CN109341547B - 一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，包括五套调宽导轨、三柱宽度实时检测装置、轭柱宽度实时检测装置和底板，所述的五套调宽导轨包括两套轭柱导轨、两套边柱导轨和一套中柱导轨，中柱导轨的两条导轨的一侧均分别设有气缸和调宽直线导杆；所述的两个轭柱导轨上均设有轭柱宽度实时检测装置；三柱宽度实时检测装置设置在两套边柱导轨和一套中柱导轨上；五套调宽导轨的每根导轨内侧均设有至少一个光纤检测装置。本发明可保证各片料在定位平面的坐标偏差不大于0.05mm，对不同规格的硅钢片进行高精度、快速检测，并在错片时停机报错，实现变压器铁芯高效、精准的全自动叠片。

Description

一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置及方法

技术领域

本发明涉及变压器铁芯自动叠装过程中对硅钢片宽度的实时检测技术，属于变压器制造技术领域，特别涉及一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置及方法。

背景技术

目前，国内变压器“日”型铁心制造几乎全部由人工叠片完成，人工叠片效率低、出错率高、工作量大，随着电力行业不断快速发展，人工制造的变压器铁心已无法保证市场需求，因此，变压器“日”型铁芯制造实现自动生产势在必得，然而，由于各级的硅钢片宽度不同，全自动叠片机运行时对硅钢片宽度检测至关重要，通过本发明可避免自动叠片机在运行时因硅钢片宽度偏差引起的叠片错误，结构简单，可靠性高，能够实现变压器铁心的零错误叠片生产。

发明内容

为了克服现有自动叠片机在运行时因硅钢片宽度偏差引起的叠片错误，可靠性低的问题，本发明提供一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置及方法，本发明结构简单，可靠性高，能够实现变压器铁心的零错误叠片生产。本发明中设有的光纤检测装置其精度和灵敏高，在叠片之前对硅钢片进行在线检测，确保其与变压器铁心所设计的片料完全一致。光纤检测装置的设置保证了叠片过程中对每一张硅钢片检测万无一失。

本发明采用的技术方案为：

一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，包括五套调宽导轨、三柱宽度实时检测装置、轭柱宽度实时检测装置和底板，所述的五套调宽导轨包括两套轭柱导轨、两套边柱导轨和一套中柱导轨，五套调宽导轨均位于底板上，其中两套轭柱导轨平行设置；两套轭柱导轨中相邻的两条导轨的一侧均分别设有气缸和调宽直线导杆；两套边柱导轨平行设置，且与两套轭柱导轨互相垂直设置；两套边柱导轨中相邻的两条导轨的一侧均分别设有气缸和调宽直线导杆；中柱导轨位于两套边柱导轨之间，且与两套边柱导轨平行设置；中柱导轨的两条导轨的一侧均分别设有气缸和调宽直线导杆；所述的两个轭柱导轨上均设有轭柱宽度实时检测装置；三柱宽度实时检测装置设置在两套边柱导轨和一套中柱导轨上；五套调宽导轨的每根导轨内侧均设有至少一个光纤检测装置。

所述的两套轭柱导轨通过轭柱丝母座设置在底板上，轭柱导轨包括轭柱左导轨和轭柱右导轨。

所述的轭柱宽度实时检测装置包括支座、轭柱涨紧轮、轭柱调宽伺服电机、轭柱同步带轮、轭柱伺服支板、轭柱传动结构、轭柱调宽导轨减速机和台板，所述的轭柱调宽伺服电机通过轭柱伺服支板连接在台板底面，轭柱同步带轮下端与轭柱调宽导轨减速机连接，轭柱调宽导轨减速机与轭柱调宽伺服电机连接，轭柱同步带轮上端与轭柱传动结构连接；轭柱传动结构通过轭柱导轨丝母座固定在支座上，轭柱传动结构与轭柱导轨垂直，且不在一个平面；轭柱涨紧轮与轭柱同步带轮连接，并通过涨紧轮连接座固定在台板上表面。

