机床用隔离变压器自动绕线装置设计与研究(通用版)
电气隔离在数控机床电气控制线路上的应用
电气 隔离 就是切 断 干扰 通道 ， 测控 装 置与 现 场 使 仅保 持信号联 系 ， 不直 接发 生 电的联 系 。脉 冲变 压 器
隔离 、 电隔离 、 电器隔离 和布线 隔离 等是工 控装置 光 继
中的测速机来 完成 。它将速 度信号转 变为 电压 信号值
电路 上把干扰信号 和 被干 扰 的部分 隔离 开来 ， 到 隔 达
离现 场干扰 的 目的 。通 过 电路把 传 递 干 扰 的路 径 切
断， 以抑制干扰信号 。通过采用 电气 隔离技术 ， 大多数
机床 的各种信 息及工作状 态通 过 Ｐ Ｃ传送 给 Ｃ Ｃ 使 Ｌ Ｎ ， Ｃ Ｃ能及 时地发 出下 一步 的控 制指 令 ， 现对 整个 机 Ｎ 实
电路 都能够很好 地抑 制 噪声 干扰 ， 使设 备符 合 电磁兼
容性 的要求 。
ｌ 典型数控机 床 电气控制
典 型的数控机床 的电气 控制系统 如图 １ 所示 。 数控 机床 的数据输入部 分功能是将各 种数据 和信 息输入 到数 控系统 ， 控 系统 （ Ｎ ） 数 Ｃ Ｃ 是数 控机 床控 制 系统 的 中枢 ， 过对全 部 功能指令 进 行解码 、 通 运算 ， 然 后发 出各 种运动命 令和 控制 命令 ， 以控制 各种 刀具 的
二＝口二
ｌＬ Ｐ Ｃ
ｌ
进给伺服 系自
扰而引起控 制系统产生误动 作 。为 了让控制 系统稳 定
工作 ， 系统设计与安装 时应采取一定 的抗干扰措施 。 在
位置测量
图 １ 数控机床 电气控制 系统
电气隔离技术 就是 较好 的抗 干 扰技 术之 一 ， 能从
机床变压器的原理分析
机床变压器的原理分析机床变压器是机床电气传动系统中常用的一种电源变压器。
其主要作用是将高电压电源转变为低电压电源，为机床的正常运行提供稳定的电源。
本文将分析机床变压器的工作原理和构造特点。
工作原理变压器基本原理是利用电磁感应现象，通过电磁感应耦合作用实现电压变换的一种电气设备。
机床变压器的工作原理也基于此。
机床变压器通常由两个线圈组成，包括一个主绕组和一个副绕组。
主绕组一般由大电流线圈组成，它用于接受高电压电源输入并将其转换为低电压电源。
副绕组一般由较小的线圈组成，它的作用是输出变压器的电流，从而为机床的电气传动提供动力。
将变压器接入电路时，主绕组的一侧将与电源相连，另一侧将与副绕组相连。
在主绕组输入电流的作用下，发生电磁感应现象，电流将通过铁心传向副绕组。
由于主绕组与副绕组通过磁芯连接，二者的电磁感应现象相互作用，相应地在副绕组中也发生电压变换。
通过这种方式，机床变压器将高电压电源转变为低电压电源，从而为机床的电气传动提供动力。
构造特点机床变压器的构造特点主要包括其铁心、线圈和绝缘桥三个方面。
铁心机床变压器的铁心通常由冷轧硅钢片制成。
为了提高铁芯的磁导率和降低铁芯的涡流损耗，冷轧硅钢片通常需要进行加工和处理。
为了保证铁芯在工作时保持稳定的性能，机床变压器的铁芯还需要进行定位和固定。
线圈机床变压器的线圈通常由绝缘导线制成，通过多组线圈绕制完成。
主绕组和副绕组的线圈通常由不同的导线或直径不同的导线组成，以保证变压器的工作稳定。
机床变压器的线圈的数量和型号通常根据机床的功率、电压和电流等因素计算确定。
绝缘桥机床变压器的线圈和铁芯之间通常需要进行隔离，以消除可能发生的电气干扰影响。
为了保证这种隔离的稳定性和可靠性，机床变压器还需要配备绝缘桥。
绝缘桥通常由绝缘板等材料组成，具有良好的绝缘性能和高的耐电压能力。
总结机床变压器是机床电气传动中常用的电源变压器。
其工作原理基于电磁感应现象，通过主绕组和副绕组的数量和型号差异，实现高电压电源向机床低电压电源的有效转换。
(15)隔离变压器(27页)
好
好
好
差
好
好
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下图是三种隔离变压器的性能测试结果。
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④ 在超级隔离变压器初级与次级线圈之间又插进“磁场屏 蔽板”，专门用来隔离初级与次级线圈之间的泄漏电感，以 防止泄漏电感将初级这一侧的干扰感应至次级这一侧。
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⑤ 对超级隔离变压器而言，要使线圈一点也不外露，必须 对其进行严密的多重盒式屏蔽。把包好绝缘的初级和次级 绕组分别放进各自的法拉弟屏蔽盒。要注意屏蔽盒既要密 闭，又不能短路，而且要有良好的接地。目前大多采用在 绝缘薄膜上覆铜箔的材料制作屏蔽盒。当然也可采用铜箔 直接包制，但体积、重量要比前一种方法大，代价也高。 ⑥最后，超级隔离变压器必须对初级和次级绕组的引出线 进行严格屏蔽。引出线必须采用屏蔽线或双层屏蔽线，其 屏蔽层与各自屏蔽盒焊接起来，两个法拉弟屏蔽盒的引出 线要尽可能短，并从不同方向引出。
铁芯
外壳 次级 引出 端子
磁场屏蔽板 铁芯
次级线圈
a) 超级隔离变压器
初级线圈 次级线圈 b) 普通隔离变压器 QIANZHENYU 11
对超级隔离变压器（图a）： ①超级隔离变压器一般采用E形铁芯（对于功率较大的变 压器，也可以选用C形铁芯，以减轻变压器的重量），铁 芯的夹件和变压器的屏蔽外壳做成一体，直接用螺栓与铁 芯紧固在一起，使变压器的整体结构紧凑。 ②铁芯的材料采用在高频杂波分量作用下其磁导率会急剧 下降的材料。
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机床电气控制系统设计
03
机床电气控制系统的设计原则
保证产品质量和产量
精度控制
机床电气控制系统应具备 高精度的控制能力，以保 证加工零件的尺寸精度和 形状精度。
恒定切削力
符合环保要求
低噪声设计
采用低噪声电机和减速机等元件 ，降低机床运行时的噪声。
节能设计
优化电气控制系统设计，降低机 床的能耗，达到节能减排的目的
。
减少废弃物排放
合理设计机床的冷却系统，减少 冷却液的使用量，降低环境污染 。同时，应合理利用废弃物，如 废切削液等，减少对环境的污染
。
04
机床电气控制系统的设计步骤
降低劳动强度
通过机床电气控制系统， 可以实现自动化和智能化 控制，从而降低工人的劳 动强度，提高生产效益。
保障生产安全
