CN102982998A

CN102982998A - 一种垂直式电磁线圈绕线装置

Info

Publication number: CN102982998A
Application number: CN2012105342059A
Authority: CN
Inventors: 张华明; 肖鹏程; 吴华祥; 吴肇桢
Original assignee: XIAMEN METEOR WINDING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XIAMEN METEOR WINDING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: CN102982998B

Abstract

本发明公开一种垂直式电磁线圈绕线装置，包括机座，机座上依次装有线圈骨架的夹具机构、线圈骨架旋转的驱动机构、漆包线的夹线切线机构、三坐标移动机构、张力机构和电控系统；所述的夹具机构包括一垂直设置的转轴，转轴的上端设有线圈骨架的定位座；所述驱动机构包括垂直设置的驱动轴，所述的驱动轴可与夹具机构相接合带动线圈骨架转动；所述的夹线切线机构包括固定夹板、活动夹块、固定切刀和活动切刀；所述的三坐标移动机构包括一可沿横向、纵向、竖向自由移动的移动座，移动座上设有导线管；所述的夹具机构可装在一间歇转动的转盘上；本发明绕线效率高，在连续绕线过程中不产生多余线头，特别适用于体积较大的电磁线圈的绕制。

Description

一种垂直式电磁线圈绕线装置

技术领域

本发明涉及电磁线圈的绕线设备，尤其是一种垂直式电磁线圈绕线装置。

背景技术

现有电磁线圈的自动绕线设备，线圈骨架大多直接安装在主轴机构上由主轴带动旋转，然后配合张力机构、自动排线机构、夹线断线机构进行自动绕线，如2008年7月2日公开一项申请号为200610135421.0、名称为“一种多头全自动绕线机”的发明专利申请，其线圈骨架直接安装在驱动主轴的端部上，然后通过夹线断线机构把漆包线的线头夹住，通过主轴带动线圈骨架旋转进行绕线，绕制圈数完成后，再通过夹线断线机构把漆包线切断后再把线头夹住，等绕制完成的线圈骨架退出主轴后再装下一线圈骨架继续绕线。这种绕线机主要存在问题有，一是对后一个线圈骨架进行绕线前，需要等待前一个骨架从主轴上拆卸下来，然后再把后一骨架装到主轴上，等待时间较长，生产效率受到影响；二是夹线断线机构在重复夹线和断线的过程中都会产生线头废料，会提高电磁线圈的生产成本，三是这种绕线机只能适用漆包线线径较小，体积较小电磁线圈的绕制，对体积较大、漆包线线径较大，需多次绕制的电磁线圈无法完成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种垂直式电磁线圈绕线装置，绕线效率高，在连续绕线过程中不产生多余线头，特别适用于体积较大的电磁线圈如电磁开关螺纹管初、次级点火线圈的绕制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种垂直式电磁线圈绕线装置，包括机座，机座上依次装有垂直安装线圈骨架的夹具机构、驱动线圈骨架旋转的驱动机构、漆包线的夹线切线机构、三坐标移动机构、张力机构和电控系统；

所述的夹具机构包括一垂直设置轴向固定周向可转动的转轴，转轴的周向与一定位组件相配合可自由转动或被定位，转轴的上端设有垂直安装线圈骨架并使线圈骨架定位的定位座，所述的定位座可与转轴一体制造或分体制造；

所述驱动线圈骨架旋转的驱动机构包括与机座相固定的两个导向套，两个导向套各穿设一根垂直设置的导柱，两根导柱的上端通过第一连接板相连接，两根导柱的下端通过第二连接板相连接，第二连接板与第一气缸相连接由第一气缸驱动两个导柱上下移动，第一连接板上穿设有垂直设置的驱动轴，所述的驱动轴由装于第一连接板上的伺服电机带动旋转，两个导柱向下移动时所述的驱动轴可与夹具机构相接合带动线圈骨架转动；

