CN106160373B - 四工位单针伺服绕线机 - Google Patents

Abstract

一种四工位单针伺服绕线机，其包括机架，机台，及设于机台上方的滑台机构，绕线机构，绕组工装盘；其中，所述的滑台机构包括由下至上依次层叠的Y轴滑台、X轴滑台及Z轴滑台，上述三滑台由伺服机构驱动其朝相应的方向移动；所述的绕线机构包括安装在Z轴滑台上的悬板，悬板的顶端向下安装有导向套，导向套的下端设置有线嘴，线嘴在驱动装置的作用下可作90°摆动，使得线嘴可处于朝下方向或是朝侧壁方向；绕组工装盘。本发明的有益效果是：四工位单针伺服绕线机突破传统定子绕线机的绕线方式，全使用伺服驱动，全自动绕线，可根据产品的尺寸进行编程。若进行更换不现型号规格的产品，只需更换工装便可。可多工位作业，提高设备工作效率。

Description

四工位单针伺服绕线机

技术领域

本发明涉以一种电机定子生产设备，具体是四工位单针伺服绕线机。

背景技术

定子绕线工序是电机制造常见的一种工序，将漆包线按设定的线圈匝数缠绕到定子槽内。在目前，国内电机制造已经达到了高精度并自动控制的技术水平。但定子绕线工序机床，存在着：“在定子绕线时，一个缠绕圈数的线包绕线完毕，跨槽绕另一个线包时，联结两槽的漆包线(过桥线)容易散出槽外，须人工扶持”的人工操作方式。这种人工的操作方式不仅生产不安全，工作效率低，并而且随着国内企业面临的用工荒、用工难和用工成本的上升，进一步加重了企业的负担和困扰。因此，如何改进定子绕线工序操作，尽量减少人工操作，匹配自动控制的专用机床加工，提高生产安全性，获取较高的生产效率，已成为国内电机制造加工行业普遍关注和研究的重点。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种结构简单，组装方便，生产成本低，工作效率高，能够生产多种型号电机定子的一种四工位单针伺服绕线机。

本发明目的是用以下方式实现的：一种四工位单针伺服绕线机，其特征在于：其包括机架，机台，及设于机台上方的滑台机构，绕线机构，绕组工装盘；

其中，所述的滑台机构包括由下至上依次层叠的Y轴滑台、X轴滑台及Z轴滑台，上述三滑台由伺服机构驱动其朝相应的方向移动；

所述的绕线机构包括安装在Z轴滑台上的悬板，悬板的顶端向下安装有导向套，导向套的下端设置有线嘴，线嘴在驱动装置的作用下可作90°摆动，使得线嘴可处于朝下方向或是朝侧壁方向；

绕组工装盘，其包括安装在主轴电机上的主筒体，主筒体顶端设置有工件环，绕线架安装在该工件环内，并在其主筒体两侧设置有扣锁机构夹持在绕线架上对其定位，主筒体内部设置有过线杆及夹线机构，绕线机构可将铜线缠绕在过线杆及夹线机构上。

