CN110136951B - 一种开口铁芯卷绕机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开口铁芯卷绕机，用于生产开口铁芯，其包括位于左侧的用于放置和连续向加工区域供应钢带的原材料的放料装置，位于右侧的中部的加工区域，位于加工区域下方的动力区域，所述动力区域为所述加工区域提供加工动力；所述加工区域包括由左至右依次排列的：用于导入钢带的钢带导向管位装置、用抽拉导入钢带的钢带输送机构、用于切断钢带的钢带切断机构、用于定位保证切断准确的辅助压钢带装置、用于卷绕钢带为开口铁芯的卷绕机构；其可提高自动化程度、提高精度、提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁芯生产设备，尤其涉及一种开口铁芯卷绕机。
背景技术
铁芯是广泛用于磁电设备的核心部件，如应用于马达、变压器中。其结构简单、物理性能优良。常规铁芯是由一条矽钢片钢带卷绕而成，开口铁芯是由有规律的不同长度的矽钢片卷绕而成。开口铁芯/环形铁芯有较好的性能，但是开口铁芯生产比较困难，主要在于由不同长度的有规律的矽钢片钢带卷绕而成铁芯。生产时只能手工卷绕，或者半手工卷绕，工作强度大、精度难控制，生产人工成本高。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种开口铁芯卷绕机，其可提高自动化程度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种开口铁芯卷绕机，包括：位于左侧的用于放置和连续向加工区域供应钢带的原材料的放料装置，位于右侧的中部的加工区域，位于加工区域下方的辅助施压机构，以及参数输入及控制机构；所述加工区域包括由左至右依次排列的：用于导入钢带的钢带导向管位装置、用抽拉导入钢带的钢带输送机构、用于切断钢带的钢带切断机构、用于定位及保证切断准确的辅助压钢带装置、用于卷绕钢带为开口铁芯的卷绕机构；所述辅助施压机构包括有挤压皮带，所述挤压皮带为闭路结构的软质带体，在与所述辅助压钢带装置的配合下挤压皮带局部贴附在所述卷绕机构上卷绕的钢带外部，与钢带卷绕速度同步动态挤压在最外圈的钢带外部，避免正卷绕中的钢带脱落，所述辅助施压机构为所述挤压皮带提供张紧力。
开口铁芯的加工原理为：设备运行中，常规情况下卷绕机构的卷绕量与钢带输送机构的输送量相同，当钢带切断机构切断钢带并同时根据需要减小一定值的钢带输送机构的输送量，即可在所加工的铁芯上形成开口。
所述钢带导向管位装置左侧还设置有用于导向的钢带导入口装置。
所述钢带输送机构与所述钢带切断机构之间还设置有用于控制缓冲、停止或输送钢带的钢带输送缓冲装置。
所述钢带切断机构与所述辅助压钢带装置之间还设置有用于钢带辅助导向的材料导向辅助机构。
所述钢带输送机构，其包括一个伺服电机、由上主动轮及下被动轮构成的送料机构；所述伺服电机与上主动轮通过联轴器相连接一起，致使伺服电机带动主动轮运转；所述被动轮是带有一个左右动作连接件及气缸组成的机构，下被动轮设有偏心轮机构，当气缸动作时带动偏心轮即可使被动轮紧压主动轮达到压紧钢片效果，再通过伺服电机的旋转带动料材输送。
所述钢带切断机构，其包括一个伺服电机和一个偏心轴，以及上刀刃、下刀刃；伺服电机的旋转带动了偏心轴的动作，通过连杆带动钢带切断机构的下刀刃的动作，上下运动与上刀刃接触完成剪切。
所述辅助压钢带装置由一个伸缩气缸和一个支杆形成的一个杠杆，伸缩气缸伸出的动作通过支杆压紧一段钢片的始端以及未端达到设定位置时，再输送另一条钢片进行卷绕。
