專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大型電力變壓器伺服控制線(xiàn)圈組裝架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種線(xiàn)圈組裝架，主要是用作大型電力變壓器線(xiàn)圈組裝的工作平
臺(tái)，屬變壓器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大型電力變壓器的線(xiàn)圈繞制完成以后，需要在一個(gè)可升降的組裝架或工作平臺(tái)上 進(jìn)行組裝。組裝架一般由一個(gè)水平臺(tái)板和用于支撐并調(diào)節(jié)水平臺(tái)板高度的四個(gè)立柱組成。 傳統(tǒng)的四柱式線(xiàn)圈組裝架的四個(gè)立柱采用同一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，四個(gè)立柱之間設(shè)置有機(jī)械傳動(dòng) 裝置，以確保四個(gè)立柱同步升降，使水平臺(tái)板始終保持平穩(wěn)。這種采用機(jī)械同步方式的線(xiàn)圈 組裝架控制簡(jiǎn)單，但立柱間的機(jī)械傳動(dòng)裝置會(huì)占用部分作業(yè)面積，而且操作者在水平臺(tái)板 下進(jìn)行裝配作業(yè)時(shí)很容易受其磕絆，給線(xiàn)圈組裝帶來(lái)不便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種立柱之間沒(méi)有任何障礙物
的大型電力變壓器伺服控制線(xiàn)圈組裝架。 本實(shí)用新型所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種大型電力變壓器伺服控制線(xiàn)圈組裝架，構(gòu)成中包括水平臺(tái)板和四個(gè)立柱，所 述四個(gè)立柱結(jié)構(gòu)相同，均由柱體和裝于柱體上的導(dǎo)向小車(chē)、絲杠副和帶有減速機(jī)的伺服電 機(jī)組成，所述導(dǎo)向小車(chē)通過(guò)豎直導(dǎo)軌與柱體連接，且導(dǎo)向小車(chē)和豎直導(dǎo)軌之間通過(guò)滾輪構(gòu) 成滾動(dòng)接觸；所述伺服電機(jī)固定于柱體上，并通過(guò)減速機(jī)和絲杠副驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)，所述水平 臺(tái)板與四個(gè)立柱上的導(dǎo)向小車(chē)固定連接，四個(gè)立柱上的伺服電機(jī)均由臺(tái)板升降控制電路驅(qū) 動(dòng)。 上述大型電力變壓器伺服控制線(xiàn)圈組裝架，所述臺(tái)板升降控制電路由開(kāi)關(guān)信號(hào)輸 入電路、觸摸屏、可編程序控制器PLC和四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的驅(qū)動(dòng)單元組成，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入 電路包括安裝于四個(gè)立柱上的十二個(gè)限位開(kāi)關(guān)，每個(gè)立柱上安裝三個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別是臺(tái) 板下限位開(kāi)關(guān)、臺(tái)板原點(diǎn)位置開(kāi)關(guān)和臺(tái)板上限位開(kāi)關(guān)，十二個(gè)限位開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)分別接 PLC的XB、XC、XD、X11 X13、X17 X19、X1D、X1E端；所述觸摸屏接PLC的P0RT1接口 ；所 述四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元分別對(duì)應(yīng)四個(gè)立柱上的伺服電機(jī)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元由一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成， 所述伺服驅(qū)動(dòng)器的Ll L3端接三相電源，U、V、W端和脈沖編碼器接口接伺服電機(jī)，其輸入 輸出接口的8、12、13、19、21、22、23、39、41腳接PLC。 