CN103008499B - 数控线圈机和使用数控线圈机连续加工线圈的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属线材加工设备，尤其是一种数控线圈机，以及使用该数控线圈机连续加工线圈的方法，本发明提供的数控线圈机的送线机构可以自动送线并调直线材，从而使金属线材有效的调直并保持直线，送线器可以自动进退金属线材，止退器在加工时防止金属线材不受控制地移动，通过绕线轴可以对金属线材加工出所需要的螺旋环状结构，并且可获得螺旋环状结构所需要螺旋圈数和螺旋旋转角度，定位柱和折弯头的配合可以将金属线材加工出两直线折角，使金属线材可以获得所需要的任意形状，裁线座对加工好的金属线材进行切断分离，配合数控装置可实现对线圈加工的自动化控制，减少了人力，提高工作效率和加工线圈的精度。

Description

数控线圈机和使用数控线圈机连续加工线圈的方法

技术领域

本发明涉及金属线材加工设备，尤其是一种数控线圈机，以及使用该数控线圈机连续加工线圈的方法。

背景技术

随着社会的发展，电子、电器领域对线圈的需求量日益增大，线圈的结构也因使用需要日益复杂，于是过往的手工方式加工线圈逐渐显露其效率低下、生产精度不高的弊端，并且对生产单位来说日益增加的人工成本增加总体的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供数控线圈机，以及提供使用前述的数控线圈机连续加工线圈的方法，可以用来提高加工线圈的工作效率和加工精度。

本发明提供的数控线圈机技术方案是：包括数控装置、送线机构和折弯机构，数控装置控制送线机构和折弯机构运作，送线机构包含呈直线的行进基线、调整金属线材成直线的调直器、带动金属线材在行进基线上直线活动的送线器、防止金属线材后退的止退器、带动金属线材在行进基线上旋转的旋转座以及裁切金属线材的裁线座，金属线材在送线机构中始终位于行进基线上，折弯机构包含呈直线并与行进基线相垂直的折弯基线、与折弯基线相平行的绕线轴、位于折弯基线上的定位柱以及位于定位柱外侧的折弯头，绕线轴、定位柱以及折弯头可分别相对行进基线上下活动，定位柱具有用于定位金属线材的定位部，该定位柱具有与金属线材抵接配合的弯折面，绕线轴具有呈圆形并与行进基线相切的外壁，在该外壁设有与金属线材配合的抓取装置，绕线轴绕其轴心旋转，折弯头可相对弯折面活动并可调整与弯折面之间的相对位置，折弯头推动金属线材沿着弯折面成型。

本发明提供的数控线圈机的有益效果是：送线机构可以自动送线并调直线材，从而使金属线材有效的调直并保持直线，送线器可以自动进退金属线材，止退器在加工时防止金属线材不受控制地移动，通过绕线轴可以对金属线材加工出所需要的螺旋环状结构，并且可获得螺旋环状结构所需要螺旋圈数和螺旋旋转角度，定位柱和折弯头的配合可以将金属线材加工出两直线折角，使金属线材可以获得所需要的任意形状，裁线座对加工好的金属线材进行切断分离，配合数控装置可实现对线圈加工的自动化控制，减少了人力，提高工作效率和加工线圈的精度。

本发明提供数控线圈机的改进技术方案是：上述技术方案基础上，裁线座包含底座、裁切基线、切刀装置以及挡块，切刀装置和挡块分立于行进基线的两侧，裁切基线呈垂直于行进基线的直线，切刀装置在裁切基线上来回运动并且设有位于裁切基线上的切刀，挡块包括前挡块和后挡块，前挡块和后挡块对称分立于裁切基线的两侧。可以提供金属线材裁切定位的稳定性高的有益效果。

本发明提供进一步改进的数控线圈机技术方案是：上述技术方案基础上，切刀装置具有凸块和折弯片，凸块和折弯片均面向行进基线设置，凸块和折弯片的运动轨迹均与裁切基线平行，凸块和折弯片均具有特定的预设形状，在切刀裁切金属线材时该凸块与挡块配合将接触到的金属线材部位挤压成与凸块预设形状相吻合的轮廓，在切刀裁切金属线材时该折弯片与挡块配合将接触到的金属线材部位折弯成与折弯片预设形状相吻合的轮廓。切刀装置在切刀裁切金属线材时可以通过凸块和折弯片对金属线材进行挤压加工和变形加工，获得需要的形状。

