CN112216501A - 一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置和方法，包括架体（1），其特征在于：至少还包括叠片机械手（7）、输送皮带（2）、上层接料装置（6）、下层接料装置（3）、铁心堆垛台和控制组件，所述叠片机械手（7）设置于架体（1）顶部上端面，其中输送皮带（2）设置于架体（1）顶部下端面，所述上层接料装置（6）和下层接料装置（3）设置于输送皮带（2）正下方，其中下层接料装置（3）设置于上层接料装置（6）正下方，所述铁心堆垛台设置于架体（1）宽度方向两端，其中架体（1）长度方向的一端与铁心剪切生产线连接，所述叠片机械手、输送皮带、上层接料装置、下层接料装置和铁心堆垛台分别与控制组件电连接。

Description

一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置和方法

技术领域

本发明属于电工专业设备技术领域，具体涉及一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置和方法。

背景技术

电工行业中生产变压器铁心，大量采用数控横剪生产线，传统生产线的堆料方式为打料式，较为先进的为自动理料式，最先进的为下穿针叠柱式，此后再经过大量的人工叠片工序才能完成成品铁心，或者经过离线叠片设备叠片完成成品铁心。

目前，人工叠片工序占用较多人力资源、工人劳动强度高，生产效率低，产品质量不稳定；人工叠片工序自动化程度不高，很难实现大范围的片料抓放问题；离线叠片设备不能在线叠片，增加了剪切生产线和叠片设备之间工序，效率较低且增加了转运、存储等成本。如果要求生产线的自动化程度高、占用人力资源少、生产效率高，产品质量稳定、省去转运、存储等成本，原结构均不能满足这些要求，因此需要研发一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置和方法，克服了现有技术中1：人工叠片工序占用较多人力资源、工人劳动强度高，生产效率低，产品质量不稳定；2：人工叠片工序自动化程度不高，很难实现大范围的片料抓放问题；3：离线叠片设备不能在线叠片，增加了剪切生产线和叠片设备之间工序，效率较低且增加了转运、存储成本等问题。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，包括架体，至少还包括叠片机械手、输送皮带、上层接料装置、下层接料装置、铁心堆垛台和控制组件，所述叠片机械手设置于架体顶部上端面，其中输送皮带设置于架体顶部下端面，所述上层接料装置和下层接料装置设置于输送皮带正下方，其中下层接料装置设置于上层接料装置正下方，所述铁心堆垛台设置于架体宽度方向两端，其中架体长度方向的一端与铁心剪切生产线连接，所述叠片机械手、输送皮带、上层接料装置、下层接料装置和铁心堆垛台分别与控制组件电连接。

优选的，所述架体为长方体框架结构，其中架体顶部上端面设置有叠片机械手，其中架体顶部下端面设置有输送皮带，所述架体底部为两层台阶结构，其中上层接料装置下端面两侧固定于上层台阶结构处，其中下层接料装置下端面两侧固定于下层台阶结构处。

优选的，所述输送皮带包括第一输送皮带、第二输送皮带、第三输送皮带和第四输送皮带，所述第一输送皮带、第二输送皮带、第三输送皮带和第四输送皮带依次相邻通过皮带框架固定于架体顶部下端面，其中第一输送皮带靠近铁心剪切生产线一侧，所述第一输送皮带和第三输送皮带上均设有固定磁板和定位发讯开关，其中固定磁板设置于第一输送皮带和第三输送皮带上端面并不随其转动，所述第二输送皮带和第四输送皮带上均设有活动磁板和定位发讯开关，其中活动磁板设置于第二输送皮带和第四输送皮带上端面并不随其转动，其中定位发讯开关设置于第一输送皮带、第二输送皮带、第三输送皮带和第四输送皮带一侧面并不随其转动，所述第一输送皮带、第二输送皮带、第三输送皮带和第四输送皮带分别通过电机带动，其中电机和定位发讯开关与控制组件电连接。

优选的，所述第二输送皮带和第四输送皮带上端面设有脱磁机构，其中脱磁机构包括两个脱磁组件，其中两个脱磁组件分别连接第二输送皮带或第四输送皮带的活动磁板的两端，所述脱磁组件包括两个气缸和一个连接板，其中连接板穿过第二输送皮带或第四输送皮带的活动磁板并且连接板两端分别连接一个气缸，其中气缸固定于皮带框架上，所述气缸与控制组件电连接，其中气缸伸缩可使活动磁板远离或者接近第二输送皮带或第四输送皮带，从而使第二输送皮带或第四输送皮带得磁或者消磁，所述上层接料装置和下层接料装置设置于第二输送皮带或第四输送皮带正下方。