所述漆包线的夹线切线机构包括固定夹板、活动夹块、固定切刀和活动切刀，所述驱动轴设有轴向中心孔，驱动轴的下端两侧设有与轴向中心孔相连通两个径向通孔，在驱动轴靠近一个径向通孔的外侧设置固定夹块，在驱动轴靠近另一个径向通孔的外侧设置固定切刀，固定夹块边的径向通孔上套设活动夹块，固定切刀边的径向通孔上套设活动切刀，活动夹块和活动切刀通过一销轴相连接，驱动轴的轴向中心孔中套设一可上下移动的中心轴，中心轴的下端沿径向开设有与中心轴线相倾斜的导向凹槽，所述的销轴与导向凹槽相配合在中心轴上下移动时可驱动活动夹块和活动切刀同时旋转；

所述的张力机构向三座标移动机构导入漆包线并提供张力；

所述的三坐标移动机构包括一可沿横向、纵向、竖向自由移动的移动座，移动座上设有一大致沿水平方向设置的导线管，从张力机构引入的漆包线穿过导线管，所述的导线管可带动漆包线从固定夹板和活动夹块之间移动到线圈骨架上然后进行排线，完成排线后再把漆包线从线圈骨架上引导至固定切刀和活动切刀之间；

所述的电控系统用于协调各机构动作。

进一步改进，所述的夹具机构装在一水平设置可间歇转动的转盘上，所述的转轴穿设在转盘上，转轴以轴向固定周向可转动方式与转盘相连接，转轴上端的定位座设有伸入线圈骨架中心孔的从动轴，所述的定位组件包括固定在转轴下部的定位盘、装在转盘下面可上下移动的定位柱、弹簧、与定位柱相配合装在机座上的第二气缸，所述的定位盘的外周面设有定位缺口，弹簧驱动定位柱向下移动时能卡住所述定位盘的定位缺口，第二气缸驱动定位柱向上移动时能脱离定位盘。通过一个间歇转动的转盘可安装多套夹具机构，多套夹具机构通过转盘变换工位可分别与本装置其它机构相配合进行绕线，节省安装线圈骨架的时间，有效提高生产效率。

进一步改进，所述第一连接板的上面固定一支架，支架上装有第三气缸，第三气缸的活塞杆上通过一轴套与中心轴的上端相连接，轴套和中心轴在周向可相对转动、在轴向可随第三气缸的活塞杆带动中心轴上下移动；所述驱动轴的两侧还开设有两个沿轴向分布的长条形孔，所述的长条形孔与驱动轴的轴向中心孔相连通，一导向销轴沿径向穿过所述的中心轴且两端靠在两个长条形孔上。可防止中心轴相对于驱动轴转动，确保中心轴上下移动精度。

优选所述的张力机构包括与机座相固定的支撑架、磁粉张力轮、摆杆，磁粉张力轮装在支撑架的中部，磁粉张力轮下面的支撑架上装有第一导线轮，摆杆的中部枢接在支撑架上并处于磁粉张力轮上面，摆杆的一端装有过线轮，摆杆的另一端与一连接在支撑架侧面的弹簧连接板通过至少一个拉簧相连接。

再进一步改进，所述摆杆与拉簧相连接的端部设有多个连接通孔，弹簧连接板上也设有多个弹簧连接孔，至少一个拉簧的两端分别与摆杆端部的连接通孔和弹簧连接板上的弹簧连接孔相连接。

再进一步改进，所述的弹簧连接板枢接在一调整杆的上部，调整杆的下部通过螺纹连接方式与一固定于支撑架侧面的固定块相连接；所述的磁粉张力轮侧面的支撑架上还装有第二导线轮和第三导线轮；所述支撑架的上端设有两个摆杆限位柱；所述支撑架的下端连接一支撑底板，支撑底板设有一过线孔，支撑底板的下面装有第二过线轮和第三过线轮。

