專利名稱：全自動包繞機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)控機械領(lǐng)域，特別是涉及一種用于整張紙通過 數(shù)控分切圓刀的裁剪，最終包繞成兩端或一端呈階梯形的紙管的全自 動包繞機。
背景技術(shù)：
電纜絕緣紙(cable insulating paper)是供高壓電力電纜、控制電 纜和信號電纜用的一種絕緣紙。它包在電纜最外層，用以保護導(dǎo)電線 芯的絕緣層密封，不使潮氣侵入，也不讓絕緣層遭受破壞。電纜絕緣 紙(簡稱電纜紙)為卷簡紙。定量為45 175g/m2，紙質(zhì)堅韌、勻整， 有較高的抗張、耐折和撕裂強度，不含金屬、沙粒及能導(dǎo)電的酸性物 質(zhì)，介電常數(shù)高，功率因數(shù)低，經(jīng)受絕緣性液體處理時，紙的穩(wěn)定性 良好。
高壓電力電纜的絕緣層是以一定寬度的電纜紙螺旋狀地包繞在 導(dǎo)電線心上，經(jīng)過真空干燥處理后用浸漬劑浸漬而成。目前的電纜紙 紙管是通過手工或簡單的包繞機械進行繞制而成的，產(chǎn)品 一 致性差， 在高電壓下穩(wěn)定性差，且自動化程度較低，生產(chǎn)效率低。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠自動化 包繞生產(chǎn)滿足不同電壓等級產(chǎn)品要求的紙管，且包繞后的產(chǎn)品一致性 好，在高電壓下穩(wěn)定性好，局部放電量小，絕緣性能優(yōu)異的全自動包 繞機，特別是提供一種用于整張紙通過數(shù)控分切圓刀的裁剪，最終包 繞成兩端或一端呈階梯形的紙管的全自動包繞機。
為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案提供一種全自動包繞 機，包括床身；主傳動系統(tǒng)，安裝在所述床身上，包括主電機、減速器、活動萬向聯(lián)軸器和主軸，主電機通過減速器、活動萬向聯(lián)軸器 使主軸帶動用于卷繞電纜紙的鋁管一同旋轉(zhuǎn)；壓緊機構(gòu)，安裝在所述 床身上，包括位于所述鋁管兩側(cè)的加熱輥1、加熱輥2以及位于鋁管
上方的壓力輥；加熱輥機構(gòu)，安裝在所述床身上，包括油加熱器、熱
油循環(huán)泵、連接管，組成油加熱器4熱油循環(huán)泵—加熱輥1—連接
管—加熱輥2—油加熱器的循環(huán)回路；數(shù)控分切機構(gòu)，安裝在所述床 身上，包括位于工件兩惻的兩把圓剪刀，以及控制所述圓剪刀行程的 氣缸；電控系統(tǒng)，用于對上述各機構(gòu)、系統(tǒng)進行電氣控制。
其中，所述包繞機還包括箔料工作臺，安裝在所述床身上，所 述箔料工作臺上水平設(shè)置有標(biāo)志尺，用于控制鋁箔的放置位置；所述 箔料工作臺上還設(shè)有側(cè)定位尺，用于控制鋁箔與工件的垂直度。
其中，所述箔料工作臺的工作臺面為環(huán)氧板。
其中，所述包繞機還包括收放料機構(gòu)，安裝在所述床身上，包 括放料架，用于裝卸原料巻；送料機構(gòu)，與所述放料架連接，用于 將所述原料卷輸送到數(shù)控分切機構(gòu)；廢料收料裝置，與所述送料機構(gòu) 連接，用于回收分切后的廢料；測長裝置，用于檢測分切料的長度； 全自動張力控制器。用于檢測原料卷的張力。
其中，所述測長裝置為光電編碼器。
其中，所述主傳動系統(tǒng)還包括層數(shù)測量裝置，用于測量鋁管上電 纜紙的層數(shù)變化。
其中，所述壓緊機構(gòu)還包括鎖緊機構(gòu)，用于當(dāng)壓力輥處于最高點 時，將所述壓力輥鎖死。
其中，所述加熱輥l和加熱輥2表面鍍硬鉻，硬度要求
HRC68 72。
