CN206271550U - 一种特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，包括震动送料器、不锈钢胶桶、副滑车、真空吸附器、升降双轴气缸、水平双轴气缸、主滑车、滑轨、可移动式工作台、轨道、相机、光源、光源控制器、一号气泵、二号气泵、不锈钢单轨道、一号导管、二号导管、三号导管、四号导管、五号导管、六号导管、胶管、工控机、PLC控制柜、主滑车电机、副滑车电机、存片槽和门型框架结构；本实用新型视觉机器人系统为智能型一键式操作，可完成自动上胶、自动排料、自动取放片、自动加压等整个工艺流程，PLC控制系统可将纽扣型滑石片按一定规律自动粘接到硅钢片上。

Description

一种特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，具体为一种特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，适用于特高压大功率电力变压器铁芯粘接滑石片工序。

背景技术

大功率变压器的铁芯重量可达180吨，由长达6000毫米，宽1100毫米左右，厚度0.3毫米的硅钢板按照制造工艺层叠制造而成。针对大功率变压器，即使没有负载，变压器本身的功率也高达250kW。因此，在有限的变压器空间，产生了大量的热，为了阻止变压器过热，铁芯部分必须进行适当的冷却。由于铁芯的每一层都是隔热的，因此对整体铁芯进行冷却效率很低，必须对每一层的铁芯进行冷却。

用于制造铁芯的薄硅钢板厚度在0.23-0.3毫米之间。硅钢板传导AC磁场，由于磁致伸缩效应的存在，导致了硅钢板的震动和噪声。因为噪声影响环境，尤其是人口密集地方，用户对低噪声的特高压变压器的需求越来越强烈。因此铁芯必须牢牢地固定好，冷却通道的材料应该非常硬，在任何条件下都不能轻易的收缩，比如在冷却液的温度和流量变化、老化等情况下。因为冷却层的移动、破损导致震动增强，会使得冷却液过热。因为滑石片具有理想的化学性质、热属性和机械性能，把滑石片粘贴在每一层的硅钢板上，能够很好的解决噪声和变压器过热的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提出了一种特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，设计一种特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，其特征在于，特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，其特征在于，包括震动送料器、不锈钢胶桶、副滑车、真空吸附器、升降双轴气缸、水平双轴气缸、主滑车、滑轨、可移动式工作台、轨道、相机、光源、光源控制器、一号气泵、二号气泵、不锈钢单轨道、一号导管、二号导管、三号导管、四号导管、五号导管、六号导管、胶管、工控机、PLC控制柜、主滑车电机、副滑车电机、存片槽和门型框架结构。

可移动式工作台包括不锈钢台面和高强度铝型材框架，不锈钢台面通过沉头螺钉连接在高强度铝型材框架上；滑轨为两道，水平设置在可移动式工作台的不锈钢台面两侧面上；主滑车为上端带有横梁的框架型结构，其两侧的内部分别安装在两道滑轨上并均与其滑动连接，主滑车一侧的下端安装有主滑车电机，主滑车电机驱动齿轮齿条机构带动主滑车沿滑轨运动；主滑车的上端面上安装有一门型框架结构和一轨道，门型框架结构的内部设置有滚珠丝杠，副滑车安装在门型框架结构上，通过副滑车电机驱动门型框架结构内部的滚珠丝杠带动副滑车在轨道上沿门型框架结构的两端来回移动。

振动送料器安装在副滑车上，不锈钢单轨道的上端与振动送料器内部连通并与其固定，其下端与存片槽的上表面固定，不锈钢单轨道的出料轨道正对存片槽的槽口，不锈钢单轨道和存片槽均悬在不锈钢台面的上方；不锈钢胶桶安装在副滑车上，其顶端通过五号导管与一号气泵连接，通过控制不锈钢胶桶内的气压控制出胶的量；不锈钢胶桶通过胶管与存片槽的底部相连。

