T_CWAN 0025-2021 全自动焊丝层绕机通用技术条件.pdf

ICS 25.160.30 CCS J 33 团体标准 T/CWAN 00252021 全自动焊丝层绕机 通用技术条件 General specification for automatic wire winding machine 2021-12-30 发布 2022-02-01 实施 中国焊接协会 发 布 目次 前言.II 1 范围.3 2 规范性引用文件.3 3 术语和定义.3 .4 4 结构.5 基本原理.5 组成部件.5 5 技术要求.5 环境与工作条件.5 系统控制条件.6 外观要求.6 绕丝规格.6 零部件功能要求.6 零部件加工要求.7 装配要求.7 性能要求.8 电气安全要求.8 空载要求.8 负载要求.9 6 检验方法.9 检验工具.9 外观检验.10 绕丝规格检验.10 零部件功能检验.10 零部件加工检验.10 装配检验.10 性能要求检验.10 电气安全检验.10 空载检验.11 负载检验.11 7 检验规则.11 检验分类.11 出厂检验.11 型式检验.12 检验项目要求.12 8 标志、包装、运输与贮存.12 标志.12 包装、运输和贮存.12 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国焊接协会提出并归口。本文件起草单位：长沙衡开智能科技有限公司、聚力新材料科技(日照)有限公司、哈尔滨焊接研究院有限公司、长沙西姆西焊接材料有限公司、国家电网有限公司技术学院分公司、诺力智能装备股份有限公司、常熟市龙腾焊材科技有限公司。本文件主要起草人：邹湘衡、洪新东、刘裕来、彭青春、武鹏博、刘自刚、方建筠、张文清、彭金华、唐林、成立、彭立华、孟波、嵇文斌、陈鹏、徐亦楠。全自动焊丝层绕机 通用技术条件 1 范围 本文件规定了全自动焊丝层绕机（以下简称：层绕机）的术语和定义、结构、技术要求、检验方法、检验规则、标志、包装、运输与贮存要求。本文件适用于全自动焊丝层绕机。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 1958 产品几何技术规范（GPS）几何公差 检测与验证 GB/T 2894 安全标志及其使用导则 GB/T 4879 防锈包装 GB/T 5048 防潮包装 GB/T 5226.1 机械电气安全机械电气设备 第1部分：通用技术条件 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 13539.1 低压熔断器 第1部分：基本要求 GB/T 17701设备用断路器 GB/T 26802.1 工业控制计算机系统 通用规范 第1部分：通用要求 JB/T 5994 装配通用技术要求 JB/T 7601.1 电线电缆专用设备 基本技术要求 第1部分：一般规定 JB/T 7601.3 电线电缆专用设备 基本技术要求 第3部分：铸件 JB/T 7601.4 电线电缆专用设备 基本技术要求 第4部分：焊接件 JB/T 7601.5 电线电缆专用设备 基本技术要求 第5部分：锻件 JB/T 7601.9 电线电缆专用设备 基本技术要求 第9部分：装配 JB/T 8828 切削加工件 通用技术条件 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。全自动焊丝层绕机 full-automatic wire coiling 将工字轮焊丝分卷到焊丝盘上制造出小盘焊丝成品的全自动设备。层绕机主机 main machine 固定并带动焊丝盘进行绕丝，自动完成焊丝绕丝过程中首丝、尾丝、供盘、卸盘等动作的设备。