每个所述的轭柱宽度实时检测装置中的轭柱传动结构之间均分别通过轭柱调宽导轨联轴器连接。

所述的轭柱传动结构为丝杠。

所述的三柱宽度实时检测装置包括三柱传动结构、涨紧轮支座、电机支座、三柱调宽减速机、三柱调宽伺服电机、三柱伺服联轴器、三柱同步带轮支座、三柱同步带轮和三柱涨紧轮，所述的三柱调宽减速机和三柱调宽伺服电机连接后固定在电机支座上，并通过三柱伺服联轴器与三柱同步带轮和三柱传动结构连接；三柱同步带轮位于三柱同步带轮支座上，三柱涨紧轮与三柱同步带轮连接，所述的三柱涨紧轮通过涨紧轮支座固定在台板上；所述的三柱传动结构与边柱导轨垂直设置，且位于边柱导轨上方。

所述的三柱传动结构为多根，多根三柱传动结构之间分别通过三柱调宽联轴器连接，多根三柱传动结构分别固定在其对应的三柱调宽丝母座上。

所述的设有气缸和调宽直线导杆的导轨上，其气缸至少为一个、调宽直线导杆至少为两个。

所述的光纤检测装置为光纤检测开关。

一种硅钢片叠装线宽度实时检测方法，具体步骤为：

步骤一，变压器铁心自动叠片机叠片时，首先在分片装置通过前期的分片处理，将硅钢片置于分片导轨，叠片抓料机械手将分片导轨处的硅钢片抓取并置于轭柱调宽导轨、边柱柱调宽和中柱调宽导轨内，再由气缸气动控制夹紧轭柱调宽导轨、边柱调宽导轨和中柱调宽导轨，并使得当前宽度片料硅钢片边缘与每一套调宽导轨内所设的滑动组件相切；

步骤二，对边柱、轭柱和中柱片料的宽度进行实时检测时，采用导轨内侧对称分布并设定好检测距离的光纤检测装置对置于调宽导轨内的硅钢片进行检测；根据检测信号对硅钢片宽度检测结果进行反馈；

步骤三，若检测结果符合预设值时叠片机连续运行，由叠片机的叠片机械手将检测正确的硅钢片抓取移至叠装台，完成一次叠片过程；

步骤四，若检测结果不符合预设值时，根据反馈信息通过气动控制气缸对调宽导轨的宽度调节；再进行步骤三，完成一次叠片过程。

本发明的有益效果为：

本发明中包括五套开放式调宽导轨，整个运动过程由多套独立伺服系统分别控制，可实现上中下三柱导轨同步调宽。本发明的整个运动过程由多套独立伺服系统分别控制，可实现上下轭柱导轨同步调宽；本发明中的叠片机三柱和轭柱宽度在线检测装置的调宽导轨内侧均设有滑动组件，叠片机运行时可保证当前宽度硅钢片沿轨道上无损、畅通滑动。

本发明中设有高精度、高灵敏的光纤检测装置，在叠片之前对硅钢片进行在线检测，确保其与变压器铁心所设计的片料完全一致。

本发明可保证各片料在定位平面的坐标偏差不大于0.05mm，对不同规格的硅钢片进行高精度、快速检测，并在错片时停机报错，实现变压器铁芯高效、精准的全自动叠片。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为轭柱宽度实时检测结构主视图。

图2为轭柱宽度实时检测结构俯视图。

图3为三柱宽度实时检测结构主视图。

图4为三柱宽度实时检测结构俯视图。

图中，附图标记为：1、轭柱左导轨；2、滑动组件；3、台板；4、轭柱直线导轨；5、轭柱导轨丝母座；6、气缸；7、支座；8、轭柱涨紧轮；9、轭柱调宽伺服电机；10、轭柱同步带轮；11、轭柱伺服支板；12、轭柱右导轨；13、轭柱调宽导轨联轴器；14、轭柱调宽导轨减速机；15、底板；16、三柱调宽联轴器；17、三柱传动机构；18、涨紧轮支座；19、电机支座；20、三柱伺服联轴器；21、调宽直线导杆；22、三柱调宽丝母座；23、同步带轮支座；24、三柱同步带轮；25、三柱涨紧轮；26、三柱调宽直线导轨。

