CN220984333U - 一种变压器端圈粘接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于变压器制造领域，涉及一种变压器端圈粘接设备，在粘接平台的台面上设置有纸圈对中机构，纸圈对中机构包括伺服直线移动机构和挡圈伸缩机构，伺服直线移动机构包括定位伺服电机、减速器和直线导轨，在粘接平台的下表面半径方向均匀固定安装若干对平行的直线导轨，一对直线导轨的相邻的内侧面固定设置有齿条，定位伺服电机与减速器传动连接，减速器的齿轮与一对直线导轨上的齿条啮合并且转动连接，挡圈伸缩机构包括挡圈气缸和挡圈气缸安装板，挡圈气缸安装板固定安装在减速器上，挡圈气缸固定安装在挡圈气缸安装板的下表面。本实用新型能够实现变压器中不同尺寸端圈的自动粘接，保证端圈产品质量和提高企业工业自动化水平。

Description

一种变压器端圈粘接设备

技术领域

本实用新型属于变压器生产制造技术领域，特别是涉及一种变压器端圈粘接设备。

背景技术

端圈是变压器中重要的组成部分，端圈由纸圈和垫块粘接而成。目前，端圈粘接主要采用人工操作方式来完成，首先在作业平台上放置纸圈，然后垫块涂胶、在纸圈上摆放垫块，并且按压垫块来完成粘接。端圈粘接的人工作业方式，劳动强度大、用工量多、劳动效率低、制作工期长、产品质量不稳定、工业自动化水平低。

变压器生产厂家急需一种变压器端圈粘接设备，利用设备通过人机协作实现变压器端圈粘接的自动化操作。目前，尚没有用于变压器端圈自动粘接的专用设备，要实现端圈粘接的自动化操作，需要解决纸圈的圆心自动对中和垫块的精准自动抓取与粘接放置这两项技术难题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种变压器端圈粘接设备，本实用新型所采用的技术方案是：

一种变压器端圈粘接设备，包括粘接平台、纸圈对中机构和旋转抓取粘接检测机构，粘接平台为可旋转的平台，在粘接平台的台面上设置有纸圈对中机构，所述的纸圈对中机构包括若干个伺服直线移动机构和挡圈伸缩机构，所述伺服直线移动机构包括定位伺服电机、减速器和直线导轨，在粘接平台的下表面半径方向均匀固定安装若干对平行的直线导轨，一对直线导轨的相邻的内侧面固定设置有齿条，定位伺服电机与减速器传动连接，减速器的齿轮与一对直线导轨上的齿条啮合并且转动连接，所述的挡圈伸缩机构包括若干个挡圈气缸和挡圈气缸安装板，挡圈气缸安装板固定安装在减速器上，挡圈气缸固定安装在挡圈气缸安装板的下表面，挡圈气缸的上端部活塞杆贯穿挡圈气缸安装板，在粘接平台上沿半径方向开设若干个贯通的长条槽，挡圈气缸的上端部活塞杆正对长条槽。

优选的，所述若干个定位伺服电机同步联接并且同步转动，所述若干个挡圈气缸采用同一气阀控制。

优选的，还包括垫块对中机构，所述垫块对中机构包括垫块对中斜台安装座、垫块对中斜台、垫块对中平台和垫块对中气缸，垫块对中斜台安装座的上部固定安装有相互连接的垫块对中斜台和垫块对中平台，垫块对中斜台的高端表面开设有容纳垫块的凹槽，垫块对中斜台和垫块对中平台的长度方向的两侧边沿设置有活动挡板，垫块对中平台远离垫块对中斜台的一端固定安装有水平的垫块对中气缸，垫块对中气缸的活塞杆靠近垫块对中斜台。

优选的，垫块对中机构的上方固定安装垫块对中上料桁架，垫块对中上料桁架为立体框架结构，垫块对中上料桁架的上部水平框架上安装有三维移动的垫块夹具，垫块对中上料桁架下方的空间用于容纳垫块上料小车。