其中，所述圓剪刀上設(shè)置有位置定位和鎖死機構(gòu)。 其中，上述所有傳動部件均具有安全罩。
上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點上述全自動包繞機能夠適應(yīng)不同厚度電纜紙的自動化包繞，兩支撐輥可加熱，自動分切臺階，滿足不同 電壓等級產(chǎn)品要求，通過緊密測量分切長度，張緊力控制，保證了絕 緣紙的收放精度。且絕緣紙運行有安全裝置和報警裝置，若有斷紙時 自動停車和報警，緊急情況下也可以手動停車，傳動部件具有安全罩,
用于保證安全。包繞后的產(chǎn)品一致性好，在高電壓下穩(wěn)定性好，局部 放電量小，絕緣性能優(yōu)異。另外，該全自動包繞機還具有操作簡便、 實用維護方便等特點。


圖l是本實用新型實施例的 一種全自動包繞機走料結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1:壓力輥支撐軸；2:伺服電機；3:氣壓圓刀；4:圓刀 輥；5:過輥；6:放料輥；7:廢料輥；8:放卷傳感器過輥；9:主 軸；10:橡膠壓輥；11:收卷傳感器過輥；12:工作臺面；13:加熱 輥；14:鋁管；15:壓力輥；16:氣缸。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步 詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新 型的范圍。
本實施例的全自動包繞機主要用于整張紙通過數(shù)控分切圓刀的 裁剪，最終包繞成兩端或一端呈階梯形的紙管，該包繞機包括以下部 分主傳動系統(tǒng)、壓緊機構(gòu)、加熱輥機構(gòu)、箔料工作臺、數(shù)控分切機 構(gòu)、收放料機構(gòu)、床身、氣動回路、電控系統(tǒng)。本機的放料、分切、 包繞加工均以機器的寬度中心面為加工中心。
主傳動系統(tǒng)由主電機、減速器、活動萬向聯(lián)軸器、支撐座、主軸、 層數(shù)測量裝置組成。在包繞過程中，主電機通過減速器、活動萬向聯(lián) 軸器使主軸帶動鋁管一同旋轉(zhuǎn)，并隨著包繞直徑的增加，主軸中心線 隨同水平升高。主電機釆用矢量控制電機，與減速器連接，并與加熱 輥位于同一平面上，減速器輸出端通過活動萬向聯(lián)軸器與主軸的活動軸承座連接，主軸活動軸承座通過無間隙緊密滾動軸承導(dǎo)向，采用氣 動平衡裝置保持軸承座在包繞過程中的穩(wěn)定性好，無振動，保證包繞 質(zhì)量。需要巻繞的絕緣紙能緊緊纏繞在鋁管上，通過彈簧芯軸塞進鋁 管，將鋁管放置在前后兩個加熱輥間，用連接銷將彈簧芯軸與套管巻 繞機主軸連接，通過旋緊螺套，使彈簧芯軸漲緊鋁管，鋁管中心軸線 應(yīng)與設(shè)備中心軸線對齊。主電機釆用矢量控制電機，由主控制器根據(jù) 包繞程序要求，通過三菱公司生產(chǎn)的變頻器控制主電機起動、制動及 轉(zhuǎn)速變化。如果卷繞過程出現(xiàn)問題，需要重新卷繞時，將控制器旋鈕 檸至手動位置，通過腳踏開關(guān)控制主電機反轉(zhuǎn)，退出已卷繞的紙，并 通過層數(shù)測量裝置反饋層數(shù)變化，確保巻繞過程中各參數(shù)的正確性。 主傳動系統(tǒng)還包括可靠的制動系統(tǒng)，保證制動后主軸旋轉(zhuǎn)小于0.1轉(zhuǎn)
每秒。層數(shù)測量裝置釆用緊密編碼器測量，測量精度為0.36。。
