CN112563014A - 一种立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，包括：机架；卷出模块，所述卷出模块包括圆形非晶合金带料卷和分度圆盘；第一测量模块，所述第一测量模块包括光电开关和第一测距传感器；切割模块，所述切割模块包括第一滚轮对、开料割台和第二滚轮对；收集模块，所述收集模块包括第一出料箱和第二出料箱；控制模块，用于控制各模块工作。所述卷出模块把多层非晶合金带卷出，所述光电开关会产生脉冲计数信号，计算多层非晶合金带卷出的长度，所述切割模块把多层非晶合金切割成两段，所述第一出料箱和所述第二出料箱分别收集切下来的两段多层非晶合金，所述开料装置能自动完成多层非晶合金带的切割和收集工作。

Description

一种立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置

技术领域

本发明涉及电力设备领域，特别涉及一种立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置。

背景技术

非晶合金变压器节能效果明显，广泛应用于城市住宅小区和一些基础设施领域的电力供应。非晶合金卷铁心变压器，其铁心是由多层非晶合金薄片叠加起来，然后在矩形骨架上卷绕而成。传统的非晶合金卷铁心生产测量方法是用圆形滚轮压在非晶合金带上，滚轮轴线上连有编码器，非晶合金带运动时带动滚轮转动，通过编码器计算滚轮转动的圈数，然后用滚轮的周长乘以转动圈数，通过运算测量出非晶合金带运动的长度。立体卷铁心变压器非晶合金带出料长度与出料宽度是由工艺参数决定的，并且不同长度对应的宽度具有严格的换算公式。传统的测量方法存在一些缺陷。当多层非晶合金片叠加时在垂直方向会出现平整度不一致，层数越多平整度越差，此时滚轮在非晶合金带上运动时不可避免的会出现打滑，引起测量误差。非晶合金带叠加层数越多，长度越长则引起测量误差越大。出现长度误差会进一步引起出料宽度和割刀位置一系列连锁误差，降低了非晶合金带的加工精度，最后影响立体卷铁心成型效果，和后续工序，传统的非晶合金带开料机还有出料慢下料乱飞碎屑难清理等问题，限制了立体卷铁心变压器的行业发展。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，所述立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置能够实现变压器铁心生产时在无人职守情况下对卷铁心变压器多层非晶合金带根据工艺要求完成自动的开料工作。具有开料速度快，测量速度快零延迟，适应高速出料，成本低，便捷性好等优点。所述立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置采用非接触式传感式测量方法，达到测量精度高，非接触式测量不会磨损多层非晶合金带和割刀表面的技术效果。