所述卷绕机构，其含有一个伸缩气缸和卷模具及挤压皮带，同时在辅助压钢带装置下部主轴上含有一个伺服电机，电机的动作带动从动轮工作，在从动轮的作用下通过摩擦带动皮带，将钢片压着钢片卷绕在模具上；而此时卷模具上的一个气缸和胀紧机构同时工作，确保模具在卷绕时的平稳性。
所述辅助施压机构包括有储存皮带装置；所示为储存皮带装置，其包括一个左右伸缩气缸和六个皮带导轮及对应六个皮带辅助。
本发明的有益效果是：一种开口铁芯卷绕机，包括位于左侧的用于放置和连续向加工区域供应钢带的原材料的放料装置，位于右侧的中部的加工区域，位于加工区域下方的辅助施压机构；所述加工区域包括钢带输送机构、钢带切断机构、辅助压钢带装置、卷绕机构；该方案可提高开口铁芯生产的自动化程度、提高精度、提高生产效率。
附图说明
图1为开口铁芯卷绕机卷绕出来的环形铁芯示意图；
图2为本发明一种实施例一种开口铁芯卷绕机的结构示意图；
图3为开口铁芯卷绕机钢片输送材料机构示意图；
图4为开口铁芯卷绕机钢片切断机构示意图；
图5为开口铁芯卷绕机储存皮带装置结构示意图；
图6为开口铁芯卷绕机主轴卷绕机构示意图；
图7为开口铁芯机模具示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明一种开口铁芯卷绕机,参照图2，包括：位于左侧的用于放置和连续向加工区域供应钢带的原材料的放料装置1，位于右侧的中部的加工区域，位于加工区域下方的辅助施压机构，以及参数输入及控制机构；所述加工区域包括由左至右依次排列的：用于导入钢带的钢带导向管位装置5、用抽拉导入钢带的钢带输送机构6、用于切断钢带的钢带切断机构9、用于定位及保证切断准确的辅助压钢带装置11、用于卷绕加工钢带为开口铁芯的卷绕机构15；所述辅助施压机构包括有挤压皮带d，所述挤压皮带d为闭路结构的软质带体(首尾相连的柔质的环形带体)，在与所述辅助压钢带装置11的配合下挤压皮带d局部贴附在所述卷绕机构15上卷绕的钢带外部(带体的一部分用来压钢带)，与钢带卷绕速度同步动态挤压在最外圈的钢带外部，避免正卷绕中的钢带脱落，所述辅助施压机构为所述挤压皮带d提供传张紧力。
如图1所示为成品环形铁芯，铁芯形状是由多段不同长度的矽钢片依据一定的规律依次卷绕而成的环形开口铁芯，图片中铁芯的内径是根据模具12(图7所示)的大小确定，铁芯的外径、步距参数a(单个开口的宽度)、矽钢片片头与片尾隙参数b(两开口间的横向间距)及步进参数c(横向一排中开口的数量)可根据生产需求在控制系统-如人机显示触摸屏7上输入相应的参数即可生产对应的产品。
如图2所示，本发明一种开口铁芯卷绕机，包括位于左侧的用于放置和连续向加工区域供应钢带的原材料的放料装置1，位于右侧的中部的加工区域，位于加工区域下方的辅助施压机构，以及参数输入及控制机构。所述辅助施压机构包括有挤压皮带d，所述挤压皮带d为闭路结构的软质带体(挤压皮带d整体在辅助施压机构内传动循环，局部贴附卷绕机构15的模具12外部用于压住钢带)，在与所述辅助压钢带装置11的配合下挤压皮带d局部贴附在所述卷绕机构15上卷绕的钢带外部，与钢带卷绕速度同步动态挤压在最外圈的钢带外部，避免正卷绕中的钢带脱落，所述辅助施压机构为所述挤压皮带d提供张紧力。
如图2所示，所述加工区域包括由左至右依次排列设置的：用于导入钢带的钢带导向管位装置5、用抽拉导入钢带的钢带输送机构6、用于切断钢带的钢带切断机构9、用于定位保证切断准确的辅助压钢带装置11、用于卷绕钢带为开口铁芯的卷绕机构15。
如图2所示，所述钢带导向管位装置5左侧还设置有用于导向的钢带导入口装置2。
如图2所示，所述钢带输送机构6与所述钢带切断机构9之间还设置有用于控制缓冲、停止或输送钢带的钢带输送缓冲装置8。
