專利名稱：：多包帶頭包帶機的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種多包帶頭包帶機，設計用于高效地對電動機或風力發電機的線圈進行絕緣帶包扎。
背景技術：
：在現有技術中已知以下類型的絕緣帶包帶機手動框架式包帶機，機器的動作為手動；簡易框架式包帶機，機器的動作為一軸(齒條軌道)；數控框架式包帶機，機器的動作為三軸；數控龍門式包帶機，機器的動作為五軸；數控機器人包帶機，機器人的動作為六軸，這些包帶機有一個共同點，它們都只裝備有一個包帶頭，每次只能對一個線圈進行絕緣帶包扎。由CN101453152A已知一種線圈包帶機，包括基座、線圈固定裝置、旋轉工作平臺和機頭，旋轉工作平臺可由橫向和縱向伺服電機驅動移動，在旋轉工作平臺上安裝機頭，所述的機頭是機頭伺服電機通過減速齒輪帶動兩個同步齒輪，兩個同步齒輪與缺口齒環嚙合，缺口齒環套在缺口圓環座的小圓環凸起上并由缺口圓環擋片限位，缺口齒環的外側安裝兩個膠帶夾裝盤。該包帶機可通過計算機實現程序控制包帶作業。由CN201323511Y還已知一種帶有恒張力控制及斷帶保護的電機線圈絕緣帶包帶機，包括包帶頭、線圈、絕緣帶和控制器，其要點是包帶頭上連有兩個帶磁粉制動器的帶盤，絕緣帶經線圈將其兩端固于帶盤上；帶盤的外圓上設有半徑檢測傳感器，絕緣帶邊設有斷帶檢測傳感器；控制器包括程序邏輯CPU和運動控制CPU，運動控制CPU的輸出端依次連接有伺服放大器、伺服電機，并帶動包帶頭定位運行。通過電器元件來檢測和控制張力，組成張力控制系統。通過人機界面能直觀看到張力的數值以及設定所需張力。在已知的包帶機中有一個共同的特點，即只配有一個包帶頭，每次只能對一個線圈進行絕緣帶包扎，生產效率不高，空間利用率也不高。
發明內容本發明的目的在于，改進上述已知類型的包帶機，使得包帶機同時能夠對至少兩個線圈進行絕緣帶包扎，因此生產效率倍增，并且能夠節省車間空間，節省人工，因為在相同的空間中同一臺機器能夠同時對多個線圈進行絕緣帶包扎。本發明的目的通過用于電動機或風力發電機定子線圈絕緣帶自動包扎的包帶機達到，該包帶機包括底座、機架、包扎單元、控制系統、驅動系統和線圈夾緊裝置，其中，機架安裝在底座上，包扎單元安裝在機架上，以及，所述驅動系統用于在控制系統的控制下驅動機架以帶著包扎單元沿著線圈的軌跡運動，并且包扎單元同時對線圈進行絕緣帶包扎，其特征在于，所述包扎單元包括至少兩個上下重疊地設置的包帶頭，被包扎的至少兩個線圈上下重疊平行地夾緊和固定在線圈夾緊裝置上，使得包扎單元的至少兩個包帶頭能夠同時對所述至少兩個線圈進行絕緣帶包扎。本發明的包帶機可應用多種絕緣帶，包括VPI少膠帶、多膠云母帶、聚脂薄膜/背4涂聚脂薄膜復合帶、玻璃纖維補強帶、高/低阻帶、及其它的絕緣帶。按本發明的優選實施方式，對于第一個線圈，所述驅動系統在控制系統的控制下驅動機架以帶著包帶頭沿著線圈軌跡運動進行示教，以確定包扎路徑；然后包帶頭沿著示教出的包扎路徑對線圈進行絕緣帶包扎。在此，示教出的包扎路徑數據可存儲在控制系統的硬盤上或者通過USB接口存儲在外部的移動硬盤上。由此，對于相同的線圈，只需要對首個線圈進行示教，示教出的數據能夠存儲下來以備后用，與第一個線圈具有相同輪廓的其余線圈可直接采用該數據而無需再次示教。按本發明的優選實施方式，所述包帶機設計為四軸系統，包括組成笛卡兒坐標系的X軸導軌、Y軸導軌和Z軸導軌，這些導軌安裝在底座上，借助所述驅動系統，所述機架能夠被驅動以帶著所述包帶頭分別沿著這些導軌在X、Y方向上平移運動并且能夠繞著Z導軌轉動；并且所述線圈夾緊裝置配有驅動器，用于在包扎線圈端部時驅動該線圈夾緊裝置而使線圈能沿著Z方向平移以調整線圈的高度，使得線圈截面中心和包帶頭中心重合，從而保證包扎質量。