CN102556761B - 一种柔性材料绕制设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种柔性材料绕制设备，包括工作台，水平运动单元，垂直运动单元和束腰装置；垂直运动单元连接支撑在水平运动单元上，并由水平运动单元带动垂直运动单元整体水平运动，工作台连接支撑在垂直运动单元上，从而工作台由水平运动单元和垂直运动单元带动实现平面复杂运动，束腰装置包括绕线柱、悬臂和驱动装置，实现绕线后的束腰装置。本发明利用相互垂直的两套运动机构实现了工作台X轴和Y轴两个方向的运动，可以通过编程控制两轴的运动时序和行程，能够进行通常的线圈平绕和其他一些线型绕制，如打中国结等，而当运动台按照形式运动，能够实现复杂的8字绕线，并且增加了束腰装置，提高了线圈绕制的自动化程度。

Description

一种柔性材料绕制设备

技术领域

本发明涉及柔性材料绕制技术领域，具体为一种柔性材料绕制设备。

背景技术

柔性材料绕制设备，如绕线机，是自动将柔性材料(如绳索、电缆电线、毛线等)绕到套筒上的机器。目前，已有的绕线机大多针对电子电力行业的线圈绕制，通常采用平绕或蜂绕两种绕线方式，很少甚至不用考虑线圈拆开的方便性，如中国专利CN1564284A公开的一种适用于绕制变压器、继电器、交流接触器、绕线电阻、电感、仪器仪表等线圈的绕线机。但对于一些实时性要求高的特殊用途，如紧急救援、爆破引线等，就要考虑将成捆的线绳迅速拆解开，而这类线圈或绳捆大多采用简单的人工绕制，线圈排线不整齐，加上绳或线等柔性材质极易粘捻打结，不能迅速有效的拆解开，严重阻碍了救援等工作的顺利进行。

目前柔性材料绕制设备的功能较为单一，只能进行简单的平绕、蜂绕、圆形绕制，而对线圈类型变化方面的通用性不高，如中国专利CN102136364A公开的一种蜂绕和平绕两用绕线机。

此外，中国专利201368706Y提供了一种雷管脚线绕线设备，包括机架、减速电机、传动模块、绕线模块、注塑模块、脱线打靶模块以及控制模块等，采用齿轮传动完成所有旋转动作，利用推进凸轮和定位凸轮机构实现尺寸固定的绕八字动作，其结构较为复杂，若调整尺寸须更换凸轮；若8字运动行程较长，则需更换成尺寸较大的凸轮，造成设备重量增加；另外其绕8字动作完成后，需要人工完成束腰，剪断等工序，自动化程度不高。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种柔性材料绕制设备。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种柔性材料绕制设备，其特征在于：包括工作台，水平运动单元，垂直运动单元和束腰装置；

水平运动单元包括水平底座，水平伺服电机，水平丝杠丝母组件，水平滑轨以及水平滑块；水平滑轨安装在水平底座上，水平伺服电机安装在水平滑轨一端；水平伺服电机与水平丝杠一端通过联轴器连接，水平伺服电机带动水平丝杠转动；水平丝杠与水平滑轨平行安装，水平滑轨上安装有水平滑块；在水平丝母上还固定有水平丝母支架；

垂直运动单元包括垂直底座，垂直伺服电机，垂直丝杠丝母组件，垂直滑轨以及垂直滑块；垂直底座固定在水平滑块和水平丝母支架上；垂直滑轨安装在垂直底座上，垂直伺服电机安装在垂直底座一端；垂直伺服电机与垂直丝杠一端通过联轴器连接，垂直伺服电机带动垂直丝杠转动；垂直丝杠与垂直滑轨平行安装，且垂直丝杠垂直于水平丝杆，垂直滑轨上安装有垂直滑块；在垂直丝母上还固定有垂直丝母支架；

工作台固定在垂直滑块和垂直丝母支架上，在工作台上开有出线口；

束腰装置包括至少两个绕线柱，两个悬臂和驱动装置，在两个悬臂上都固定有绕线柱，且所有绕线柱同向平行安装，都朝向工作台；两个悬臂的外端部均为圆柱结构，且两个悬臂圆柱结构的中心轴线重合；驱动装置驱动两个悬臂沿圆柱结构中心轴线同步转动。

有益效果

本发明利用相互垂直的两套运动机构实现了工作台X轴和Y轴两个方向的运动，可以通过编程控制两轴的运动时序和行程，能够进行通常的线圈平绕和其他一些线型绕制，如打中国结等，而当运动台按照

形式运动，能够实现复杂的8字绕线，并且增加了束腰装置，提高了线圈绕制的自动化程度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为垂直运动单元的结构示意图；

图3为水平运动单元的结构示意图；

图4为束腰装置的结构示意图。

其中：1、垂直底座；2、垂直伺服电机；3、垂直联轴器；4、垂直丝杠；5、垂直丝母；6、垂直丝母支架；7、垂直滑轨；8、垂直滑块；9、水平底座；10、水平伺服电机；11、水平联轴器；12、水平丝杠；13、水平丝母；14、水平丝母支架；15、水平滑轨；16、水平滑块；17、工作台；18、悬臂；19、绕线柱；20、防护罩；21、悬臂支座；22、悬臂转动同步带；23、传动轴；24、传动轴支座；25、转轴同步带；26、步进电机；27、电机支座；28、出线口。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

