全自動變壓器繞線機自動排線控制技術(shù)研究

1  繞線機設(shè)備構(gòu)成

傳統(tǒng)的半自動繞線機包括機座、檢測裝置、基于 PLC控制的控制柜和設(shè)置在機座上的人機界面,該設(shè)備僅為單絕緣層供給,不能實現(xiàn)線圈側(cè)邊絕緣紙纏繞,工藝不完備,生產(chǎn)的線圈側(cè)邊絕緣性能差 。因此本文設(shè)計的全自動變壓器繞線機,采用雙絕緣層供給裝置,可同時實現(xiàn)線帶同步纏繞和線圈側(cè)邊絕緣紙纏繞。對于繞線機主要設(shè)備主要包括電線自動排線裝置、主副絕緣層供給裝置、主副絕緣層主軸軸向驅(qū)動裝置和卷繞主機等裝置,如圖 1 所示。

2.  電線自動排線裝置

自動排線裝置為一軸伺服控制,包括排線裝置架體、主體小車、定向定位輪、電機、導(dǎo)軌、導(dǎo)程20的滾珠絲杠和1 : 5的配減速機組成的,排線裝置架體和主體小車上端設(shè)有絲杠,主體小車可沿導(dǎo)軌和絲杠方向移動,排線機頭安裝在滾珠絲杠上,可實現(xiàn)線頭沿著導(dǎo)軌直線移動,而排線裝置兩端設(shè)有限位開關(guān),其中排線電機功率設(shè)置為 150W 。

3. 卷繞主機

卷繞主機包括主軸 4.5kW 的伺服電機、 1 : 10 的主軸配減速機、便于安裝繞組芯模、取成品的主軸關(guān)節(jié)、主軸模架和手搖裝置;主機裝置軸承上可固定工件,隨著主軸旋轉(zhuǎn)完成線圈的繞制。設(shè)收卷電極功率為 6.0kW ,通過變頻器驅(qū)動腳踏開關(guān)進行啟動與停止控制。收卷主機配有電磁驅(qū)動器,能夠滿足收卷主軸的制動需求。收卷電機與主軸之間是通過機械換擋來調(diào)節(jié)機箱傳遞動力的,其中設(shè)置兩個檔位分別為變壓器繞制提供較小額定轉(zhuǎn)矩和較高額定轉(zhuǎn)速,以滿足工藝要求 。

4.主副絕緣層供給裝置

主副絕緣層供給裝置包括伺服張力控制系統(tǒng) (內(nèi)含伺服電機一臺及反饋傳感器等相關(guān)部件)、副絕緣層供給裝置中步進驅(qū)動輪組、剪紙機構(gòu)和其他輔助機構(gòu);伺服系統(tǒng)控制絕緣紙捆沿定位定向輪移動。另雙絕緣層供給排線繞線機還包括腳踏開關(guān)和控制盒,卷繞主機主軸的正反轉(zhuǎn)可通過所述腳踏開關(guān)和控制盒分別實現(xiàn)。

變頻調(diào)速方式在繞線機行業(yè)的運用  

    目前自動繞線機都帶有速度調(diào)節(jié)功能，以滿足不同的繞線要求，隨著大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用。使得交流變頻調(diào)速成了繞線機主要的調(diào)速方式，現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)具備了寬的調(diào)速范圍、高的穩(wěn)速范圍及穩(wěn)速精度、快的動態(tài)響應(yīng)以及可逆運行等良好的技術(shù)性能，使得調(diào)速性能方面得到很大提高。

     在倡導(dǎo)節(jié)能低碳的大環(huán)境下變頻調(diào)速具有優(yōu)勢，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實現(xiàn)過程自動化，深受繞線機行業(yè)及其他工業(yè)行業(yè)的認可。下面結(jié)合在自動繞線機應(yīng)用中的一些特性簡單講解一下現(xiàn)代交流變頻技術(shù)的特點。

     交流變頻技術(shù)具有調(diào)速時平滑性好，。低速時，特性靜關(guān)率較高，相對穩(wěn)定性好的特點，繞線機在繞線作業(yè)時如出現(xiàn)調(diào)速不平滑會出現(xiàn)斷線和排線系統(tǒng)失步的問題，使用變頻器很好的避免這類問題的出現(xiàn)，繞線機為了滿足不同工藝的繞線工藝，往往需要大范圍高精度的調(diào)速，這與變頻器的調(diào)速特點非常吻合；現(xiàn)代繞線機其控制系統(tǒng)一般都采用數(shù)字集成電路，與直流調(diào)速器和電磁調(diào)速器比較難配合，變頻器可以直接使用集成電路控制，易于實現(xiàn)過程自動化。

     目前交流變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)等各個行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)繞線機相比，使用變頻器的繞線機可以節(jié)省15%-30%的電能，是非常有發(fā)展前景的現(xiàn)代調(diào)速方式，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的效益。

絞線機的具體分類     

 絞線機按照絞線方式一般可以分為單絞機、對絞機、高速絞線機、退扭機、籠式絞線機、框工絞線機、管式絞線機及盤式絞線機等。

     1、單絞機：

     分立式單絞機、臥式懸臂式單絞機和懸框式單絞機三種。其主要應(yīng)用于HDMI、DP、USB、CAT-7等高頻線、電子線、數(shù)據(jù)線、電子線芯線對絞及多股絞合。

     2、對絞機：

     用于高頻數(shù)據(jù)電纜線的絞合、電話線5#、芯線對繳等。

     3、高速絞線機：

     可分自動張力高速絞線機和手動張力高速絞線機。其主要應(yīng)用于電腦排線、耳機線、電子線、電源線、電話線、汽車線、網(wǎng)絡(luò)線、PVC線等銅線絞合。

     4、退扭機（反燃機）：

     應(yīng)用于高頻數(shù)位線纜總繳之退扭（反燃）用，促使總繳時，絕緣芯線位置交錯均衡，克服對絞時扭轉(zhuǎn)應(yīng)力不均，從而高速對絞，仍能品質(zhì)均勻、節(jié)距，采用四燃退扭，高轉(zhuǎn)速可達600R.P.M，退扭效果好，性能優(yōu)異。

     5、高速懸臂單絞機：

     適用于控制電纜、通訊電纜、數(shù)據(jù)電纜、同軸電纜等PE或PVC被覆芯線絞合及中心包帶或側(cè)放包帶一次性完成。主要用于精度要求較高的線材芯線絞合。

     6、高速懸框單絞機：

     適用于控制電纜、通訊電纜、電源線等PE或PVC被覆芯線絞合及中心包帶或側(cè)放包帶一次性完成。