CN107966958A - 自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，包含有一自动绕线机、一安规测试机及一管理平台，其中该自动绕线机进行线圈绕线作业以生产线圈产品，该线圈产品经由该安规测试机进行电气测试后，可获得该线圈产品的测试数据，该等测试数据反馈至管理平台以进行数据分析，该管理平台可根据分析结果输出控制参数至该自动绕线机，藉此调整该自动绕线机的绕线作业，确保所生产的线圈产品可满足安规测试。

Description

自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统

技术领域

本发明关于一种线圈绕线管理系统，特别是指一种可针对线圈绕线制作、测试作业进行自动管控的系统。

背景技术

自动绕线机根据其制作产品的种类及功能而可区分为多种机型种类，例如应用于制作直流无刷电机及磁阻伺服电机的定子，或制作直流电机及串激电机的转子电枢绕线。

而自动绕线机的作业方式根据操作人员预先设定好的操作参数，将导线重复缠绕在铁心上以形成绕组。以制作电机定子电感线圈为例，定子的铁心上可形成有多个定子槽，自动绕线机可根据预设的绕线规则将导线重复缠绕在定子槽内部以构成定子绕组。从自动绕线机加工制作完成后，完成品还需要经过后段的电气测试作业，以确保成品可满足客户的规格需求。

然而现有绕线作业的加工过程存在有以下缺失：

1.无法即时反馈工艺问题：当加工完成后的成品进行电气测试作业时，往往已是由自动绕线机大批加工结束之后，若测试过程中发现有问题，则无法即时反馈予前端工艺以即时调整机台参数，导致该批成品的品质不佳。

2.需依据人员经验调整参数：当经过测试后发现成品有问题时，只能依赖特定少数具有经验的专业人员对机台进行设定及调整。因此，若人员经验不足，恐发生误判或调整效果不佳的问题。

3.无法全工艺测试：自动绕线机制出的成品在进行测试时，是抽样测试的，所以无法全面对成品进行检测。

4.不易降低人事成本：由于测试、检查作业必需依赖人力进行，必需有配制人员负责检测，因此必须付出一定的人事成本。

发明内容

鉴于目前线圈绕线作业无法即时根据产品检测结果即时自动调整机台的相关设定参数，本发明的主要目的提供一种自动反馈调节的线圈绕线生产管控系统，于测试线圈产品不符合一管制范围时可自动反馈产品的缺陷问题并立即快速调整绕线机，确保产品具有良好品质。

为达成前述目的，本发明的自动反馈调节的线圈绕线生产管控系统包含有：

一自动绕线机，存储有控制参数，该自动绕线机根据该控制参数执行线圈绕线作业以制作一线圈产品；

一安规测试机，对该自动绕线机制作出的线圈产品进行电气测试而输出测试数据，其中该电气测试包含多种测试项目；

一管理平台，连线该自动绕线机及该安规测试机，该管理平台接收及分析该测试数据以判断该线圈产品以产生分析结果，该管理平台根据该分析结果输出新的控制参数至该自动绕线机以更新原有的控制参数。