所述的Y轴滑台包括固定在机台上的Y轴导轨，Y轴导轨上设置有Y轴滑块，Y轴滑台固定在Y轴滑块上，Y轴滑台由Y轴伺服电机驱动其在Y轴导轨上滑动。

所述的X轴滑台包括固定在Y轴滑台的X轴导轨，X轴导轨上设置有X轴滑块，X轴滑台固定在X轴滑块上，X轴滑台由X轴伺服电机驱动其在X轴导轨上滑动。

所述的Z轴滑台包括固定在X轴滑台的Z轴导轨，Z轴导轨上设置有Z轴滑块，Z轴滑台固定在Z轴滑块上，Z轴滑台由Z轴伺服电机驱动其在Z轴导轨上滑动。

述的Z轴伺服电机固定在X轴滑台上，并通过同步带与设置在其上的同步带轮连接，位于Z轴滑台上的皮带夹夹持固定在同步带上，Z轴伺服电机通过正反转驱动Z轴滑台上下运动。

所述的驱动装置包括安装在导向套顶端的摆角气缸，及由其驱动的拉杆，线嘴可摆动地铰接安装在导向套顶端，拉杆通过连杆与线嘴铰接，拉杆上下运动时，通过连杆驱动线嘴摆动。

所述的线嘴与导向套铰接处安装有导线轮，从线盘引出的铜线绕过导线轮后从线嘴穿出。

所述的主轴电机安装在机台下方，主轴电机的动力轴穿过机台后与主筒体连接。

所述的夹线机构为设置在主筒体内的固定夹及活动夹，活动夹尾端延伸出主筒体外，主筒体下方设置有夹线气缸，夹线气缸推动活动夹运动，使其张开。

所述的主筒体外还设置有气动剪刀，其由剪线气缸驱动延伸入主筒体内，将缠绕在过线杆上的铜线剪断。

本发明的有益效果是：1、结构简单，组装方便，生产成本低，提高市场竞争力。2、四工位单针伺服绕线机突破传统定子绕线机的绕线方式，全使用伺服驱动，全自动绕线，可根据产品的尺寸进行编程。若进行更换不现型号规格的产品，只需更换工装便可。可多工位作业，提高设备工作效率。

附图说明

图1、2为本发明总装效果图。

图3、4为本发明中滑台机构结构示意图。

图5为本发明中滑台机构结构剖视图。

图6为本发明中绕线机构结构示意图。

图7为本发明中绕线机构结构剖视图。

图8为本发明中绕组工装盘与机台安装示意图。

图9、10为本发明中绕组工装盘结构示意图。

图11为本发明中绕组工装盘局部结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作具体进一步的说明。一种四工位单针伺服绕线机，其特征在于：其包括机架1，机台2，及设于机台上方的滑台机构3，绕线机构4，绕组工装盘5；

其中，所述的滑台机构3包括由下至上依次层叠的Y轴滑台31、X轴滑台32及Z轴滑台33，上述三滑台由伺服机构驱动其朝相应的方向移动；

所述的绕线机构4包括安装在Z轴滑台33上的悬板41，悬板41的顶端向下安装有导向套42，导向套42的下端设置有线嘴43，线嘴43在驱动装置的作用下可作90°摆动，使得线嘴43可处于朝下方向或是朝侧壁方向；

绕组工装盘5，其包括安装在主轴电机51上的主筒体52，主筒体52顶端设置有工件环53，绕线架54安装在该工件环53内，并在其主筒体52两侧设置有扣锁机构57夹持在绕线架54上对其定位，主筒体52内部设置有过线杆55及夹线机构56，绕线机构4可将铜线6缠绕在过线杆55及夹线机构56上。

所述的Y轴滑台31包括固定在机台上的Y轴导轨311，Y轴导轨311上设置有Y轴滑块312，Y轴滑台31固定在Y轴滑块312上，Y轴滑台31由Y轴伺服电机313驱动其在Y轴导轨311上滑动。

所述的X轴滑台32包括固定在Y轴滑台31的X轴导轨321，X轴导轨321上设置有X轴滑块322，X轴滑台32固定在X轴滑块322上，X轴滑台32由X轴伺服电机323驱动其在X轴导轨上滑动。

所述的Z轴滑台33包括固定在X轴滑台32的Z轴导轨331，Z轴导轨331上设置有Z轴滑块332，Z轴滑台33固定在Z轴滑块332上，Z轴滑台33由Z轴伺服电机333驱动其在Z轴导轨331上滑动。

所述的Z轴伺服电机333固定在X轴滑台32上，并通过同步带334与设置在其上的同步带轮335连接，位于Z轴滑台33上的皮带夹336夹持固定在同步带334上，Z轴伺服电机333通过正反转驱动Z轴滑台33上下运动。