机床电气控制系统具有较 高的安全性和稳定性，能 够有效地避免事故的发生 ，保障生产安全。
机床电气控制系统的历史与发展
历史
机床电气控制系统的发展可以追溯到20世纪初，当时人们开 始使用继电器来实现对机床的控制，随着技术的发展，逐渐 演变为使用PLC、单片机等现代控制器。
在设计控制部分时，需要考虑控制元件的选择、组合和优化，以及控制程序的编写和调试。此外，还 需要考虑控制部分的防干扰措施，以避免因电磁干扰而引起的电气故障。
保护部分
保护部分是机床电气控制系统的重要组成部分，它由各种 保护装置（如热继电器、熔断器等）组成。保护部分的主 要功能是保护电机和整个控制系统免受电气故障的影响。
对编写的程序进行调试和测试，确保控制功能正常实现。
变压器的智能绕线功能系统毕设论文
变压器的智能绕线功能系统[摘要] 文章介绍了一种基于ATMEL公司的MEGA16单片机控制的变压器绕线系统。
论述了系统的工作原理、硬件实现及软件编程方法。
系统包括单片机控制电路、传感器检测电路、电机驱动电路、键盘输入和液晶显示电路几部分。
绕线与排线两轴无机械耦合，通过电气解耦和软件控制，保证了两轴的同步驱动，实现了柔性化数字控制。
传统老式的绕线机在使用时存在着一些功能缺陷：匝数记数不清；线盘甩线等；在绕制细微漆包线时，出现无法达到整齐排线，绕线张力无法控制等问题，特别是绕制线径较小的一些线圈和传感器机芯线圈时，问题尤为突出。
这些缺点严重影响了绕线的质量。
本设计解决了以上问题，且适用于细微漆包线的缠绕，用它绕制的细微漆包线线圈，不仅张力稳定，排线整齐，而且利用液晶屏提供了友好的人机界面，实现绕线工艺的柔性化，工艺参数修改方便，效果较好。
实践证明，上述控制系统应用于绕线机具有操作简单，运行可靠，自动化程度高，控制精度高、工作稳定可靠等优点。
[关键词] 绕线机；单片机；传感器；电机The Intelligent Coiling System of Transformer[Abstract] The article introduced a kind of transformer round line system based on the MEGA16 MCU of ATMEL company. It discusses working principle, hardware realization and the software plait distance method of system. The system includes the MCU controlled circuit, the transducer detected circuit, electromotor drive circuit, keyboard imported circuit and LCD show circuit .The two stalks of round line and row line have no mechanical coupling, and the system control through the electric solution coupling and software controlling, to promise synchronously drive of the two stalks, and carry out a gentle numerical control.The traditional old style rounds line machines have some function blemishes while using , such as , counting circle not exactly , line tray throwing line and so on . While rounding small line wrap around lacquer, it can't arrange line tidily and can't control the strain while rounding line .The problem is outstanding, especially when rounding some small diameter winding and some winding of sensor's core .These weaknesses seriously influenced the quality to round linear. This design works out the problems above, and it is applicable to round the small line wraps around lacquer. Not only the tension is stable and the line is arranged tidily, but also the design provided the man-machine interface of amity, making use of the LCD screen. It realized that the craft is gentle to turn, craft parameter is convenience to change, and the effect is better .Practice proved that the system mentioned above have a great many of advantages , such as , operated simple, run credibility, high automation degree, high control accuracy, work steadily and reliably.