本實(shí)用新型在每個(gè)立柱上都設(shè)置了獨(dú)立的伺服電機(jī)，組裝架的高度由四個(gè)伺服電 機(jī)共同控制，臺(tái)板升降控制電路用于控制各伺服電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，使組裝架的水平臺(tái)板始終 保持平穩(wěn)。本實(shí)用新型的各個(gè)立柱之間無(wú)需設(shè)置機(jī)械傳動(dòng)裝置，因而可節(jié)省寶貴的作業(yè)面 積，使操作人員能夠在沒(méi)有障礙物的情況下，十分方便地在水平臺(tái)板下進(jìn)行裝配作業(yè)，大大 提高了線(xiàn)圈組裝的工作效率。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型的平面布置圖； 圖2是立柱的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是升降控制裝置的電原理框圖； 圖4是升降控制裝置的電原理圖。 圖中各標(biāo)號(hào)為1、水平臺(tái)板；2、減速機(jī)；3、絲杠副；4、柱體；5、豎直導(dǎo)軌；6、立柱； 7、導(dǎo)向小車(chē)；8、臺(tái)板下限位開(kāi)關(guān)；9、臺(tái)板原點(diǎn)位置開(kāi)關(guān)；10、臺(tái)板上限位開(kāi)關(guān)；11、滾輪； PLC、可編程序控制器；K1、第一立柱臺(tái)板下限位開(kāi)關(guān)；K2、第一立柱臺(tái)板原點(diǎn)位置開(kāi)關(guān)；K3、
第一立柱臺(tái)板上限位開(kāi)關(guān)；K4、第二立柱臺(tái)板下限位開(kāi)關(guān)；K5、第二立柱臺(tái)板原點(diǎn)位置開(kāi) 關(guān)；K6、第二立柱臺(tái)板上限位開(kāi)關(guān)；K7、第三立柱臺(tái)板下限位開(kāi)關(guān)；K8、第三立柱臺(tái)板原點(diǎn)位 置開(kāi)關(guān)；K9、第三立柱臺(tái)板上限位開(kāi)關(guān)；K10、第四立柱臺(tái)板下限位開(kāi)關(guān)；K11、第四立柱臺(tái)板 原點(diǎn)位置開(kāi)關(guān)；K12、第四立柱臺(tái)板上限位開(kāi)關(guān)；CMP、觸摸屏；A-1 A-4、驅(qū)動(dòng)單元；SQ1 SQ12、光電開(kāi)關(guān)；QD、伺服驅(qū)動(dòng)器；M、伺服電機(jī)；RZ、制動(dòng)電阻。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型使用伺服電機(jī)M的編碼器與伺服驅(qū)動(dòng)器QD構(gòu)成半閉環(huán)，并將脈沖反饋 PLC，從而構(gòu)成雙重保護(hù)。同時(shí)，本實(shí)用新型采用軟件同步技術(shù)，保證了工作臺(tái)的平衡，為變 壓器線(xiàn)圈的裝配提供一個(gè)穩(wěn)定的工作平臺(tái)。在操作上采用了觸摸屏CMP，設(shè)計(jì)了人性化的操 作界面，方便了操作。 參看圖1、圖2，水平臺(tái)板1為線(xiàn)圈組裝的工作平臺(tái)，其四個(gè)角與四個(gè)立柱6上的導(dǎo) 向小車(chē)7連接，每個(gè)導(dǎo)向小車(chē)共有16個(gè)滾輪，以實(shí)現(xiàn)該小車(chē)的前后左右的定位和上下的導(dǎo) 向作用，導(dǎo)向小車(chē)7通過(guò)絲杠副3與帶有減速機(jī)2的伺服電機(jī)M連接，在伺服電機(jī)M的驅(qū)動(dòng) 下，導(dǎo)向小車(chē)7可沿豎直導(dǎo)軌5上下運(yùn)動(dòng)，使水平臺(tái)板1的高度發(fā)生變化。臺(tái)板下限位開(kāi)關(guān) 8(對(duì)應(yīng)圖4中的K1、K4、K7、K10)、臺(tái)板原點(diǎn)位置開(kāi)關(guān)9(對(duì)應(yīng)圖4中的K2、K5、K8、K11)、臺(tái) 板上限位開(kāi)關(guān)IO(對(duì)應(yīng)圖4中的K3、 K6、 K9、 K12)用于給PLC提供水平臺(tái)板1高度的反饋 信號(hào)。 