CN101615827B - 一种自动绕线机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自动绕线机,包括机座和设置在机座上的排线机构、模具固定机构、绕线机构、转位机构、拧线机构和PLC自动控制系统,其特征在于还包括有缓冲机构;所述的缓冲机构包括缓冲电机和缓冲滚珠丝杆以及相应的传感器。本发明在PLC自动控制系统的配合下,可实现绕线、拧线、切线、自动更换模具的连续动作,因此大幅度提高了工作效率,且产品合格率也有很大提升;同时由于缓冲机构的存在,也大大降低了不良率,降低了不良项目的产生;整个生产绕制过程中无须人手参与,大大减少生产工人的劳动强度,同时保证了生产出的磁芯质量稳定。以PLC和人机界面为核心的控制系统,操作简易,性能稳定,只需简单培训,即可熟练掌握。

Description

一种自动绕线机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种线圈绕线机械,特别是一种用于绕制微型电机线圈的自动绕线 机。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术和市场需求的快速发展,微电机的应用领域越来越广泛,而线圈是 微电机中的一个必不可少的部件。作为微电机的生产大国,我国目前绕制线圈的生产自动 化程度较低,国内现有的微电机绕线设备大多是半自动人工操作,拧线、断线更为纯手工操 作,导致工作效率比较低,产品的不良率较高,且生产成本也较高。鉴于此种状态,国内许多 厂家纷纷致力于提高线圈绕制自动化程度的提高研究中。专利号为“CN200820097907. 4”、 名为“自动绕线的微电机线圈绕制机”的发明公布了一种线圈绕制机,该线圈绕制机设有自 动绕线装置,送线、绕线、切线等工序均可自动完成,大大提高了线圈绕制的自动化程度。但 是,该线圈绕制机结构较为复杂致使造价高;且由于微型电机采用的绝缘漆包线的线径都 很小,在绕线、送线过程中无防护、缓冲程序,线圈很容易出现断线的情况,从而经常产生不 良项目。
[0003] 因此亟需开发一种自动绕线机来改善目前绕制工艺的各种技术问题,提高效率, 降低不良率和不良项目。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种在绕制的同时不需要人工介入,且不良率低,可同时 绕制多个线圈,在绕制完成后自动更换其他的模具继续绕制的自动绕线机。
[0005] 本发明提供了如下的技术方案来实现本发明的目的:
[0006] 一种自动绕线机,包括机座和设置在机座上的排线机构、模具固足机构、绕线机 构、转位机构、拧线机构和PLC自动控制系统,还包括有缓冲机构;其中,
[0007] 所述的排线机构包括排线电机、排线滚珠丝杆、联轴器和排线导轨,排线电机和排 线滚珠丝杆经联轴器连接,排线导轨由排线滚珠丝杆驱动;
[0008] 所述的模具固定机构包括模具固定主轴以及模具安装固定块,模具安装固定块安 装于模具固定主轴之上;
[0009] 所述的绕线机构包括绕线模具、飞叉、绕线电机,绕线模具置于所述模具固定机构 的模具安装固定块上后于飞叉正对,飞叉则在绕线电机的带动下进行绕线作业;
[0010] 所述的转位机构包括转位电机和旋转定位台,旋转定位台与所述模具固定机构的 模具固定主轴连接,该旋转定位台在转位电机驱动下转换模具固定主轴的角度;
[0011] 所述的拧线机构包括拧线电机、拧线钩针、切线汽缸以及切刀,拧线钩针位于飞叉 的一侧,所述的拧线钩针由拧线电机驱动、切刀安装在切线汽缸上;
[0012] 所述的缓冲机构包括缓冲电机和缓冲滚珠丝杆以及对应设置的传感器;所述的拧 线机构整体由缓冲电机连接的缓冲滚珠丝杆驱动以完成缓冲功能;[0013] 所述的PLC自动控制系统包括PLC自动控制与人机界面两部分;
[0014] 所述的排线电机、绕线电机、转位电机以及切线汽缸均与PLC自动控制系统电连 接,由PLC自动控制系统控制;
[0015] 上述的技术方案中提及的自动绕线机,设计有专门的缓冲机构,而缓冲机构作用 在于:模具转位的时候起到让位的作用,防止模具碰到自动拧线机构;并在拧线的时候也 起到缓冲的作用,防止拧线的时候发生断线的情况。同时由于PLC自动控制系统的存在,当 进行线圈绕制的时候不需要人工介入,因此不良率极低。