通過這種四軸系統，能夠實現對大多數的電機線圈進行絕緣帶包扎。按本發明的優選實施方式，所述包帶機設有自動翻轉機構，用于在包扎封閉的定子線圈情況下，當線圈的前側部包扎完畢時，所述控制系統控制該自動翻轉機構動作使所述線圈前后翻轉并且接著在需要時調整高度，從而接著對線圈的后側部進行包扎。翻轉后調整高度是為了使線圈后側部達到與原先前側部相同的高度，由于端部是弧形，包扎到端部中部后，必須升高或降低線圈高度以保證與包帶頭同心。通過自動翻轉機構，能夠實現包帶頭只在線圈的一側進行包扎即可，從而簡化了包帶頭的驅動系統，在保持包帶機的自動化操作的同時降低了整個系統的結構和控制的復雜程度。按本發明的優選實施方式，所述包帶機可配備不同類型和/或尺寸的包帶頭，以包扎不同類型和/或尺寸的線圈，這些包帶頭可快速拆換。按本發明的優選實施方式，所述包帶頭設有恒張力系統，用于在包扎過程中保持絕緣帶的張力恒定，該恒張力系統包括計算器、用于測量絕緣帶外徑的感應頭和位于帶盤中心的磁粉離合制動器，其中，計算器根據感應頭測得的外徑計算出所需的剎車轉矩，磁粉離合制動器提供所需的剎車轉矩。通過恒張力系統，能夠實現絕緣帶隨著絕緣帶盤的直徑減小保持恒定的張力。按本發明的優選實施方式，所述包帶頭設有包帶盤角度控制裝置，它包括伺服電機和轉角測量編碼器，用于沿著線圈軌跡控制包帶盤轉角。按本發明的優選實施方式，所述包帶頭設有反向機構，用于在絕緣帶的包扎反向時使包帶頭的包扎角度反向，從而實現雙向包扎。按本發明的優選實施方式，所述包帶頭的包扎參數包括包扎帶張力、包扎角度、包扎速度、包扎層數和疊包率，其中，針對線圈的不同包扎區域可設置不同的包扎帶張力、包扎角度、包扎速度和疊包率。按本發明的優選實施方式，所述包帶頭上下對準地設置，并且被包扎的線圈上下對準平行地夾緊和固定在線圈夾緊裝置上。下面結合附圖和其中示出的實施例更詳細地描述本發明。附圖中圖1本發明的多包帶頭包帶機的透視圖；圖2本發明的多包帶頭包帶機的正視圖；圖3本發明的多包帶頭包帶機的側視圖；圖4本發明的多包帶頭包帶機的頂視圖；圖5本發明的多包帶頭包帶機的包扎單元的側視圖；圖6本發明多包帶頭包帶機的(線圈鼻部)夾緊裝置的細部視圖；圖7本發明的多包帶頭包帶機包扎線圈直線部分時的透視圖；圖8本發明的多包帶頭包帶機包扎線圈端部時的透視圖。具體實施例方式圖l-4分別示出本發明的多包帶頭包帶機的透視圖、正視圖、側視圖和頂視圖。本發明的包帶機用于電動機或風力發電機定子線圈絕緣帶自動包扎。該包帶機包括底座1、機架2、包扎單元3、控制系統4、驅動系統5和線圈夾緊裝置6，其中，機架2安裝在底座1上，包扎單元3安裝在機架2上，以及，所述驅動系統5用于在控制系統4的控制下驅動機架2以帶著包扎單元3沿著線圈7的軌跡運動，并且包扎單元3同時對線圈7進行絕緣帶8包扎。如圖所示的包帶機設計為四軸系統，包括組成笛卡兒坐標系的X軸導軌51、Y軸導軌52和Z軸導軌53，這些導軌安裝在底座1上，具體說是，X軸導軌51直接安裝在底座1上，Y軸導軌52與X軸導軌51垂直并且平行于底座1的頂面地安裝在X軸導軌51并且能沿著X軸導軌51在X方向上移動，Z軸導軌53垂直于X軸導軌51和Y軸導軌52地安裝在Y軸導軌52上并且能沿著Y軸導軌55在Y方向上移動，其中，機架2安裝在Y軸導軌52上并且能夠繞著Z軸導軌53、即Z軸轉動。所述驅動系統由伺服電機54、55、56和傳動機構組成，其中，伺服電機54、55和相應的傳動機構分別安裝在X軸導軌51和Y軸導軌52上。