CN208889470U - 基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，是用于硅钢片自动叠片的生产系统，属于变压器铁芯制作领域。基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统包括自动送料装置、硅钢片定位装置、叠片机械手、硅钢片叠片装置、成品小车输送装置和机架；所述硅钢片叠片装置安装在机架中部；机架上面安装有导轨；所述自动送料装置安装在硅钢片叠片装置周围；所述硅钢片定位装置安装在自动送料装置和硅钢片叠片装置之间；所述叠片机械手安装在硅钢片叠片装置的上方；成品小车输送装置安装在硅钢片叠片装置两侧的机架上部导轨上。基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统设计合理、结构紧凑，安装使用方便。

Description

基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，是用于硅钢片自动叠片的生产系统配套装置，属于变压器铁芯制作领域。

背景技术

变压器行业是一个传统行业，变压器铁芯作为变压器的核心部分，它的质量直接影响到变压器的技术性能、经济指标和运行的安全可靠，因此它的制造技术改良和质量控制十分重要。变压器的铁芯柱及两侧铁轭提前进行预叠。现行硅钢片预叠是一个不间断反复的动作，主要采用人工来回重复叠积操作方式，叠积过程中需不断进行调整，确保其达到高精度的要求。硅钢片预叠时极易出错，在叠片时硅钢片与两端定位模块冲击而产生一定的距离偏差，稍稍不留意就有可能产生偏差，就会导致拆开重叠。现有变压器铁芯预叠工艺耗费的劳动力大，动作效率也较低；铁芯预叠这样机械性的动作对员工的耐心、细心都提出了很高的要求。

由此可见，将一些机械重复、简单、枯燥的工序用自动化设备替代来减少人员需求的同时也可提高工作效率。

目前有一钟硅钢片自动叠片机器人，取料单一操作，运行方式单一，无法满足多种工况下的硅钢片取料叠片作业的问题。

发明内容

本实用新型目的是针对上述不足之处提供一种基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，采用多组自动叠片机械手以代替人工机械重复的操作，保证产品精度，降低员工的劳动程度，提高生产效率，提高生产过程的自动化水平成为当前的主要难点。

基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统是采取以下技术方案实现的：

基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统包括自动送料装置、硅钢片定位装置、叠片机械手、硅钢片叠片装置、成品小车输送装置和机架；

所述硅钢片叠片装置安装在机架中部；机架上面安装有导轨；所述自动送料装置安装在硅钢片叠片装置周围；所述硅钢片定位装置安装在自动送料装置和硅钢片叠片装置之间；所述叠片机械手安装在硅钢片叠片装置的上方；所述成品小车输送装置安装在硅钢片叠片装置两侧的机架上部导轨上。

所述的自动送料装置包括送料架、转盘、储料水平板、储料挡板、送料电机、传动轴、中心传动齿轮、水平板传动齿轮、过渡传动齿轮和滚轮。

送料电机通过电机安装板安装在送料架的一端，送料电机的输出轴与传动轴相连，两转盘分别安装在传动轴的两端，传动轴上装有中心齿轮，若干块储料水平板分别安装在两转盘之间，若干块储料水平板两端分别通过短轴和轴承活动安装在转盘上，短轴外端安装有水平板传动齿轮，储料水平板两侧设置有储料挡板，水平板传动齿轮通过过渡传动齿轮与中心传动齿轮相啮合，送料架底部安装有滚轮，送料架通过滚轮安装在机架的轨道上，便于送料。

所述的硅钢片定位装置包括定位平台、横向定位伺服电机、横向定位挡块、纵向定位伺服电机和纵向定位挡块；定位平台上安装有横向定位伺服电机，横向定位伺服电机通过丝杆、螺母与横向定位挡块相连，纵向定位伺服电机通过丝杆、螺母与纵向定位挡块相连。

所述的叠片机械手包括机械手安装座、前臂、前臂传动电机、后臂、后臂传动电机、升降臂（杆）、升降臂（杆）传动电机、横梁和真空吸盘；机械手安装座安装在硅钢片叠片工作台上，后臂安装在机械手安装座的上部，后臂通过后臂传动电机传动，前臂安装在后臂的上端，前臂传动电机安装在后臂前端部，前臂通过前臂传动电机传动，升降臂（杆）安装在前臂的前部，升降臂（杆）传动电机安装在前臂的前部，升降臂（杆）下部装有横梁。横梁下部安装有真空吸盘，真空吸盘通过管道与真空泵相连。

