CN102983689A - 斜绕式空心杯线圈绕线设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种斜绕式空心杯线圈绕线设备，其包括：一绕线设备，该绕线设备包括：机箱、绕线机构、送线机构、排线机构以及绞线整合机构和第一加热器，该绞线整合机构包括：具有钩线、拉线及绞线功能的万向机械手和用于对经万向机械手绞线后的铜线进行剪断的剪线机构，该万向机械手倾斜安装，且其倾斜角度与绕线机构中绕线拨针的倾斜角度一致；排线机构包括一导线针以及分别用于驱动导线针上下方向和左右方向移动的第一气缸及第一驱动电机，该导线针中形成有供铜线穿过的线孔。本发明具有结构简单、体积小、工作质量和效率高等优点。

Description

斜绕式空心杯线圈绕线设备

技术领域：

本发明涉及线圈生产设备领域，特指一种结构简单、体积小，且工作质量和效率高的斜绕式空心杯线圈绕线设备。

背景技术：

空心杯电机属于直流、永磁、伺服微特电机。空心杯电动机具有突出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运行特性，作为高效率的能量转换装置，代表了电动机的发展方向。

空心杯电动机在结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也叫空心杯型转子。这种新颖的转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，同时其重量和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能损耗。由于转子的结构变化而使电动机的运转特性得到了极大改善，不但具有突出的节能特点，更为重要的是具备了铁芯电动机所无法达到的控制和拖动特性。

另外，空心杯电动机的能量密度大幅度提高，与同等功率的铁芯电动机相比，其重量、体积减轻1/3-1/2。

由于空心杯电动机克服了铁芯电动机不可逾越的技术障碍，而且其突出的特点集中在电动机的主要性能方面，使其具备了广阔的应用领域。尤其是随着工业技术的飞速发展，对电动机的伺服特性不断提出更高的期望和要求，使空心杯电动机在很多应用场合拥有不可替代的地位。

因此，空心杯线圈绕线机也得到广泛应用，但是，传统的空心杯线圈绕线机体积大、结构复杂、操作繁琐、价格高、维修保养成本高，而且工作质量和效率均不理想，导致空心杯线圈绕线机难以满足市场的需求。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、体积小，且工作质量和效率高的斜绕式空心杯线圈绕线设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该斜绕式空心杯线圈绕线设备包括：一绕线设备，该绕线设备包括：机箱、安装于机箱上的绕线机构、位于绕线机构上方的送线机构、排线机构，以及安装于绕线机构旁侧的绞线整合机构和第一加热器，该绞线整合机构包括：具有钩线、拉线及绞线功能的万向机械手和用于对经万向机械手绞线后的铜线进行剪断的剪线机构，该万向机械手倾斜安装，且其倾斜角度与所述绕线机构中绕线拨针的倾斜角度一致；所述的排线机构包括一导线针以及分别用于驱动导线针上下方向和左右方向移动的第一气缸及第一驱动电机，该导线针中形成有竖直方向的供铜线穿过的线孔。

进一步而言，上述技术方案中，所述的万向机械手通过一万向传动机构配合一下压气缸安装于所述的机箱侧边，该机箱上安装有一与该下压气缸配合的上顶气缸，该上顶气缸的顶杆竖直向上，且顶杆顶端设置有一缓冲胶块。

进一步而言，上述技术方案中，所述的万向传动机构包括：与所述下压气缸的顶杆连接的连接板、与连接板固定连接并活动安装于机箱外侧的滑块、安装于滑块上的可于竖直方向转动的第一传动装置、安装第一传动装置上并可水平方向转动的第二传动装置、安装于第二传动装置上并于前后方向移动的第三传动装置以及安装于第三传动装置上并可于左右方向移动的第四传动装置，所述的万向机械手安装于该第四传动装置上。

进一步而言，上述技术方案中，所述的万向机械手包括：与所述万向传动机构连接的机械臂、安装于机械臂上的步进电机、轴承座、用于控制步进电机绞线圈数的传感器以及穿过轴承座并与步进电机连动的线钩。