參看圖4，四個(gè)柱的升降驅(qū)動(dòng)均采用伺服電機(jī)M，伺服電機(jī)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器QD來(lái)驅(qū) 動(dòng)，伺服驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為GS0210A，它通過(guò)一系列的控制算法，實(shí)現(xiàn)電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的 閉環(huán)伺服控制。四個(gè)伺服電機(jī)M的控制采用PLC，PLC的型號(hào)為FP-X C60，伺服電機(jī)M的內(nèi) 置脈沖編碼器通過(guò)脈沖編碼器接口 JK給伺服驅(qū)動(dòng)器QD提供反饋信號(hào)，構(gòu)成系統(tǒng)半閉環(huán)控 制，同時(shí)，該編碼器的脈沖輸出還反饋回PLC，其反饋的頻率可以通過(guò)參數(shù)"電機(jī)編碼器反饋 信號(hào)的輸出的分頻系數(shù)"來(lái)調(diào)節(jié)，由PLC計(jì)算各個(gè)立柱上的導(dǎo)向小車(chē)7升降的高度，以消除 控制誤差，增強(qiáng)可靠性。四個(gè)柱分別裝臺(tái)板下限位開(kāi)關(guān)、臺(tái)板原點(diǎn)位置開(kāi)關(guān)、臺(tái)板上限位開(kāi) 關(guān)(均采用光電開(kāi)關(guān))，分別用于各立柱導(dǎo)向小車(chē)7的上下極限位置的檢測(cè)，以及系統(tǒng)調(diào)試 和回原點(diǎn)的操作。操作采用觸摸屏CMP，可以進(jìn)行相對(duì)進(jìn)給、絕對(duì)進(jìn)給等操作。 圖4中只畫(huà)出了與第一立柱對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元A-1的結(jié)構(gòu)，其它三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的結(jié) 構(gòu)與此相同，不同之處是與PLC的不同端口相連接。 人機(jī)界面共五個(gè)主操作界面，分別是升降絕對(duì)進(jìn)給、升降相對(duì)進(jìn)給、升降回原點(diǎn)、參數(shù)設(shè)定。升降操作方式是，首先設(shè)定升降回原點(diǎn)的操作界面，點(diǎn)回原點(diǎn)的按鈕，升降機(jī)構(gòu) 降自動(dòng)返回原點(diǎn)的光電開(kāi)關(guān)處，此時(shí)輸入原點(diǎn)高度，以后無(wú)論絕對(duì)進(jìn)給還是相對(duì)進(jìn)給，都以 原點(diǎn)高度為基準(zhǔn)。在絕對(duì)進(jìn)給界面，輸入目標(biāo)高度，系統(tǒng)將自動(dòng)上升或下降。在相對(duì)進(jìn)給界 面，輸入升降高度，需點(diǎn)上升或下降按鈕人工控制升降，系統(tǒng)另設(shè)各電機(jī)單獨(dú)調(diào)整，用于微 調(diào)。在參數(shù)設(shè)置界面，可以設(shè)置升降速度等參數(shù)，同時(shí)可以參看設(shè)備的狀態(tài)，用于設(shè)備自診 斷。 下面以與第一立柱對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元A-1為例，對(duì)驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行詳細(xì)介紹PLC的第 一立柱導(dǎo)向小車(chē)位置控制端Y0、 Yl接至第一驅(qū)動(dòng)單元A-l的伺服驅(qū)動(dòng)器QD的輸入輸出接 口的12和13腳，伺服驅(qū)動(dòng)器QD的脈沖反饋端，即輸入輸出接口的39和41腳接PLC的高 速計(jì)數(shù)通道X0、 XI端，在工作之初，伺服驅(qū)動(dòng)器在自檢完成后，如沒(méi)有故障，通過(guò)其輸入輸 出接口的19腳向PLC發(fā)出準(zhǔn)備好信號(hào)，如有故障，通過(guò)輸入輸出接口的22腳向PLC發(fā)出故 障信號(hào)，如PLC收到正常信號(hào)，則通過(guò)程序發(fā)出伺服使能信號(hào)，本程序分配為PLC的Y8端， 此時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器QD能接受脈沖信號(hào)。