所述的叠片机械手设置有五台，分别用于抓取硅钢片中柱、两条边柱、上轭、下轭。

所述的硅钢片叠片装置包括硅钢片叠片工作台、硅钢片叠片支撑架、硅钢片叠片传动车、升降平台、升降伺服电机、定位柱、定位滑动套。

叠片工作台下部安装有升降平台，升降平台底部安装有升降伺服电机，升降伺服电机通过丝杆、螺母传动升降台升降，升降平台四角安装有定位滑动套、定位柱，升降台上装有叠片传动车，叠片传动车上部装有叠片支撑架，用于放置硅钢片叠片，叠片传动车具有车架，车架底部装有传动车滚轮，传动电机通过传动带传动叠片传动车。

所述的成品小车输送装置包括车架、车轮、叠片传动车和硅钢片叠片支撑架；车架下部装有车轮，车架上部装有导轨，导轨上部装有叠片传动车，叠片传动车上部装有硅钢片支撑架。叠片传动车具有车架，车架底部装有传动车滚轮，传动电机通过传动带传动叠片传动车。

基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统配套有控制器，控制器里装有PLC可编程控制器，通过伺服电机带有的编码器进行速度与位置控制。

基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统的自动叠片方法，包括如下步骤：

一、送料：

(1)将中柱、两条边柱、上轭和下轭硅钢片分别放置到自动送料装置的储料水平板上；

(2)将待取的硅钢片所在的储料水平板通过送料电机使其以定位装置保持水平；

二、取片定位：

叠片机械手通过真空吸盘将硅钢片从送料装置上运送到硅钢片定位装置上，通过横向伺服电机和纵向伺服电机进行横向和纵向定位；

三、叠片：

叠片机械手分别从定位装置上抓（拾）取定位好的硅钢片放置在硅钢片叠片装置的硅钢片叠片支架上进行叠片，每完成一定的高度，升降台通过升降伺服电机下降一定高度，再进行叠片，直至完成预定的叠片层数，叠片结束；

四、输出：移开自动送料装置，将通道让出，升降台下降到最低位置，启动叠片传动车，移动到成品小车输送装置上，同时，未进行叠片传动的叠片传动车，将和硅钢片叠片支架一起移动到硅钢片叠片装置的升降平台上，再启动升降平台传动电机将升降台提升到待叠片位置，同时将自动送料装置恢复到待叠片位置，重复循环，实现自动送料叠片。

基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统设计合理、结构紧凑，安装使用方便。

本实用新型采用多机械臂机械手，将硅钢片叠积成精度可靠，形状不同的变压器铁芯；通过送料装置将硅钢片送到定位装置，由叠片机械手抓取硅钢片到定位装置，再在硅钢片叠片装置上进行叠片，然后通过升降台将成品移动到成品小车输送装置上，通过一系列的重复动作完成硅钢片的叠积，这样变压器铁芯的制作将完成，为了提高生产效率，本实用新型采用左右对称的结构布置，以便缩短机器人的有效行程，避免叠片过程中的浪费。本实用新型替代了人工简单重复的劳动动作，减轻了员工的劳动强度，同时也提高了生产效率。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1 为基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统示意图；

图2 为基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统的自动送料装置结构图；

图3 为基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统的硅钢片定位装置结构图；

图4 为基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统的机械手装置和硅钢片叠片装置结构图；

图5 为基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统的成品小车输送装置结构图。

具体实施方式

下面结合发明中实施例的附图，对本实用新型中的技术方案进行完整的表述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施列，都属于本实用新型的保护范围。

如图1-5所示，基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统包括自动送料装置1、硅钢片定位装置2、叠片机械手3、硅钢片叠片装置4、成品小车输送装置5和机架6；所述硅钢片叠片装置4安装在机架6中部；机架6上面安装有导轨7；所述自动送料装置1安装在硅钢片叠片装置2周围；所述硅钢片定位装置4安装在自动送料装置1和硅钢片叠片装置4之间；所述叠片机械手3安装在硅钢片叠片装置4的上方；所述成品小车输送装置5安装在硅钢片叠片装置4两侧的机架6上部导轨7上。

