一種帶有冷壓焊接裝置的箔式繞線機的製作方法

2023-12-11 18:04:17 1

專利名稱：一種帶有冷壓焊接裝置的箔式繞線機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種變壓器箔式線圈繞制機，尤其涉及一種帶有冷壓焊接裝置的箔式繞線機。
背景技術：
目前，雖然變壓器箔式線圈繞制機生產廠家較多，但現有箔式線圈繞制機普遍存在功能單一，焊接裝置複雜且操作不便，自動化程度不高等缺陷。箔式線圈繞制機的主要技術問題之一是繞組輸入輸出引出線的連接問題。目前，銅(鋁)箔與銅(鋁)排的連接普遍採用是氬(氦)弧焊技術。因為線圈的材料是銅(鋁)箔帶，並且很薄，一般採用惰性氣體保護焊的連接方式焊接引出線，其不足之處是一方面由於銅(鋁)箔與銅(鋁)排的厚度相差過大，這種焊接操作複雜，焊接質量很大程度上取決於操作者在工藝參數的選擇上，極易產生焊穿、咬邊、未焊透等缺陷，從而影響產品質量；另一方面由於氣電焊需要消耗高質量的氬 (氦)氣體，極大地增加了繞製成本；再者，氣電焊的光輻射較強，對操作者的眼睛健康有很大的影響，又不利於環保。隨著我國國民經濟的快速發展，市場對輸變電產品的需求越來越多，同時對變壓器的節能降耗有了更高的要求，實踐證明變壓器繞組採用箔(帶)式繞組與傳統的線繞繞組相比具有損耗低、衝擊電壓分布均勻、散熱效果好、繞制方便、生產效率高等優點。因此開發研製新型箔式線圈繞制機是機電行業的一項重要任務。

發明內容
針對目前變壓器箔式線圈繞制機存在的缺陷，本發明提供了一種焊接工藝操作簡單、乾淨環保、引出線採用冷壓焊接方式的箔式繞線機。解決上述問題所採取的技術措施是
一種帶有冷壓焊接裝置的箔式繞線機，其特徵是在主體框架5上設有端部支承裝置 22，箔材送料裝置1與箔材開卷裝置2及調偏裝置3共同固裝在同一底板上並通過滑塊、導軌與主體框架5的機座相連，箔材送料裝置1與箔材開卷裝置2兩者通過鏈條連接，箔材開卷裝置2與由端部支承裝置22支承的開卷主軸24連接，託料架4固定在主體框架5的牆板上，焊前清理裝置6位於冷壓焊接裝置9之前，通過角形託架8、絲槓軸承20及導軌與主體框架5連接，焊前清理裝置6上裝有電動打磨機7，冷壓焊接裝置9配有的兩獨立牆板與主體框架5連接，邊緣帶開卷裝置10的鋁製輪盤安裝在鋁製三角板上，通過邊緣帶傳動裝置13底座及扁條形託架16分別與主體框架5的牆板及冷壓焊接裝置9連接，絕緣剪切裝置12與主體框架5連接，層絕緣開卷裝置19與主體框架5的牆板連接，層絕緣傳動裝置11 固裝在主體框架5的牆板上，卷繞裝置14固定在主體框架5的機座上，其輸出端與傳遞繞線動力的卷繞主軸15連接，繞制好的線圈由卷繞機滑動託架17託卸，絕緣滑動託架18通過導軌與層絕緣開卷裝置19連接，整邊裝置21固定在主體框架5的前後牆板上，釋放片復卷機裝置23通過其端部支架固定在主體框架5的牆板之上，箔材送料裝置1、箔材開卷裝置 2及調偏裝置3的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25中的ET200分布式I/O模塊的接腳連接，焊前清理裝置6、冷壓焊接裝置9、邊緣帶傳動裝置13、卷繞裝置 14、層絕緣開卷裝置19、整邊裝置21、端部支承裝置22及釋放片復卷機裝置23的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25的控制信號輸出輸入端連接。本方案中，冷壓焊接裝置9由封閉式機架91、橫梁92、固定壓機93、焊接壓機94、 壓機移動裝置95、冷壓焊接模具97、定位鉗99、工作檯100構成，其中橫梁92、壓機移動裝置95、定位鉗99、工作檯100均固裝在兩側封閉式機架91上，冷壓焊接模具97安裝在焊接壓機94上；固定壓機93及焊接壓機94上部與橫梁92上的導軌相連，焊接壓機94與壓機移動裝置95連接。本發明的有益效果
