一種超導磁體自動繞線裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種超導磁體自動繞線裝置，包括放線單元、繞線單元和控制單元，繞線單元包括收線架、收線組件和壓線組件，壓線組件和收線組件從上至下順序安裝于收線架上；本發明專利技術通過閉環控制系統控制放線伺服電機和收線伺服電機，根據張力傳感器反饋的張力信號調節放線伺服電機和收線伺服電機的轉速，使得放線輪角速度跟隨度時刻變化的收線夾具角速度，實現張力恒定控制，完成繞線功能，收線組件上方設置壓線組件，通過兩組由伺服電機和滾珠絲杠副構成的位置調節機構調節壓線輪的空間位置，使壓線輪在繞制的任一時刻，與收線夾具的切點有一個穩定的接觸，這樣可以使導線層間間隙更小更均勻，提高繞制質量，達到更好的繞制效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術提供了一種繞線裝置，具體涉及一種超導磁體自動繞線裝置，屬于機械自動化

技術介紹
超導磁體是用超導體導線繞組制成的產生磁場的裝置。由于超導線圈無電阻，超導體導線中可通過很大電流而無損耗，也不需要鐵芯，沒有鐵芯損耗，可在體積很小的情況下產生強磁場。在現代工業和科研當中，繞線機的出現使線圈類產品的技術工藝和性能有了巨大提升。超導磁體自動繞線裝置的重點和難點在于對張力的檢測和控制。不像常見的繞線機繞制圓形線圈，該繞線裝置繞制的線圈是雙馬蹄形線圈(跑道形線圈)，在線圈繞制過程中，收線輪每一點的角加速度和角速度都是變化的，因此在線圈各點的張力也是時刻變化的。線圈繞制時，放線輪放線速度要與收線輪收線速度相一致，如果放線輪速度過慢，會導致線被拉過緊而扯斷，速度過快則達不到線圈的質量要求。繞線機的發展經歷了簡易控制、CNC控制、伺服高精度控制三個階段，目前國內的繞線機仍然以半自動式繞線機(CNC控制)為主，具有操作繁復、人機交互界面不夠友好、控制精度不高等缺點，而超導磁體線圈材料昂貴，形狀特殊，更亟需一種能夠提高繞線質量和效率、減輕職工勞動強度的繞線裝置。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，并提供一種超導磁體自動繞線裝置，解決放線輪角速度跟隨度時刻變化的收線夾具角速度的難題。實現本專利技術目的所采用的技術方案為，一種超導磁體自動繞線裝置，至少包括放線單元和繞線單元，所述放線單元包括放線伺服電機、放線架底座、放線架縱移導軌、放線架縱移電機、放線輪、放線架、張力傳感器、2個正向導向輪和2個反向導向輪，放線架縱移導軌和放線架縱移電機均固定于放線架底座上，放線架安裝于放線架縱移導軌上并且通過放線架縱移電機驅動，放線伺服電機、放線輪、張力傳感器和各導向輪均安裝于放線架上，放線輪通過放線伺服電機驅動，2個正向導向輪和2個反向導向輪分別位于放線輪的上下兩側并且均與張力傳感器呈三角形分布；所述繞線單元包括收線架、收線組件和壓線組件，壓線組件和收線組件從上至下順序安裝于收線架上；所述收線組件包括收線伺服電機、收線輪底座、收線夾具、收線夾具主軸和主軸箱，收線輪底座安裝于收線架上，收線夾具主軸通過軸承安裝于主軸箱中，收線夾具主軸的一端與收線伺服電機的轉軸連接、另一端與收線夾具固連，收線夾具的截面形狀與跑道形線圈的形狀相同；所述壓線組件包括連接軸、彈簧、升降連接件、升降滾珠絲杠副、升降伺服電機、縱向伺服電機、縱向滾珠絲杠副、縱向連接件和兩個壓線輪，縱向伺服電機和縱向滾珠絲杠副均沿水平方向安裝于收線架的頂部，縱向滾珠絲杠副通過縱向伺服電機驅動，縱向連接件與縱向滾珠絲杠副的縱向螺母固連，升降滾珠絲杠副和升降伺服電機均沿豎直方向安裝于縱向連接件上，升降滾珠絲杠副通過升降伺服電機驅動，升降連接件與升降滾珠絲杠副的升降螺母固連，彈簧一端固定于升降連接件中、另一端與連接軸的中心固連，兩個壓線輪分別安裝于連接軸的兩端并且對稱分布于彈簧兩側；還包括控制單元，所述控制單元包括控制器、觸摸屏、編碼器A、編碼器B、交流伺服驅動器A和交流伺服驅動器B，觸摸屏與控制器信息交互，張力傳感器連接控制器的輸入端，控制器、交流伺服驅動器A、放線伺服電機和編碼器A通過導線連接構成放線控制回路，控制器、交流伺服驅動器B、收線伺服電機和交流伺服驅動器B通過導線連接構成收線控制回路。