CN107370311A - 一种单层成形线圈绕制装置和绕制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单层成形线圈绕制装置，包括依次设置的放线架、导向架和绕线机；绕线机包括一个水平的旋转平台，旋转平台底面的中心设有一个竖直的，用于带动旋转平台沿顺时针或逆时针方向进行任意角度水平旋转的旋转电机，旋转平台的上方设有一个沿旋转平台顶面的直径设置的水平的摆动机构；摆动机构的顶面可设置一个轴向与摆动机构的轴向平行的，用于绕制单层成形线圈的绕线模具；放线架上设有放线盘；导向架上设有夹紧滚轮架，夹紧滚轮架上设有一对水平设置的夹紧滚轮。其技术效果是：其能更大程度集成设备，节约制造成本，通过逐匝带角度绕制工艺直接绕制单层成形线圈，能有效避免端部弯角回弹和匝间绝缘损伤。本发明还公开了一种单层成形线圈绕制方法。
Description
技术领域
本发明涉及电机制造领域的一种单层成形线圈绕制装置和绕制方法。
背景技术
目前单层成形线圈按照端部弯角，分为三种规格：0度线圈，45度线段和90度线圈，三种单层线圈分别采用不同制造原理的设备制造。0度线圈采用直接平绕；90度线圈为两轴切换绕制或先平绕再弯形；45度线圈为先平绕再整体弯形处理。
该类方式制造的单层成形线圈不仅弯形后的回弹量难以控制，弯形时容易产生匝间绝缘损伤，设备的不通用性导致制造成本过高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种单层成形线圈绕制装置和方法，其能更大程度集成设备，节约制造成本，通过逐匝带角度绕制工艺直接绕制单层成形线圈，能有效避免端部弯角回弹和匝间绝缘损伤。
实现上述目的的一种技术方案是：一种单层成形线圈绕制装置，包括依次设置的放线架、导向架和绕线机；
所述绕线机包括一个水平的旋转平台，所述旋转平台底面的中心设有一个竖直的，用于带动所述旋转平台沿顺时针或逆时针方向进行任意角度水平旋转的旋转电机，所述旋转平台的上方设有一个沿所述旋转平台顶面的直径设置的水平的摆动机构；
所述摆动机构的顶面可设置一个轴向与所述摆动机构轴向平行的，用于绕制单层成形线圈的绕线模具；
所述放线架上设有放线盘；所述导向架上设有夹紧滚轮架，所述夹紧滚轮架上设有一对水平设置的夹紧滚轮。
进一步的，所述绕线模具为用于绕制0度线圈的第一绕线模具，所述第一绕线模具包括相互嵌合的第一上模和第一下模，所述第一上模和所述第一下模之间形成形状与0度线圈的内框架的截面形状对应的，闭环的，用于绕制0度线圈的0度嵌合线。
进一步的，所述摆动机构的下方设有位于所述旋转平台顶面上的摆动电机，所述摆动电机通过传动机构连接所述摆动机构，并带动所述摆动机构在竖直平面内摆动；
所述导向架还包括在所述夹紧滚轮架和所述绕线机之间依次设置的第一扭转滚轮架和第二扭转滚轮架；
所述第一扭转滚轮架上设有一对与水平地面呈45度角的第一扭转滚轮，所述第二扭转滚轮架上设有一对竖直的第二扭转滚轮。
再进一步的，所述绕线模具为用于绕制45度线圈的第二绕线模具，所述第二绕线模具包括可相互嵌合的第二上模和第二下模，所述第二上模和所述第二下模之间形成形状与45度线圈的内框架的截面形状对应的，闭环的，用于绕制45度线圈的45度嵌合线。
再进一步的，所述绕线模具为用于绕制90度线圈的第三绕线模具，所述第三绕线模具包括可相互嵌合的第三上模和第三下模，所述第三上模和所述第三下模之间形成形状与90度线圈的内框架的截面形状对应的，闭环的，用于绕制90度线圈的90度嵌合线。
进一步的，所述摆动机构的两端连接固定在旋转平台顶面的摆动支架。
实现上述技术目的的另外一种技术方案是：一种单层成形线圈绕制方法，包括下列步骤：
导线的出线位置调节步骤：对放线盘上的导线的出线位置进行上下左右的自动调节，使所述导线的出线位置与绕线机上的绕线模具的嵌合线的位置对应；
绕制步骤：通过所述绕线模具的水平旋转，使所述导线围绕位于所述绕线模具的上模和下模之间的，形状与所需绕制的单层成形线圈的内框架的截面形状对应的嵌合线绕制相应的单层成形线圈。