壓緊機構(gòu)在兩個加熱輥和鋁管上方有壓力輥，在工作過程中， 依靠上壓臺自重及兩側(cè)壓緊氣缸所產(chǎn)生的壓緊力，使上壓輥根據(jù)包繞 紙的寬度，對紙簡產(chǎn)生一個恒定的壓力，最大壓力為42KN。通過控 制壓緊氣缸的開關(guān)，控制壓力輥上升，或下降壓住鋁管。每次繞制時， 根據(jù)所繞制紙管的長度，通過手工調(diào)整氣動回路調(diào)壓器，以調(diào)節(jié)兩側(cè) 氣缸的壓緊力。在開始安裝鋁管或工作結(jié)東拆卸成品時，壓緊機構(gòu)處 于上升狀態(tài)，即位于最高點，并且由鎖緊機構(gòu)鎖死上壓臺，以防止出 現(xiàn)意外，造成擠傷事故。
加熱輥機構(gòu)包括兩只足夠剛度的中空加熱輥及導(dǎo)熱油加熱循環(huán) 回路，兩加熱輥水平對稱放置，采用軸承支撐兩端，外表面熱處理磨 削后，鍍硬鉻，硬度達到HRC68 72,以杜絕工作過程中，金屬粉末 污染工件。導(dǎo)熱油加熱循環(huán)回路為油加熱器—熱油循環(huán)泵—加熱 輥1—連接管—加熱輥2—油加熱器。在工作工程中，不允許出現(xiàn)滲油、 漏油現(xiàn)象。加熱溫度通過溫度調(diào)節(jié)器控制固態(tài)繼電器的通斷間隙的長 短，來控制加熱元件的發(fā)熱量，以達到精確控制加熱溫度的目的。箔料工作臺工作臺面為10mm厚環(huán)氧板，以保證工作臺面的清 潔，減少金屬材料的污染。箔料工作臺用于在繞制過程中，鋁箔的定 位與放置，工作臺上設(shè)有一把以設(shè)備中心線為起點的2.5m標(biāo)志尺，用 于控制鉬箔的放置位置，工作臺上還設(shè)有位于中心線兩側(cè)的側(cè)定位 尺，用于控制鋁箔與工件中線的垂直度。左、右側(cè)定位尺主要定位需 要防止鋁箔時的位置，每一次定位位置的變化，均由伺服電機帶動滾 珠絲枉，步進移動側(cè)定位尺。主控制器根據(jù)工件加工要求，以及包繞 速度，發(fā)出相應(yīng)指令，驅(qū)動控制伺服電機，步進定長控制左、右側(cè)定 位尺的位置。
數(shù)控分切機構(gòu)包括分別位于中心線兩側(cè)的左、右圓剪刀。主控 制器根據(jù)加工工件要求，以及包繞速度，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，驅(qū)動 控制伺服電機，步進定長控制左、右圓剪刀的位置。左、右圓剪刀主 要用于分切工件包繞所需絕緣紙，絕緣紙每 一次的分切寬度的變化， 均伺服電機帶動滾珠絲杠，步進移動左、右圓剪刀實現(xiàn)。在分切過程 中，其步進量為一恒定值，但可以通過觸摸屏進行參數(shù)設(shè)置。當(dāng)分切 完一件成品所需的包繞長度后，左、右圓剪刀根據(jù)主控制器發(fā)出的指 令，在1 2個步進量上完成從最小寬度到最大寬大的位置變換，此步 進量也可以通過觸摸屏進行參數(shù)設(shè)置。左、右圓剪刀也可以在放料開 始時，通過電動絲桿傳動調(diào)整機構(gòu)調(diào)整好分切位置后，在整個包繞過 程中，左、右圓剪刀有足夠的剛度，保持橫向位置不變。左、右圓剪 刀均具有位置定位和鎖死機構(gòu)，以防止意外發(fā)生。在工作開始的放料 過程中，左、右圓剪刀處于抬起位置，使刀片不與絕緣紙抵觸，便于 絕緣紙的放料，當(dāng)絕緣紙通過送料輥壓緊后，手動控制將左、右圓剪 刀放下，左、右圓剪刀的放下深度可以通過手動調(diào)整氣缸的行程來控 制。
