漆包绞线的制作设备、更换设、及制作系统的制作方法

本发明涉及漆包绞线的制作设备、更换设、及制作系统，本发明主要用于生产绕制变压器所需的漆包线多绞线。

背景技术：

过去生产漆包线多绞线是由人工操作，同一批次疏密、直径均有较大浮动，而目前市面上难以买到专业用于漆包线绞线的机器。在这种背景下，本发明自行设计该小型绞线机结构，整体结构的95%使用3d打印技术和通用铝型材完成，成本仅有机加工零件的十分之一，并且省时省力，线缆直径均匀一致，有效提高了产品质量。人工绞线的疏密程度非常难以把控，并且由于线材分布的随机性，造成绞线线材的截面形状并不统一，无形中增加了变压器的绕制难度，降低了批次一致性。同时由于人工绞线，线材自身内应力很大，本发明中线材做行星运动，内应力较小。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种漆包绞线的制作设备、更换设、及制作系统。本发明涉及变压器制造领域，特别涉及一种漆包绞线的制作设备。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种漆包绞线的制作设备，包括机架组立、依次设置在机架组立下部框架内的输出变向导轮组与承接变向导轮组、设置在输出变向导轮组与承接变向导轮组之间的输出涨紧导轮组、设置在机架组立一侧上方的竖直中空壳体、设置在竖直中空壳体上的观察豁口、设置在竖直中空壳体中心底部的束线锥套、设置在竖直中空壳体上端且中空的绞线旋转架、六个根部悬挂在绞线旋转架上端轴外侧壁上的包线扭矩限制器、六个贯穿在绞线旋转架上且与各自包线扭矩限制器对应的包线导向管、旋转设置在绞线旋转架上端的芯线中心导向座、悬挂在机架组立上的悬挂架导向架、设置在机架组立上的芯线扭矩限制器、下穿过在芯线中心导向座且中部悬挂架导向架上的芯线导向管、设置在机架组立上的集线基座、设置在集线基座上的集线驱动轮、通过锁紧背母与集线驱动轮同轴连接的集线绞盘、径向分布在集线绞盘侧板上的径向工艺通槽、以及设置在输出变向导轮组与集线绞盘之间的集线导向孔；

包线扭矩限制器上的包线通过各自的包线导向管、以及芯线扭矩限制器上的芯线通过芯线导向管与芯线中心导向座同时进入束线锥套进行汇聚；然后，一同经过承接变向导轮组、输出涨紧导轮组、输出变向导轮组以及集线导向孔后进入到集线绞盘上缠绕。

作为上述技术方案的进一步改进：

在机架组立上设置有调整直线导轨，竖直中空壳体通过滑座安装在调整直线导轨之上；

在机架组立与竖直中空壳体的滑座之间安装直线牵拉器；

在竖直中空壳体下端设置有用于与机架组立吸合的电磁吸座/磁力座。

在扭矩限制基座设置有扭矩限制中心套，在扭矩限制中心套两端设置有扭矩限制侧盘。

在绞线旋转架上同轴设置有旋转齿圈，在竖直中空壳体上设置有用于与旋转齿圈啮合的驱动齿轮。

在机架组立设置有用于剪切集线绞盘与集线导向孔之间绞线的集线剪切器；

集线剪切器包括设置在机架组立上的钳臂、分布设置在钳臂端部的活动钳爪与固定钳爪、在活动钳爪与固定钳爪咬合侧面设置有与绞线外侧壁接触的夹持半弧，在夹持半弧中部设置在用于剪断绞线的夹持剪切刃。

一种漆包绞线的更换设备，包括设置在漆包绞线的制作设备的集线绞盘外侧的更换直线导轨、设置在更换直线导轨上的更换移动底座、设置在更换移动底座上的更换旋转盘、以及背靠背设置在更换旋转盘上的更换机械手；

更换机械手包括设置在更换旋转盘上的更换支座、水平设置在更换支座上的更换导向中心轴、同轴设置在更换导向中心轴上的更换导向锥轴、沿侧母线方向分布在更换导向锥轴上且与集线绞盘侧板径向工艺通槽对应的更换t型槽、水平设置在更换支座上的更换牵拉推杆、设置在更换牵拉推杆前端的更换驱动盘、活动设置在更换t型槽中的更换t型座、铰接在更换驱动盘与更换t型座之间的更换铰接驱动杆、以及设置在更换t型座上端且用于通过径向工艺通槽的更换l型手臂；

