CN103224166A - 一种高速绕线机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速绕线机，机座上设置有线轮、旋转臂、空心轴伺服电机、摆线丝杆和摆线电机，线轮的中轴正对机座的转动轴心并固定在机座的转动轴心上，线轮与空心轴伺服电机处于同一轴线上，旋转臂上设置有导轮，线轮上的线通过旋转臂上的导轮沿着旋转臂的臂体移动，旋转臂固定于空心轴伺服电机下部，空心轴伺服电机通过摆线丝杆与摆线电机连接，空心轴伺服电机侧部设置有线性导轨，摆线电机及摆线丝杆带动旋转臂沿着线性导轨上下移动。采用一个旋转臂旋转的方式来放线与绕线，绕放线速度快；使用空心轴伺服电机，线从空心轴中穿过，放线端的伺服电机工作于扭力模式，使线在放的过程中的张力可调节并保持稳定。

Description

一种高速绕线机

技术领域

本发明涉及绕线设备领域，特别地，涉及一种高速绕线机。

背景技术

金属丝的重绕在生产中具有广泛的使用，其一是用于对大尺寸的金属线进行分段，其二是用于重绕以达到更换线轮、或达到合适的绕线张力、或是达到合适的绕间距以便于在机器上使用。随着切割技术的进步，使用大尺寸的绕线轮以增速同时增加稳定性，使用较长的线以减少穿线的辅助时间是一不可逆转的趋势。现今的绕线机无一例外的采用的是线轮转动，张力摆杆闭环调节这种方式来进行线的重绕。但它存在一个必然的瓶颈:因线轮过大而导致的惯量过大限制了它的重绕速度，而如果想达到较快的速度就要使用相当大的主轴、伺服电机、机座，而构成巨大、昂贵的机器。

采用线轮旋转的方式，当线轮加上线的重量较小时它是成功的，能可靠地在1000米/分的速度下进行线的重绕。而当线轮本身质量较大，而线的质量也大的情况下，二者在旋转时具有相当大的转动惯量，为了不断线并达到满意的重绕张力，机器必须达到可控的状态。根据伺服使用时其惯量比须在20:1或以下才能达到完全可控的条件，因此，巨大的伺服电机成为必不可少的组成部份。而目前大功率大惯量的伺服电机昂贵，而且最大也没有超过30KW以上的伺服电机。为了支持重质量的线轮在2000转/分以上的速度下工作，巨大的轴、机座等又成为必要。如此，导致重线轮的情况下线的重绕必须使用昂贵的设备或是大大放低重绕速度。

因此，研制一种新型的高速绕线机以为亟待的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种高速绕线机，以解决提高在重线轮状态下的恒张力重绕速度的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高速绕线机，其特征在于，包括:机座，机座上设置有线轮、旋转臂、空心轴伺服电机、摆线丝杆和摆线电机，线轮的中轴正对机座的转动轴心并固定在机座的转动轴心上，线轮与空心轴伺服电机处于同一轴线上，旋转臂上设置有导轮，线轮上的线通过旋转臀上的导轮沿着旋转臂的臂体移动，旋转臀固定于空心轴伺服电机下部，空心轴伺服电机通过摆线丝杆与摆线电机连接，空心轴伺服电机侧部设置有线性导轨，摆线电机及摆线丝杆带动旋转臂沿着线性导轨上下移动。线轮、空心轴伺服电机、摆线丝杆和摆线电机可以设置于同一平面上。