优选的，所述上层接料装置为两个，其中两个上层接料装置分别设置于第二输送皮带和第四输送皮带正下方，所述上层接料装置包括上层接料板、上层定位针移动升降装置和上层接料板移动装置，其中上层定位针移动升降装置设置于上层接料板下端，所述上层定位针移动升降装置包括伺服电机、直线导轨、滚珠丝杠副、升降气缸和定位针，其中伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠副连接，所述直线导轨与滚珠丝杠副平行设置，其中升降气缸一侧通过滑块与直线导轨连接，其中升降气缸另一侧与滚珠丝杠副的滚珠连接，所述定位针设置于升降气缸推动杆端，其中定位针可穿过上层接料板，所述上层接料板移动装置包括两组上层接料板移动组件，其中两组上层接料板移动组件分别设置于上层接料板下端两侧，所述上层接料板移动组件包括移动伺服电机、移动直线导轨、支撑板、导轨座、同步带轮、固定座和同步带，其中上层接料板下端面一侧与支撑板上端面固定连接，所述导轨座上端面和下端面均连接有移动直线导轨，所述同步带轮为两个，其中两个同步带轮分别可转动固定于导轨座两端，所述两个同步带轮之间套设有同步带，其中同步带与移动直线导轨平行设置，其中一个同步带轮另一侧与移动伺服电机连接，所述支撑板下端面一侧与导轨座上端面的移动直线导轨卡合，其中支撑板下端面另一侧与同步带连接，所述导轨座下端面的移动直线导轨与固定座上端面卡合，其中固定座下端面固定于架体底部上层台阶结构处，所述固定座上设置有“[”型板，其中“[”型板一端连接固定座，其中“[”型板另一端连接同步带，当移动伺服电机驱动时，导轨座与支撑板同时运动，所述伺服电机、升降气缸和移动伺服电机分别与控制组件电连接。

优选的，所述下层接料装置为两个，其中两个下层接料装置分别设置于第二输送皮带和第四输送皮带正下方，所述下层接料装置包括下层接料板、下层定位针移动升降装置、下层接料板移动装置和下层接料板升降装置，其中下层接料板包括固定板和下层接料升降板，所述下层接料升降板设置于固定板上端面，其中固定板和下层接料升降板重合并不连接，所述下层接料升降板和固定板之间设置有下层定位针移动升降装置，其中下层定位针移动升降装置与下层接料升降板连接并且下层定位针移动升降装置的定位针可穿过下层接料升降板，下层定位针移动升降装置与固定板不连接，所述下层接料板移动装置包括两组下层接料板移动组件，其中两组下层接料板移动组件分别设置于固定板下端两侧，所述下层接料板升降装置包括两组下层接料板升降组件，其中两组下层接料板升降组件侧面分别与固定板两侧面连接，其中两组下层接料板升降组件下端面固定于架体底部下层台阶结构处，所述下层接料板升降组件包括气缸支座和下层接料板升降气缸，其中气缸支座一侧与固定板侧面连接，其中气缸支座另一侧与下层接料板升降气缸连接，其中下层接料板升降气缸的下端面固定于架体底部下层台阶结构处，所述气缸支座靠近下层接料板升降气缸的升降杆处设有通孔，下层接料板升降气缸的升降杆通过通孔使下层接料升降板升降，所述下层定位针移动升降装置、下层接料板移动装置和下层接料板升降气缸分别与控制组件电连接。

优选的，所述叠片机械手包括机械臂和磁性抓手，其中机械臂一端固定于架体顶部上端面，其中机械臂另一端连接磁性抓手，所述机械臂和磁性抓手分别与控制组件电连接。

优选的，所述铁心堆垛台包括I型堆垛台和日型堆垛台，其中I型堆垛台和日型堆垛台均由底座、托盘和定位针组件组成，所述底座固定于地面上，其中定位针组件设置于底座上端面，其中托盘设置于定位针组件上端面，所述定位针组件包括导套和定位针，其中定位针可插入导套，并且定位针穿过托盘，所述多个定位针排列可形成I型、E型或日型，用于叠成I型变压器铁心、E型变压器铁心或日型变压器铁心。

优选的，所述日型堆垛台设置于架体宽度方向两端的中间位置，其中I型堆垛台设置于架体宽度方向两端的两侧位置，其中I型堆垛台和日型堆垛台各配置4组。

优选的，一种如上任一项所述的变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的叠片方法，包括以下步骤：

步骤1）按变压器铁心图纸要求，将剪切参数输入至铁心剪切生产线的控制组件中，将上层接料装置、下层接料装置和铁心堆垛台上的定位针与设定片料定位孔距保持一致；

步骤2）输送皮带将铁心剪切生产线剪切好的片料输送至工位上时，通过控制组件控制将片料脱磁落在上层接料装置上，片料上的定位孔落在定位针上，对片料进行预定位；

步骤3）重复步骤2），使步骤1）设定的片料数全部落在上层接料装置上后，上层接料装置动作，将片料移出，然后下层接料装置在驱动下升起，继续按步骤2）接料；

步骤4）叠片机械手移动至上层接料装置上方，将步骤3）理好的多张片料一次抓起，然后叠片机械手按控制组件设定的路径，将片料运至铁心堆垛台上，叠片机械手得电消磁，片料落在铁心堆垛台的定位针上，对片料进行最终定位堆垛；

步骤5）接着下层接料装置将接好的片料移出，上层接料装置移入继续接料，叠片机械手运动至下层接料装置上方继续抓料并运至铁心堆垛台进行叠片，上层接料装置与下层接料装置交替接料。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明提供的变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，采用多自由度叠片机械手，机械臂和磁性抓手配合完成片料的抓取、转运、消磁、落料工作，其结构简单、占地小，磁性抓手采用断电保持型电磁铁，断电有磁，得电消磁，安全性高，可一次抓取多张片料，效率高，产品质量稳定，自动化程度高，可实现大范围的片料抓放问题；