优选的，垫块对中斜台安装座包括下部的安装底板，安装底板的上表面固定安装有若干个支撑立柱。

优选的，所述旋转抓取粘接检测机构包括六轴机器人、机器人抓手安装架、涂胶机构、真空吸盘抓取机构和视觉检测机构，机器人抓手安装架包括一体成型的安装柱和位于安装柱一端的过渡连接圆板，六轴机器人的机械手臂固定连接过渡连接圆板，安装柱的竖直方向的两侧对称固定安装有L形安装板，涂胶机构和视觉检测机构分别固定安装在L形安装板上，安装柱的另一端固定安装真空吸盘抓取机构安装架，真空吸盘抓取机构安装架包括一体成型的水平板、竖直板和两端的一对侧板，一对真空吸盘抓取机构穿过水平板固定安装在水平板上。

优选的，所述视觉检测机构包括工业相机、镜头和光源。

优选的，在粘接平台的台面上方固定设置有激光打线器。

优选的，还包括纸圈备料台，纸圈备料台通过纸圈备料台底座固定安装在地面上。

优选的，粘接平台通过粘接平台底座固定安装在地面上，在粘接平台底座的一侧固定设置粘接旋转伺服电机，在粘接平台的下表面中心位置固定安装旋转齿轮，旋转齿轮与粘接旋转伺服电机的驱动齿轮啮合连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型的变压器端圈粘接设备后，能够实现变压器中不同尺寸端圈的自动粘接，包含纸圈的圆心自动对中、垫块精准对中定位、端圈自动粘接和端圈粘接质量自动检测；能够减少粘接工人的数量，极大降低粘接工作强度、改善工作环境、提高劳动效率、缩短端圈制作工期，保证端圈产品质量和提高企业工业自动化水平。

附图说明

图1是本实用新型实施例的变压器端圈粘接设备的三维结构示意图；

图2是本实用新型实施例的变压器端圈粘接设备的俯视图；

图3是本实用新型实施例的机器人抓手的三维结构示意图；

图4是本实用新型实施例的纸圈对中机构的三维结构示意图；

图5是本实用新型实施例的挡圈伸缩机构的三维结构示意图；

图6是本实用新型实施例的垫块对中机构的三维结构示意图；

图7是本实用新型实施例的垫块对中斜台和垫块对中平台的结构示意图。

图中，1-伺服直线移动机构，2-挡圈伸缩机构，3-粘接平台，4-纸圈对中机构，5-旋转抓取粘接检测机构，6-垫块对中机构，7-垫块，8-激光打线器，9-端圈，10-纸圈，11-纸圈备料台，12-纸圈备料台底座，13-机器人抓手安装架，14-涂胶机构，15-真空吸盘抓取机构，16-视觉检测机构，17-定位伺服电机，18-减速器，19-挡圈气缸，20-直线导轨，21-粘接旋转伺服电机，22-挡圈气缸安装板，23-垫块对中斜台安装座，24-垫块对中斜台，25-垫块对中平台，26-垫块对中气缸，27-垫块对中上料桁架，28-垫块上料小车。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请的权利要求书所限定的范围。

参考附图1、2，一种变压器端圈粘接设备，包括垫块对中机构6，所述垫块对中机构6用于将待粘接的垫块7进行精准对中定位。本实用新型实施例中，首先一次性将制作一个端圈9使用的所有垫块7在垫块上料小车28上摆放到位，垫块7的数量比较多并且占用的空间尺寸比较大，如果直接用机器人抓手抓取垫块7的话，存在以下两个技术问题：首先，机器人的机械手臂展需要很大的作业半径才能完成，这样成本会增加很多；其次，垫块7是人工放置的，每次抓取垫块7时机器人机械手都要进行复杂的调整动作，才能定位垫块7的位置并抓取，定位精度也没有本实用新型实施例的垫块对中机构6的定位精度高。如果垫块7的定位精度不高，机器人抓手抓取垫块7的位置就不精准，可能导致端圈9的粘接不符合质量标准。