进一步而言，上述技术方案中，所述的机箱中安装有一用于控制所述绕线机构、送线机构、排线机构、绞线整合机构动作、消除移动误差的电气控制系统，其中，该电气控制系统的触控屏显露于机箱上。

进一步而言，上述技术方案中，所述的排线机构还包括一安装于机箱中第一滑轨上的滑动座，该滑动座与所述的第一驱动电机通过一皮带连动；所述的第一气缸垂直安装于滑动座上，该第一气缸的顶杆末端固定连接有一连接块，所述的导线针通过一固定器垂直安装于该连接块上，第一气缸顶端安装有一与导线针匹配的导向装置。

进一步而言，上述技术方案中，所述的绕线机构包括：一绕线轴，该绕线轴通过一第二驱动电机安装于所述的机箱上；一对旋转套筒，该旋转套筒分别通过一皮带与安装于机箱上的第三驱动电机连动，令成对的旋转套筒同步转动，其中，该旋转套筒上分别安装有所述的安装有所述可调长短距离的绕线拨针；该绕线拨针的转速大于绕线轴的转速。

进一步而言，上述技术方案中，所述绕线轴前端形成有一供铜线绕线的绕线区，该绕线轴于绕线区前端固定安装有一用于对铜线线头进行定位的弹簧式线头固定器，所述的绕线拨针对称并倾斜分布于绕线轴外围，其中，该绕线拨针末端的勾部位于绕线轴的绕线区外围。

进一步而言，上述技术方案中，所述的送线机构包括：支撑臂以及安装于支撑臂顶端的调整机构，该调整机构上安装有一可复位的导线杆以及用于推动导线杆移动的第二气缸，该导线杆配合第二气缸形成一松线机构，该导线杆顶端设置有一滚轮。

进一步而言，上述技术方案中，所述的调整机构上枢接有一利用重力作用对铜线进行紧度弹性吸的重力杆，该重力杆末端设置有一滚轮。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

1、本发明中万向机械手的线钩进行钩线时，是通过“线找钩”的方式进行钩线，即通过排线机构中导线针带动铜线移动至线钩中，这种“线找钩”的方式，那个令线钩能够准确地勾住铜线，突破了传统“钩找线”的方式，能够有效避免了“钩找不到线”的现象，提高了本发明的工作效率。

2、本发明中具有钩线、拉线及绞线功能的万向机械手通过一万向传动机构安装于机箱上，令万向机械手能够朝任意方向移动，且万向传动机结构简单，体积小，这样的结构在不影响功能的情况下大大简化了本发明的复杂程度，且能够有效提高本发明的工作质量和工作效率。

3、排线机构中的导线针通过第一气缸驱动而向下移动，配合万向机械手动作，令铜线形成一个锐角，以便万向机械手进行绞线，这样能够有效提高本发明的工作质量和工作效率。

4、于绕线机构对铜线进行绕线过程中，铜线由于在重力杆的紧度弹性吸作用下处于绷紧状态，以便提高绕线机构的绕线质量。另外于万向机械手的拉线和绞线过程以及剪线机构的裁剪过程中，松线机构中的第二气缸动作，将导线杆向前推，令绷紧的铜线不再绷紧，以防止铜线在万向机械手进行拉线和绞线时，或剪线机构的裁剪时会断线。

5、本发明通过该该电气控制系统实现对绕线机构、送线机构、排线机构、绞线整合机构的动作进行控制，并且能够自动补正移动误差、消除移动误差，令本发明中的绕线机构、送线机构、排线机构、绞线整合机构移动精确、运行顺畅、工作质量高。