进一步的，导线的出线位置调节步骤中根据所需绕制的单层成形线圈的端部弯角的大小，对所述导线进行相同角度的扭转。
再进一步的，所需绕制的单层成形线圈的端部弯角为0度时，所述绕线模具在竖直平面内保持静止，并进行水平旋转。
再进一步的，所需绕制的单层成形线圈的端部弯角大于0度而小于等于90度时，绕制步骤中，绕制所需绕制的单层成形线圈的直线部时，所述绕线模具在竖直平面内位于+90°位置或-90°位置，绕制所需绕制的单层成形线圈的端部时，所述绕线模具在竖直平面内，在±90°间摆动，并同步水平旋转。
采用了本发明的一种单层成形线圈绕制装置的技术方案，所述绕线机包括一个水平的旋转平台，所述旋转平台底面的中心设有一个竖直的，用于带动所述旋转平台沿顺时针或逆时针方向进行任意角度水平旋转的旋转电机，所述旋转平台的上方设有一个沿所述旋转平台顶面的直径设置的水平的摆动机构；所述摆动机构的顶面可设置一个轴向与所述摆动机构轴向平行的，用于绕制单层成形线圈的绕线模具；所述放线架上设有放线盘；所述导向架上设有夹紧滚轮架，所述夹紧滚轮架上设有一对水平设置的夹紧滚轮。其技术效果是：其能更大程度集成设备，节约制造成本，通过逐匝带角度绕制工艺直接绕制单层成形线圈，能有效避免端部弯角回弹和匝间绝缘损伤。
采用了本发明的一种单层成形线圈绕制方法的技术方案，包括包括下列步骤：导线的出线位置调节步骤：对放线盘上的导线的出线位置进行上下左右的自动调节，使所述导线的出线位置与绕线机上的绕线模具的嵌合线的位置对应；绕制步骤：通过所述绕线模具的水平旋转，使所述导线围绕位于所述绕线模具的上模和下模之间的，形状与所需绕制的单层成形线圈的内框架的截面形状对应的嵌合线绕制相应的单层成形线圈。其技术效果是：其能更大程度集成设备，节约制造成本，通过逐匝带角度绕制工艺直接绕制单层成形线圈，能有效避免端部弯角回弹和匝间绝缘损伤。
附图说明
图1为本发明的一种单层成形线圈绕制装置的总装图。
图2为单层成形线圈绕制装置绕制0度线圈直线部的示意图。
图3为单层成形线圈绕制装置开始绕制0度线圈端部时示意图。
图4为单层成形线圈绕制装置结束绕制0度线圈端部时示意图。
图5为单层成形线圈绕制装置绕制45度线圈直线部的示意图。
图6为单层成形线圈绕制装置开始绕制45度线圈端部时示意图。
图7为单层成形线圈绕制装置绕制45度线圈端部过程中示意图。
图8为单层成形线圈绕制装置结束绕制45度线圈端部时示意图。
图9为单层成形线圈绕制装置绕制90度线圈直线部的示意图。
图10为单层成形线圈绕制装置开始绕制90度线圈端部时示意图。
图11为单层成形线圈绕制装置绕制90度线圈端部过程中示意图。
图12为单层成形线圈绕制装置结束绕制90度线圈端部时示意图。
图13为单层成形线圈绕制装置的第一至第三绕线模具的示意图。
图14为单层成形线圈绕制装置绕制0度线圈时导向架示意图。
图15为单层成形线圈绕制装置绕制45度线圈或90度线圈时导向架示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图15，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：
请参见图1，本发明的一种单层成形线圈绕制装置包括放线机1、导向架2、绕线机3以及用于绕制0度线圈的第一绕线模具4，用于绕制45度线圈的第二绕线模具5，以及用于绕制90度线圈的第三绕线模具6。
其中绕线机3包括一个水平的旋转平台31，旋转平台31分为可旋转的活动平台以及位于活动平台径向外侧的固定平台。所述活动平台即旋转平台31底面的中心设有一个竖直的，用于带动旋转平台31的旋转电机32，旋转电机32带动旋转平台31沿顺时针或逆时针方向进行任意角度的水平旋转。旋转平台31的上方设有一个沿旋转平台31顶面的直径方向水平设置的，并可在竖直平面内进行±90°的摆动机构33，摆动机构33的下方设有摆动电机34，摆动电机34通过传动机构35连接摆动机构33。摆动机构33的两端连接固定在旋转平台31顶面的摆动支架36。摆动电机34可根据旋转电机32带动旋转平台31旋转的旋转角度，控制摆动机构33进行相应角度的摆动。
