【正文】 常，穩(wěn)定工作。這樣就得大量的從國外進口。 它可以克服人為因素對線圈絕緣帶包繞質(zhì)量的影響。云母帶即絕緣帶的包繞就是由包帶機來完成的?！笆濉逼陂g，我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展 階段 ，能源 問題 是電力供應(yīng)雖然十分緊張，但電力建設(shè)規(guī)模之大，速度之快，是世界罕見的。 為了滿足電力工業(yè)的發(fā)展需要，相關(guān)的設(shè)備就必須能跟上形勢的發(fā)展。目前，國內(nèi)采用的包帶方法大多數(shù)仍是手動包帶或半自動包帶。在國內(nèi)，數(shù)控包帶機系統(tǒng)的研究與開發(fā)已有十多年的歷史，哈爾濱電機廠、上海電機廠等做出了一定的產(chǎn)品，但是由于設(shè)計和技術(shù)的一些問題，相關(guān)部分并沒有完全國產(chǎn)化。如在 2020 年 9月“江西特種電機股份有限公司首次公開發(fā)行股票招股意向書”中，其主要設(shè)備選型中就向股民聲明要引進瑞士依索拉公司的數(shù)控包帶機 . 除過大型發(fā)電機外，一些大、中型的電動機和發(fā)電機線圈也需要用包帶機來包繞絕******* II 緣帶。 在電氣元件的選擇方面，選擇了各個軸運動時所需的不同型號電動機。s rare. In order to meet the development needs of the electric power industry, related equipment must be able to keep pace with the development of the situation. Largescale hydropower and thermal power sector, will need to use largescale generators. Highvoltage motor stator windings of the main insulation from the formation of mica tape surrounded a half stack. Mica tape insulation zone that is surrounded by a belt pack to be pleted. At present, methods used to bring the package is still the majority of packages with manual or semiautomatic belt pack. In order to overe the many manmade factors on the quality of coil insulation wrapping with the impact and improve the productivity, the need to package with the use of CNC machine! At present, many largescale water, fire generator manufacturing pany has been using a package with multiaxis CNC machine, it can overe the manmade factors on the quality of coil insulation wrapping the impact zone. Germany, Switzerland and the technology level of the world39。Electric。初步預(yù)測“十一五”期間，全社會需電量增長平均將達 %、發(fā)電裝機容量增長速度可望達到 %。在大型發(fā)電機中電機的定子線圈稱線棒，需要包扎絕緣帶才能夠在實際生產(chǎn)中使 用。為了克服許多 的 人為因素對線圈絕緣帶包繞質(zhì)量的影響及 能夠有效 提高生產(chǎn)率，需要使用數(shù)控包帶機。目前國內(nèi)所用的多軸數(shù)控包帶機基本都是從國外進口的，產(chǎn)品主要來自于瑞士依索拉等公司。像中國北車集團永濟電機廠大功率風力發(fā)電機產(chǎn)業(yè)化技術(shù)改造項目的“數(shù)控包帶機、全自動漲型機招標公告中，要求滿足線圈直線段長 1 501 500mm。結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、腳踏開關(guān)、鏈條傳動、臺式操作。包帶時，要保持包帶頭中心時刻與電機線圈中心重合，并保持包帶盤平面與線圈橫截面在同一平面上。其產(chǎn)品適應(yīng)面窄，并目包絡(luò)質(zhì)量不易保證。它可以實現(xiàn) 6軸聯(lián)動，從而可以改變包帶盤的空間位置，自動跟蹤線圈中心位置，實現(xiàn)對線圈的包繞。機器人結(jié)構(gòu)數(shù)控包帶機基本上是進口產(chǎn)品。 數(shù)控包帶機 ： 包帶機工作原理：數(shù)控包帶機工作原理數(shù)控包帶機現(xiàn)在市場上主要有龍門架結(jié)構(gòu)和機器人結(jié)構(gòu)兩種形式，下面以龍門架結(jié)構(gòu)為例，介紹數(shù)控包帶機的工作原理。包帶小車所帶動的 機械部分被稱為包帶盤，包帶盤升降定義為 Z 軸， Z軸回轉(zhuǎn)為 C軸，包帶盤繞 B 點旋轉(zhuǎn)為 D軸，包帶盤自轉(zhuǎn)為 A軸。 圖 15 龍門架結(jié)構(gòu)數(shù)控包帶機 圖 16龍門架結(jié)構(gòu)簡圖 車 3 包帶盤包帶機工作時，線圈被線圈堅固系統(tǒng)固定。