傳動機構設計為滾珠絲杠機構和機架旋轉機構比如大小齒輪傳動或錐形齒輪傳動(未示出)，其中，滾珠絲杠機構分別用于實現機架1沿著X軸導軌51和Y軸導軌52作平移運動；機架旋轉機構用于實現機架1繞著Z軸、即Z軸導軌53轉動，參見圖4中的旋轉方向箭頭R-R。當然，代替滾珠絲杠機構也可采用其他形式的平移機構，比如齒輪齒條機構、鏈條傳動機構。線圈夾緊裝置6的兩側的端部支撐62、63安裝在底座1上并且配有驅動器(未示出)，該驅動器實施為伺服電機56、56與滾珠絲杠機構、齒輪齒條機構或鏈條傳動機構或者其他的平移機構的組合，它們安裝在線圈夾緊裝置6的端部支撐62、63上，用于在包扎線圈7端部時驅動線圈夾緊裝置6而使線圈7能沿著Z方向平移以調整線圈7高度，使得線圈截面中心和包帶頭中心重合，以保證包扎質量，參見圖6中的雙箭頭Z。圖5示出本發明的多包帶頭包帶機的包扎單元的側視圖，其中，包扎單元3包括兩個上下重疊地、優選上下對準地設置的包帶頭31、32，被包扎的兩個線圈7、7上下重疊、優選上下對準平行地夾緊和固定在線圈夾緊裝置6上，使得包扎單元的兩個包帶頭31、32能夠同時對這兩個線圈進行絕緣帶包扎。優選地，兩個線圈7、7位于水平面內，其中，線圈的被包扎側和直線段到端部的兩個轉角部位是水平的。本發明的包帶機配備DTH220CE型包帶頭。除此之外，也可配備其他類型和/或尺6寸的包帶頭。備用不同型號的包帶頭來應用于不同尺寸的線圈。所有型號的包帶頭可互換；使得同一臺設備可覆蓋更大尺寸范圍和/或型號的線圈。包帶頭的包扎參數包括包扎帶張力、包扎角度、包扎速度、包扎層數和疊包率，其中，針對線圈的不同包扎區域可設置不同的包扎帶張力、包扎角度、包扎速度和疊包率。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>優選地，包帶頭設有恒張力系統，用于在包扎過程中保持絕緣帶的張力恒定，該恒張力系統包括計算器、用于測量絕緣帶外徑的感應頭和位于帶盤中心的磁粉離合制動器，其中，計算器根據感應頭測得的外徑計算出所需的剎車轉矩，磁粉離合制動器提供所需的剎車轉矩。通過恒張力系統，能夠實現絕緣帶隨著絕緣帶盤的直徑減小保持恒定的張力，從而保證包扎質量。對于線圈不同的包扎區域(端部、轉角和直線部分)帶子的張力可恒定在10-60N之間。包帶頭上設有按鈕，用于操作者手動前后移動包帶頭手動上帶。按壓按鈕時，張力被釋放掉以利于手動上帶。設備重新啟動后張力回復。包帶盤的張力控制是通過磁粉離合制動器實現的。張力在線圈的不同位置可設置為恒定值端部/外懸端、轉角和直線部分。優選地，包帶頭設有包帶盤角度控制裝置，它包括伺服電機和轉角測量編碼器，用于沿著線圈軌跡控制包帶盤轉角。依據包帶頭的幾何形狀、帶寬及疊包率，控制系統4自動算出包扎角度的理論值。依據帶子的物理特性(彈力、硬度、和表面摩擦力)，操作者可在理論自動值基礎上進行手工調整，以達到最佳包扎效果。每層疊包率可設定帶寬的0-75%(該范圍任意值)。可在線圈上不同的直線、轉角、端部區域設定不同值。可在線圈上不同的直線、轉角、端部區域設定0-250rpm范圍內的所需包扎速度。優選地，包帶頭設有反向機構，用于在絕緣帶的包扎反向時使包帶頭的包扎角度反向，從而實現雙向包扎。圖6示出本發明的多包帶頭包帶機的線圈夾緊裝置的細部A的透視圖。該線圈夾緊裝置6包括兩個端部支撐62、63，和在大尺寸線圈的情況下可選用一個線圈后側直線部分支撐(未示出)。每一個支撐上有一個夾鉗64、65，用于夾緊和固定線圈鼻部。夾鉗設計為氣動式夾鉗。由于風電線圈尺寸特性和硬的特性，線圈前側直線無需支撐。當前側包扎結束，兩個端部支撐62、63翻轉線圈7的后側到前側進行包扎。當包扎完成，所有的夾鉗同時打開，以利于卸下線圈和快速裝上新的待包扎線圈。