（2）本发明提供的变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置设置了上层接料装置和下层接料装置，并且上层接料装置和下层接料装置均设置于输送皮带正下方，同时下层接料装置设置于上层接料装置正下方，节约空间，同时上层接料装置和下层接料装置交替接料，大大提高了剪切效率；

（3）本发明输送皮带从右向左依次安装在架体顶部下端面，输送皮带均含有活动磁板和定位发讯开关，通过下吸式传送片料，第二输送皮带和第四输送皮带还包含脱磁机构，当第二输送皮带和第四输送皮带的定位发讯开关检测到片料后，输送皮带停止运动，脱磁机构通过气缸驱动活动磁板抬起，片料失去吸附力在重力作用下落下，形成2个落料工位，可以精确的将片料落在接料板上；

（4）本发明设置4组多工位铁心堆垛台，覆盖范围大，叠装工位多，堆垛定位针可自动或手动调整间距，本发明提供的变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置与剪切生产线实现无缝连接，自动化程度高，产品质量稳定，可显著提高生产效率。

附图说明

图1、本发明一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的立体结构示意图；

图2、本发明一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的主视结构示意图；

图3、本发明一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的俯视结构示意图；

图4、本发明一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的上层接料板移动装置结构示意图；

图5、本发明一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的上层定位针移动升降装置结构示意图；

图6、本发明一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的下层接料板升降装置结构示意图；

图7、本发明一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的脱磁机构结构示意图。

附图标记说明

1、架体，2、输送皮带，3、下层接料装置，4、I型堆垛台，5、日型堆垛台，6、上层接料装置，7、叠片机械手，8、I型变压器铁心，9、E型变压器铁心，10、日型变压器铁心；

2-1、第一输送皮带，2-2、第二输送皮带，2-3、第三输送皮带，2-4、第四输送皮带，2-5、皮带框架，2-6、活动磁板，2-7、气缸，2-8、连接板；

3-1、下层接料板，3-2、下层定位针移动升降装置，3-3、下层接料板移动装置，3-4、下层接料板升降装置；

3-1-1、固定板，3-1-2、下层接料升降板；

3-4-1、气缸支座，3-4-2、下层接料板升降气缸；

6-1、上层接料板，6-2、上层定位针移动升降装置，6-3、上层接料板移动装置；

6-2-1、伺服电机，6-2-2、直线导轨，6-2-3、滚珠丝杠副，6-2-4、升降气缸，6-2-5、定位针；

6-3-1、移动伺服电机，6-3-2、移动直线导轨，6-3-3、支撑板，6-3-4、导轨座，6-3-5、同步带轮，6-3-6、固定座，6-3-7、同步带；

7-1、机械臂，7-2、磁性抓手。

具体实施方式

下面结合实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1~3所示，本发明公开了一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，包括架体1，至少还包括叠片机械手7、输送皮带2、上层接料装置6、下层接料装置3、铁心堆垛台和控制组件，所述叠片机械手7设置于架体1顶部上端面，其中输送皮带2设置于架体1顶部下端面，所述上层接料装置6和下层接料装置3设置于输送皮带2正下方，其中下层接料装置3设置于上层接料装置6正下方，所述铁心堆垛台设置于架体1宽度方向两端，其中架体1长度方向的一端与铁心剪切生产线连接，所述叠片机械手7、输送皮带2、上层接料装置6、下层接料装置3和铁心堆垛台分别与控制组件电连接。

所述控制组件为PLC控制组件，分别控制叠片机械手7、输送皮带2、上层接料装置6、下层接料装置3和铁心堆垛台的相关逻辑。

实施例2

如图1~3所示，优选的，所述架体1为长方体框架结构，其中架体1顶部上端面设置有叠片机械手7，其中架体1顶部下端面设置有输送皮带2，所述架体1底部为两层台阶结构，其中上层接料装置6下端面两侧固定于上层台阶结构处，其中下层接料装置3下端面两侧固定于下层台阶结构处。

所述架体1的两层台阶结构包括上层台阶结构和下层台阶结构，其中上层台阶结构和下层台阶结构上下依次连接设置于架体1底部。

实施例3

如图2所示，优选的，所述输送皮带2包括第一输送皮带2-1、第二输送皮带2-2、第三输送皮带2-3和第四输送皮带2-4，所述第一输送皮带2-1、第二输送皮带2-2、第三输送皮带2-3和第四输送皮带2-4依次相邻通过皮带框架2-5固定于架体1顶部下端面，其中第一输送皮带2-1靠近铁心剪切生产线一侧，所述第一输送皮带2-1和第三输送皮带2-3上均设有固定磁板和定位发讯开关，其中固定磁板设置于第一输送皮带2-1和第三输送皮带2-3上端面并不随其转动，所述第二输送皮带2-2和第四输送皮带2-4上均设有活动磁板2-6和定位发讯开关，其中活动磁板2-6设置于第二输送皮带2-2和第四输送皮带2-4上端面并不随其转动，其中定位发讯开关设置于第一输送皮带2-1、第二输送皮带2-2、第三输送皮带2-3和第四输送皮带2-4一侧面并不随其转动，所述第一输送皮带2-1、第二输送皮带2-2、第三输送皮带2-3和第四输送皮带2-4分别通过电机带动，其中电机和定位发讯开关与控制组件电连接。