收放料機構(gòu)包括放料架、送料機構(gòu)、廢料收料裝置、測長裝置、 全自動張力控制器等。放料架用于放置原料卷，能夠方便的裝卸原料巻，并能在加工過程中有效固定、轉(zhuǎn)動原料卷，并能提供足夠的驅(qū)動 力和張緊動力。放料軸采用張緊軸固定原料巻，使用壓塊進行手動張 緊。釆用磁粉制動器，由放料張力檢測器來檢出材料在包繞過程中的 張力，通過全自動張力控制器的制動轉(zhuǎn)矩來控制放料的張力。送料機 構(gòu)用于將展開的帶料送入刀架進行分切，并能在加工過程中通過電機 變頻進行無級送料調(diào)速，并能夠提供足夠的驅(qū)動、張緊動力。其中送 料機構(gòu)的送料輥要求具有高強度耐磨。廢料收料機構(gòu)，釆用兩套單獨 的廢料收料機構(gòu)收集分切后的原料，廢料收料機構(gòu)用于放置廢料料 卷，可以方便的裝卸廢料料卷，并能在加工過程中有效固定、轉(zhuǎn)動廢 料料卷，并能通過全自動張力控制器控制磁粉離合器的輸出轉(zhuǎn)矩，對 鋁管提供足夠、可調(diào)的驅(qū)動、張緊動力.及適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)數(shù)。測長裝置通過 精密光電編碼器進行測長，測量出實際分切料的長度，測量精度為
0.5mm。全自動張力控制器由張力檢測器測定卷料的張力，然后把張 力數(shù)據(jù)變成張力信號傳回全自動張力控制器，從而自動調(diào)整離合器及 制動器的激磁電流來控制卷料的張力。
床身釆用焊接結(jié)構(gòu)，外表面所有焊縫均需磨平、打光，床身及所 有的焊接件均需要進行實效處理，以保證設(shè)備在使用過程中的穩(wěn)定 性。氣動回路，包括壓緊機構(gòu)的雙壓緊氣缸聯(lián)動升降及氣動控制回路、 圓剪刀及測長輥可調(diào)行程氣缸升降及控制回路。
電控系統(tǒng)，包括帶彩色觸摸顯示屏的工控機構(gòu)成的點控系統(tǒng)，還 包括三菱公司生產(chǎn)的變頻器以及松下公司生產(chǎn)的雙交流伺服送料系 統(tǒng)，電控系統(tǒng)由按鈕站和電控柜組成。全線電控系統(tǒng)具有系統(tǒng)運行安 全、穩(wěn)定、可靠、易觀察、維護方便的特點。按鈕站(含彩色觸摸顯 示屏)位于接料車旁，放料按鈕位于送料機旁，按鈕站簡單明了，各 按鈕標(biāo)有名稱標(biāo)志，符合人機工程要求。彩色觸摸顯示屏能夠顯示包 繞寬度、包繞速度和包繞層數(shù)，操作員通過彩色觸摸顯示屏完成包繞 參數(shù)的選擇和修改等操作。圖l是本實用新型實施例的全自動包繞機走料的結(jié)構(gòu)示意圖，絕
緣紙在放料軸6的驅(qū)動下經(jīng)過過輥5到達圓刀輥4，通過控制伺服電機2 來控制氣壓圓刀3工作，分切后的廢料經(jīng)過輥5和廢料軸7進入廢料收 料機構(gòu)，分切后的工件依次經(jīng)過放巻傳感器過輥8、橡膠壓輥10和主 軸9、收卷傳感器過輥11進入兩個熱夾輥13之間，通過氣缸16控制壓 力輥15圍繞壓力輥支撐軸1旋轉(zhuǎn)，壓緊鋁管。其中，在繞制過程中， 在工作臺面12上進行鋁箔的放置與定位工作。
本實用新型的全自動包繞機不僅可以應(yīng)用于電纜紙的包繞，還可 以用于鋁箔電容套管的包繞，以及變壓器套管或其它產(chǎn)品的套管的包 繞。
由以上實施例可以看出，本實用新型實施例的全自動包繞機能夠 適應(yīng)不同厚度電纜紙的自動化包繞，兩支撐輥可加熱，自動分切臺階， 滿足不同電壓等級產(chǎn)品要求，通過緊密測量分切長度，張緊力控制， 保證了絕緣紙的收放精度。且絕緣紙運行有安全裝置和報警裝置，若 有斷紙時自動停車和報警，緊急情況下也可以手動停車，傳動部件具 有安全罩，用于保證安全。包繞后的產(chǎn)品一致性好，在高電壓下穩(wěn)定 性好，局部放電量小，絕緣性能優(yōu)異。另外，該全自動包繞機還具有 操作簡便、實用維護方便等特點。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提 下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新 型的保護范圍。