本发明提出一种具有上述自动化功能的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置。包括：机架；卷出模块，用于把多层非晶合金带卷出，所述卷出模块包括圆形非晶合金带料卷和分度圆盘，所述分度圆盘安装在所述圆形非晶合金带料卷上，所述卷出模块安装在所述机架上；第一测量模块，用于测量所述卷出模块卷出多层非晶合金带卷的长度，所述第一测量模块包括光电开关和第一测距传感器，所述光电开关设置在所述分度圆盘的上方，所述第一测距传感器设置于所述光电开关的上方；切割模块，用于切割多层非晶合金带，所述切割模块包括第一滚轮对、开料割台和第二滚轮对，所述第一滚轮对、所述开料割台和所述第二滚轮对依次设置在所述机架上；收集模块，用于收集切割后的多层非晶合金带，所述收集模块包括第一出料箱和第二出料箱，所述第一出料箱和所述第二出料箱相邻设置在所述机架上，所述第一出料箱和所述第二出料箱分别与所述开料割台对应连接；控制模块，用于控制所述卷出模块、所述第一测量模块、所述切割模块和所述收集模块工作，所述控制模块设置在所述机架上。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，至少具有如下技术效果:所述卷出模块把多层非晶合金带卷出，所述第一测量模块的所述光电开关通过夹具固定，不随所述圆形非晶合金带料卷旋转，所述光电开关的初始位置正对所述分度圆盘，当所述卷出模块旋转时，所述光电开关会产生脉冲计数信号，从而计算多层非晶合金带卷出的长度，所述切割模块把多层非晶合金切割成两段，所述第一出料箱和所述第二出料箱分别收集所述切割模块切下来的两段多层非晶合金。所述立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置能自动完成多层非晶合金带的切割和收集工作。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，所述开料割台包括步进电机、与所述步进电机连接的减速齿轮、与所述减速齿轮连接的丝杆和割刀，所述割刀安装在所述丝杆上。所述开料装置开料割台的所述步进电机提供旋转角度和动力输出，所述减速齿轮起到增大扭距作用，所述丝杠把所述减速齿轮的旋转运动转化为所述丝杠的竖直运动，从而带动所述割刀移动到预设的位置进行切割工作。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，所述开料割台还包括用于测量开料宽度的第二测量模块，所述第二测量模块安装在所述机架上。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，所述第二测量模块为第二测距传感器，所述第二测距传感器安装在所述机架上。所述第二测距传感器通过所述控制模块控制测量合金带边缘距所述割刀的距离，即合金带物料的宽度。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，所述控制模块包括微处理器、光电开关部分、第一测距传感器部分、第二测距传感器部分、电机驱动部分、时钟部分和显示部分，所述光电开关部分、所述第一测距传感器部分、所述第二测距传感器部分、所述电机驱动部分、所述时钟部分和显示部分分别与所述微处理器电性连接，所述微处理器的型号为STM32F103，所述第一测距传感器部分用于采集所述第一测距传感器的信号通过所述微处理器STM32F103计算出到所述圆形非晶合金带料卷表面的距离；采集所述第二测距传感器信号通过所述微处理器STM32F103进行处理后可以测得合金带边缘距所述割刀距离，即合金带物料的宽度，实时反馈给所述微处理器并进行相应调整。所述光电开关部分用于处理转轴转速、旋转角度和激光测距时的光电传感器脉冲和计数，供处理器运算；所述第一测距传感器部分、第二测距传感器部分用于采集激光测距传感器信号通过微处理器STM32F103计算出到圆形非晶合金带料卷表面的距离，采集激光测距传感器信号通过微处理器STM32F103进行处理后可以测得合金带边缘距割刀距离，即合金带物料的宽度，宽度数值可以实时反馈给微处理器并进行相应调整，并把相应的数值储在处理器的寄存器中。所述电机驱动部分是驱动橡胶滚轮的伺服电机驱动电路和步进电机的驱动电路，伺服电机由伺服控制器驱动通过485接口连接微处理器STM32F103通过PWM来调节转速进而调节合金带物料的开料速度。步进电机驱动电路是通过UN2003芯片由微处理器STM32F103进行控制，步进电机带动减速齿轮，提高扭矩和精确度。所述时钟部分采用DS1302提供精确的时钟信号，记录某一时刻非晶合金带物料开料速度和宽度、割刀位置、卷主轴转速、分度盘位移角度等信息，还可以进行故障诊断数据和日志记录。所述显示部分采用液晶屏显示当前多层非晶合金带的开料长度、速度、宽度、割刀位置、料卷主轴转速、分度盘位移角度等信息。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，所述卷出模块还包括转轴，所述圆形非晶合金带料卷和所述分度圆盘固定在所述转轴上并沿所述转轴同步旋转。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，所述切割模块还包括伺服电机，所述伺服电机分别与所述第一滚轮对和第二滚轮对连接，所述第一滚轮对包括两个相对转动的滚轮，所述第二滚轮对包括两个相对转动的滚轮。所述第一滚轮对和所述第二滚轮对达到夹紧合金带并提供张力、导向和传送物料作用。所述伺服电机由伺服控制器驱动，通过485接口连接所述微处理器STM32F103，通过PWM调节转速，进而调节合金带物料的开料速度。所述步进电机驱动部分通过UN2003芯片由所述处理器STM32F103进行控制，所述步进电机带动所述减速齿轮，提高扭矩和精确度。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，所述分度圆盘由遮光材料制成，所述分度圆盘上设置有64条透光槽，所述分度圆盘上每隔5.625度设有透光槽，所述透光槽均为对称分布。所述分度圆盘由遮光材料制作，所述分度刻盘每隔5.625度开有所述透光槽，所述透光槽呈均为对称分布，所述分度刻盘共有64条所述透光槽。所述光电开关通过夹具固定在所述机架上，所述光电开关不随所述圆形非晶合金带料卷旋转，所述光电开关的位置正对所述分度圆盘的所述透光槽处，所述第一测距传感器的初始位置正对所述圆形非晶合金带料卷的表面，在竖直方向上与所述光电开关和所述转轴在一条直线上，用来测量当前料卷的半径，所述光电开关呈钳形状经过所述透光槽时会产生脉冲计数信号。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，所述多层非晶合金带包括多个单层非晶合金薄片，所述单层非晶合金薄片厚度为0.02毫米，所述多层非晶合金带为叠加2-8层所述单层非晶合金薄片。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，还包括电源模块，所述电源模块与所述控制模块电性连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置示意图；

