CN101141087A

CN101141087A - 一种无中孔电机定子线圈自动绑线工艺及装置

Info

Publication number: CN101141087A
Application number: CNA2007100768548A
Authority: CN
Inventors: 杨华
Original assignee: SHENZHEN BAOAN FUYONG HUARUI MECHINE PLANT
Current assignee: SHENZHEN BAOAN FUYONG HUARUI MECHINE PLANT
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2027-09-03
Also published as: CN101141087B

Abstract

一种无中孔电机定子线圈自动绑线工艺及装置，线嘴具有很小的尺寸，并改变传统绑线机的进线方式，采用伺服电机驱动，确保每次工作都能准确无误，本发明勾针针杆采用整体升降移动方式，保证了进针及出针精度，提高了生产合格率。本发明的绑线采用重力张力控制，保证绑线张力的一致性，并增加了自动放线功能，提高了可靠性。本发明特别适合无中孔的各种定子进行绑扎固定，效率大大提高。

Description

一种无中孔电机定子线圈自动绑线工艺及装置

技术领域

本发明涉及电机制造的方法，特别涉及一种电机定子线圈制造的方法；尤其涉及电机定子线圈绑扎的方法。

背景技术

现有技术中，电机定子加工过程中的一个工序，就是用线捆扎定子槽内的线圈。传统的绑线机一般都包括：主电机、凸轮和齿条齿轮传动件。绑线机绑线的主要运动有：1、钩针前进和后退。2，摆臂和钩针上下运动。3、钩针按一定角度的转动。4、定子线槽的分度。几个运动之间按一定的对应关系组成绑线机的钩线、绑线和分度的工作。

例如申请号200510121338.3的中国发明专利申请，所公开的名称为“一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机”的技术方案，其工作原理是：将勾针的机械运动转变为脉冲信号传递给计算机，然后由控制系统来监督、控制和协调各相对独立的机械运动。

旋转编码器的转角反映了勾针前进和后退的位置。勾针转动由勾针伺服电机带动(内带编码器，反映电机转角)。勾针前进或后退所在的位置反映在旋转编码器的转角数。

控制系统根据转角数向勾针伺服电机发指令，使勾针正转或反转一定的角度。以上的几个动作存在对应关系，而勾针前进或后退位置定了，即旋转编码器的转角数定了，其它动作的状态也就确定了

整台定子的绑线完成后，切刀前进切断绑线，工作台后退，卸下定子，结束此次操作工作，然后开始新的定子绑线工作。

通过分析整篇文献，可以看出该技术方案不适合无中孔电机定子线圈的绑线，因为其线嘴尺寸较大，更不适合距离比较接近的双层定子线圈的绑线。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，避免上述现有技术的不足之处而提出一种无中孔电机定子线圈自动绑线工艺及装置，本发明通过改变进线方式，因而可以对无中孔的各种定子进行绑扎固定。勾针主体采用整体升降移动方式，保证了进针及出针精度，提高生产合格率。

本发明进线线嘴采用伺服电机驱动，确保每次工作都能准确无误。

绑线采用重力张力控制，保证绑线张力的一致性。

经本发明绑扎后的无中孔电机定子线圈，可不需再进行浸漆工艺，大幅降低成本，缩短生产周期。

本发明通过采用以下的技术方案来实现：

实施一种无中孔电机定子线圈自动绑线工艺，所述工艺包括如下步骤：

①、首先在无中孔电机定子工件的内层线圈槽内插入槽纸隔，在已插好槽纸隔的内层线圈槽内绕线圈，然后，安置内层槽盖纸，将绕好里层线圈的工件置入已处于初始位置的机座上的工作台之上；

②、然后智能控制中心接受指令输入设备的命令，驱动机座移动驱动模块，使机座移动到工作位置；

③、接下来智能控制中心控制线嘴动作驱动模块，首先将线嘴置在里层线圈的内侧；

④、将绑线送入勾针槽中，然后勾针水平驱动模块带动勾针直线前进，穿过当前线圈，到达勾针槽位置后作径向旋转，线嘴摆动下降，将绑线送入勾针钩中，勾针旋转后退，放掉上次勾的绑线，智能控制中心控制勾针升降驱动模块、勾针自转驱动模块完成当前线圈的绑线操作；

