ZRX-1半自动绕线机的控制
陈凯
(成都三方电气有限公司9四川成都610051)
摘要:变压器质量的好坏直接关系到电焊机整体性能9变压器中线圈的绕制工艺至关重要0概述了
变压器绕制机的现状与发展;详细介绍了ZRX-1半自动绕线机的控制方案\控制流程\工作步骤\关键技术以及关键元器件的选择0
关键词:变压器;绕线机;中央控制器中图分类号:TG434.1+3文献标识码:b
文章编号:1001-2303(2005)08-0060-03
Control of semi-automatic bobbin machine ZRX-1
CHEN Kai
(Chengdu Sanfang Eiectlic Co.!Ltd.!Chengdu 610051!China)
Abstlact "@uaiity of the tlansfolmel dilectiy infiuences the function of weiding machine ;it s essentiai fol winding technoiogy of coii in
tlansfolmels.This papel summalizes the cullent situation and deveiopment of the tlansfolmel bobbin machine and intloduces that of contloi scheme 9contloi plocedule 9wolk step 9key technoiogy and the choice of key components.Key wolds "tlansfolmel #bobbin machine #CPU
第
35卷第8期2005年8月
Voi.35No.8Aug.2005
Eiectlic weiding machine
收稿日期!2004-12-30;修回日期!2005-06-17
作者简介!陈凯(1970 )9男9四川成都人9工程师9学士9主
要从事电焊机检测设备的研发及制造工作0
前言
变压器是电焊机等大功率电源产品中的一个重要部件0无论是最原始的交流焊接9还是当今广泛使用的逆变焊机都有各式各样的变压器0变压器质量的好坏直接关系到产品的整体性能0
变压器制造中线圈的绕制是一道至关重要的工序9保证线圈的致密和一致性9需要对张紧力\径向和轴向压紧力进行可靠地控制0从目前国内使用情况看9除了个别大型合资助企业拥有自动控制绕线设备外9大部分电焊机企业在变压器绕制这个工序上9基本上还是人工绕制0绕制的一致性和可靠性得不到保证9外观成形差9生产效率低0而国外已广泛使用的自动绕线机能够自动排线\自动张紧9提高了绕线质量和效率0因此9针对国内电焊机\变压器等行业的生产现状9通过采用变频技术使自动绕线机起动!制动平稳9并增加径向\轴向压紧力和拉紧力可靠控制等9提高了变压器绕制水平和绕制质量0
1国内绕圈绕制工艺现状
近几年随着国民经济的持续发展9国内电焊机
行业生产企业的发展迅速9其产量\产值都有较大提升9然而与电焊机生产配套的特殊加工机械却严重滞后0比如电焊机生产中变压器绕制工艺9多数生产企业仍采用传统的人工排线\人工绕线的加工方式0其生产缺点是:
a.生产效率低0在人工绕线过程中9因绕制产
品的多样性\操作工的熟练程度不同
9使得绕制的生产效率低0特别是在匝数多时9如个别动力变压器9匝数在千匝或万匝级9变压器人工绕制效率更为低下0
b.产品质量差0由于绕线工序中均由手工操作9
产品成形差9产品的一致性也得不到可靠的保证9造成线圈质量不一致0
c.原材料浪费0在人工绕线\人工排线过程中9
线材的张紧度不一致9绕制圈数的准确性也得不到保证9造成原材料浪费0
针对上述变压器线圈绕制生产现状中的缺点9结合现在成熟的自动控制技术9成都三方电气有限公司成功研制了自动化程度高\运行可靠的半自动
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数字化绕线机!
2半自动绕线机简介
在变压器线圈绕制生产中"线圈的主要参数有#匝数$层数以及线规和线材绝缘厚度!结构有筒式绕组$盘式绕组和立式绕组!
2.1控制方案
半自动绕线机系统控制框图如图l所示!
图l半自动绕线机系统控制框图
数据终端作为整个系统数据的输入设备"用于设定设备运行参数"如排线间距$放线张力$排线绕线速度$手动!自动等"同时通过此设备调试整个设备系统"控制整个系统各个部件的起!停!
中央控制器是整个系统的核心部分!其控制是通过对变频器和交流伺服的控制"实现绕线和排线的速度以及位置的同步!
系统中排线机构是由交流伺服电机(丝杠电机)控制!在手动时"由中央控制器输出高频脉冲控制交流伺服电机%在自动时"动态跟踪绕线电机(主电机)的速度!根据设定的绕制参数"确定排线和绕线之间的位置和速度的比例关系"由中央控制器计算后"通过修改交流伺服电机的电子齿轮动态实现!
系统中绕线机构是由变频器控制主电机实现!绕线速度参数由中央控制器运算后"输出O~lO V DC 的信号直接控制变频器"再由变频器控制主电机在O~l5OO r!min运转"经减速机构后"驱动绕线机构实现!同时由中央控制器切换变频器的第一和第二加减速时间以及S曲线功能"实现绕线所需的梯形速度曲线!
系统中放线机构(张紧器)和工装机械(气动尾架)也通过中央控制器实现程序化控制!
2.2控制流程
整个系统控制流程简图如图2所示!
