片的尺寸相关的目标校验数据以及目标步进距离；
吸取检测装置，与所述控制装置电连接，用于从定位平台中吸取硅钢片并进行测量，若测量结果与所述目标校验数据匹配，则根据所述目标步进距离将所述硅钢片释放至所述储片平台中。
优选地，所述吸取检测装置包括：
主导轨，位于所述定位平台和储片平台的上方；
主横梁，所述主横梁在与所述控制装置电连接的主伺服电机的驱动下沿所述主导轨从所述定位平台的上方水平滑动至所述储片平台的上方；
辅导轨，固定在所述主横梁的中部的所述辅导轨的延伸方向与所述主导轨的延伸方向相互垂直；
上板，所述上板在上伺服电机的驱动下沿所述辅导轨水平滑动；
直杆气缸，所述直杆气缸的缸体固定在所述上板上；
下板，所述下板位于所述上板的下方，且所述直杆气缸的驱动端与所述下板的顶部连接；
吸盘，安装在所述下板的底部，用于吸取和释放硅钢片；
物料传感器，安装在所述下板上，用于检测吸盘是否成功吸起了硅钢片；
激光检测模块，所述激光检测模块包括分别设置于所述主横梁的两端的第一激光传感器和第二激光传感器，所述第一激光传感器和第二激光传感器均用于垂直向下发出激光。
优选地，所述定位平台包括：
工作台；
X方向夹紧机构，所述X方向夹紧机构包括固定在所述工作台上的X固定块、X伺服电机和在所述X伺服电机驱动下沿X方向靠近或者远离所述X固定块的X滑动块；所述X方向与主导轨的延伸方向平行；所述X方向夹紧机构用于对硅钢片进行X方向的限位；
Y方向夹紧机构，所述Y方向夹紧机构包括固定在所述工作台上的Y固定块、Y伺服电机和在所述Y伺服电机驱动下沿Y方向靠近或者远离所述Y固定块的Y滑动块；所述Y方向与主导轨的延伸方向垂直；所述Y方向夹紧机构用于对硅钢片进行Y方向的限位。
优选地，所述目标校验数据包括：
被所述吸盘吸起后的硅钢片与所述第一激光传感器在Y方向的第一距离；
被所述吸盘吸起后的硅钢片与所述第二激光传感器在Y方向的第二距离。
本发明的有益效果在于：提供一种变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，通过在错位叠片前对硅钢片进行相关尺寸的测量和检核，可以提高中柱片的错位叠合效率以及保证中柱片的叠合质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置的俯视图；
图2为图1中J处的局部放大示意图；
图3为本发明实施例提供的吸取检测装置的结构示意图；
图4为硅钢片长度A和宽度B的示意图(图4中展示了已经错位叠合的五片硅钢片)；
图5为图4中K处的局部放大后步进距离H的示意图；
图6为X固定块和X滑动块的最大距离C以及Y固定块和Y滑动块的最大距离D的示意图；
图7为第一激光传感器和第二激光传感器之间的距离E、被所述吸盘吸起后的硅钢片与所述第一激光传感器在Y方向的第一距离F以及被所述吸盘吸起后的硅钢片与所述第二激光传感器在Y方向的第二距离G的示意图。
图中：
1、定位平台；101、工作台；102、X固定块；103、X滑动块；104、Y固定块；105、Y滑动块；106、光电传感器；
2、储片平台；
3、吸取检测装置；301、主导轨；302、主横梁；303、直杆气缸；304、下板；305、吸盘；306、物料传感器；307、第一激光传感器；308、第二激光传感器；
4、硅钢片。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1～图7所示，本实施例提供一种变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，包括定位平台1、储片平台2、控制装置和吸取检测装置3。其中，步进就是指硅钢片4所对应的步进距离，轴心就是指经过硅钢片4的几何中心且方向与硅钢片4的宽度方向平行的直线。传统的手工作业就是因为没有对这两个参数进行检核，所以容易导致产品有质量问题本实施例通过对硅钢片4的尺寸进行检核进而确定该硅钢片4对应的步进距离和轴心位置是否满足要求，进而提高产品的品质，降低次品率。