⑤、接下来智能控制中心控制工作台转动驱动模块，使工作台旋转，下一个未绑线的线圈成为当前线圈，重复步骤④的动作；

⑥、在重复完成所有里层线圈的绑线操作后，智能控制中心控制绑线切断器驱动模块，剪断并固定线头；

⑦、在无中孔电机定子工件的外层线圈槽内插入槽纸，在已插好槽纸隔的内层线圈槽内绕制线圈，然后，安置外层槽盖纸和隔相纸；

⑧、然后将绕好外层线圈的工件置入已处于初始位置的机座上的工作台之上；

⑨、然后智能控制中心接受指令输入设备的命令，驱动机座移动驱动模块，使机座移动到工作位置；

⑩、接下来智能控制中心控制线嘴动作驱动模块，将线嘴置在里层线圈外侧与外层线圈里侧的区间；

□、将绑线送入勾针槽中，然后勾针水平驱动模块带动勾针直线前进，穿过当前线圈，到达勾针槽位置后作径向旋转，线嘴摆动下降，将绑线送入勾针钩中，勾针旋转后退，放掉上次勾的绑线，智能控制中心控制勾针升降驱动模块、勾针自转驱动模块完成当前线圈的绑线操作；

□、接下来智能控制中心控制工作台转动驱动模块，使工作台旋转，下一个未绑线的线圈成为当前线圈，重复步骤的动作；

□、在重复完成所有外层线圈的绑线操作后，智能控制中心控制绑线切断器驱动模块，剪断并固定线头。

上述工艺方法中，步骤⑩所述将线嘴置在里层线圈外侧与外层线圈里侧之间的区间，是由智能控制中心控制线嘴动作驱动模块，使线嘴向勾针方向移动一个偏量，然后在新的位置做上下往复运动和水平摆动。

上述工艺方法中，步骤②所述接受指令输入设备的命令，包括设置命令、操作命令；所述指令输入设备包括触摸屏、键盘，当为触摸屏时，所述触摸屏包括显示器；当为键盘时，所述智能控制中心连接一显示器，步骤⑤和步骤所述里层线圈，外层线圈的个数由键盘或触摸屏结合显示器录入。

上述工艺方法中，步骤④或步骤所述勾针旋转后退，是勾针进行径向顺时针270度旋转后退。

为实现上述工艺方法设计制造一无中孔电机定子线圈自动绑线的装置，该装置包括一智能控制中心，所述智能控制中心连接线嘴动作驱动模块，所述线嘴动作驱动模块驱动线嘴上下驱动器和线嘴水平驱动器；

该装置还包括一机座移动驱动模块连接智能控制中心，该模块驱动精密机座气缸，带动机座沿机座导轨滑动；

该装置还包括一工作台转动驱动模块，连接智能控制中心，该模块驱动工作台伺服马达，工作台伺服马达带动工作台转动；

该装置还包括一勾针水平驱动模块和一勾针升降驱动模块分别连接智能控制中心，驱动勾针做垂直升降和水平直线运动；

该装置还包括一勾针自转驱动模块连接智能控制中心，驱动勾针自转。

上述装置中，所述智能控制中心还连接一绑线切断器驱动模块，该模块驱动一剪切机。

上述装置中，所述智能控制中心还连接一指令输入设备。

上述装置中，所述勾针水平驱动模块是驱动主马达带动齿轮和齿条，使勾针针杆沿水平方向往复运动；

上述装置中，所述勾针升降驱动模块是驱动主马达带动凸轮、顶轮、杠杆运动，从而使升降杆上下运动，带动勾针主体沿主体导轨上下滑动。

上述装置中，所述勾针自转驱动模块是驱动自转伺服马达，带动自转从动轮转动，使勾针针杆做径向转动。

所述线嘴的宽度小于里层线圈与外层线圈之间的间距；

所述线嘴智能控制中心接受指令输入设备的命令，控制线嘴动作驱动模块，使线嘴向勾针方向移动一个偏量，然后在新的位置做上下往复运动和水平摆动。

与现有技术相比较，本发明通过改变进线方式，本发明进线线嘴采用伺服电机驱动，确保每次工作都能准确无误。因而可以对无中孔的各种定子进行绑扎固定。绑线采用重力张力控制，保证绑线张力的一致性。勾针主体采用整体升降移动方式，保证了进针及出针精度，提高生产合格率，更是大大提高了效率。