当集线绞盘缠绕绞线满载后，径向工艺通槽的外端距离集线绞盘中心线的半径大于最外侧绞线距离集线绞盘中心线的半径，且在径向工艺通槽外端与最外侧绞线之间设置有用于通过更换l型手臂外端弯头的间隙；

当更换t型座位于更换t型槽小端时，更换l型手臂外端弯头到更换导向锥轴中心线半径小于径向工艺通槽外端到集线绞盘中心线半径；

当更换t型座位于更换t型槽大端时，更换l型手臂外端弯头到更换导向锥轴中心线半径大于径向工艺通槽外端到集线绞盘中心线半径。

作为上述技术方案的进一步改进：

在更换导向锥轴中心孔内腔安装有驱动电机，驱动电机端部连接有用于松紧锁紧背母的更换中心六方旋转套筒。

本发明一大特点为，六个扭矩限制器被安装在绞线旋转架上，随绞线旋转架的旋转而一同旋转，芯线通过主轴内部的空腔引出，形成6线包裹1线的空间布局”这种工艺手段是降低内应力的关键技术。本装置构思独特，成本低廉，扭矩限制器寿命长、成本低，可靠性高，主轴结构合理，制造工艺简单，成品一致性好，内应力小。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图。

图2是本发明旋转齿圈的结构示意图。

图3是本发明扭矩限制基座的结构示意图。

图4是本发明输出变向导轮组的结构示意图。

图5是本发明钳臂的结构示意图。

图6是本发明锁紧背母的结构示意图。

其中：1、机架组立；2、输出变向导轮组；3、输出涨紧导轮组；4、承接变向导轮组；5、竖直中空壳体；6、观察豁口；7、束线锥套；8、绞线旋转架；9、包线扭矩限制器；10、包线导向管；11、芯线中心导向座；12、悬挂架导向架；13、芯线导向管；14、芯线扭矩限制器；15、阻尼器；16、集线基座；17、集线绞盘；18、集线驱动轮；19、旋转齿圈；20、直线牵拉器；21、调整直线导轨；22、扭矩限制基座；23、扭矩限制中心套；24、扭矩限制侧盘；25、电磁吸座/磁力座；26、集线导向孔；27、集线剪切器；28、钳臂；29、活动钳爪；30、固定钳爪；31、夹持半弧；32、夹持剪切刃；33、更换直线导轨；34、更换移动底座；35、更换旋转盘；36、更换机械手；37、更换支座；38、更换导向中心轴；39、更换导向锥轴；40、更换t型槽；41、更换牵拉推杆；42、更换驱动盘；43、更换铰接驱动杆；44、更换t型座；45、更换l型手臂；46、锁紧背母；47、更换中心六方旋转套筒。

具体实施方式

如图1-6所示，本实施例的漆包绞线的制作设备，包括机架组立1为支撑、依次设置在机架组立1下部框架内的输出变向导轮组2与承接变向导轮组4、设置在输出变向导轮组2与承接变向导轮组4之间的输出涨紧导轮组3从而实现变向，增大包角，保证张紧力，从而平稳送线、设置在机架组立1一侧上方的竖直中空壳体5、设置在竖直中空壳体5上的观察豁口6便于观察包线缠绕情况、设置在竖直中空壳体5中心底部的束线锥套7从而利用外锥度实现定位，内锥度孔方便包线与芯线在预先穿装的刃入、设置在竖直中空壳体5上端且中空的绞线旋转架8从而实现驱动六个限制器同时旋转，可以采用通用的旋转方式、六个根部悬挂在绞线旋转架8上端轴外侧壁上的包线扭矩限制器9、六个贯穿在绞线旋转架8上且与各自包线扭矩限制器9对应的包线导向管10，从而实现导向，同时避免与壳体硬摩擦而损失、旋转设置在绞线旋转架8上端的芯线中心导向座11、悬挂在机架组立1上的悬挂架导向架12、设置在机架组立1上的芯线扭矩限制器14、下穿过在芯线中心导向座11且中部悬挂架导向架12上的芯线导向管13、从而实现芯线的对中，低应力或无应力的输出，设置在机架组立1上的集线基座16、设置在集线基座16上的集线驱动轮18可以为常用的驱动方式来旋转、通过锁紧背母46与集线驱动轮18同轴连接的集线绞盘17从而实现旋转的时候自动锁紧、径向分布在集线绞盘17侧板上的径向工艺通槽从而减轻重量，也方便搬运、以及设置在输出变向导轮组2与集线绞盘17之间的集线导向孔26；

