CN102255444B - 组合型定子绕线机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合型定子绕线机，其包括机架和设置在机架里的若干个飞叉，并且每个飞叉与多个各自独立的飞叉电机联接，由飞叉电机驱动自身旋转。本发明每个飞叉独立配套一个飞叉电机，使各自的旋转绕线彼此不受干扰，可以在同一个工作时段内实现多个定子正反向绕线，当电机反向旋转时，其对应的飞叉也就同步逆向转动，当有特殊需要时，还可只控制一个飞叉旋转，另外的飞叉停机，避免空转而浪费能源。本发明结构简单，可实现同一时段对定子块正反向绕线，绕线效率高，适用于对组合型定子进行绕线操作。

Description

组合型定子绕线机

技术领域

本发明涉及一种电机定子绕线装置，特别是一种组合型定子的绕线装置。

背景技术

电机一般包括定子与转子两部分。以交流电动机为例，转子置于定子中，通过往定子中通入交流电引发交变磁场，驱动转子旋转。传统的定子有鼠笼式和绕线式两种，而现在由于生产实现高度自动化，定子的结构形式也发生了很大的改变。有一种新型的组合式定子，是将定子拆合成各个单元的定子块，每个定子块均独立绕线作为一个励磁绕组，然后若干个定子块契合成圆，再嵌套至一个环形的成形箍里面，由此组装成电动机的定子。

目前加工这种定子，是先利用绕线机对各个定子块进行绕线，再对绕线后的定子整圆，与定型箍配合而成。现在绕线机对各个定子块的绕线均是连续进行的，并且是同步同向绕线，具体地，是利用电机驱动穿有导线的飞叉转动，飞叉一边转动一边后退或者前进，这样导线便沿螺旋线方向缠绕在定子块上，从而制作出一个定子块绕组。但单独一个绕线飞叉效率比较低下，所以往往会有两个飞叉一对一地配套多个定子块，同时进行绕线，而各个飞叉的绕线都是通过皮带传动同步同向旋转，这样生产出来的定子块绕组的绕线方向也是统一的，单向的。事实上由于电极反向的需要，基本上定子块绕组都需要正反向绕线来配套使用，这样就必须反复装夹定子块，并控制电机正转或者反转，步骤非常麻烦。假如用皮带轮或者齿轮等传动机构实现飞叉之间的反向转动，却又容易导致传动不精确，绕线不同步，并且增加了整体的结构，使其变得笨重，也增加了设备成本。

还有，传统的定子绕线机的夹紧装置，是采用多个夹头安装在支架上，两个夹头之间设有固定的嵌合口容纳来定子块，再用电机驱动夹头内收统一夹持，所有夹具的嵌合口都是统一大小的。但是虽然定子块的规格都是标准的，但实际加工出来的时候，难免同一规格的定子块却会有不同的宽窄，虽然相差不大，但却会导致绕线机的夹具夹不紧，从而使绕线时松动。而如果每个夹头由单独的电机驱动，却又会导致机构庞大，加工成本高昂。同时，传统定子绕线机的快速平移定位也是单纯依靠普通电机输出，通过各个传动机构实行慢速调位，难以满足定位快速准确的工作要求。

发明内容

本发明的目的，是为了提供一种组合型定子绕线机。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

组合型定子绕线机，以其前视面为XZ平面，水平面为XY平面，竖直向上方向为Z轴正向，水平向右方向为X轴正向，正前方向为Y轴正向，本发明包括机架和设置在机架里的若干个飞叉，并且每个飞叉与多个各自独立的飞叉电机联接，由飞叉电机驱动自身旋转。

作为上述技术方案的进一步改进，所述飞叉的Y轴负向部位与中间设有进线通道的从动同步轮联接，所述从动同步轮通过同步带与飞叉电机联接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述飞叉为圆筒状构件，壁上沿Y轴负向的位置开有出线口，靠近Y轴正向的位置设有线嘴，所述出线口和线嘴上均设有定滑轮架。

作为上述技术方案的进一步改进，所述飞叉电机、飞叉均有两个，以YZ面为对正面左右对称布置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述两个飞叉安装在夹座上，所述机架上设置有可沿Y轴方向移动的飞叉活动座，所述飞叉活动座上设置有与夹座联接的、驱动夹座带动飞叉沿Y方向平移的进给气压缸。

作为上述技术方案的进一步改进，所述机架上设置有分别独立驱动飞叉与飞叉活动座整体沿X轴、Y轴、Z轴方向平移的X向电机、Y向电机和Z向电机。

作为上述技术方案的进一步改进，所述飞叉的Y轴负向的位置设置有安装在机架上的组合型定子绕线机夹紧装置，所述组合型定子绕线机夹紧装置包括设有固定夹座的支架和与所述支架联接的、可张合的夹头，所述夹头为弹性构件，其头部与固定夹座配合并构成容纳外设的定子块的空间，且其尾部可沿自身的张合方向平移。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹头的尾部与固定在支架上的、水平布置的转轴铰接，所述转轴由设置在支架上的夹头电机驱动并可沿夹头的张合方向移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支架上固定有电机座，所述夹头电机安装在电机座上且其输出轴与转轴同轴转动，所述转轴与固定在支架上的固定螺母螺纹联接；所述夹头、固定夹座有若干个，沿转轴的轴向方向分布在支架上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支架可以180度翻转，翻转轴与转轴平行，且所述夹头、固定夹座、电机座、转轴、夹头电机、固定螺母分布在翻转面的两侧。