本發明的包帶機設有安裝在線圈夾緊裝置6的端部支撐62、63上的自動翻轉機構9，用于在包扎封閉的定子線圈情況下，當線圈7的前側部包扎完畢時，所述控制系統4控制該自動翻轉機構7動作使所述線圈7前后翻轉，并且接著在需要時調整線圈的高度，從而接著對線圈的后側部進行包扎。翻轉后調整高度是為了使線圈后側部達到與原先前側部相同的高度，由于端部是弧形，包扎到端部中部后，必須升高或降低線圈高度以保證與包帶頭同心。通過自動翻轉機構9，能夠實現包帶頭只需要在線圈的一側進行包扎即可，從而簡化了包帶頭的驅動系統，在保持包帶機的自動化操作的同時降低了整個系統的結構和控制的復雜程度。圖7示出本發明的多包帶頭包帶機包扎線圈直線部分時的透視圖，圖8示出本發明的多包帶頭包帶機包扎線圈端部時的透視圖，其中，圖8中的包扎單元3相對圖7中的包扎單元3轉過一定角度，以包扎彎曲的線圈端部。按本發明，在包扎相同類型和尺寸的第一個線圈時，通過使用包帶盤上示教棒，操作者可矯正包帶頭在線圈上的位置并記錄一系列點形成包扎路徑(半自動化方式)，或者借助相應的自動感測裝置，所述驅動系統在控制系統的控制下驅動機架以帶著包帶頭沿著線圈軌跡運動進行示教，記錄線圈的軌跡數據，以確定包扎路徑(自動化方式)；然后包帶頭沿著示教出的包扎路徑對第一個線圈進行絕緣帶包扎。在此，示教出的包扎路徑數據可存儲在控制系統的硬盤上或者通過USB接口存儲在外部的移動硬盤上。由此，對于相同的線圈，只需要對首個線圈進行示教，示教出的數據能夠存儲下來以備后用，與第一個線圈具有相同輪廓的其余線圈可直接采用該數據而無需再次示教。線圈的軌跡數據(包扎路徑或形狀)記錄后，操作者可用觸摸屏輸入包扎參數。示教后，線圈的形狀顯示在屏幕上。操作者可用鼠標設定不同的包扎區域。每一區域可設定不同的包扎參數，諸如包扎層數、速度、疊包率、梯度長度等。本發明的包帶機配有UPS不間斷電源，使得在突然斷電包扎停止時，操作者有時間或者控制系統自動存儲中斷點數據，以備電源回復時，從中斷點起繼續完成余下的包扎工作。根據需要，本發明的包帶機可選用導輪。每個包帶頭沿包扎方向在至少一側帶有一個伸縮導輪。當包帶頭包扎到達直線位置時，包帶頭的導輪下滑到線圈的直線部分，夾緊線圈隨著包帶頭向前移動，以降低包扎時線圈的震動。在直線部分包扎結束時，導輪上縮。導輪采用快速空氣接頭和電氣連接插座系統，其機械整體很容易安裝在包帶頭上及容易從包帶頭拆除。根據需要，本發明的包帶機可選用安全墊。該安全墊鋪放在底座1的前側。包扎過程中，一旦踏上安全墊包帶機立刻停車，以保證安全。需要說明的是，上面只是借助于四軸系統描述了本發明的多包帶頭包帶機，但本發明并不限于四軸系統，同樣也可應用于例如二軸、三軸或五軸系統。本發明相對于現有技術的改進主要在于，通過為包帶機配置多個包帶頭，能夠實現同時對多個線圈并行進行絕緣帶包扎，從而達到了生產效率倍增和節省空間、人工的效果。只要是采用了多包帶頭這種改進的包帶機，就落入本發明申請要求保護的范圍。權利要求一種用于電動機或風力發電機定子線圈絕緣帶自動包扎的包帶機，包括底座(1)、機架(2)、包扎單元(3)、控制系統(4)、驅動系統(5)和線圈夾緊裝置(6)，其中，機架(2)安裝在底座(1)上，包扎單元(3)安裝在機架(2)上，以及，所述驅動系統(5)用于在控制系統(4)的控制下驅動機架(6)以帶著包扎單元(3)沿著線圈(7)的軌跡運動，并且包扎單元(3)同時對線圈(7)進行絕緣帶(8)包扎，其特征在于，所述包扎單元(3)包括至少兩個上下重疊地設置的包帶頭(31、32)，被包扎的至少兩個線圈(7、7)上下重疊平行地夾緊和固定在線圈夾緊裝置(6)上，使得包扎單元(3)的至少兩個包帶頭(31、32)能夠同時對所述至少兩個線圈(7、7)進行絕緣帶(8)包扎。