垫块对中机构6的两侧分别对称固定安装有粘接平台3和纸圈备料台11，粘接平台3和纸圈备料台11平行设置分别位于垫块对中机构6的两侧，粘接平台3通过粘接平台底座固定安装在地面上，粘接平台3可以在粘接平台底座的上表面旋转，纸圈备料台11通过纸圈备料台底座12固定安装在地面上，待粘接的纸圈10预先批量放置在纸圈备料台11上。在粘接平台3的台面上固定设置有纸圈对中机构4，在粘接平台3的台面上方固定设置有激光打线器8，所述的纸圈对中机构4包括若干个伺服直线移动机构1和挡圈伸缩机构2，纸圈对中机构4用于将纸圈10的圆心自动对中。一对粘接平台3之间的垫块对中机构6的外侧固定安装有旋转抓取粘接检测机构5，旋转抓取粘接检测机构5用于从垫块对中机构6上抓取垫块7，在粘接平台3上的纸圈10上涂胶，将垫块7准确放置在纸圈10的涂胶位置上，并且按压垫块7完成端圈粘接。

参考附图3，所述旋转抓取粘接检测机构5包括六轴机器人、机器人抓手安装架13、涂胶机构14、真空吸盘抓取机构15和视觉检测机构16。旋转抓取粘接检测机构5通过六轴机器人和转动的粘接平台3的配合，实现抓取精准对中定位的垫块7、在纸圈10上精确涂胶、在涂胶位置放置垫块7并且拟人按压，实现垫块7和纸圈10的自动粘接。机器人抓手安装架13包括一体成型的安装柱和位于安装柱一端的过渡连接圆板，六轴机器人的机械手臂通过螺栓连接方式固定连接过渡连接圆板，安装柱的竖直方向的两侧对称固定安装有L形安装板，涂胶机构14和视觉检测机构16分别固定安装在L形安装板上，涂胶机构14用于在纸圈10的上表面涂胶，视觉检测机构16用于纸圈10圆心对中以及垫块7的径向和弦向的公差检测。安装柱的另一端固定安装真空吸盘抓取机构安装架，真空吸盘抓取机构安装架包括一体成型的水平板、竖直板和两端的一对侧板，一对真空吸盘抓取机构15穿过水平板通过螺栓连接方式固定安装在水平板上，真空吸盘抓取机构15用于抓取垫块7。

所述视觉检测机构16包括工业相机、镜头和光源，配合粘接平台3台面上方位置固定的激光打线器8，视觉检测机构16通过工业相机进行拍照，比对激光打线器8射出的光线相对角度，能够实现纸圈10圆心对中与垫块7弦向公差检测，对比垫块7与纸圈10内外径即可实现垫块7的径向公差检测，保证端圈9的粘接符合质量要求。若检测结果超差，则控制系统发出报警的同时停止运作，由人工介入排查解决问题后，再手动启动变压器端圈粘接设备运作。

参考附图4、5，所述伺服直线移动机构1包括定位伺服电机17、减速器18和直线导轨20，在粘接平台3的下表面半径方向均匀固定安装若干对平行的直线导轨20，一对直线导轨20的相邻的内侧面固定设置有齿条，定位伺服电机17与减速器18传动连接，减速器18的齿轮与一对直线导轨20上的齿条啮合并且转动连接，通过启动定位伺服电机17使减速器18沿直线导轨20水平移动，所述若干个定位伺服电机17同步联接并且同步转动。

所述的挡圈伸缩机构2包括若干个挡圈气缸19和挡圈气缸安装板22，挡圈气缸安装板22通过螺栓连接方式固定安装在减速器18输出轴的上端部，挡圈气缸19通过螺栓连接方式固定安装在挡圈气缸安装板22的下表面，挡圈气缸19的上端部活塞杆贯穿挡圈气缸安装板22，在粘接平台3上沿半径方向开设若干个贯通的长条槽，挡圈气缸19的上端部活塞杆正对长条槽，挡圈气缸19的上端部活塞杆可以从长条槽中向上伸出，所述若干个挡圈气缸19采用同一气阀控制以实现同步伸缩。

通过纸圈对中机构4，能够根据不同尺寸的纸圈10，通过控制定位伺服电机17行走到不同位置，然后通过挡圈伸缩机构2，控制挡圈气缸19的活塞杆自动向上伸出形成一个类圆空间，人工将纸圈10放置到类圆空间内进行纸圈10的圆心自动对中，当纸圈10完成圆心自动对中后，控制挡圈气缸19的活塞杆自动缩回到粘接平台3的表面下方，挡圈气缸19的活塞杆作为挡圈器使用、用于对纸圈10进行圆心自动对中。