水平双轴气缸和一号气泵安装在副滑车上，真空吸附器与升降双轴气缸连接在一起，二号气泵和升降双轴气缸安装在水平双轴气缸上；真空吸附器通过六号导管与二号气泵连接，升降双轴气缸通过三号导管和四号导管与一号气泵连接，水平双轴气缸通过一号导管和二号导管与一号气泵连接；一号气泵和二号气泵与PLC控制柜连接；PLC控制柜通过控制一号气泵而控制升降双轴气缸和水平双轴气缸的运动，从而带动真空吸附器到取放滑石片的位置；随着主滑车和副滑车的移动，在升降双轴气缸和水平双轴气缸的带动下，真空吸附器在二号气泵的控制下吸附存片槽的滑石片，带到相机检测到的要粘贴滑石片的位置后，在硅钢片上进行滑石片的粘贴。

PLC控制柜和工控机安装于主滑车的外侧面上，相机、光源和光源控制器安装在副滑车上，光源设置于相机的外周；工控机与PLC控制柜、相机、光源、光源控制器、主滑车电机、副滑车电机电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型视觉机器人系统为智能型一键式操作，可完成自动上胶、自动排料、自动取放片、自动加压等整个工艺流程，PLC控制系统可将纽扣型滑石片按一定规律自动粘接到硅钢片上。除取放硅钢片、定期往料筒加滑石片及胶桶加胶需手工进行外，其它取片、点胶、放片、压服及移动等均为自动运行，可以实现全自动化的滑石片粘贴。因为机器人的制造误差相对于工人是很低的，不仅可以提升生产效率，降低生产成本，而且保障了变压器性能的一致性，可以从源头保障特高压变压器的安全生产，实现面向全球市场的多品种小批量特高压变压器的短时间制造。

附图说明

图1为本实用新型高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统一种实施例的整体结构主视示意图。

图2为本实用新型高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统一种实施例的整体结构后视示意图。

图3为本实用新型高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统一种实施例的整体结构左视示意图。

图4为本实用新型高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统一种实施例的整体结构右视示意图。

图5为本实用新型高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统一种实施例的局部立体结构示意图。

图6为本实用新型高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统一种实施例的滑石片粘贴技术要求示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图详细叙述本实用新型。实施例是以本实用新型所述技术方案为前提进行的具体实施，给出了详细的实施方式和过程。但本申请的权利要求保护范围不限于下述的实施例描述。

本实用新型提供的特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统(简称视觉机器人系统，参见图1-6)，包括震动送料器1、不锈钢胶桶2、副滑车3、真空吸附器4、升降双轴气缸5、水平双轴气缸6、主滑车7、滑轨8、可移动式工作台9、轨道10、相机11、光源12、光源控制器13、一号气泵14、二号气泵15、不锈钢单轨道16、一号导管17、二号导管18、三号导管19、四号导管20、五号导管21、六号导管22、胶管23、工控机24、PLC控制柜25、主滑车电机26、副滑车电机27、存片槽28和门型框架结构29。

可移动式工作台9包括不锈钢台面和高强度铝型材框架，不锈钢台面为一层3毫米厚度的不锈钢板，不锈钢台面通过沉头螺钉连接在高强度铝型材框架上。高强度铝型材框的上框架采用80X160铝型材，支腿和横向支撑采用80X80铝型材。高强度铝型材框架的下端安装有高强度聚氨酯万向轮，轮上安装有刹车装置，可根据需要任意锁定；高强度铝型材框架的底部安装台面调平器，不锈钢台面平面度可调至1mm/m。

滑轨8为两道，水平设置在可移动式工作台9的不锈钢台面两侧面上。主滑车7为上端带有横梁的框架型结构，其两侧的内部分别安装在两道滑轨8上并均与其滑动连接，主滑车7一侧的下端安装有主滑车电机26，主滑车电机26驱动齿轮齿条机构带动主滑车7沿滑轨8运动。主滑车7的上端面上安装有一门型框架结构29和一轨道10，门型框架结构29的内部设置有滚珠丝杠，副滑车3安装在门型框架结构29上，通过副滑车电机27驱动门型框架结构29内部的滚珠丝杠带动副滑车3在轨道10上沿门型框架结构29的两端来回移动。