如图2所示，所述钢带切断机构9与所述辅助压钢带装置11之间还设置有用于钢带辅助导向的材料导向辅助机构13。
如图2所示实施例，一种开口铁芯卷绕机实施例结构示意图，其包括放料装置1、钢带导入口装置2、气压指示表3、储存皮带装置4、钢带导向管位装置5、钢带输送机构6、人机显示触摸屏7、钢带输送缓冲装置8、钢带切断机构9、机械控制按钮装置10、辅助压钢带装置11、材料导向辅助机构13、卷绕机构15。
如图3所示为钢带输送机构6，其包括一个伺服电机6h、由上主动轮及下被动轮构成的送料机构6f。伺服电机6h与上主动轮通过联轴器6g相连接一起，致使伺服电机6h带动主动轮运转。而下面的被动轮是带有一个左右动作连接件及气缸6e组成的机构，下被动轮设有偏心轮机构，当气缸6e动作时带动偏心轮即可使被动轮紧压主动轮达到压紧钢片20效果(如图3所示)，再通过伺服电机6h的旋转带动料材输送，如此能满足输送材料的要求。
如图4所示为钢带切断机构9，其包括一个伺服电机9k(配带减速器)和一个偏心轴9L，以及上刀刃9i、下刀刃9j。伺服电机9k的旋转带动了偏心轴9L的动作，通过连杆带动钢带切断机构9的下刀刃9j的动作，上下运动与上刀刃9i接触完成剪切。
如图1、图6，辅助压钢带装置11由一个伸缩气缸11p和一个支杆形成的一个杠杆原理，伸缩气缸11p伸出的动作通过支杆压紧一段钢片的始端以及未端，达到设定位置时，再输送另一条钢片进行卷绕。然后再利用上述的卷绕过程，直到最后达到所需要的环形铁芯。
如图6所示为卷绕机构15，其含有一个伸缩气缸15s和卷模具12及挤压皮带d，同时在辅助压钢带装置11下，主轴上含有一个伺服电机15q，电机的动作带动从动轮15o工作，在从动轮15o的作用下通过摩擦带动皮带，将钢片紧紧地压着钢片卷绕在模具上。而此时卷模具12上的一个气缸15r和胀紧机构同时工作，确保模具在卷绕时的平稳性，直到卷绕成产品焊接过后气缸15r伸出胀紧机构松驰，此时模具12外径收缩，即可取下产品-开口铁芯。
所述辅助施压机构包括有：挤压皮带d、储存皮带装置4，如图5所示为储存皮带装置4，其包括一个左右伸缩气缸4c和六个皮带导轮4m及对应六个皮带辅助4n，在直线轴承的辅助作用下，确保挤压皮带d能在导轮槽内做直线运动。随着卷绕铁芯的外径尺寸慢慢增大，作用在挤压皮带d上，不断的压缩气缸，使得压在卷绕机构15的模具12外部钢带外的挤压皮带d部分尺寸加大，保证挤压皮带d施加卷绕的环形铁芯上钢带外部的压力不至于过大。图2上可看出挤压皮带d的循环回路，钢带贴附皮带(挤压皮带d)跟模具12中间受到皮带的挤压跟着皮带沿着模具圆形轮廓进行卷绕同步施压。
如图7所示，卷模具12由环形本体，设置在环形本体内的四个顶撑柱12c构成，环形本体为弹性开口结构，其带有横向的断口12a，对应断口12a环形本体内侧设有导向块12b,导向块12一端与环形本体焊接固定，另一端跨越断口12a与环形本体滑配，起伸缩导向作用。
本发明一种开口铁芯卷绕机，其准备开始卷绕时，先将卷模具12安装好，在控制面板按相应的按钮将储存皮带装置中的气缸4c伸出将卷料挤压皮带d拉紧，伸缩气缸15s及气缸15r处于收缩状态；然后将手动将矽钢片依次穿过钢带导入口装置2、钢带导向管位装置5、钢带输送机构6、钢带输送缓冲装置8、钢带切断机构9，将钢带片头超过钢带切断机构9约20-30mm左右停止手动送料，此时需在控制面板上按相应的按钮将送料机构中的气缸6e伸出使得的下送料轮紧压钢带防止钢带移动，此时钢带切断机构9要进行一次切断，将多余的片头移除，以此确定钢片卷绕的起始位置，此时在触摸屏上输入好所需产品的参数，在控制面板上按开始按钮，送料机构6开始送料，卷绕机构15的从动轮15o开始带动挤压皮带d进行运转，由于挤压皮带d的运转，卷绕机构15上的卷模具12也将跟着转动。