所述的驱动装置包括安装在导向套42顶端的摆角气缸44其由其驱动的拉杆45，线嘴43可摆动地铰接安装在导向套42顶端，拉杆45通过连杆46与线嘴43铰接，拉杆45上下运动时，通过连杆46驱动线嘴43摆动。

所述的线嘴43与导向套42铰接处安装有导线轮47，从线盘引出的铜线6绕过导线轮后从线嘴穿出。

所述的主轴电机51安装在机台2下方，主轴电机51的动力轴穿过机台2后与主筒体52连接。

所述的夹线机构56为设置在主筒体52内的固定夹561及活动夹562，活动夹562尾端延伸出主筒体52外，主筒体52下方设置有夹线气缸563，夹线气缸563推动活动夹运动，使其张开。

所述的主筒体52外还设置有气动剪刀8，其由剪线气缸81驱动延伸入主筒体52内，将缠绕在过线杆55上的铜线6剪断。

工作原理：在生产前，用户根据绕线架54的尺寸，在控制系统中设定相关的参数。实际生产工序如下：A：外部驱动机构打开扣锁机构57，用户通过人工或是机械手等装置将绕线架54安装在工件环53内，外部驱动机构撤离，使得锁扣机构将绕线架固定在工件环内。

B：控制系统控制X、Y、Z轴伺服电机转动，驱动滑台到达相应的工作位置。其中需要说明的是：由于本案中的各轴滑台采用伺服电机驱动，因此当用户在生产不同型号的电机定子时，只需要修改控制程序的参数即可，无需对硬件部分进行大范围的调整，从而提升其适用范围。

C：如图7所述，摆角气缸向下运动，推动拉杆45向下运动，利用拉杆46驱动线嘴处于朝侧壁方向状态。Z轴滑台向下运动，驱动线嘴进入主筒体内部，将铜线6夹持在夹线机构上。

D：通过Z轴滑台的上下运动，及主筒体的往复摆角运动，使得线嘴在绕线架上的线槽表面作缠绕运动，从而将铜线缠绕在其上。当需要外过线时，摆角气缸向上运动，拉动拉杆45向上运动，利用拉杆46驱动线嘴处于朝下方向状态。使得线嘴可在绕线机架上表面过线。当缠绕不同相线的绕组线圈时，需要留有较长的连接线，因此本案中采用内部过线的方式。具体为Z轴滑台下降，将线嘴上的铜线绕过过线杆55后，再进行下一组的绕线。其中需要调节引线的长度时，只需要调整过线杆55的安装高度及控制程序的参数即可，以满足不同的客户对引线长度的要求。

当绕线完成后，主筒体52外还设置有气动剪刀8，其由剪线气缸81驱动延伸入主筒体52内，将缠绕在过线杆55上的铜线6剪断。于此同时，主筒体52下方设置有夹线气缸563，夹线气缸563向上推动活动夹运动，使其张开，松开夹持在夹线机构56上的铜线。工人就可以直接取走工件，不需再剪去多余的铜线。这样大大节约生产成本，减少工人的工作量。同时也避免传统技术设备内容易积存剪断的废线，影响设备的正常运作。

与传统技术相比，本案中的结构可同时生产四个电机线圈，在提升工作效率的同时，全自动化的结构也使得用户在使用过程中无需人工干预。另外，多轴伺服驱动结构使其在生产不同型号的电机线圈时，只需要进行软件修改，而无需进行大范围大硬件调试，从而提升其适用范围，故可广泛推广使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，如滑台的驱动方式，线嘴的摆动方式等，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种四工位单针伺服绕线机，其特征在于：其包括机架（1），机台（2），及设于机台上方的滑台机构（3），绕线机构（4），绕组工装盘（5）；