张力柜 tension cabinet 缓冲并反馈焊丝绕丝与送丝之间的速度差，保证焊丝层绕过程中张力平稳的设备。放线机 uncoiling machine 固定并带动工字轮焊丝半成品进行自动送丝及退丝的设备。盘仓 rolls storage 存放空焊丝盘并能规律地将其输出的设备。首丝 first wire 焊丝层绕前将焊丝头部固定到焊丝盘上的动作。尾丝 last wire 焊丝层绕完成后将焊丝尾部固定到焊丝盘上的动作。焊丝盘 wire roll 塑料、金属或其它材料制作，用作固定卷绕小盘焊丝成品的圆形框架。工字轮 i-wheel 金属制作，用作固定卷绕大盘焊丝半成品的圆形框架。盘定位 rolls positioning 将焊丝盘首丝、尾丝孔定位到固定角度的动作。送盘 offering Rolls 将盘定位后的焊丝盘送到绕丝准备位置的动作。卸盘 unloading rolls 将小盘焊丝成品从层绕机上卸出的动作。排线 arrange wire 绕丝中将焊丝规律排布在焊丝盘上的动作。首丝靠边 first wire keep to the side 绕丝开始时使焊丝从焊丝盘边缘开始排列的动作。校直 straighten 使焊丝按照需要的翘曲输出的动作。4 结构 层绕机包括电控柜、主机、校直器、排线器、张力柜、放线机及辅助机构，结构如图 1 所示。电控柜主机绕线主轴排线器校直器张力柜放线机 图1 层绕机结构示意图 基本原理 主机能执行首丝、尾丝、卸盘、盘定位、送盘等动作，达到全自动运行的要求，放线机放线电机与主机绕线电机速度取得平衡，当恒线速度焊丝从工字轮经过张力柜后，排线电机将张力恒定的焊丝规律排布在焊丝盘上。组成部件 a）放线机：电机驱动放线主轴旋转，确保放线主轴带动工字轮旋转完成送丝及退丝工序。b）张力柜：包括绕丝轮、舞轮和反馈元件，作用是使反馈元件将舞轮的上下运动摆幅反馈给控制系统动态调整速度，确保绕丝系统稳定运行并使焊丝张力恒定。c）绕线主轴：电机驱动绕丝主轴旋转，将焊丝绕到焊丝盘上，可使用金属、塑料或其它材料焊丝盘进行绕丝。d）排线器：排线电机驱动快速换向，实现焊丝的精确位移。e）校直器：包括校直轮和锁紧装置，使焊丝校直，以满足焊丝使用时的松弛直径和翘曲要求。f）电控柜：包括变频器、伺服驱动器和PLC等，PLC应符合GB/T 26802.1规定，是设备的控制核心，控制整机的运转。g）辅助机构：包括盘定位、送盘、首丝、尾丝、卸盘、首丝靠边等机构，协助实现全自动绕丝。5 技术要求 环境与工作条件 a）环境温度：045时可正常运行；b）相对湿度：90%；c）电源：电压：380V 10%，频率：50Hz 1%；d）压缩空气：压强0.50.8MPa时可正常运行，流量需大于等于15L/min；e）海拔：1500m；f）粉尘：3mg/m3；以上条件之外的特殊使用条件，由供需双方协商决定。系统控制条件 a）系统控制方式：满足一周7天24小时无故障连续工作的控制器；b）绕丝驱动方式：旋转运动重复定位精度满足0.1 的运动机构；c）排线驱动方式：直线运动重复定位精度满足0.1mm的运动机构；d）放线机驱动方式：旋转运动重复定位精度满足1 的运动机构；。外观要求 a）外观整洁美观、无损伤、无锈蚀或机械形变；b）涂装饱满、牢固、光亮、无流痕、无气泡。绕丝规格 a）焊丝规格：1.0mm或1.2mm；b）焊丝盘规格：145（底径）270mm（外径）90mm（内宽）；52（轴孔）；c）工字轮规格：630mm-1000mm；零部件功能要求 5.5.1 主机 表1 主机功能 序号 功能 功能要求 1 主功能 包括绕丝，退丝、停止三大功能；2 辅助功能 包括盘定位、送盘、首丝、尾丝、卸盘等辅助动作，协助完成整个 全自动流程；3 异常处理 包括紧急停止与复位功能，处理设备报警等异常情况，保证人员、设备安全；4 触摸屏操作 包括该设备的所有信息及功能，是人机交互的窗口。