一种新型数控线圈压床

技术领域

本发明涉及线圈压床技术领域，具体涉及一种新型数控线圈压床。

背景技术

输变电行业所需的变压器有很多规格，如交流110KVA、220KVA、500KVA，直至1000KVA和直流800KVA及大容量电抗器等变压器，这种变压器线圈的尺寸、自重都较大，一般直径在0.5m～3.0m，自重有5t～50t，轴向压紧时压紧力为50kN～4000kN。随着线圈压制技术的不断发展，市场上对压制吨位和压制模式有了更高的需求，压制吨位要求在5500kN，且压制模式由位移控制模式拓展到压力控制模式。

变压器线圈压制所用到的一般为专用设备，目前行业内有不同结构形式的线圈压床，如丝杠加压的机械式结构、单台液压缸上顶式或下顶式结构、四柱下拉式结构等。其中机械式和单液压缸式适用于待压力不高于1000kN线圈压制，压制方式单一，且精度稳定性差。四柱下拉式采用液压系统做动力，可实现更大吨位线圈的压制，但是压制精度和压制模式有待于进一步提升。

因此，发明人提供了一种新型数控线圈压床。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种新型数控线圈压床，解决了现有的变压器线圈压制设备的压制精度稳定性差的技术问题。

(2)技术方案

本发明提供了一种新型数控线圈压床，包括工作平台、伺服油缸、施压平台、活动平台、立柱、机械式力值传感器、光栅尺和读数头；其中，

所述活动平台位于所述施压平台的上方且在所述伺服油缸的带动下沿所述立柱的轴向进行移动，所述活动平台通过所述机械式力值传感器带动所述施压平台同步运动以压制放置于所述工作平台上的变压器线圈，多个所述立柱依次分布于所述施压平台、所述活动平台的四周；

所述光栅尺及所述读数头均安装于所述活动平台，所述光栅尺与所述读数头之间具有预设间隙。

进一步地，所述新型数控线圈压床还包括承压座及球形压帽，所述承压座螺纹连接于所述机械式力值传感器的上端面，所述球形压帽连接于所述承压座的上端面，所述承压座与所述球形压帽形成一个活动式万向球头副；所述机械式力值传感器的下端面与所述施压平台接触，所述球形压帽的上端面与所述活动平台接触。

进一步地，所述承压座的上端面为凸球状。

进一步地，所述球形压帽的下端面为凹球状。

进一步地，所述新型数控线圈压床还包括导向轮，多组所述导向轮安装于所述活动平台的侧面且沿对应的所述立柱的轴向滚动。

进一步地，所述新型数控线圈压床还包括连接销柱，所述施压平台通过所述连接销柱与所述活动平台固定连接。

进一步地，所述新型数控线圈压床还包括操作平台，所述操作平台围设于所述立柱且用于提供操作空间。

进一步地，所述新型数控线圈压床还包括电机、减速机、换向器及丝杠，所述电机的输出端通过所述减速机与所述换向器连接，所述换向器设置于所述立柱的上端面且与所述丝杠的一端固定连接，所述丝杠的另一端连接于所述工作平台且用于带动所述操作平台进行竖向移动。

进一步地，所述丝杠为梯形丝杠。

进一步地，所述伺服油缸的缸筒固定在工作平台，所述伺服油缸的活塞杆末端与所述活动平台固定连接。

(3)有益效果

综上，本发明通过采用机械式力值传感器代替压力传感器，采用光栅尺代替滚动光栅，实现了两种不同的压制控制模式。一种是伺服阀+伺服油缸+光栅尺的位移闭环控制模式，实现了高位置精度下的线圈压制控制；另一种是比例阀+伺服油缸+力值传感器的压力闭环控制模式，实现了高压力精度下的线圈压制控制。满足了市场对线圈压床同时具备不同压制模式的需求。该型数控线圈压床具有结构合理、压制吨位大、压制精度高、使用操作方便、便于人机交互等特点，可实现线圈压制高度的精确控制和压力值准确控制。既实现线圈压制过程安全可靠，又可确保线圈绝缘完好。可满足不同压制吨位及方式的各种类型线圈的压制工作，可广泛应用于变压器行业线圈压制领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种新型数控线圈压床的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种新型数控线圈压床的光栅尺及读数头的安装结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种新型数控线圈压床的机械式力值传感器的装配结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种新型数控线圈压床的施压平台与活动平台的装配结构示意图。