进一步地，导轮与旋转臂之间还设置有随线轮，随线轮随着线轮放出的线上下移动。

进一步地，随线轮上还设置有绝对编码器，用来反映线放出是否水平并确定摆线电机的方向与速度，以达到追踪水平放线的效果。

进一步地，摆线电机的移动信号来自于空心轴伺服电机输出的编码器信号，并用以设定上点、下点、止点及电于齿轮比，以达到准确的放线间距和收摆线间距。

进一步地，旋转臂包括与空心轴伺服电机的转动轴连接的转臂以及与线轮的中轴平行或者延长线斜交的导线臂。

进一步地，旋转臂的转臂一端设置有导线臂或者旋转臂的转臂两端均设置有导线臂。

进一步地，旋转臂上装有动平衡配重块，通过调节动平衡配重块实现旋转臂的动平衡。

进一步地，机座上设置有定心装置。

进一步地，在同一个机座上对称设置有两套绕线机，一套绕线机的线进入到另一套绕线机内完成线的重绕。

进一步地，一套绕线机的线在摆线丝杆上进入到另一套绕线机的摆线丝杆内完成线的重绕。

本发明具有以下有益效果：

a、快速绕线机不采用线轮旋转而是采用一个旋转臂旋转的方式来放线与绕线，绕放线速度快;使用空心轴伺服电机，线从空心轴中穿过。放线端的伺服电机工作于扭力模式，使线在放的过程中的张力可调节并保持稳定。收线端的伺服电机工作于速度模式，使绕线速度可调并保持于要求的速度;采用线轮固定而是旋转臂旋转的方式，使绕线过程与线轮重量无关。极大降低了对主电机的惯量、功率要求，同等工作速度下电机功率，设备大小可降低90%;通过空心轴伺服电机工作于扭矩模式，使线张力的控制简洁，而不需要复杂的算法来匹配收放卷之间的速度实现恒定的张力;

b、放线端具有一个绝对编码器和一个随线上下的随动轮，通过它们实现追踪放线;

c、通过绝对编码器和随动轮来检测放线是否工作于水平状态，可达到动态追踪放线的目的，对电镀金刚线而言可避免因斜拉而导致的金刚石脱落。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，木发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中

图1是本发明优选实施例的高速绕线机的结构示意图;

图2是本发明优选实施例的高速绕线机的正面结构示意图;

图3是本发明优选实施例的高速绕线机的侧面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的高速绕线机的结构示意图，参见图1，高速绕线机包括机座1，机座1上设置有线轮2、旋转臂3、空心轴伺服电机4、摆线丝杆5和摆线电机6，线轮2的中轴正对机座1的转动轴心并固定在机座1的转动轴心上，线轮2、空心轴伺服电机4、摆线丝杆5和摆线电机6设置于同一转动轴线上，旋转臂3上设置有导轮7，线轮2上的线通过旋转臂3上的导轮7沿着旋转臂3的臂体移动，旋转臂3固定于空心轴伺服电机4下部，空心轴伺服电机4通过摆线丝杆5与摆线电机6连接，空心轴伺服电机4侧部设置有线性导轨8，摆线电机6及摆线丝杆5带动旋转臂3沿着线性导轨8上下移动，导轮7与旋转臂3之间还设置有随线轮9，随线轮9随着线轮2放出的线上下移动，随线轮9上还设置有绝对编码器10，用来反映线放出是否水平并确定摆线电机6的方向与速度，以达到追踪水平放线的效果，摆线电机6的移动信号来自于空心轴伺服电机4输出的编码器信号，并用以设定上点、下点、止点及电子齿轮比，以达到准确的放线间距和收摆线间距，旋转臂3包括与空心轴伺服电机4的转动轴连接的转臂以及与线轮2的中轴平行的导线臂，旋转臂3的转臂一端设置有导线臂，旋转臂3的另一端上装有动平衡配重块11，通过调节动平衡配重块11实现旋转臂3的动平衡，在同一个机座1上对称设置有两套绕线机，一套绕线机的线在摆线丝杆5上进入到另一套绕线机的摆线丝杆5内完成线的重绕。

机座1上有定心装置，线轮2放置于机座上固定并安装于轴心上。绝对编码器10的轴通过平板连接与线同时上或下的随动轮4，用来反应线放出是否水平并确定摆线电机的方向与速度达到追踪水平放线的效果。导轮7具有多个，装于旋转臂3上面用于线的换向。线换向之后，穿过空心轴伺服电机4，再进入另外一套相同的绕线机进行重绕。为了跟踪放线及重绕排线，另有线性导轨8，摆线丝杆5及摆线电机6带动旋转臂3上下移动。摆线电机6的移动信号来自于空心轴伺服电机输出的编码器信号，并可设定上下止点及电子齿轮比，以达到准确的放线间距和收摆线间距。为了达到旋转臂3在旋转过程中的动平衡，装有动平衡配重块11，通过它的调节来实现旋转臂3的动平衡。