如图2所示，所述的自动送料装置1包括送料架1-1、转盘1-2、储料水平板1-3、储料挡板1-4、送料电机1-5、传动轴1-6、中心传动齿轮1-7、水平板传动齿轮1-8、过渡传动齿轮1-9和滚轮1-11。

送料电机1-5通过电机安装板1-10安装在送料架1-1的一端，送料电机1-5的输出轴与传动轴1-6相连，两转盘1-2分别安装在传动轴1-5的两端，传动轴1-6上装有中心传动齿轮1-7，若干块储料水平板1-3分别安装在两转盘1-2之间，若干块储料水平板1-3两端分别通过短轴和轴承活动安装在转盘1-2上，短轴外端安装有水平板传动齿轮1-8，储料水平板1-3两侧设置有储料挡板1-4，水平板传动齿轮1-8通过过渡传动齿轮1-9与中心传动齿轮1-7相啮合，送料架1-1底部安装有滚轮1-11，送料架1-1通过滚轮1-11安装在机架6的轨道7上，便于送料。

自动送料装置1工作时，不同规格的硅钢片中柱、两条边柱、上轭、下轭硅钢片，分别水平放置在储料水平板1-3上，叠片机械手需送料时，启动送料电机1-5，送料电机1-5传动传动轴1-6，传动轴1-6通过中心传动齿轮1-7、过渡传动齿轮1-9传动水平板传动齿轮1-8，使储料水平板1-3在传动轴1-6带动转盘1-2转动送料过程中保持水平转动状态，便于叠片机械手真空吸盘抓取硅钢片中柱、两条边柱、上轭、下轭关自动送料到硅钢片定位装置2上。

如图3所示，所述的硅钢片定位装置2包括定位平台2-1、横向定位伺服电机2-2、横向定位挡块2-3、纵向定位伺服电机2-4和纵向定位挡块2-5，定位平台2-1上安装有横向定位伺服电机2-2，横向定位伺服电机2-2通过丝杆、螺母与横向定位挡块2-5相连，纵向定位伺服电机2-5通过丝杆、螺母与纵向定位挡块2-3相连。所述的硅钢片定位装置2设置有四台。硅钢片定位装置2分别设置在硅钢片叠片装置4四周。

硅钢片定位装置2工作时，叠片机械手3将不同规格的硅钢片中柱、两条边柱、上轭、下轭硅钢片，分别从水平放置在自动送料装置1的储料水平板1-3上，叠片机械手3的真空吸盘分别将不同规格的硅钢片抓取到硅钢片定位装置2的定位平台2-1上，分别经过横向定位伺服电机2-2通过丝杆、螺母与横向定位挡块2-5进行定位、叠片放置整齐，经过纵向定位伺服电机2-5通过丝杆、螺母与纵向定位挡块2-3进行定位、叠片放置整齐，备用。

如图4所示，所述的叠片机械手3包括机械手安装座3-1、前臂3-2、前臂传动电机3-3、后臂3-4、后臂传动电机3-5、升降臂（杆）3-6、升降臂（杆）传动电机3-7、横梁3-8和真空吸盘3-9，机械手安装座3-1安装在硅钢片叠片工作台4-1上，后臂3-4安装在机械手安装座3-1的上部，后臂3-4通过后臂传动电机3-5传动，前臂3-2安装在后臂3-4的上端，前臂传动电机3-3安装在后臂3-4前端部，前臂3-2通过前臂传动电机3-3传动，升降臂（杆）3-6安装在前臂3-2的前部，升降臂（杆）传动电机3-7安装在前臂3-2的前部，升降臂（杆）3-6下部装有横梁3-8。横梁3-8下部安装有真空吸盘3-9，真空吸盘3-9通过管道与真空泵相连。所述的叠片机械手3设置有五台，分别安装在硅钢片叠片工作台上，分别用于抓取硅钢片中柱、两条边柱、上轭、下轭。