振动送料器1安装在副滑车3上，振动送料器1的底部设置有减震装置，可避免振动影响放料精度。不锈钢单轨道16的上端与振动送料器1内部连通并与其固定，其下端与存片槽28的上表面固定，不锈钢单轨道16的出料轨道正对存片槽28的槽口，不锈钢单轨道16和存片槽28均悬在不锈钢台面的上方。系统开始工作后，振动送料器1中的滑石片通过不锈钢单轨道16顺序单片出料，然后存放在存片槽28中，以便真空吸附器4的取放。

不锈钢胶桶2安装在副滑车3上，不锈钢胶桶2中装有一定量的胶液，其顶端通过五号导管21与一号气泵14连接，通过控制不锈钢胶桶2内的气压控制出胶的量。不锈钢胶桶2通过胶管23与存片槽28的底部相连。系统开始工作后，胶液会通过胶管23流到存片槽28的底部，从而给存片槽28中的滑石片上胶。

水平双轴气缸6和一号气泵14安装在副滑车3上，真空吸附器4与升降双轴气缸5连接在一起，二号气泵15和升降双轴气缸5安装在水平双轴气缸6上。真空吸附器4通过六号导管22与二号气泵15连接，升降双轴气缸5通过三号导管19和四号导管20与一号气泵14连接，水平双轴气缸6通过一号导管17和二号导管18与一号气泵14连接。一号气泵14和二号气泵15与PLC控制柜25连接。PLC控制柜25通过控制一号气泵14而控制升降双轴气缸5和水平双轴气缸6的运动，从而带动真空吸附器4到取放滑石片的位置。随着主滑车7和副滑车3的移动，在升降双轴气缸5和水平双轴气缸6的带动下，真空吸附器4在二号气泵15的控制下吸附存片槽28的滑石片，带到相机11检测到的要粘贴滑石片的位置后，在硅钢片上进行滑石片的粘贴。

PLC控制柜25和工控机24安装于主滑车7的外侧面上(参照图2)，相机11、光源12和光源控制器13(参照图5)安装在副滑车3上，光源12设置于相机11的外周。相机11检测滑石片需要在硅钢片上粘贴的位置，然后通过工控机24把检测到的位置信息发送给PLC控制柜25，PLC控制柜25则控制系统的协同运动，从而实现滑石片的自动粘贴。

工控机24与PLC控制柜25、相机11、光源12、光源控制器13、主滑车电机26、副滑车电机27电连接。

所述滑石片为纽扣型，直径12mm，厚度4mm，尺寸偏差±0.05mm。在本实用新型视觉机器人系统引导下实现滑石片在硅钢片上四周(含斜边)粘接时，能确保滑石片中心距边7mm，长度方向间距约为30mm，总的间距等分，浮动范围控制在25-30mm以内。中间部分间距约为60mm，错列菱形布置，可浮动范围控制在55-60mm左右(参照图6)。

本实用新型的工作原理是：PLC控制柜25通过程序控制主滑车电机26和副滑车电机27带动主滑车7、副滑车3回到机械零位，而后通过控制一号气泵14和二号气泵15控制水平双轴气缸6收缩和升降双轴气缸5下降，将真空吸附器4插入存片槽28，完成准备工作。系统开始工作后，相机11采集照片，找到滑石片的中心需要粘贴胶水的位置，并通过工控机24发送给PLC控制柜25，PLC控制柜25控制不锈钢胶桶2出胶，在存片槽28中的滑石片底面上胶。上胶完成，升降双轴气缸5抬起，水平双轴气缸6伸出，真空吸附器4带动一个滑石片离开存片槽28。在完成滑石片背面上胶和气缸上升、伸缩的同时，PLC控制柜25驱动主滑车电机26、副滑车电机27，带动主滑车7、副滑车3，到达相应工件需要粘贴滑石片的位置。到达相应位置后，升降双轴气缸5下落，真空吸附器4带着滑石片下压在硅钢片上，将升降双轴气缸5的行程设计得超过工作平台的上平面一点，这样即使不锈钢台面平整度有误差，气缸也有足够的行程可以将滑石片压紧在硅钢上。根据工艺需要，延时一定时间，用于稳定粘接效果，下一步真空吸附器4释放真空压力，松开滑石片，升降双轴气缸5上升到位，跟着水平双轴气缸6回缩到位，然后升降双轴气缸5下降，真空吸附器4插进存片槽28，同时，PLC控制柜25控制主滑车电机26、副滑车电机27运行，带动主滑车7、副滑车3到达下一个需要粘贴滑石片的位置，循环工作。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (6)