所述输送皮带均包含有活动磁板2-6，通过下吸式传送片料，铁心剪切生产线将片料输送至第一输送皮带2-1下侧，第一输送皮带2-1下侧吸住片料并向左移动，传递给第二输送皮带2-2，接着依次传递给第三输送皮带2-3和第四输送皮带2-4。

如图7所示，优选的，所述第二输送皮带2-2和第四输送皮带2-4上端面设有脱磁机构，其中脱磁机构包括两个脱磁组件，其中两个脱磁组件分别连接第二输送皮带2-2或第四输送皮带2-4的活动磁板2-6的两端，所述脱磁组件包括两个气缸2-7和一个连接板2-8，其中连接板2-8穿过第二输送皮带2-2或第四输送皮带2-4的活动磁板2-6并且连接板2-8两端分别连接一个气缸2-7，其中气缸2-7固定于皮带框架2-5上，所述气缸2-7与控制组件电连接，其中气缸2-7伸缩可使活动磁板2-6远离或者接近第二输送皮带2-2或第四输送皮带2-4，从而使第二输送皮带2-2或第四输送皮带2-4得磁或者消磁，所述上层接料装置6和下层接料装置3设置于第二输送皮带2-2或第四输送皮带2-4正下方。

当第二输送皮带2-2和第四输送皮带2-4的定位发讯开关检测到片料，输送皮带停止运动，脱磁机构通过气缸驱动活动磁板抬起，片料失去吸附力在重力作用下落下，形成2个落料工位，可以精确的将片料落在接料板上。

实施例4

如图1、2、4、5所示，优选的，所述上层接料装置6为两个，其中两个上层接料装置6分别设置于第二输送皮带2-2和第四输送皮带2-4正下方，所述上层接料装置6包括上层接料板6-1、上层定位针移动升降装置6-2和上层接料板移动装置6-3，其中上层定位针移动升降装置6-2设置于上层接料板6-1下端，所述上层定位针移动升降装置6-2包括伺服电机6-2-1、直线导轨6-2-2、滚珠丝杠副6-2-3、升降气缸6-2-4和定位针6-2-5，其中伺服电机6-2-1通过联轴器与滚珠丝杠副6-2-3连接，所述直线导轨6-2-2与滚珠丝杠副6-2-3平行设置，其中升降气缸6-2-4一侧通过滑块与直线导轨6-2-2连接，其中升降气缸6-2-4另一侧与滚珠丝杠副6-2-3的滚珠连接，所述定位针6-2-5设置于升降气缸6-2-4推动杆端，其中定位针6-2-5可穿过上层接料板6-1，所述上层接料板移动装置6-3包括两组上层接料板移动组件，其中两组上层接料板移动组件分别设置于上层接料板6-1下端两侧，所述上层接料板移动组件包括移动伺服电机6-3-1、移动直线导轨6-3-2、支撑板6-3-3、导轨座6-3-4、同步带轮6-3-5、固定座6-3-6和同步带6-3-7，其中上层接料板6-1下端面一侧与支撑板6-3-3上端面固定连接，所述导轨座6-3-4上端面和下端面均连接有移动直线导轨6-3-2，所述同步带轮6-3-5为两个，其中两个同步带轮6-3-5分别可转动固定于导轨座6-3-4两端，所述两个同步带轮6-3-5之间套设有同步带6-3-7，其中同步带6-3-7与移动直线导轨6-3-2平行设置，其中一个同步带轮6-3-5另一侧与移动伺服电机6-3-1连接，所述支撑板6-3-3下端面一侧与导轨座6-3-4上端面的移动直线导轨6-3-2卡合，其中支撑板6-3-3下端面另一侧与同步带6-3-7连接，所述导轨座6-3-4下端面的移动直线导轨6-3-2与固定座6-3-6上端面卡合，其中固定座6-3-6下端面固定于架体1底部上层台阶结构处，所述固定座6-3-6上设置有“[”型板，其中“[”型板一端连接固定座6-3-6，其中“[”型板另一端连接同步带6-3-7，当移动伺服电机6-3-1驱动时，导轨座6-3-4与支撑板6-3-3同时运动，所述伺服电机6-2-1、升降气缸6-2-4和移动伺服电机6-3-1分别与控制组件电连接。

所述定位针6-2-5可根据设定参数由伺服电机6-2-1驱动自动调整定位针间距，所述固定座6-3-6上设置有“[”型板，“[”型板一端连接固定座6-3-6，“[”型板另一端连接同步带6-3-7，因此当移动伺服电机6-3-1驱动时，导轨座6-3-4与支撑板6-3-3同时运动，可将接料板移动速度提高至2倍。

所述上层定位针移动升降装置6-2可用于移动和升降定位针6-2-5，定位针6-2-5穿过上层接料板6-1可将片料定位，当片接接完后，利用上层接料板移动装置6-3将上层接料板6-1移出输送皮带底部，使用叠片机械手7进行抓取。