叠片机械手3为多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片机械手3，能进行横向、纵向和竖向旋转、升降运动，叠片机械手3通过前臂传动电机3-3、后臂3-4、后臂传动电机3-5，分别传动前臂3-2、后臂3-4，升降臂（杆）传动电机3-7传动横梁3-8和真空吸盘3-9从硅钢片定位装置2的定位平台2-1上按设计要求抓取不同规格的硅钢片送到硅钢片叠片装置4的硅钢片叠片支撑架上，进行硅钢片叠片。

所述的硅钢片叠片装置4包括硅钢片叠片工作台4-1、硅钢片叠片支撑架4-2、硅钢片叠片传动车5-3、升降平台4-4、升降伺服电机4-5、丝杆4-6、螺母4-7、定位柱4-8、定位滑动套4-9。

叠片工作台4-1下部安装有升降平台4-4，升降平台4-4底部安装有升降伺服电机4-5，升降伺服电机4-5通过丝杆4-6、螺母4-7传动升降平台4-4升降，升降平台4-4四角安装有定位柱4-8、定位滑动套4-9，升降平台4-4上装有叠片传动车5-3，叠片传动车5-3上部装有硅钢片叠片支撑架4-2，用于放置硅钢片叠片，叠片传动车5-3具有叠片传动车车架，叠片传动车车架底部装有传动车滚轮，传动电机通过传动带传动叠片传动车。

叠片机械手3通过前臂传动电机3-3、后臂3-4、后臂传动电机3-5，分别传动前臂3-2、后臂3-4，升降臂（杆）传动电机3-7传动横梁3-8和真空吸盘3-9分别从硅钢片定位装置2的定位平台2-1上按设计要求抓取定位好的不同规格的硅钢片送到硅钢片叠片装置4的硅钢片叠片支撑架上，进行硅钢片叠片，每完成一定的高度，升降台通过升降伺服电机下降一定高度，再进行叠片，直至完成预定的叠片层数，叠片结束，叠成电力变压器硅钢片铁芯8。

电力变压器硅钢片铁芯8由中柱8-1、两条边柱8-2、上轭8-1和下轭8-2硅钢片叠片叠制成。

如图5所示，所述的成品小车输送装置5包括车架5-1、车轮5-2、叠片传动车5-3，车架5-1下部装有车轮5-2，车架5-1上部装有导轨5-4，导轨5-4上部装有叠片传动车5-3，叠片传动车5-3上部装有硅钢片叠片支撑架4-2。叠片传动车5-3具有叠片传动车车架5-3-1，叠片传动车车架车架5-3-1底部装有传动车滚轮5-3-2，传动电机5-3-3通过传动带5-3-4传动叠片传动车5-3。

叠片结束，叠成电力变压器硅钢片铁芯8放置在升降台4-4上装有叠片传动车5-3的硅钢片叠片支撑架上，移开自动送料装置1，启动叠片传动车5-3的传动电机5-3-3，通过传动带5-3-4传动叠片传动车5-3，行驶到时成品小车输送装置5的车架5-1上，再将电力变压器硅钢片铁芯8移送到下一道电力变压器生产工序。

基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统的自动叠片方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、送料：

(1)将中柱、两条边柱、上轭和下轭硅钢片分别放置到自动送料装置1的储料水平板1-3上；

(2)将待取的硅钢片所在的储料水平板1-3通过送料电机1-5使其以定位装置保持水平；

二、取片定位：

叠片机械手3通过真空吸盘3-9将硅钢片从自动送料装置1上运送到硅钢片定位装置2上，通过横向伺服电机2-2和纵向伺服电机2-4进行横向和纵向定位；

三、叠片：

叠片机械手3分别从硅钢片定位装置2上抓（拾）取定位好的硅钢片放置在硅钢片叠片装置4的硅钢片叠片支架4-2上进行叠片，每完成一定的高度，升降台4-4通过升降伺服电机4-5下降一定高度，再进行叠片，直至完成预定的叠片层数，叠片结束；

四、输出：移开自动送料装置1，将通道让出，升降平台4-4下降到最低位置，启动叠片传动车5-3，移动到成品小车输送装置5上，同时，未进行叠片传动的叠片传动车5-3，将和硅钢片叠片支架4-2一起移动到硅钢片叠片装置4的升降平台4-4上，再启动升降平台传动电机将升降平台提升到待叠片位置，同时将自动送料装置1恢复到待叠片位置，重复循环，实现自动送料叠片。