附图说明

图1是本发明无中孔电机定子线圈自动绑线装置一种实施例的整体示意图；

图2是本发明一种无中孔电机定子线圈自动绑线装置机座、工作台局部放大的示意图；

图3是本发明一种无中孔电机定子线圈自动绑线装置中双层无中孔电机定子线圈的示意图；

图4是本发明一种无中孔电机定子线圈自动绑线工艺及装置中智能控制中心的原理方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各个实施例对本发明做进一步详尽的描述。

参照图1～图4，实施一种无中孔电机定子线圈自动绑线工艺，所述工艺包括如下步骤：

①、首先在无中孔电机定子工件100的内层线圈槽103内插入槽纸隔，在已插好槽纸隔的内层线圈槽103内绕线圈110，然后，安置内层槽盖纸，将绕好里层线圈110的工件100置入已处于初始位置的机座30上的工作台33之上；

②、然后智能控制中心90接受指令输入设备92的命令，驱动机座移动驱动模块401，使机座30移动到工作位置；

③、接下来智能控制中心90控制线嘴动作驱动模块81，首先将线嘴置在里层线圈110的内侧；

④、将绑线5送入勾针槽中，然后勾针水平驱动模块271带动勾针25直线前进，穿过当前线圈101，到达勾针槽位置后作径向旋转，线嘴摆动下降，将绑线送入勾针25钩中，勾针25旋转后退，放掉上次勾的绑线，智能控制中心90控制勾针升降驱动模块501、勾针自转驱动模块201完成当前线圈101的绑线操作；

⑤、接下来智能控制中心90控制工作台转动驱动模块331，使工作台旋转，下一个未绑线的线圈成为当前线圈101，重复步骤④的动作；

⑥、在重复完成所有里层线圈110的绑线操作后，智能控制中心90控制绑线切断器驱动模块，剪断并固定线头；

⑦、在无中孔电机定子工件100的外层线圈槽104内插入槽纸，在已插好槽纸隔的内层线圈槽104内绕制线圈120，然后，安置外层槽盖纸和隔相纸；

⑧、然后将绕好外层线圈120的工件100置入已处于初始位置的机座30上的工作台33之上；

⑨、然后智能控制中心90接受指令输入设备92的命令，驱动机座移动驱动模块401，使机座30移动到工作位置；

⑩、接下来智能控制中心90控制线嘴动作驱动模块81，将线嘴置在里层线圈110外侧与外层线圈120里侧的区间；

□、将绑线5送入勾针槽中，然后勾针水平驱动模块271带动勾针25直线前进，穿过当前线圈101，到达勾针槽位置后作径向旋转，线嘴摆动下降，将绑线送入勾针25钩中，勾针25旋转后退，放掉上次勾的绑线，智能控制中心90控制勾针升降驱动模块501、勾针自转驱动模块201完成当前线圈101的绑线操作；

□、接下来智能控制中心90控制工作台转动驱动模块331，使工作台旋转，下一个未绑线的线圈成为当前线圈101，重复步骤的动作；

□、在重复完成所有外层线圈120的绑线操作后，智能控制中心90控制绑线切断器驱动模块，剪断并固定线头。

在上述工艺方法中：

步骤⑩所述将线嘴置在里层线圈110外侧与外层线圈120里侧之间的区间，如图3所示，是由智能控制中心90控制线嘴动作驱动模块81，使线嘴在绑扎里层线圈110之后，向勾针方向移动一个偏量，然后在新的位置做上下往复运动和水平摆动。