本发明提供更进一步改进的数控线圈机技术方案是：上述技术方案基础上对定位柱的改进，定位柱具有容纳金属线材置入的定位槽，定位槽呈贯穿定位柱表面的直线。具有一定长度的定位槽具有定位稳定的效果。

本发明提供再进一步改进的数控线圈机技术方案是：上述技术方案基础上，在定位槽一端与弯折面之间设有棱，定位槽另一端与弯折面之间具有圆弧，此结构可以在加工折角时选择折角为尖角或圆角，使用棱端加工则金属线材的折角为尖角，使用圆弧端加工则金属线材的折角为圆角。

本发明提供更更进一步改进的数控线圈机技术方案是：上述技术方案基础上，定位柱具有圆柱主体，圆柱主体的外壁作为弯折面，折弯头具有圆环主体以及设置在圆环主体表面的折弯柱，折弯头的圆环主体套在定位柱的圆柱主体外侧，折弯头的圆环主体可相对定位柱的圆柱主体转动。圆环绕圆柱的转动配合，可以使折弯机构动作更加灵活准确，并使折弯机构整体结构紧凑，进一步提高其加工精度和工作效率。

本发明还提供使用前述的数控线圈机连续加工线圈的方法，技术方案包含数控装置自动控制的调直输送步骤、裁切步骤、曲形加工步骤、折角加工步骤以及退刀步骤，调直输送步骤包含：将金属线材放入送线机构，金属线材在通过调直器时被调直成直线；裁切步骤包含：金属线材处于裁线座时，旋转座带动金属线材在行进基线上旋转，切刀装置向行进基线推进，切断金属线材的同时折弯片与挡块配合将所接触到的金属线材折弯成与折弯片预设形状相吻合的轮廓，同时凸块与挡块配合将所接触到的金属线材挤压成与凸块预设形状相吻合的轮廓，裁切基线前部的金属线材被切断并离开数控线圈机；曲形加工步骤包含：金属线材到达折弯机构后绕线轴下行抓取金属线材，然后绕线轴旋转上行，直至绕线轴停止旋转并松开金属线材，金属线材被加工出螺旋环形；折角加工步骤包含：金属线材前行的同时定位柱和折弯头上行，直至金属线材被定位柱定位，折弯头推动金属线材沿着弯折面成型，然后定位柱和折弯头下行，金属线材离开定位柱；退刀步骤包含：送线机构带动金属线材退回到裁线座，重复裁切步骤、曲形加工步骤以及折角加工步骤。

通过使用前述的数控线圈机连续加工线圈的方法，可以对金属线材加工出螺旋环状结构，并且可设定所需要的螺旋圈数和螺旋角度，定位柱和折弯头的配合可以将金属线材加工出两直线任意角度的折角，使金属线材可以获得所需要的任意形状，裁线座对加工好的金属线材进行切断分离，重复这些步骤即可实现对金属线材连续加工的自动化控制，减少了人力，提高工作效率和加工线圈的精度。

本发明还提供改进的使用前述的数控线圈机连续加工线圈的方法，其技术方案在上述技术方案的基础之上，重复依次进行裁切步骤、曲形加工步骤、折角加工步骤以及退刀步骤，裁切步骤包含旋转座带动金属线材在行进基线上旋转90度，切刀装置向行进基线前行，切断金属线材的同时折弯片与挡块配合将所接触到的金属线材折弯成与行进基线垂直，同时凸块与挡块配合将所接触到的金属线材挤压出台阶；曲形加工步骤包含绕线轴下行抓取垂直头部后边的金属线材中段部分，绕线轴旋转上行直至绕线轴旋转270度；折角加工步骤包含当加工出的螺旋环形中段后边的金属线材进入定位柱定位时，折弯头进入螺旋环形内，然后折弯头推动金属线材在弯折面向着与绕线轴相反的旋转方向旋转90度。本发明改进的使用数控线圈机连续加工线圈的方法可以用于连续加工出特定形状的线圈，该线圈具有两个位于同一平面且相互垂直的引脚，并且具有一个两端分别连接两个引脚的螺旋环形，其中一个引脚上具有用于装配的台阶。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明的数控线圈机实施例的整体结构图。

