CN101492135A - 一种绕线机 - Google Patents
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Abstract
一种绕线机(1),其带有放线单元(2),可退绕单端或多端型线材(3);输线轴(4)和缠绕单元(6),其可将线材重新缠绕到一个或多个线轴(53)。放线单元(2)连接到导线机构(15),其设有电动支架(17),支架可沿移动轴线(A)滑动;并设有可相对支架转动的臂(30),其上设有惰轮(33),从输线轴退绕的线材可缠绕在惰轮上。角度位置传感器(42)可探测臂(30)相对支架(17)的倾斜度。控制单元(41)利用传感器(42)提供的信号控制支架(17)的运动。缠绕单元(6)具有至少一个缠绕机构(52),其上设置了可夹持线材(63)端部的夹具(57);和促动器(81,91),可减少缠绕期间夹具(57)的夹持力。
Description
本申请是2004年5月10日提交的申请号为200480019194.4,发明名称为“一种绕线机”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及绕线机,具体涉及一种绕线机,其带有放线单元,可从线轴退绕单端或多端的线材;以及缠绕单元,可将线材重新缠绕在一个或多个线轴上。
背景技术
如已知道的,绕线机可将尺寸通常较大的输线轴上的线材分配到较小的线轴上,线材然后用于后续制造工序。在放线单元,绕线通过下托滑轮从输线轴退绕。下托滑轮通常是静止的,其中心相对输线轴。因此,当退绕时,线材可横向移动,与下托滑轮形成不同角度。在某些情况下,尤其是在多端线材(由多个单线缠绕在一起形成)高速操作的情况下,横向移动可导致不希望出现的交叉、重叠和扭弯,并可能导致断裂。
克服这个问题所采取的方法是安装滑轮,使滑轮可沿平行输线轴的轴线自由滑动。该滑轮受到线的拉动,跟着线移动。这个方法不能完全令人满意,因为拖拉滑轮产生的摩擦可导致故障和线材断裂。因此,必须保证仔细缠绕线材(一般是多股线)于线轴上,防止出现扭结,缠绕缺陷等,这些问题可负面影响后面的加工工序。
已知的缠绕单元提供了缠绕机构,其中股线被位于待缠绕的线轴一端的夹具所夹持。一旦线端被夹持,线轴转动使得线材缠绕到该线轴上。但是,这造成了所谓的“桥接效应”问题,受到线轴法兰的张力的作用,在夹具和缠绕在线轴纡管(quill)的初始线匝之间延伸的部分线材会脱离纡管。从而,一些线匝缠绕在线材的突起部位,而不是直接缠绕在线轴的纡管上,造成绕组突起,给后续加工工序带来麻烦。现有技术的绕线机不能提供令人满意的解决这个问题的方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种绕线机,其可解决上述问题,在高速操作时也可高效运行,并能防止退绕和缠绕线轴期间出现缺陷。
本发明提出一种绕线机,具有放线单元,可退绕来自输线轴的单端或多端的线材;和导线机构,可引导来自输线轴的退绕线材到放线单元的出口。所述导线机构设有电动支架,支架可沿移动轴线滑动并支承惰轮,来自输线轴的退绕线材可缠绕在惰轮上;传感器,可探测所述输线轴和所述惰轮之间材料的倾斜度;和控制单元,利用传感器提供的信号,控制支架的运动。根据本发明的绕线机使得线材可非常高效地从输线轴退绕,即使在高速操作时也可防止出现缺陷和断裂。
本发明还提出一种放线单元,用于输线轴上单端或多端的线材,包括:输线轴支承机构和导线机构,引导来自输线轴的退绕线材到放线单元的出口,所述导线机构包括:电动支架,能够沿轴线滑动,并支承惰轮,来自输线轴的退绕线材料缠绕在惰轮上;传感器,检测所述输线轴和所述惰轮之间线材的倾斜度;控制单元,利用所述传感器提供的信号,控制支架的移动。