如图4所示，上述工艺方法中，步骤②所述接受指令输入设备92的命令，包括设置命令、操作命令；所述指令输入设备92包括触摸屏、键盘，当为触摸屏时，所述触摸屏包括显示器；当为键盘时，所述智能控制中心90连接一显示器，步骤⑤和步骤所述里层线圈110，外层线圈120的个数由键盘或触摸屏结合显示器录入。

上述工艺方法中，步骤④或步骤所述勾针旋转后退，勾针进行径向顺时针270度旋转后退。

依照上述工艺方法设计制造一种无中孔电机定子线圈自动绑线的装置，在最佳实施方式中，所述装置包括：一智能控制中心90，所述智能控制中心90连接线嘴动作驱动模块81，所述线嘴动作驱动模块81驱动线嘴上下驱动器8和线嘴水平驱动器71；

所述智能控制中心90具有固化了控制程序的存储器、微处理器和I/O接口。

所述装置还包括一机座移动驱动模块401连接智能控制中心90，该模块驱动精密机座气缸41，带动机座30沿机座导轨42滑动；

所述装置还包括一工作台转动驱动模块331连接智能控制中心90，该模块驱动工作台伺服马达31，工作台伺服马达31带动工作台33转动；

如图2所示，绑线5被勾针25牵引，工件100中的固定孔102，被工作台柱销35插入。工作台伺服马达31的马达皮带轮311带动工作台皮带轮32转动，工作台33由工作台轴承座39支撑。

所述装置还包括一勾针水平驱动模块271和一勾针升降驱动模块501分别连接智能控制中心90，驱动勾针做垂直升降和水平直线运动；

所述装置还包括一勾针自转驱动模块201连接智能控制中心90，驱动勾针自转。

如图4所示，所述智能控制中心90还连接一绑线切断器驱动模块721，该模块驱动一剪切机72。

所述智能控制中心90还连接一指令输入设备92，所述指令输入设备92包括触摸屏、键盘，在最佳实施方式中为触摸屏，所述触摸屏包括显示器；当为键盘时，所述智能控制中心90连接一显示器，所述里层线圈110，外层线圈120的个数由键盘或触摸屏结合显示器录入。

所述勾针水平驱动模块271是驱动主马达51带动齿轮和齿条，使勾针针杆27沿水平方向往复运动；

如图1所示，在最佳实施方式中，所述勾针升降驱动模块501是驱动主马达51带动凸轮52、顶轮54、杠杆55运动，从而使升降杆53上下运动，带动勾针主体20沿主体导轨63上下滑动。

所述勾针自转驱动模块201是驱动自转伺服马达21，带动自转从动轮转动，使勾针针杆27做径向转动。

所述线嘴的宽度小于里层线圈110与外层线圈120之间的间距；传统的绑线机一般线嘴的宽度较大，无法进入里层线圈110与外层线圈120之间的间距之内。

所述线嘴智能控制中心90接受指令输入设备92的命令，控制线嘴动作驱动模块81，使线嘴向勾针方向移动一个偏量，然后在新的位置做上下往复运动和水平摆动。

本发明的绑线机与传统绑线机在为吊扇马达定子绑线的比较：

本发明工序时间

1、插内层槽纸隔 5S

2、绕内层线圈绕组 120S

3、插内层槽盖纸 5S

4、绑扎内层线圈 40S

5、插外层槽纸 5S

6、绕外层线圈绕组 120S

7、插外层线圈槽盖纸 5S

8、插隔相纸 5S

9、绑扎外层线圈 40S

传统工序时间

1、插双层槽纸 10S

2.绕内层线圈绕组 120S

3.插内层槽盖纸 5S

4.绕外层线圈绕组成 120S

5.插外层槽盖纸 5S

6.插隔相纸 5S

7.手工绑扎 600S

8.浸漆 30S

可以看出，效率已经大大提高。

本发明特别适合双层线圈马达的定子制造，例如吊扇马达、电动车马达，也广泛适用于其它马达定子的线圈绑扎固定。

本发明勾针针杆的轴向往复运动及径向旋转运动配合，依靠勾针主体的升降运动和工作台的径向旋转，线嘴的往复摆动及升降等一系列机械运动来完成对定子绕组线圈的绑扎，固定。

本发明勾针针杆旋转运动则通过伺服电机带动，以保证高速，同步，准确。

线嘴的往复摆动，亦通过伺服电机来完成，升降运动则依靠气缸实现，可对行程大幅调整以适合不同类型产品，工作台旋转也是依靠伺服电机完成步进，只需在触摸屏上对各参数进行设置就可，适应任意槽数的产品。