实施例5

如图1、2、6所示，优选的，所述下层接料装置3为两个，其中两个下层接料装置3分别设置于第二输送皮带2-2和第四输送皮带2-4正下方，所述下层接料装置3包括下层接料板3-1、下层定位针移动升降装置3-2、下层接料板移动装置3-3和下层接料板升降装置3-4，其中下层接料板3-1包括固定板3-1-1和下层接料升降板3-1-2，所述下层接料升降板3-1-2设置于固定板3-1-1上端面，其中固定板3-1-1和下层接料升降板3-1-2重合并不连接，所述下层接料升降板3-1-2和固定板3-1-1之间设置有下层定位针移动升降装置3-2，其中下层定位针移动升降装置3-2与下层接料升降板3-1-2连接并且下层定位针移动升降装置3-2的定位针可穿过下层接料升降板3-1-2，下层定位针移动升降装置3-2与固定板3-1-1不连接，所述下层接料板移动装置3-3包括两组下层接料板移动组件，其中两组下层接料板移动组件分别设置于固定板3-1-1下端两侧，所述下层接料板升降装置3-4包括两组下层接料板升降组件，其中两组下层接料板升降组件侧面分别与固定板3-1-1两侧面连接，其中两组下层接料板升降组件下端面固定于架体1底部下层台阶结构处，所述下层接料板升降组件包括气缸支座3-4-1和下层接料板升降气缸3-4-2，其中气缸支座3-4-1一侧与固定板3-1-1侧面连接，其中气缸支座3-4-1另一侧与下层接料板升降气缸3-4-2连接，其中下层接料板升降气缸3-4-2的下端面固定于架体1底部下层台阶结构处，所述气缸支座3-4-1靠近下层接料板升降气缸3-4-2的升降杆处设有通孔，下层接料板升降气缸3-4-2的升降杆通过通孔使下层接料升降板3-1-2升降，所述下层定位针移动升降装置3-2、下层接料板移动装置3-3和下层接料板升降气缸3-4-2分别与控制组件电连接。

所述下层定位针移动升降装置3-2与上层定位针移动升降装置6-2的结构相同，下层接料板移动装置3-3与上层接料板移动装置6-3的结构相同，不再赘述。

所述下层定位针移动升降装置3-2可用于移动和升降定位针，定位针穿过下层接料板3-1可将片料定位，通过下层接料板升降装置3-4将下层接料升降板3-1-2升至与上层接料板6-1齐平后，在下层接料升降板3-1-2上进行片料叠装，叠装完成后下层接料板升降装置3-4下降，下层接料升降板3-1-2落至固定板3-1-1上，接着利用下层接料板移动装置3-3将固定板3-1-1移出输送皮带底部，下层接料升降板3-1-2跟随固定板3-1-1一同移出输送皮带底部，使用叠片机械手7进行抓取。

实施例6

如图1~3所示，优选的，所述叠片机械手7包括机械臂7-1和磁性抓手7-2，其中机械臂7-1一端固定于架体1顶部上端面，其中机械臂7-1另一端连接磁性抓手7-2，所述机械臂7-1和磁性抓手7-2分别与控制组件电连接。

所述磁性抓手采用断电保持型电磁铁，可一次抓取多片硅钢片，断电有磁，得电消磁，安全性高，功耗低。

实施例7

如图1~3所示，优选的，所述铁心堆垛台包括I型堆垛台4和日型堆垛台5，其中I型堆垛台4和日型堆垛台5均由底座、托盘和定位针组件组成，所述底座固定于地面上，其中定位针组件设置于底座上端面，其中托盘设置于定位针组件上端面，所述定位针组件包括导套和定位针，其中定位针可插入导套，并且定位针穿过托盘，所述多个定位针排列可形成I型、E型或日型，用于叠成I型变压器铁心8、E型变压器铁心9或日型变压器铁心10。

所述铁心堆垛台的定位针移动方法与上层定位针移动升降装置6-2的移动方法相同，不再赘述。

如图1~3所示，优选的，所述日型堆垛台5设置于架体1宽度方向两端的中间位置，其中I型堆垛台4设置于架体1宽度方向两端的两侧位置，其中I型堆垛台4和日型堆垛台5各配置4组。

所述铁心堆垛台包括日型堆垛台5和I型堆垛台4，布置在架体1两侧，共4组，一侧布置2组，一次使用2组堆垛台，另外2组堆垛台可进行装卸工序。

所述日型堆垛台5和I型堆垛台4上的定位针由底座上安装的伺服电机、滚珠丝杠副和直线导轨驱动自动调整距离，适应不同孔距片料的定位，定位针采用可插拔结构，方便叠成I型变压器铁心8、E型变压器铁心9或日型变压器铁心10。

实施例8

优选的，一种如上任一项所述的变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的叠片方法，包括以下步骤：

步骤1）按变压器铁心图纸要求，将剪切参数输入至铁心剪切生产线的控制组件中，将上层接料装置6、下层接料装置3和铁心堆垛台上的定位针与设定片料定位孔距保持一致；

步骤2）输送皮带2将铁心剪切生产线剪切好的片料输送至工位上时，通过控制组件控制将片料脱磁落在上层接料装置6上，片料上的定位孔落在定位针上，对片料进行预定位；

步骤3）重复步骤2），使步骤1）设定的片料数全部落在上层接料装置6上后，上层接料装置6动作，将片料移出，然后下层接料装置3在驱动下升起，继续按步骤2）接料；

步骤4）叠片机械手7移动至上层接料装置6上方，将步骤3）理好的多张片料一次抓起，然后叠片机械手7按控制组件设定的路径，将片料运至铁心堆垛台上，叠片机械手7得电消磁，片料落在铁心堆垛台的定位针上，对片料进行最终定位堆垛；