作为具体穿线结构，包线扭矩限制器9上的包线通过各自的包线导向管10、以及芯线扭矩限制器14上的芯线通过芯线导向管13与芯线中心导向座11同时进入束线锥套7进行汇聚；然后，一同经过承接变向导轮组4、输出涨紧导轮组3、输出变向导轮组2以及集线导向孔26后进入到集线绞盘17上缠绕。导轮与涨紧方式可以是常用方式的等同。

在机架组立1上设置有调整直线导轨21，竖直中空壳体5通过滑座安装在调整直线导轨21之上；从而实现位置调节，也可固定安装。

在机架组立1与竖直中空壳体5的滑座之间安装直线牵拉器20；

在竖直中空壳体5下端设置有用于与机架组立1吸合的电磁吸座/磁力座25，从而实现快速定位连接。

作为具体结构，在扭矩限制基座22设置有扭矩限制中心套23，在扭矩限制中心套23两端设置有扭矩限制侧盘24。阻尼器可以为常用的旋转阻尼器，优选为可调节类型。

在绞线旋转架8上同轴设置有旋转齿圈19，在竖直中空壳体5上设置有用于与旋转齿圈19啮合的驱动齿轮。

作为进一步改进，在机架组立1设置有用于剪切集线绞盘17与集线导向孔26之间绞线的集线剪切器27；

如图5，集线剪切器27包括设置在机架组立1上的钳臂28、分布设置在钳臂28端部的活动钳爪29与固定钳爪30、在活动钳爪29与固定钳爪30咬合侧面设置有与绞线外侧壁接触的夹持半弧31，在夹持半弧31中部设置在用于剪断绞线的夹持剪切刃32。利用半弧实现对绞线头的夹持，避免脱线，利用切刃实现剪切，从而实现二次穿线，设计巧妙，结构简单，也可是液控或电控等。

如图6，本实施例的漆包绞线的更换设备，包括设置在漆包绞线的制作设备的集线绞盘17外侧的更换直线导轨33从而实现横向进给其动力为常用直线驱动件、设置在更换直线导轨33上的更换移动底座34、设置在更换移动底座34上的更换旋转盘35、以及背靠背设置在更换旋转盘35上的更换机械手36；从而实现拆卸与安装的集成，极大提高效率；

更换机械手36包括设置在更换旋转盘35上的更换支座37为支撑、水平设置在更换支座37上的更换导向中心轴38、同轴设置在更换导向中心轴38上的更换导向锥轴39利用锥度可以方便的通过通槽，省去了升降结构，极大简化结构与驱动方式，其结构简单，成本低廉，一次实现横向与上下两个方向的工作、作为动力驱动，沿侧母线方向分布在更换导向锥轴39上且与集线绞盘17侧板径向工艺通槽对应的更换t型槽40、水平设置在更换支座37上的更换牵拉推杆41、设置在更换牵拉推杆41前端的更换驱动盘42、活动设置在更换t型槽40中的更换t型座44、铰接在更换驱动盘42与更换t型座44之间的更换铰接驱动杆43铰接方式柔性好，可以保证沿斜度顺序动作、以及设置在更换t型座44上端且用于通过径向工艺通槽的更换l型手臂45；其弯头的外端实现推进上料，其背面实现勾住返回。

当集线绞盘17缠绕绞线满载后，径向工艺通槽的外端距离集线绞盘17中心线的半径大于最外侧绞线距离集线绞盘17中心线的半径，且在径向工艺通槽外端与最外侧绞线之间设置有用于通过更换l型手臂45外端弯头的间隙；