附图说明：

图1是本发明的立体图；

图2是1中A部分的局部放大示意图；

图3是本发明中绕线机构和绞线整合机构的装配示意图；

图4是本发明中绞线整合机构的局部结构示意图；

图5是图4另一视角的示意图；

图6是本发明中剪线机构的结构示意图；

图7是本发明中第一加热器的结构示意图；

附图标记说明：

100绕线设备10电气控制系统101触控屏

102归零传感器103归零感应器1机箱

12第二滑轨13第三滑轨14第四滑轨

15缓沖器16缓沖器2绕线机构

21绕线拨针22绕线轴221绕线区

222弹簧式线头固定器223调整螺丝224弹簧

225产品退出器

23第二驱动电机24旋转套筒25旋转套筒

26第三驱动电机3送线机构31支撑臂

32调整机构33松线机构331导线杆

332第二气缸333滚轮34重力杆

341滚轮4排线机构41导线针

42第一气缸43第一驱动电机44滑动座

45皮带46连接块47导向装置

5绞线整合机构51万向机械手510线钩

511机械臂512步进电机513轴承座

514传感器52万向传动机构521连接板

522第一传动装置523第二传动装置524第三传动装置

525第四传动装置526滑块53下压气缸

54上顶气缸541缓冲胶块55剪线机构

551滑座552剪刀装置553前推气缸

6第一加热器61滑动座62加热装置

621管体622加热头623加热口部

63第三气缸64温控器7固定器

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

参见图1-7所示，斜绕式空心杯线圈绕线设备，其包括：一绕线设备100。

所述的绕线设备100包括：机箱1、安装于机箱1上的绕线机构2、位于绕线机构2上方的送线机构3、排线机构4，以及安装于绕线机构2旁侧的绞线整合机构5和第一加热器6。

所述的机箱1中安装有一用于控制所述绕线机构2、送线机构3、排线机构4、绞线整合机构5动作、消除移动误差的电气控制系统10，其中，该电气控制系统10的触控屏101显露于机箱1上。本发明通过该该电气控制系统10实现对绕线机构2、送线机构3、排线机构4、绞线整合机构5的动作进行控制，并且能够自动补正移动误差、消除移动误差，令本发明中的绕线机构2、送线机构3、排线机构4、绞线整合机构5移动精确、运行顺畅、工作质量高。

所述的绕线机构2包括：一绕线轴22，该绕线轴22通过一第二驱动电机23安装于所述的机箱1上；一对旋转套筒24、25，该旋转套筒24、25分别通过一皮带与安装于机箱1上的第三驱动电机26连动，令成对的旋转套筒24、25同步转动，其中，该旋转套筒24、25上分别安装有一安装有所述可调长短距离的线拨针21；该绕线拨针21的转速大于绕线轴22的转速。

所述的绕线拨针21与旋转套筒之间还安装有一用于防止绕线拨针21因高速转动产生移动误差的弹簧224。该绕线拨针21中安装有可调其长短距离的调整螺丝223。所述绕线轴22上安装有一产品退出器225，当绕线完成后并形成空心杯线圈后，通过该产品退出器225能够快速将空心杯线圈退出绕线轴22。

所述绕线轴22前端形成有一供铜线绕线的绕线区221，该绕线轴22于绕线区221前端固定安装有一用于对铜线线头进行定位的弹簧式线头固定器222，所述绕线拨针21呈180°对称并倾斜分布于绕线轴22外围，其中，该绕线拨针21末端的勾部211位于绕线轴22的绕线区221外围。

所述的箱体1上安装有与所述第三驱动电机26电性连接的归零传感器102，该归零传感器102受控于所述的电气控制系统10，以控绕线拨针21归零。

所述的送线机构3包括：支撑臂31以及安装于支撑臂31顶端的调整机构32，该调整机构32上安装有一可复位的导线杆331以及用于推动导线杆331移动的第二气缸332，该导线杆331配合第二气缸332形成一松线机构33，该导线杆331顶端设置有一滚轮333。所述的调整机构32上枢接有一利用重力作用对铜线进行紧度弹性吸的重力杆34，该重力杆34末端设置有一滚轮341。