图2为本发明的数控线圈机实施例折弯机构的结构图。

图3为本发明的数控线圈机实施例裁线座的结构图。

图4为本发明的数控线圈机实施例加工出的线圈产品结构图之一。

图5为本发明的数控线圈机实施例加工出的线圈产品结构图之二。

具体实施方式

如图1所示，本发明的数控线圈机实施例，包括数控装置9、送线机构1和折弯机构2，数控装置9控制送线机构1和折弯机构2运作。

送线机构1包含呈直线的行进基线、调整金属线材成直线的调直器11、带动金属线材在行进基线上直线活动的送线器12、防止金属线材后退的止退器13、带动金属线材在行进基线上旋转的旋转座14以及裁切金属线材的裁线座15。

行进基线是设置在送线机构1之中的一条虚拟的直线，金属线材自进入送线机构1直至离开送线机构1都是与该行进基线重合，并沿着该虚拟的行进基线前进或后退，并且不允许其偏离该行进基线，但是金属线材可以在该行进基线上旋转。

本实施例的调直器11包含分立于行进基线两侧的圆盘111，该圆盘111具有与行进基线相切的外壁，金属线材经过调直器11时被两侧的圆盘111强制定位成直线。

送线机构还包含设置在行进基线上并作用于金属线材表面的剥皮器16。本实施例中剥皮器16是位于调直器11之后送线器12之前，可以自动去除金属线材表面的包漆或壳或锈块，进一步减少了人力并提高工作效率。

本实施例的调直器11、送线器12、止退器13、剥皮器16都是设置在旋转座14上的，旋转座14上还具有送线电机141和旋转气缸142，送线电机141用来带动送线器12直线活动，旋转气缸142用来带动旋转座14旋转，送线器12则包含丝杠机构121和送线气缸122，送线气缸122用来抓取金属线材，并且送线气缸122安装在丝杠机构121上，于是送线电机141可通过丝杠机构121推动送线气缸122和金属线材直线活动，本实施例还将止退器13安装在送线器12上与之联动，该止退器13设置为一斜向抵接住金属线材的板状，可以防止金属线材在被加工时产生不必要的后退。

如图1、图3所示，本实施例的裁线座15可以看做是独立于旋转座14之外，而架设在旋转座14与折弯机构2之间，裁线座15包含底座151、裁切基线、切刀装置152以及挡块153，切刀装置152和挡块153分立于行进基线的两侧，裁切基线呈垂直于行进基线的直线，切刀装置152在裁切基线上来回运动并且设有位于裁切基线上的切刀1521，切刀装置152整体由切刀电机（图中未标示）带动，挡块153包括前挡块1531和后挡块1532，前挡块1531和后挡块1532对称分立于裁切基线的两侧。切刀装置具有凸块1522和折弯片1523，本实施例中的凸块1522和折弯片1523设置在切刀1521的两侧，具体位置是凸块1522位于切刀1521的前侧，折弯片1523位于切刀1521的后侧，凸块1522和折弯片1523均面向行进基线设置，同行进基线一样，裁切基线是设置在送线机构1之中的一条虚拟的直线，凸块1522和折弯片1523的运动轨迹均与裁切基线平行，凸块1522和折弯片1523均具有特定的预设形状，所谓特定的预设形状取决于需要的金属线材的表面形状，在切刀1521裁切金属线材时该凸块1522与前挡块1531配合将接触到的金属线材部位挤压成与凸块1522预设形状相吻合的轮廓，在切刀裁切金属线材时该折弯片1523与后挡块1532配合将接触到的金属线材部位折弯成与折弯片1523预设形状相吻合的轮廓。本实施例中的凸块1522特定形状是其接触面为平面，用于将接触到的金属线材部位压缩，而折弯片1523为具有两个相互垂直的接触平面，用于将接触到的金属线材部位弯折成垂直的“L”型。