步骤5）接着下层接料装置3将接好的片料移出，上层接料装置6移入继续接料，叠片机械手7运动至下层接料装置3上方继续抓料并运至铁心堆垛台进行叠片，上层接料装置6与下层接料装置3交替接料。

本发明的工作原理如下：

本发明包括架体1、输送皮带2、上层接料装置6、下层接料装置3、叠片机械手7、多工位铁心堆垛台和控制组件，叠片机械手7设置于架体1顶部上端面，输送皮带2设置于架体1顶部下端面，上层接料装置6和下层接料装置3设置于输送皮带2正下方，架体1的右侧与剪切生产线连接，架体1的两侧设置多工位铁心堆垛台，输送皮带2通过下吸式传送片料，通过脱磁机构将气缸驱动使活动磁板抬起，片料失去吸附力在重力作用下落下，形成2个落料工位，可以精确的将片料落在接料板上，上下层接料装置交替接料，不影响剪切效率，机械臂和磁性抓手配合完成片料的抓取、转运、消磁、落料，解决了现有生产线需要经过大量的人工叠片工序才能完成成品铁心，解决了现有离线叠片设备不能在线叠片，效率较低并且增加了转运、存储片料等问题，本发明与铁心剪切生产线无缝连接，实现快速、整齐、规律的在线叠片，替代人工操作，节省人力资源，省去了转运、存储片料等工序，为企业实现智能制造提供了技术保障。

本发明的叠片方法如下：

步骤1）按变压器铁心图纸要求，将剪切参数输入至铁心剪切生产线的控制组件中，上层接料装置6、下层接料装置3和铁心堆垛台上的定位针将通过伺服电机、滚珠丝杠副自动调整距离与设定片料孔距一致；

步骤2）输送皮带2将铁心剪切生产线剪切好的片料分别输送至第二输送皮带2-2和第四输送皮带2-4工位上时，定位发讯开关发讯，皮带停止，活动磁板2-6被气缸2-7抬起，片料脱磁落在上层接料装置6上，片料定位孔落入定位针上，对片料进行预定位；

步骤3）重复步骤2），使步骤1）设定的片数全部落在上层接料装置6上后，上接料板移动装置6-3动作，将片料移出，然后下层接料装置3在下接料板升降装置3-4驱动下升起继续按步骤2）接料，不影响剪切效率；

步骤4）叠片机械手7移动至上层接料装置6上方，磁性抓手7-2将步骤3）理好的多张片料一次抓起，然后叠片机械手7按程序设定路径，将片料运至堆垛台上，磁性抓手7-2得电消磁，片料落在堆垛台定位针上，对片料进行最终定位堆垛；

步骤5）此时下层接料装置3将接好的片料移出，上层接料装置6移入继续接料，叠片机械手7运动至下层接料装置3上方继续抓料并运至堆垛台进行叠片，上层接料装置6与下层接料装置3交替接料。

根据上述步骤1）的规律制作后续各级铁心，可得到设定参数的完整的日型变压器铁心10、I型变压器铁心8或E型变压器铁心9。

本发明提供的变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，采用多自由度叠片机械手，机械臂和磁性抓手配合完成片料的抓取、转运、消磁、落料工作，其结构简单、占地小，磁性抓手采用断电保持型电磁铁，断电有磁，得电消磁，安全性高，可一次抓取多张片料，效率高，产品质量稳定，自动化程度高，可实现大范围的片料抓放问题。

本发明提供的变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置设置了上层接料装置和下层接料装置，并且上层接料装置和下层接料装置均设置于输送皮带正下方，同时下层接料装置设置于上层接料装置正下方，节约空间，同时上层接料装置和下层接料装置交替接料，大大提高了剪切效率。

本发明输送皮带从右向左依次安装在架体顶部下端面，输送皮带均含有活动磁板和定位发讯开关，通过下吸式传送片料，第二输送皮带和第四输送皮带还包含脱磁机构，当第二输送皮带和第四输送皮带的定位发讯开关检测到片料后，输送皮带停止运动，脱磁机构通过气缸驱动活动磁板抬起，片料失去吸附力在重力作用下落下，形成2个落料工位，可以精确的将片料落在接料板上。

本发明设置4组多工位铁心堆垛台，覆盖范围大，叠装工位多，堆垛定位针可自动或手动调整间距，本发明提供的变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置与剪切生产线实现无缝连接，自动化程度高，产品质量稳定，可显著提高生产效率。

上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，包括架体（1），其特征在于：至少还包括叠片机械手（7）、输送皮带（2）、上层接料装置（6）、下层接料装置（3）、铁心堆垛台和控制组件，所述叠片机械手（7）设置于架体（1）顶部上端面，其中输送皮带（2）设置于架体（1）顶部下端面，所述上层接料装置（6）和下层接料装置（3）设置于输送皮带（2）正下方，其中下层接料装置（3）设置于上层接料装置（6）正下方，所述铁心堆垛台设置于架体（1）宽度方向两端，其中架体（1）长度方向的一端与铁心剪切生产线连接，所述叠片机械手（7）、输送皮带（2）、上层接料装置（6）、下层接料装置（3）和铁心堆垛台分别与控制组件电连接。