根据优选实施例,本发明具有至少一个缠绕机构,用于缠绕线材到线轴上,所述缠绕机构包括夹具,可夹持股线,并可在线材缠绕到线轴上时保持股线。该绕线机的实施例还包括促动器,在线材缠绕到线轴时可,减少夹具作用到股线的夹持力,可采用小于初始夹持力的夹持力来保持所述线材。该实施例可防止缠绕单元出现故障,即使在线轴形成阶段,特别地,排除了所谓“桥接效应”。
附图说明
通过下面参考附图对非限制性的实施例的详细介绍,可对本发明的其他特征和优点有清楚的了解,附图中:
图1是根据本发明的绕线机的实施例的示意图;
图2和图3分别是图1的绕线机的导线机构的实施例的部分剖开的顶视图和侧视图;
图4是图1的绕线机的缠绕机构的实施例的纵向截面图。
具体实施方式
图1显示了整个绕线机1,其包括放线单元2,用于退绕输线轴4上的单端或多端的线材3(可是金属的,但不一定是);缓冲和补偿单元5,和缠绕单元6,用于重新缠绕线材3到一个或多个最终线轴。放线单元2,缓冲和补偿单元5,缠绕单元6沿材料3的路径P顺序设置。
放线单元2包括外壳10,其中安装了可在特殊支承件11上转动的输线轴4,及马达12和传动机构13(已知的),用于使输线轴在可控转速下转动;以及导线机构15,用于引导从输线轴退绕的线材3到外壳10的出口16,并朝向缓冲和补偿单元5。
还参考图2和图3,导线机构15包括电动支架17,可由马达19驱动沿引导件18滑动。引导件18稳固地固定到外壳10的后面,面对输线轴4,沿轴线A延伸,基本平行于输线轴4的对称中心线,形成支架17的移动轴线。引导件18包括棱柱体23,在棱柱体23的各个互相直交的面设置了一对轨道24,连接从支架17延伸的各滑动件25。马达19设置在外壳10内,并连接到减速齿轮箱26。支架17连接到马达19,通过正驱动带27沿引导件18拖动,所用方式已为现有技术知道,为了简化不再介绍和显示。
直臂30从支架17倾斜地伸出,朝输线轴4延伸,其基本正交于轴线A。臂30的连接端31铰接到支架17,自由端支承惰轮33,从输线轴4退绕的线材3可缠绕到惰轮上。臂30与支架17形成一体,可相对支架17转动。在优选实施例中,臂30与销34整体形成,可自由转动的销插入支架17支承的座35,并基本正交与轴线A延伸,形成相对支架17的臂30的旋转轴线。支架17设有辅助轮36,设置成与惰轮33对准,直接安装到臂30的连接端31的上方。
导线机构15还包括传感器40,用于检测来自输线轴4和惰轮33的线材的倾斜度;和控制单元14,利用传感器40提供的信号来控制支架17的移动。在优选实施例中,传感器40设有角度位置传感器,可检测臂30相对支架17的倾斜度。例如,传感器42可以是连接到臂30的连接端31的电位计(已知的),用于检测臂30相对轴线A的倾斜度。传感器42因此支承于支架17,并连接到安装于支架17的旋转齿轮43。齿轮43与齿盘44(可以是半圆的)啮合,盘连接到销34的上端,与销34以及臂30一起转动。
控制单元14(已知的)作用于马达19,控制支架17沿轴线A的移动,以便当线材3从输线轴退绕时,保持臂30基本正交于支架17。放线单元3的各个元件之间的电连接出于简化未在图中显示。控制单元14,传感器42,和马达19之间的功能连接在图2中示意地显示。
再参考图1,缓冲和补偿单元5是公知的,为了简化不再详细介绍。一般地,缓冲和补偿单元5具有多个受到支承件48支承的滑轮47,从输线轴4离开的线材3的线或线束49缠绕在滑轮。滑轮组47之间的距离可变化,以便调节放线单元2的工作速度到缠绕单元6的工作速度。
缠绕单元6设有外壳51和多个线轴缠绕机构52,可缠绕线材3的各线或线束49(来自缓冲和补偿单元5)于各个线轴53。线轴53从输入器拉出,通过可移动的支架(已知的未在图中显示)支承于各个缠绕机构52。