如图1、图2所示，折弯机构2包含呈直线并与行进基线相垂直的折弯基线、与折弯基线相平行的绕线轴21、位于折弯基线上的定位柱22以及位于折弯柱外侧的折弯头23，绕线轴21、定位柱22以及折弯头23可分别相对行进基线上下活动，绕线轴21、定位柱22以及折弯头23由相应的电机（图中未标示）分别带动，定位柱22具有用于定位金属线材的定位部，该定位部是一个虚拟的概念，在本实施例中具体表现为容纳金属线材置入的定位槽221，定位槽221呈贯穿定位柱22表面的直线，定位槽221正中心与折弯基线交叉，该定位柱22还具有与金属线材抵接配合的弯折面222，定位槽221一端与弯折面222之间设有棱2211，定位槽221另一端与弯折面222之间具有圆弧2212，本实施例的定位柱22具有圆柱主体，圆柱主体的外壁作为弯折面222，折弯头23具有圆环主体以及设置在圆环主体表面的折弯柱231，折弯头23的圆环主体套在定位柱22的圆柱主体外侧，折弯头23的圆环主体可相对定位柱22的圆柱主体转动，绕线轴21具有呈圆形并与行进基线相切的外壁211，在该外壁211设有与金属线材配合的抓取装置212，绕线轴21绕其轴心旋转，本实施例中的抓取装置212设置为具有凹陷的挂钩形式，必要时金属线材某一段进入该挂钩中的凹陷被带动旋转，折弯头23可相对弯折面222活动并可调整与弯折面222之间的相对位置，折弯头23推动金属线材沿着弯折面222成型。

如图1、图2所示，与送线机构1中的行进基线和裁切基线相同的是，折弯基线也是设置于折弯机构2中的一条虚拟的直线，输送到折弯机构2中的金属线材在折弯基线上进行加工，绕线轴21通过外壁211的抓取装置212抓取金属线材，在上升的同时旋转，从而将金属线材加工出螺旋环形。本实施例还在折弯头23的圆环主体表面设有与定位柱22配合的定位块232和折弯柱231，折弯柱231呈圆柱造型，并具有较小的尺寸以便方便作业，而增设的定位块232可以配合绕线轴21或者定位柱22对金属线材辅助定位，带来对金属线材定位精准，提高产品精度的有益效果。本实施例的定位柱22可以选择加工出尖角的折角或是圆角的折角，需要加工出尖角时将定位槽221的棱2211正对折弯头23，金属线材成型时会被棱2211顶出尖角，而需要加工圆角时将定位柱22翻转180度后固定，将定位槽221的圆弧2212正对折弯头23，金属线材成型时会被圆弧2212顶出圆角。

以下是使用上述数控线圈机实施例连续加工线圈的具体过程，所加工出的线圈具有特别的形状，其结构如图4和图5所示，具有一个中间呈360度螺旋的环形a，其两端分别具有引脚b，两个引脚b呈相互垂直并且位于同一平面之中，其中一个引脚b上具有装配用的台阶c。具体作业过程如下：

数控线圈机由数控装置9自动控制依次重复进行调直输送步骤，裁切步骤、曲形加工步骤、折角加工步骤、退刀步骤，调直输送步骤包含：将金属线材放入送线机构1后由送线器12负责输送，通过调直器11时金属线材调直成直线；裁切步骤包含：金属线材处于裁线座15时，旋转座14带动金属线材在行进基线上旋转旋转90度，切刀装置152向行进基线前行，切断金属线材的同时折弯片1523配合行进基线另一侧的后挡块1532将所接触到的后部金属线材折弯成与行进基线垂直角度，同时凸块1522配合行进基线另一侧的前挡块1531将所接触到的前部金属线材挤压出台阶c，裁切基线前部的金属线材被切断并离开数控线圈机；曲形加工步骤包含：金属线材到达折弯机构2后绕线轴21下行抓取先前加工好的垂直头部后边的中段部分，然后绕线轴21旋转上行，直至绕线轴21旋转270度后停止旋转，金属线材中段被加工出螺旋环形a；折角加工步骤包含：经过曲形加工步骤后的金属线材前行，同时定位柱22和折弯头23上行，当前述加工出的螺旋环形a中段后边的金属线材进入定位柱22的定位槽221，同时折弯头23的折弯柱231进入螺旋环形a，定位块232从侧方定位金属线材，折弯头23推动金属线材沿着定位柱22的弯折面222向着与绕线轴21相反的旋转方向旋转90度，从而使螺旋环形a的两端形成呈垂直带圆角折角的两直线，然后定位柱22和折弯头23下行，金属线材离开定位槽221；退刀步骤包含：送线机构1带动金属线材退回到裁线座15，重复前述裁切步骤、曲形加工步骤以及折角加工步骤即可连续不断获得线圈。