再进一步改进，所述第一导线轮下面的支撑架上枢接有多对相互对置的漆包线校直轮。

这种优选的张力机构的张力调整范围大，适用漆包线的线径范围大，特别适用于给线径较大的漆包线提供张力。

优选所述的三坐标移动机构还包括底座、第一伺服电机、纵向运动部件、第二伺服电机、竖向运动部件、第三伺服电机、横向运动部件，底座与机座相固定，第一伺服电机固定在底座上，纵向运动部件由第一伺服电机带动可沿纵向前后移动，第二伺服电机固定在纵向运动部件上，竖向运动部件由第二伺服电机带动可沿竖向上下移动，第三伺服电机固定在竖向运动部件上，横向运动部件由第三伺服电机带动可沿横向左右移动，所述移动座固定在横向运动部件的上面，移动座上还设置有导线轮，导线轮用于引入漆包线，所述导线管和导线轮之间的移动座的上面还设有夹线气缸，夹线气缸的活塞杆伸出后能把漆包线夹在活塞杆和移动座的上面之间。

再进一步改进，所述的移动座的上面装有一配合夹线气缸的活塞杆夹住漆包线的垫块；所述的导线轮与夹线气缸之间的移动座上面还设有至少一个导线架，导线架上设有导线孔。

这种优选三坐标移动机构结构简单，适用于对线径较大漆包线进行排线和夹线，且安装漆包线较容易。

进一步改进，所述的夹具机构装在一水平设置可间歇转动的转盘上，转盘上至少装有两套夹具机构；机座上装有两套张力机构；所述的移动座上设有两个平行设置的导线管，所述第一连接板上穿设有两根垂直设置的驱动轴，两根驱动轴分别由装于第一连接板上的两个伺服电机带动旋转，两个导柱向下移动时所述的两根驱动轴可分别与两个夹具机构相接合带动两个线圈骨架转动；两根驱动轴上各分别装有固定夹板、活动夹块、固定切刀和活动切刀。这种机构可同时对两个线圈骨架进行绕线，进一步提高生产效率。

本发明有益的技术效果主要有：

1、由于安装线圈骨架的夹具机构和线圈骨架旋转的驱动机构的驱动轴可分离或接合，可通过多个夹具同时安装线圈骨架进行切换，前一线圈骨架绕制完成后可立即切换至后一线圈骨架，等待时间短，绕线效率较高；

2、夹线切线机构的固定夹板、活动夹块、固定切刀和活动切刀设置在驱动轴上，绕线开始时固定夹板和活动夹块才夹持漆包线，绕线完成后固定切刀和活动切刀才把漆包线剪断，在连续生产过程中夹线切线机构不留线头，因此在整个绕线过程中没有废线头，最大限度利用漆包线，有利于降低电磁线圈的生产成本；

3、本发明实现垂直式绕线方式，适用于体积较大线圈骨架及漆包线线径较粗的电磁线圈如电磁开关螺纹管的初、次级点火线圈的绕制生产；

4、本发明可对同一线圈骨架进行多次绕线，提高生产的灵活性，适用范围更广。

附图说明

图1是本发明主视图。

图2是本发明俯视图。

图3是本发明立体图。

图4是图1的A处放大图。

图5是图2的B-B局部剖视图。

图6是本发明夹具机构定位盘的俯视图。

图7是图2的C-C局部剖视图。

图8是本发明驱动线圈骨架旋转的驱动机构及漆包线的夹线切线机构立体放大图。

图9是图8的D处放大图。

图10是本发明张力机构的立体放大图。

图11是本发明三坐标移动机构的立体放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1至图11所示，一种垂直式电磁线圈绕线装置，包括机座1，机座1上依次装有垂直安装线圈骨架100的夹具机构2、驱动线圈骨架100旋转的驱动机构3、漆包线的夹线切线机构4、三坐标移动机构5、张力机构6和电控系统7，机座1上还装有水平设置可间歇转动的转盘8；

转盘8上装有多套夹具机构2，所述的夹具机构2包括一垂直设置的转轴21，转轴21穿设在转盘8上，转轴21以轴向固定周向可转动方式与转盘8相连接，转轴21的周向与一定位组件相配合可自由转动或被定位，所述的定位组件包括固定在转轴21下部的定位盘22、装在转盘8下面可上下移动的定位柱23、弹簧24、与定位柱23相配合装在机座1上的第二气缸25，所述的定位盘22的外周面设有定位缺口221，弹簧24驱动定位柱23向下移动时能卡住所述定位盘22的定位缺口221，第二气缸25驱动定位柱23向上移动时能脱离定位盘22；转轴21的上端设有垂直安装线圈骨架100并使线圈骨架100定位的定位座26，定位座26设有伸入线圈骨架100中心孔的从动轴27，所述的定位座26可与转轴21一体制造或分体制造后再相互固定；