1、獨特的冷壓焊接方式本發明在現有箔式線圈繞制機的基礎上，取消傳統的氣電焊接方式，將待加工的工件銅(鋁)箔與銅(鋁)排的引出線連接首次採用冷壓焊接方式，使冷壓焊接裝置與箔繞裝置有機地結合成一體，即在沒有外加熱源的條件下，僅藉助於壓力使銅(鋁)金屬產生塑性變形，把焊接接頭間的氧化膜和其他雜質擠出，使純潔金屬接近到原子間距形成固態焊接，從而確保了線圈的產品質量。2、獨特的箔材開捲動力裝置箔材開卷部分採用液壓漲縮裝置，操作方便、省力， 獨特的箔材開捲動力裝置，採用氣動離合(制動)方式，以一個自動系統來控制制動器扭矩， 已獲得在所有繞線操作中的一個持續張力，不論開卷機上的線圈直徑是多少，使得箔料正繞、停止、退繞均能保持所需張力，確保線圈緊實。3、獨特的箔材整邊裝置本機配備一個修正裝置來修正任何傳導帶上的突起邊緣，以防止成品線圈的絕緣材料的損壞，修正裝置由氣動控制，壓力可以根據箔材的厚度來調整。4.獨特的層間絕緣漲緊裝置採用氣動膨脹軸，獨特的制動方式使制動值顯示在機器前面的總控制臺上，自動系統控制制動力矩來獲得所有卷繞期間的連續張力。5.獨特的邊緣帶開卷裝置設計；獨特的設計使得開卷更為靈活、便捷。6.獨特的卷繞機滑動託架採用手動泵站，升降移動自如，使卸料更為簡便，避免了吊裝的不便。7.獨特的焊前清理裝置配有自動清潔裝置來清潔箔帶，後齒輪電機控制了刷子的旋轉，在焊接前對箔帶進行清理。


圖1為本發明的結構示意圖2為本發明中冷壓焊接裝置的結構示意圖； 圖3為本發明中控制裝置的結構框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做詳細說明。一種帶有冷壓焊接裝置的箔式繞線機，如圖1所示，由箔材送料裝置1、箔材開卷裝置2、調偏裝置3、託料架4、主體框架5、焊前清理裝置6、電動打磨機7、角形託架8、冷壓焊接裝置9、邊緣帶開卷裝置10、層絕緣傳動裝置11、絕緣剪切裝置12、邊緣帶傳動裝置13、卷繞裝置14、卷繞主軸15、扁條形託架16、卷繞機滑動託架17、絕緣滑動託架18、層絕緣開卷裝置19、絲槓軸承20、整邊裝置21、端部支承裝置22、釋放片復卷機裝置23、開卷主軸24、控制裝置25及控制裝置電纜26構成，其具體連接關係如下在主體框架5上設置有端部支承裝置22，端部支承裝置22通過螺釘與主體框架5組成一整體，箔材送料裝置1與箔材開卷裝置2及調偏裝置3共同固裝在同一底板上並通過滑塊、導軌與主體框架5的機座相連，三者可以相對主體框架5滑動，箔材送料裝置1與箔材開卷裝置2兩者通過鏈條連接；箔材開卷裝置2與開卷主軸24連接，主軸端部由端部支承裝置22支承；託料架4用螺釘固定在主體框架5的牆板上，起託持箔料作用；焊前清理裝置6位於冷壓焊接裝置9之前，通過角形託架8、絲槓軸承20及導軌與主體框架5連接，該裝置上裝有電動打磨機7，並可橫向移動，以便作焊前的清理工作；冷壓焊接裝置9配有獨立兩牆板，其獨立牆板通過螺釘及銷釘與主體框架5連接；邊緣帶開卷裝置10的鋁製輪盤裝在鋁製三角板上，通過邊緣帶傳動裝置13底座及扁條形託架16用