CN103531405B - 一种内熔丝制作机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内熔丝制作机，包括机架(7)和控制系统(3)，其特征在于，在机架(7)的顶面上从左到右依次设置有用于校直合金铜裸导线的校直机构(1)、用于将导线绕成圈的成圈机构(2)、用于将导线进行绞捻的绞绕机构(4)、用于切断制作好的熔丝的切断机构(5)和用于将熔丝拉出的出丝机构(6)；所述的校直机构中(1)、成圈机构(2)中的固定绕针(13)、绞绕机构(4)中的绞绕轮(21)、绞绕臂(19)、活动绕针(20)、切断机构中(5)的气动剪刀(23)，出丝机构(6)中的气动指夹(24)平行并列设置多套。本发明高效内熔丝制作机，熔丝长度和绞线长度均可自动精确调整，制作的熔丝尺寸精度高，具有高于现有的自动熔丝制作机几倍的高生产效率的优点。
Description
技术领域
本发明属于高压电容器制造技术领域，具体涉及一种高效内熔丝制作机。
背景技术
高压电容器中内部元件串接内熔丝，对高压电容器起保护作用，是目前高压电容器制造行业广泛采用的一种保护设计和保护结构。这种内熔丝通常采用Φ0.30～Φ0.50镀锡合金铜裸导线制作而成，其结构为一直线状，两端为三股绞捻，中间段为单股直线，三股绞捻部分是熔丝与电容器元件的焊接连接部分，中间单股直线部分为熔丝熔体部分，其两端三股绞捻部分的长度及中间单股直线部分的长度，各厂家因设计、规格、熔体熔断电流不同而不一样。
现有的熔丝制作机分为手工熔丝机和自动熔丝机两种，从其设计结构来看，对三股绞绕部分的长度均无法实现调节，使设备的通用性差，其次是生产效率低，手工熔丝机班产量在1000支左右，自动熔丝机班产量在2000支左右，生产效率低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压电容器内熔丝制作机，在保证高精度的前提下，兼顾通用性并大大提高生产效率。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种内熔丝制作机，包括机架和控制系统，其特征在于，在机架的顶面上从左到右依次设置有用于校直合金铜裸导线的校直机构、用于将导线绕成圈的成圈机构、用于将导线进行绞捻的绞绕机构、用于切断制作好的熔丝的切断机构和用于将熔丝拉出的出丝机构；所述校直机构、成圈机构中的固定绕针、绞绕机构中的绞绕轮、绞绕臂、活动绕针、切断机构中的气动剪刀，出丝机构中的气动指夹可平行并列设置多套。
其中，成圈机构和绞绕机构，可实现自动调节绕圈长度、绕圈、绞捻，退针四个功能；所述控制系统为PLC，连接控制气动阀门和伺服电机。
作为优选方案之一，所述成圈机构由伺服电机、第一滚珠丝杠、第一直线滑轨、Y向移动气缸、X向滑台、固定绕针、伸缩气缸和Y向滑台组成，其中，所述X向滑台安装于第一直线滑轨上，由连接在伺服电机上的第一滚珠丝杠驱动进行X向移动；所述Y向滑台安装于X向滑台上端，由Y向移动气缸驱动进行Y向移动；所述固定绕针固接于Y向滑台的顶面，由伸缩气缸驱动进行上下升降移动。
作为优选方案之，所述绞绕机构由绕圈伺服电机、第二滚珠丝杠、第二直线滑轨、绞绕臂、活动绕针、绞绕轮和绞绕伺服电机组成，其中，所述绞绕臂安装于第二直线滑轨的顶面，由联接在绕圈伺服电机上的第二滚珠丝杠驱动进行X向移动；所述绞绕轮联接于绞绕臂前端，所述活动绕针通过销轴联接于绞绕轮和绞绕臂，绞绕轮通过皮带与绞绕伺服电机联接，所述活动绕针通过绞绕轮由绞绕伺服电机驱动做圆周运动；还设有让活动绕针复位的弹簧，所述弹簧联接活动绕针和绞绕臂。