通过在粘接平台底座的一侧固定设置粘接旋转伺服电机21，实现粘接平台3在粘接平台底座的上表面旋转，此部分是现有技术，比如：在粘接平台3的下表面中心位置固定安装旋转齿轮，旋转齿轮与粘接旋转伺服电机21的驱动齿轮啮合连接，通过启动粘接旋转伺服电机21驱动粘接平台3转动。

参考附图6、7，所述垫块对中机构6包括垫块对中斜台安装座23、垫块对中斜台24、垫块对中平台25和垫块对中气缸26。垫块对中斜台安装座23包括下部的安装底板，安装底板的上表面固定安装有若干个支撑立柱，支撑立柱的上端部固定安装有相互连接的垫块对中斜台24和垫块对中平台25，垫块对中斜台24的高端表面开设有凹槽，凹槽的宽度和长度略大于垫块7，垫块对中斜台24和垫块对中平台25的长度方向的两侧边沿设置有活动挡板，活动挡板用于对挡块7进行限位，活动挡板的结构是现有技术，垫块对中平台25远离垫块对中斜台24的一端固定安装有水平的垫块对中气缸26，垫块对中气缸26的活塞杆靠近垫块对中斜台24。垫块对中机构6的上方固定安装垫块对中上料桁架27，垫块对中上料桁架27为立体框架结构，垫块对中上料桁架27的上部水平框架上安装有三维移动的垫块夹具，垫块夹具三维移动的具体机构和移动方法均为现有技术，垫块对中上料桁架27下方的空间用于容纳垫块上料小车28，垫块上料小车28可以放置到垫块对中机构6的侧方。所述垫块7由人工按照规则堆放在垫块上料小车28上，然后垫块上料小车28移动到确定位置，所述三维移动的垫块夹具按照设定的程序将垫块7从垫块上料小车28上抓取，移动和升降后将垫块7放置到垫块对中平台25上，控制垫块对中气缸26的活塞杆伸出，推动放置在垫块对中平台25上的挡块7向前移动，随后挡块7依靠自身重力滑落掉落到垫块对中斜台24中的凹槽内。本实用新型实施例的垫块对中机构6，是对中的一种形式：重力对中，同一类型的垫块7最后在垫块对中斜台24上的位置和状态是完全一样的，这样安装在六轴机器人上的真空吸盘抓取机构15就可以准确抓取垫块7了。

进一步地，本实用新型实施例的一种变压器端圈粘接设备，还包括控制系统，此部分是现有技术，通过控制系统控制电机、气缸和工业相机的动作，并且通过控制系统进行质量检测并且发出报警信息。

本实用新型实施例的一种变压器端圈粘接设备，通过人机协作实现端圈的自动粘接作业，具体步骤如下：

人工将端圈需要的垫块7批量放置到垫块上料小车28上，人工将纸圈10批量放置到纸圈备料台11上，做好上料前期准备工作。人工将垫块上料小车28放置到垫块对中上料桁架27的下方适当位置，根据不同尺寸的垫块7设置垫块对中斜台24和垫块对中平台25的活动挡板的不同高度和不同宽度，根据节拍要求调节垫块7的推送速度，即设置垫块对中气缸26的节拍，实现不同尺寸垫块7的自动对中，进行垫块7的精准对中定位。同时，纸圈对中机构4根据不同尺寸的纸圈10通过伺服直线移动机构1行走到不同位置后，然后挡圈伸缩机构2自动伸出多套挡圈器，形成一个类圆空间，人工将纸圈10放置到类圆空间内，纸圈10进行圆心自动对中，对中完成后挡圈伸缩机构2将挡圈器自动缩回到粘接平台3的下面。旋转抓取粘接检测机构5通过六轴机器人和粘接伺服电机21配合，通过真空吸盘抓取机构15精准抓取垫块7，移动到纸圈10的上方，运用涂胶机构14在纸圈10上精确涂胶，再次旋转后通过真空吸盘抓取机构15将垫块7精准放置在纸圈10上涂胶的位置并且拟人按压垫块7，实现纸圈10和垫块7的自动粘接，完成端圈9的粘接作业。视觉检测机构16配合激光打线器8通过控制系统实现端圈粘接质量的自动检测，若检测结果超差，则控制系统发出声光报警的同时停止系统运作，由人工介入排查解决问题后，控制系统再重新启动。