2.如權利要求l所述的包帶機，其特征在于，對于第一個線圈(8)，所述驅動系統(5)在控制系統(4)的控制下驅動機架(2)以帶著包帶頭(31、32)沿著線圈(7、7)軌跡運動進行示教，以確定包扎路徑；然后包帶頭(31、32)沿著示教出的包扎路徑對第一個線圈(7)進行絕緣帶(8)包扎。3.如權利要求2所述的包帶機，其特征在于，所述示教出的包扎路徑被存儲，用于對與第一個線圈(8)具有相同輪廓的其余線圈(8)進行絕緣帶(8)包扎而無需再次示教。4.如權利要求1所述的包帶機，其特征在于，所述包帶機設計為四軸系統，包括組成笛卡兒坐標系的X軸導軌(51)、Y軸導軌(52)和Z軸導軌(53)，這些導軌安裝在底座(1)上，借助所述驅動系統(5)，所述機架(2)能夠被驅動以帶著所述包帶頭(31、32)分別沿著這些導軌在X、Y方向上平移運動并且能夠繞著Z軸轉動；并且所述線圈夾緊裝置(6)配有驅動器，用于在包扎線圈端部時驅動該線圈夾緊裝置而使線圈能沿著Z方向平移以調整線圈的高度，使得線圈(7、7)截面中心和包帶頭(31、32)中心重合，從而保證包扎質量。5.如權利要求l所述的包帶機，其特征在于，所述包帶機設有自動翻轉機構(9)，用于在包扎封閉的定子線圈情況下，當線圈的前側部包扎完畢時，所述控制系統(4)控制該自動翻轉機構(9)動作使所述線圈(7)前后翻轉并調整高度，從而接著對線圈的后側部進行包扎。6.如權利要求4所述的包帶機，其特征在于，所述包帶機設有自動翻轉機構(9)，用于在包扎封閉的定子線圈情況下，當線圈的前側部包扎完畢時，所述控制系統(4)控制該自動翻轉機構(9)動作使所述線圈(7)前后翻轉并調整高度，從而接著對線圈的后側部進行包扎。7.如權利要求1至6中任一項所述的包帶機，其特征在于，所述包帶機可配備不同類型和/或尺寸的包帶頭，以包扎不同類型和/或尺寸的線圈，這些包帶頭可快速拆換。8.如權利要求1至6中任一項所述的包帶機，其特征在于，所述包帶頭(31、32)設有包帶盤角度控制裝置，它包括伺服電機和轉角測量編碼器，用于沿著線圈(7、7)的軌跡控制包帶頭的包帶盤的轉角。9.如權利要求1至6中任一項所述的包帶機，其特征在于，所述包帶頭(31、32)設有反向機構，用于在絕緣帶的包扎反向時使包帶頭的包扎角度反向，從而實現雙向包扎。10.如權利要求1至6中任一項所述的包帶機，其特征在于，所述包帶頭(31、32)的包扎參數包括包扎帶張力、包扎角度、包扎速度、包扎層數和疊包率，其中，針對線圈的不同包扎區域可設置不同的包扎帶張力、包扎角度、包扎速度和疊包率。11.如權利要求1至6中任一項所述的包帶機，其特征在于，所述包帶頭(31、32)上下對準地設置，并且被包扎的線圈(7、7)上下對準水平地夾緊和固定在線圈夾緊裝置(6)上'全文摘要本發明涉及一種用于電動機或風力發電機定子線圈絕緣帶自動包扎的包帶機，包括底座、機架、包扎單元、控制系統、驅動系統和線圈夾緊裝置，其中，機架安裝在底座上，包扎單元安裝在機架上，驅動系統用于在控制系統的控制下驅動機架以帶著包扎單元沿著線圈的軌跡運動，并且包扎單元同時對線圈進行絕緣帶包扎，其特征在于，所述包扎單元包括至少兩個上下重疊地設置的包帶頭，被包扎的至少兩個線圈上下重疊平行地夾緊和固定在線圈夾緊裝置上，使得包扎單元的至少兩個包帶頭能同時對所述至少兩個線圈進行絕緣帶包扎。通過設置多個包帶頭，在相同的空間中同一臺機器能夠同時對多個線圈進行絕緣帶包扎，因此生產效率倍增并且節省車間空間和人工。文檔編號H02K15/04GK101702556SQ200910252159公開日2010年5月5日申請日期2009年12月10日優先權日2009年12月10日發明者孫哲峰申請人:孫哲峰