一种用于扁带及复合镶嵌的超导线材的高速密排收线机

摘要

一种用于扁带及复合镶嵌的超导线材的高速密排收线机，包括有进线系统，稳定力矩控制的旋转伺服系统和高精度位移控制的横移平台伺服系统；采用旋转力矩控制伺服电机控制收线转矩配合压线摆臂和配重砝码的结构方式，保证了线材在收线过程中的力矩稳定，同时采用专门的排线压线装置将扁带及复合镶嵌结构超导线材稳定的压在线轮上，保证了排线的精度；在横移方向上，采用横移伺服电机配合高精度的滚珠丝杠实现整个横移平台的横向移动，同时将线速度用线速度检测编码器反馈到伺服控制系统内部，保证排线精度；解决了由于一般收线机的控制不平稳，对扁带及复合镶嵌的超导线产生的截面的扭转对于超导线的成品率及超导磁体不可逆转的损害。

说明书

技术领域

本发明属于线材加工技术领域，特别涉及一种用于扁带及复合镶嵌的超导线材的专用高速密排的收线机。

背景技术

超导线主要分为三种：圆线、矩形扁带(rectangular wire) 和镶嵌式扁带(wire-in-channel)。矩形超导线在超导磁体绕制的过程中，线材的排列更整齐，线材之间的间隙更小，产生的磁场更均匀。由于一般收线机的控制不平稳，对扁带及复合镶嵌的超导线产生的截面的扭转对于超导线的成品率及超导磁体的损害是不可逆转的。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于扁带及复合镶嵌的超导线材的专用高速密排的收线机，解决了扁带及复合镶嵌超导线材在生产过程中由于收线机不稳定产生的截面扭转问题，提高成品率和生产效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种用于扁带及复合镶嵌的超导线材的高速密排收线机，包括有进线系统，进线系统的左侧设有稳定力矩控制的旋转伺服系统和高精度位移控制的横移平台伺服系统，横移平台伺服系统位于旋转伺服系统后侧；

所述的进线系统包括有进线结构支架，进线结构支架的左侧设有进线导向支架，进线导向支架的左侧设有进线导向轮，右侧设有进线压线轮；在进线导向轮与进线压线轮之间设有测速轮；测速轮上设有线速度检测编码器；进线结构支架右侧设有调节轮支架，调节轮支架上设有进线角度调节轮；调节轮支架上方的配重砝码通过蝶形螺栓固定在压线摆臂左端；压线摆臂的右端设有排线压线装置；排线压线装置压在扁带或复合镶嵌结构超导线材上，通过配重砝码的调节使排线压线装置下的线材稳定的压在线轮上；

所述的稳定力矩控制的旋转伺服系统包括线轮，旋转力矩控制伺服电机和线轮装嵌装置；线轮10 通过线轮装嵌装置16固定在旋转力矩控制伺服电机13上，由旋转力矩控制伺服电机13带动线轮10旋转，通过旋转力矩控制伺服电机带动整体旋转，旋转力矩控制伺服电机带内部编码反馈系统；

所述的高精度位移控制的横移平台伺服系统包括横移平台，横移伺服电机，滚珠丝杠和横移平台连接装置；横移平台连接装置将稳定力矩控制的旋转伺服系统整体固定在横移平台上；横移伺服电机通过高精度的滚珠丝杠实现整个横移平台的横向移动，横移伺服电机带内部编码反馈系统。

所述的进线导向轮由两个线轮组成，两个线轮间隔可进行微调，以控制中心进线中心位置。

所述的进线压线轮和进线角度调节轮均采用不伤线材的材质。

所述的配重砝码重量可根据工艺需要更换，配重砝码的位置可前后移动。

所述的排线压线装置内设有防止磨伤线材的内衬材料。

所述的线轮的直径为：Φ250mm≤线轮直径≤Φ630mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：该装置采用旋转力矩控制伺服电机控制收线转矩配合压线摆臂和配重砝码的结构方式，保证了线材在收线过程中的力矩稳定，同时采用专门的排线压线装置将扁带及复合镶嵌结构超导线材稳定的压在线轮上，防止了由于收线过程力矩控制不稳定产生的线材左右偏移度，保证了排线的精度。在横移方向上，采用横移伺服电机配合高精度的滚珠丝杠实现整个横移平台的横向移动，同时将线速度用线速度检测编码器反馈到伺服控制系统内部，保证排线精度；解决了由于一般收线机的控制不平稳，对扁带及复合镶嵌的超导线产生的截面的扭转对于超导线的成品率及超导磁体不可逆转的损害。