第一绕线模具4、第二绕线模具5和第三绕线模具6均为拼接式的心模。
请参阅图13，第一绕线模具4包括截面形状与0度线圈的截面形状对应的第一上模41和第一下模42，第一下模42的轴向长度和宽度对应大于第一上模41的轴向长度和宽度，第一上模41和第一下模42相互嵌合。因此，第一上模41和第一下模42之间形成形状与0度线圈的内框架的截面形状对应的，闭环的，用于绕制0度线圈的0度嵌合线43。第一下模42可拆卸地固定在摆动机构33的顶面上，且第一下模42和第一上模41的轴向均与摆动机构33的轴向平行。第一上模41和第一下模42可通过螺栓固定。
第二绕线模具5包括第二上模51和第二下模52。在第二上模51的轴向上，第二上模51的截面形状为等腰梯形，且第二上模51的两个端面与其顶面的夹角均为45度。第二下模52的顶面设有一个可与第二上模51底面嵌合的第二凹面521，以及位于第二凹面521两端的第二内端面522，两个第二内端面522和第二上模51对应的端面面接触。第二凹面521与第二上模51的底面面接触。第二下模52的两个第二内端面522的形状均为半圆形。当第二上模51与第二凹面521嵌合后，第二上模51和第二下模52之间形成形状与45度线圈的内框架的截面形状对应的，闭环的，用于绕制45度线圈的45度嵌合线53。第二下模52可拆卸地固定在摆动机构33的顶面上，且第二下模52和第二上模51的轴向均与摆动机构33的轴向平行。第二上模51和第二下模52可通过螺栓固定。
第三绕线模具6包括第三上模61和第三下模62，第三上模61的底面开有一个沿第三上模61轴向水平贯穿第三上模61的弧形槽611，第三下模62的顶面为与弧形槽611形状对应的弧面，并设有与第三下模62轴向平行的第三凹面621以及对应位于第三凹面621两端的与第三凹面621垂直的第三内端面622，且第三内端面622的截面形状为半圆形，第三凹面621的长度小于弧形槽611的长度，当弧形槽611与第三下模62的顶面嵌合后，第三上模61和第三下模62之间形状与90度线圈的内框架的截面形状对应的，闭环的，用于绕制90度线圈的90度嵌合线63。第三下模62可拆卸地固定在摆动机构33的顶面上，且第三下模62和第三上模61的轴向均与摆动机构33的轴向平行。第三上模61和第三下模62可通过螺栓固定。
放线架1设有用于缠绕导线的线盘11,放线盘11是竖直设置的，放线盘1上的导线,在通过导向架2后,用于通过绕线机3绕制0度线圈,或90度线圈或45度线圈。
请参阅图14和图15，导向架2包括一个台面21,沿着台面21的轴向,从靠近放线架1到靠近绕线机3一侧，依次设有夹紧滚轮架22,第一扭转滚轮架23,以及第二扭转滚轮架24。夹紧滚轮架22上设有一对水平设置的并通过弹簧控制夹紧和放空状态的夹紧滚轮221,第一扭转滚轮架23设有一对与水平地面呈45度角的并通过弹簧控制夹紧和放空状态的第一扭转滚轮231。第二扭转滚轮架24设有一对竖直设置的并通过弹簧控制夹紧和放空状态的第二扭转滚轮241。第一扭转滚轮架23和第二扭转滚轮架24均可拆卸。绕制0度线圈时，夹紧滚轮架22单独使用并处于夹紧状态。绕制90度线圈或45度线圈时，夹紧滚轮架22,第一扭转滚轮架23,以及第二扭转滚轮架24同时使用。绕制45度线圈时，夹紧滚轮架22上的夹紧滚轮221和第一扭转滚轮架23上第一扭转滚轮231均处于夹紧状态，第二扭转滚轮架24上的第二扭转滚轮241处于放空状态。绕制90度线圈时，夹紧滚轮架22上的夹紧滚轮221、第一扭转滚轮架23上第一扭转滚轮231和第二扭转滚轮架24上的第二扭转滚轮241处于夹紧状态。