其中，所述的滑台机构（3）包括由下至上依次层叠的Y轴滑台（31）、X轴滑台（32）及Z轴滑台（33），上述三滑台由伺服机构驱动其朝相应的方向移动；

所述的绕线机构（4）包括安装在Z轴滑台（33）上的悬板（41），悬板（41）的顶端向下安装有导向套（42），导向套（42）的下端设置有线嘴（43），线嘴（43）在驱动装置的作用下可作90°摆动，使得线嘴（43）可处于朝下方向或是朝侧壁方向；

绕组工装盘（5），其包括安装在主轴电机（51）上的主筒体（52），主筒体（52）顶端设置有工件环（53），绕线架（54）安装在该工件环（53）内，并在其主筒体（52）两侧设置有扣锁机构（57）夹持在绕线架（54）上对其定位，主筒体（52）内部设置有过线杆（55）及夹线机构（56），绕线机构（4）可将铜线（6）缠绕在过线杆（55）及夹线机构（56）上。

2.根据权利要求1所述的四工位单针伺服绕线机，其特征在于：所述的Y轴滑台（31）包括固定在机台上的Y轴导轨（311），Y轴导轨（311）上设置有Y轴滑块（312），Y轴滑台（31）固定在Y轴滑块（312）上，Y轴滑台（31）由Y轴伺服电机（313）驱动其在Y轴导轨（311）上滑动。

3.根据权利要求1所述的四工位单针伺服绕线机，其特征在于：所述的X轴滑台（32）包括固定在Y轴滑台（31）的X轴导轨（321），X轴导轨（321）上设置有X轴滑块（322），X轴滑台（32）固定在X轴滑块（322）上，X轴滑台（32）由X轴伺服电机（323）驱动其在X轴导轨上滑动。

4.根据权利要求1所述的四工位单针伺服绕线机，其特征在于：所述的Z轴滑台（33）包括固定在X轴滑台（32）的Z轴导轨（331），Z轴导轨（331）上设置有Z轴滑块（332），Z轴滑台（33）固定在Z轴滑块（332）上，Z轴滑台（33）由Z轴伺服电机（333）驱动其在Z轴导轨（331）上滑动。

5.根据权利要求4所述的四工位单针伺服绕线机，其特征在于：所述的Z轴伺服电机（333）固定在X轴滑台（32）上，并通过同步带（334）与设置在其上的同步带轮（335）连接，位于Z轴滑台（33）上的皮带夹（336）夹持固定在同步带（334）上，Z轴伺服电机（333）通过正反转驱动Z轴滑台（33）上下运动。

6.根据权利要求1所述的四工位单针伺服绕线机，其特征在于：所述的驱动装置包括安装在导向套（42）顶端的摆角气缸（44），及由其驱动的拉杆（45），线嘴（43）可摆动地铰接安装在导向套（42）顶端，拉杆（45）通过连杆（46）与线嘴（43）铰接，拉杆（45）上下运动时，通过连杆（46）驱动线嘴（43）摆动。

7.根据权利要求6所述的四工位单针伺服绕线机，其特征在于：所述的线嘴（43）与导向套（42）铰接处安装有导线轮（47），从线盘引出的铜线（6）绕过导线轮后从线嘴穿出。

8.根据权利要求1所述的四工位单针伺服绕线机，其特征在于：所述的主轴电机（51）安装在机台（2）下方，主轴电机（51）的动力轴穿过机台（2）后与主筒体（52）连接。

9.根据权利要求1所述的四工位单针伺服绕线机，其特征在于：所述的夹线机构（56）为设置在主筒体（52）内的固定夹（561）及活动夹（562），活动夹（562）尾端延伸出主筒体（52）外，主筒体（52）下方设置有夹线气缸（563），夹线气缸（563）推动活动夹运动，使其张开。

10.根据权利要求1所述的四工位单针伺服绕线机，其特征在于：所述的主筒体（52）外还设置有气动剪刀（8），其由剪线气缸（81）驱动延伸入主筒体（52）内，将缠绕在过线杆（55）上的铜线（6）剪断。