[0016] 作为优选方案,所述的模具固定机构为多层多工位式设计;
[0017] 作为优选方案,所述的多层多工位式设计具体表现为所述的模具安装固定块数量 至少为两个,其中当所述的模具安装固定块数量为两个以上时,各模具安装固定块之间为 等距安装;所述每个模具安装固定块上安装有至少两个绕线模具,与之相对应的是需要至 少两个飞叉与至少两个拧线钩针;
[0018] 由于本发明多层多工位的设计,这样可同时绕制多个线圈,且在绕制完成后可以 自动更换其他的模具继续绕制,大大提高了生产效率。
[0019] 作为优选方案,所述的排线电机和绕线电机为伺服电机;采用伺服电机驱动,储线 精度高,速度平稳,储线与排线速度切换平稳。
[0020] 本发明提供的自动绕线机,在PLC自动控制系统的配合下,可实现绕线、拧线、切 线、自动更换模具的连续动作,因此大幅度提高了工作效率,且产品合格率也有很大提升; 同时由于缓冲机构的存在,也大大降低了不良率,降低了不良项目的产生;整个生产绕制过 程中无须人手参与,大大减少生产工人的劳动强度,同时保证了生产出的磁芯质量稳定。以 PLC和人机界面为核心的控制系统,使控制线路简单,操作简易,性能稳定,只需简单培训, 即可熟练掌握。
【附图说明】
[0021] 图1本发明实施例的结构主视图;
[0022] 图2为图1的结构侧视图;
[0023] 图3为图1的结构俯视图。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结 合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅 用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0025] 以下结合具体实施例以及附图详述本发明。
[0026] 如图1、2、3所示本发明实施例的结构图,依据功能区域的划分,主要分为机座16 和设置在机座16上的排线机构、模具固定机构、绕线机构、转位机构、拧线机构和PLC自动 控制系统,还包括有缓冲机构;其中如排线机构、模具固定机构、绕线机构、拧线机构、PLC 自动控制系统的人机界面5都设置在机座16的上部,而转位机构以及PLC自动控制系统的 PLC自动控制部分则设置在机座16的下部,这样使得整体的空间位置更加合理,各机构布 局更加紧凑。[0027] 如图1、2、3所示,排线机构包括排线电机7以及跟其连接的排线滚珠丝杆14,排线 电机7和排线滚珠丝杆14再经由联轴器6连接,排线导轨13由排线滚珠丝杆14驱动;在 结构上,绕线机构、拧线机构、缓冲机构都是固定在排线导轨13上的,而排线导轨13则由排 线电机7驱动。外部漆包线经过排线机构排线后再经由绕线机构绕制。
[0028] 模具固定机构主要包括模具固定主轴17以及安装固定于模具固定主轴17上的模 具安装固定块19。其中所述的模具固定机构在本发明中被设计为多层多工位式结构,具体 表现为所述的模具安装固定块19数量至少为两个(本实施例中模具安装固定块19为四 个),各模具安装固定块19之间为等距安装,每个模具安装固定块19上安装有至少两个绕 线模具2 (绕线模具2的数量不宜过多,否则绕制间隙过小,相互间容易造成擦碰,所以一般 依据线圈的大小对称设置4或6个为宜),与之相对应的是绕线机构上的飞叉1和拧线钩针 18为至少两个。
[0029] 绕线机构不仅包括上述提及的绕线模具2和飞叉1,还包括绕线电机15 (绕线电机 15的位置考虑到空间布局的问题,设置在人机界面5的内部,图上看不到具体位置所在), 绕线模具2置于上述模具固定机构的模具安装固定块19上后于飞叉1正对,飞叉1则在绕 线电机15的带动下进行绕线作业。
[0030] 转位机构包括转位电机3和旋转定位台4,前面已经提到转位机构设置在机座16 的下部,这样使得整体的空间位置更加合理、布局更加紧凑。旋转定位台4与模具固定机构 的模具固定主轴17连接,该旋转定位台4在转位电机3的驱动下转换模具固定主轴的角 度,以此改变固定在模具固定主轴17上的绕线模具2的位置,来达到自动绕线的功能,在绕 线完成后由人工取下绕线模具2上成品线圈即可。
[0031] 拧线机构包括拧线电机11、拧线钩针18、切线汽缸10以及切刀,其中拧线钩针18 位于飞叉1的一侧,所述的拧线钩针18由拧线电机11驱动、切刀安装在切线汽缸10上。