所述的排线机构4包括一导线针41以及分别用于驱动导线针41上下方向和左右方向移动的第一气缸42及第一驱动电机43，该导线针41中形成有竖直方向的供铜线穿过的线孔；所述的排线机构4还包括一安装于机箱1中第一滑轨上的滑动座44，该滑动座44与所述的第一驱动电机43通过一皮带45连动；所述的第一气缸42垂直安装于滑动座44上，该第一气缸42的顶杆末端固定连接有一连接块46，所述的导线针41通过一固定器7垂直安装于该连接块46，第一气缸42顶端安装有一与导线针41匹配的导向装置47。

所述的机箱1上安装有一归零感应器103，该归零感应器103受控于所述的电气控制系统10，以控制排线机构4归零。

所述的绞线整合机构5包括：具有钩线、拉线及绞线功能的万向机械手51和用于对经万向机械手51绞线后的铜线进行剪断的剪线机构55，该万向机械手51倾斜安装，且其倾斜角度与所述绕线机构2中绕线拨针21的倾斜角度一致；所述的万向机械手51通过一万向传动机构52配合一下压气缸53安装于所述的机箱1侧边，该机箱1上安装有一与该下压气缸53配合的上顶气缸54，该上顶气缸54的顶杆竖直向上，且顶杆顶端设置有一缓冲胶块541。

所述的万向传动机构52包括：与所述下压气缸53的顶杆连接的连接板521、与连接板521固定连接并活动安装于机箱1外侧的滑块526、安装于滑块526上的可于竖直方向转动的第一传动装置522、安装第一传动装置522上并可水平方向转动的第二传动装置523、安装于第二传动装置523上并与前后方向移动的第三传动装置524以及安装于第三传动装置524上并可于左右方向移动的第四传动装置525，其中，机箱1外侧设置有一呈竖直方向分布的第二滑轨12，所述的万向传动机构52中的滑块526活动安装于该第二滑轨12上，而所述的万向机械手51安装于该第四传动装置525上。

所述的万向机械手51包括：与所述万向传动机构52连接的机械臂511、安装于机械臂511上的步进电机512、轴承座513以及穿过轴承座513并与步进电机512连动的线钩510。

所述的机械臂511安装有一控制步进电机512绞线圈数的传感器514，该传感器514受控于电气控制系统10，以控制线钩510的绞线圈数。

所述的机箱1中安装有一供所述剪线机构55活动安装的第三滑轨13，第三滑轨13端部设置有缓沖器16，该剪线机构55包括：活动安装于第三滑轨13上的滑座551、固定安装于滑座551上的剪刀装置552以及用于驱动剪刀装置552于第三滑轨13移动的前推气缸553，其中，剪刀装置552的裁剪动作受控于所述的电气控制系统10。

所述的机箱1中安装有一供所述第一加热器6活动安装的第四滑轨14，该第四滑轨14端部设置有缓沖器15，以便降低噪音。所述的第一加热器6包括：活动安装于第四滑轨14的滑动座61、固定安装于滑动座61上的加热装置62、用于加热装置62于第四滑轨14移动的第三气缸63以及安装于箱体1中并显露于箱体1上的温控器64。所述的加热装置62和温控器64与电气控制系统10电性连接。

所述的加热装置62包括：管体621以及位于管体621前端的加热头622，该加热头622的加热口部623朝上，该加热口部623中设置有温度回馈感应器。所述的管体621内部设置有螺旋加热丝，通过加热头622带出热气体，再由温度回馈传感器回馈温控器64，以实现控制温度。所述的加热装置62外表面包覆有用于保温的保温棉。