自动调节绕圈长度，是通过成圈机构的第一直线滑轨、伺服电机、第一滚珠丝杆来移动固定绕针的设定位置实现；熔丝的绕圈动作，是通过成圈机构Y向移动气缸，移动固定绕针和绞绕机构在绕圈伺服电机、第二滚珠丝杆带动活动绕针作X轴向的运动，完成矩形运动轨迹来实现熔丝绕圈动作；熔丝的绞捻功能，是通过绞绕机构的绞绕伺服电机带动绞绕轮、绞绕臂、活动绕针作圆周运动实现；退针动作是使绞绕成型的熔丝脱离绕针的动作，对固定绕针的退针是通过成圈机构上的伸缩气缸带动固定绕针升降实现，对活动绕针的退针，是依靠绞绕机构上活动绕针可在绞绕臂上转动，当出丝机构夹住熔丝往后拉动时，是活动绕针上的熔丝自动被拉离活动绕针来实现。
所述成圈机构的伺服电机和绞绕机构的绕圈伺服电机通过控制系统可以实现对绕圈长度的精确设定和控制。
作为优选方案之一，所述切断机构包括切断气缸、Z向滑台和用于剪断熔丝的气动剪刀，所述气动剪刀安装于Z向滑台上，由切断气缸驱动做Z向升降移动。切断机构通过切断气缸向下运动，使气动剪刀到达熔丝位置，并对熔丝进行剪断，再退回原位。
作为优选方案之一，所述出丝机构由牵拉伺服电机、第三滚珠丝杠、第三直线滑轨和用于夹住熔丝的气动指夹组成；所述气动指夹安装于第三直线滑轨上，由联接于牵拉伺服电机的第三滚珠丝杠驱动进行X向移动。所述牵拉伺服电机通过控制系统可以实现对熔丝总长度的精确设定和控制。
作为优选方案之一，所述的校直机构、成圈机构中的固定绕针、绞绕机构中的绞绕轮、绞绕臂、活动绕针、切断机构中的气动剪刀，出丝机构中的气动指夹平行并列设置多套以便同时生产多支熔丝。
本发明高效内熔丝制作机，熔丝长度和绞线长度均可自动精确调整，制作的熔丝尺寸精度高，可同时生产多支熔丝，具有高于现有的自动熔丝制作机几倍的高生产效率的优点。
工作原理及熔丝制作过程：
步骤：1：准备阶段，将需要制作内熔丝的合金铜裸导线依次穿过校直机构、成圈机构、绕绞机构、切断机构和出丝机构，其中：熔丝在穿过成圈机构固定绕针处，熔丝必须从固定绕针的外侧通过，在通过绞绕机构活动绕针处，熔丝必须从活动绕针的内侧通过；
步骤2：打开设备电源，通过控制系统，输入所需绕制的熔丝尺寸参数，启动参数调整按钮，设备自动进行熔丝绕制长度的调整。参数调整完毕后，启动自动制作按钮，出丝机构的气动指夹夹紧熔丝，绞绕机构的活动绕针，在绕圈伺服电机、丝杆的带动下沿X-向移动，移动至成圈机构固定绕针的设定位置，Y向移动气缸带动固定绕针沿Y-向移动，使熔丝绕过成圈机构的固定绕针，绞绕机构的活动绕针，在绕圈伺服电机、丝杆的带动下沿X+向移动，退回到活动绕针设定位置，Y向移动气缸带动固定绕针沿Y+向移动至原位，此时在两个机构的协调运动下使活动绕针相对固定绕针做了一个矩形轨迹，完成活动绕针对熔丝的绕圈(即使单股熔丝绕成三股的重叠状态)工作。
步骤3：绞绕伺服电机带动绞绕轮、绞绕臂、活动绕针高速旋转，对绕好的三股重叠熔丝段进行绞捻工作，至设定圈数停止旋转。
步骤4：出丝机构在牵拉伺服电机、丝杆带动下，沿X+向移动至设定位置，将熔丝拉出到设定长度，切断机构在切断气缸的带动下，向下移动至熔丝位置，气动剪刀切断熔丝，并复位。拉丝气动指夹松开熔丝，被切断的熔丝自动下落；
步骤5：出丝机构在牵拉伺服电机丝杆的带动下向X-向移动至原位，气动指夹夹紧熔丝被切断的端头开始下一个循环，直至合金铜导线(熔丝制作原料)用完，设备自动停止。
发明优点：
本发明所述内熔丝制作机跟现有技术相比，具有如下优点：