图2是本发明优选实施例的高速绕线机的正面结构示意图，图3是本发明优选实施例的高速绕线机的侧面结构示意图，参见图2、3，高速绕线机包括机座1，机座1上设置有线轮2、旋转臂3、空心轴伺服电机4、摆线丝杆5和摆线电机6，线轮2的中轴正对机座1的转动轴心并固定在机座1的转动轴心上，线轮2、空心轴伺服电机4、摆线丝杆5和摆线电机6设置于同一转动轴线上，旋转臂3上设置有导轮7，线轮2上的线通过旋转臂3上的导轮7沿着旋转臂3的臂体移动，旋转臂3固定于空心轴伺服电机4下部，空心轴伺服电机4通过摆线丝杆5与摆线电机6连接，空心轴伺服电机4侧部设置有线性导轨8，摆线电机6及摆线丝杆5带动旋转臂3沿着线性导轨8上下移动，导轮7与旋转臂3之间还设置有随线轮9，随线轮9随着线轮2放出的线上下移动，随线轮9上还设置有绝对编码器10，用来反应线放出是否水平并确定摆线电机6的方向与速度达到追踪水平放线的效果，摆线电机6的移动信号来自于空心轴伺服电机4输出的编码器信号，并用以设定上点、下点、止点及电子齿轮比，以达到准确的放线间距和收摆线间距，旋转臂3包括与空心轴伺服电机4的转动轴连接的转臂以及与线轮2的中轴平行的导线臂，旋转臂3的转臂两端均设置有导线臂，通过调节动平衡配重块11实现旋转臂3的动平衡，在同一个机座1上对称设置有两套绕线机，一套绕线机的线布机座1内部完成进入到另一套绕线机内进行线的重绕。

摆线丝杆5、摆线电机6和线性导轨8固定在安装板a上，安装板a下部固定在机座上，安装板a背离高速绕线机的一面还设置有与安装板a垂直设置的衬板，用以支撑安装板a。

设置于线轮2外部的旋转臂3构成一个绕线笼。

空心轴伺服电机4与旋转臂3之间还设置有电机支杆和轴套。

轴套与空心轴伺服电机4之间还设置有锁紧螺母。

线轮2中部还设置有固定轴或\和固定块。

摆线丝杆5与空心轴伺服电机4之间通过连接块10或\和升降板11连接。

摆线电机6外部还设置有升降电机座。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速绕线机，其特征在于，包括：机座(1)，机座(1)上设置有线轮(2)、旋转臂(3)、空心轴伺服电机(4)、摆线丝杆(5)和摆线电机(6)，

线轮(2)的中轴正对机座(1)的转动轴心并固定在机座(1)的转动轴心上，

线轮(2)与空心轴伺服电机(4)处于同一轴线上，

旋转臂(3)上设置有导轮(7)，

线轮(2)上的线通过旋转臂(3)上的导轮(7)沿着旋转臂(3)的臂体移动，

旋转臂(3)固定于空心轴伺服电机(4)下部，

空心轴伺服电机(4)通过摆线丝杆(5)与摆线电机(6)连接，

空心轴伺服电机(4)侧部设置有线性导轨(8)，

摆线电机(6)及摆线丝杆(5)带动旋转臂(3)沿着线性导轨(8)上下移动。

2.根据权利要求1所述的高速绕线机，其特征在于，导轮(7)与旋转臂(3)之间还设置有随线轮(9)，随线轮(9)随着线轮(2)放出的线上下移动。

3.根据权利要求2所述的高速绕线机，其特征在于，随线轮(9)上还设置有绝对编码器(10)，用来反映线放出是否水平并确定摆线电机(6)的方向与速度，以达到追踪水平放线的效果。

4.根据权利要求3所述的高速绕线机，其特征在于，摆线电机(6)的移动信号来自于空心轴伺服电机(4)输出的编码器信号，并用以设定上点、下点、止点及电子齿轮比，以达到准确的放线间距和收摆线间距。

5.根据权利要求3所述的高速绕线机，其特征在于，旋转臂(3)包括与空心轴伺服电机(4)的转动轴连接的转臂以及与线轮(2)的中轴平行或者延长线斜交的导线臂。

6.根据权利要求5所述的高速绕线机，其特征在于，旋转臂(3)的转臂一端设置有导线臂或者旋转臂(3)的转臂两端均设置有导线臂。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的高速绕线机，其特征在于，旋转臂(3)上装有动平衡配重块(11)，通过调节动平衡配重块(11)实现旋转臂(3)的动平衡。

8.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的高速绕线机，其特征在于，机座(1)上设置有定心装置。

9.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的高速绕线机，其特征在于，在同一个机座(1)上对称设置有两套绕线机，一套绕线机的线进入到另一套绕线机内完成线的重绕。

10.根据权利要求9所述的高速绕线机，其特征在于，一套绕线机的线在摆线丝杆(5)上进入到另一套绕线机的摆线丝杆(5)内完成线的重绕。

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