当更换t型座44位于更换t型槽40小端时，更换l型手臂45外端弯头到更换导向锥轴39中心线半径小于径向工艺通槽外端到集线绞盘17中心线半径；

当更换t型座44位于更换t型槽40大端时，更换l型手臂45外端弯头到更换导向锥轴39中心线半径大于径向工艺通槽外端到集线绞盘17中心线半径。从而满足技术上的要求，避免挡碍。

在更换导向锥轴39中心孔内腔安装有驱动电机，驱动电机端部连接有用于松紧锁紧背母46的更换中心六方旋转套筒47。从而实现拆装，作为等同可以是风动或液动等通用扳子头。

如图1，本实施例的漆包绞线的制作系统，包括漆包绞线的制作设备、以及设置在漆包绞线的制作设备上料集线绞盘17处的漆包绞线的更换设备。从而实现了自动上料，包线绞线与下料，人工只需要对线头进行处理即可，精度高，成本低，动力源简单，动作简化。

如图1-5，本实施例的漆包绞线的制作设备的安装方法，包括以下步骤：其安装从小到大，分工明确，效率高。

步骤一一，首先，在扭矩限制中心套23两端安装扭矩限制侧盘24；然后，安装阻尼器15；其次，将扭矩限制器安装在扭矩限制基座22；再次，在绞线旋转架8下端安装旋转齿圈19；紧接着，将六个包线扭矩限制器9交错安装在绞线旋转架8的上端轴外侧壁上，在绞线旋转架8下端安装对应的芯线导向管13；再后来，将悬挂架导向架12与芯线扭矩限制器14安装在机架组立1上；再往后，在绞线旋转架8的上端轴安装芯线中心导向座11；

步骤一二，首先，将步骤一一的绞线旋转架8安装在竖直中空壳体5上；然后，在竖直中空壳体5上安装与旋转齿圈19啮合的驱动齿轮；其次，在竖直中空壳体5底部中心位置安装束线锥套7；再次，在竖直中空壳体5下端安装滑块与电磁吸座/磁力座25；

步骤一三，首先，在机架组立1上安装调整直线导轨21与直线牵拉器20；然后，将调整直线导轨21与直线牵拉器20分别与竖直中空壳体5连接，并通过调整直线导轨21调整位置，经电磁吸座/磁力座25固定；其次，在机架组立1下部依次安装输出变向导轮组2、输出涨紧导轮组3以及承接变向导轮组4；再次，在机架组立1上安装集线基座16，并将集线驱动轮18通过皮带与输出轮带连接；紧接着，在机架组立1配焊集线导向孔26；再后来，在集线驱动轮18的旋转轴上键连接集线绞盘17，并通过与旋转方向相反的锁紧背母46锁紧。

步骤一四，首先，将活动钳爪29与固定钳爪30铰接；然后，在机架组立1上安装集线剪切器27。

本实施例的漆包绞线的更换设备的安装方法，包括以下步骤，

步骤二一，首先，沿斜度方向铣削更换t型槽40；然后，将更换铰接驱动杆43以及更换l型手臂45分别与更换t型座44两端连接；其次，将更换t型座44放置到对应的更换t型槽40中；再次，将更换中心六方旋转套筒47安装在驱动电机上，将驱动电机放置到更换导向锥轴39中心前孔中；紧接着，在更换导向锥轴39小端同轴连接更换导向中心轴38；

步骤二二，首先，在更换导向中心轴38上套装更换驱动盘42；然后，在更换支座37上安装更换导向中心轴38与更换牵拉推杆41；其次，将更换驱动盘42两侧面分别与对应的更换牵拉推杆41以及更换铰接驱动杆43铰接；

步骤二三，首先，机架组立1外侧安装与集线绞盘17对应的更换直线导轨33；然后，在更换直线导轨33上安装更换移动底座34；其次，在更换移动底座34上安装更换旋转盘35；再次，在更换旋转盘35上背靠背安装更换机械手36；