如PLC發(fā)現(xiàn)任一伺服驅(qū)動(dòng)器QD報(bào)警，則不能進(jìn)行升 降動(dòng)作，以免造成不平衡。PLC的Y9端接至伺服驅(qū)動(dòng)器QD輸入輸出接口的8腳，用于報(bào)警 的復(fù)位。伺服驅(qū)動(dòng)器QD的輸入輸出接口的19腳向PLC發(fā)出扭矩到達(dá)信號(hào)，用于在減速機(jī) 2等機(jī)械元件發(fā)生故障時(shí)，防止超過(guò)額定扭矩造成事故。在運(yùn)行過(guò)程中，PLC收到任一電機(jī) 扭矩到達(dá)信號(hào)，會(huì)中止運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 本實(shí)用新型采用軟件同步，四電機(jī)同步控制的數(shù)據(jù)表和指令如下FlDMVH1122DT120FlDMVK500DT122FlDMVK5000DT124FlDMVK300DT126FlDMVK10000DT128FlDMVKODT130F39D承DD210K1000 DT128F171SPDHD120KOF171SPDHD120KlF171SPDHD120K2F171SPDHD120K 在程序初始化之初，初始化內(nèi)存區(qū)域用于高速脈沖信號(hào)的控制，同步控制的數(shù)據(jù) 表和指令的具體的含義為Fl DMV H1122 DT120，設(shè)置控制模式，F(xiàn)l DMV K500 DT122，設(shè) 置控制的起始脈沖頻率，F(xiàn)l DMV K5000 DT124,設(shè)置控制的最高脈沖頻率，F(xiàn)l DMV K300 DT126，設(shè)置加速時(shí)間，F(xiàn)l DMV K10000 DT128,設(shè)置輸出總的脈沖數(shù)量，F(xiàn)l DMV KO DT130, 設(shè)置停止脈沖，這樣就完成了初始化工作，這些值只是劃分內(nèi)存使用，具體的值都可以在 參數(shù)設(shè)置界面中更改。在運(yùn)行中，操作者輸入的目標(biāo)值存放于D120，系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為 O.OOlmm，在操作者按下運(yùn)行后，程序首先計(jì)算目標(biāo)脈沖值，是用的指令為F39 D*D D210 K1000DT128，這樣就改變了上述初始化DT128中總的脈沖數(shù)，然后四個(gè)伺服控制通道同時(shí) 使用上述的初始化內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行控制，指令為F171 SPDH D120 KO、 F171 SPDH D120 Kl、 F171 SPDH D120K2、F171 SPDH D120 K3，這樣就保證了同步。為進(jìn)一步保證系統(tǒng)同步的可靠，伺服驅(qū)動(dòng)器QD的高速脈沖反饋同時(shí)輸出至PLC的高速計(jì)數(shù)通道，四個(gè)電機(jī)的高速計(jì)數(shù) 在運(yùn)行中實(shí)時(shí)比較，隨時(shí)糾正運(yùn)行中的不平衡。同時(shí)，在運(yùn)行過(guò)程中，程序?qū)崟r(shí)檢測(cè)異常信 號(hào)，如任一電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器QD報(bào)警，則中止其余電機(jī)的運(yùn)行，以免發(fā)生不平衡的現(xiàn)象。