2.根据权利要求1所述的一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，其特征在于：所述架体（1）为长方体框架结构，其中架体（1）顶部上端面设置有叠片机械手（7），其中架体（1）顶部下端面设置有输送皮带（2），所述架体（1）底部为两层台阶结构，其中上层接料装置（6）下端面两侧固定于上层台阶结构处，其中下层接料装置（3）下端面两侧固定于下层台阶结构处。

3.根据权利要求2所述的一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，其特征在于：所述输送皮带（2）包括第一输送皮带（2-1）、第二输送皮带（2-2）、第三输送皮带（2-3）和第四输送皮带（2-4），所述第一输送皮带（2-1）、第二输送皮带（2-2）、第三输送皮带（2-3）和第四输送皮带（2-4）依次相邻通过皮带框架（2-5）固定于架体（1）顶部下端面，其中第一输送皮带（2-1）靠近铁心剪切生产线一侧，所述第一输送皮带（2-1）和第三输送皮带（2-3）上均设有固定磁板和定位发讯开关，其中固定磁板设置于第一输送皮带（2-1）和第三输送皮带（2-3）上端面并不随其转动，所述第二输送皮带（2-2）和第四输送皮带（2-4）上均设有活动磁板（2-6）和定位发讯开关，其中活动磁板（2-6）设置于第二输送皮带（2-2）和第四输送皮带（2-4）上端面并不随其转动，其中定位发讯开关设置于第一输送皮带（2-1）、第二输送皮带（2-2）、第三输送皮带（2-3）和第四输送皮带（2-4）一侧面并不随其转动，所述第一输送皮带（2-1）、第二输送皮带（2-2）、第三输送皮带（2-3）和第四输送皮带（2-4）分别通过电机带动，其中电机和定位发讯开关与控制组件电连接。

4.根据权利要求3所述的一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，其特征在于：所述第二输送皮带（2-2）和第四输送皮带（2-4）上端面设有脱磁机构，其中脱磁机构包括两个脱磁组件，其中两个脱磁组件分别连接第二输送皮带（2-2）或第四输送皮带（2-4）的活动磁板（2-6）的两端，所述脱磁组件包括两个气缸（2-7）和一个连接板（2-8），其中连接板（2-8）穿过第二输送皮带（2-2）或第四输送皮带（2-4）的活动磁板（2-6）并且连接板（2-8）两端分别连接一个气缸（2-7），其中气缸（2-7）固定于皮带框架（2-5）上，所述气缸（2-7）与控制组件电连接，其中气缸（2-7）伸缩可使活动磁板（2-6）远离或者接近第二输送皮带（2-2）或第四输送皮带（2-4），从而使第二输送皮带（2-2）或第四输送皮带（2-4）得磁或者消磁，所述上层接料装置（6）和下层接料装置（3）设置于第二输送皮带（2-2）或第四输送皮带（2-4）正下方。

5.根据权利要求4所述的一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，其特征在于：所述上层接料装置（6）为两个，其中两个上层接料装置（6）分别设置于第二输送皮带（2-2）和第四输送皮带（2-4）正下方，所述上层接料装置（6）包括上层接料板（6-1）、上层定位针移动升降装置（6-2）和上层接料板移动装置（6-3），其中上层定位针移动升降装置（6-2）设置于上层接料板（6-1）下端，所述上层定位针移动升降装置（6-2）包括伺服电机（6-2-1）、直线导轨（6-2-2）、滚珠丝杠副（6-2-3）、升降气缸（6-2-4）和定位针（6-2-5），其中伺服电机（6-2-1）通过联轴器与滚珠丝杠副（6-2-3）连接，所述直线导轨（6-2-2）与滚珠丝杠副（6-2-3）平行设置，其中升降气缸（6-2-4）一侧通过滑块与直线导轨（6-2-2）连接，其中升降气缸（6-2-4）另一侧与滚珠丝杠副（6-2-3）的滚珠连接，所述定位针（6-2-5）设置于升降气缸（6-2-4）推动杆端，其中定位针（6-2-5）可穿过上层接料板（6-1），所述上层接料板移动装置（6-3）包括两组上层接料板移动组件，其中两组上层接料板移动组件分别设置于上层接料板（6-1）下端两侧，所述上层接料板移动组件包括移动伺服电机（6-3-1）、移动直线导轨（6-3-2）、支撑板（6-3-3）、导轨座（6-3-4）、同步带轮（6-3-5）、固定座（6-3-6）和同步带（6-3-7），其中上层接料板（6-1）下端面一侧与支撑板（6-3-3）上端面固定连接，所述导轨座（6-3-4）上端面和下端面均连接有移动直线导轨（6-3-2），所述同步带轮（6-3-5）为两个，其中两个同步带轮（6-3-5）分别可转动固定于导轨座（6-3-4）两端，所述两个同步带轮（6-3-5）之间套设有同步带（6-3-7），其中同步带（6-3-7）与移动直线导轨（6-3-2）平行设置，其中一个同步带轮（6-3-5）另一侧与移动伺服电机（6-3-1）连接，所述支撑板（6-3-3）下端面一侧与导轨座（6-3-4）上端面的移动直线导轨（6-3-2）卡合，其中支撑板（6-3-3）下端面另一侧与同步带（6-3-7）连接，所述导轨座（6-3-4）下端面的移动直线导轨（6-3-2）与固定座（6-3-6）上端面卡合，其中固定座（6-3-6）下端面固定于架体（1）底部上层台阶结构处，所述固定座（6-3-6）上设置有“[”型板，其中“[”型板一端连接固定座（6-3-6），其中“[”型板另一端连接同步带（6-3-7），当移动伺服电机（6-3-1）驱动时，导轨座（6-3-4）与支撑板（6-3-3）同时运动，所述伺服电机（6-2-1）、升降气缸（6-2-4）和移动伺服电机（6-3-1）分别与控制组件电连接。