螺釘分別與主體框架5的牆板及冷壓焊接裝置9的機架91連接；絕緣剪切裝置12通過螺釘與主體框架5連接；層絕緣開卷裝置19通過法蘭與主體框架5的牆板連接，層絕緣傳動裝置11固裝在主體框架5的牆板上；卷繞裝置14固定在主體框架5的機座上，其輸出端與卷繞主軸15連接傳遞繞線動力；繞制好的線圈由卷繞機滑動託架17託卸；絕緣滑動託架18通過導軌與層絕緣開卷裝置19連接，並可相對層絕緣開卷裝置19作軸向移動，手動可調節上下高度，以適應不同的絕緣直徑；整邊裝置21 用螺釘固定在主體框架5的前後牆板上，其上整邊輪可手動調節，以適應不同尺寸的箔料； 釋放片復卷機裝置23通過其端部支架固定在主體框架5的牆板之上；箔材送料裝置1與箔材開卷裝置2的電機張力傳感器及氣動離合器電磁閥的的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25中的ET200分布式I/O模塊接腳連接；調偏裝置3的測量光柵及電磁閥的的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25中的ET200分布式I/O模塊接腳連接；焊前清理裝置6的電機接觸器及氣缸電磁閥的的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25的控制信號輸出輸入端連接；冷壓焊接裝置9的壓機移動裝置95的電機變頻器及固定壓機93、焊接壓機94、定位鉗99的氣(液壓)缸電磁閥的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25的控制信號輸出輸入端連接； 邊緣帶傳動裝置13的電機接觸器的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置 25的控制信號輸出輸入端連接；卷繞裝置14的卷繞電機變頻器的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25的控制信號輸出輸入端連接；層絕緣開卷裝置19的電機接觸器及離合器電磁閥的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25的控制信號輸出輸入端連接；整邊裝置21的氣缸電磁閥的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25的控制信號輸出輸入端連接；端部支承裝置22的氣缸電磁閥的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25的控制信號輸出輸入端連接；釋放片復卷機裝置23的氣動馬達電磁閥的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜26與控制裝置25 的控制信號輸出輸入端連接。箔材送料裝置1及箔材開卷裝置2的開卷速度與卷繞裝置14 的繞制速度保持同步，卷繞裝置14的導輥、開卷主軸24及端部支承裝置22的端部搖臂可通過調偏裝置3保持同步軸向聯動；卷繞機滑動託架17可相對卷繞主軸15作軸向移動，並可通過手動液壓泵進行升降調節，以適應不同的線圈直徑；邊緣帶開卷裝置10及層絕緣開卷裝置19的開卷速度與卷繞裝置14的繞制速度保持同步。