[Key words] Rounding line machine；MCU；Sensor；Electromotor目录0 前言-------------------------------------------------------------------11 系统概述---------------------------------------------------------------31.1 系统功能要求-----------------------------------------------------31.2 系统组成---------------------------------------------------------32 系统设计方案的比较-----------------------------------------------------52.1 控制器的方案论证与选择-------------------------------------------52.2 直流电机的方案论证与选择-----------------------------------------52.3 显示电路的方案论证与选择-----------------------------------------63 系统硬件设计-----------------------------------------------------------83.1 单片机电路-------------------------------------------------------83.1.1 A VR单片机内部结构-------------------------------------------83.1.2 A VR单片机引脚功能------------------------------------------113.1.3 A VR单片机最小系统电路--------------------------------------123.1.4 A VR单片机PWM电路-----------------------------------------143.2 电源电路--------------------------------------------------------143.2.1 电源电路结构------------------------------------------------153.2.2 电源芯片引脚功能--------------------------------------------153.3 直流电机驱动电路------------------------------------------------173.4 传感器电路------------------------------------------------------173.5 液晶显示电路----------------------------------------------------184 系统的软件设计--------------------------------------------------------194.1 直流电机控制子程序----------------------------------------------194.2 键盘子程序------------------------------------------------------194.3传感器子程序----------------------------------------------------214.4 步进电机控制子程序----------------------------------------------214.5 显示子程序------------------------------------------------------224.6 主程序----------------------------------------------------------245 系统调试--------------------------------------------------------------255.1 硬件调试--------------------------------------------------------255.1.1 电源电路的调试----------------------------------------------255.1.2 直流电机电路的调试------------------------------------------255.1.3 步进电机电路的调试------------------------------------------255.1.4 传感器电路的调试--------------------------------------------255.1.5 液晶电路调试------------------------------------------------255.1.6 键盘电路调试------------------------------------------------255.2 软件调试--------------------------------------------------------25 结论---------------------------------------------------------------------26 致谢语-------------------------------------------------------------------27 参考文献-----------------------------------------------------------------28 附录一原理图------------------------------------------------------------29 附录二程序--------------------------------------------------------------30 附录三英文原文----------------------------------------------------------47 附录四中文译文----------------------------------------------------------580前言随着电子电器工业的发展，线圈的需求量越来越大、品种也越来越多，从大型的电力变压器、牵引电机绕组到充电用的微型线圈、节能灯具用线圈，以及各类电子设备都使用线圈。
线材自动卷绕装置控制系统的设计.