5.5.2 放线机 表2 放线机功能 序号 功能 功能要求 1 送丝 绕丝时送丝；2 退丝 退丝时绕丝，并有排线机构使焊丝分布排列到工字轮上；3 紧急停止 在遇到紧急情况时，设备将立即停止所有动作；4 停止 非紧急情况，设备将缓慢平稳停机。5.5.3 张力柜 表3 张力柜功能 序号 功能 功能要求 1 夹丝 张力柜压丝气缸将把焊丝压紧，防止焊丝移动；2 松开 张力柜压丝气缸松开，允许焊丝移动；3 脚踏开关 当压丝气缸压紧焊丝时，踩下脚踏开关，放线机将反转往后收线，当压丝气缸松开时，踩下脚踏开关，放线机将正转往前放线。5.5.4 排线器 将每一层的焊丝排列整齐。5.5.5 校直器 调整松弛直径和翘曲。5.5.6 绕线主轴 表4 绕线主轴功能 序号 功能 功能要求 1 绕丝 旋转绕丝；2 退丝 退丝时送丝；3 加速 在绕丝或退丝时，具备加速功能；4 减速 在绕丝或退丝时，具备减速功能。零部件加工要求 a）层绕机应符合本文件的要求，并按照规定程序批准的样图及技术文件制造；b）产品的电气、气动等元件及其他配套件，应有合格证，并需进行试验；c）一般机械加工件应符合JB/T 7601.1的相关规定；d）所有铸件应符合JB/T 7601.3的相关规定；e）焊接件及热处理件应符合JB/T 7601.4的相关规定；f）锻件应符合JB/T 7601.5的相关规定；g）切削加工件应符合JB/T 8828的相关规定。装配要求 表5 装配要求 序列 部件名称 装配要求 1 顶紧尾架 移动灵活，无卡顿 2 抓盘挂钩机械手 定位准确，符合定位精度要求，动作畅通，无异响 3 排线器 来回工作顺畅，无卡顿 4 各旋转体部件 转动灵活 5 接近开关、伺服电机等电器 工作点 工作正常 6 各气缸 工作正常 a）自制零件、部件必须按规定检验合格后方可用于装配，外购件、外协件必须有制造厂的产品质量检验合格证明，并按规定验收后方可用于装配；b）装配前应根据图纸和装配工艺文件，合理调整各环节装备的精度；c）过盈配合或单配、选配的零件在装配件对有关尺寸应严格复查；d）各组件机身、机座、旋转体、线盘架的就位水平，只许调平，不得强压；e）轴承、齿轮及蜗杆传动部件、过盈配合、紧固件、连接件、制动器、离合器的装配工序应符合JB/T 7601.9的相关规定；f）传动系统要求平衡、连续；g）各紧固件连接应紧固，不能有松动现象，扭力符合设计要求；h）装配质量应符合JB/T 5994的相关规定。性能要求 a）绕丝速度：24m/s；b）噪音80dB；c）设备良率98%；d）设备稼动率95%。电气安全要求 a）电压波形应为正弦波，电网电压的波动不超过额定值的 10%，电网电压频率的波动不超过额定值的 1%，三相电压允许不平衡度4%；b）电气设备和线路的绝缘必须良好，裸露的带电导体应该安装于无法接触的位置，否则必须设置安全栏杆和明显的警告标志，或采取其它可靠的防护措施；c）设备的带电部分与地面及其他带电部分应保持一定的安全距离；d）电气设备的金属外壳，可能由于绝缘损坏而带电的，必须根据技术条件采取保护性接地或者接零的措施；e）电气设备应采取装设熔断器和断路器等不同类型的保护措施；f）电气设备的安装地点应设安全标志；g）常用的传感器和电磁阀等电气元件，需使用36V及以下安全电压；h）存在大量蒸汽、气体、粉尘的工作场所，要使用密闭式电气设备；i）电气设备和线路都要符合规格，并且应该定期检修；j）电气设备的开关应该指定专人管理。空载要求 5.10.1 主机：a）停止时间：6s；b）动平衡：G40；c）各执行机构动作顺畅。