定位平台1用于放置未错位堆叠放置的硅钢片4；储片平台2用于放置已错位堆叠放置的硅钢片4；控制装置用于存储与各种类型的硅钢片4的尺寸相关的目标校验数据以及目标步进距离。吸取检测装置3与所述控制装置电连接，用于从定位平台1中吸取硅钢片4并进行测量：若测量结果与所述目标校验数据匹配，则根据所述目标步进距离将所述硅钢片4释放至所述储片平台2中；若测量结果与所述目标校验数据不匹配，则将被吸取的硅钢片4放置在缓存区域，继续从定位平台1中吸取下一片硅钢片4。
所述定位平台1包括工作台101、两组X方向夹紧机构、一组Y方向夹紧机构和一个光电传感器106。所述X方向夹紧机构包括固定在所述工作台101上的X固定块102、X伺服电机和在所述X伺服电机驱动下沿X方向靠近或者远离所述X固定块102的X滑动块103；所述X方向夹紧机构用于对硅钢片4进行X方向的限位。所述Y方向夹紧机构包括固定在所述工作台101上的Y固定块104、Y伺服电机和在所述Y伺服电机驱动下沿Y方向靠近或者远离所述Y固定块104的Y滑动块105；所述Y方向夹紧机构用于对硅钢片4进行Y方向的限位。优选地，由于硅钢片4的两端为三角结构，所以Y固定块104和Y滑动块105可以选用斜面结构以利于与硅钢片4紧密贴合。光电传感器106用于检测定位平台上是否存在硅钢片4。
所述吸取检测装置3包括主导轨301、主横梁302、主伺服电机、辅导轨、上板、上伺服电机、直杆气缸303、下板304、吸盘305、物料传感器306和激光检测模块。
主导轨301位于所述定位平台1和储片平台2的上方，所述X方向与主导轨301的延伸方向平行，所述Y方向与主导轨301的延伸方向垂直。所述主横梁302在与所述控制装置电连接的主伺服电机的驱动下沿所述主导轨301从所述定位平台1的上方水平滑动至所述储片平台2的上方。辅导轨固定在所述主横梁302的中部的所述辅导轨的延伸方向与所述主导轨301的延伸方向相互垂直。所述上板在上伺服电机的驱动下沿所述辅导轨水平滑动。所述直杆气缸303的缸体固定在所述上板上。所述下板304位于所述上板的下方，且所述直杆气缸303的驱动端与所述下板304的顶部连接。吸盘305安装在所述下板304的底部，用于吸取和释放硅钢片4。物料传感器306安装在所述下板304上，用于检测吸盘305是否成功吸起了硅钢片4。所述激光检测模块包括分别设置于所述主横梁302的两端的第一激光传感器307和第二激光传感器308，所述第一激光传感器307和第二激光传感器308均用于垂直向下发出激光。
以下对本实施例提供的变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置的工作过程进行说明(硅钢片4的片型有多种，本实施例以其中一种进行说明)：
(1)预先在控制装置中存入错位叠片装置自身的设计参数以及与各种类型的硅钢片4的尺寸相关的目标校验数据：
错位叠片装置自身的设计参数包括：
①各种类型的硅钢片4的Y方向的长度A和X方向的宽度B；
②X固定块102和X滑动块103的最大距离C以及Y固定块104和Y滑动块105的最大距离D；
③第一激光传感器307和第二激光传感器308之间的距离E；
所述目标校验数据包括：
①被所述吸盘305吸起后的硅钢片4与所述第一激光传感器307在Y方向的第一距离F以及被所述吸盘305吸起后的硅钢片4与所述第二激光传感器308在Y方向的第二距离G；
②与第一距离F以及第二距离G对应的步进距离H。
详见表1和表2。
(2)先将一片硅钢片4放置在定位平台1的工作台101上。
(3)在控制装置上选择硅钢片4的片型或者相应的尺寸；如表1所示，选择好相应的片型或者尺寸后，控制装置自动计算X滑动块103和Y滑动块105需要前进的距离，然后计算出X伺服电机和Y伺服电机所需要的转动参数(由于①各种类型的硅钢片4的Y方向的长度A和X方向的宽度B和②X固定块102和X滑动块103的最大距离C以及Y固定块104和Y滑动块105的最大距离D均已知；所以可以反推使X滑动块103和Y滑动块105压紧硅钢片4时X伺服电机和Y伺服电机所需的转动参数)。