本发明的有益效果是：本发明每个飞叉独立配套一个飞叉电机，使各自的旋转绕线彼此不受干扰，可以在同一个工作时段内实现多个定子正反向绕线，当电机反向旋转时，其对应的飞叉也就同步逆向转动，当有特殊需要时，还可只控制一个飞叉旋转，另外的飞叉停机，避免空转而浪费能源。

另外，本发明将传统的夹头改为尾部可沿夹持时张合方向平移的弹性构件，使得在夹持定子块的时候夹具张口不再是固定的尺寸，而是会根据定子块的实际大小作出最优变形和最佳出力，并且不管定子块的数量多少，均能弥补其宽度尺寸的偏差，统一夹紧。特别设计的X向电机、Y向电机、Z向电机可精确推动飞叉机构的移动，实现三维精确定位。

本发明结构简单，可实现同一时段对定子块正反向绕线，绕线效率高，组合型定子绕线机夹紧装置对定子块夹持的适应性强，操作方便，成本低廉，适用于对组合型定子进行绕线操作。

附图说明

下面结合附图及实施对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的整体结构轴测示意图，其还标识了XYZ的坐标系；

图2是本发明的飞叉部分结构俯视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是本发明的右视剖视图；

图5是本发明的前视剖视图；

图6是本发明的俯视剖视图；

图7是本发明的组合型定子绕线机夹紧装置的结构原理俯视图；

图8是本发明的组合型定子绕线机夹紧装置与定子块的整体俯视装配图。

具体实施方式

参照图1～图3，组合型定子绕线机，以其前视面为XZ平面，水平面为XY平面，竖直向上方向为Z轴正向，水平向右方向为X轴正向，正前方向为Y轴正向，本发明包括机架1和设置在机架1里的若干个飞叉5，并且每个飞叉5与多个各自独立的飞叉电机51联接，由飞叉电机51驱动自身旋转。

进一步作为优选的实施方式，所述飞叉5的Y轴负向部位与中间设有进线通道21的从动同步轮22联接，所述从动同步轮22通过同步带与飞叉电机51联接。

进一步作为优选的实施方式，所述飞叉5为圆筒状构件，壁上沿Y轴负向的位置开有出线口52，靠近Y轴正向的位置设有线嘴53，所述出线口52和线嘴53上均设有定滑轮架54。圆柱套状的飞叉1使自身的转动更加稳定，而定滑轮架13为瓷轮架，对导线起引导作用。

进一步作为优选的实施方式，所述飞叉电机51、飞叉5均有两个，以YZ面为对正面左右对称布置。

进一步作为优选的实施方式，所述两个飞叉5安装在夹座55上，所述机架1上设置有可沿Y轴方向移动的飞叉活动座56，所述飞叉活动座56上设置有与夹座55联接的、驱动夹座55带动飞叉5沿Y方向平移的进给气压缸57。以运行平稳起见，一个夹座3上配套有两组飞叉1和电机2，进给气压缸4联接在夹座3的中间，这样组成一套绕线机构组后，更可重复设置添加在绕线机上。

参照图4～图6，进一步作为优选的实施方式，所述机架1上设置有分别独立驱动飞叉5与飞叉活动座56整体沿X轴、Y轴、Z轴方向平移的X向电机6、Y向电机7和Z向电机10。所述X向电机6、Y向电机7和Z向电机10与飞叉电机51均采用伺服电机，便于进行扭矩、转速、转动圈数、正反转和三维空间点的精确控制和定位，实现精准的绕线动作。具体地，可将X向电机6、Y向电机7和Z向电机10分别与飞叉机构丝杠联接，独立旋转即可驱动其空间精确点定位。

参照图7～图8，进一步作为优选的实施方式，所述飞叉5的Y轴负向的位置设置有安装在机架1上的组合型定子绕线机夹紧装置，所述组合型定子绕线机夹紧装置包括设有固定夹座3的支架4和与所述支架4联接的、可张合的夹头8，所述夹头8为弹性构件，其头部与固定夹座3配合并构成容纳外设的定子块的空间，且其尾部可沿自身的张合方向平移。具体地，所述夹头8为弹簧钢构件。选择弹簧钢作为夹头8的材料，可以使其在能承受刚性的夹紧力同时又不失柔韧度，具体地，最大变形量为夹头8尾部位移2.5mm。

进一步作为优选的实施方式，所述夹头8的尾部与固定在支架4上的、水平布置的转轴81铰接，所述转轴81由设置在支架4上的夹头电机82驱动并可沿夹头8的张合方向移动。

进一步作为优选的实施方式，所述支架4上固定有电机座41，所述夹头电机82安装在电机座41上且其输出轴与转轴81同轴转动，所述转轴81与固定在支架4上的固定螺母42螺纹联接；所述夹头8、固定夹座3有若干个，沿转轴81的轴向方向分布在支架4上。通过将转轴81与固定螺母42螺纹联接，使夹头电机82驱动转轴81转动时，转轴81与固定螺母42发生相对位移，即驱动夹头电机82和电机座41、转轴81同时平移，从而带动铰接在转轴81上面的夹头8张合。