權(quán)利要求1、一種全自動包繞機，其特征在于，包括床身；主傳動系統(tǒng)，安裝在所述床身上，包括主電機、減速器、活動萬向聯(lián)軸器和主軸，主電機通過減速器、活動萬向聯(lián)軸器使主軸帶動用于卷繞電纜紙的鋁管一同旋轉(zhuǎn)；壓緊機構(gòu)，安裝在所述床身上，包括位于所述鋁管兩側(cè)的加熱輥1、加熱輥2以及位于鋁管上方的壓力輥；加熱輥機構(gòu)，安裝在所述床身上，包括油加熱器、熱油循環(huán)泵、連接管，組成油加熱器→熱油循環(huán)泵→加熱輥1→連接管→加熱輥2→油加熱器的循環(huán)回路；數(shù)控分切機構(gòu)，安裝在所述床身上，包括位于工件兩側(cè)的兩把圓剪刀，以及控制所述圓剪刀行程的氣缸；電控系統(tǒng)，用于對上述各機構(gòu)、系統(tǒng)進行電氣控制。
2、 如權(quán)利要求l所述的全自動包繞機，其特征在于，所述包繞 機還包括箔料工作臺，安裝在所述床身上，所述箔料工作臺上水平設(shè)置有 標(biāo)志尺，用于控制鋁箔的放置位置；所述箔料工作臺上還設(shè)有側(cè)定位 尺，用于控制鋁箔與工件的垂直度。
3、 如權(quán)利要求2所述的全自動包繞機，其特征在于，所述箔料 工作臺的工作臺面為環(huán)氧板。
4、 如權(quán)利要求3所述的全自動包繞機，其特征在于，所述包繞 機還包括收放料機構(gòu)，安裝在所述床身上，包括 放料架，用于裝卸原料卷；送料機構(gòu)，與所述放料架連接，用于將所述原料卷輸送到數(shù)控分切機構(gòu)；廢料收料裝置，與所述送料機構(gòu)連接，用于回收分切后的廢料；測長裝置，用于檢測分切料的長度；全自動張力控制器。用于檢測原料卷的張力。
5、 如權(quán)利要求4所述的全自動包繞機，其特征在于，所述測長裝置為光電編碼器。
6、 如權(quán)利要求1所述的全自動包繞機，其特征在于，所述主傳動系統(tǒng)還包括層數(shù)測量裝置，用于測量鉬管上電纜紙的層數(shù)變化。
7、 如權(quán)利要求1所述的全自動包繞機，其特征在于，所述壓緊機構(gòu)還包括鎖緊機構(gòu)，用于當(dāng)壓力輥處于最高點時，將所述壓力輥鎖 死。
8、 如權(quán)利要求1所述的全自動包繞機，其特征在于，所述加熱 輥1和加熱輥2表面鍍硬鉻，硬度要求HRC68 72。
9、 如權(quán)利要求1所述的全自動包繞機，其特征在于，所述圓剪 刀上設(shè)置有位置定位和鎖死機構(gòu)。
10、 如權(quán)利要求l所述的全自動包繞機，其特征在于，上述所有 傳動部件均具有安全罩。
專利摘要本實用新型公開了一種全自動包繞機，包括床身；主傳動系統(tǒng)，安裝在床身上，包括主電機、減速器、活動萬向聯(lián)軸器和主軸，主電機通過減速器、活動萬向聯(lián)軸器使主軸帶動用于卷繞電纜紙的鋁管一同旋轉(zhuǎn)；壓緊機構(gòu)，安裝在床身上，包括位于所述鋁管兩側(cè)的加熱輥1、加熱輥2以及位于鋁管上方的壓力輥；加熱輥機構(gòu)，安裝在床身上，包括油加熱器、熱油循環(huán)泵、連接管，組成油加熱器→熱油循環(huán)泵→加熱輥1→連接管→加熱輥2→油加熱器的循環(huán)回路；數(shù)控分切機構(gòu)，安裝在床身上，包括位于工件兩側(cè)的兩把圓剪刀，以及控制圓剪刀行程的氣缸；電控系統(tǒng)，用于對上述各機構(gòu)、系統(tǒng)進行電氣控制。該全自動包繞機具有操作簡便、實用、維護方便等特點。
文檔編號B31C11/00GK201309285SQ200820122648
公開日2009年9月16日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者瞿祖根, 胡品忠, 金國平 申請人:瞿祖根