1、熔丝总长度、绞捻重叠三股熔丝的长度均可自动精确调整，通用性高；
2、采用伺服电机滚珠丝杆对熔丝绕圈，熔丝的绕圈长度尺寸精度高；
3、采用伺服电机牵拉出丝，熔丝总长度尺寸的精度高；
4、新型的熔丝脱离绕针结构，使机构变得简单可靠、高效；
5、采用伺服电机牵拉，可以实现更高的牵拉速度，循环时间节省15～20％；
6、采用伺服电机绕丝和牵拉，加速度平稳，熔丝受力均匀，熔丝截面变形小，熔断特性一致性好；
7、方便设计成多支熔丝同时制作，极大提高生产效率，是现有自动设备的几倍；
8、可以实现真正意义上的全自动无人化工作，提高效率，降低成本。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例中内熔丝制作机的结构示意图；
图2为本发明一较佳实施例中内熔丝制作机俯视结构图；
图3为本发明一较佳实施例中内熔丝制作机的成圈机构的结构示意图；
图4为本发明一较佳实施例中内熔丝制作机的绞绕机构的结构示意图；
图5为利用本发明制作熔丝时熔丝成圈和绞捻过程的示意图；
图6为利用本发明制作熔丝时熔丝切断和出丝过程的示意图。
其中，1、校直机构，2、成圈机构，3、控制系统，4、绞绕机构，5、切断机构，6、出丝机构，7、机架，8、伺服电机，9、第一滚珠丝杠，10、第一直线滑轨，11、Y向移动气缸，12、X向滑台，13、固定绕针，14、伸缩气缸，15、Y向滑台，16、绕圈伺服电机，17、第二滚珠气缸，18、第二直线滑轨，19、绞绕臂，20、活动绕针，21、绞绕轮，22、绞绕伺服电机，23、气动剪刀，24、气动指夹，25、合金熔丝，26、熔丝绕绞段。
具体实施方式
以下结合附图及一优选实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例：
如图1～图2所示：一种内熔丝制作机，包括机架7和控制系统3，在机架7的顶面上从左到右依次设置有用于校直合金铜裸导线的校直机构1、用于将导线绕成圈的成圈机构2、用于将导线进行绞捻的绞绕机构4、用于切断制作好的熔丝的切断机构5和用于将熔丝拉出的出丝机构6；所述校直机构1、成圈机构2中的固定绕针13、绞绕机构4中的绞绕轮21、绞绕臂19、活动绕针20、切断机构中5的气动剪刀23，出丝机构6中的气动指夹24可平行并列设置多套。
其中，成圈机构和绞绕机构，可实现自动调节绕圈长度、绕圈、绞捻，退针四个功能；
如图3所示：作为优选方案之一，所述成圈机构2由伺服电机8、第一滚珠丝杠9、第一直线滑轨10、Y向移动气缸11、X向滑台12、固定绕针13、伸缩气缸14和Y向滑台15组成，其中，所述X向滑台12安装于第一直线滑轨10上，由联接在伺服电机8上的第一滚珠丝杠9驱动进行X向移动；所述Y向滑台15安装于X向滑台12上端，由Y向移动气缸11驱动进行Y向移动；所述固定绕针13固接于Y向滑台15的顶面，由伸缩气缸14驱动进行上下升降移动。
如图4所示：作为优选方案之一，所述绞绕机构4由绕圈伺服电机16、第二滚珠丝杠17、第二直线滑轨18、绞绕臂19、活动绕针20、绞绕轮21和绞绕伺服电机22组成，其中，所述绞绕臂19安装于第二直线滑轨18的顶面，由联接在绕圈伺服电机16上的第二滚珠丝杠17驱动进行X向移动；所述绞绕轮21联接于绞绕臂19前端，所述活动绕针20通过销轴联接于绞绕轮21和绞绕臂19，绞绕轮21通过皮带与绞绕伺服电机22连接，所述活动绕针20通过绞绕轮21由绞绕伺服电机22驱动做圆周运动；还设有让活动绕针20复位的弹簧，所述弹簧联接活动绕针20和绞绕臂19。