目录1绪论 (I)1.1课题提出与研究意义 (3)1.2 线材卷绕系统的发展现状 (4)2 线材卷绕系统的特点与应用场合 (5)2.1线材自动卷绕系统的特点 (5)2.2线材自动卷绕系统的优点 (5)2.3 线材自动卷绕系统的应用领域 (6)3 线材自动卷绕系统的设计要求 (7)3.1 线材自动卷绕系统的控制要求 (7)3.2 线材自动卷绕系统中被控对象和元件之间的逻辑控制关系 (7)4 PLC控制系统设计原则 (8)4.1可编程控制器的简介 (8)4.2 PLC 的一般结构 (8)4.3 PLC产品一些常见的技术指标 (8)4.4 PLC的选用原则 (9)4.5 PLC控制系统设计基本的原则 (9)4.6 PLC控制系统设计的基本内容 (9)4.7 PLC控制系统设计的一般步骤 (9)4.8 PLC控制系统设计的方法 (10)5 线材自动卷绕系统的设备选型 (11)5.1 线材自动卷绕系统设计图 (11)5.2 PLC的选型 (11)5.3 触摸屏的选型 (12)5.4 变频器的选型 (12)5.5 旋转编码器的选型 (12)5.6 步进电动机的选型 (12)5.7 步进电机驱动器的选型 (13)5.8 其他设备选型 (13)6 线材自动卷绕系统的理论设计 (14)6.1 线材自动卷绕系统的初步设计 (14)6.2 卷绕的进入速度识别 (14)6.3 卷绕速度计算 (14)6.4 线材卷绕导向部分 (15)6.5 卷绕的长度测定 (15)6.6 卷绕的误差补偿 (15)7 线材自动卷绕系统的程序设计 (16)7.1 I\O分配 (16)7.2 程序设计 (17)8 线材自动卷绕系统的触摸屏画面设计 (24)8.1 触摸屏画面设计概述 (24)8.2 触摸屏画面的设计 (24)9 线材自动卷绕系统主轴卷绕部分设计 (28)9.1 MMX-440C 变频器与三相异步电动机的链接 (28)9.2 变频器的参数设置与接线 (28)总结 (30)参考文献 (31)附录 (32)线材自动卷绕系统设计材料清单 (32)致谢 (33)1绪论1.1课题提出与研究意义在工业生产中，有时需要对生产出的线材进行卷绕或要将线材卷绕规定的匝数（如变压器线圈），缠绕到规定直径的卷轴上。
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机床用隔离变压器自动绕线装置
设计与研究(通用版)
机床用隔离变压器自动绕线装置设计与研究
(通用版)
导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。
生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。
当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。
"安全第一"
的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。
本文设计了一种CNC自动绕线装置，专门用于机床隔离变压器线圈自动绕线。
本装置的创新点在于：应用普通的车床CNC系统作为自动绕线机的控制编程单元，糅合了伺服马达和滚珠丝杠作排线机构和绕线机构。
本机具有广泛的市场需求和工业应用前景。
隔离变压器绕线机主要应用于变压器线包初级和次级线圈的绕制工艺环节。
目前行业上一般使用的绕线机90%以上都是普通绕线机，需要由人工来完成漆包线线头压紧和整齐排列漆包线这两个动作。
本文提出一种能自动压紧线头，自动排线和通过调用程序直接实现换产品生产的CNC自动绕线装置。