5.10.2 张力柜：舞轮运行顺畅。5.10.3 放线机：a）最大转速1200转/分；b）动平衡：G40；c）地径与轴心同轴度0.5；d）尾顶轴伸缩顺畅。5.10.4 机组：a）噪音80dB；b）轴承及油池温度：温升30。负载要求 表6 负载要求 部件名称 技术要求 放线工字轮 1）动平衡达到G6.3；2）地径与轴心的同心度要求满足 0.2 mm；焊丝盘 1）销孔、首丝孔、尾丝孔的位置必须固定统一；2）带槽焊丝盘的内线槽宽度与焊线直径相匹配；检验对象 技术要求 成品规格性能 焊丝规格 mm 线速度 m/s 产能 盘/h 重量 kg/盘 1.0 24 18 20 0.05 1.2 24 18 20 0.05 焊丝松弛直径 5001200 mm 焊丝翘曲 20 mm 平均电耗 0.30.35kw h/盘 换盘节拍 2225 s/次 6 检验方法 检验工具 序号 仪器名称 量程 最小精度 1 卷尺 0.0013m 1mm 2 卷尺 0.00110m 1mm 3 数字万用表 AC 0.1750V 0.1%或 0.1V 4 数显游标卡尺 0.05120mm 0.05mm 5 分贝仪 30130dB 0.4dB 6 对中仪 0.000110m 0.01mm 7 张力仪 10800Hz 1Hz 8 数显游标卡尺 0.0001300mm 0.01mm 9 拉力计 2.5500N 2.5N 10 转速计 1099999RPM 0.04%外观检验 a）外观以目测法逐项检查，符合5.3的要求，目视检查各部件安装状态；b）紧固件做防松标记、螺帽无打滑迹象，外观油漆及安全标志；c）发黑件表面干净，无锈迹、油迹；d）覆盖件无划伤、碰伤、弯曲变形，外观颜色一致，无色差；e）护罩表面及内孔无尖角、棱边部分圆滑，无毛刺、无锋利割手现象。绕丝规格检验 以目测法逐项检查，符合5.4的要求。零部件功能检验 检验层绕机零部件功能应符合5.5的要求。零部件加工检验 a）尺寸测量应使用相关精度等级的检测工具进行测量；b）零件形状和位置公差的检测，按GB/T 1958的规定进行；c）零件表面粗糙度用粗糙度标准块进行比较，或用相应仪器进行测量。装配检验 装配质量的检验应采用目测和手感检验，应符合5.7的要求。性能要求检验 进行连续负载测试绕丝50盘，满足以下条件：a）绕丝速度为24m/s；b）设备连续运转时，距离设备1.5m远使用分贝计测量，不超过80dB；c）连续测试时，良率稳定大于98%；d）连续测试时，设备稼动率95%。电气安全检验 a）耐电压试验 按GB/T 5226.1的规定进行耐压试验；b）绝缘电阻试验 按GB/T 5226.1的规定进行测量其绝缘电阻；c）保护接地试验 检查产品是否有接地装置，按GB/T 5226.1的规定进行测量其接地电阻；d）安全装置检查 检查产品安全保护装置是否有正确使用，按GB/T 13539.1和GB/T 17701规定进行检查；e）安全标志检查 检查产品安全标志是否有正确使用，按GB/T 2894的规定进行检查；f）安全电压检查 确认常用的传感器和电磁阀等电气元件，是否使用36V以下安全电压。空载检验 对层绕机进行空载检验时，需要符合在使用条件下，在平整地面上运行2h空载检验：a）紧急停车制动时间不大于5s，正常停车时间不大于30s；b）噪音小于80dB（距离主机垂直方向100cm）；c）所有轴承及油池的温升不高于30；d）各润滑点润滑良好，不得渗油；e）安全罩启闭轻便，安全连锁装置灵敏、可靠；f）水箱润滑液系统畅通，无漏液现象；g）气动系统动作正常，无漏气现象；h）所有紧固件、连接件均无松动；i）电器系统操作方便，灵敏可靠；j）工字轮装卸方便，机构动作可靠，各个功能按钮控制可靠；k）层绕机的各塔轮、收线工字轮运行平稳，排线动作可靠、换向灵活、位置调节方便。