(4)接着X伺服电机驱动X滑动块103向X固定块102滑动，使硅钢片4在X方向复位；随后Y伺服电机驱动Y滑动块105向Y固定块104滑动，使硅钢片4在Y方向复位。如此一来，就完成了硅钢片4在定位平台1上的初始定位。
(5)由于定位平台1、主横梁302和主导轨301等的位置均是已知的，所以可以通过控制主伺服电机的转动参数以使吸盘305位于硅钢片4的轴心上方。于本实施例中，硅钢片4的轴心为经过硅钢片4的1/2长度处且方向与X轴平行的直线。
(6)当光电传感器106检测到工作台101上存在硅钢片4时，直杆气缸303驱动下板304向下运动，吸盘305吸住定位平台1上的硅钢片4，然后直杆气缸303驱动下板304向上，完成硅钢片4的吸起操作。优选地，堆叠放置的硅钢片4定位效果较差，优选将硅钢片4一片一片的放掉到定位平台1上。即吸取检测装置吸走一片硅钢片4后，再往定位平台1放下一片硅钢片4，然后马上再进行初定位，等待吸取检测装置完成前一片硅钢片4的任务后过来吸走。
(7)当物料传感器306检测到硅钢片4被成功吸起，上伺服电机先驱动上板往第一激光传感器307的方向移动，当第一激光传感器307被硅钢片4遮挡时，通过上伺服电机的转动参数计算出硅钢片4的移动距离Δy1；上伺服电机然后驱动上板往第二激光传感器308的方向移动，当第二激光传感器308被硅钢片4遮挡时，通过上伺服电机的转动参数计算出硅钢片4的移动距离Δy，则可以计算得到当硅钢片4与第一激光传感器307距离为Δy1时，硅钢片4与第二激光传感器308的距离Δy2＝Δy-Δy1。
(8)当Δy1＝F且Δy2＝G时，说明此片硅钢片4的尺寸没有误差，硅钢片4所对应的步进距离和轴心位置是由硅钢片的尺寸决定的，只要测量出来的Δy1跟设定值F、Δy2跟设定值G的数值误差在允许的范围内，说明硅钢片的尺寸没有出问题，则硅钢片4的轴心位置和对应的步进距离都不会出问题，此时通过控制主伺服电机以使得硅钢片4按照表2中相应的步进距离H在储片平台2中进行叠合。
以表2中的数据为例，此时的目标步进距离分别为-10mm、-5mm，0mm，5mm和10mm：
①当第一片被吸起的硅钢片4的Δy1＝95且Δy2＝75时，主伺服电机将该硅钢片4放置在储片平台2中步进距离H＝-10mm的地方，然后返回定位平台1吸取第二片硅钢片4；若被吸起的硅钢片4不满足Δy1＝95且Δy2＝75，则直接返回定位平台1吸取下一片硅钢片4，直至满足Δy1＝95且Δy2＝75。
②当第二片被吸起的硅钢片4的Δy1＝85且Δy2＝75时，主伺服电机将该硅钢片4放置在储片平台2中步进距离H＝-5mm的地方，然后返回定位平台1吸取第三片硅钢片4；若被吸起的硅钢片4不满足Δy1＝85且Δy2＝75，则直接返回定位平台1吸取下一片硅钢片4，直至满足Δy1＝85且Δy2＝75。
③当第三片被吸起的硅钢片4的Δy1＝75且Δy2＝75时，主伺服电机将该硅钢片4放置在储片平台2中步进距离H＝0mm的地方，然后返回定位平台1吸取第四片硅钢片4；若被吸起的硅钢片4不满足Δy1＝75且Δy2＝75，则直接返回定位平台1吸取下一片硅钢片4，直至满足Δy1＝75且Δy2＝75。
④当第四片被吸起的硅钢片4的Δy1＝75且Δy2＝85时，主伺服电机将该硅钢片4放置在储片平台2中步进距离H＝5mm的地方，然后返回定位平台1吸取第五片硅钢片4；若被吸起的硅钢片4不满足Δy1＝75且Δy2＝85，则直接返回定位平台1吸取下一片硅钢片4，直至满足Δy1＝75且Δy2＝85。
⑤当第五片被吸起的硅钢片4的Δy1＝75且Δy2＝95时，主伺服电机将该硅钢片4放置在储片平台2中步进距离H＝10mm的地方，完成一次中柱片的错位叠放工序；若被吸起的硅钢片4不满足Δy1＝75且Δy2＝95，则直接将该硅钢片4放入缓存区返回定位平台1吸取下一片硅钢片4，直至满足Δy1＝75且Δy2＝95。