如图4所示,各缠绕机构52具有旋转锭子55,围绕旋转轴线R受到外壳51的支承,并以未显示的已知方式连接到马达,还设有固定到外壳51的套管56,其中容纳旋转锭子55;以及夹具57,其位于套管56的自由端,并设有支承件58,用于待缠绕的空线轴53。
夹具57设有移动件61,当闭合时,可与配对件62结合。移动件61和其配对件62形成夹具57的两个爪,可沿轴线R相对滑动,压紧位于移动件61和配对件62之间的线材3(单线或线束49)的端部63,以便线材3缠绕到线轴53时保持端部63。静止时,通过复位弹簧64的作用,移动件61可保持脱离配对件62。
套管56内部设置了基本为圆柱形的座65,其中容纳旋转锭子55,座支承于轴承66。套管56安装到框架67,框架固定到外壳51。
移动件61包括两个管状可伸缩件71,72,沿径向一个安装到另一个内,互相连接到一起,并可沿轴线R一个在另一个内滑动。管状伸缩件71径向安装到套管56的外侧,可沿轴线R相对套管56滑动。框架67支承机构73,以调节伸缩件71相对套管56的轴向移动。机构73设有小活塞74a,可在框架67形成的座内滑动,终止于制动盖74b;和促动器74c(已知类型,在图4中示意性显示)。制动盖74b可轴向对接位于大于伸缩件71的半径处的法兰75,使得伸缩件71具有预定的和可调节的轴向移动距离。伸缩件71通过插入两个互相同心的O型圈76连接到套管56。伸缩件71于内径处设置了肩部77,面对套管56的外侧表面形成的肩部78,以便在两个O型圈76之间形成环形腔79。腔79通过通道80连接到气动促动器81(已知的在图4中示意地显示)。伸缩件71还具有圆柱形端部82,可容纳可滑动的管状伸缩件72。
伸缩件72从伸缩件71突出,沿轴向延伸,并具有部分83,其套插入伸缩件71的部分82;和环状端部84,其沿轴向通过轴承85结合到部分83,并可绕部分83转动。部分83受到弹簧促动器91的加载,促动器91包括多个平行的并沿部分83的端边93圆周设置的弹簧92,弹簧位于伸缩件71的半径以内的端边93和止动件94之间。
伸缩件72可相对伸缩件71沿轴线R滑动,从收缩位置滑动到延伸位置。锁定螺钉95,包括固定到伸缩件71的径向销,其容纳于沿伸缩件72形成的平行于轴线R的长槽96,将伸缩件72相对伸缩件71的轴向移动距离限制于预定的数值。弹簧92倾向于移动伸缩件72离开伸缩件71,保持伸缩件72于延伸位置。
端部84具有基本平面的前表面98,可与配对件62的表面99配合。配对件62整体地连接到锭子55并可绕其转动,其上设置了支承件58,用于进行缠绕的空线轴53,一旦线轴插入支承件58,可整体与支承件58一起转动,从而与配对件62以及锭子55一起转动。
促动器81受到控制单元100(已知的在图1和图4示意地显示)的控制,控制器还指挥促动器74c。促动器81,91作用于夹具57,当线材3缠绕于线轴53时,可减少夹具57作用于股线63的夹持力,可用比初始夹持力小的夹持力保持股线63,可使得夹具57从初始操作条件,这时夹具用预定的夹持力保持股线63,转换到第二操作条件,这时夹具57用比预定夹持力小的夹持力保持股线63。促动器81,91可以是任何现有技术已有的适当促动器,包括但不限于,气动和弹簧加载的促动机构。
在本发明的非限制性的实施例中,促动器81,91分别作用于伸缩件71,72,可通过控制单元100来选择性地促动,以分别施加初始和第二夹持力到股线63上。第二夹持力小于初始夹持力,但是具有非零的值,基本等于缠绕线材到线轴53时施加到股线63的力。
绕线机1的操作如下:输线轴4设置在放线单元2的外壳10。缠绕在输线轴4上的一个或多个线材3的股线63位于惰轮33上,和位于导线机构15的辅助轮36上。线材然后在缓冲和补偿单元5的滑轮47上通过,最终固定到各自缠绕机构52,受到各自夹具57的夹持。