参照附图1，本实施例中的一种柔性材料绕制设备包括工作台17，水平运动单元，垂直运动单元和束腰装置。

参照附图3，水平运动单元包括水平底座9，水平伺服电机10，水平丝杠丝母组件，两条水平滑轨15以及水平滑块16。水平滑轨通过螺栓固定安装在水平底座上，水平伺服电机安装在水平滑轨一端，作为水平运动单元的动力源。水平伺服电机与水平丝杠12一端通过水平联轴器11连接，水平伺服电机带动水平丝杠转动，从而带动水平丝母13沿水平丝杆轴向运动。水平丝杠与水平滑轨平行安装，水平丝杠处于两条水平滑轨中间，两条水平滑轨上分别安装有两块水平滑块，水平滑块能够在水平滑轨上滑动。在水平丝母上还固定有水平丝母支架14。水平滑块和水平丝母支架连接支撑垂直运动单元，并带动垂直运动单元整体沿水平方向运动。

参照附图2，垂直运动单元包括垂直底座1，垂直伺服电机2，垂直丝杠丝母组件，两条垂直滑轨7以及垂直滑块8。垂直底座通过螺栓固定在水平滑块和水平丝母支架上，从而实现垂直运动单元与水平运动单元的连接。垂直滑轨通过螺栓固定安装在垂直底座上，垂直伺服电机安装在垂直底座一端，作为垂直运动单元的动力源。垂直伺服电机与垂直丝杠4一端通过垂直联轴器3连接，垂直伺服电机带动垂直丝杠转动，从而带动垂直丝母5沿垂直丝杆轴向运动。垂直丝杠与垂直滑轨平行安装，且垂直丝杠垂直于水平丝杆，垂直丝杠处于两条垂直滑轨中间，两条垂直滑轨上分别安装有一块垂直滑块，垂直滑块能够在垂直滑轨上滑动。在垂直丝母上还固定有垂直丝母支架6。垂直滑块和垂直丝母支架连接支撑工作台，并带动工作台整体沿垂直方向运动。

在工作台上开有出线口28，柔性材料从出线口伸出。通过外部控制系统设定好水平运动单元和垂直运动单元的运动规律，从而实现工作台的平面复杂运动。

参照附图4，束腰装置包括两个绕线柱19，两个悬臂18和驱动装置，两个绕线柱分别固定在两个悬臂上，并用螺栓固定，且两个绕线柱同向平行安装，都朝向工作台。两个悬臂的外端部均采用圆柱结构，且两个悬臂圆柱结构的中心轴线重合，当束腰装置工作时，驱动装置驱动两个悬臂沿圆柱结构中心轴线同步转动。本实施例中，驱动装置包括步进电机26和传动轴23，步进电机固定在电机支座27上，通过步进电机的动力通过转轴同步带25传递到传动轴上，传动轴由传动轴支座支撑，传动轴两端通过悬臂转动同步带22将动力传递到两个悬臂上，从而能够带动悬臂转动。悬臂由悬臂支座21支撑，在悬臂转动同步带上还套有防护罩20。

当本发明工作时，柔性材料(如金属线)由出线口引出，并用夹子将线头在绕线柱上固定后，由工作台带动将柔性材料绕制到绕线柱上，当达到规定的圈数要求时，工作台停止工作，由步进电机带动悬臂以及悬臂上的绕线柱同时旋转，完成束腰动作。绕线柱的直径和数量可根据实际要求配置。

Claims (1)

1.一种柔性材料绕制设备，其特征在于：包括工作台，水平运动单元，垂直运动单元和束腰装置；

水平运动单元包括水平底座，水平伺服电机，水平丝杠丝母组件，水平滑轨以及水平滑块；水平滑轨安装在水平底座上，水平伺服电机安装在水平滑轨一端；水平伺服电机与水平丝杠一端通过联轴器连接，水平伺服电机带动水平丝杠转动；水平丝杠与水平滑轨平行安装，水平滑轨上安装有水平滑块；在水平丝母上还固定有水平丝母支架；

垂直运动单元包括垂直底座，垂直伺服电机，垂直丝杠丝母组件，垂直滑轨以及垂直滑块；垂直底座固定在水平滑块和水平丝母支架上；垂直滑轨安装在垂直底座上，垂直伺服电机安装在垂直底座一端；垂直伺服电机与垂直丝杠一端通过联轴器连接，垂直伺服电机带动垂直丝杠转动；垂直丝杠与垂直滑轨平行安装，且垂直丝杠垂直于水平丝杆，垂直滑轨上安装有垂直滑块；在垂直丝母上还固定有垂直丝母支架；

工作台固定在垂直滑块和垂直丝母支架上，在工作台上开有出线口；

束腰装置包括至少两个绕线柱，两个悬臂和驱动装置，在两个悬臂上都固定有绕线柱，且所有绕线柱同向平行安装，都朝向工作台；两个悬臂的外端部均为圆柱结构，且两个悬臂圆柱结构的中心轴线重合；驱动装置驱动两个悬臂沿圆柱结构中心轴线同步转动。

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