CN107682805B - 一种线轴的预放线装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线轴预放线装置及其方法，可以用于电子耗材行业中音圈制造时提供自动预放线的设备。该线轴预放线装置包括：工作台，安装在工作台上的供线装置和收线装置，所述的供线装置能够根据需要主动放线，该供线装置包括：线轴、支撑、线轴驱动装置和线轴拆装结构；所述线轴可绕支撑旋转，所述驱动装置驱动线轴旋转进行主动放线；所述供线装置的线轴释放的线材经过收线装置预放线后再提供给绕线装置使用。收线装置中设置摆杆并在摆杆下端设置两组传感器起到发起信号控制电机的作用，实现预放线及收线的功能，解决现有技术中节拍对0.01‑0.1mm漆包线本身造成的拉力过大和扭曲的问题。

Description

一种线轴的预放线装置及其方法

技术领域

本发明属于电子产品领域，具体涉及一种线轴预放线方式与结构，可以用于电子耗材行业中耳机绕线圈制造时提供自动预放线的设备。

背景技术

在电子耗材行业中的巨大市场需求导致生产厂商要求大量可靠的自动化生产设备。对于耳机的生产，自动化绕线设备保证了耳机绕线圈迅速生产的材料供应。在现有的生产设备中，通常仅仅使用张力控制器直接将漆包线拉出缠绕，摆杆的作用仅仅是作为减轻漆包线所受轴向力的机构使用。并且漆包线在从线轴被拉出的时候，往往由于0.01-0.1mm的漆包线的随机缠绕导致线进入瓷眼的方向时刻发生变化。由于角度的变化从而导致漆包线上所受的力不均衡，且线本身因在受力的情况下进入机构也存在扭曲。在生产的过程中忽视了对线的保护以及线轴放线本身也对生产节拍存在的影响。线轴被动放线的机构成为生产节拍的瓶颈，严重影响了产品生产进度和产品质量。

发明内容

本发明要解决的问题是设计一种可以满足任何节拍的线轴预放线装置及其预放线方法，在下游设备有取线需求时，本机构可以主动供线，解决上述现有方案中节拍对0.01-0.1mm漆包线本身造成的拉力过大和扭曲的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种线轴的预放线装置，包括：工作台，安装在工作台上的供线装置和收线装置，其特征在于：所述的供线装置能够根据需要主动放线，该供线装置包括：线轴、支撑、线轴驱动装置和线轴拆装结构；所述线轴可绕支撑旋转，所述线轴驱动装置驱动线轴旋转进行主动放线。所述收线装置包括固定设置在工作台上的收线支杆，收线支杆包括竖杆和竖杆顶端前伸的横臂；在所述竖杆顶端附近安装摆杆轴，摆杆轴上固定安装有摆杆，摆杆可绕摆杆轴在一定范围内摆动；在所述竖杆靠近摆杆下端的位置两侧间隔一定距离分别安装有传感器，当摆杆下端靠近传感器时，能够发出开关控制信号控制供线装置的启停；在所述收线支杆横臂的前端设置有弹簧座，一拉力弹簧的一端连接至弹簧座，所述拉力弹簧的另一端连接至摆杆，使摆杆下端偏移至一侧的对传感器处；所述供线装置的线轴释放的线材经过摆杆的顶端绕至摆杆的底端再提供给下游取线装置使用。

更进一步的，所述的支撑包括主动轴承座和从动轴承座，主动轴承座上通过轴承安装主动支撑，从动轴承座上通过轴承安装从动支撑，主动支撑和从动支撑共同支撑线轴，并使线轴能够绕支撑旋转。

更进一步的，所述的线轴驱动装置包括依次连接的电机，减速机和联轴器，联轴器一端连接减速机的输出轴，另一端连接主动支撑，主动支撑在支撑线轴的一端偏心设置有拨叉，拨叉与线轴活动连接，主动支撑在电机的驱动下能够旋转，拨叉随主动支撑绕轴心旋转时因偏心作用为线轴提供旋转的扭矩。

