[发明专利]变压器单导线饼式线圈自动折弯方法

说明书

技术领域  本发明属于电工电气机械领域，涉及电力变压器线圈绕制技术。

背景技术  目前现有的变压器单导线饼式线圈绕制，没有与其配套的换位自动折弯装置；现有技术是：按照绕线工艺要求，线圈是在图1所示系统进行绕制的，系统工艺路线是：由储线辊1和线辊托盘2出发，经导线第一导向器3、导线第二导向器6、到达绕线模7和立式绕线机8；绕制线圈过程见图2，图2(A)中显示已绕制的4个饼：初始反饼18、正饼19、反饼20、正饼21；为方便阐述，现将上述4个饼间距沿垂直方向拉开(见图2(B))，以便显示饼绕制结构、换位折弯位置；将图2(B)中绕线模抽出，仅留线圈，观察更明显，如图2(C)所示；在图2(B)、图2(C)中清晰可见，初始反饼18、反饼20是由外向内绕线；正饼19、正饼21是由内向外绕线；在正饼由内向外绕线时，绕线模作为绕线支撑，易绕线定型，而初始反饼18、反饼20是由外向内绕制，没有绕线模支撑，无法直接绕线，因此按以下方法绕制：如图3(A)、(B)所示，图3(A)中放上一个外模板25当支撑，外模板25内径等于工艺要求的成品线圈外径，然后在外模板25上绕制线圈26，线圈26称之为反段，将绕完的反段26翻到空位40内，这一过程称之为翻饼，翻饼后就形成了初始反饼18，同样，反饼20也如此绕制；每一个正饼、反饼形成后，折弯工艺方法是：绕线工逐个测量导线所需的折弯位置并画标示线，然后在标示线位置用机械或液压折弯器对导线进行换位折弯加工，折弯后再在上层面绕制......依此类推。

综上所述，现有工艺方法在导线线径大、批量饼生产作业中，费时、费力。

发明内容本发明目的是提供一种实现变压器单导线饼式线圈自动折弯方法，实施后操作简单、实用，提高线圈质量、作业效率。

本发明技术方案是：改变现有系统的工艺路线和加工工艺方法，将线圈待绕导线行走路径调整为(如图4所示)：从线辊托盘2上的储线辊1出发，依次经过导线第一导向器3、测长编码器11、导线第三导向器4、电动折弯器5、导线第二导向器6、绕线模7和立式绕线机8；增加激光线发生器13，激光线发生器产生射向绕线模的垂直光线41；增加测量绕线模转动角度的测角度旋转编码器10；增加数控系统17，在数控系统应用软件支持下，操作人机界面触摸屏15，输入线圈相关参数并启动数控系统，由PLC控制器14控制花盘变频器16，使花盘电动机9在折弯位降速、停车，由电动折弯器5完成自动折弯；使用激光线发生器发射出的铅直扇形面激光光束投射到绕线机线圈上，调整激光线发生器的安放位置以及角度，使射在线圈上的垂直光线的延长线穿过线圈中心线，依靠此光线认定初始饼绕制起点位置、照射导线绕制实时位置、直观显现换位折弯点；必须由垂直光线(41)认定初始饼绕制起点位置后，方能启动数控折弯系统；由垂直光线认定初始饼绕制起点、启动数控折弯系统后，正饼绕制时，有绕线模做支撑，绕制的实时位置直接采用测量花盘旋转角度的方法，用测角度旋转编码器测量转动角度，在数控系统应用软件支持下，依此测控正饼换位折弯位置和正饼转入反饼的换位点并实时进行转换；而反饼则不然，由于开始是反段绕线，无绕线模支撑，只是在翻饼后才实质进入反饼绕制真实阶段，因此绕制的实时位置分两个阶段使用两个监测元件测量：一个是用压在行走导线上的测长编码器的测长轮测量导线实时长度，在数控系统应用软件支持下，依此在反段阶段测控反饼换位折弯位置，实施自动折弯；另一个是用测量花盘旋转角度的角度旋转编码器测量翻饼后的反饼阶段的反饼实时位置角度，在数控系统应用软件支持下，测控反饼转入正饼时的换位点并实时进行转换；将正饼、反饼需要绕制的匝数、导线宽度、绕线模直径值、成品线圈外圆直径值、电动折弯器至花盘中心距离值等数据，在启动自动折弯程序前，通过触摸屏预先输入PLC；由于PLC程序中已建立了正饼、反饼相关的数学模型，当绕线工将上述数据输入、在激光光线照射的绕线模上确定好初始饼绕制起点后，通过触摸屏启动运行程序，在数控系统应用软件支持下，线圈按照PLC内的数学模型绕到需要折弯位置，PLC控制花盘变频器使花盘电机降速、停止转动，然后电动折弯器进行自动折弯。由于在PLC内设计的数学模型与线圈实际绕线的运行轨迹有误差，其原因主要是：例如，绕线工对一种新线圈绕制过程中线圈煞紧程度(一致性)还没有把握好、油隙放置物数量及其放置位置的规律掌握的还不太清楚、保证成品线圈外径一致性把握的不太好等，因此当操作工在自动折弯程序运行后的最初几个饼折弯时，通常使用划标示线的方法来替代自动折弯，当饼绕制结尾时，将标示线位置与实际需要的折弯位校对，将误差值输入触摸屏，完成PLC程序中运行参数的修正，然后启动电动自动折弯器替代划标示线的方法，完成试绕阶段。电动折弯器由折弯头、变速器、折弯电机、折弯角度测量器(旋转编码器)、压线头、压线气缸、气缸活塞杆伸缩限位等组成，接到折弯命令后，电动折弯器可自动完成导线折弯全过程，折弯头对导线折弯角度的测控通过触摸屏输入角度设定。