線圈的中心線是一個空間曲線，所以包帶過程中要不斷調(diào)整包帶盤的空間位置和姿態(tài)。 本系統(tǒng)采用在包帶盤上安裝示教叉的方法 ， 通過與示教叉相連接 ， 傳感器獲得位移數(shù)據(jù)，結(jié)自動示教算法自動地獲得線棒的中心線軌跡 。 3 ) 自動傾角纏繞絕緣帶要滿足一定的疊繞比 ， 才能滿足生產(chǎn)工藝要 ，要讓對稱安裝在包帶盤上的包帶卷和包帶盤平面之間有一個夾角 ， 即傾角，而且在換向時要自動翻轉(zhuǎn) 。 5 ) 故障自動檢測主要檢測系統(tǒng)電機驅(qū)動系統(tǒng)和氣頂支撐系統(tǒng)的故障，大部分功 能由 P L C 完成 ，并向上位機發(fā)出報警信號 。 確定機械、電氣設(shè)計方案。 傳動機構(gòu)：由電動機驅(qū)動齒輪齒條機構(gòu)完成。 寬度（ Y 軸） 長度：總的有效長度為 600mm ，運動軌跡為“ U”型軌跡。 測速裝置：采用計數(shù)編碼器。 驅(qū)動電動機的技術(shù)參數(shù)：驅(qū)動電動機采用 4極異步減速電動機，輸出功率為 200W，運行頻率是 50Hz，直線運動速度是 500 minmm 。 驅(qū)動電動機的技術(shù)參數(shù)：電動機類型及輸出功率滿足使用要求即可，可自行進行選取，運行頻率為 50Hz，轉(zhuǎn)速為 240 minr . 測速裝置：采用計數(shù)編碼器。蝸輪，蝸桿零件圖如圖 21，圖 22。 傳動機構(gòu)：采用蝸輪蝸桿機構(gòu)來完成。 機械工作原理 本自動包帶機采用雙軸式包膠帶，膠帶軸心距離按實際需要可以調(diào)整，山帶有兩個材 料夾具的圓盤通過翻轉(zhuǎn)交林使用，此圓盤內(nèi)側(cè)有兩個減速卡口，由移位電機帶動 。自動包膠帶機下而有一個踏板鍵，當工人裝好了材料后，腳踏踏板鍵完成一次包膠帶操作。 包膠帶機控制器設(shè)計 硬件設(shè)計 控制硬件山以 89C51 為核心，主 要山單片機控制器、數(shù)據(jù)存儲、信息顯示、操作鍵盤和隔離驅(qū)動等五部分組成，并且配置了數(shù)據(jù)存儲器掉電保護電路、地址譯碼電路和功能擴展接日。隔離驅(qū)動部分通過光電禍介與繼電器控制移位、切貼、卷付電機的啟停，有效隔離了電機與單片機之間的沖擊十擾。 數(shù)據(jù)存儲單元 數(shù)據(jù)存儲單元使用了 16K的 62128 數(shù)據(jù)存儲器， 用于保存系統(tǒng)參數(shù)和每次生產(chǎn)的現(xiàn)場信息，該部分配置了掉電保護電路如圖三， 62128 的片選端為高電平時，即進入微功耗狀態(tài)。由于 2CP 兩個二極管的端電壓小于 ，兩個二極管均小工作，則備用電源小提供電壓。 圖 23 單片機控制電路框圖 圖 24 掉電保護 軟件設(shè)計 程序設(shè)計主要山主程序和設(shè)置、生產(chǎn)、系統(tǒng)設(shè)置、信息查詢、 顯示、鍵盤等子程序構(gòu)成。 顯示子程序在生產(chǎn)工作時動態(tài)顯示包扎圈數(shù)、當前生產(chǎn)產(chǎn)量，在設(shè)置狀態(tài)下顯示各黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 種設(shè)置和操作信息，管理狀態(tài)下顯示各種系統(tǒng)信息和生產(chǎn)資料 。 驅(qū)動電動機的選擇與設(shè)計 在本次的設(shè)計中我們所用到的驅(qū)動電動機有實現(xiàn) X 軸、 Y 軸和 Z軸方向直線運動的驅(qū)動電動機；實現(xiàn) A軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電動機；實現(xiàn) B 軸、 C軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電動機：和實現(xiàn)張力的恒力距電動機。 由于所有的阻力載荷都是滾動摩擦，唯獨驅(qū)動 Z軸方向的直線運動的滾珠絲杠的滾動摩擦要比沿 X軸、 Y 軸方向的滾動導軌以及 B軸、 C軸方向滾動軸承所產(chǎn)生的摩擦要大得多。 主要的設(shè)計計算參數(shù)的確定 旋轉(zhuǎn)角度系數(shù) Lf 的確定： 我們選用的是 STK32054R 型號的滾珠絲杠，與之配合的螺母型號是 STK3205FKP3型，所以我們查得其基本動載荷率 KNCam ? 。 ?0d 滾珠絲杠的公稱直徑，我們在之前已經(jīng)對其值進行選擇過，我們查本次設(shè)計的表 取其值為 。 %%5 ????? ?? （ 3）計算理論傳動效率 ? 計算： ? ? ? ? a n a nt a n t a n 00 039。 ?p? 滾珠絲杠的實際傳動效率，我們所得其值為 。 而且， Z 軸方向的負載在突然斷電是要馬上自鎖，所以要求電動機本身帶有斷電負載保護的作用。 電流 額定轉(zhuǎn)矩 mN圖 31為電動機示意圖 圖 31 電動機示意圖 減速箱的選擇 根據(jù) Z 軸方向 min/500mm 的移動速度，我們算得滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速要求是100 min/r ，而電動機的額定轉(zhuǎn)速為 1300 min/r 。而且在運行頻率為 50Hz 時，額定輸出轉(zhuǎn)速為 120 min/r ，額定轉(zhuǎn)矩為 mN 即可。 輸出功率的校核 ： 由于我們選擇的扭矩合理，輸出功率肯定滿足要求，故不必進行校核 。 