更进一步的，所述的线轴拆装结构安装在线轴连接所述从动支撑的一侧，包括弹簧、导轨、滑块和手柄，所述的滑块安装在所述的导轨上，所述的从动轴承座安装在滑块上，所述的弹簧连接在滑块上提供拉力使从动支撑顶住线轴将线轴夹紧固定，可以通过手柄来拉动从动轴承座，使从动支撑脱离线轴从而实现线轴的安装与拆卸。

更进一步的，所述的主动支撑和从动支撑为蘑菇头顶针。

更进一步的，在所述的收线支杆上安装瓷眼支架，瓷眼支架上通过瓷眼安装轴安装瓷眼；在所述的摆杆的顶端、底端和中部位置安装滚轮或瓷眼，线材通过瓷眼和滚轮进行导向。

更进一步的，所述的线材为直径0.01-0.1mm的细小线材。

更进一步的，所述的摆杆为碳纤维材质，中点安装在收线支杆上的摆杆轴中，所述摆杆总长200mm，摆动角度为正负15度，摆杆与线轴的中心共面。

更进一步的，所述传感器为两组对射式光电开关，其分别为控制电机停机的停机开关和控制电机启动的开机开关，且停机开关位于所述收线支杆的右侧，开机开关位于所述收线支杆的左侧；每组对射式光电开关一前一后设置在摆杆摆动平面，当摆杆摆动到极限位置时出发传感器信号。

本发明还提供一种线轴的预放线方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：初始状态，在初始状态，摆杆在弹簧拉力作用下位于逆时针旋转的极限位置；

步骤2：下游设备取线，线材受到取线拉力，该拉力克服摆杆连接的拉力弹簧作用力使摆杆顺时针旋转，当取线结束时，摆杆正好接近顺时针旋转的极限位置；

步骤3：预放线及收线，摆杆接近顺时针旋转的极限位置时，触发摆杆左侧传感器，启动供线装置，线轴旋转开始供线，收线装置的摆杆在拉力弹簧的作用下逆时针旋转，预放的线材存储在收线装置上；当摆杆接近逆时针旋转的极限位置时，触发摆杆右侧传感器，供线装置停止供线；

步骤4：重复步骤2和步骤3，实现取线、预放线和收线不断循环，高效工作。

本发明所述的一种线轴的预放线装置及其预放线方法，供线装置所占空间仅比现行方案多了一个电机和减速机，却整体改变了原有的用线方式，提升了产品生产进度和产品质量。收线装置中摆杆下端在两组传感器之间运动，既起到了发起信号控制电机的作用，同时也限制了摆杆的运动区间，保护了弹簧不会受到过大的拉力，延长整个装置的使用寿命；摆杆上的不同方向的瓷眼和滚轮使线与摆杆之间保证了一定的距离，即使在运动过程中也不会发生干涉导致设备停止运行；弹簧可使在下游设备停止取线时摆杆受力回到初始位置，再次受力时，摆杆一端跟随受力方向绕中心旋转，这个过程保护了漆包线不会受到过大的拉力，摆杆到达另一端传感器的过程仅仅是拉力带动摆杆旋转，线上受力减小；当摆杆下端到达另一端传感器时，供线装置得到供线信号，电机旋转带动线轴主动放线。

附图说明

图1是本发明实施例的供线装置的剖面图

图2是本发明线轴的预放线装置的主视示意图

其中，1：电机；2：减速机；3：减速机安装座；4：联轴器；5：主动支撑；6：主动轴承座；7：拨叉；8：线轴；9：从动支撑；10：从动轴承座；11：手柄；12：滑块；13：导轨；14：弹簧；21：收线支杆；22：传感器安装片二；23：对射传感器；24：传感器安装片一；25：瓷眼支架；26：传感器触发片；27：弹簧固定销；28：弹簧座；29：摆杆轴；30：滚轮；31：瓷眼；32：挡片；33：摆杆；

34：传感器安装块；35：漆包线；36：供线装置。

实施方式

如图1、2所示，一种线轴的预放线装置，包括：工作台，安装在工作台上的供线装置36和收线装置，所述的供线装置36能够根据需要主动放线，该供线装置包括：线轴8、支撑、线轴驱动装置和线轴拆装结构；所述线轴可绕支撑旋转，所述线轴驱动装置驱动线轴8旋转进行主动放线；所述供线装置36的线轴8释放的线材35经过收线装置预放线后再提供给下游的绕线装置使用。本实施例所述的线材35为直径0.01-0.1mm的漆包线。