本实用新型实施例中，通过设置两个粘接平台3和两个纸圈备料台11以及若干个垫块上料小车28，实现了一个平台在人工上料的同时，另一个平台同时进行端圈9的粘接作业，大大提高了端圈9的生产效率。

本实用新型实施例中，未详细描述的技术特征均为现有技术或者常规技术手段，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，包括粘接平台、纸圈对中机构和旋转抓取粘接检测机构，粘接平台为可旋转的平台，在粘接平台的台面上设置有纸圈对中机构，所述的纸圈对中机构包括若干个伺服直线移动机构和挡圈伸缩机构，所述伺服直线移动机构包括定位伺服电机、减速器和直线导轨，在粘接平台的下表面半径方向均匀固定安装若干对平行的直线导轨，一对直线导轨的相邻的内侧面固定设置有齿条，定位伺服电机与减速器传动连接，减速器的齿轮与一对直线导轨上的齿条啮合并且转动连接，所述的挡圈伸缩机构包括若干个挡圈气缸和挡圈气缸安装板，挡圈气缸安装板固定安装在减速器上，挡圈气缸固定安装在挡圈气缸安装板的下表面，挡圈气缸的上端部活塞杆贯穿挡圈气缸安装板，在粘接平台上沿半径方向开设若干个贯通的长条槽，挡圈气缸的上端部活塞杆正对长条槽。

2.根据权利要求1所述的一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，所述若干个定位伺服电机同步联接并且同步转动，所述若干个挡圈气缸采用同一气阀控制。

3.根据权利要求1所述的一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，还包括垫块对中机构，所述垫块对中机构包括垫块对中斜台安装座、垫块对中斜台、垫块对中平台和垫块对中气缸，垫块对中斜台安装座的上部固定安装有相互连接的垫块对中斜台和垫块对中平台，垫块对中斜台的高端表面开设有容纳垫块的凹槽，垫块对中斜台和垫块对中平台的长度方向的两侧边沿设置有活动挡板，垫块对中平台远离垫块对中斜台的一端固定安装有水平的垫块对中气缸，垫块对中气缸的活塞杆靠近垫块对中斜台。

4.根据权利要求3所述的一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，垫块对中机构的上方固定安装垫块对中上料桁架，垫块对中上料桁架为立体框架结构，垫块对中上料桁架的上部水平框架上安装有三维移动的垫块夹具，垫块对中上料桁架下方的空间用于容纳垫块上料小车。

5.根据权利要求4所述的一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，垫块对中斜台安装座包括下部的安装底板，安装底板的上表面固定安装有若干个支撑立柱。

6.根据权利要求1所述的一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，所述旋转抓取粘接检测机构包括六轴机器人、机器人抓手安装架、涂胶机构、真空吸盘抓取机构和视觉检测机构，机器人抓手安装架包括一体成型的安装柱和位于安装柱一端的过渡连接圆板，六轴机器人的机械手臂固定连接过渡连接圆板，安装柱的竖直方向的两侧对称固定安装有L形安装板，涂胶机构和视觉检测机构分别固定安装在L形安装板上，安装柱的另一端固定安装真空吸盘抓取机构安装架，真空吸盘抓取机构安装架包括一体成型的水平板、竖直板和两端的一对侧板，一对真空吸盘抓取机构穿过水平板固定安装在水平板上。

7.根据权利要求6所述的一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，所述视觉检测机构包括工业相机、镜头和光源。

8.根据权利要求7所述的一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，在粘接平台的台面上方固定设置有激光打线器。

9.根据权利要求1所述的一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，还包括纸圈备料台，纸圈备料台通过纸圈备料台底座固定安装在地面上。

10.根据权利要求1所述的一种变压器端圈粘接设备，其特征在于，粘接平台通过粘接平台底座固定安装在地面上，在粘接平台底座的一侧固定设置粘接旋转伺服电机，在粘接平台的下表面中心位置固定安装旋转齿轮，旋转齿轮与粘接旋转伺服电机的驱动齿轮啮合连接。