图中：

1-工作平台；2-伺服油缸；3-施压平台；4-活动平台；5-立柱；6-机械式力值传感器；7-光栅尺；8-读数头；9-换向器；10-丝杠；11-承压座；12-球形压帽；13-导向轮；14-连接销栓；15-操作平台；100-地基。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明实施例提供的一种新型数控线圈压床的结构示意图，如图1-4所示，该压床可以包括工作平台1、伺服油缸2、施压平台3、活动平台4、立柱5、机械式力值传感器6、光栅尺7和读数头8；活动平台4位于施压平台3的上方且在伺服油缸2的带动下沿立柱5的轴向进行移动，活动平台4通过机械式力值传感器6带动施压平台3同步运动以压制放置于工作平台1上的变压器线圈，多个立柱5依次分布于施压平台3、活动平台4的四周；光栅尺7及读数头8均安装于活动平台4，光栅尺7与读数头8之间具有预设间隙。

在上述实施方式中，一方面，传统线圈压床将压力传感器布置于伺服油缸的有杆腔和无杆腔，单个伺服油缸压制吨位为有杆腔压力*面积-无杆腔压力*面积之差，由于液压系统压力波动较大，而压力传感器精度偏低(千分之二)，使得伺服油缸提供压力不高。本发明通过将机械式力值传感器6布置在活动平台4和施压平台3之间，直接读取被施压线圈反馈的压力值，有效消除了液压系统压力波动带来的压力误差，再加之选用力值传感器精度较高(万分之三)，因此设备自身提供压力精度全量程控制在百分之一以内，大大提高了设备压制精度，从而提升了变压器线圈压制特性，提升了线圈产品质量。

另一方面，传统线圈压床滚动光栅布置在油缸上端缸头部分，滚动光栅的导向轮与油缸活塞杆通过一定的压力紧密贴合，导向轮与活塞杆通过摩擦传动，油缸活塞杆运行中晃动、液压系统压力波动以及导向轮贴合不紧的微小滑动均可能导致滚动光栅编码器丢数问题，从而降低了伺服油缸闭环控制的定位精度。本发明将光栅尺7安装在独立于活动平台4的单独框架之上，消除了油缸运动及压力波动对位移反馈精度的影响，再通过高精度光电式位移传感器代替机械式编码器方式，提升了位移反馈元器件精度，从而使整机运动提升了十倍左右。

立柱5作为活动平台4的导向基准，其侧面有多组精加工平面用于做基准平面。光栅尺7采用高精度盒式光栅，在提高位移反馈精度同时，具有防尘、防划等作用；读数头8固定在活动平台4上，其安装座设计为二维可调方式，保证读数头8与光栅尺7间隙恒定在一定范围内，提高位移反馈精度，便于后续维护保养。

该型数控线圈压床具有结构合理、压制吨位大、压制精度高、使用操作方便、便于人机交互等特点，可实现线圈压制高度的精确控制和压力值准确控制。既实现线圈压制过程安全可靠，又可确保线圈绝缘完好。可满足不同压制吨位及方式的各种类型线圈的压制工作，可广泛应用于变压器行业线圈压制领域。

作为一种可选的实施方式，新型数控线圈压床还包括承压座11及球形压帽12，承压座11螺纹连接于机械式力值传感器6的上端面，球形压帽12连接于承压座11的上端面，承压座11与球形压帽12形成一个活动式万向球头副；机械式力值传感器6的下端面与施压平台3接触，球形压帽12的上端面与活动平台4接触。

