CN110998765A - 用于制造变压器芯的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造变压器芯的设备和方法，其中设备包括：用于切割钣金(16)的切割设备(33)，由所述钣金能够构成变压器芯；具有绞盘(34，35)的绞盘系统(32)，其中绞盘具有绞盘头(36，38)，所述绞盘头分别具有带钢卷(37，39)，其中至少一个带钢卷在切割设备的生产方向上可展开地设置，其中带钢卷的钣金条(42，43)能够输送给切割设备，其中绞盘系统具有至少两个绞盘头，所述绞盘头分别具有设置在其上的带钢卷，其中带钢卷在切割设备的生产方向上可展开地并且相对于彼此成排地设置，其中所述设备包括输送系统(46)，借助所述输送系统能够将带钢卷的钣金条的钣金端部自动地输送给切割设备。

Description

用于制造变压器芯的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于制造变压器芯的设备和方法，其中所述设备包括：用于切割钣金的切割设备，由所述钣金能够构成变压器芯；和具有绞盘的绞盘系统，其中绞盘具有绞盘头，所述绞盘头分别具有带钢卷，其中至少一个带钢卷在切割设备的生产方向上可展开地设置，其中带钢卷的钣金条能够输送给切割设备。
背景技术
从现有技术中已知的用于制造变压器芯的设施根据工艺流程构造为，使得首先从钣金条中借助于切割设备切出变压器钣金。钣金条储存在带钢卷上，所述带钢卷由绞盘的绞盘头保持。绞盘可以具有多个带有带钢卷的绞盘头，使得可以将不同的钣金条根据需要输送给切割设备。钣金条的变换或钣金条至切割设备的输送例如可以手动地或也经由运输带进行，其中然而钣金条或带钢卷的变换是时间耗费的。
在切割设备中切割的钣金可以具有完全不同的几何形状，因为变压器芯通常由不同构型的钣金组成。钣金可以由运输带引导远离切割设备并且储存或堆叠以用于继续加工。由钣金组成变压器芯在所谓的安置台上进行。在安置台上牢固地安装有穿线销和/或钣金止挡件作为定位辅助件，并且将钣金在穿线销处组成或堆叠成变压器芯。钣金尤其具有钻孔或切口，穿线销可以接合到所述钻孔或切口中。钣金插到穿线销上或者沿着钣金止挡件堆叠从而位置准确地相对于彼此定位。在安置台上形成钣金堆叠可以原则上手动地，然而也自动地进行。重要的是，总是提供用于构造变压器芯的足够数量的不同钣金，以便例如避免停机时间。
因为安置台总是针对具有定位辅助件或穿线销在引导部中可移动的位置的变压器芯构造，所以安置台始终可以仅在改装之后用于制造一种类型的变压器芯。如果应当借助设施制造完全不同类型的变压器芯，那么对于在定位辅助件的移动区域之外的芯形状需要相应大数量的安置台，所述移动区域必须维持。
发明内容
因此，本发明基于如下目的，提出用于制造变压器芯的设备以及方法，所述设备或方法能够实现变压器芯的成本优化的制造。
所述目的通过具有权利要求1的特征的设备和具有权利要求7的特征的方法来实现。
根据本发明的用于制造变压器芯的设备包括：用于切割钣金的切割设备，由所述钣金能够构成变压器芯；和具有绞盘的绞盘系统，其中绞盘具有绞盘头，所述绞盘头分别具有带钢卷，其中至少一个带钢卷在切割设备的生产方向上可展开地设置，其中带钢卷的钣金条能够输送给切割设备，其中绞盘系统具有至少两个绞盘头，所述绞盘头分别具有设置在其上的带钢卷，其中带钢卷在切割设备的生产方向上可展开地并且相对于彼此成排地设置，其中所述设备包括输送系统，借助所述输送系统能够将带钢卷的钣金条的钣金端部自动地输送给切割设备。
据此，具有两个绞盘头的绞盘系统构成为，使得始终至少两个带钢卷在切割设备的生产方向上可展开地并且也可卷起地设置。因此，所述带钢卷相对于彼此成排地设置，使得可以将带钢卷的相应的钣金条交替地输送给切割设备。借助输送系统于是可以将钣金条之一的钣金端部自动地输送给切割设备或者也从所述切割设备中拉出。在此，选择性地输送带钢卷的钣金端部是可行的，使得根据应当由切割设备制造哪个变压器钣金，可以将分别适合的钣金条由输送系统引入到切割设备的例如由辊构成的送料器。如果应当进行钣金条的变换以制造其他变压器钣金，那么可以借助于相应的绞盘头将钣金条从切割设备中拉出，并且借助于输送系统将设为用于加工的钣金条自动地引入到切割设备的送料器中。总的来说，因此变得可行的是，无需在切割设备之前费时地变换具有带钢卷的绞盘头，就实现要加工的钣金条的快速变换。所述变换也不是尤其耗费的，因为所述变换可以借助于输送系统自动化地进行。总的来说，借助所述设备可以更快地从而成本更低地制造不同的变压器芯。