导向架2的作用在于对放线架1所放出的导线的出线位置进行上下左右的自动调节，调节方式为自动跟随绕线机3上第一绕线模具4上的第一嵌合线43、第二绕线模具5的第二嵌合线53或第三绕线模具6的第三嵌合线63的位置。当绕制0度线圈时只安装不变向夹紧滚轮架22上的夹紧滚轮221。当绕制45度线圈直线部和端部使用第一扭转滚轮架23上的第一扭转滚轮231扭转45度，绕制90度线圈端部时使用第一扭转滚轮架23上的第一扭转滚轮231和第二扭转滚轮架24上的第二滚轮架241扭转90度。第二扭转滚轮架24上的第二扭转滚轮241的状态可手动或自动切换。导向架2采用多级过渡扭转的方式完成导线在绕制单层成形线圈前的扭转。
请参阅图2至图4，在绕制0度线圈前，第一绕线模具4装在摆动机构33的顶面上，并将摆动机构33调整至竖直位置，将放线盘1上导线通过导线架2上的夹紧滚轮221，并与第一绕线模具4上的0度嵌合线43固定，在绕制0度线圈时，摆动机构33不发生竖直平面内的摆动，通过旋转电机32带动旋转平台31以及第一绕线模具4以旋转电机32为轴的水平旋转，完成0度线圈的绕制。
请参阅图5至图8，在绕制45度线圈前，将第二绕线模具5固定在摆动机构33的顶面上，并使摆动机构33摆动至-90度的位置，将放线盘1上导线通过导线架2上的夹紧滚轮221，第一扭转滚轮231和第二扭转滚轮241，其中夹紧滚轮221和第一扭转滚轮231处于夹紧状态，第二扭转滚轮241处于放空状态，导线在第二绕线模具5背对旋转平台31的一侧，与45度嵌合线53中与45度线圈直线部对应的部分固定。然后，通过旋转电机32带动旋转平台31和第二绕线模具5以旋转电机32为轴进行水平旋转，摆动电机34通过传动机构35，带动摆动机构33回复竖直位置，并摆向90度的位置，完成45度线圈一侧端部的绕制，旋转电机32带动旋转平台31和第二绕线模具5以旋转电机32为轴，按原来方向继续进行水平旋转，摆动电机34继续通过传动机构35带动摆动机构33和第二绕线模具5在竖直平面内摆动，完成45度线圈的绕制。
请参阅图9至图12，在绕制90度线圈前，将第三绕线模具6固定在摆动机构33的顶面上，并使摆动机构33摆动至-90度的位置，将放线盘1上导线通过导线架2上的夹紧滚轮221，第一扭转滚轮231和第二扭转滚轮241，其中夹紧滚轮221、第一扭转滚轮231和第二扭转滚轮241均处于夹紧状态，导线在第三绕线模具6背对旋转平台31的一侧，与90度嵌合线63中与90度线圈直线部对应的部分固定。然后，通过旋转电机32带动旋转平台31和第三绕线模具6以旋转电机32为轴进行水平旋转，摆动电机34通过传动机构35，带动摆动机构33和第三绕线模具6回复竖直位置，并摆向90度的位置，完成90度线圈一侧端部的绕制，旋转电机32带动旋转平台31和第三绕线模具6以旋转电机32为轴，按原来方向进行水平旋转，摆动电机34继续通过传动机构35带动摆动机构33在竖直平面内摆动，完成90度线圈的绕制。
本发明的一种单层成形线圈绕制装置能更大程度集成设备，节约制造成本，通过逐匝带角度绕制工艺直接绕制单层成形线圈，能有效避免端部弯角回弹和匝间绝缘损伤。
通过制作相应的模具，还可以绕制具有大于0度小于等于90度任意端部弯角的单层成形线圈。
本发明还公开了一种单层成形线圈绕制方法，也能实现上述技术效果，包括下列步骤：
导线的出线位置调节步骤：对放线盘上的导线的出线位置进行上下左右的自动调节；使所述导线的出线位置与绕线机上绕线模具的嵌合线的位置对应；同时还根据所需绕制的单层成形线圈的端部弯角的大小，对所述导线进行相同角度的扭转。
绕制步骤：通过所述绕线模具的水平旋转，使所述导线围绕位于绕线模具的上模和下模之间的，形状与所需绕制的单层成形线圈的内框架的截面形状对应的嵌合线绕制相应的单层成形线圈。
所需绕制的单层成形线圈的端部弯角为0度时，所述绕线模具在竖直平面内保持静止，并进行水平旋转。
所需绕制的单层成形线圈的端部弯角大于0度而小于等于90度时，绕制步骤中，绕制所需绕制的单层成形线圈的直线部时，所述绕线模具在竖直平面内位于+90°位置或-90°位置，绕制所需绕制的单层成形线圈的端部时，所述绕线模具在竖直平面内，在±90°间摆动，并同步水平旋转。