图2为本实用新实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置侧视图；

图3为本实用新实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置俯视图；

图4为本实用新实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置微处理器电路；

图5为本实用新实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置测距模块电路；

图6为本实用新实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置显示电路TFT彩屏接口电路；

图7为本实用新实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置显示电路彩屏控制芯片电路；

图8为本实用新实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置供电电路以及串口下载电路；

图9为本实用新实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置电源供电电路；

附图标记：

机架100、

卷出模块200、圆形非晶合金带料卷201、分度圆盘202、转轴203、透光槽204、圆形非晶合金带料205、

第一测量模块300、光电开关301、第一测距传感器302、

切割模块401、第一滚轮对402、开料割台403、第二滚轮对404、步进电机405、减速齿轮406、丝杆407、割刀408、第二测距传感器409、

收集模块501、第一出料箱502、第二出料箱503。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1、图2和图3，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置。包括：机架100；卷出模块200，用于把多层非晶合金带卷出，卷出模块200包括圆形非晶合金带料卷201和分度圆盘202，分度圆盘202安装在圆形非晶合金带料卷201上，卷出模块200安装在机架100上；第一测量模块300，用于测量卷出模块200卷出多层非晶合金带卷的长度，第一测量模块300包括光电开关301和第一测距传感器302，光电开关301设置在分度圆盘202的上方，第一测距传感器302设置于光电开关301的上方；切割模块401，用于切割多层非晶合金带，切割模块401包括第一滚轮对402、开料割台403和第二滚轮对404，第一滚轮对402、开料割台403和第二滚轮对404依次设置在机架100上；收集模块501，用于收集切割后的多层非晶合金带，收集模块501包括第一出料箱502和第二出料箱503，第一出料箱502和第二出料箱503相邻设置在机架100上，所述第一出料箱502和所述第二出料箱503分别与所述开料割台403对应连接；控制模块601，用于控制卷出模块200、第一测量模块300、切割模块401和收集模块501工作，控制模块601设置在机架100上。

参照图1、图2和图3，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，至少具有如下技术效果:卷出模块200把多层非晶合金带卷出，第一测量模块300的光电开关301通过夹具固定，不随圆形非晶合金带料卷201旋转，光电开关301的初始位置正对分度圆盘202，当卷出模块200旋转时，光电开关301会产生脉冲计数信号，从而计算多层非晶合金带卷出的长度，切割模块401把多层非晶合金切割成两段，第一出料箱502和第二出料箱503分别收集切割模块401切下来的两段多层非晶合金。立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置能自动完成多层非晶合金带的切割和收集工作。

参照图1和图2，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，开料割台403包括步进电机405、与步进电机405连接的减速齿轮406、与减速齿轮406连接的丝杆407和割刀408，割刀408安装在丝杆407上。开料装置开料割台403的步进电机405提供旋转角度和动力输出，减速齿轮406起到增大扭距作用，丝杠把减速齿轮406的旋转运动转化为丝杠的竖直运动，从而带动割刀408移动到预设的位置进行切割工作。

参照图1和图2，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，开料割台403还包括用于测量开料宽度的第二测量模块，所述第二测量模块安装在所述机架100上。

参照图1和图2，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，第二测量模块为第二测距传感器409，第二测距传感器409安装在机架100上。第二测距传感器409通过控制模块601控制测量合金带边缘距割刀408的距离，即合金带物料的宽度。

参照图1、图2、图4至图9，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，控制模块601包括微处理器、光电开关301部分、第一测距传感器302部分、第二测距传感器409部分、电机驱动部分、时钟部分和显示部分，光电开关301部分、第一测距传感器302部分、第二测距传感器409部分、电机驱动部分、时钟部分和显示部分分别与微处理器电性连接，所述光电开关部分用于处理转轴转速、旋转角度和激光测距时的光电传感器脉冲和计数，供处理器运算；所述第一测距传感器部分、第二测距传感器部分用于采集激光测距传感器信号通过微处理器STM32F103计算出到圆形非晶合金带料卷表面的距离，采集激光测距传感器信号通过微处理器STM32F103进行处理后可以测得合金带边缘距割刀距离，即合金带物料的宽度，宽度数值可以实时反馈给微处理器并进行相应调整，并把相应的数值储在处理器的寄存器中。所述电机驱动部分是驱动橡胶滚轮的伺服电机驱动电路和步进电机的驱动电路，伺服电机由伺服控制器驱动通过485接口连接微处理器STM32F103通过PWM来调节转速进而调节合金带物料的开料速度。步进电机驱动电路是通过UN2003芯片由微处理器STM32F103进行控制，步进电机带动减速齿轮，提高扭矩和精确度。所述时钟部分采用DS1302提供精确的时钟信号，记录某一时刻非晶合金带物料开料速度和宽度、割刀位置、卷主轴转速、分度盘位移角度等信息，还可以进行故障诊断数据和日志记录。所述显示部分采用液晶屏显示当前多层非晶合金带的开料长度、速度、宽度、割刀位置、料卷主轴转速、分度盘位移角度等信息。

