CN114300263A - 一种全自动高压线圈绕线机及绕线方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动高压线圈绕线机及绕制方法，本方案中改进线圈的绕制方法，在绕线模的首尾端成型三角区并在三角区之间沿斜面绕制线圈，三角区外包绝缘层以固定及提高绝缘性能，该绕制方法可快速成型线圈，有助减少人工的参与，且成型的线圈体积小，效率高，减少了跳电现象。

Description

一种全自动高压线圈绕线机及绕线方法

技术领域

本发明涉及绕线装置技术领域，具体涉及一种全自动高压线圈绕线机及绕线方法。

背景技术

变压器线圈通常有圆筒式和连续式两种绕制方法。

一种是圆筒式线圈，导线层间电压高要用层间绝缘材料，绕制上一层线段时需要打S弯升层，然后放置层间绝缘，这种绕制方式每层需要放置层间绝缘和端绝缘，比较耗费人工，体积大；另外一种是连续式线圈，绕制的线圈起头多从线段的外径引出，绕成一临时线段，然后用手推倒，手工将线匝进行翻叠，最后成为一个起头由外径引出的正式线段，这种绕制方式虽然不需要象圆筒式线圈这样放置每层层间绝缘和端绝缘，但是绕制时每段需要人工辅助，同时绕制反段时需要人工翻盘，比较耗时。上述两种绕线方法均存在人员参与过多的问题，效率低等问题。

同时为满足绝缘距离和电气强度的要求，需要增加段间距离或饼间距离，这就造成变压器线圈的整体高度升高，体积增大，材料消耗增多，产品成本提高。对此，专利申请号为201910825680.3，一种辐向自由排列的连续式干式变压器绕组及其加工方法的专利中提出一种新的结构，可以减少材料和人工，但同样存在，人工参与过多的问题，其导致导线自由排列的绕线过程不能精准控制导线间的最大电压差，容易造成局放增加，以及线圈外径非机械控制，人工很难及时刹车，需要不断的退回补救等现象发生，造成效率低下。

发明内容

为解决上述至少一个技术缺陷，本发明提供了如下技术方案：

本申请文件公开一种全自动高压线圈绕线机的绕制方法，包括以下步骤

第一步，将送料机构输送的线材绕经导线机构固定在转轴上的绕线模上；

第二步，在绕线模的首端绕制直角三角区一，之后在绕制的直角三角区一外包覆绝缘层；

第三步，朝绕线模尾端方向，沿直角三角区一的斜面缠绕多个斜面区域，之后以与直角三角区一相反的绕线顺序在绕线模终止端绕制直角三角区二，并在直角三角区外包覆绝缘层。

本方案中改进线圈的绕制方法，在绕线模的首尾端成型三角区并在三角区之间沿斜面绕制线圈，三角区外包绝缘层以固定及提高绝缘性能，该绕制方法可快速成型线圈，有助减少人工的参与，且成型的线圈体积小，效率高，减少了跳电现象。

进一步，还包括在已绕制好的线圈外包覆绝缘层的步骤，再度包覆绝缘层用以提高线圈的稳定性以及绝缘性能。

本申请公开一种全自动高压线圈绕线机，包括转轴机构、导线机构、送料机构，所述导线机构包括移位机构一、安装架，以移位机构一驱使安装架移动，所述导线机构还包括排线机构，所述排线机构包括架体、移位机构二、导向轮一，所述架体与安装架连接以同步移动，架体上设置移位机构二且移位机构二驱使导向轮一移动使导向轮一在转轴机构中转轴的轴向上做位置变动，送料机构输送的线材绕经导向轮一；所述架体上设置限位轴及用于限位线材的排线轴，所述限位轴与转轴上绕线模之间存在预定距离的径向间距，所述排线轴的长度延伸方向与转轴的轴向之间的角度为a，0＜a＜90°。

本方案中改进绕线机，移位机构二配合导向轮一实现对线材绕制方向的改变，方便绕制上述线圈的斜面区域，且增加限位轴以限制线圈的辐向高度，在移位机构二驱使导向轮一移动改变线材绕制方向时以排线轴限制线材的位置，提高稳定性，该结构下方便快速绕制成型线圈，人工参与少，效率高。