具体实施方法

实施例1：

为了克服现有自动叠片机在运行时因硅钢片宽度偏差引起的叠片错误，可靠性低的问题，本发明提供如图1-4所述的一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置及方法，本发明结构简单，可靠性高，能够实现变压器铁心的零错误叠片生产。本发明中设有的光纤检测装置其精度和灵敏高，在叠片之前对硅钢片进行在线检测，确保其与变压器铁心所设计的片料完全一致。光纤检测装置的设置保证了叠片过程中对每一张硅钢片检测万无一失。

一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，包括五套调宽导轨、三柱宽度实时检测装置、轭柱宽度实时检测装置和底板15，所述的五套调宽导轨包括两套轭柱导轨、两套边柱导轨和一套中柱导轨，五套调宽导轨均位于底板15上，其中两套轭柱导轨平行设置；两套轭柱导轨中相邻的两条导轨的一侧均分别设有气缸6和调宽直线导杆21；两套边柱导轨平行设置，且与两套轭柱导轨互相垂直设置；两套边柱导轨中相邻的两条导轨的一侧均分别设有气缸6和调宽直线导杆21；中柱导轨位于两套边柱导轨之间，且与两套边柱导轨平行设置；中柱导轨的两条导轨的一侧均分别设有气缸6和调宽直线导杆21；所述的两个轭柱导轨上均设有轭柱宽度实时检测装置；三柱宽度实时检测装置设置在两套边柱导轨和一套中柱导轨上；五套调宽导轨的每根导轨内侧均设有至少一个光纤检测装置。

变压器铁心自动叠片机叠片时，首先在分片装置通过特殊的分片技术将硅钢片置于分片导轨，叠片抓料机械手将分片导轨处的硅钢片抓取并置于宽度检测台，再由气缸6气动控制快速夹紧导轨，并保证当前宽度片料硅钢片边缘与导轨处所设的滑动组件2相切。变压器铁心叠片过程中通过光纤检测技术中光纤检测装置的对边柱、轭柱和中柱片料的宽度实时检测，并通过气动控制驱动直线导轨（本发明中的五套调宽导轨均为直线导轨）实现导轨单侧和双侧宽度调节，动作迅速，反应快，工作介质清洁。该宽度光纤检测技术中光纤检测装置的检测结果符合预设值时叠片机连续运行，由叠片机的叠片机械手将检测正确的硅钢片抓取移至叠装台，完成一次叠片过程；宽度在线检测结果与预设值不符时，对该错误宽度片料进行报错，叠片机中止运行，根据报错信息对错片及时纠错，该全自动叠片机宽度在线检测技术控制精准、高效可靠。

本发明可保证各片料在定位平面的坐标偏差不大于0.05mm，对不同规格的硅钢片进行高精度、快速检测，并在错片时停机报错，实现变压器铁芯高效、精准的全自动叠片。

实施例2：

基于上述实施例的基础上，本实施例中，所述的两套轭柱导轨通过轭柱丝母座5设置在底板15上，轭柱导轨包括轭柱左导轨1和轭柱右导轨12。

如图1和2所示，所述的轭柱宽度实时检测装置包括支座7、轭柱涨紧轮8、轭柱调宽伺服电机9、轭柱同步带轮10、轭柱伺服支板11、轭柱传动结构、轭柱调宽导轨减速机14和台板3，所述的轭柱调宽伺服电机9通过轭柱伺服支板11连接在台板3底面，轭柱同步带轮10下端与轭柱调宽导轨减速机14连接，轭柱调宽导轨减速机14与轭柱调宽伺服电机9连接，轭柱同步带轮10上端与轭柱传动结构连接；轭柱传动结构通过轭柱导轨丝母座5固定在支座7上，轭柱传动结构与轭柱导轨垂直，且不在一个平面；轭柱涨紧轮8与轭柱同步带轮10连接，并通过涨紧轮连接座固定在台板3上表面。