1.一种特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，其特征在于，包括震动送料器、不锈钢胶桶、副滑车、真空吸附器、升降双轴气缸、水平双轴气缸、主滑车、滑轨、可移动式工作台、轨道、相机、光源、光源控制器、一号气泵、二号气泵、不锈钢单轨道、一号导管、二号导管、三号导管、四号导管、五号导管、六号导管、胶管、工控机、PLC控制柜、主滑车电机、副滑车电机、存片槽和门型框架结构；

可移动式工作台包括不锈钢台面和高强度铝型材框架，不锈钢台面通过沉头螺钉连接在高强度铝型材框架上；滑轨为两道，水平设置在可移动式工作台的不锈钢台面两侧面上；主滑车为上端带有横梁的框架型结构，其两侧的内部分别安装在两道滑轨上并均与其滑动连接，主滑车一侧的下端安装有主滑车电机，主滑车电机驱动齿轮齿条机构带动主滑车沿滑轨运动；主滑车的上端面上安装有一门型框架结构和一轨道，门型框架结构的内部设置有滚珠丝杠，副滑车安装在门型框架结构上，通过副滑车电机驱动门型框架结构内部的滚珠丝杠带动副滑车在轨道上沿门型框架结构的两端来回移动；

振动送料器安装在副滑车上，不锈钢单轨道的上端与振动送料器内部连通并与其固定，其下端与存片槽的上表面固定，不锈钢单轨道的出料轨道正对存片槽的槽口，不锈钢单轨道和存片槽均悬在不锈钢台面的上方；不锈钢胶桶安装在副滑车上，其顶端通过五号导管与一号气泵连接，通过控制不锈钢胶桶内的气压控制出胶的量；不锈钢胶桶通过胶管与存片槽的底部相连；

水平双轴气缸和一号气泵安装在副滑车上，真空吸附器与升降双轴气缸连接在一起，二号气泵和升降双轴气缸安装在水平双轴气缸上；真空吸附器通过六号导管与二号气泵连接，升降双轴气缸通过三号导管和四号导管与一号气泵连接，水平双轴气缸通过一号导管和二号导管与一号气泵连接；一号气泵和二号气泵与PLC控制柜连接；PLC控制柜通过控制一号气泵而控制升降双轴气缸和水平双轴气缸的运动，从而带动真空吸附器到取放滑石片的位置；随着主滑车和副滑车的移动，在升降双轴气缸和水平双轴气缸的带动下，真空吸附器在二号气泵的控制下吸附存片槽的滑石片，带到相机检测到的要粘贴滑石片的位置后，在硅钢片上进行滑石片的粘贴；

PLC控制柜和工控机安装于主滑车的外侧面上，相机、光源和光源控制器安装在副滑车上，光源设置于相机的外周；工控机与PLC控制柜、相机、光源、光源控制器、主滑车电机、副滑车电机电连接。

2.根据权利要求1所述的特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，其特征在于，所述不锈钢台面为一层毫米厚度的不锈钢板。

3.根据权利要求1所述的特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，其特征在于，所述高强度铝型材框的上框架采用80X160铝型材，支腿和横向支撑采用80X80铝型材。

4.根据权利要求1所述的特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，其特征在于，所述高强度铝型材框架的下端安装有高强度聚氨酯万向轮，轮上安装有刹车装置，可根据需要任意锁定。

5.根据权利要求1所述的特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，其特征在于，所述高强度铝型材框架的底部安装台面调平器，不锈钢台面平面度可调至1mm/m。

6.根据权利要求1所述的特高压变压器铁芯贴片视觉机器人系统，其特征在于，所述振动送料器的底部设置有减震装置，可避免振动影响放料精度。