2.3工作步骤
半自动绕线机机械结构示意图如图3所示!
a.将待绕制的线模(或铁心)和夹具放置到主动轴上"调节气动尾架"使其固定于主动轴与从动轴之间!
b.待绕制的线材放置在放线支架上"线材经排放器到待绕制的线模!
c.移动排线器至绕线起始位置"调节张紧器使待绕制线材张紧到工艺要求值!
d.设定绕制线圈的电气参数"
图2半自动绕线机系统控制流程图
图3半自动绕线机机械结构示意图
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研究与设计陈凯#ZRX-l半自动绕线机的控制第8期
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!!
强度减弱0因此9在夹头过松时9应及时用钳子捏紧9或更换新夹头0
c.螺柱的加工精度0这是影响焊接强度的最主
要的因素0螺柱导电锥的加工精度的高低是关键0导电锥过长9直径过大9都影响焊接强度0用户应严格按图纸加工螺柱0没有导电锥的螺柱是不能焊接的0另外9镀铜\有加强盘的螺柱较没有镀铜\无加强盘的螺柱焊接强度高0
d.操作的影响0焊枪内部有一顶杆9螺柱插入夹
头后9应被顶杆顶住9以防后退0否则9当螺柱压下时9其伸长量不够9螺柱与工件之间没有压力9无法焊牢0焊枪的3个支撑脚是必要9有些操作者为了方便而去掉9只是凭手感施加压力9这样是不行的0另外9焊机设有充电禁止电路(按SB 或螺柱与工件短接均不充电)9所以9一定要等到充电电压达到给定值后9才能焊接(一般充电时间约3S)0
9.4维修
a.不充电0RD 熔断器断9继电器J l-l 未吸合(可能的原因有继电器线圈断\起动开关损坏\IC 2的输出为低电平或V 8不导通)9焊枪按钮短路9VT l \VT 2
坏9给定电路坏9输出总为低9移相触发电路无输出脉冲9IC l 坏9其输出总为高电平0
b.不放电0VT 3触发电路坏0按焊枪按钮时9V 7
的发射极和延时电路输出应为高电平9VT 3坏9焊枪按钮断路或开关损坏0
c.充电电压不可控(自行不断上升)0给定电位器
坏9给定电路输出一直为高电平0
d.RD 熔断器断0无同步信号9IC l 输出一直为
低9VT l \VT 2全导通\不可控9储能电容中有被击穿短路9续流二极管VD 3短路0
e.没按焊枪按钮9一接触工件即放电0VT 3击穿(可用表测量焊机的两输出端是否有电压9如有9则VT 3坏)9焊枪按钮偶然相碰9没按按钮时9延时电路
和V 7输出总为高电平0
f.关机后电容电压值不下降0放电电阻R 22开路
或损坏9J l-2触头接触不好或损坏0
g.焊接不牢0参数选择不适当9枪芯内部的顶杆
没起作用9枪芯上下活动不灵9螺柱不符合规范9焊枪内电缆松动0
(未完待续)
!!起动机器9机器自动完成绕制工作0
2.4关键技术描述
a.排线和绕线0
由于绕线速度较低9而且待绕制的线规较多9
必须保证绕线的速度和绕线的位置两者在任意时刻同步0
比如 设绕线旋转角度为!l 9排线器丝杠电机旋转角度为!29丝杠导程A 9排线器移动距离S 9则
!2=K !l 9
(l)式中
K 与排线间距和减速比有关0
S =(!2!360 ) A 9(2)m 2=K m l 9
(3)
式中
m l 是绕线速度9m 2为排线速度0b.起动和停止0
绕线速度曲线必须呈现等腰梯形形状9以保证速度在加速和减速区间绕线得以均匀排列0同时9
在此区间9排线必须精确跟踪02.5关键元器件的选择
由于该系统现场工作环境恶劣9操作人员的技
能不一致9因此关键元器件选择具有较高性能价格比的产品0
a.数据终端为全中文操作界面9表面为IP65的防护等级9使用直流24V 供电0
b.为保证绕线具有较高的动态转矩输出9选
用变频器具有电压空间矢量控制方式9全频段转矩稳定0
c.排线器控制驱动机械需要较高的动态控制精
度9选用400W 交流伺服产品9具备通信控制功能9电子齿轮可在l !50~50变化9其所有参数可以通过
开放的通信协议由数据终端动态改变0
d.机械传动机构中采用成熟的轧制级滚珠丝
杠\直流滑轨\同步带等产品9进一步提高机构执行中的精度和运行的平滑性0另外9采用成熟产品也便于日常的维护和保养0
3总结
ZRX-l 半自动绕线机通过试绕制9在一定线规
的范围内完全满足生产工艺要求0其绕制的线圈无论是线圈的成形9还是线圈的一致性都优于手工绕制9而且生产效率高0通过机械传动的改进9该机构也能实现立式线圈的绕制9进而满足绕线工艺中平绕\立绕的自动化0
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使用与维修
第35卷
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ZRX-1半自动绕线机的控制
作者：陈凯， CHEN Kai
作者单位：成都三方电气有限公司,四川,成都,610051
刊名：
电焊机
英文刊名：ELECTRIC WELDING MACHINE
年，卷(期)：2005,35(8)
本文链接：https://www.wendangku.net/doc/2d13158524.html,/Periodical_dhj200508021.aspx