全自动环型铁芯卷绕机的研制

摘 要：本文介绍环型铁芯自动卷绕机的结构
关键词：环型铁芯 全自动 卷绕机

环型铁芯是环型变压器的重要部件，由于其外形对称、尺寸规范，因此卷绕起来较方便，如果要求铁芯内、外径公差小于正负0.5mm，高度公差小于正负0.3mm，焊接处翘起小于0.2mm，焊点光滑不凸起，焊接部位前后一致不跑位，数十秒钟自动下线一个，连续不断地生产，那这台设备制造起来也决非易事。经过努力，国产机已面世，产量、质量与进口机不相上下，互有长处与短处。
环型铁芯全自动卷绕机（以下简称卷绕机）由三大部分组成
1.机械部分：机械部分包括主轴，脱心胎装置、钢带导向装置、放料架，送料机构、机械手、钢带张紧装置，氩弧焊接机及其焊接装置、刹车机构九部分组成。机械部分的核心是主轴的晃动度，减小晃动度是保持铁芯端面平整度重要原因之一。其次每个铁芯都要进行两次焊接，因此焊接的成功率直接影响产品的生产定额。机械部分是卷绕机的基础。
2.气动部分：本部分是卷绕机的动脉，由12个气缸组成，两个气缸负责铁芯绕好后将心胎退出，一个气缸用来切断钢带，垂直与水平各有一个气缸压紧铁芯，一个气缸专司机械手功能，焊枪的移动由一个小气缸来完成，两个摆动气缸一个用来导向，完成任务后自动复位，另一个用来带动送料胶轮送料，送完料后通过一个气缸脱离钢带后自动复位。钢带的张力由气缸通过单向调压阀和压力表来控制，最后一个气缸用来排列铁芯。整个气路由汇流排与电磁阀来控制，由70多种不同的气动元器件组成。
3.电器部分：本部分主要由一个程序控制器（PLC），两个变频器（一个用于主轴调速，另一个用于放料架调速）；一个24V直流电源，十个继电器，二十个传感器组成。是本机的心脏部分，各信号通过传感器送至PLC，又通过PLC控制电机和气缸，随设备的动作，及时将信息返回到PLC。
工作过程：
成卷等宽的钢带固定在放料架上，钢带通过杠杆到卷绕机，杠杆上有钢带张力传感器，放料架跟随钢带的张力不同而放料速度不同，杠杆抬得越高放料速度越快，杠杆落地时，放料架不转。钢带通过送料轮、钢带压紧装置、送料导轨到心胎的销子上（心胎上有一销子），开关打到自动位置，垂直压紧气缸首先下压，使钢带上的孔压紧在气缸上的销子上，电机通过同步皮带轮带动主轴转动，主轴又带动心胎同步转动，并带动钢带跟随心胎转动，心胎转动1-2圈时（可调节）后停车，通过氩弧焊机由自动焊枪将铁芯始端焊牢，焊后自动卷绕，达到规定尺寸后，先减速、后通过微动开关控制电磁离合器与主电机脱离并刹车（如不采用电磁离合器而利用变频器中的起动电机时的升降时间可起到事半功倍的效果，但如参数设定不当，将损坏变频器）。当主轴停止时，钢带切断模具由气缸带动将钢带切断并在下一个铁芯始端打一小孔，以备挂在心胎销子上，从模具切口到铁芯的距离基本不变，但铁芯的外径不是固定的，可以说这一段长度的钢带，卷绕在一定铁芯外径上其旋转的角度也是一定的，因此可利用旋转编码器发出脉冲给计数器，达到一定数字后主轴自动停止等待焊接，也就是说旋转编码器如果每旋转一周发出360个脉冲，上述长度的钢带绕在铁芯上转动400度后钢带末尾的焊接位置恰到好处，则计数器定在400上，到旋转编码器发出400个脉冲给计数器，计数器发出信号让主轴停止进行焊接。焊好的铁芯在芯胎上转1-2圈将末端焊接处压平，然后退心胎，用机械手将铁芯接下自动滚出专用的槽内，到一定位置，触发微动开关，启动气缸将铁芯自动排列整齐。
环型铁芯卷绕机最高生产率可达到每小时120个，当然生产定额与铁芯大小有关，如铁芯内径40外径65，每小时八十个左右。卷绕最大外径200mm，最大宽度80mm，工作过程如图所示。

安全措施 为安全起见，放料架与主机各设有一个应急开关，以备急需，操作任一应急开关均能使卷绕机处于停机状态，另外模具处于切割位置，铁芯处于退心胎位置时，主轴电机不能转动。以免给卷绕机造成不必要的损坏。良好的接地措施是保证人身安全的重要措施之一。