本发明工作时，第一步：提供一捆铜线，将需要绕线的铜线穿过所述的送线机构3、排线机构4和绕线机构2，并将铜线一端固定于绕线机构2中绕线轴22前端固定安装的弹簧式线头固定器222上。具体而言，铜线顺序穿过送线机构3的调整机构32、导线杆331顶端设置的滚轮333、重力杆34末端的滚轮341，随后，将铜线顺序穿过排线机构4中第一气缸42顶端安装的导向装置47、导线针41的线孔，再将铜线穿过绕线机构2中绕线拨针21末端的勾部221与绕线轴22之间的间隙后，缠绕于绕线轴22前端的弹簧式线头固定器222上，令铜线一端固定于绕线轴22上，形成线头。该绕线方式如图1所示。

第二步：启动电气控制系统10，令绕线机构2、送线机构3、排线机构4、绞线整合机构5归位。第一加热器6工作，对绕线机构2中绕线轴22的绕线区221部分进行加热，并加热到150℃。绕线机构2、送线机构3、排线机构4工作，送线机构3不断的送线，与此同时，绕线机构2中绕线轴22、绕线拨针21均开始转动，且送线机构3于左右方向来回移动，其中，绕线拨针21的转速大于绕线轴22的转速，即绕线机构2配合排线机构4工作，以实现生产斜绕式空心杯线圈。

空心杯线圈的一个极的绕线完成后，绕线机构2中绕线轴22、绕线拨针21停止转动，而绞线整合机构5工作，绞线整合机构5中的万向机械手51通过万向传动机构52和下压气缸53下移，其中，万向机械手51的线钩510前端低于排线机构4中导线针41下端的高度，而且排线机构4中导线针41带动铜线移动至线钩510中，这种“线找钩”的方式，那个令线钩510能够准确地勾住铜线，避免了“钩找不到线”的现象，提高了本发明的工作效率。此时，万向机械手51的线钩510通过万向传动机构52工作而向后移动，并通过下压气缸53再次下移至万向传动机构52中的滑块526与所述的上顶气缸54顶杆的缓冲胶块541抵触，此时，排线机构4中的导线针41通过第一气缸42驱动而向下移动，配合万向机械手51动作，令铜线形成一个锐角，以便万向机械手51进行绞线。万向机械手51中的步进电机512启动，令线钩510转动而实现绞线功能。

绞线完成后，剪线机构55启动，剪刀装置552移动至线钩510前端，并将绞线后的铜线进行裁剪，形成空心杯线圈的一个极。随后，绕线机构2中绕线轴22、绕线拨针21再次转动，并配合排线机构4工作，将铜线绕成空心杯线圈的第二个极的绕线，再通过剪线机构55裁剪，形成空心杯线圈的第二个极。本实施例中生产的空心杯线圈具有五个极，即不断重复上述的流程实现绕线，在剪线机构55第五次裁剪绕线后，将该铜线的尾线与固定于绕线轴22上的铜线线头相互搅绕，形成空心杯线圈的第五个极，空心杯线圈的绕线动作完成。

于上述步骤中，万向机械手51的拉线和绞线过程以及剪线机构55的裁剪过程中，松线机构33中的第二气缸332动作，将导线杆331向前推，令绷紧的铜线不再绷紧，以防止铜线在万向机械手51进行拉线和绞线时，或剪线机构55的裁剪时会断线。

第三步：取下空心杯线圈，空心杯线圈生产完成。若不继续运作可将铜线线头固定于固定器7上，以避免下次使用时需要重新穿线的困扰。

当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (10)

1.斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：包括：

一绕线设备（100），该绕线设备（100）包括：机箱（1）、安装于机箱（1）上的绕线机构（2）、位于绕线机构（2）上方的送线机构（3）、排线机构（4），以及安装于绕线机构（2）旁侧的绞线整合机构（5）和第一加热器（6），该绞线整合机构（5）包括：具有钩线、拉线及绞线功能的万向机械手（51）和用于对经万向机械手（51）绞线后的铜线进行剪断的剪线机构（55），该万向机械手（51）倾斜安装，且其倾斜角度与所述绕线机构（2）中绕线拨针（21）的倾斜角度一致；所述的排线机构（4）包括一导线针（41）以及分别用于驱动导线针（41）上下方向和左右方向移动的第一气缸（42）及第一驱动电机（43），该导线针（41）中形成有竖直方向的供铜线穿过的线孔。