图中箭头方向代表旋转平台31转动的方向。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (10)
1.一种单层成形线圈绕制装置，包括依次设置的放线架、导向架和绕线机；其特征在于：
所述绕线机包括一个水平的旋转平台，所述旋转平台底面的中心设有一个竖直的，用于带动所述旋转平台沿顺时针或逆时针方向进行任意角度水平旋转的旋转电机，所述旋转平台的上方设有一个沿所述旋转平台顶面的直径设置的水平的摆动机构；
所述摆动机构的顶面可设置一个轴向与所述摆动机构轴向平行的，用于绕制单层成形线圈的绕线模具；
所述放线架上设有放线盘；所述导向架上设有夹紧滚轮架，所述夹紧滚轮架上设有一对水平设置的夹紧滚轮。
2.根据权利要求1所述的一种单层成形线圈绕制装置，其特征在于：所述绕线模具为用于绕制0度线圈的第一绕线模具，所述第一绕线模具包括相互嵌合的第一上模和第一下模，所述第一上模和所述第一下模之间形成形状与0度线圈的内框架的截面形状对应的，闭环的，用于绕制0度线圈的0度嵌合线。
3.根据权利要求1所述的一种单层成形线圈绕制装置，其特征在于：所述摆动机构的下方设有位于所述旋转平台顶面上的摆动电机，所述摆动电机通过传动机构连接所述摆动机构，并带动所述摆动机构在竖直平面内摆动；
所述导向架还包括在所述夹紧滚轮架和所述绕线机之间依次设置的第一扭转滚轮架和第二扭转滚轮架；
所述第一扭转滚轮架上设有一对与水平地面呈45度角的第一扭转滚轮，所述第二扭转滚轮架上设有一对竖直的第二扭转滚轮。
4.根据权利要求3所述的一种单层成形线圈绕制装置，其特征在于：所述绕线模具为用于绕制45度线圈的第二绕线模具，所述第二绕线模具包括可相互嵌合的第二上模和第二下模，所述第二上模和所述第二下模之间形成形状与45度线圈的内框架的截面形状对应的，闭环的，用于绕制45度线圈的45度嵌合线。
5.根据权利要求3所述的一种单层成形线圈绕制装置，其特征在于：所述绕线模具为用于绕制90度线圈的第三绕线模具，所述第三绕线模具包括可相互嵌合的第三上模和第三下模，所述第三上模和所述第三下模之间形成形状与90度线圈的内框架的截面形状对应的，闭环的，用于绕制90度线圈的90度嵌合线。
6.根据权利要求1所述的一种单层成形线圈绕制装置，其特征在于：所述摆动机构的两端连接固定在旋转平台顶面上的摆动支架。
7.一种单层成形线圈绕制方法，包括下列步骤：
导线的出线位置调节步骤：对放线盘上的导线的出线位置进行上下左右的自动调节，使所述导线的出线位置与绕线机上的绕线模具的嵌合线的位置对应；
绕制步骤：通过所述绕线模具的水平旋转，使所述导线围绕位于所述绕线模具的上模和下模之间的，形状与所需绕制的单层成形线圈的内框架的截面形状对应的嵌合线绕制相应的单层成形线圈。
8.根据权利要求7所述的一种单层成形线圈绕制方法，其特征在于：导线的出线位置调节步骤中根据所需绕制的单层成形线圈的端部弯角的大小，对所述导线进行相同角度的扭转。
9.根据权利要求8所述的一种单层成形线圈绕制方法，其特征在于：所需绕制的单层成形线圈的端部弯角为0度时，所述绕线模具在竖直平面内保持静止，并进行水平旋转。
10.根据权利要求8所述的一种单层成形线圈绕制方法，其特征在于：所需绕制的单层成形线圈的端部弯角大于0度而小于等于90度时，绕制步骤中，绕制所需绕制的单层成形线圈的直线部时，所述绕线模具在竖直平面内位于+90°位置或-90°位置，绕制所需绕制的单层成形线圈的端部时，所述绕线模具在竖直平面内，在±90°间摆动，并同步水平旋转。
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- 2017-08-11 CN CN201710683716.XA patent/CN107370311B/zh active Active
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