6.根据权利要求4所述的一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，其特征在于：所述下层接料装置（3）为两个，其中两个下层接料装置（3）分别设置于第二输送皮带（2-2）和第四输送皮带（2-4）正下方，所述下层接料装置（3）包括下层接料板（3-1）、下层定位针移动升降装置（3-2）、下层接料板移动装置（3-3）和下层接料板升降装置（3-4），其中下层接料板（3-1）包括固定板（3-1-1）和下层接料升降板（3-1-2），所述下层接料升降板（3-1-2）设置于固定板（3-1-1）上端面，其中固定板（3-1-1）和下层接料升降板（3-1-2）重合并不连接，所述下层接料升降板（3-1-2）和固定板（3-1-1）之间设置有下层定位针移动升降装置（3-2），其中下层定位针移动升降装置（3-2）与下层接料升降板（3-1-2）连接并且下层定位针移动升降装置（3-2）的定位针可穿过下层接料升降板（3-1-2），下层定位针移动升降装置（3-2）与固定板（3-1-1）不连接，所述下层接料板移动装置（3-3）包括两组下层接料板移动组件，其中两组下层接料板移动组件分别设置于固定板（3-1-1）下端两侧，所述下层接料板升降装置（3-4）包括两组下层接料板升降组件，其中两组下层接料板升降组件侧面分别与固定板（3-1-1）两侧面连接，其中两组下层接料板升降组件下端面固定于架体（1）底部下层台阶结构处，所述下层接料板升降组件包括气缸支座（3-4-1）和下层接料板升降气缸（3-4-2），其中气缸支座（3-4-1）一侧与固定板（3-1-1）侧面连接，其中气缸支座（3-4-1）另一侧与下层接料板升降气缸（3-4-2）连接，其中下层接料板升降气缸（3-4-2）的下端面固定于架体（1）底部下层台阶结构处，所述气缸支座（3-4-1）靠近下层接料板升降气缸（3-4-2）的升降杆处设有通孔，下层接料板升降气缸（3-4-2）的升降杆通过通孔使下层接料升降板（3-1-2）升降，所述下层定位针移动升降装置（3-2）、下层接料板移动装置（3-3）和下层接料板升降气缸（3-4-2）分别与控制组件电连接。

7.根据权利要求2所述的一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，其特征在于：所述叠片机械手（7）包括机械臂（7-1）和磁性抓手（7-2），其中机械臂（7-1）一端固定于架体（1）顶部上端面，其中机械臂（7-1）另一端连接磁性抓手（7-2），所述机械臂（7-1）和磁性抓手（7-2）分别与控制组件电连接。

8.根据权利要求1所述的一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，其特征在于：所述铁心堆垛台包括I型堆垛台（4）和日型堆垛台（5），其中I型堆垛台（4）和日型堆垛台（5）均由底座、托盘和定位针组件组成，所述底座固定于地面上，其中定位针组件设置于底座上端面，其中托盘设置于定位针组件上端面，所述定位针组件包括导套和定位针，其中定位针可插入导套，并且定位针穿过托盘，所述多个定位针排列可形成I型、E型或日型，用于叠成I型变压器铁心（8）、E型变压器铁心（9）或日型变压器铁心（10）。

9.根据权利要求8所述的一种变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置，其特征在于：所述日型堆垛台（5）设置于架体（1）宽度方向两端的中间位置，其中I型堆垛台（4）设置于架体（1）宽度方向两端的两侧位置，其中I型堆垛台（4）和日型堆垛台（5）各配置4组。

10.一种如权利要求1~9任一项所述的变压器铁心剪切生产线在线自动叠片装置的叠片方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）按变压器铁心图纸要求，将剪切参数输入至铁心剪切生产线的控制组件中，将上层接料装置（6）、下层接料装置（3）和铁心堆垛台上的定位针与设定片料定位孔距保持一致；

步骤2）输送皮带（2）将铁心剪切生产线剪切好的片料输送至工位上时，通过控制组件控制将片料脱磁落在上层接料装置（6）上，片料上的定位孔落在定位针上，对片料进行预定位；

步骤3）重复步骤2），使步骤1）设定的片料数全部落在上层接料装置（6）上后，上层接料装置（6）动作，将片料移出，然后下层接料装置（3）在驱动下升起，继续按步骤2）接料；

步骤4）叠片机械手（7）移动至上层接料装置（6）上方，将步骤3）理好的多张片料一次抓起，然后叠片机械手（7）按控制组件设定的路径，将片料运至铁心堆垛台上，叠片机械手（7）得电消磁，片料落在铁心堆垛台的定位针上，对片料进行最终定位堆垛；

步骤5）接着下层接料装置（3）将接好的片料移出，上层接料装置（6）移入继续接料，叠片机械手（7）运动至下层接料装置（3）上方继续抓料并运至铁心堆垛台进行叠片，上层接料装置（6）与下层接料装置（3）交替接料。

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