进一步作为优选的实施方式，所述支架4可以180度翻转，翻转轴与转轴81平行，且所述夹头8、固定夹座3、电机座41、转轴81、夹头电机82、固定螺母42分布在翻转面的两侧。具体地，以所述一个固定夹座3、一个夹头8为一个夹具组，四个夹具组为一套，支架4的翻转对称面的两侧各有两侧，并且对称布置。这样使得本发明能在同一工作时段中对8个定子块绕线，并且只需把支架4进行180度翻转，即可对另外的8个定子块绕线，节省了大量的生产时间。

工作时，先将定子块嵌合至本发明中的夹具组当中，使其位于固定夹座3和夹头8中间，然后开动夹头电机82，转轴81在固定螺母42中转动并发生相对位移，使转轴81平移；由于夹头8铰接在转轴81上面，因此其尾部就随着转轴81而平移，头部便向固定夹座3收紧，将定子块夹住；而当有一系列的几个不同宽度的定子安装上去时，当其中一个夹头8碰触到宽度最大的定子块时，该夹头8的头部顶住该定子块，而转轴81继续平移，其他的夹头8继续摆动，陆续将各个定子块夹持住，这时夹头8产生弹性变形，但由于其为弹性构件，所以其尾部亦可继续随转轴81移动，直至所有定子块都被夹紧。当左右两组定子块绕线完毕后，支架4水平翻转，将另一组定子块送至绕线机构处进行绕线。

通过分次开动X向电机6、Y向电机7和Z向电机10，驱动飞叉机构对准定子块。手动将导线9从进线端伸入，通过进线通道21伸入至从动同步轮22中，接着从出线口52伸出，贴着两个定滑轮架54前进，然后从线嘴53伸出，最后挂靠固定在定子块上，这样便完成了导线9的预牵引。然后飞叉电机51转动，然后驱动从动同步轮22、飞叉5转动，这样导线便会绕在定子块上，绕线方向与飞叉电机51的输出转轴转动同向；同时，进给气压缸57驱动夹座55平移，这样导线7便可以以螺旋绕线的方式缠绕在定子块上，制作出定子块绕组；此时另外一组飞叉5和飞叉电机51可以开动反转，来制作出另一个绕向的定子块绕组。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.组合型定子绕线机，以其前视面为XZ平面，水平面为XY平面，竖直向上方向为Z轴正向，水平向右方向为X轴正向，正前方向为Y轴正向，其特征在于：其包括机架（1）和设置在机架（1）里的若干个飞叉（5），并且每个飞叉（5）与多个各自独立的飞叉电机（51）联接，由飞叉电机（51）驱动自身旋转；所述飞叉（5）的Y轴负向的位置设置有安装在机架（1）上的组合型定子绕线机夹紧装置，所述组合型定子绕线机夹紧装置包括设有固定夹座（3）的支架（4）和与所述支架（4）联接的、可张合的夹头（8），所述夹头（8）为弹性构件，其头部与固定夹座（3）配合并构成容纳外设的定子块的空间，且其尾部可沿自身的张合方向平移。

2.根据权利要求1所述的组合型定子绕线机，其特征在于：所述飞叉（5）的Y轴负向部位与中间设有进线通道（21）的从动同步轮（22）联接，所述从动同步轮（22）通过同步带与飞叉电机（51）联接。

3.根据权利要求2所述的组合型定子绕线机，其特征在于：所述飞叉（5）为圆筒状构件，壁上沿Y轴负向的位置开有出线口（52），靠近Y轴正向的位置设有线嘴（53），所述出线口（52）和线嘴（53）上均设有定滑轮架（54）。

4.根据权利要求1、2或3所述的组合型定子绕线机，其特征在于：所述飞叉电机（51）、飞叉（5）均有两个，以YZ面为对正面左右对称布置。

5.根据权利要求4所述的组合型定子绕线机，其特征在于：所述两个飞叉（5）安装在夹座（55）上，所述机架（1）上设置有可沿Y轴方向移动的飞叉活动座（56），所述飞叉活动座（56）上设置有与夹座（55）联接的、驱动夹座（55）带动飞叉（5）沿Y方向平移的进给气压缸（57）。

6.根据权利要求5所述的组合型定子绕线机，其特征在于：所述机架（1）上设置有分别独立驱动飞叉（5）与飞叉活动座（56）整体沿X轴、Y轴、Z轴方向平移的X向电机（6）、Y向电机（7）和Z向电机（10）。

7.根据权利要求1所述的组合型定子绕线机，其特征在于：所述夹头（8）的尾部与固定在支架（4）上的、水平布置的转轴（81）铰接，所述转轴（81）由设置在支架（4）上的夹头电机（82）驱动并可沿夹头（8）的张合方向移动。

Images