所述驱动线圈骨架100旋转的驱动机构3包括与机座1相固定的两个导向套31，两个导向套31各穿设一根垂直设置的导柱32，两根导柱32的上端通过第一连接板33相连接，两根导柱32的下端通过第二连接板34相连接，第二连接板34与第一气缸35相连接由第一气缸35驱动两个导柱32上下移动，第一连接板33上穿设有两根垂直设置的驱动轴36，所述的两根驱动轴36由装于第一连接板33上的两个伺服电机37带动旋转，两个导柱32向下移动时两根驱动轴36可与两个夹具机构2上的从动轴27相接合带动线圈骨架100转动；

所述漆包线的夹线切线机构4包括固定夹板41、活动夹块42、固定切刀43和活动切刀44，驱动机构3上的驱动轴36设有轴向中心孔，驱动轴36的下端两侧设有与轴向中心孔相连通两个径向通孔，在驱动轴36靠近一个径向通孔的外侧设置固定夹块41，在驱动轴36靠近另一个径向通孔的外侧设置固定切刀43，固定夹块41边的径向通孔上套设活动夹块42，固定切刀43边的径向通孔上套设活动切刀44，活动夹块42和活动切刀44通过一销轴45相连接，驱动轴36的轴向中心孔中套设一可上下移动的中心轴46，中心轴46的下端沿径向开设有与中心轴线相倾斜的导向凹槽461，所述的销轴45与导向凹槽461相配合在中心轴46上下移动时可驱动活动夹块42和活动切刀44同时旋转；

所述第一连接板33的上面固定一支架331，支架331上装有第三气缸47，第三气缸47的活塞杆上通过一轴套48与中心轴46的上端相连接，轴套48和中心轴46在周向可相对转动、在轴向可随第三气缸47的活塞杆带动中心轴46上下移动；所述驱动轴36的两侧还开设有两个沿轴向分布的长条形孔361，所述的长条形孔361与驱动轴36的轴向中心孔相连通，一导向销轴462沿径向穿过所述的中心轴46且两端靠在两个长条形孔361上；

所述的张力机构6向三座标移动机构5导入漆包线200并提供张力，机座1上装有两套张力机构6，所述的张力机构6包括与机座1相固定的支撑架61、磁粉张力轮62、摆杆63，磁粉张力轮62装在支撑架61的中部，磁粉张力轮62下面的支撑架61上装有第一导线轮64，摆杆63的中部枢接在支撑架61上并处于磁粉张力轮62上面，摆杆63的一端装有过线轮631，摆杆63的另一端与一连接在支撑架61侧面的弹簧连接板65通过至少一个拉簧66相连接；所述摆杆63与拉簧66相连接的端部设有多个连接通孔632，弹簧连接板65上也设有多个弹簧连接孔651，至少一个拉簧66的两端分别与摆杆63端部的连接通孔632和弹簧连接板65上的弹簧连接孔651相连接；所述的弹簧连接板65枢接在一调整杆67的上部，调整杆67的下部通过螺纹连接方式与一固定于支撑架61侧面的固定块68相连接；所述的磁粉张力轮62侧面的支撑架61上还装有第二导线轮621和第三导线轮622；所述支撑架61的上端设有两个摆杆限位柱633；所述支撑架61的下端连接一支撑底板611，支撑底板设有一过线孔612，支撑底板611的下面装有第二过线轮613和第三过线轮614；所述第一导线轮64下面的支撑架61上枢接有多对相互对置的漆包线校直轮69；