输送系统可以包括多轴机器人。机器人于是可以具有用于抓握钣金端部的机构，使得钣金端部可以由机器人从带钢卷接收并且运输至切割设备的送料器。所述机构例如可以是真空抽吸器、磁体或钳子，其可以可选地设置在多轴机器人的机器人臂的端部上。这样变压器钣金的生产可以变得更灵活。
输送系统可以替选地包括具有分岔件的传送设备。所述传送设备例如可以是传送带或也可以是滚道，经由其可以将钣金条以钣金端部朝向切割设备的送料器的方向运输。分岔件可以构成或中断到切割设备的运输路径，使得可选地，根据分岔件的姿态，可以将带钢卷的钣金条中的一个钣金条传送至切割设备并且在那引入到送料器中。在切割设备将相关的钣金条经由送料器拉入时，分岔件的引导功能不再是需要的。分岔件于是已经可以采用其他姿态，例如用于准备输送另外的钣金条。
总的来说也可行的是，借助于绞盘头将钣金条从切割设备中拉出，并且借助于输送系统同时将另外的钣金条输送给切割设备，或者从带钢卷展开。因此，可以进行钣金条的尤其快的变换。
绞盘系统可以包括至少两个绞盘。在此情况下，于是在第一绞盘上可以设置有第一绞盘头并且在第二绞盘上可以设置有第二绞盘头，使得第一和第二绞盘头相对于彼此成排地沿生产方向在切割设备上游设置。绞盘头于是相继沿生产方向定位。相应的绞盘就其而言可以具有多个绞盘头，所述绞盘头围绕绞盘设置。两个绞盘的应用能够实现带钢卷的快速变换，例如通过简单地转动一个绞盘，而另一绞盘的另一带钢卷与切割设备一起使用。
此外，绞盘系统可以包括一个绞盘，所述绞盘具有至少两个成排设置的绞盘头。绞盘系统于是可以仅具有所述一个绞盘。此外，然而也可行的是，绞盘系统包括多个绞盘，所述绞盘具有两个成排设置的绞盘头。因此，于是更大数量的绞盘头或带钢卷成排地设置在切割设备上游。
绞盘可以围绕竖轴可转动地构成并且具有至少四个关于竖轴相对于彼此错开90°设置的绞盘头。这样通过绞盘围绕竖轴的转动，可以将带钢卷容易地置于沿生产方向在切割设备上游的位置中。同时于是可行的是，在使用所述带钢卷期间在绞盘的另外的绞盘头上更换带钢卷，以便这样输送新的材料。
在根据本发明的用于借助设备制造变压器芯的方法中，借助所述设备的切割设备切割钣金，由所述钣金构成变压器芯，其中分别在所述设备的绞盘系统的绞盘的绞盘头处设置带钢卷，其中至少一个带钢卷在切割设备的生产方向上设置和展开，其中将带钢卷的钣金条输送给切割设备，其中在绞盘系统的至少两个绞盘头处分别设置带钢卷，其中带钢卷能够在切割设备的生产方向上展开并且相对于彼此成排地设置，其中借助于所述设备的输送系统将带钢卷的钣金条的钣金端部自动地输送给切割设备。在根据本发明的方法的优点方面，参见根据本发明的设备的优点描述。
所述设备可以包括控制装置，借助于所述控制装置与要制造的变压器芯的构型相关地控制钣金端部至切割设备的输送和/或钣金端部从切割设备中的拉出。控制装置可以是用于数据处理的机构，如例如包括计算机和/或是SPS控制装置。要制造的变压器芯的构型可以从期望的物理特性和由其推导的量值得出，所述量值可以借助用于变压器芯的芯配置器来确定或计算。芯配置器尤其可以是软件。同样，可以从芯配置器中推导用于变压器芯的钣金的量值并且传输给切割设备。根据要制造的变压器芯，借助于控制装置可以为切割设备输送对于相应的变压器钣金所需的钣金或相应的钣金条。通过所述输送自动地进行并且带钢卷已经设置在切割设备上游，可以特别快速地进行钣金条的变换。因此于是也可行的是，将完全不同的变压器芯借助同一设备在没有成本耗费的装配时间的情况下制造。
由用于制造变压器芯的设施的控制系统，与描述变压器芯的构件数据相关地，可以将控制命令传输至控制装置。控制系统例如可以包括芯配置器。此外可以提出，控制系统控制用于制造变压器芯的整个设施。变压器芯的在控制系统中存在的构件数据能够转换为控制命令，所述控制命令被传输给控制装置。控制系统同样可以包括用于数据处理的机构，如具有软件的计算机。