每个所述的轭柱宽度实时检测装置中的轭柱传动结构之间均分别通过轭柱调宽导轨联轴器13连接。轭柱宽度检测装置采用交互式传动方式，轭柱宽度检测装置包括多根轭柱传动结构，轭柱传动结构在长度方向和宽度方向上下分布，垂直交互，由轭柱调宽导轨联轴器联轴器13连接，固定于轭柱导轨丝母座5以及支座7上。

所述的轭柱传动结构为丝杠。

所述的三柱宽度实时检测装置包括三柱传动结构17、涨紧轮支座18、电机支座19、三柱调宽减速机、三柱调宽伺服电机、三柱伺服联轴器20、三柱同步带轮支座23、三柱同步带轮24和三柱涨紧轮25，所述的三柱调宽减速机和三柱调宽伺服电机连接后固定在电机支座19上，并通过三柱伺服联轴器20与三柱同步带轮24和三柱传动结构17连接；三柱同步带轮24位于三柱同步带轮支座23上，三柱涨紧轮25与三柱同步带轮24连接，所述的三柱涨紧轮25通过涨紧轮支座18固定在台板3上；所述的三柱传动结构17与边柱导轨垂直设置，且位于边柱导轨上方。

所述的三柱传动结构17为多根，多根三柱传动结构17之间分别通过三柱调宽联轴器16连接，多根三柱传动结构17分别固定在其对应的三柱调宽丝母座22上。三柱宽度检测装置采用交互式宽度检测方式，三柱宽度检测装置上设有多根三柱传动结构，三柱传动结构在长度方向和宽度方向上下分布，垂直交互，由三柱调宽联轴器16连接，固定于三柱调宽丝母座22上。

所述的设有气缸6和调宽直线导杆21的导轨上，其气缸6至少为一个、调宽直线导杆21至少为两个。

本发明中叠片机三柱宽度在线检测台上设的三柱调宽直线导轨26，整个运动过程由多套独立伺服系统分别控制，可实现上中下三柱导轨同步调宽；叠片机轭柱宽度在线检测台上设的直线导轨4；整个运动过程由多套独立伺服系统分别控制，可实现上下轭柱导轨同步调宽。

轭柱宽度检测装置中的4条交互式直线导轨4，上下分布，垂直交互，固定于宽度检测的台板3上，每个导轨内测设有不少于一个光纤检测开关，三柱宽度检测和轭柱宽度检测原理相同。

本发明中五套调宽导轨内侧均设有滑动组件2，本发明中滑动组件2包括轴承、传动轴和紧固件，轴承与传动轴连接并通过紧固件固定于直线导轨4内侧。叠片机运行时可保证当前宽度硅钢片沿轨道上无损、畅通滑动。本发明中的气动控制是指气缸6，通过控制气缸6开调节导轨的宽度。“日”型变压器铁心叠片过程中通过光纤检测技术对边柱、轭柱和中柱片料的宽度实时检测，并通过气动控制驱动直线导轨实现导轨单侧和双侧宽度调节，动作迅速，反应快，工作介质清洁。

本发明中的叠片机宽度在线检测台的开放式调宽导轨外侧设有直线导轨4、气动元件，其沿宽度方向的运动由伺服电机控制，并通过减速器、同步带轮、涨紧轮实现传动，传动高效、精准。本发明中的 “日”型变压器铁心三柱和轭柱叠片机宽度在线检测台上每个导轨内硅钢片的宽度在线检测对称分布存在，可确保叠片过程中对每一张硅钢片检测万无一失。