在最佳实施方式中，本发明的一个实施例适应产品外径20mm～200mm，适应产品铁芯厚度10mm～50mm，适应线圈绕组高度10mm～25mm，勾针有效行程70mm。依据本发明的原理，其他的实施例当然可以大大增加被加工产品的尺寸。

本发明从工艺角度考虑，可完全替代现有技术的此类产品，可以完全替代手工绑线，增加美观度，提升产品品质，提高效率。

经本发明绑扎后的产品，可不需再进行浸漆工艺，从而大幅降低成本，缩短生产周期，因无需经过浸漆工艺，更利于环境保护。

本机有以下特点：

因改变进线方式，而可以对无中孔的各种定子进行绑扎固定，此特点为传统绑线机无法完成的工作。

勾针轴采用整体升降移动方式，保证了进针及出针精度，提高生产合格率。

线嘴采用伺服电机驱动，确保每次工作都能准确无误。

绑线采用重力张力控制，保证绑线张力的一致性，并增加了自动放线功能，提高可靠性。

本发明所例举的实施例并非对自己的限定，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种无中孔电机定子线圈自动绑线工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

①、首先在无中孔电机定子工件(100)的内层线圈槽(103)内插入槽纸隔，在已插好槽纸隔的内层线圈槽(103)内绕线圈(110)，然后，安置内层槽盖纸，将绕好里层线圈(110)的工件(100)置入已处于初始位置的机座(30)上的工作台(33)之上；

②、然后智能控制中心(90)接受指令输入设备(92)的命令，驱动机座移动驱动模块(401)，使机座(30)移动到工作位置；

③、接下来智能控制中心(90)控制线嘴动作驱动模块(81)，首先将线嘴置在里层线圈(110)的内侧；

④、将绑线(5)送入勾针槽中，然后勾针水平驱动模块(271)带动勾针(25)直线前进，穿过当前线圈(101)，到达勾针槽位置后作径向旋转，线嘴摆动下降，将绑线送入勾针(25)钩中，勾针(25)旋转后退，放掉上次勾的绑线，智能控制中心(90)控制勾针升降驱动模块(501)、勾针自转驱动模块(201)完成当前线圈(101)的绑线操作；

⑤、接下来智能控制中心(90)控制工作台转动驱动模块(331)，使工作台旋转，下一个未绑线的线圈成为当前线圈(101)，重复步骤④的动作；

⑥、在重复完成所有里层线圈(110)的绑线操作后，智能控制中心(90)控制绑线切断器驱动模块，剪断并固定线头；

⑦、在无中孔电机定子工件(100)的外层线圈槽(104)内插入槽纸，在已插好槽纸隔的内层线圈槽(104)内绕制线圈(120)，然后，安置外层槽盖纸和隔相纸；

⑧、然后将绕好外层线圈(120)的工件(100)置入已处于初始位置的机座(30)上的工作台(33)之上；

⑨、然后智能控制中心(90)接受指令输入设备(92)的命令，驱动机座移动驱动模块(401)，使机座(30)移动到工作位置；

⑩、接下来智能控制中心(90)控制线嘴动作驱动模块(81)，将线嘴置在里层线圈(110)外侧与外层线圈(120)里侧的区间；

□、将绑线(5)送入勾针槽中，然后勾针水平驱动模块(271)带动勾针(25)直线前进，穿过当前线圈(101)，到达勾针槽位置后作径向旋转，线嘴摆动下降，将绑线送入勾针(25)钩中，勾针(25)旋转后退，放掉上次勾的绑线，智能控制中心(90)控制勾针升降驱动模块(501)、勾针自转驱动模块(201)完成当前线圈(101)的绑线操作；

