变压器是电力行业的核心器件,电力行业的飞速发展推动变压器的需求量迅速增加。变压器生产工艺中的一道核心工序是对变压器线圈的绕制,在绕制过程中线材需要保持稳定的张力。圆形线圈的张力较好控制,对于矩形线圈来说,除了缠绕过程中缠绕半径的变化,在缠绕过程中也会由于本身形状不规律导致绕制时产生张力波动,因此在缠绕矩形线圈时较难保持恒定的张力。在实际生产中,这种张力波动会影响产品质量,降低产品寿命,因此开发设计能够保持变压器以恒张力绕制的绕线机控制系统对于绕线机行业的发展具有重要意义。本文针对矩形线圈绕制工艺需求,设计了基于Dancer张力检测的变压器绕线机控制系统,实现变压器线圈的恒张力缠绕。本文首先对矩形线圈的绕制过程进行分析,得到缠绕过程中线材线速度、加速的和半径的变化规律,对有无补偿系统的张力控制进行对比分析。针对绕制过程中的变化规律设计基于Dancer机构的主从同步张力控制系统。并对开卷轴、放卷轴等部分进行分析,得到开、放卷部分以及整个张力控制系统的控制策略并完成系统模型的建立。基于Simulink完成系统的仿真,分析了系统主从轴的运动关系以及在系统运行时的张力变化规律,验证了基于Dancer张力检测的张力控制系统调节能力以及对张力波动的抑制作用,能够实现线圈的恒张力绕制。其次,结合设计要求进行绕线机总体方案的设计。采用倍福工控机进行绕线机绕制工艺设计、机床运动和逻辑控制,及导线张力控制。采用Ether CAT作为通讯方式,对作为驱动装置的伺服机构进行串级连接,实现多轴联动运动控制;采用I/O端子模块连接相应的器件,将信号反馈到工控机。所有器件通过耦合器和工控机连接并进行通信,通过人机界面的操作实现对各部分的控制。最后,对绕线机控制系统进行设计,确定控制系统的软硬件方案及部分器件选型分析;对控制系统软件流程进行分析并完成人机界面组态。通过分析张力系统仿真曲线验证了基于Dancer机构的张力控制系统对矩形线圈绕制过程的张力变化能够迅速调节并且对张力波动有良好的抑制效果。绕制时摆杆的运动使线材张力的变化得到缓冲并补偿线圈的张力波动,通过调节放卷轴的转速保持了收卷主轴与放卷从轴稳定的速度差,保证矩形线圈的恒张力缠绕。