这种装置利用普通的车床数控系统作编程和控制单元，用CNC编程语言来实现动作，不必记住各种繁琐的参数设定，设备通用多款隔离变压的生产，能有效提高绕线工序的效率减轻工人劳动强度和对熟练工的依赖程度。
CNC自动绕线机的原理
CNC自动绕线装置利用GSK96普通车床CNC系统作为编程和动作控制单元，通过调用预先编好的程序实现不同产品的生产。
由于绕线的线径，速度，排线距离等参数已经通过CNC程序编好，所以在自动绕线过程中，工人可以解放出来，干别的工序。
自动绕线机的工作流程CNC自动绕线机的结构
自动绕线机主要由自动绕线单元，自动排线单元，自动压线单元，CNC装置电箱单元和机架单元这五个单元组成。
2.1自动排线单元
排线单元主要由：广数80SJT伺服电机，滚珠丝杆，轴承，联轴器，直线导轨，导线轮组合，导线轮支撑架，松下PML53传感器等零部件组成。
排线单元的工作原理是：利用电机的旋转运动通过滚珠丝杆变成直线运动，完成隔离变压器的准确排线动作。
本自动绕线机的MAX最大排线距离为190mm，排线精度达±0.02mm，通过导线轮组的调整，可令漆包线达到要求的张紧力，以满足排线绕线之用。
可广泛用于0.8kV，1.2kv，3kv，4kv，10kv等多款隔离变压器的生产，设备通用性强，排线质量优良。
2.2自动压紧单元
压紧单元主要由：气缸，可调支撑架，传感器和自动压紧机构等
零部件组成。
压紧机构的工作原理是：接收来自CNC系统的指令，气缸启动，自动压紧漆包线线头和固定工装，之后压紧机构上的传感器将压紧信息反馈给CNC系统，在CNC系统确认了到位后，设备压紧动作完成并通过CNC系统显示出准备自动绕线排线的信号。
2.3自动绕线单元
绕线单元主要由广数130SJT伺服电机，同步带，同步带轮，主轴，可方便更换工装等零部件组成。
绕线单元的工作原理是：通过电机的转动，带动主轴和工装的旋转，因为漆包线线头通过压紧单元已经压紧在工装上，在缠绕力和摩擦力的作用下，漆包线就会按设计好的速度绕着工装进行自动绕线的动作。
绕线单元通过接收来自CNC系统的指令，按预先编好的CNC程序完成绕线动作。
2.4机架单元
架单元主要由：操作面板，主体机架，漆包线放置架，电箱放置架，CNC系统放置架，安全防护罩，气压回路等零部件组成。
它主要为绕线设备提供一个基座，方便各执行单元和控制单元的合理布置和固定。
2.5CNC装置电箱单元
CNC装置电箱单元主要由：GSK96普通车床数控系统，广数SJT系
列电机驱动器和各按钮开关等电器部件组成。
我们利用CNC系统作为设备的控制，编程系统，柔性地控制了设备的动作和编程。
优点是：操作工人只需简单的编程知识，输入常用的CNC代码就能控制整台设备，也能通过CNC显示屏达到人机交换互动的效果。
该装置控制原理是：通过调用CNC程序，由CNC装置发出相应的信号给驱动器，驱动器再控制电机作相应的动作。
本文针对机床用隔离变压的绕线效率低，自动化程度不高，工人劳动量大，产品更换时人工输入调机调参数麻烦等问题。
设计出一款结合了CNC系统，伺服电机和滚珠丝杆的高精度，操作简便的自动绕线机。
本机通用性比较好，可通用于0.8kv-10kv的隔离变压器生产，操作简单，产品质量统一，提高生产效率和劳动强度明显。
通过设备的小批量投产试验和在实际生产中的应用检验，得出的结果是：效率明显提升，质量稳定，对熟手工人的依赖程度降低，复杂动作和劳动量大的动作都交给了设备来完成。
这对企业应对产品多样化，劳动力流动率大，产品质量统一等方面有比较好的帮助作用。
XX设计有限公司
Your Name Design Co., Ltd.。