本发明的数控线圈机和使用数控线圈机实施例连续加工线圈的方法都不受上述描述的限制，比如不论对结构做任何增删，只要包含能解决对线圈的螺旋环形和折角的加工的折弯机构2，以及具有送线机构1的功能部件，也无需考虑金属线材的截面形状，不论是方形线材、圆形线材或是异形线材，都可用数控线圈机进行加工，都应是本发明的保护范围，而对前述的使用数控线圈机实施例连续加工线圈的方法，对其具体加工参数的变化，例如绕线轴21和折弯头23的旋转角度，或者是各个步骤顺序的变化，都不影响实现对线圈的螺旋环形和折角加工目的，因此本发明的保护范围是由权利要求所界定的。

Claims (9)

1.一种数控线圈机，包括数控装置（9）、送线机构（1）和折弯机构（2），数控装置（9）控制送线机构（1）和折弯机构（2）运作，其特征在于：送线机构（1）包含呈直线的行进基线、调整金属线材成直线的调直器（11）、带动金属线材在行进基线上直线活动的送线器（12）、防止金属线材后退的止退器（13）、带动金属线材在行进基线上旋转的旋转座（14）以及裁切金属线材的裁线座（15），金属线材在送线机构（1）中始终位于行进基线上，折弯机构（2）包含呈直线并与行进基线相垂直的折弯基线、与折弯基线相平行的绕线轴（21）、位于折弯基线上的定位柱（22）以及位于定位柱（22）外侧的折弯头（23），绕线轴（21）、定位柱（22）以及折弯头（23）可分别相对行进基线上下活动，定位柱（22）具有用于定位金属线材的定位部，该定位柱具有与金属线材抵接配合的弯折面（222），绕线轴（21）具有呈圆形并与行进基线相切的外壁（211），在该外壁（211）设有与金属线材配合的抓取装置（212），绕线轴（21）绕其轴心旋转，折弯头（23）可相对弯折面（222）活动并可调整与弯折面（222）之间的相对位置，折弯头（23）推动金属线材沿着弯折面（222）成型，裁线座（15）包含底座（151）、裁切基线、切刀装置（152）以及挡块（153），切刀装置（152）和挡块（153）分立于行进基线的两侧，裁切基线呈垂直于行进基线的直线，切刀装置（152）在裁切基线上来回运动并且设有位于裁切基线上的切刀（1521），挡块（153）包括前挡块（1531）和后挡块（1532），前挡块（1531）和后挡块（1532）对称分立于裁切基线的两侧。

2.根据权利要求1所述的数控线圈机，其特征在于：切刀装置（152）具有凸块（1522）和折弯片（1523），凸块（1522）和折弯片（1523）均面向行进基线设置，凸块（1522）和折弯片（1523）的运动轨迹均与裁切基线平行，凸块（1522）和折弯片（1523）均具有特定的预设形状，在切刀（1521）裁切金属线材时该凸块（1522）与挡块（153）配合将接触到的金属线材部位挤压成与凸块（1522）预设形状相吻合的轮廓，在切刀（1521）裁切金属线材时该折弯片（1523）与挡块（153）配合将接触到的金属线材部位折弯成与折弯片（1523）预设形状相吻合的轮廓。