所述收線架安裝于收線底座上，收線底座上設有收線架縱移導軌和收線架縱移電機，收線架縱移導軌平行于放線架縱移導軌，收線架安裝于收線架縱移導軌上并且通過收線架縱移電機驅動。收線底座上設有尾座單元，所述尾座單元包括尾座縱移導軌以及帶手輪和頂針的尾座，尾座滑動安裝于尾座縱移導軌上，頂針的軸線與收線夾具主軸的軸線重合。所述收線架的下部設有電柜箱體，控制器封裝于電柜箱體中，收線伺服電機和主軸箱均位于電柜箱體上。所述放線單元中設有浮動調節單元，浮動調節單元由位移微調組件、浮動調節輪架和浮動調節輪構成，浮動調節輪架通過位移微調組件安裝于放線架上并且與放線架位于同一平面上，浮動調節輪安裝于浮動調節輪架上并且位于收線夾具與張力傳感器之間。張力傳感器通過放大電路與控制器電性連接。放線單元和收線組件中均安裝有減速箱。由上述技術方案可知，本專利技術提供的超導磁體自動繞線裝置，主體包括四個功能部分：放線單元、收線組件、壓線組件和控制單元，其中：1、放線單元，用于超導磁體扁平銅線的放線，放線時，放線伺服電機帶動放線輪旋轉，放線輪在增強材料的拉力下旋轉放線，對應的收線夾具在收線伺服電機驅動下進行纏繞，從而帶動扁平銅線產生運動，扁平銅線經過其中一個正向或反向導向輪后到達張力傳感器的位置，然后繼續經過一個正向或反向導向輪傳出，即扁平銅線的正向繞制和反向繞制均通過兩個導向輪導向，導向輪導引扁平銅線按設計線型纏繞到收線夾具上，導向輪控制扁平銅線走向，使之平穩運動，2個正向導向輪和2個反向導向輪分別位于放線輪的上下兩側并且均與張力傳感器呈三角形分布，正向繞制或反向繞制時對應的2個導向輪的機械位置決定了扁平銅線在張力傳感器處的夾角大小，安裝調整時通過調節這兩個導向輪的機械位置確定最佳角度；2、收線組件，用于超導磁體扁平銅線的繞制，包括收線伺服電機、收線輪底座、收線夾具、收線夾具主軸和主軸箱，收線伺服電機通過收線夾具主軸驅動收線夾具旋轉，收線夾具的截面形狀與跑道形線圈的形狀相同，從而繞制設計線型的雙馬蹄形線圈(跑道形線圈)；3、壓線組件，用于使壓線輪在繞制的任一時刻，與收線夾具的切點有一個穩定的接觸，包括連接軸、彈簧、升降連接件、升降滾珠絲杠副、升降伺服電機、縱向伺服電機、縱向滾珠絲杠副、縱向連接件和兩個壓線輪，縱向滾珠絲杠副通過縱向伺服電機驅動，帶動整個壓線組件縱向移動，從而使壓線輪與收線夾具的側面在同一豎直面上，升降滾珠絲杠副通過升降伺服電機驅動，調整壓線輪與收線夾具之間的水平高度差，使它們的水平高度為一個合適的值使得彈簧受壓壓縮并且不會被過于壓縮，避免彈簧產生過大的彈力，由于升降連接件與連接軸的中心通過彈簧連接，彈簧的彈性力通過連接軸作用于兩個對稱分布的壓線輪上，兩個壓線輪分別安裝于連接軸的兩端并且對稱分布于彈簧兩側，由于連接軸與彈簧只有一個連接點，并且該連接點位于連接軸的中心，而彈簧自身為柔性件，因此兩個壓線輪可以自由的上下擺動，以此來保證在繞制過程中任何時刻都會有一個壓線輪與收線夾具穩定接觸，使得導線層間間隙更小更均勻，達到更好的繞制效果；4、控制單元，為裝置的控制核心，實現張力恒定控制，觸摸屏與控制器信息交互，張力傳感器連接控制器的輸入端，控制器、交流伺服驅動器A、放線伺服電機和編碼器A通過導線連接構成放線控制回路，控制器、交流伺服驅動器B、收線伺服電機和交流伺服驅動器B通過導線連接構成收線控制回路，觸摸屏用于實現人機交互，纏繞過程中需要對張力進行實時檢測，本專利技術采用輪式張力傳感器獲得反饋信號，實現張力的閉環控制，此傳感器是應變式力傳感器，它具有響應速度快、精度高及位移量小等特點，閉環控制回路的被控對象即執行元件為放線伺服電機和收線伺服電機，反饋測量裝置為兩個編碼器，張力傳感器可以將扁平銅線上的張力轉化為電信號，經過放大電路后將數據輸至控制器，控制器接收到張力傳感器的數