所述收线装置包括固定设置在工作台上的收线支杆21，收线支杆21包括竖杆和竖杆顶端前伸的横臂；在所述竖杆顶端附近安装摆杆轴29，摆杆轴29上固定安装有摆杆33，所述的摆杆33为碳纤维材质，总长200mm，中点安装在收线支杆上的摆杆轴29上，在摆杆两侧设置挡片32进行限位，使摆杆33可绕摆杆轴29在垂直方向左右15度摆动，并与线轴的中心共面，这样实现收线量为两段弦长之和，即100毫米左右；根据该预放线的原理，其预放线长度由摆杆的单边长度，即摆动半径及摆动角度来决定，因此可根据预放线长度的需要设置不同的摆杆长度和不同的摆动角度。在所述竖杆靠近摆杆33下端的位置两侧间隔一定距离分别安装有传感器23，当摆杆33下端靠近传感器23时，能够发出开关控制信号控制电机1的启停；在所述收线支杆21横臂的前端设置有弹簧座28，一拉力弹簧的一端连接至弹簧座28，所述拉力弹簧的另一端连接至摆杆，优选地弹簧连接至摆杆顶端向左倾斜，使摆杆下端偏移至一侧的对传感器23处。拉簧的拉力设计原则是，后方绕线机取预放线的时候，拉簧提供的拉力不能将线材拉断。在所述的收线支杆21上安装瓷眼支架25，瓷眼支架上通过瓷眼安装轴安装瓷眼31；在所述的摆杆33的顶端和底端安装滚轮30，为避免干涉，在摆杆的中部位置设置导向瓷眼。漆包线通过瓷眼和滚轮30进行导向。优选地，在摆杆中部安装一个与滚轮方向相同的瓷眼和一个方向不同的瓷眼，使漆包线能够顺利在摆杆上运动而不发生干涉。所述供线装置的线轴8释放的漆包线经过摆杆33的顶端绕至摆杆33的底端再提供给绕线装置使用。

所述传感器23为两组对射式光电开关，分别通过传感器安装片一22和传感器安装片二24安装在传感器安装块34上，传感器安装块34可固定在收线支杆上。其分别为控制电机1停机的停机开关和控制电机1启动的开机开关，且停机开关位于所述收线支杆21的右侧，开机开关位于所述收线支杆21的左侧；每组对射式光电开关一前一后设置在摆杆摆动平面，当摆杆经过时出发传感器信号。为了保证触发正常，可在摆杆上安装可与摆杆一同运动的传感器触发片26，其宽度较大，触发更准确。

所述的支撑包括主动轴承座6和从动轴承座10，主动轴承座6上通过轴承安装主动支撑5，从动轴承座10上通过轴承安装从动支撑9，主动支撑5和从动支撑9共同支撑线轴8，并使线轴8能够绕支撑旋转。所述的主动支撑5和从动支撑9采用蘑菇头顶针。

所述的线轴驱动装置包括依次连接的电机1，减速机2和联轴器4，联轴器4一端连接减速机的输出轴，另一端连接主动支撑5，主动支撑5在支撑线轴8的一端偏心设置有拨叉7，拨叉7与线轴8活动连接，主动支撑5在电机1的驱动下能够旋转，拨叉7随主动支撑5绕轴心旋转时因偏心作用为线轴8提供旋转的扭矩。

所述的线轴拆装结构安装在线轴8连接所述从动支撑9的一侧，包括弹簧14、导轨13、滑块12和手柄11，导轨13所述的滑块12安装在所述的导轨13上，所述的从动轴承座10安装在滑块12上，所述的弹簧14连接在滑块12上提供拉力使从动支撑9顶住线轴8将线轴8夹紧固定，从动轴承座10顶部通过螺钉安装手柄11，可以通过手柄11来拉动从动轴承座10，使从动支撑9脱离线轴8从而实现线轴的安装与拆卸。在从动端一侧的工作台上安装两组导轨13、滑块12，两个滑块上通过螺钉安装转接板和从动轴承座10以及从动支撑9。转接板底部安装弹簧14，给出从动轴承座向内的拉力。