自动调节绕圈长度，是通过成圈机构的第一直线滑轨、伺服电机、第一滚珠丝杆来移动固定绕针的设定位置实现；熔丝的绕圈动作，是通过成圈机构Y向移动气缸，移动固定绕针和绞绕机构在绕圈伺服电机、第二滚珠丝杆带动活动绕针作X轴向的运动，完成矩形运动轨迹来实现熔丝绕圈动作；熔丝的绞捻功能，是通过绞绕机构的绞绕伺服电机带动绞绕轮、绞绕臂、活动绕针作圆周运动实现；退针动作是使绞绕成型的熔丝脱离绕针的动作，对固定绕针的退针是通过成圈机构上的伸缩气缸带动固定绕针升降实现，对活动绕针的退针，是依靠绞绕机构上活动绕针可在绞绕臂上转动，当出丝机构夹住熔丝往后拉动时，是活动绕针上的熔丝自动被拉离活动绕针来实现。
作为优选方案之一，所述切断机构5包括切断气缸、Z向滑台和用于剪断熔丝的气动剪刀23，所述气动剪刀23安装于Z向滑台上，由切断气缸驱动做Z向升降移动。切断机构通过切断气缸向下运动，使气动剪刀23到达熔丝位置，并对熔丝进行剪断，再退回原位。
作为优选方案之一，所述出丝机构6由牵拉伺服电机、第三滚珠丝杠、第三直线滑轨和用于夹住熔丝的气动指夹24组成；所述气动指夹24安装于第三直线滑轨上，由联接于出丝伺服电机的第三滚珠丝杠驱动进行X向移动。
如图2所示作为优选方案之一，所述校直机构的校直机构1、成圈机构2的固定绕针13、绞绕机构4的绞绕轮21、绞绕臂19、活动绕针20、切断机构的气动剪刀23，出丝机构6的气动指夹24可平行并列设置多套以便同时生产多个熔丝，图2所示为平行并列设置2套的示意图。
利用上述内熔丝制作及制作内熔丝的过程如下：
步骤：1：准备阶段，将需要制作内熔丝的合金铜裸导线依次穿过校直机构、成圈机构、绕绞机构、切断机构和出丝机构，其中：熔丝在穿过成圈机构固定绕针处，熔丝必须从固定绕针的外侧通过，在通过绞绕机构活动绕针处，熔丝必须从活动绕针的内侧通过；
步骤2：打开设备电源，通过控制系统，输入所需绕制的熔丝尺寸参数，启动参数调整按钮，设备自动进行熔丝绕制长度的调整。参数调整完毕后，启动自动制作按钮开始熔丝成圈和绞捻过程；
如图5所示熔丝成圈和绞捻过程如下：
步骤201：出丝机构的气动指夹夹紧熔丝，绞绕机构的活动绕针，在绕圈伺服电机、丝杆的带动下沿X-向移动，移动至成圈机构固定绕针的设定位置；
步骤202：Y向移动气缸带动固定绕针沿Y-向移动，使熔丝绕过成圈机构的固定绕针；
步骤203：绞绕机构的活动绕针在绕圈伺服电机、丝杆的带动下沿X+向移动，退回到活动绕针设定位置；
步骤204：Y向移动气缸带动固定绕针沿Y+向移动至原位；
步骤205：此时在两个机构的协调运动下使活动绕针相对固定绕针做了一个矩形轨迹，完成活动绕针对熔丝的绕圈(即使单股熔丝绕成三股的重叠状态)工作。
步骤206～207：绞绕伺服电机带动绞绕轮、绞绕臂、活动绕针高速旋转，对绕好的三股重叠熔丝段进行绞捻工作，至设定圈数停止旋转。
如图6所示，熔丝切断和出丝过程如下：
步骤3：
步骤301～302：绞捻过程结束后，固定绕针在伸缩气缸带动下降后脱离熔丝；
步骤303：出丝机构的气动指夹在牵拉伺服电机、丝杆带动下，沿X+向移动至设定位置，将熔丝拉出到设定长度，活动绕针脱离熔丝；
步骤304：活动绕针在弹簧的左右下回到初始位置，切断机构的气动剪刀在切断气缸的带动下，向下移动至熔丝位置；
步骤305：气动剪刀切断熔丝；
步骤306～307：气动剪刀在切断气缸带动下向上移动复位，出丝机构气动指夹松开熔丝，被切断的熔丝自动下落；成圈机构的固定绕针上升复位。