⑥若已叠放好的厚度未达要求，则继续重复步骤①～⑤；若已叠放好的厚度达到要求，则根据指令决定是否叠下一种片型。
表1参数对应表
表2步进距离对照表
| F(mm) | G(mm) | H(mm) |
| 95 | 75 | -10 |
| 85 | 75 | -5 |
| 75 | 75 | 0 |
| 75 | 85 | 5 |
| 75 | 95 | 10 |
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，其特征在于，包括：
定位平台(1)，用于放置未错位堆叠放置的硅钢片(4)；
储片平台(2)，用于放置已错位堆叠放置的硅钢片(4)；
控制装置，用于存储与各种类型的硅钢片(4)的尺寸相关的目标校验数据以及目标步进距离；
吸取检测装置(3)，与所述控制装置电连接，用于从定位平台(1)中吸取硅钢片(4)并进行测量，若测量结果与所述目标校验数据匹配，则根据所述目标步进距离将所述硅钢片(4)释放至所述储片平台(2)中。
2.根据权利要求1所述的变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，其特征在于，所述吸取检测装置(3)包括：
主导轨(301)，位于所述定位平台(1)和储片平台(2)的上方；
主横梁(302)，所述主横梁(302)在与所述控制装置电连接的主伺服电机的驱动下沿所述主导轨(301)从所述定位平台(1)的上方水平滑动至所述储片平台(2)的上方；
辅导轨，固定在所述主横梁(302)的中部的所述辅导轨的延伸方向与所述主导轨(301)的延伸方向相互垂直；
上板，所述上板在上伺服电机的驱动下沿所述辅导轨水平滑动；
直杆气缸(303)，所述直杆气缸(303)的缸体固定在所述上板上；
下板(304)，所述下板(304)位于所述上板的下方，且所述直杆气缸(303)的驱动端与所述下板(304)的顶部连接；
吸盘(305)，安装在所述下板(304)的底部，用于吸取和释放硅钢片(4)；
物料传感器(306)，安装在所述下板(304)上，用于检测吸盘(305)是否成功吸起了硅钢片(4)；
激光检测模块，所述激光检测模块包括分别设置于所述主横梁(302)的两端的第一激光传感器(307)和第二激光传感器(308)，所述第一激光传感器(307)和第二激光传感器(308)均用于垂直向下发出激光。
3.根据权利要求2所述的变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，其特征在于，所述定位平台(1)包括：
工作台(101)；
X方向夹紧机构，所述X方向夹紧机构包括固定在所述工作台(101)上的X固定块(102)、X伺服电机和在所述X伺服电机驱动下沿X方向靠近或者远离所述X固定块(102)的X滑动块(103)；所述X方向与主导轨(301)的延伸方向平行；所述X方向夹紧机构用于对硅钢片(4)进行X方向的限位；
Y方向夹紧机构，所述Y方向夹紧机构包括固定在所述工作台(101)上的Y固定块(104)、Y伺服电机和在所述Y伺服电机驱动下沿Y方向靠近或者远离所述Y固定块(104)的Y滑动块(105)；所述Y方向与主导轨(301)的延伸方向垂直；所述Y方向夹紧机构用于对硅钢片(4)进行Y方向的限位。
4.根据权利要求3所述的变压器铁芯自动叠片时中柱片步进与轴心的光电测量装置，其特征在于，所述目标校验数据包括：
被所述吸盘(305)吸起后的硅钢片(4)与所述第一激光传感器(307)在Y方向的第一距离；
被所述吸盘(305)吸起后的硅钢片(4)与所述第二激光传感器(308)在Y方向的第二距离。
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