冷壓焊接裝置9的具體結構如圖2所示，由封閉式機架91、橫梁92、固定壓機93、 焊接壓機94、壓機移動裝置95、冷壓焊接模具97、定位鉗99、工作檯100構成，其中橫梁 92、壓機移動裝置95、定位鉗99、工作檯100均通過螺釘固裝在兩側封閉式機架91上，冷壓焊接模具97安裝在焊接壓機94上，固定壓機93及焊接壓機94上部通過滑塊與橫梁92上的導軌相連，並可沿導軌在橫梁方向移動，焊接壓機94與壓機移動裝置95連接，焊接壓機 94的移動由壓機移動裝置95控制，銅(鋁)箔96和銅(鋁)排98為待加工的工件。銅(鋁) 排98的定位部分採用氣動控制，兩側定位鉗99同步聯動，最大限度地保證了銅(鋁)箔96 與銅(鋁)排98相對位置定位的準確。由於冷壓焊接所需的壓力很大，這就需要工具機有足夠的強度和剛度，冷壓焊接裝置9採用獨特的封閉式機架91與抗彎能力較好的組合型材橫梁 92構成壓焊部分機體，固定壓機93和焊接壓機94的上部固定在橫梁92之上，在壓機移動裝置95的作用下可以作橫向相對運動。工作時，定位鉗99定位好銅(鋁)排98在工作檯 100的位置，然後找正銅(鋁)箔96與銅(鋁)排98的相對位置，根據排箔料的尺寸調節固定壓機93的位置，然後將排箔料兩者壓緊，調節焊接壓機94的位置並在冷壓焊接模具97上安裝合適的衝壓頭，即可按工藝要求進行冷壓操作。冷壓焊接模具97各部均由高質量模具鋼或合金鋼組成，並根據銅(鋁)箔與銅(鋁)排的尺寸備有多種規格的衝壓頭(焊頭)，工作時可按需要更換衝壓頭，並根據銅鋁箔的不同厚度，調整壓力大小；獨特可靠的快換衝壓頭設計方式使得模具更換十分容易、便捷。這種獨特的冷壓焊接方式不僅同一種材料可以連接， 甚至銅與鋁的連接也同樣良好。本發明中，控制裝置採用常規控制方式，其具體結構如圖3所示，主要包括卷繞裝置電機變頻驅動及壓機移動裝置電機變頻驅動、箔材開卷裝置張力控制、箔材調偏控制、其它電機及氣動液壓閥門控制。工作時，箔材開卷裝置電機張力傳感器發出測量信號，測量信號通過控制卡輸入ET200分布式I/O模塊，程序經上位工控機運算，通過控制卡輸出至氣動電磁閥，驅動箔材開卷裝置張力控制箔材開卷裝置電機輸出恆定張力；箔材調偏裝置測量光柵採集信號，信號經控制卡輸入至ET200分布式I/O模塊，經上位工控機程序處理後， 再輸出至液壓電磁閥，完成箔材調偏控制；焊接壓機通過ET200分布式I/O模塊輸出信號至液壓電磁閥，控制焊接壓機動作，完成冷壓焊接；設備操作按鈕盒信號直接輸入ET200分布式I/O模塊，程序採集到設備操作按鈕盒信號做出相應動作響應；卷繞裝置電機雙向旋轉編碼器及壓機移動裝置電機雙向旋轉編碼器所發出的信號經卷繞裝置電機變頻驅動及壓機移動裝置電機變頻驅動採集，通過系統總線輸入至上位工控機，上位工控機再通過卷繞裝置電機變頻驅動及壓機移動裝置電機變頻驅動卷繞裝置電機及壓機移動裝置電機按工藝運行。本發明中，控制裝置採用西門子Profibus現場總線控制，上位工控機採用西門子面板式工業PC機，控制卡採用西門子ET200分布式I/O模塊，通過西門子SIM0VERT運動及矢量控制模塊驅動電機實現無級調速及定位功能。上位工控機通過高級語言對ET200分布式I/O模塊及卷繞裝置電機變頻驅動、壓機移動裝置電機變頻驅動進行編程控制，控制卡與箔繞機的有關部件通過ET200分布式I/O模塊實現電氣對接，其它電機及氣動液壓閥門控制輸出則通過ET200分布式I/O模塊直接驅動或經接觸器等進行控制。
權利要求