借助于控制系统可以求取穿线销在安置台上的定位，与定位系统相邻的用于相应的钣金的存放位置和/或切割设备对钣金的切割顺序。例如于是也可行的是，借助控制系统，使用于制造变压器芯的设施的不同的工作站彼此协调，使得在穿行时间短的情况下可以实现最优的材料流。切割设备对于钣金的切割频率例如可以匹配于在机器人处的存放位置处的钣金量，使得始终将足够量的钣金提供给存放位置。此外，安置台可以装配有穿线销，使得可以与材料流相关地制造特定类型的变压器芯。例如，控制系统已经可以确定或计算穿线销在定位面上的位置，并且控制装置传输用于为安置台在计算的位置处装配穿线销的控制命令。如果例如不再提供对于制造变压器芯所需的带钢卷，那么控制系统可以开始制造其他变压器芯，对其而言存在足够材料。控制系统于是可以将用于改装安置台的控制命令传输给控制装置，以及开始制造和提供相应的钣金。
绞盘可以借助称重设备为相应的带钢卷称重并且将重量数据传输至控制系统，其中控制系统可以从重量数据中推导带长度并且可以确定相应的带钢卷借助切割设备的应用。如果控制系统从重量数据计算出带长度，那么在带长度的极限值的情况下，新的带钢卷至绞盘的输送由控制系统开始。这样，在最终使用带钢卷之后已经将新的带钢卷提供给绞盘，由此避免停机时间。还可行的是，通过已知带长度，根据相应的带长度使用位于绞盘上的带钢卷。控制系统例如可以计算可以借助带钢卷制造的变压器钣金的数量。
可以将钣金端部借助于输送系统的多轴机器人在切割设备处穿入或定位和/或移除。机器人可以直接在带钢卷上抓握钣金端部并且输送给切割设备的送料器。
此外还可以提出，机器人在移开钣金端部之后将所述钣金端部在卷起带钢卷期间引回至相应的带钢卷。于是可以完全取消用于钣金端部的运输带。
机器人可以将钣金端部与带钢卷分开，粘贴在带钢卷上，和/或将标识安置在带钢卷上。如果钣金端部固定在带钢卷上，以便防止带钢卷卷起，那么机器人可以移除固定部或者将钣金端部从带钢卷取下并且随后输送给切割设备。在将钣金端部引回至带钢卷时，机器人可以将钣金端部借助于适合的设备粘贴在带钢卷上或以其他方式和方法固定。此外可以提出，机器人将标识，如例如编码、条形码或应答器固定在带钢卷上。在带钢卷上的标识也可以包含关于带钢卷，如剩余的带长度的信息。所述信息可以借助于设施的控制系统来继续处理。
在一个替选的方法流程的范围内，可以将钣金端部借助于输送系统的传送设备的运输带的分岔件在切割设备处穿入或定位。有利地，在借助于切割设备将一个钣金端部经由分岔件通过展开相应的带钢卷输送期间，将另一钣金端部通过卷起相应的带钢卷输送。所述输送于是可以经由相应定位的分岔件进行。同时，借助绞盘头可以将仍位于切割设备中的另一钣金端部从切割设备中拉出并且在所属的带钢卷上卷起。因为所述过程可以同时执行，所以特别快地变换钣金条是可行的。
也可以提出，带钢卷分别具有应答器，其中绞盘系统的发送器-接收器单元可以根据应答器识别带钢卷。因此，那么也可以如下执行自动化控制，使得始终确保，相应的带钢卷设置在为其设置的绞盘头上。
方法的其他有利的实施方式从参引权利要求1的从属权利要求的特征描述中得出。
附图说明
下面参照附图详细阐述本发明的不同的实施方式。
附图示出：
图1示出用于制造变压器芯的设施的示意图；
图2示出绞盘系统的第一实施方式的俯视图；
图3示出图2中的绞盘系统在第一工作位置中的侧视图；
图4示出图2中的绞盘系统在第二工作位置中的侧视图；
图5示出绞盘系统的第二实施方式的俯视图；
图6示出图5中的绞盘系统的侧视图。
具体实施方式
图1示出具有用于制造变压器芯12的设备11的设施10的示意图。所述设施10包括控制系统13，所述控制系统用于控制设施10。借助控制系统13，对描述变压器芯12的构件数据14借助于所谓的芯配置器15进行处理，使得计算构成变压器芯12的钣金16及其尺寸。控制系统13将用于制造变压器芯12的控制命令或数据传输至控制装置17，所述控制装置随后借助相应的控制命令开始变压器芯12的制造。
设备11还包括多个安置台18，所述安置台具有用于接收钣金16的保持系统19。保持系统19具有至少两个穿线销20和在这里示出的实施方式中具有用于安放钣金16的支承结构21。钣金16构成为具有在此未示出的钻孔并且安放或插接到穿线销20上。将钣金16安放到穿线销20或安置台18上借助于机器人系统23的机器人22进行。穿线销20同样借助于定位系统25的机器人24定位在安置台18的定位面26上。定位面26平坦地构成，使得穿线销20在定位面26上的自由定位和位置无关的固定可以根据控制系统13的预设进行。穿线销20在储存室27中储存并且借助机器人24设置在定位面26上或从所述定位面移除。安置台18为此借助于自行式的滑座28运输。滑座28将安置台18运输至这里示出的机器人系统23，在所述机器人系统处为安置台18装配钣金16或将钣金16堆叠成变压器芯12。在变压器芯12完成堆叠之后，再将安置台18借助滑座28从机器人系统23运走。