作为一种可选的实施方式，承压座11的上端面为凸球状，球形压帽12的下端面为凹球状。具体地，为了便于与活动平台4的万向连接，承压座13与球形压帽14形成一个活动式万向球头副，确保该球头副在承接一定的偏载情况下，不会对机械式力值传感器6造成损毁，从而对机械式力值传感器6起到一定的安全保护作用。

作为一种可选的实施方式，新型数控线圈压床还包括导向轮13，多组导向轮13安装于活动平台4的侧面且沿对应的立柱5的轴向滚动。

具体地，活动平台4的侧面设计有多组导向轮13，导向轮13以主立柱5的加工平面为导向面，通过滚动摩擦方式保证活动平台4垂直运动的直线精度，用滚动摩擦代替滑动摩擦，实现设备节能前提下的降本增效。导向轮安装支座采用二维可调方式，保证导向轮13与主立柱5导轨面的间隙恒定以及其运动的直线性。

其中，光栅尺7安装基准面与导向轮13的基准面成90度布置，用于光栅尺7安装及调整平面。

作为一种可选的实施方式，新型数控线圈压床还包括连接销柱14，施压平台3通过连接销柱14与活动平台4固定连接。其中，连接销柱14采用专用螺柱，下端与施压平台3固连，上端穿过活动平台4，通过锁母紧固在活动平台4的上端面。

作为一种可选的实施方式，新型数控线圈压床还包括操作平台15，操作平台15围设于立柱5且用于提供操作空间。其中，操作平台15的设置能够满足操作者在不同工况和不同高度对产品压制进行相关辅助操作，同时也方便对设备主体进行维修保养等工作。在线圈压制技术上实现了较大的提升，满足了市场更高层次的需求。

作为一种可选的实施方式，新型数控线圈压床还包括电机、减速机、换向器9及丝杠10，电机的输出端通过减速机与换向器9连接，换向器9设置于立柱5的上端面且与丝杠10的一端固定连接，丝杠10的另一端连接于工作平台1且用于带动操作平台15进行竖向移动。

具体地，采用电机、减速机、换向器9及丝杠10组成的独立升降操作平台代替原有“吊篮式”操作平台，便于操作者在不同工况和不同高度对产品压制进行地相关辅助操作，同时也方便对设备主体维修保养等相关工作。

作为一种可选的实施方式，丝杠10为梯形丝杠。其中，梯形丝杠的工艺效率高，成本低。

作为一种可选的实施方式，伺服油缸2的缸筒固定在工作平台1，伺服油缸2的活塞杆末端与活动平台4固定连接。具体地，给出了伺服油缸2的具体安装位置，以实现活动平台4与工作平台1之间的相对运动，从而带动施压平台3同步运动以压制放置于工作平台1上的变压器线圈。

该新型数控线圈压床的工作原理为：

新型数控线圈压床为四柱下拉式结构，主要由机械本体、液压系统、控制系统以及操作平台组成。待压制线圈一般通过运输车放置在工作平台1上，机械本体通过伺服油缸2连接上平台和工作平台1，其中伺服油缸2的缸筒部分固定栓接在工作平台1的上台面，活塞杆部分通过锁母与上平台紧固，根据工况要求上下运动。其中上平台主要由施压平台3和活动平台4组成，施压平台3在伺服油缸2的作用下向线圈直接施压。四根主立柱5与相应横梁等部件栓接组成大部件，通过栓接方式与工作平台1固定连接，形成封闭式框架结构，作为操作平台15的主要结构部分。立柱5的上端安装有操作平台15的驱动部件，电机通过减速机提高传动扭矩，减速机与换向器9转接。四组换向器9分别布置在立柱5的上端面，换向器9的下端与丝杠10固定连接，丝杠10下端与工作平台1螺栓连接，从而组成操作平台15的驱动+传动部分。机械本体整体放置在地基100基坑内。通过上述可知，机械本体以工作平台1为基准，组成一个封闭力系，对环境及基础要求大大降低。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。