线材3从输线轴4退绕后,沿与输线轴4的轴线平行的方向移动。臂30倾向于跟着移动,相对支架17倾斜。传感器42检测臂30相对支架17的角度位移,位移是线材3相对输线轴4的倾斜的度量。传感器42检测到的信号输送到控制单元41,控制移动支架17的马达19,以保持臂30总是基本正交于轴线A。
至于缠绕单元6,操作人员将各股线63放置到夹具57的移动件61和配对件62之间。控制单元(由操作人员促动)然后控制对气动促动器81的促动,其作用于伸缩件71,并通过伸缩件72的插入,牢固地夹持伸缩件71相对配对件62。容腔79中的压力流体实际上使得整个移动件61沿轴线R位移,使得夹具57进入操作状态,这时夹具57用比较高的预定夹持力保持股线63。通过气动促动器81的作用,伸缩件72基本相对配对件62加压。控制单元100然后促动机构73,控制小活塞74a的前进,驱动制动盖74b对接法兰75。
然后开始对各线轴53进行缠绕。缠绕几匝后线(或线束)49的开头部分从夹具57拉伸并进行缠绕。这时,控制单元49自动控制夹具57的夹持力放松。为此,控制单元100释放促动器81,其然后停止施加作用力于移动件61。由于复位弹簧64的作用,伸缩件71受到与法兰75结合的制动盖74b的阻挡。伸缩件72不再受到促动器81的驱动,而是受到弹簧92的推动,从而通过弹簧92的作用力即可保持与配对件62的对接。弹簧92的作用力小于促动器81施加的力,该力使得夹具57中的线材49可以滑动。通过这种方式,线材49在线轴的纡管53变平坦,不会突起。当线材49的整个初始部分处于形成的线绕组之下时,控制单元100再次促动促动器81,恢复初始夹持力,并保持直到缠绕过程结束,机构73缩回小活塞74a。
上面介绍的各个实施例可与其他的实施例组合,以便提供多种特征。此外,尽管前面介绍了许多本发明的装置和方法的单独的实施例,文中介绍的只是对本发明的原理的应用的说明。所属领域的技术人员采用的其他设置、方法、改进和替换可认为并未脱离本发明的范围,本发明的范围只由所附权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种绕线机,包括:
放线单元,可退绕输线轴上的单端或多端的线材;
导线机构,引导来自所述输线轴的退绕线材到放线单元的出口,所述导线机构包括:
电动支架,所述支架能够沿移动轴线滑动,并支承惰轮,来自输线轴的退绕线材可缠绕在惰轮上;
传感器,探测所述输线轴和所述惰轮之间线材的倾斜度;
控制单元,利用所述传感器提供的信号,控制支架的运动。
2.如权利要求1所述的绕线机,其特征在于,所述惰轮安装在臂上,臂集成到所述支架,相对所述支架倾斜转动,所述传感器包括角度位置传感器,探测所述臂相对所述支架的倾斜度。
3.如权利要求2所述的绕线机,其特征在于,线材从输线轴退绕时,所述控制单元控制所述支架沿移动轴线的移动,保持所述臂基本正交于移动轴线。
4.如权利要求3所述的绕线机,其特征在于,所述臂从所述支架基本正交于所述移动轴线悬臂状延伸,其连接端铰接于所述支架,自由端支承所述惰轮。
5.如权利要求4所述的绕线机,其特征在于,所述传感器是连接所述臂的连接端的电位计,以检测所述臂相对移动轴线的倾斜度。
6.一种放线单元,用于输线轴上单端或多端的线材,包括:
输线轴支承机构和导线机构,引导来自输线轴的退绕线材到放线单元的出口,所述导线机构包括:
电动支架,能够沿轴线滑动,并支承惰轮,来自输线轴的退绕线材料缠绕在惰轮上;
传感器,检测所述输线轴和所述惰轮之间线材的倾斜度;
控制单元,利用所述传感器提供的信号,控制支架的移动。
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Open date: 20090729 |