本发明涉及的一种线轴的预放线方法具体包括以下步骤：

步骤1：初始状态，在初始状态，摆杆在弹簧拉力作用下位于逆时针旋转的极限位置；

步骤2：下游设备取线，线材受到取线拉力，该拉力克服摆杆连接的拉力弹簧作用力使摆杆顺时针旋转，当取线结束时，摆杆正好接近顺时针旋转的极限位置；

步骤3：预放线及收线，摆杆接近顺时针旋转的极限位置时，触发摆杆左侧传感器，启动供线装置，线轴旋转开始供线，收线装置的摆杆在拉力弹簧的作用下逆时针旋转，预放的线材存储在收线装置上；当摆杆接近逆时针旋转的极限位置时，触发摆杆右侧传感器，供线装置停止供线；

步骤4：重复步骤2和步骤3，实现取线、预放线和收线不断循环，高效工作。

生产状态下，将线轴安装于主动轴承座和从动轴承座之间，漆包线依次穿过瓷眼支架上的瓷眼、摆杆上端滚轮、摆杆中部的瓷眼以及摆杆下端滚轮至下游设备。下游设备的取线操作为每次只取100mm的线，相当于摆杆从停止一端移动到供线一端的距离，本设计保证了每次取线时对供线装置的缓冲。当下游设备取线时，拉动漆包线，带动摆杆底端向左顺时针转动，该行程为供线过程提供缓冲。当摆杆转动至传感器时，传感器发出启动信号控制电机转动，供线装置主动供线。当下游设备停止取线时，漆包线上拉力为零，摆杆由于受到弹簧的拉力，上端向左、下端向右逆时针转动。当转动至右侧传感器时，传感器发出停止信号控制电机停止转动，供线停止。在摆杆移动的过程中，电机并没有立即停止转动，为下一次供线做出预放线，漆包线留在供线装置和收线装置上，并由于摆杆的转动而在设备上被拉紧。当工艺要求不断在供线和停止供线不断变化时，绕线杆不断在两个传感器片之间摆动，从而及时控制电机转动和停止。并且当漆包线受到突然的轴向拉力时，绕线杆本身由于采用重量轻的碳纤维材质，能及时随着线一起运动到供线传感器一端，控制供线电机及时转动供线。这样的设计使得机构反应时间迅速，满足了所有情况的供线信号节拍。

以上实例可以看出，本发明结构简单，安装方便，有利于减轻漆包线在使用过程中轴向所受的拉力。在节拍控制方面可以适用于任何节拍的取线操作。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，对于0.01-0.1mm漆包线供线机构还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种线轴的预放线装置，包括：工作台，安装在工作台上的供线装置(36)和收线装置，其特征在于：

所述的供线装置(36)能够根据需要主动放线，该供线装置包括：线轴(8)、支撑、线轴驱动装置和线轴拆装结构；所述线轴可绕支撑旋转，所述线轴驱动装置驱动线轴(8)旋转进行主动放线；

所述收线装置包括固定设置在工作台上的收线支杆(21)，收线支杆(21)包括竖杆和竖杆顶端前伸的横臂；在所述竖杆顶端附近安装摆杆轴(29)，摆杆轴(29)上固定安装有摆杆(33)，摆杆(33)可绕摆杆轴(29)在一定范围内摆动；在所述竖杆靠近摆杆(33)下端的位置两侧间隔一定距离分别安装有传感器(23)，当下游设备取线时，拉动漆包线，带动摆杆底端向左顺时针转动，该行程为供线过程提供缓冲；当摆杆转动至传感器时，传感器发出启动信号控制电机转动，供线装置主动供线；当下游设备停止取线时，漆包线上拉力为零，摆杆由于受到弹簧的拉力，上端向左、下端向右逆时针转动；当转动至右侧传感器时，传感器发出停止信号控制电机停止转动，供线停止；

在所述收线支杆(21)横臂的前端设置有弹簧座(28)，一拉力弹簧的一端连接至弹簧座(28)，所述拉力弹簧的另一端连接至摆杆，使摆杆下端偏移至一侧的对传感器(23)处；