[0032] 缓冲机构为本发明的亮点之一,如图所示,其包括缓冲电机12和缓冲滚珠丝杆9 以及相应位置设置的传感器;所述的拧线机构整体以及绕线机构的飞叉1均由缓冲电机12 连接的缓冲滚珠丝杆9驱动以完成缓冲功能;正是由于本发明提供的自动绕线机设计有专 门的缓冲机构,所以才会在模具转位的时候起到让位的作用,防止模具碰到自动拧线机构; 并在拧线的时候也起到缓冲的作用,防止拧线的时候发生断线的情况。
[0033] PLC自动控制系统主要包括PLC自动控制部分8与人机界面5两部分;两部分分 别布局于机座16的下部与上部,两部分之间电连接。以上提到的各机构均使用PLC自动控 制系统8控制,参数设定是在人机界面5上进行设定,按照生产需要更改绕线机的参数以保 证产品的质量。
[0034] 本发明的工作过程如下:首先人工引线进入排线机构,然后根据产品要求对PLC 自动控制系统进行参数设定,参数的设定在人机界面上进行输入,设定完毕后,各机构由 PLC自动控制系统控制待命;启动PLC自动控制系统,排线机构进行排线工作,同时飞叉在 绕线电机带动下进行绕线作业,绕线完成后缓冲机构工作,缓冲机构带动拧线钩针移动到 设定位置,使分叉避开拧线钩针,然后拧线电机开始工作,拧线完成后切线汽缸带动切刀工 作切断线头,再由缓冲电机工作带动拧线机构退回,进行下一组绕线作业。
[0035] 本发明采用上述机构后,在PLC自动控制系统的配合下,可实现绕线、拧线、切线、 自动更换模具的连续动作,因此大幅度提高了工作效率,且产品合格率也有很大提升;绕制
5生产过程无须人手参与,大大减少生产工人的劳动强度,同时保证了生产出的磁芯质量稳 定。以PLC和人机界面为核心的控制系统,使控制线路简单,操作简易,性能稳定。完全傻 瓜式操作,只需简单培训,即可熟练掌握。
[0036] 以上所述的仅是本发明的较佳实施方式,其描述较为具体和详细,并不能因此而 理解为对本发明专利范围的限制。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本 发明构思的前提下,在本发明技术方案的范围内,利用上述揭示的技术内容做出若干改动 或修饰为等同变化的等效实施例,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1. 一种自动绕线机,包括机座和设置在机座上的排线机构、模具固定机构、绕线机构、 转位机构、拧线机构和PLC自动控制系统,其特征在于:还包括有缓冲机构;其中,所述的排线机构包括排线电机、排线滚珠丝杆、联轴器和排线导轨,排线电机和排线滚 珠丝杆经联轴器连接,排线导轨由排线滚珠丝杆驱动;所述的模具固定机构包括模具固定主轴以及模具安装固定块,模具安装固定块安装于 模具固定主轴之上;所述的绕线机构包括绕线模具、飞叉、绕线电机,绕线模具置于所述模具固定机构的模 具安装固定块上后于飞叉正对,飞叉则在绕线电机的带动下进行绕线作业;所述的转位机构包括转位电机和旋转定位台,旋转定位台与所述模具固定机构的模具 固定主轴连接,该旋转定位台在转位电机驱动下转换模具固定主轴的角度;所述的拧线机构包括拧线电机、拧线钩针、切线汽缸以及切刀,拧线钩针位于飞叉的一 侧,所述的拧线钩针由拧线电机驱动、切刀安装在切线汽缸上;所述的缓冲机构包括缓冲电机和缓冲滚珠丝杆以及对应设置的传感器;所述的拧线机 构整体由缓冲电机连接的缓冲滚珠丝杆驱动完成缓冲功能;所述的PLC自动控制系统包括PLC自动控制与人机界面两部分; 所述的排线电机、绕线电机、转位电机以及切线汽缸均与PLC自动控制系统电连接,由 PLC自动控制系统控制。
2.根据权利要求1所述的一种自动绕线机,其特征在于:所述的模具固定机构为多层 多工位式设计。
3.根据权利要求2所述的一种自动绕线机,其特征在于:所述的多层多工位式设计具 体表现为所述的模具安装固定块数量至少为两个,其中当所述的模具安装固定块数量为两 个以上时,各模具安装固定块之间为等距安装;所述每个模具安装固定块上安装有至少两 个绕线模具,与之相对应的是需要至少两个飞叉与至少两个拧线钩针。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种自动绕线机,其特征在于:所述的排线电机和 绕线电机为伺服电机。
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