本发明中设有的高精度、高灵敏的光纤检测装置，在叠片之前对硅钢片进行在线检测，确保其与变压器铁心所设计的片料完全一致。

实施例3：

基于实施例1和2的基础上，本实施例中提供一种硅钢片叠装线宽度实时检测方法，具体步骤为：

步骤一，变压器铁心自动叠片机叠片时，首先在分片装置通过前期的分片处理，将硅钢片置于分片导轨，叠片抓料机械手将分片导轨处的硅钢片抓取并置于轭柱调宽导轨、边柱柱调宽和中柱调宽导轨内，再由气缸6气动控制夹紧轭柱调宽导轨、边柱调宽导轨和中柱调宽导轨，并使得当前宽度片料硅钢片边缘与每一套调宽导轨内所设的滑动组件2相切；

步骤二，对边柱、轭柱和中柱片料的宽度进行实时检测时，采用导轨内侧对称分布并设定好检测距离的光纤检测装置对置于调宽导轨内的硅钢片进行检测；根据检测信号对硅钢片宽度检测结果进行反馈；

步骤三，若检测结果符合预设值时叠片机连续运行，由叠片机的叠片机械手将检测正确的硅钢片抓取移至叠装台，完成一次叠片过程；

步骤四，若检测结果不符合预设值时，根据反馈信息通过气动控制气缸6对调宽导轨的宽度调节；再进行步骤三，完成一次叠片过程。

本发明中采用的光纤检测装置是对一种变压器铁心自动叠片机叠片过程中对硅钢片宽度在线检测技术，宽度光纤检测技术对处于检测台的硅钢片进行快速检测，在极短的时间内对硅钢片宽度检测结果进行反馈，并根据反馈结果进行下一步动作；通过该检测技术可实现全自动叠片机的精准叠片，可靠性高、效率显著。

变压器铁心自动叠片机叠片时，首先在分片装置通过特殊的分片技术将硅钢片置于分片导轨，叠片抓料机械手将分片导轨处的硅钢片抓取并置于宽度检测台，再由气动控制快速夹紧导轨，并保证当前宽度片料硅钢片边缘与导轨处所设的滑动组件2相切。变压器铁心叠片过程中通过光纤检测技术对边柱、轭柱和中柱片料的宽度实时检测，并通过气动控制驱动直线导轨4实现导轨单侧和双侧宽度调节，动作迅速，反应快，工作介质清洁。该宽度光纤检测技术的检测结果符合预设值时叠片机连续运行，由叠片机的叠片机械手将检测正确的硅钢片抓取移至叠装台，完成一次叠片过程；宽度在线检测结果与预设值不符时，对该错误宽度片料进行报错，叠片机中止运行，根据报错信息对错片及时纠错，该全自动叠片机宽度在线检测技术控制精准、高效可靠。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和装置结构均属本行业的公知部件和常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，其特征在于：包括五套调宽导轨、三柱宽度实时检测装置、轭柱宽度实时检测装置和底板（15），所述的五套调宽导轨包括两套轭柱导轨、两套边柱导轨和一套中柱导轨，两套轭柱导轨均位于底板（15）上，其中两套轭柱导轨平行设置；两套轭柱导轨中相邻的两条导轨的一侧均分别设有气缸（6）和调宽直线导杆（21）；两套边柱导轨平行设置，且与两套轭柱导轨互相垂直设置；两套边柱导轨中相邻的两条导轨的一侧均分别设有气缸（6）和调宽直线导杆（21）；中柱导轨位于两套边柱导轨之间，且与两套边柱导轨平行设置；中柱导轨的两条导轨的一侧均分别设有气缸（6）和调宽直线导杆（21）；两套轭柱导轨上均设有轭柱宽度实时检测装置；三柱宽度实时检测装置设置在两套边柱导轨和一套中柱导轨上；五套调宽导轨的每根导轨内侧均设有至少一个光纤检测装置；