负载检验 对层绕机进行负载测试时，需要在符合使用条件下指定焊丝规格，在平整地面上运行8h，进行负载检验：a）紧急停车制动时间不大于5s，正常停车时间不大于30s；b）噪声声压不大于80dB（A）；c）所有轴承及油池的温升不高于30；d）各润滑点润滑良好，不得渗油；e）安全罩启闭轻便，安全连锁装置灵敏、可靠；f）水箱润滑液系统畅通，无漏液现象；g）气动系统动作正常，无漏气现象；h）所有紧固件、连接件均无松动；i）电器系统操作方便，灵敏可靠；j）工字轮装卸方便，机构动作可靠，各个功能按钮控制可靠；k）层绕机的各塔轮、收线工字轮运行平稳，排线动作可靠、换向灵活、位置调节方便。7 检验规则 检验分类 a）本产品的检验类别分为出厂检验和型式检验两种；b）所有检验均由各生产厂家检验部门进行（必要时用户可以派代表参加，或经双方协议，还可增加试验项目），各生产厂家检验部门应对检验结果负责。出厂检验 a）每台产品应经制造厂的质量检验部门按本文件检验合格，并附有产品合格证方可出厂；b）每台产品均应做出厂检验，检验项目及检验方法按表7中的规定；c）出厂检验产品要逐台逐项进行检验，凡是每台有一项不符合，均判为不合格品，不合格品不能出厂。型式检验 当出现下列情况之一应进行型式检验：a）产品设计定型时；b）新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定时；c）正式生产后，如主要材料、产品结构、重要工艺有较大差异时；d）产品停产3年后恢复生产时：e）出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；f）国家质量监督机构提出型式检验要求时。检验项目要求 层绕机装配后应按有关设计任务书的规定进行出厂/型式检验。表7 检验项目 序号 检验项目 出厂检验 型式检验 对应条款 1 系统控制条件 5.2 2 外观 5.3 3 零部件功能要求 5.5 4 零部件加工要求 5.6 5 装配要求 5.7 6 性能要求 5.8 7 电气安全要求 5.9 8 空载要求 5.10 9 负载要求 5.11 8 标志、包装、运输与贮存 标志 a）产品名称或型号；b）制造商名称；c）出厂编号或代码；d）出厂日期；e）标志应清晰、异度、不易磨损。包装、运输和贮存 a）层绕机/零部件的包装应符合GB/T 13384的规定；b）层绕机/零部件包装前，内部可活动件应点焊牢固；c）层绕机/零部件应牢固可靠，适合运输装卸的要求；d）层绕机/零部件包装箱应有可靠的防潮措施，并符合GB/T 5048的规定；e）层绕机/零部件运输过程中应小心轻放，不允许倒置和碰撞；f）层绕机/零部件、附件应加以牢固放置；g）层绕机/零部件防锈应符合GB/T 4879的相关规定；h）随机技术文件应符合GB/T 13384中有关规定、并应包括：1）发货标牌及包装箱外壁储运图示标志符合GB/T 191的有关规定；2）层绕机应分解包装运输（小型产品在允许的情况下也可整台包装），并适合陆路和水路运输及装载的要求；3）产品在运输中不得有剧烈振动，装卸时严禁碰撞；4）层绕机存放期间应有防雨措施，电气设备应存放在清洁、干燥的房间内，防止锈蚀、损坏；5）产品应贮存于干燥通风的场所；6）系统设备应包括中文产品名称、中文型号、制造商名称、详细地址、产品产地、执行标准编号、商标、额定电源电压、电源频率以及额定功率等；7）出厂产品应有检验合格证，内容包括产品名称、型号、制造商名称、执行产品标准编号、出厂检验结论、检验日期；8）包装箱应符合防潮、防尘、防震、运输的要求，装箱单内除了仪器及配件清单外，应有使用说明书、保修卡、产品合格证、检验标志。