權(quán)利要求一種大型電力變壓器伺服控制線(xiàn)圈組裝架，其特征是，構(gòu)成中包括水平臺(tái)板(1)和四個(gè)立柱(6)，所述四個(gè)立柱(6)結(jié)構(gòu)相同，均由柱體(4)和裝于柱體上的導(dǎo)向小車(chē)(7)、絲杠副(3)和帶有減速機(jī)(2)的伺服電機(jī)(M)組成，所述導(dǎo)向小車(chē)(7)通過(guò)豎直導(dǎo)軌(5)與柱體(4)連接，且導(dǎo)向小車(chē)和豎直導(dǎo)軌之間通過(guò)滾輪(11)構(gòu)成滾動(dòng)接觸；所述伺服電機(jī)(M)固定于柱體(4)上，并通過(guò)減速機(jī)(2)和絲杠副(3)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)(7)，所述水平臺(tái)板(1)與四個(gè)立柱(6)上的導(dǎo)向小車(chē)(7)固定連接，四個(gè)立柱(6)上的伺服電機(jī)(M)均由臺(tái)板升降控制電路驅(qū)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大型電力變壓器伺服控制線(xiàn)圈組裝架，其特征是，所述臺(tái)板升 降控制電路由開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路、觸摸屏(CMP)、可編程序控制器(PLC)和四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的 驅(qū)動(dòng)單元組成，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路包括安裝于四個(gè)立柱(6)上的十二個(gè)限位開(kāi)關(guān)，每 個(gè)立柱(6)上安裝三個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別是臺(tái)板下限位開(kāi)關(guān)(8)、臺(tái)板原點(diǎn)位置開(kāi)關(guān)(9)和臺(tái) 板上限位開(kāi)關(guān)(IO)，十二個(gè)限位開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)分別接可編程序控制器(PLC)的XB、XC、 XD、X11 X13、X17 X19、X1D、X1E端；所述觸摸屏(CMP)接可編程序控制器(PLC)的P0RT1 接口 ；所述四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元分別對(duì)應(yīng)四個(gè)立柱(6)上的伺服電機(jī)(M)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元由一個(gè)伺 服驅(qū)動(dòng)器(QD)構(gòu)成，所述伺服驅(qū)動(dòng)器(QD)的L1 L3端接三相電源，U、V、W端和脈沖編碼 器接口接伺服電機(jī)，其輸入輸出接口的8、12、13、19、21、22、23、39、41腳接可編程序控制器 (PLC)。
專(zhuān)利摘要一種大型電力變壓器伺服控制線(xiàn)圈組裝架，用于解決變壓器線(xiàn)圈組裝問(wèn)題。其技術(shù)方案是線(xiàn)圈組裝架的構(gòu)成中包括水平臺(tái)板和四個(gè)立柱，所述四個(gè)立柱結(jié)構(gòu)相同，均由柱體和裝于柱體上的導(dǎo)向小車(chē)、絲杠副和帶有減速機(jī)的伺服電機(jī)組成，所述導(dǎo)向小車(chē)通過(guò)豎直導(dǎo)軌與柱體連接，所述伺服電機(jī)固定于柱體上，并通過(guò)減速機(jī)和絲杠副驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)，所述水平臺(tái)板與四個(gè)立柱上的導(dǎo)向小車(chē)固定連接，四個(gè)立柱上的伺服電機(jī)均由臺(tái)板升降控制電路驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型的各個(gè)立柱之間無(wú)需設(shè)置機(jī)械傳動(dòng)裝置，因而可節(jié)省寶貴的作業(yè)面積，使操作人員能夠在沒(méi)有障礙物的情況下，十分方便地在水平臺(tái)板下進(jìn)行裝配作業(yè)，大大提高了線(xiàn)圈組裝的工作效率。
文檔編號(hào)H02K7/10GK201465797SQ20092010460
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者宋騰, 張晶晶, 肖海濱, 臧秀榮, 谷保立, 郄曉立 申請(qǐng)人:保定天威集團(tuán)有限公司