所述的三坐标移动机构5包括一可沿横向、纵向、竖向自由移动的移动座51，所述的三坐标移动机构5还包括底座52、第一伺服电机53、纵向运动部件54、第二伺服电机55、竖向运动部件56、第三伺服电机57、横向运动部件58，底座52与机座1相固定，第一伺服电机53固定在底座52上，纵向运动部件54由第一伺服电机53带动可沿纵向前后移动，第二伺服电机55固定在纵向运动部件54上，竖向运动部件56由第二伺服电机55带动可沿竖向上下移动，第三伺服电机57固定在竖向运动部件56上，横向运动部件58由第三伺服电机57带动可沿横向左右移动，所述移动座51固定在横向运动部件58的上面，移动座51上设有两个大致沿水平方向设置的导线管511，从两个张力机构6引入的漆包线200穿过两个导线管511，所述的导线管511可带动漆包线200从固定夹板41和活动夹块42之间移动到线圈骨架100上然后进行排线，完成排线后再把漆包线200从线圈骨架100上引导至固定切刀43和活动切刀44之间；

所述的移动座51上还设置有导线轮512，导线轮512用于引入漆包线200，所述导线管511和导线轮512之间的移动座51的上面还设有夹线气缸513，夹线气缸513的活塞杆伸出后能把漆包线200夹在活塞杆和移动座51的上面之间；所述的移动座51的上面还装有配合夹线气缸513的活塞杆夹住漆包线200的垫块514；所述的导线轮512与夹线气缸513之间的移动座51上面还设有至少一个导线架515，导线架515上设有导线孔；

所述的电控系统8用于协调各机构动作。

本发明的动作流程如下：夹具机构2的弹簧24驱动定位柱23向下移动卡住定位盘22的定位缺口221使转轴21在周向被定位，把线圈骨架100装到夹具机构2的定位座26上，驱动机构3的第一气缸35动作驱动两个导柱32向下移动，驱动轴36的端部与夹具机构2上的从动轴27相接合，夹线切线机构4的固定夹板41和活动夹块42分开处于放松状态，移动座51带动导线管511把漆包线200绕在固定夹板41和活动夹块42之间，然后第三气缸47动作带动中心轴46向下移动，使活动夹块42旋转夹住漆包线200，接着第二气缸25驱动定位柱23向上移动脱离定位盘22使转轴21在周向能自由转动；然后配合驱动轴36带动线圈骨架100转动移动座51带动导线管511把漆包线200经线圈骨架100的出线端移动到线圈骨架100中间的外周面上，紧接着驱动轴36带动线圈骨架100旋转、移动座51带动导线管511进行排线在线圈骨架100上进行绕线，绕到所需圈数后，驱动轴36停止转动，线圈骨架100也停止转动，第三气缸47再动作带动中心轴46向上移动，使固定切刀43和活动切刀44分开，接着移动座51带动导线管511把漆包线200从线圈骨架100的另一出线端引出，再配合驱动轴36带动线圈骨架100转动一定角度后导线管511把漆包线200引到固定切刀43和活动切刀44之间，接着夹线气缸513动作把漆包线200夹住，再接着第三气缸47又动作带动中心轴46向下移动，使活动切刀44旋转，活动切刀44在固定切刀43配合下把漆包线200剪断，线圈骨架100就完成一次绕线工作，然后各机构回位进入下一个线圈骨架100的绕线，如此循环。

以上仅是本发明一个较佳的实施例，本领域的技术人员按权利要求作等同的改变都落入本案的保护范围。

Claims

1.一种垂直式电磁线圈绕线装置，包括机座，其特征在于：机座上依次装有垂直安装线圈骨架的夹具机构、驱动线圈骨架旋转的驱动机构、漆包线的夹线切线机构、三坐标移动机构、张力机构和电控系统；

所述的张力机构向三座标移动机构导入漆包线并提供张力；

所述的电控系统用于协调各机构动作。

2.根据权利要求1所述的一种垂直式电磁线圈绕线装置，其特征在于：所述的夹具机构装在一水平设置可间歇转动的转盘上，所述的转轴穿设在转盘上，转轴以轴向固定周向可转动方式与转盘相连接，转轴上端的定位座设有伸入线圈骨架中心孔的从动轴，所述的定位组件包括固定在转轴下部的定位盘、装在转盘下面可上下移动的定位柱、弹簧、与定位柱相配合装在机座上的第二气缸，所述的定位盘的外周面设有定位缺口，弹簧驱动定位柱向下移动时能卡住所述定位盘的定位缺口，第二气缸驱动定位柱向上移动时能脱离定位盘。