在其中一种实施例中，该管理平台包含有：

一数据库，存储该多种测试项目的对应的基准数据，及存储该安规测试机输出的测试数据；

一远端登录界面，供一远端客户连线登入该管理平台；

一管理操作界面，供一管理者登入该管理平台以进行该管理平台的管理作业；

一运算分析单元，连接该数据库、远端登录界面及管理操作界面，分析该测试数据及输出控制参数；

多个通信接口，连接该运算分析单元，其中该多个通信接口分别连接该自动绕线机及安规测试机以传输数据。

在其中一种实施例中，该数据库的各测试项目的基准数据包含：

一标准值；

一预警上限值及一预警下限值，以该标准值为基准而增减一预定范围后而成为该预警上限值及预警下限值；

一警报上限值，以该预警上限值增加一第一幅度而成为该警报上限值；

一警报下限值，以该预警下限值减少一第二幅度而成为该警报上限值。

在其中一种实施例中，当测试数据介于该预警上限值至警报上限值之间，或介于预警下限值至警报下限值之间，该运算分析单元输出新的控制参数至自动绕线机；

当测试数据已超出警报上限值或已低于警报下限值，该运算分析单元输出一停机指令至自动绕线机。

在其中一种实施例中，该自动绕线机包含有：

一人机界面，接收使用者输入的控制参数及显示自动绕线机的工作状态；

一控制器，连接该人机界面，接收使用者输入至人机界面的控制参数或管理平台的输出的控制参数，根据该控制参数产生相对的控制指令；

多个驱动器，连接该控制器以分别接收该控制指令，该多个驱动器根据该控制指令操作进行线圈绕线作业。

在其中一种实施例中，该人机界面为一触控式人机界面。

在其中一种实施例中，该安规测试机进行的测试项目包含有：耐压测试、绝缘测试、层间短路测试及直流电阻量测的其中至少一种。

在其中一种实施例中，该多个驱动器包含有一换极轴驱动器、一左右轴驱动器、一上下轴驱动器、一前后轴驱动器、一绕线轴驱动器与一伺服张力器驱动器。

在其中一种实施例中，该自动绕线机一电机定子线圈自动绕线机。

通过该管理平台分析测试数据并更新自动绕线机内的控制参数，即可调整自动绕线机的绕线作业，例如调整绕线线材的张力、绕线速度，使自动绕线机依据调整后的控制参数执行绕线作业，确保线圈产品能符合管制范围而维持优良的生产品质。

附图说明

图1：本发明自动反馈调节的线圈绕线生产管控系统的系统方块图。

图2：本发明基准数据的管制范围示意图。

附图标号

10 自动绕线机

11 人机界面

12 控制器

13a 换极轴驱动器

13b 左右轴驱动器

13c 上下轴驱动器

13d 前后轴驱动器

13e 绕线轴驱动器

13f 伺服张力器驱动器

20 安规测试机

30 管理平台

31 数据库

32 远端登录界面

33 管理操作界面

34 运算分析单元

35 通信接口

具体实施方式

请参考图1所示，为本发明自动反馈调节的线圈绕线生产管控系统其方块图，本发明包含有：一自动绕线机10、一安规测试机20与一管理平台30。

该自动绕线机10负责进行线圈绕线工作，包含有一人机界面11、一控制器12、多个驱动器13a-13f。该人机界面11可供操作人员输入控制参数，也可显示自动绕线机10的工作状态，本实施例该人机界面11为一触控式人机界面。该控制器12连接该人机界面11，接收及存储来自该人机界面11的控制参数或来自管理平台30的控制参数以产生相应的控制指令，据此控制该自动绕线机10的各元件执行线圈绕线作业以生产出线圈产品。该等驱动器13a-13f连接该控制器12，根据控制器12输出的控制指令分别驱动自动绕线机10内部的轴具或装置，本实施例的驱动器13a-13f可包含有一换极轴驱动器13a、一左右轴驱动器13b、一上下轴驱动器13c、一前后轴驱动器13d、一绕线轴驱动器13e与一伺服张力器驱动器13f，当然用于制作不同种类线圈产品的自动绕线机，可具有其它不同的驱动器，在此实施例中以制作电机定子线圈的自动绕线机10作为范例说明。

其中，该伺服张力器驱动器13f用于控制一伺服张力器，该伺服张力器整合于该自动绕线机10上并包含有一电机，该电机可接收一控制指令而调整转速及转向，通过电机的动作而调整张力，绕线用的线材先经由该伺服张力器调整张力后，再输送到后端的绕线臂。换极轴驱动器13a、左右轴驱动器13b、上下轴驱动器13c、前后轴驱动器13d、绕线轴驱动器13e可共同控制绕线臂的运作，决定绕线的速度、送线、拉线、缠线、跨极等作业。

该安规测试机20根据该自动绕线机10的线圈产品种类而执行不同的测试项目，以电机定子线圈而言，该安规测试机20可进行耐压测试、绝缘测试、层间短路测试、直流电阻量测等，其中耐压测试可包含耐压电压、泄漏电流的量测，绝缘测试可包含绝电电压、绝缘电阻的量测等。该安规测试机20执行测试后，可获得线圈产品的测试数据，并将该测试数据传送至管理平台30。