□、接下来智能控制中心(90)控制工作台转动驱动模块(331)，使工作台旋转，下一个未绑线的线圈成为当前线圈(101)，重复步骤的动作；

□、在重复完成所有外层线圈(120)的绑线操作后，智能控制中心(90)控制绑线切断器驱动模块，剪断并固定线头。

2.根据权利要求1所述的无中孔电机定子线圈自动绑线工艺，其特征在于：

步骤⑩所述将线嘴置在里层线圈(110)外侧与外层线圈(120)里侧之间的区间，是由智能控制中心(90)控制线嘴动作驱动模块(81)，使线嘴向勾针方向移动一个偏量，然后在新的位置做上下往复运动和水平摆动。

3.根据权利要求1所述的无中孔电机定子线圈自动绑线工艺，其特征在于：

步骤②所述接受指令输入设备(92)的命令，包括设置命令、操作命令；所述指令输入设备(92)包括触摸屏、键盘，当为触摸屏时，所述触摸屏包括显示器；当为键盘时，所述智能控制中心(90)连接一显示器，步骤⑤和步骤所述里层线圈(110)，外层线圈(120)的个数由键盘或触摸屏结合显示器录入。

4.根据权利要求1所述的无中孔电机定子线圈自动绑线工艺，其特征在于：

步骤④或步骤所述勾针(25)旋转后退，是勾针(25)进行径向顺时针270度旋转后退。

5.一种无中孔电机定子线圈自动绑线的装置，其特征在于，所述装置包括：

一智能控制中心(90)，所述智能控制中心(90)连接线嘴动作驱动模块(81)所述线嘴动作驱动模块(81)驱动线嘴上下驱动器(8)和线嘴水平驱动器(71)；

一机座移动驱动模块(401)连接智能控制中心(90)，该模块驱动精密机座气缸(41)，带动机座(30)沿机座导轨(42)滑动；

一工作台转动驱动模块(331)连接智能控制中心(90)，该模块驱动工作台伺服马达(31)，工作台伺服马达(31)带动工作台(33)转动；

一勾针水平驱动模块(271)和一勾针升降驱动模块(501)分别连接智能控制中心(90)，驱动勾针做垂直升降和水平直线运动；

一勾针自转驱动模块(201)连接智能控制中心(90)，驱动勾针自转。

6.根据权利要求4所述的无中孔电机定子线圈自动绑线的装置，其特征在于：

所述智能控制中心(90)还连接一绑线切断器驱动模块(721)，该模块驱动一剪切机(72)。

7.根据权利要求4所述的无中孔电机定子线圈自动绑线的装置，其特征在于：

所述智能控制中心(90)还连接一指令输入设备(92)。

8.根据权利要求4所述的无中孔电机定子线圈自动绑线的装置，其特征在于：

所述勾针水平驱动模块(271)是驱动主马达(51)带动齿轮和齿条，使勾针针杆(27)沿水平方向往复运动；

所述勾针升降驱动模块(501)是驱动主马达(51)带动凸轮(52)、顶轮(54)、杠杆(55)运动，从而使升降杆(53)上下运动，带动勾针主体(20)沿主体导轨(63)上下滑动。

9.根据权利要求4所述的无中孔电机定子线圈自动绑线的装置，其特征在于：

所述勾针自转驱动模块(201)是驱动自转伺服马达(21)，带动自转从动轮转动，使勾针针杆(27)做径向转动。

10.根据权利要求4所述的无中孔电机定子线圈自动绑线的装置，其特征在于：

所述线嘴的宽度小于里层线圈(110)与外层线圈(120)之间的间距；

所述线嘴智能控制中心(90)接受指令输入设备(92)的命令，控制线嘴动作驱动模块(81)，使线嘴向勾针方向移动一个偏量，然后在新的位置做上下往复运动和水平摆动。