钢带材料依次被送入材料导向辅助机构13，辅助管料机构14，钢带材料抵达卷绕机构15后钢带材料将跟着皮带沿着卷模具轮廓方向进行卷绕，此时同步进行的剪切机构9也将根据事先设定好的相应参数将材料剪断，第一片钢带材料经过压在卷模具表面上辅助压钢片机构，进行第二圈的卷绕以此循环；卷模具将卷绕第二片、第三片、第四片……，在挤压皮带d的挤压作用下保证了第二片、第三片、第四片……钢片保持贴附不会脱落；当产品卷绕到相应的片数或相应的外直径后，设备自动停止运行；此时将铁芯的片尾焊接(人工焊接)，焊接牢固后，在控制面板上按相应的按钮，气缸4c收缩，气缸15s伸出，此时皮带处于松开状态，在按控制面板上相应的按钮，气缸15r伸出，卷模具12外径变小(由于卷模具12是开口的-环形主体上带有断口12a，气缸伸出带动模具安装机构外径变小，收缩对顶撑柱12c的挤压，使得卷模具12的环形主体在弹性作用下收缩，致使卷模具外径比原来小1-2mm左右。)此时可以将卷绕完成的开口铁芯产品卸下。
参数输入及控制机构，依据输入的铁芯的外径、步距参数a、矽钢片片头与片尾隙参数b及步进参数c，自动控制生产过程，每到一个开口钢带切断机构(9)切断钢带，此时钢带输送机构6速度减小一点，控制输送钢带的尺寸比卷绕机构15卷绕尺寸小一个步距参数a的值，然后钢带切断机构(9)的上刀刃9i、下刀刃9j脱离释放钢带，钢带继续被卷绕，即在卷绕的铁芯上留下一个符合步距参数a的值的开口，当再次卷绕了接近一圈钢片-假设卷绕了X毫米，上圈钢片所在层的周长-X＝矽钢片片头与片尾隙参数b。再依据步进参数c控制开口数量。以及依据层数参数、铁芯的外径参数，控制铁芯卷绕过程。
本发明设备，开口铁芯卷绕的制作工艺，步骤如下：
1)先将需要卷绕的材料钢片装好在放料装置1上，同时调整好该生产产品所对应的卷绕模式的参数，然后将钢片穿入导入口装置2、(事先调整好管位所对应的片宽宽度)导向管位装置5、按动气缸6e按钮,钢片穿过送料轮6f后再次点动气缸6e按钮，然后点击手动送料，钢带切断机构9前伸出20-30mm左右停止手动送料，同时进行一次切断动作，取下片头废料。以钢片宽调整辅助管料机构14的两个轮的宽度。
2)调节卷绕机机构15气缸15s对应的气压阀，点击储存皮带机构4中的气缸4c的按钮，气缸4c收缩状态，然后再点击卷绕机构中的气缸15r处于伸出状态，此时装上相应卷绕的模具，装完后还原以上气缸的原始状态。
3)钢片的始顶端位置在切断机构的刀刃处，然后点击开始按钮输送机构6开始送料，钢片送到模具与皮带之间，在皮带的作用下钢片依图7模具卷绕着，当卷绕的长度达到设定值时，停止送料和卷绕，此时切断机构开始工作，切断钢片，切断机构动作完成后，卷绕开始工作，当切断口的距离与步距参数a一致时，输送机构开始工作输送钢片，进行第二片钢片卷绕。以此循环将一片一片的钢片有规律地卷绕在模具上。而此时卷绕机构15的气缸15r是在缩的状态、储存皮带装置4的气缸4c是在伸的状态，这两个气缸的动作有效地确保了皮带是在涨紧的状态，这卷绕出的铁芯涨紧度才达到要求。当卷绕至最后一圈时切断机构工作后，输送机构停止再送料，最后一圈绕完后，手动用焊枪将尾部与次外圈焊接。