该管理平台30连接该自动绕线机10及安规测试机20，该管理平台30可包含一数据库31、一远端登录界面32、一管理操作界面33、一运算分析单元34、多个通信接口35；该管理平台30可以是一本地服务器、一云端主机或其它形式的平台。该数据库31存储安规测试机20传送出来的各种测试数据，并可进一步存储各种测试项目的基准数据。该远端登录界面32供一远端客户连线登入该管理平台30，以浏览数据库31内部所存储的测试数据。该管理操作界面33供一管理者进入该管理平台30，进行管理平台30的维护、管理、设定等作业。该运算分析单元34连接前述数据库31、远端登录界面32、管理操作界面33与通信接口35，进行数据运算、分析、输出控制参数等作业。该通信接口35与自动绕线机10及安规测试机30连接以传输数据，例如传输该测试数据、控制参数，该通信接口35可以是由以太网络传输接口构成。

以下进一步详细说明本发明的实际应用操作，首先自动绕线机10根据其内部存储的控制参数，控制各驱动器13a-13f进行绕线作业，产出线圈绕线完成的成品。该成品进而移送至该安规测试机20进行多种项目的电气测试。完成电气测试后，安规测试机20将所获得的测试数据上传至该管理平台30，该运算分析单元34依据测试数据进行分析而得到分析结果，根据分析结果对应更新该自动绕线机10的控制参数，例如该运算分析单元34可以比较测试数据与预设的基准数据，藉此判断线圈产品是否符合电气测试标准，若发现线圈产品不符合电气测试标准，该运算分析单元34输出对应的控制参数，通过该通信接口35传送至自动绕线机10，令自动绕线机10即时更新其目前的控制参数以调整各驱动器13a-13f的运作，例如改变张力、绕线速度等。若线圈产品符合电气测试标准，可进一步将该些测试数据存储在数据库31内部，开放已授权的一远端客户登入管理平台30以自行查询此批线圈产品的测试数据。以下再更进一步详细说明不良现象的成因及其对应的解决方式。

电阻值偏高：可能导致此现象的原因包含有张力过大、绕线速度太快或线包蓬松。若张力过大或线包蓬松，可分别降低或提高张力而使电阻值回为正常范围；若是绕线速度太快，可降低绕线速度。因此，在设定自动调整时，可先预设好调整的参数顺序。例如先调整张力，若调整张力之后经过反馈测试的结果仍无法改善，即恢复原张力值并转为调整绕线速度。在调整张力时，可设定为先降低张力并持续判断反馈测试的结果，若制品的电阻值有渐渐改善，即可确定原因是原张力过大导致；相反的，若降低张力后仍无法改善电阻，即改为提高张力并持续判断反馈测试的结果，若制品的电阻值有获得改善，即可确定原因是线包蓬松导致。若经过前述提高/降低张力仍然无法改善电阻，可确定不是由张力所导致，因此改为降低绕线速度。

电阻值偏低：导致此现象的原因应是张力过小导致。当此现象发生时，会自动降低张力。

电感量偏高或偏低：导致此现象的原因可能是绕线的整齐度不佳导致，改善方式可以是提高张力。

耐压测试不良：导致此现象的原因可能是张力过大，改善方式可以是降低张力。

请参考图2所示，运算分析单元34在判断线圈产品时，可针对每一种相对应的基准数据设定一管制范围。首先，可设定一标准值，再以该标准值为基准中心而设定一预警上限值及一预警下限值，例如以标准值±10％订出该预警上限值及预警下限值。再根据预警上限值增加第一幅度(如10％)而成为一警报上限值，根据预警下限值再减少第二幅度(如10％)而设定一警报下限值。根据情况需要，第一幅度、第二幅度可以是相同幅度，也可是不同的幅度。

以测试电阻值为例说明，若制品的电阻落在预警上限值～预警下限值之间，则不需要调整自动绕线机10的控制参数。一旦电阻值超出该预警上限值或低于预警下限值，运算分析单元34就会启动自动调整(如灰色点状范围)，调整该自动绕线机10的控制参数，例如张力、绕线速度，并可以控制一警报器发出一预警信号，例如发出预警的灯光、声音，用意是吸引操作人员注意此机台的工作状况。当自动绕线机10进行控制参数的自动调整之后，若制品的电阻值经过测试并反馈回来之后，仍渐渐脱离预警上限值、预警下限值，一旦到达该警报上限值或警报下限值，该运算分析单元34会发出一停机指令给自动绕线机10，强迫自动绕线机10停止工作。否则自动绕线机10若持续运作，将会使制出的产品成为不良品，换句话说，只要制品的测试数据还维持在该警报上限值～警报下限值之间，即可确保制品是属于良品。