对于限位轴与绕线模之间的预定距离指线圈的辐向高度，限位轴优选平行于转轴的轴向方向，当然也可随绕制线圈的形状对应形变。限位轴可通过螺栓、螺帽等安装在架体上，以方便根据线圈高度的不同调整位置。

同样的，排线轴端部同样可通过螺栓、螺帽等与架体安装固定，以方便根据线圈变化适应调整倾斜方向。

进一步，所述架体上设置滚轴，以滚轴与转轴上设置的绕线模周面抵接，增加滚轴沿绕线模移动以提高稳定性。

对于移位机构二、移位机构一等均可根据需求选择市面上的滚珠丝杠螺母机构，齿轮齿条机构、气缸或液缸类的伸缩机构等，当然气缸或液缸类伸缩机构移位的误差较大。

进一步，所述架体与安装架之间为枢转连接，架体相对转轴上下移位，且该枢转连接处下方的安装架上设置弹簧，弹簧另一端与架体连接。增加弹簧方便时刻将架体压向绕线模，更好维持架体与绕线模的相对位置。

进一步，所述移位机构一为滚珠丝杠螺母机构，移位机构一位于转轴的一侧且沿转轴的轴向移动安装架。

进一步，所述移位机构二为滚珠丝杠螺母机构，移位机构二沿转轴的轴向移动导向轮一。

优选，所述安装架上设置导向轮二，送料机构输送的线材依次绕经导向轮二、导向轮一，提高绕线的稳定性。

进一步，所述送料机构包括支架，支架上设置导向轮三、导向轮四、导向轮五、张力调整机构、导线传感器、导向伞，线筒上的线材依次经导向伞、导线传感器、导向轮五、导向轮四、张力调整机构、导线轮三、导向轮一；

所述转轴机构包括主机箱、动力机构、转轴及尾座，主机箱内设置动力机构，动力机构的输出端与转轴连接，转轴另一端设置在尾座上，转轴上设置绕线模，绕线模的相对两端设置挡板。

对于导向轮来说，可采用单轮、上下两轮，或者防跳线型导向轮均可，当然也可以导向轴或导向辊等同替换导向轮。

进一步，还包括与转轴机构、导线机构、送料机构连接的控制系统，所述控制系统包括控制柜及操作面板，所述主机箱上设置操作面板，方便自动化控制运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明改进线圈的绕制方法，有助降低成型后线圈的体积以及提高绕制速度。

2、本发明针对绕制方法改进绕线机的结构，增加移位机构二配合导向轴调整线材的绕制方向以沿斜面绕制线圈，该机构下有助提高自动化程度，降低人工参与，提高成型效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1中本全自动高压线圈绕线机的正视结构示意图；

图2是实施例1中本全自动高压线圈绕线机的侧视结构示意图；

图3是绕线顺序示意图；

其中，附图标记为：

1、主机箱；2、导线机构；3、送料机构；4、基台；5、尾座；6、控制系统；7、转轴；8、绕线模；20、机架；21、移位机构一；22、安装架；23、弹簧；24、导向轮二；25、排线机构；31、导向轮三；32、张力调整机构；33、导向轮四；34、导向轮五；35、导线传感器；36、导向伞；37、支架；61、操作面板；211、导向柱；251、导向轮一；252、移位机构二；253、限位轴；254、滚轴；255、排线轴；256、板体；257、连接轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例中采用全自动高压线圈绕线机的常见形式予以展示，包括转轴机构、导线机构、送料机构，转轴机构采用常见组成机构，包括主机箱1、动力机构、转轴7及尾座5，主机箱1内安装动力机构，以伺服电机、减速机构等组成，主机箱1与尾座5之间安装箱体，箱体及尾座均位于基台4上，箱体内安装转轴7及导线机构2等，转轴7所在箱体相并行的位置安置送料机构3，如图2所示。动力机构的输出端与转轴7固定，转轴7另一端位于在尾座5上，转轴上安装绕线模8，绕线模8的相对两端安装挡板，如活动式挡板，以方便调整间距。