1.一種帶有冷壓焊接裝置的箔式繞線機，其特徵是在主體框架(5)上設有端部支承裝置(22)，箔材送料裝置(1)與箔材開卷裝置(2)及調偏裝置(3)共同固裝在同一底板上並通過滑塊、導軌與主體框架(5)的機座相連，箔材送料裝置(1)與箔材開卷裝置(2)兩者通過鏈條連接，箔材開卷裝置(2)與由端部支承裝置(22)支承的開卷主軸(24)連接，託料架(4)固定在主體框架(5)的牆板上，焊前清理裝置(6)位於冷壓焊接裝置(9)之前，通過角形託架(8)、絲槓軸承(20)及導軌與主體框架(5)連接，焊前清理裝置(6)上裝有電動打磨機(7)，冷壓焊接裝置(9)配有的獨立兩牆板與主體框架(5)連接，邊緣帶開卷裝置(10) 的鋁製輪盤安裝在鋁製三角板上，通過邊緣帶傳動裝置(13)底座及扁條形託架(16)用螺釘分別與主體框架(5)的牆板及冷壓焊接裝置(9)連接，絕緣剪切裝置(12)與主體框架(5) 連接，層絕緣開卷裝置(19)與主體框架(5)的牆板連接，層絕緣傳動裝置(11)固裝在主體框架(5)的牆板上，卷繞裝置(14)固定在主體框架(5)的機座上，其輸出端與傳遞繞制動力的卷繞主軸(15)連接，繞制好的線圈由卷繞機滑動託架(17)託卸，絕緣滑動託架(18)通過導軌與層絕緣開卷裝置(19)連接，整邊裝置(21)固定在主體框架(5)的前後牆板上，釋放片復卷機裝置(23)通過其端部支架固定在主體框架(5)的牆板之上，箔材送料裝置(1)、箔材開卷裝置(2 )及調偏裝置(3 )的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜(26 )與控制裝置 (25)中的ET200分布式I/O模塊的接腳連接；焊前清理裝置(6)、冷壓焊接裝置(9)、邊緣帶傳動裝置(13)、卷繞裝置(14)、層絕緣開卷裝置(19)、整邊裝置(21)、端部支承裝置(22)及釋放片復卷機裝置(23 )的控制信號輸出輸入端通過控制裝置電纜(26 )與控制裝置(25 )的控制信號輸出輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的一種帶有冷壓焊接裝置的箔式繞線機，其特徵是所述的冷壓焊接裝置(9)由封閉式機架(91)、橫梁(92)、固定壓機(93)、焊接壓機(94)、壓機移動裝置(95)、冷壓焊接模具(97)、定位鉗(99)、工作檯(100)構成，其中橫梁(92)、壓機移動裝置(95)、定位鉗(99)、工作檯(100)均固裝在兩側機架(91)上，冷壓焊接模具(97)安裝在焊接壓機(94)上，固定壓機(93)及焊接壓機(94)上部與橫梁(92)上的導軌相連，焊接壓機(94)與壓機移動裝置(95)連接。
全文摘要
一種帶有冷壓焊接裝置的箔式繞線機，將工件銅(鋁)箔與銅(鋁)排的引出線連接用冷壓焊接方式代替傳統的氣電焊接方式，在沒有外加熱源的條件下，僅藉助於壓力使銅(鋁)金屬產生塑性變形，把焊接接頭間的氧化膜和其他雜質擠出，使純潔金屬形成固態焊接，從而確保了線圈的產品質量。其中箔材送料裝置、箔材開卷裝置、調偏裝置、焊前清理裝置、冷壓焊接裝置、邊緣帶開卷裝置、層絕緣傳動裝置、絕緣剪切裝置、卷繞裝置、層絕緣開卷裝置、整邊裝置、端部支承裝置、釋放片復卷機裝置等部件與主體框架連接成一體，其控制信號輸出輸入端與控制裝置控制信號輸出輸入端連接，通過西門子運動及矢量控制模塊控制電機無級變頻調速。
文檔編號H01F41/06GK102315013SQ20111013909
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者溫殿忱, 許利德 申請人:遼寧欣泰股份有限公司