3.根据权利要求1所述的一种垂直式电磁线圈绕线装置，其特征在于：所述第一连接板的上面固定一支架，支架上装有第三气缸，第三气缸的活塞杆上通过一轴套与中心轴的上端相连接，轴套和中心轴在周向可相对转动、在轴向可随第三气缸的活塞杆带动中心轴上下移动；所述驱动轴的两侧还开设有两个沿轴向分布的长条形孔，所述的长条形孔与驱动轴的轴向中心孔相连通，一导向销轴沿径向穿过所述的中心轴且两端靠在两个长条形孔上。

4.根据权利要求1所述的一种垂直式电磁线圈绕线装置，其特征在于：所述的张力机构包括与机座相固定的支撑架、磁粉张力轮、摆杆，磁粉张力轮装在支撑架的中部，磁粉张力轮下面的支撑架上装有第一导线轮，摆杆的中部枢接在支撑架上并处于磁粉张力轮上面，摆杆的一端装有过线轮，摆杆的另一端与一连接在支撑架侧面的弹簧连接板通过至少一个拉簧相连接。

5.根据权利要求4所述的一种垂直式电磁线圈绕线装置，其特征在于：所述摆杆与拉簧相连接的端部设有多个连接通孔，弹簧连接板上也设有多个弹簧连接孔，至少一个拉簧的两端分别与摆杆端部的连接通孔和弹簧连接板上的弹簧连接孔相连接。

6.根据权利要求4所述的一种垂直式电磁线圈绕线装置，其特征在于：所述的弹簧连接板枢接在一调整杆的上部，调整杆的下部通过螺纹连接方式与一固定于支撑架侧面的固定块相连接；所述的磁粉张力轮侧面的支撑架上还装有第二导线轮和第三导线轮；所述支撑架的上端设有两个摆杆限位柱；所述支撑架的下端连接一支撑底板，支撑底板设有一过线孔，支撑底板的下面装有第二过线轮和第三过线轮。

7.根据权利要求4所述的一种垂直式电磁线圈绕线装置，其特征在于：所述第一导线轮下面的支撑架上枢接有多对相互对置的漆包线校直轮。

8.根据权利要求1所述的一种垂直式电磁线圈绕线装置，其特征在于：所述的三坐标移动机构还包括底座、第一伺服电机、纵向运动部件、第二伺服电机、竖向运动部件、第三伺服电机、横向运动部件，底座与机座相固定，第一伺服电机固定在底座上，纵向运动部件由第一伺服电机带动可沿纵向前后移动，第二伺服电机固定在纵向运动部件上，竖向运动部件由第二伺服电机带动可沿竖向上下移动，第三伺服电机固定在竖向运动部件上，横向运动部件由第三伺服电机带动可沿横向左右移动，所述移动座固定在横向运动部件的上面，移动座上还设置有导线轮，导线轮用于引入漆包线，所述导线管和导线轮之间的移动座的上面还设有夹线气缸，夹线气缸的活塞杆伸出后能把漆包线夹在活塞杆和移动座的上面之间。

9.根据权利要求8所述的一种垂直式电磁线圈绕线装置，其特征在于：所述的移动座的上面装有一配合夹线气缸的活塞杆夹住漆包线的垫块；所述的导线轮与夹线气缸之间的移动座上面还设有至少一个导线架，导线架上设有导线孔。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种垂直式电磁线圈绕线装置，其特征在于：所述的夹具机构装在一水平设置可间歇转动的转盘上，转盘上至少装有两套夹具机构；机座上装有两套张力机构；所述的移动座上设有两个平行设置的导线管，所述第一连接板上穿设有两根垂直设置的驱动轴，两根驱动轴分别由装于第一连接板上的两个伺服电机带动旋转，两个导柱向下移动时所述的两根驱动轴可分别与两个夹具机构相接合带动两个线圈骨架转动；两根驱动轴上各分别装有固定夹板、活动夹块、固定切刀和活动切刀。