如图2所示，送料机构3包括支架37，支架37上安装导向轮三31、导向轮四33、导向轮五34、张力调整机构32、导线传感器35、导向伞36，导向伞36下方线筒上的线材上行经导向伞36、导线传感器35(以监测是否有导线)，之后经导向轮五34转向至水平态，继续经导向轮四33、张力调整机构32、导线轮三31后与导线机构2连接。可根据需要将导向轮五、导向轮四、导向轮三中任一个改为上下双轮结构，如图2中导向轮四所示，防跳线，张力调整机构可根据需要具体自市面上选择，如本实施例中选用导向轮或导向轴，该导向轮或导向轴上安装传感器以感应压力，之后根据需要在支架上下调整位置即可。

如图1、图2所示，本司改进的重点为导线机构，导线机构2包括移位机构一21、安装架22，移位机构一21选用滚珠丝杠螺母机构，在螺母座上固定安装架22，沿转轴轴向移动安装架。在此基础上增加排线机构25，包括架体、移位机构二252、导向轮一251，本实施例中以竖向板体256及横向的连接轴257组成架体，竖向板体256位于转轴7上绕线模8的上方，连接轴7的端部与安装架22为枢转连接方式以同步移动且可上下转动，该枢转连接处下方的安装架22上安装弹簧23，弹簧23另一端与连接轴257中部位置固定，弹簧23下压以更好维持架体与绕线模的相对位置，此外还可通过枢转连接的方式上下翻转排线机构，其目的在于方便人工辅助在绕线模上绕制。连接轴257上安装移位机构二252，同样选用滚珠丝杠螺母机构，移位机构二的螺母座上安装导向轮一251，以移位机构二驱使导向轮一251变动在转轴轴向的位置，如移位机构二的移动方向与转轴的轴向相平行，如本实施例图1所示；或具备倾斜角度亦可。送料机构3输送的线材绕经导向轮一251后固定在转轴的绕线模上。本实施例为提高稳定性，在安装架上安装导向轮二24，采用上下双轮结构，防跳线。

鉴于该倾斜绕线的特殊方式，本实施例中在竖向板体256上固定限位轴253及用于限位线材的排线轴255，如图1、图2所示，限位轴253与转轴7的轴向相平行，位于转轴的上方位置，可通过螺栓、螺帽等方式将限位轴253端部与竖向板体256固定，以方便调整位置适应不同辐向高度的绕线需求，预先算好限位轴与绕线模之间径向间距以满足线圈辐向高度即可。排线轴255位于竖向板体256的一侧，排线轴255的尾端与竖向板体256连接，优选枢转连接，以调整排线轴255与转轴7轴向之间的角度a，本实施例中角度a可为60°、45°等，以排线轴限制线材的位置。本实施例中在竖向板体的底部安装滚轴254，以滚轴254与转轴上的绕线模8周面抵接，保证绕线的形状和绕线模一致。

当然机架上移位机构一21的安装处也可增加导向柱211，在丝杠的上下方均安装导向柱以导向螺母座。

本实施例在主机箱1上安装控制系统6，以控制转轴机构、导线机构、送料机构，以控制柜及操作面板61组成，控制柜可内置在主机箱1内或箱外，操作面板61位于主机箱1上，方便人员操作。

具体的绕线方法如下：

第一步，将送料机构输送的线材绕经导线机构中导向轮二、导向轮一后固定在转轴上的绕线模上；

第二步，人工上翻排线机构腾出操作空间，在绕线模的首端人工绕制直角三角区一，以图3中间图所示为例，虚线三角区域即为三角区一(左侧)、三角区二(右侧)，图中小圆圈即代表单根的线，线条方向即绕线顺序，对于三角区一绕制方法多样化，以图3中间图为例说明，先水平绕制两圈为底层；折返上方辐向绕制两层，分别为次一层、次二层；再从上方的次二层折返至次一层、底层，重复循环绕制成直角三角区一，即图中线条所示顺序即可；绕制完成后外包绝缘层固定即可。当然也可依据图3上或下方图所示进行绕制。