步骤二四，通过更换直线导轨33调整更换机械手36与集线绞盘17的距离，使得，当更换t型座44位于更换t型槽40小端时，更换l型手臂45位于径向工艺通槽外侧；

当更换t型座44位于更换t型槽40大端时，更换l型手臂45穿过径向工艺通槽后位于径向工艺通槽另一侧。

本实施例的漆包绞线的制作系统的安装方法，首先，漆包绞线的制作设备；然后，在漆包绞线的制作设备上料集线绞盘17处安装漆包绞线的更换设备。从而实现了自动绞线缠绕。

本实施例的多股漆包线并绞线工艺，包括以下步骤；

步骤三一，首先，将盘绕有包线的包线扭矩限制器9安装在绞线旋转架8上端轴的对应位置，将盘绕有芯线的芯线扭矩限制器14安装在机架组立1上；然后，将六股包线通过各自的包线导向管10引到竖直中空壳体5空腔中，将芯线从芯线导向管13经芯线中心导向座11引到竖直中空壳体5空腔中；其次；在观察豁口6将包线与芯线进行整理后一同下穿，经过输承接变向导轮组4、出涨紧导轮组3、输出变向导轮组2以及集线导向孔26后，预缠绕到集线绞盘17上；再次，驱动包线导向管10旋转将包线缠绞在芯线的同时，驱动集线驱动轮18旋转，从而使得将绞好的芯线缠绕到集线绞盘17上。

步骤三二，当集线绞盘17缠绕完毕之后，启动集线剪切器27，在夹持剪切刃32进行剪切的同时，其两侧的夹持半弧31夹持被切断绞线头；

步骤三三，将集线绞盘17的绞线头通过线夹子固定后，将其取下。

本实施例的集线绞盘17的更换方法，从而实现自动更换，当集线绞盘17缠绕满载后取下，执行步骤四一；

步骤四一，前提是当集线绞盘17缠绕绞线满载后，径向工艺通槽的外端距离集线绞盘17中心线的半径大于最外侧绞线距离集线绞盘17中心线的半径，且在径向工艺通槽外端与最外侧绞线之间设置有用于通过更换l型手臂45外端弯头的间隙；首先，驱动更换移动底座34靠近集线绞盘17，使得更换中心六方旋转套筒47套装锁紧背母46上；然后，启动电机驱动中心六方旋转套筒47旋转，将锁紧背母46取下；其次，启动更换牵拉推杆41，更换驱动盘42通过更换铰接驱动杆43将更换t型座44沿着更换t型槽40前行，使得更换l型手臂45穿过集线绞盘17侧板径向工艺通槽；再次，驱动更换移动底座34后退，更换l型手臂45的悬臂弯头反勾并推动集线绞盘17离开集线驱动轮18的旋转轴；再后来，更换旋转盘35旋转，使得集线绞盘17来到输出工位等待取下。

本实施例的集线绞盘17的更换方法，当空载的集线绞盘17安装，执行步骤五一；更换l型手臂45外端弯头与集线绞盘17侧板外壁接触；首先，将集线绞盘17套装在更换导向锥轴39上，将锁紧背母46放置到中心六方旋转套筒47内；然后，驱动更换移动底座34靠近集线绞盘17，启动电机驱动中心六方旋转套筒47旋转，使得锁紧背母46预连接在集线驱动轮18的旋转轴的螺纹端上；其次，启动更换牵拉推杆41，更换驱动盘42通过更换铰接驱动杆43将更换t型座44沿着更换t型槽40前行，使得更换l型手臂45弯头顶着集线绞盘17进入到集线驱动轮18的旋转轴上并到达设定位置；然后，启动电机驱动中心六方旋转套筒47旋转，使得锁紧背母46连接在集线驱动轮18的旋转轴的螺纹端上；紧接着，驱动更换移动底座34后退。

本发明设计合理、方法巧妙、工艺合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。作为具体应用，本发明的核心为扭矩限制器，扭矩限制器外套集线轮，集线轮旋转方向为螺栓的自紧方向，以此来确保扭矩限制器不会在运行过程中自行松脱。螺母压紧波纹垫片即可以对储线轮的被动旋转做扭矩限制，被限制的扭矩保证了漆包线被动引出时不会承受过大的拉力。

六个扭矩限制器被安装在绞线旋转架上，随绞线旋转架的旋转而一同旋转，同时芯线通过竖直中空壳体的空腔引出，形成6线包裹1线的空间布局。7根漆包线通过小孔径汇线器即束线锥套以后，在导轮的引导下驱动编码器旋转，由内部算法协调绞盘电机的旋转速度。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。