3.根据权利要求1或2所述的数控线圈机，其特征在于：定位柱（22）具有容纳金属线材置入的定位槽（221），定位槽（221）呈贯穿定位柱（22）表面的直线。

4.根据权利要求3所述的数控线圈机，其特征在于：定位槽（221）一端与弯折面（222）之间设有棱（2211），定位槽（221）另一端与弯折面（222）之间具有圆弧（2212）。

5.根据权利要求1或2所述的数控线圈机，其特征在于：定位柱（22）具有圆柱主体，圆柱主体的外壁作为弯折面（222），折弯头（23）具有圆环主体以及设置在圆环主体表面的折弯柱（231），折弯头（23）的圆环主体套在定位柱（22）的圆柱主体外侧，折弯头（23）的圆环主体可相对定位柱（22）的圆柱主体转动。

6.根据权利要求3所述的数控线圈机，其特征在于：定位柱（22）具有圆柱主体，圆柱主体的外壁作为弯折面（222），折弯头（23）具有圆环主体以及设置在圆环主体表面的折弯柱（231），折弯头（23）的圆环主体套在定位柱（22）的圆柱主体外侧，折弯头（23）的圆环主体可相对定位柱（22）的圆柱主体转动。

7.根据权利要求4所述的数控线圈机，其特征在于：定位柱（22）具有圆柱主体，圆柱主体的外壁作为弯折面（222），折弯头（23）具有圆环主体以及设置在圆环主体表面的折弯柱（231），折弯头（23）的圆环主体套在定位柱（22）的圆柱主体外侧，折弯头（23）的圆环主体可相对定位柱（22）的圆柱主体转动。

8.一种使用权利要求1所述的数控线圈机连续加工线圈的方法，其特征在于包含数控装置（9）自动控制的调直输送步骤、裁切步骤、曲形加工步骤、折角加工步骤以及退刀步骤，调直输送步骤包含：将金属线材放入送线机构（1），金属线材在通过调直器（11）时被调直成直线；裁切步骤包含：金属线材处于裁线座（15）时，旋转座（14）带动金属线材在行进基线上旋转，切刀装置（152）向行进基线推进，切断金属线材的同时折弯片（1523）与挡块配合将所接触到的金属线材折弯成与折弯片（1523）预设形状相吻合的轮廓，同时凸块（1522）与挡块配合将所接触到的金属线材挤压成与凸块（1522）预设形状相吻合的轮廓，裁切基线前部的金属线材被切断并离开数控线圈机；曲形加工步骤包含：金属线材到达折弯机构（2）后绕线轴（21）下行抓取金属线材，然后绕线轴（21）旋转上行，直至绕线轴（21）停止旋转并松开金属线材，金属线材被加工出螺旋环形；折角加工步骤包含：金属线材前行的同时定位柱（22）和折弯头（23）上行，直至金属线材被定位柱定位，折弯头（23）推动金属线材沿着弯折面（222）成型，然后定位柱（22）和折弯头（23）下行，金属线材离开定位柱（22）；退刀步骤包含：送线机构（1）带动金属线材退回到裁线座（15），重复裁切步骤、曲形加工步骤以及折角加工步骤。

9.根据权利要求8所述的使用数控线圈机连续加工线圈的方法，其特征在于重复依次进行裁切步骤、曲形加工步骤、折角加工步骤以及退刀步骤，裁切步骤包含旋转座（14）带动金属线材在行进基线上旋转90度，切刀装置（152）向行进基线前行，切断金属线材的同时折弯片（1523）与挡块（153）配合将所接触到的金属线材折弯成与行进基线垂直，同时凸块（1522）与挡块（153）配合将所接触到的金属线材挤压出台阶（c）；曲形加工步骤包含绕线轴（21）下行抓取垂直头部后边的金属线材中段部分，绕线轴（21）旋转上行直至绕线轴（21）旋转270度；折角加工步骤包含当加工出的螺旋环形中段后边的金属线材进入定位柱（22）定位时，折弯头（23）进入螺旋环形内，然后折弯头（23）推动金属线材在弯折面（222）向着与绕线轴（21）相反的旋转方向旋转90度。