借助于传送设备29将多个钣金16从切割装置30输送给机器人系统23，并且与相应的机器人22相邻地在分别用于不同钣金16的两个存放位置31处堆叠。机器人22或存放位置31的控制在此同样借助于控制装置17进行。机器人22从相应的存放位置31抓握钣金16并且将所述钣金在穿线销20处定位在安置台18上，直至构成变压器芯12。机器人22在此可在传送设备29之上移动，使得机器人22同时可以为四个安置台18装配钣金16。
在此仅示意地示出的切割设备30用于切割钣金16，并且由控制装置17控制。在切割设备30中裁出在此未示出的钣金条，使得构成钣金16。此外，将在此未示出的钣金条从带钢卷输送给切割装置30。
图2至4的总览示出在切割设备33处的绞盘系统32。绞盘系统32包括第一绞盘34和第二绞盘35，其中第一绞盘34具有带有带钢卷37的绞盘头36并且第二绞盘35具有带有带钢卷39的绞盘头38。绞盘34和35分别围绕竖轴40或41可转动地构成并且相应的绞盘头36或38相对于彼此错开90°地设置在绞盘35或36上。绞盘34或35的分别在此隐含地示出的钣金条42和43可以在这里用箭头45表示的生产方向上输送给切割设备33的在此不可见的送料器的引入装置44。在生产方向上设置的带钢卷37和39尤其相对于彼此成排地在引入设备44上游定位。在所述带钢卷37和39之下存在输送系统46，所述输送系统在此由具有分岔件48的传送设备47形成。传送设备47具有传送带49，所述传送带具有带定心装置55，经由所述带定心装置可以将钣金条42或43朝向引入装置44的方向传送。
分岔件48的第一工作姿态在图3中可见，其中在此钣金条43可以经由分岔件48直接引入到引入装置44中。相同类型的输送原则上也可以用钣金条42借助于分岔件48进行。
根据图4，同样以传送带51的形式构成的分岔件48在第一工作位置中定位成，使得钣金条43穿过水平井道52环状地伸展，以便消除在钣金条43中的弯曲应力。
在图5和6中示出的绞盘系统53同样设置在切割设备54上游并且仅由绞盘55构成。绞盘55总共具有八个绞盘头56，所述绞盘头分别具有不同的带钢卷57。至少两个绞盘头56始终在切割设备54的这里用箭头58表示的生产方向上相对于彼此成排地设置。在此绞盘55或绞盘头56也可以围绕竖轴59转动。输送系统60由多轴机器人61构成。机器人61具有机器人臂62，在所述机器人臂的端部63处，抓握装置64用于操作带钢卷57的钣金条65和66的在此未详细示出的带端部。机器人61可以抓握在钣金条65或66处的相应的带端部并且引导至切割设备54的引入装置67。此外，如果钣金条65或66的钣金端部从切割设备54中拉出，那么借助机器人61也可以将所述钣金端部引回至带钢卷57。

Claims (17)

1.一种用于制造变压器芯(12)的设备(11)，其中所述设备包括：用于切割钣金(16)的切割设备(30，33，54)，由所述钣金能够构成变压器芯；和具有绞盘(34，35，55)的绞盘系统(32，53)，其中所述绞盘具有绞盘头(36，38，56)，所述绞盘头分别具有带钢卷(37，39，57)，其中至少一个带钢卷在所述切割设备的生产方向上可展开地设置，其中所述带钢卷的钣金条(42，43，65，66)能够输送给所述切割设备，
其特征在于，
所述绞盘系统具有至少两个绞盘头，所述绞盘头分别具有设置在其上的带钢卷，其中所述带钢卷在所述切割设备的生产方向上可展开地并且相对于彼此成排地设置，其中所述设备包括输送系统(46，60)，借助所述输送系统能够将所述带钢卷的钣金条的钣金端部自动地输送给所述切割设备。
2.根据权利要求1所述的设备，
其特征在于，
所述输送系统(60)包括多轴机器人(61)。
3.根据权利要求1所述的设备，
其特征在于，
所述输送系统(46)包括具有分岔件(48)的传送设备(47)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
其特征在于，