第三步，朝绕线模尾端方向，以移位机构一移动排线机构进行粗调位，以移位机构二移动导向轮一进行精调位，沿直角三角区一的斜面缠绕多个斜面区域，沿直角三角区一的斜面往复即可，之后以与直角三角区一相反的绕线顺序，在绕线模终止端人工辅助绕制直角三角区二，并在直角三角区外包覆绝缘层。

第四步，在已绕制好的线圈外包覆绝缘层。

当然，在本机结构下还可多根导线一起绕制，同时也可绕制扁线导线等，在此不再详述。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动高压线圈绕线机的绕制方法，其特征在于：包括以下步骤

第一步，将送料机构输送的线材绕经导线机构固定在转轴上的绕线模上；

第二步，在绕线模的首端绕制直角三角区一，之后在绕制的直角三角区一外包覆绝缘层；

第三步，朝绕线模尾端方向，沿直角三角区一的斜面缠绕多个斜面区域，之后以与直角三角区一相反的绕线顺序在绕线模终止端绕制直角三角区二，并在直角三角区外包覆绝缘层。

2.如权利要求1所述的一种全自动高压线圈绕线机的绕制方法，其特征在于：还包括在已绕制好的线圈外包覆绝缘层的步骤。

3.一种全自动高压线圈绕线机，包括转轴机构、导线机构(2)、送料机构(3)，所述导线机构(2)包括移位机构一(21)、安装架(22)，以移位机构一驱使安装架移动，其特征在于，所述导线机构(2)还包括排线机构(25)，所述排线机构(25)包括架体、移位机构二(252)、导向轮一(251)，所述架体与安装架(22)连接以同步移动，架体上设置移位机构二(252)且移位机构二驱使导向轮一移动使导向轮一在转轴机构中转轴的轴向上做位置变动，送料机构(3)输送的线材绕经导向轮一(251)；所述架体上设置限位轴(253)及用于限位线材的排线轴(255)，所述限位轴(253)与转轴(7)上绕线模(8)之间存在预定距离的径向间距，所述排线轴(255)的长度延伸方向与转轴(7)的轴向之间的角度为a，0＜a＜90°。

4.如权利要求1所述的一种全自动高压线圈绕线机，其特征在于：所述架体上设置滚轴(254)，以滚轴与转轴上设置的绕线模周面抵接。

5.如权利要求1所述的一种全自动高压线圈绕线机，其特征在于：所述架体与安装架(22)之间为枢转连接，架体相对转轴(7)上下移位，且该枢转连接处下方的安装架上设置弹簧(23)，弹簧(23)另一端与架体连接。

6.如权利要求1所述的一种全自动高压线圈绕线机，其特征在于：所述移位机构一(21)为滚珠丝杠螺母机构，移位机构一(21)位于转轴的一侧且沿转轴(7)的轴向移动安装架(22)。

7.如权利要求1所述的一种全自动高压线圈绕线机，其特征在于：所述移位机构二(252)为滚珠丝杠螺母机构，移位机构二沿转轴的轴向移动导向轮一(251)。

8.如权利要求1所述的一种全自动高压线圈绕线机，其特征在于：所述安装架(22)上设置导向轮二(24)，送料机构(3)输送的线材依次绕经导向轮二(24)、导向轮一(251)。

9.如权利要求1所述的一种全自动高压线圈绕线机，其特征在于：所述送料机构(3)包括支架(37)，支架(37)上设置导向轮三(31)、导向轮四(33)、导向轮五(34)、张力调整机构(32)、导线传感器(35)、导向伞(36)，线筒上的线材依次经导向伞(36)、导线传感器(35)、导向轮五(34)、导向轮四(33)、张力调整机构(32)、导线轮三(31)、导向轮一(251)；

所述转轴机构包括主机箱(1)、动力机构、转轴(7)及尾座(5)，主机箱(1)内设置动力机构，动力机构的输出端与转轴(7)连接，转轴(7)另一端设置在尾座(5)上，转轴(7)上设置绕线模(8)，绕线模的相对两端设置挡板。

10.如权利要求9所述的一种全自动高压线圈绕线机，其特征在于：还包括与转轴机构、导线机构、送料机构连接的控制系统，所述控制系统包括控制柜及操作面板(61)，所述主机箱(1)上设置操作面板(61)。

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