4)焊接完成后，点击气缸15r控制按钮使其处于伸出状态，再点击气缸4c按钮，使其处于收缩状态。因模具上有弹簧收缩的作用产品的内圈便轻易脱离，取下成品便可进行第二个产品的卷绕。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种开口铁芯卷绕机,其特征在于包括：位于左侧的用于放置和连续向加工区域供应钢带的原材料的放料装置(1)，位于右侧的中部的加工区域，位于加工区域下方的辅助施压机构，以及参数输入及控制机构；所述加工区域包括由左至右依次排列的：用于导入钢带的钢带导向管位装置(5)、用抽拉导入钢带的钢带输送机构(6)、用于切断钢带的钢带切断机构(9)、用于定位及保证切断准确的辅助压钢带装置(11)、用于卷绕加工钢带为开口铁芯的卷绕机构(15)；所述辅助施压机构包括有挤压皮带(d)，所述挤压皮带(d)为闭路结构的软质带体，在与所述辅助压钢带装置(11)的配合下，挤压皮带(d)局部贴附在所述卷绕机构(15)上卷绕的钢带的外部，与钢带卷绕速度同步动态挤压在最外圈的钢带外部，避免正卷绕中的钢带脱落，所述辅助施压机构为所述挤压皮带(d)提供传张紧力；所述辅助压钢带装置(11)由一个第一伸缩气缸(11p)和一个支杆形成的一个杠杆，第一伸缩气缸(11p)伸出的动作通过支杆压紧一段钢片的始端以及未端达到设定位置时，再输送另一条钢片进行卷绕。
2.如权利要求1所述的开口铁芯卷绕机，其特征在于，设备运行中，卷绕机构(15)的卷绕量与钢带输送机构(6)的输送量相同，当钢带切断机构(9)切断钢带并同时根据需要减小一定值的钢带输送机构(6)的输送量，即可在所加工的铁芯上形成开口。
3.如权利要求2所述的开口铁芯卷绕机，其特征在于，所述钢带导向管位装置(5)左侧还设置有用于导向的钢带导入口装置(2)。
4.如权利要求2所述的开口铁芯卷绕机，其特征在于，所述钢带切断机构(9)与所述辅助压钢带装置(11)之间还设置有用于钢带辅助导向的材料导向辅助机构(13)。
5.如权利要求2所述的开口铁芯卷绕机，其特征在于，所述钢带输送机构(6)与所述钢带切断机构(9)之间还设置有用于控制缓冲、停止或输送钢带的钢带输送缓冲装置(8)。
6.如权利要求1至5任一项所述的开口铁芯卷绕机，其特征在于，所述钢带输送机构(6)，其包括一个第一伺服电机(6h)、由上主动轮及下被动轮构成的送料机构(6f)；所述第一伺服电机(6h)与上主动轮通过联轴器(6g)相连接一起，致使第一伺服电机(6h)带动主动轮运转；所述被动轮是带有一个左右动作连接件及第一气缸(6e)组成的机构，下被动轮设有偏心轮机构，当第一气缸(6e)动作时带动偏心轮即可使被动轮紧压主动轮达到压紧钢片(20)效果，再通过第一伺服电机(6h)的旋转带动料材输送及控制输送速度。
7.如权利要求1至5任一项所述的开口铁芯卷绕机，其特征在于，所述钢带切断机构(9)，其包括一个第二伺服电机(9k)和一个偏心轴(9L)，以及上刀刃(9i)、下刀刃(9j)；第二伺服电机(9k)的旋转带动了偏心轴(9L)的动作，通过连杆带动钢带切断机构(9)的下刀刃(9j)的动作，上下运动与上刀刃(9i)接触完成剪切。
8.如权利要求1至5任一项所述的开口铁芯卷绕机，其特征在于，所述卷绕机构(15)，其含有一个第二伸缩气缸(15s)和卷模具(12)及挤压皮带，同时在辅助压钢带装置(11)下部主轴上含有一个第三伺服电机(15q)，电机的动作带动从动轮(15o)工作，在从动轮(15o)的作用下通过摩擦带动皮带，将钢片压着钢片卷绕在模具上；而此时卷模具(12)上的一个第二气缸(15r)和胀紧机构同时工作，确保模具在卷绕时的平稳性。
9.如权利要求1至5任一项所述的开口铁芯卷绕机，其特征在于，所述辅助施压机构包括有储存皮带装置(4)；所述储存皮带装置(4)其包括一个左右伸缩气缸(4c)和四至八个皮带导轮(4m)及对应数量的皮带辅助(4n)。
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