附图说明

图1为本发明的结构主视图。

图2为本发明图1的俯视图。

图中，1. 进线导向轮，2.测速轮，3. 线速度检测编码器，4.进线压线轮，5. 进线导向支架，6. 配重砝码，7. 进线角度调节轮，8. 压线摆臂，9. 排线压线装置，10. 线轮，11. 进线结构支架,12. 横移平台，13. 旋转力矩控制伺服电机，14. 横移伺服电机，15. 滚珠丝杠，16.线轮装嵌装置，17. 横移平台连接装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1、2，本发明用于扁带及复合镶嵌结构超导线材的收线功能，包括有进线系统，稳定力矩控制的旋转伺服系统和高精度位移控制的横移平台伺服系统；

进线系统包括有进线结构支架11，进线结构支架11的一侧设有进线导向轮1，测速轮2，进线导向支架5，配重砝码6，进线角度调节轮7，压线摆臂8，排线压线装置9，以及安装在进线导向支架5上面的进线压线轮4和安装在测速轮2上面的线速度检测编码器3。

进线导向轮1由两个线轮组成，两个线轮间隔可进行微调，以控制中心进线中心位置。线速度检测编码器3安装在测速轮2上，通过安装在进线导向支架5上的进线压线轮4上下调节合适位置，对进线进行压线，以增加扁带及复合镶嵌结构超导线材在测速轮2上的接触面积，并且减少在拉线过程中的震动。线速度检测编码器3通过对在线速度的检测反馈到整体系统中对整体精密排线进行线速度反馈。

配重砝码6通过蝶形螺栓固定在压线摆臂8上，配重砝码6可根据工艺需要进行不同重量的砝码更换，同时可对配重砝码6的位置进行前后移动，在主要是为了配合力矩的精确控制。进线压线轮2和进线角度调节轮7均采用不伤线材的材质。

排线压线装置9安装在压线摆臂8的前侧，在排线压线装置9内安装有防止磨伤线材的内衬材料，排线压线装置9压在扁带或复合镶嵌结构超导线材上，通过配重砝码6的调节使得排线压线装置9下的线材稳定的压在线轮10上，同时防止了由于收线过程力矩控制不稳定产生的线材左右偏移度，保证了排线的精度。

稳定力矩控制的旋转伺服系统包括线轮10，旋转力矩控制伺服电机13和线轮装嵌装置16；系统可选用多款线轮10，最小直径可为Φ250mm，最大可达Φ630mm。线轮10 通过线轮装嵌装置16固定在旋转力矩控制伺服电机13上，由旋转力矩控制伺服电机13带动线轮10旋转，通过旋转力矩控制伺服电机13带动整体旋转，旋转力矩控制伺服电机13带内部编码反馈系统。

高精度位移控制的横移平台伺服系统包括横移平台12，横移伺服电机14，滚珠丝杠15和横移平台连接装置17；横移平台连接装置17将稳定力矩控制的旋转伺服系统整体固定在横移平台12上。横移伺服电机14通过高精度的滚珠丝杠15实现整个横移平台12的横向移动，横移伺服电机14带内部编码反馈系统。

本发明的工作过程如下：

本发明用于扁带及复合镶嵌结构超导线材的收线功能，通过调节进线导向轮1的间距，将线材夹在进线导向轮1中，再将线材压在测速轮2上，通过调节进线导向支架5上的进线压线轮4的高度实现线材在测速轮2上的贴合面积。线材通过进线角度调节轮7，排线压线装置9缠绕在线轮10上。绕好线轮10后通过调节配重砝码6的重量和前后位置保证线材稳定的压在线轮10上。收线机通过旋转力矩控制伺服电机13实现恒力矩控制，通过横移伺服电机14实现横移控制，通过线速度检测编码器3将线速度反馈到系统内部实现高精度控制。