所述的两套轭柱导轨通过轭柱丝母座（5）设置在底板（15）上，轭柱导轨包括轭柱左导轨（1）和轭柱右导轨（12），所述的轭柱宽度实时检测装置包括支座（7）、轭柱涨紧轮（8）、轭柱调宽伺服电机（9）、轭柱同步带轮（10）、轭柱伺服支板（11）、轭柱传动结构、轭柱调宽导轨减速机（14）和台板（3），所述的轭柱调宽伺服电机（9）通过轭柱伺服支板（11）连接在台板（3）底面，轭柱同步带轮（10）下端与轭柱调宽导轨减速机（14）连接，轭柱调宽导轨减速机（14）与轭柱调宽伺服电机（9）连接，轭柱同步带轮（10）上端与轭柱传动结构连接；轭柱传动结构通过轭柱导轨丝母座（5）固定在支座（7）上，轭柱传动结构与轭柱导轨垂直，且不在一个平面；轭柱涨紧轮（8）与轭柱同步带轮（10）连接，并通过涨紧轮连接座固定在台板（3）上表面。

2.根据权利要求1所述的一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，其特征在于：每个所述的轭柱宽度实时检测装置中的轭柱传动结构之间均分别通过轭柱调宽导轨联轴器（13）连接。

3.根据权利要求1所述的一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，其特征在于：所述的轭柱传动结构为丝杠。

4.根据权利要求1所述的一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，其特征在于：所述的三柱宽度实时检测装置包括三柱传动结构（17）、涨紧轮支座（18）、电机支座（19）、三柱调宽减速机、三柱调宽伺服电机、三柱伺服联轴器（20）、三柱同步带轮支座（23）、三柱同步带轮（24）和三柱涨紧轮（25），所述的三柱调宽减速机和三柱调宽伺服电机连接后固定在电机支座（19）上，并通过三柱伺服联轴器（20）与三柱同步带轮（24）和三柱传动结构（17）连接；三柱同步带轮（24）位于三柱同步带轮支座（23）上，三柱涨紧轮（25）与三柱同步带轮（24）连接，所述的三柱涨紧轮（25）通过涨紧轮支座（18）固定在台板（3）上；所述的三柱传动结构（17）与边柱导轨垂直设置，且位于边柱导轨上方。

5.根据权利要求4所述的一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，其特征在于：所述的三柱传动结构（17）为多根，多根三柱传动结构（17）之间分别通过三柱调宽联轴器（16）连接，多根三柱传动结构（17）分别固定在其对应的三柱调宽丝母座（22）上。

6.根据权利要求1所述的一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，其特征在于：所述的设有气缸（6）和调宽直线导杆（21）的导轨上，其气缸（6）至少为一个、调宽直线导杆（21）至少为两个。

7.根据权利要求1所述的一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置，其特征在于：所述的光纤检测装置为光纤检测开关。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种硅钢片叠装线宽度实时检测装置的实时检测方法，其特征在于：

具体步骤为：

步骤一，变压器铁心自动叠片机叠片时，首先在分片装置通过前期的分片处理，将硅钢片置于分片导轨，叠片抓料机械手将分片导轨处的硅钢片抓取并置于轭柱调宽导轨、边柱柱调宽和中柱调宽导轨内，再由气缸（6）气动控制夹紧轭柱调宽导轨、边柱调宽导轨和中柱调宽导轨，并使得当前宽度片料硅钢片边缘与每一套调宽导轨内所设的滑动组件（2）相切；

步骤二，对边柱、轭柱和中柱片料的宽度进行实时检测时，采用导轨内侧对称分布并设定好检测距离的光纤检测装置对置于调宽导轨内的硅钢片进行检测，根据检测信号对硅钢片宽度检测结果进行反馈；

步骤三，若检测结果符合预设值时叠片机连续运行，由叠片机的叠片机械手将检测正确的硅钢片抓取移至叠装台，完成一次叠片过程；

步骤四，若检测结果不符合预设值时，根据反馈信息更换正确硅钢片，再进行步骤三，完成一次叠片过程。