步骤4：出丝机构在牵拉伺服电机丝杆的带动下向X-向移动至原位，气动指夹夹紧熔丝被切断的端头开始下一个循环，直至合金铜导线(熔丝制作原料)用完，设备自动停止。
需要指出的是，以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。
Claims (7)
1.一种内熔丝制作机，包括机架(7)和控制系统(3)，其特征在于，在机架(7)的顶面上从左到右依次设置有用于校直合金铜裸导线的校直机构(1)、用于将导线绕成圈的成圈机构(2)、用于将导线进行绞捻的绞绕机构(4)、用于切断制作好的熔丝的切断机构(5)和用于将熔丝拉出的出丝机构(6)；所述成圈机构(2)由伺服电机(8)、第一滚珠丝杠(9)、第一直线滑轨(10)、Y向移动气缸(11)、X向滑台(12)、固定绕针(13)、伸缩气缸(14)和Y向滑台(15)组成，其中，所述X向滑台(12)安装于第一直线滑轨(10)上，由联接在伺服电机(8)上的第一滚珠丝杠(9)驱动进行X向移动；所述Y向滑台(15)安装于X向滑台(12)上端，由Y向移动气缸(11)驱动进行Y向移动；所述固定绕针(13)固接于Y向滑台(15)的顶面，由伸缩气缸(14)驱动进行上下升降移动。
2.根据权利要求1所述的内熔丝制作机，其特征在于，所述绞绕机构(4)由绕圈伺服电机(16)、第二滚珠丝杠(17)、第二直线滑轨(18)、绞绕臂(19)、活动绕针(20)、绞绕轮(21)和绞绕伺服电机(22)组成，其中，所述绞绕臂(19)安装于第二直线滑轨(18)的顶面，由联接在绕圈伺服电机(16)上的第二滚珠丝杠(17)驱动进行X向移动；所述绞绕轮(21)连接于绞绕臂(19)前端，所述活动绕针(20)通过销轴连接于绞绕轮(21)和绞绕臂(19)，绞绕轮(21)通过皮带与绞绕伺服电机(22)联接，所述活动绕针(20)通过绞绕轮(21)由绞绕伺服电机(22)驱动做圆周运动；还设有让活动绕针(20)复位的弹簧，所述弹簧连接活动绕针(20)和绞绕臂(19)。
3.根据权利要求2所述的内熔丝制作机，其特征在于，所述切断机构(5)包括切断气缸、Z向滑台和用于剪断熔丝的气动剪刀(23)，所述气动剪刀(23)安装于Z向滑台上，由切断气缸驱动做Z向升降移动。
4.根据权利要求3所述的内熔丝制作机，其特征在于，所述出丝机构(6)由牵拉伺服电机、第三滚珠丝杠、第三直线滑轨和用于夹住熔丝的气动指夹(24)组成；所述气动指夹(24)安装于第三直线滑轨上，由连接于牵拉伺服电机的第三滚珠丝杠驱动进行X向移动。
5.根据权利要求4所述的内熔丝制作机，其特征在于，所述的成圈机构(2)的伺服电机(8)和绞绕机构(4)的绕圈伺服电机(16)，通过控制系统(3)可以实现对绕圈长度的精确设定和控制。
6.根据权利要求5所述的内熔丝制作机，其特征在于，所述出丝机构(6)的牵拉伺服电机通过控制系统(3)可以实现对熔丝总长度的精确设定和控制。
7.根据权利要求6所述的内熔丝制作机，其特征在于，所述的校直机构(1)、成圈机构(2)中的固定绕针(13)、绞绕机构(4)中的绞绕轮(21)、绞绕臂(19)、活动绕针(20)、切断机构(5)中的气动剪刀(23)，出丝机构(6)中的气动指夹(24)平行并列设置多套以便同时生产多个熔丝。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20151202 Termination date: 20181016 |
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