而本发明通过设定该预警上限值及预警下限值，可以使自动绕线机10在有偏离正常工作情况的倾向时，即立刻执行自动调整，使制品的电气特性尽可能维持在管制范围内。

然而导致制品发生不良现象的原因也有可能是自动绕线机10本身以外的因素，而无法通过调整控制参数而改善问题，例如原物料品质不佳、模具瑕疵等，此时通过警报上限值或警报下限值的设定可以达到自动停机的目的，避免生产线制作出的产品成为不良品。

综上所述，本发明自动反馈调节的线圈绕线生产管控系统具有如下优点：

一、管理平台根据反馈的测试数据可即时调整控制参数，改变自动绕线机的作业，确保线圈绕线的成品可符合要求。

二、管理平台分析测试数据后，可自动决定应如何调整自动绕线机的控制参数，避免人为判断可能产生的误判。

三、订制线圈产品的客户可在获得管理平台授权的前形下随时连线进入该管理平台，查询其线圈产品的电气测试数据，快速获得产品的制作履历数据。

Claims (9)

1.一种自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，其特征在于，包含有：

一自动绕线机，存储有控制参数，该自动绕线机根据该控制参数执行线圈绕线作业以制作一线圈产品；

一安规测试机，对该自动绕线机制作出的线圈产品进行电气测试而输出测试数据，其中该电气测试包含多种测试项目；

一管理平台，连线该自动绕线机及该安规测试机，该管理平台接收及分析该测试数据以判断该线圈产品以产生分析结果，该管理平台根据该分析结果输出新的控制参数至该自动绕线机以更新原有的控制参数。

2.如权利要求1所述的自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，其特征在于，该管理平台包含有：

一数据库，存储该多种测试项目的对应的基准数据，及存储该安规测试机输出的测试数据；

一远端登录界面，供一远端客户连线登入该管理平台；

一管理操作界面，供一管理者登入该管理平台以进行该管理平台的管理作业；

一运算分析单元，连接该数据库、远端登录界面及管理操作界面，分析该测试数据及输出控制参数；

多个通信接口，连接该运算分析单元，其中该多个通信接口分别连接该自动绕线机及安规测试机以传输数据。

3.如权利要求2所述的自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，其特征在于，该数据库的各测试项目的基准数据包含：

一标准值；

一预警上限值及一预警下限值，以该标准值为基准而增减一预定范围后而成为该预警上限值及预警下限值；

一警报上限值，以该预警上限值增加一第一幅度而成为该警报上限值；

一警报下限值，以该预警下限值减少一第二幅度而成为该警报上限值。

4.如权利要求3所述的自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，其特征在于：

当测试数据介于该预警上限值至警报上限值之间，或介于预警下限值至警报下限值之间，该运算分析单元输出新的控制参数至自动绕线机；

当测试数据已超出警报上限值或已低于警报下限值，该运算分析单元输出一停机指令至自动绕线机。

5.如权利要求1至4中任一项所述的自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，其特征在于，该自动绕线机包含有：

一人机界面，接收使用者输入的控制参数及显示自动绕线机的工作状态；

一控制器，连接该人机界面，接收使用者输入至人机界面的控制参数或管理平台的输出的控制参数，根据该控制参数产生相对的控制指令；

多个驱动器，连接该控制器以分别接收该控制指令，该多个驱动器根据该控制指令操作进行线圈绕线作业。

6.如权利要求5所述的自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，其特征在于，该人机界面为一触控式人机界面。

7.如权利要求6所述的自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，其特征在于，该安规测试机进行的测试项目包含有：耐压测试、绝缘测试、层间短路测试及直流电阻量测的其中至少一种。

8.如权利要求7所述的自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，其特征在于，该多个驱动器包含有一换极轴驱动器、一左右轴驱动器、一上下轴驱动器、一前后轴驱动器、一绕线轴驱动器与一伺服张力器驱动器。

9.如权利要求8所述的自动测试即时反馈调节的线圈绕线生产管控系统，其特征在于，该自动绕线机一电机定子线圈自动绕线机。