實現(xiàn)包帶頭旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動電動機的選型與設(shè)計 該部分的電動機我們已經(jīng)在進行包帶頭帶傳動的設(shè)計中完成了選擇，以下是選擇過程： 我們已經(jīng)在本章第 1節(jié)中的第 8 部分已經(jīng)對包帶環(huán)的質(zhì)量進行了精確估算，大約為黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 67kg ，重力為 670N 。 故我們?nèi)∮蜐櫥幕瑒幽Σ料禂?shù) ?? 。 所以我們計算包帶環(huán)啟動時的啟動力矩 1T ： RFT 39。 故我們算得： mNT 其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 32 110STM4010型伺服電動機的技術(shù)參數(shù)表 額定功率 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 4N m N本章就是通過對包帶機進行細致的黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 分析之后，選擇了與各軸工作時相配合的不同型號的電機。由于機床加工范圍較廣，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求機床執(zhí)行部件具有不同的運動速度，因此機床的主運動應(yīng)能進行調(diào)速，主軸調(diào)速系統(tǒng)一般采用交流主軸系統(tǒng)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床的主軸的交流拖動，同樣能夠很好滿足需要。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（ DC）。用于 電機控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率。 例如計算機電源的供電，在該項應(yīng)用中，變頻器用于抑制反向電壓、頻率的波動及電源的瞬間斷電。這時可以用估算 : 變頻器容量（ KW） 60 [W] 因為各變頻器廠家的硬件都差不多 , 所以上式可以針對各品牌的產(chǎn)品 . 注意： 如果有制動電阻的話，因為制動電阻的散熱量很大， 因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開， 如裝在柜子上面或旁邊等。如果在變頻器安裝時，把變頻器的散熱器部分放到控制機柜的外面，將會使變頻器有 70％的發(fā)熱量釋放到控制機柜的外面。變頻器散熱設(shè)計中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的，橫著放散熱會變差的 ! 關(guān)于冷卻風扇一般功率稍微大一點的變頻器， 都帶有冷卻風扇。 另外，散熱問題還要注意以下兩個問題： （ 1）在海拔高于 1000m 的地方，因為空氣密度降低，因此應(yīng)加大柜子的冷卻風量以改善冷卻效果。 （ 2）開關(guān)頻率：變頻器的發(fā)熱主要來自于 IGBT， IGBT 的發(fā)熱有集中在開和關(guān)的瞬間。改善電機低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù) ,使用 矢量控制 ，可以使電機在低速 ,如 (無速度傳感器時 )1Hz（對 4極電機，其轉(zhuǎn)速大約為 30r/min）時的輸出轉(zhuǎn)矩可以達到電機在 50Hz 供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩的 150％）。轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。 矢量控制 可以通過對電機端的電壓降的響應(yīng)，進行優(yōu)化補償，在不增 加電流的情況下，允許電機產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉(zhuǎn)換為摩擦和能消耗掉。在 用于提升類負載 ,在下降時 , 能量 (勢能 )也要返回到變頻器 (或電源 )側(cè) ,進行制動 .這種操作方法被稱作 再生制動 ，而該方法可應(yīng)用于變頻器制動。為了改善制動能力，不能制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個電壓范圍內(nèi)給出的。如果用大的電壓和頻率起動電機，例如使用工頻電網(wǎng)直接供電，就會產(chǎn)生一個大的起動沖擊（大的起動電流 (*2) ）。通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機低速時轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。舉例，電機在 100Hz時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降 低到 50Hz時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的 1/2。 （ 2）在斷續(xù)負載下，電機的轉(zhuǎn)速波動要小 。 另外，還要了解 數(shù)控車床主軸變頻的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運行模式 ，我們在書上能得到 主軸變頻控制的基本原理 ， 由異步電 機理論可知，主軸電機的轉(zhuǎn)速公式為 : n=（ 60f/p） （ 1s） （ 41） 其中 p— 電動機的極對數(shù)， s— 轉(zhuǎn)差率， f— 供電 電源 的頻率， n— 電動機的轉(zhuǎn)速。 （ 2）數(shù)控裝置到變頻器的速度或頻率信號 。分為直流和交流伺服電