所述供线装置的线轴(8)释放的线材(35)经过摆杆(33)的顶端绕至摆杆(33)的底端再提供给下游取线装置使用。

2.如权利要求1所述的一种线轴的预放线装置，其特征在于：

所述的支撑包括主动轴承座(6)和从动轴承座(10)，主动轴承座(6)上通过轴承安装主动支撑(5)，从动轴承座(10)上通过轴承安装从动支撑(9)，主动支撑(5)和从动支撑(9)共同支撑线轴(8)，并使线轴(8)能够绕支撑旋转。

3.如权利要求2所述的一种线轴的预放线装置，其特征在于：

所述的线轴驱动装置包括依次连接的电机(1)，减速机(2)和联轴器(4)，联轴器(4)一端连接减速机的输出轴，另一端连接主动支撑(5)，主动支撑(5)在支撑线轴(8)的一端偏心设置有拨叉(7)，拨叉(7)与线轴(8)活动连接，主动支撑(5)在电机(1)的驱动下能够旋转，拨叉(7)随主动支撑(5)绕轴心旋转时因偏心作用为线轴(8)提供旋转的扭矩。

4.如权利要求3所述的一种线轴的预放线装置，其特征在于：

所述的线轴拆装结构安装在线轴(8)连接所述从动支撑(9)的一侧，包括弹簧(14)、导轨(13)、滑块(12)和手柄(11)，所述的滑块(12)安装在所述的导轨(13)上，所述的从动轴承座(10)安装在滑块(12)上，所述的弹簧(14)连接在滑块(12)上提供拉力使从动支撑(9)顶住线轴(8)将线轴(8)夹紧固定，可以通过手柄(11)来拉动从动轴承座(10)，使从动支撑(9)脱离线轴(8)从而实现线轴的安装与拆卸。

5.如权利要求2-4任一项所述的一种线轴的预放线装置，其特征在于：

所述的主动支撑(5)和从动支撑(9)为蘑菇头顶针。

6.如权利要求1-4任一项所述的一种线轴的预放线装置，其特征在于：

在所述的收线支杆(21)上安装瓷眼支架(25)，瓷眼支架上通过瓷眼安装轴安装瓷眼(31)；在所述的摆杆(33)的顶端、底端和中部位置安装滚轮(30)或瓷眼，线材(35)通过瓷眼或滚轮(30)进行导向。

7.如权利要求1-4任一项所述的一种线轴的预放线装置，其特征在于：

所述的线材(35)为直径0.01-0.1mm的细小线材。

8.如权利要求1-4任一项所述的一种线轴的预放线装置，其特征在于：

所述的摆杆(33)为碳纤维材质，中点安装在收线支杆上的摆杆轴(29)，所述摆杆总长200mm，摆动角度为正负15度，摆杆与线轴的中心共面。

9.如权利要求1-4任一项所述的一种线轴的预放线装置，其特征在于：

所述传感器(23)为两组对射式光电开关，其分别为控制电机(1)停机的停机开关和控制电机(1)启动的开机开关，且停机开关位于所述收线支杆(21)的右侧，开机开关位于所述收线支杆(21)的左侧；每组对射式光电开关一前一后设置在摆杆摆动平面，当摆杆摆动到极限位置时出发传感器信号。

10.一种线轴的预放线方法应用于权利要求1-9任一项所述线轴的预放线装置，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：初始状态，在初始状态，摆杆在弹簧拉力作用下位于逆时针旋转的极限位置；

步骤2：下游设备取线，线材受到取线拉力，该拉力克服摆杆连接的拉力弹簧作用力使摆杆顺时针旋转，当取线结束时，摆杆正好接近顺时针旋转的极限位置；

步骤3：预放线及收线，摆杆接近顺时针旋转的极限位置时，触发摆杆左侧传感器，启动供线装置，线轴旋转开始供线，收线装置的摆杆在拉力弹簧的作用下逆时针旋转，预放的线材存储在收线装置上；当摆杆接近逆时针旋转的极限位置时，触发摆杆右侧传感器，供线装置停止供线；

步骤4：重复步骤2和步骤3，实现取线、预放线和收线不断循环，高效工作。

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