據，經過計算輸出對應控制指令至放線控本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超導磁體自動繞線裝置，至少包括放線單元和繞線單元，其特征在于：所述放線單元包括放線伺服電機、放線架底座、放線架縱移導軌、放線架縱移電機、放線輪、放線架、張力傳感器、2個正向導向輪和2個反向導向輪，放線架縱移導軌和放線架縱移電機均固定于放線架底座上，放線架安裝于放線架縱移導軌上并且通過放線架縱移電機驅動，放線伺服電機、放線輪、張力傳感器和各導向輪均安裝于放線架上，放線輪通過放線伺服電機驅動，2個正向導向輪和2個反向導向輪分別位于放線輪的上下兩側并且均與張力傳感器呈三角形分布；所述繞線單元包括收線架、收線組件和壓線組件，壓線組件和收線組件從上至下順序安裝于收線架上；所述收線組件包括收線伺服電機、收線輪底座、收線夾具、收線夾具主軸和主軸箱，收線輪底座安裝于收線架上，收線夾具主軸通過軸承安裝于主軸箱中，收線夾具主軸的一端與收線伺服電機的轉軸連接、另一端與收線夾具固連，收線夾具的截面形狀與跑道形線圈的形狀相同；所述壓線組件包括連接軸、彈簧、升降連接件、升降滾珠絲杠副、升降伺服電機、縱向伺服電機、縱向滾珠絲杠副、縱向連接件和兩個壓線輪，縱向伺服電機和縱向滾珠絲杠副均沿水平方向安裝于收線架的頂部，縱向滾珠絲杠副通過縱向伺服電機驅動，縱向連接件與縱向滾珠絲杠副的縱向螺母固連，升降滾珠絲杠副和升降伺服電機均沿豎直方向安裝于縱向連接件上，升降滾珠絲杠副通過升降伺服電機驅動，升降連接件與升降滾珠絲杠副的升降螺母固連，彈簧一端固定于升降連接件中、另一端與連接軸的中心固連，兩個壓線輪分別安裝于連接軸的兩端并且對稱分布于彈簧兩側；還包括控制單元，所述控制單元包括控制器、觸摸屏、編碼器A、編碼器B、交流伺服驅動器A和交流伺服驅動器B，觸摸屏與控制器信息交互，張力傳感器連接控制器的輸入端，控制器、交流伺服驅動器A、放線伺服電機和編碼器A通過導線連接構成放線控制回路，控制器、交流伺服驅動器B、收線伺服電機和交流伺服驅動器B通過導線連接構成收線控制回路。...

【技術特征摘要】
1.一種超導磁體自動繞線裝置，至少包括放線單元和繞線單元，其特征在于：所述放線單元包括放線伺服電機、放線架底座、放線架縱移導軌、放線架縱移電機、放線輪、放線架、張力傳感器、2個正向導向輪和2個反向導向輪，放線架縱移導軌和放線架縱移電機均固定于放線架底座上，放線架安裝于放線架縱移導軌上并且通過放線架縱移電機驅動，放線伺服電機、放線輪、張力傳感器和各導向輪均安裝于放線架上，放線輪通過放線伺服電機驅動，2個正向導向輪和2個反向導向輪分別位于放線輪的上下兩側并且均與張力傳感器呈三角形分布；所述繞線單元包括收線架、收線組件和壓線組件，壓線組件和收線組件從上至下順序安裝于收線架上；所述收線組件包括收線伺服電機、收線輪底座、收線夾具、收線夾具主軸和主軸箱，收線輪底座安裝于收線架上，收線夾具主軸通過軸承安裝于主軸箱中，收線夾具主軸的一端與收線伺服電機的轉軸連接、另一端與收線夾具固連，收線夾具的截面形狀與跑道形線圈的形狀相同；所述壓線組件包括連接軸、彈簧、升降連接件、升降滾珠絲杠副、升降伺服電機、縱向伺服電機、縱向滾珠絲杠副、縱向連接件和兩個壓線輪，縱向伺服電機和縱向滾珠絲杠副均沿水平方向安裝于收線架的頂部，縱向滾珠絲杠副通過縱向伺服電機驅動，縱向連接件與縱向滾珠絲杠副的縱向螺母固連，升降滾珠絲杠副和升降伺服電機均沿豎直方向安裝于縱向連接件上，升降滾珠絲杠副通過升降伺服電機驅動，升降連接件與升降滾珠絲杠副的升降螺母固連，彈簧一端固定于升降連接件中、另一端與連接軸的中心固連，兩個壓線輪分別安裝于連接軸的兩端并且對稱分布于彈簧兩側；還包括控制單元，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李勇波，尹憲棟，劉衛陵，徐云朝，程款，劉珍珠，胡子佳，謝中朝，馮振江，
申請(專利權)人：中國地質大學武漢，
類型：發明
國別省市：湖北;42