2.根据权利要求1所述的斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：所述的万向机械手（51）通过一万向传动机构（52）配合一下压气缸（53）安装于所述的机箱（1）侧边，该机箱（1）上安装有一与该下压气缸（53）配合的上顶气缸（54），该上顶气缸（54）的顶杆竖直向上，且顶杆顶端设置有一缓冲胶块（541）。

3.根据权利要求2所述的斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：所述的万向传动机构（52）包括：与所述下压气缸（53）的顶杆连接的连接板（521）、与连接板（521）固定连接并活动安装于机箱（1）外侧的滑块（526）、安装于滑块（526）上的可于竖直方向转动的第一传动装置（522）、安装第一传动装置（522）上并可水平方向转动的第二传动装置（523）、安装于第二传动装置（523）上并可于前后方向移动的第三传动装置（524）以及安装于第三传动装置（524）上并可于左右方向移动的第四传动装置（525），所述的万向机械手（51）安装于该第四传动装置（525）上。

4.根据权利要求1所述的斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：所述的万向机械手（51）包括：与所述万向传动机构（52）连接的机械臂（511）、安装于机械臂（511）上的步进电机（512）、轴承座（513）、用于控制步进电机（512）绞线圈数的传感器（514）以及穿过轴承座（513）并与步进电机（512）连动的线钩（510）。

5.根据权利要求1所述的斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：所述的机箱（1）中安装有一用于控制所述绕线机构（2）、送线机构（3）、排线机构（4）、绞线整合机构（5）动作、消除移动误差的电气控制系统（10），其中，该电气控制系统（10）的触控屏（101）显露于机箱（1）上。

6.根据权利要求1所述的斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：所述的排线机构（4）还包括一安装于机箱（1）中第一滑轨上的滑动座（44），该滑动座（44）与所述的第一驱动电机（43）通过一皮带（45）连动；所述的第一气缸（42）垂直安装于滑动座（44）上，该第一气缸（42）的顶杆末端固定连接有一连接块（46），所述的导线针（41）通过一固定器（7）垂直安装于该连接块（46）上，第一气缸（42）顶端安装有一与导线针（41）匹配的导向装置（47）。

7.根据权利要求1所述的斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：所述的绕线机构（2）包括：

一绕线轴（22），该绕线轴（22）通过一第二驱动电机（23）安装于所述的机箱（1）上；

一对旋转套筒（24、25），该旋转套筒（24、25）分别通过一皮带与安装于机箱（1）上的第三驱动电机（26）连动，令成对的旋转套筒（24、25）同步转动，其中，该旋转套筒（24、25）上分别安装有所述可调长短距离的绕线拨针（21）；该绕线拨针（21）的转速大于绕线轴（22）的转速。

8.根据权利要求7所述的斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：所述绕线轴（22）前端形成有一供铜线绕线的绕线区（221），该绕线轴（22）于绕线区（221）前端固定安装有一用于对铜线线头进行定位的弹簧式线头固定器（222），所述绕线拨针（21）对称并倾斜分布于绕线轴（22）外围，其中，该绕线拨针（21）末端的勾部（211）位于绕线轴（22）的绕线区（221）外围。

9.根据权利要求1所述的斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：所述的送线机构（3）包括：支撑臂（31）以及安装于支撑臂（31）顶端的调整机构（32），该调整机构（32）上安装有一可复位的导线杆（331）以及用于推动导线杆（331）移动的第二气缸（332），该导线杆（331）配合第二气缸（332）形成一松线机构（33），该导线杆（331）顶端设置有一滚轮（333）。

10.根据权利要求9所述的斜绕式空心杯线圈绕线设备，其特征在于：所述的调整机构（32）上枢接有一利用重力作用对铜线进行紧度弹性吸的重力杆（34），该重力杆（34）末端设置有一滚轮（341）。

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