参照图1和图2，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，卷出模块200还包括转轴203，圆形非晶合金带料卷201和分度圆盘202固定在转轴203上并沿转轴203同步旋转。

参照图1和图2，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，切割模块401还包括伺服电机，伺服电机分别与第一滚轮对402和第二滚轮对404连接，第一滚轮对402包括两个相对转动的滚轮，第二滚轮对404包括两个相对转动的滚轮。第一滚轮对402和第二滚轮对404达到夹紧合金带并提供张力、导向和传送物料作用。伺服电机由伺服控制器驱动，通过485接口连接微处理器STM32F103，通过PWM调节转速，进而调节合金带物料的开料速度。步进电机405驱动部分通过UN2003芯片由处理器STM32F103进行控制，步进电机405带动减速齿轮406，提高扭矩和精确度。

参照图1和图2，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，分度圆盘202由遮光材料制成，分度圆盘202上设置有64条透光槽204，所述分度圆盘202上每隔5.625度设有透光槽204，所述透光槽204均为对称分布。光电开关301通过夹具固定在机架100上，光电开关301不随圆形非晶合金带料卷201旋转，光电开关301的位置正对分度圆盘202的透光槽204处，第一测距传感器302的初始位置正对圆形非晶合金带料卷201的表面，在竖直方向上与光电开关301和转轴203在一条直线上，用来测量当前料卷的半径，光电开关301呈钳形状经过透光槽204时会产生脉冲计数信号。

参照图1和图2，描述根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，多层非晶合金带包括多个单层非晶合金薄片，单层非晶合金薄片厚度为0.02毫米，多层非晶合金带为叠加2-8层单层非晶合金薄片。

根据本发明实施例的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，还包括电源模块，电源模块与控制模块601电性连接。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术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作出各种变化。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，包括：

机架；

卷出模块，用于把多层非晶合金带卷出，所述卷出模块包括圆形非晶合金带料卷和分度圆盘，所述分度圆盘安装在所述圆形非晶合金带料卷上，所述卷出模块安装在所述机架上；

第一测量模块，用于测量所述卷出模块卷出多层非晶合金带卷的长度，所述第一测量模块包括光电开关和第一测距传感器，所述光电开关设置在所述分度圆盘的上方，所述第一测距传感器设置于所述光电开关的上方；

切割模块，用于切割多层非晶合金带，所述切割模块包括第一滚轮对、开料割台和第二滚轮对，所述第一滚轮对、所述开料割台和所述第二滚轮对依次设置在所述机架上；

收集模块，用于收集切割后的多层非晶合金带，所述收集模块包括第一出料箱和第二出料箱，所述第一出料箱和所述第二出料箱相邻设置在所述机架上，所述第一出料箱和所述第二出料箱分别与所述开料割台对应连接；

控制模块，用于控制所述卷出模块、所述第一测量模块、所述切割模块和所述收集模块工作，所述控制模块设置在所述机架上。

2.根据权利要求1所述的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，所述开料割台包括步进电机、与所述步进电机连接的减速齿轮、与所述减速齿轮连接的丝杆和割刀，所述割刀安装在所述丝杆上。

3.根据权利要求2所述的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，所述开料割台还包括用于测量开料宽度的第二测量模块，所述第二测量模块安装在所述机架上。

4.根据权利要求3所述的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，所述第二测量模块为第二测距传感器，所述第二测距传感器安装在所述机架上。

5.根据权利要求1所述的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，所述控制模块包括微处理器、光电开关部分、第一测距传感器部分、第二测距传感器部分、电机驱动部分、时钟部分和显示部分，所述光电开关部分、所述第一测距传感器部分、所述第二测距传感器部分、所述电机驱动部分、所述时钟部分和显所述示部分分别与所述微处理器电性连接。

6.根据权利要求1所述的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，所述卷出模块还包括转轴，所述圆形非晶合金带料卷和所述分度圆盘固定在所述转轴上并沿所述转轴同步旋转。

7.根据权利要求1所述的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，所述切割模块还包括伺服电机，所述伺服电机分别与所述第一滚轮对和第二滚轮对连接，所述第一滚轮对包括两个相对转动的滚轮，所述第二滚轮对包括两个相对转动的滚轮。

8.根据权利要求1所述的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，所述分度圆盘由遮光材料制成，所述分度圆盘上设置有64条透光槽，所述分度圆盘上每隔5.625度设有透光槽，所述透光槽均为对称分布。

9.根据权利要求1所述的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，所述多层非晶合金带包括多个单层非晶合金薄片，所述单层非晶合金薄片厚度为0.02毫米，所述多层非晶合金带为叠加2-8层所述单层非晶合金薄片。

10.根据权利要求1所述的立体卷铁心变压器多层非晶合金带开料装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块与所述控制模块电性连接。

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