[发明专利]一种超导磁体自动绕线装置

说明书

技术领域

本发明提供了一种绕线装置，具体涉及一种超导磁体自动绕线装置，属于机械自动化技术领域。

背景技术

超导磁体是用超导体导线绕组制成的产生磁场的装置。由于超导线圈无电阻，超导体导线中可通过很大电流而无损耗，也不需要铁芯，没有铁芯损耗，可在体积很小的情况下产生强磁场。在现代工业和科研当中，绕线机的出现使线圈类产品的技术工艺和性能有了巨大提升。

超导磁体自动绕线装置的重点和难点在于对张力的检测和控制。不像常见的绕线机绕制圆形线圈，该绕线装置绕制的线圈是双马蹄形线圈(跑道形线圈)，在线圈绕制过程中，收线轮每一点的角加速度和角速度都是变化的，因此在线圈各点的张力也是时刻变化的。线圈绕制时，放线轮放线速度要与收线轮收线速度相一致，如果放线轮速度过慢，会导致线被拉过紧而扯断，速度过快则达不到线圈的质量要求。

绕线机的发展经历了简易控制、CNC控制、伺服高精度控制三个阶段，目前国内的绕线机仍然以半自动式绕线机(CNC控制)为主，具有操作繁复、人机交互界面不够友好、控制精度不高等缺点，而超导磁体线圈材料昂贵，形状特殊，更亟需一种能够提高绕线质量和效率、减轻职工劳动强度的绕线装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种超导磁体自动绕线装置，解决放线轮角速度跟随度时刻变化的收线夹具角速度的难题。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种超导磁体自动绕线装置，至少包括放线单元和绕线单元，所述放线单元包括放线伺服电机、放线架底座、放线架纵移导轨、放线架纵移电机、放线轮、放线架、张力传感器、2个正向导向轮和2个反向导向轮，放线架纵移导轨和放线架纵移电机均固定于放线架底座上，放线架安装于放线架纵移导轨上并且通过放线架纵移电机驱动，放线伺服电机、放线轮、张力传感器和各导向轮均安装于放线架上，放线轮通过放线伺服电机驱动，2个正向导向轮和2个反向导向轮分别位于放线轮的上下两侧并且均与张力传感器呈三角形分布；所述绕线单元包括收线架、收线组件和压线组件，压线组件和收线组件从上至下顺序安装于收线架上；所述收线组件包括收线伺服电机、收线轮底座、收线夹具、收线夹具主轴和主轴箱，收线轮底座安装于收线架上，收线夹具主轴通过轴承安装于主轴箱中，收线夹具主轴的一端与收线伺服电机的转轴连接、另一端与收线夹具固连，收线夹具的截面形状与跑道形线圈的形状相同；所述压线组件包括连接轴、弹簧、升降连接件、升降滚珠丝杠副、升降伺服电机、纵向伺服电机、纵向滚珠丝杠副、纵向连接件和两个压线轮，纵向伺服电机和纵向滚珠丝杠副均沿水平方向安装于收线架的顶部，纵向滚珠丝杠副通过纵向伺服电机驱动，纵向连接件与纵向滚珠丝杠副的纵向螺母固连，升降滚珠丝杠副和升降伺服电机均沿竖直方向安装于纵向连接件上，升降滚珠丝杠副通过升降伺服电机驱动，升降连接件与升降滚珠丝杠副的升降螺母固连，弹簧一端固定于升降连接件中、另一端与连接轴的中心固连，两个压线轮分别安装于连接轴的两端并且对称分布于弹簧两侧；还包括控制单元，所述控制单元包括控制器、触摸屏、编码器A、编码器B、交流伺服驱动器A和交流伺服驱动器B，触摸屏与控制器信息交互，张力传感器连接控制器的输入端，控制器、交流伺服驱动器A、放线伺服电机和编码器A通过导线连接构成放线控制回路，控制器、交流伺服驱动器B、收线伺服电机和交流伺服驱动器B通过导线连接构成收线控制回路。

所述收线架安装于收线底座上，收线底座上设有收线架纵移导轨和收线架纵移电机，收线架纵移导轨平行于放线架纵移导轨，收线架安装于收线架纵移导轨上并且通过收线架纵移电机驱动。

收线底座上设有尾座单元，所述尾座单元包括尾座纵移导轨以及带手轮和顶针的尾座，尾座滑动安装于尾座纵移导轨上，顶针的轴线与收线夹具主轴的轴线重合。

所述收线架的下部设有电柜箱体，控制器封装于电柜箱体中，收线伺服电机和主轴箱均位于电柜箱体上。

所述放线单元中设有浮动调节单元，浮动调节单元由位移微调组件、浮动调节轮架和浮动调节轮构成，浮动调节轮架通过位移微调组件安装于放线架上并且与放线架位于同一平面上，浮动调节轮安装于浮动调节轮架上并且位于收线夹具与张力传感器之间。

张力传感器通过放大电路与控制器电性连接。

放线单元和收线组件中均安装有减速箱。

由上述技术方案可知，本发明提供的超导磁体自动绕线装置，主体包括四个功能部分：放线单元、收线组件、压线组件和控制单元，其中：