基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统配套有控制器，控制器里装有PLC可编程控制器，通过伺服电机带有的编码器进行速度与位置控制。

上述技术方案中，可以用多机械臂自动叠片系统同时进行硅钢片自动叠片，上料装置可以采用自动装置上料装置，实现自动上料。本实用新型也可以用于其他硅钢片叠积或类似硅钢片叠积领域。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对于本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况之下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，其特征在于，包括自动送料装置、硅钢片定位装置、叠片机械手、硅钢片叠片装置、成品小车输送装置和机架；

所述硅钢片叠片装置安装在机架中部；机架上面安装有导轨；所述自动送料装置安装在硅钢片叠片装置周围；所述硅钢片定位装置安装在自动送料装置和硅钢片叠片装置之间；所述叠片机械手安装在硅钢片叠片装置的上方；所述成品小车输送装置安装在硅钢片叠片装置两侧的机架上部导轨上。

2.根据权利要求1所述的基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，其特征在于，所述的自动送料装置包括送料架、转盘、储料水平板、储料挡板、送料电机、传动轴、中心传动齿轮、水平板传动齿轮、过渡传动齿轮和滚轮；

送料电机通过电机安装板安装在送料架的一端，送料电机的输出轴与传动轴相连，两转盘分别安装在传动轴的两端，传动轴上装有中心齿轮，若干块储料水平板分别安装在两转盘之间，若干块储料水平板两端分别通过短轴和轴承活动安装在转盘上，短轴外端安装有水平板传动齿轮，储料水平板两侧设置有储料挡板，水平板传动齿轮通过过渡传动齿轮与中心传动齿轮相啮合，送料架底部安装有滚轮，送料架通过滚轮安装在机架的轨道上，便于送料。

3.根据权利要求1所述的基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，其特征在于，所述的硅钢片定位装置包括定位平台、横向定位伺服电机、横向定位挡块、纵向定位伺服电机和纵向定位挡块；定位平台上安装有横向定位伺服电机，横向定位伺服电机通过丝杆、螺母与横向定位挡块相连，纵向定位伺服电机通过丝杆、螺母与纵向定位挡块相连。

4.根据权利要求1所述的基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，其特征在于，所述的叠片机械手包括机械手安装座、前臂、前臂传动电机、后臂、后臂传动电机、升降臂、升降臂传动电机、横梁和真空吸盘；

机械手安装座安装在硅钢片叠片工作台上，后臂安装在机械手安装座的上部，后臂通过后臂传动电机传动，前臂安装在后臂的上端，前臂传动电机安装在后臂前端部，前臂通过前臂传动电机传动，升降臂安装在前臂的前部，升降臂传动电机安装在前臂的前部，升降臂下部装有横梁，横梁下部安装有真空吸盘。

5.根据权利要求1所述的基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，其特征在于，所述的硅钢片叠片装置包括硅钢片叠片工作台、硅钢片叠片支撑架、硅钢片叠片传动车、升降平台、升降伺服电机、定位柱、定位滑动套；

叠片工作台下部安装有升降平台，升降台底部安装有升降伺服电机，升降伺服电机通过丝杆、螺母传动升降平台升降，升降平台四角安装有定位滑动套、定位柱，升降平台上装有叠片传动车，叠片传动车上部装有叠片支撑架，用于放置硅钢片叠片。

6.根据权利要求1所述的基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，其特征在于，

所述的成品小车输送装置包括车架、车轮、叠片传动车和硅钢片叠片支撑架；车架下部装有车轮，车架上部装有导轨，导轨上部装有叠片传动车，叠片传动车上部装有硅钢片支撑架。

7.根据权利要求1所述的基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，其特征在于，叠片传动车具有车架，车架底部装有传动车滚轮，传动电机通过传动带传动叠片传动车。

8.根据权利要求1所述的基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，其特征在于，所述的叠片机械手设置有五台，分别用于抓取硅钢片中柱、两条边柱、上轭、下轭。

9.根据权利要求1所述的基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统，其特征在于，基于多机械臂协同的电力变压器硅钢片自动叠片生产系统配套有控制器，控制器里装有PLC可编程控制器，通过伺服电机带有的编码器进行速度与位置控制。