所述绞盘系统(32)包括至少两个绞盘(34，35)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
其特征在于，
所述绞盘系统(53)包括绞盘(55)，所述绞盘具有至少两个成排设置的绞盘头(36，38，56)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
其特征在于，
所述绞盘(34，35，55)围绕竖轴(40，41，59)可转动地构成，并且具有至少四个关于所述竖轴相对于彼此错开90°设置的绞盘头(36，38，56)。
7.一种用于借助设备(11)制造变压器芯(12)的方法，其中借助所述设备的切割设备(30，33，54)切割钣金(16)，由所述钣金构成变压器芯，其中在所述设备的绞盘系统(32，53)的绞盘(34，35，55)的绞盘头(36，38，56)上分别设置带钢卷(37，39，57)，其中至少一个带钢卷在所述切割设备的生产方向上设置和展开，其中将所述带钢卷的钣金条(42，43，65，66)输送给所述切割设备，
其特征在于，
在所述绞盘系统的至少两个绞盘头上分别设置带钢卷，其中所述带钢卷在所述切割设备的生产方向上能够展开并且相对于彼此成排地设置，其中借助于所述设备的输送系统(46，60)，将所述带钢卷的钣金条的钣金端部自动地输送给所述切割设备。
8.根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，
所述设备包括控制装置(17)，借助于所述控制装置与要制造的所述变压器芯(12)的构型相关地，控制所述钣金端部至所述切割设备(30，33，54)的输送和/或所述钣金端部从所述切割设备中的拉出。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
由用于制造变压器芯(12)的设施(10)的控制系统(23)，与描述变压器芯的构件数据相关地，将控制命令传输至所述控制装置(17)。
10.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，
借助于所述控制系统(23)求取穿线销(20)和/或钣金止挡件在安置台(18)上的定位，与定位系统(25)相邻的用于相应的钣金(16)的存放位置(31)和/或所述切割设备(30，33，54)对钣金的切割顺序。
11.根据权利要求9或10所述的方法，
其特征在于，
所述绞盘(34，35，55)借助称重设备为相应的带钢卷(37，39，57)称重，并且将重量数据传输至所述控制系统(23)，其中所述控制系统从所述重量数据中推导带长度，并且确定相应的带钢卷借助所述切割设备(30，33，54)的应用。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，
其特征在于，
将所述钣金端部借助于所述输送系统(60)的多轴机器人(61)在所述切割设备(30，54)处穿入和/或移除。
13.根据权利要求12所述的方法，
其特征在于，
所述机器人(61)在移除所述钣金端部之后，将所述钣金端部在卷起所述带钢卷期间引回至相应的带钢卷(57)。
14.根据权利要求12或13所述的方法，
其特征在于，
所述机器人(61)将钣金端部与所述带钢卷(57)分开，粘贴在所述带钢卷上，和/或将标识安置在所述带钢卷上。
15.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，
其特征在于，
将所述钣金端部借助于所述输送系统(46)的传送设备(47)的运输带(49，51)的分岔件(48)在所述切割设备(30，54)处穿入。
16.根据权利要求15所述的方法，
其特征在于，
在所述切割设备(30，54)将一个钣金端部经由所述分岔件(48)通过展开相应的带钢卷(57)输送期间，将另一钣金端部通过卷起相应的带钢卷引回。
17.根据权利要求7至16中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述带钢卷(37，39，57)分别具有应答器，其中所述绞盘系统(32，53)的发送器-接收器单元根据所述应答器识别所述带钢卷。
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