CN109687660B - 一种电机线圈自动绕线设备及绕线方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机线圈自动绕线设备及绕线方法，主要用于电机线圈的绕线，为了解决现有技术中绕线效率低、容易出错的问题，提出了一种技术方案为：一种电机线圈自动绕线设备及绕线方法，该电机线圈自动绕线设备包括线圈架、进线机构、机架、夹断机构和绕线机构；绕线机构包括夹持、绕制铜线的绕线装置和用于夹紧、转动绕线模的绕线模固定装置；绕线装置包括绕线机械臂、旋转轮、升降模块和平移模块；绕线模固定装置包括旋转电机、轴承、二号旋转连接组件、线圈套筒和锁紧机构。本发明中利用绕线装置中绕线机械臂的升降以及绕线模固定装置的旋转往复来进行绕线，将绕线的步骤简化成两个单一的往复过程，有效地提高了生产效率。

Description

一种电机线圈自动绕线设备及绕线方法

技术领域

本发明涉及一种绕线设备及绕线方法，具体涉及一种电机线圈自动绕线设备及绕线方法。

背景技术

在电机线圈的制造过程中，一般通过人工操作绕线机进行绕线。然而人工操作效率低、耗时长、工作枯燥重复且产品质量受工人操作熟练度的影响，尤其是人工对绕线匝数进行计数时，由于绕线时电机需要不间断的正转反转，人工记数经常发生错误，严重影响生产效率。如公开日为2013年10月9日，公开号为CN102355097B的中国专利中公布了一种电机线圈绕线装置以及电机线圈制造方法，该发明采用人工操作绕线机的方式进行绕线，工作效率较低且容易出错。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，操作方便并且可以实现自动绕线的电机线圈自动绕线设备及绕线方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该电机线圈自动绕线设备包括线圈架、进线机构、夹断机构和机架，所述线圈架上设有数个固定桩；所述夹断机构中设有切割铜线的钢丝钳；其特征在于,还包括绕线机构；所述绕线机构包括夹持、绕制铜线的绕线装置和用于夹紧、转动绕线模的绕线模固定装置；所述绕线装置的动作与绕线模固定装置的动作配合。

作为优选，本发明中所述进线机构包括滑轮固定板、伸缩滑轮和数个导向滑轮；所述滑轮固定板固定在机架上；所述伸缩滑轮和数个导向滑轮均固定在滑轮固定板上。这样设计可以使得铜线在绕线过程中不会因为绕线装置的移动而松弛或者出现脱模的情况。

作为优选，本发明中所述滑轮固定板的一端设有进线口；所述进线口为圆台形通孔；所述进线口中还设有软质内衬，所述软质内衬的中心具有线孔。这样设计可以有效的引导铜线进线的方向，且软质内衬可以避免铜线在进线过程中发生断裂。

作为优选，本发明中所述绕线装置包括绕线机械臂、旋转轮、升降模块和平移模块；

所述平移模块包括移动板、上导向杆、下导向轨和平移气缸；所述移动板的上端设有通孔；所述上导向杆穿过移动板上的通孔，该上导向杆的两端固定在机架上；所述导向轨固定在机架上；所述平移气缸固定在机架上；

所述升降模块包括升降气缸和底盘；所述升降气缸固定在机架上；所述底盘固定在升降气缸上；

所述旋转轮包括一号旋转连接组件、旋转盘、旋转臂、连接臂；所述一号旋转连接组件固定在底盘上；所述旋转盘固定在一号旋转连接组件上；所述旋转臂固定在旋转盘上；所述连接臂固定在旋转臂上；

所述绕线机械臂包括进线嘴、绕线导向滑轮、绕线嘴和绕线臂；所述进线嘴固定在连接臂上；所述绕线臂固定在连接臂上；所述绕线导向滑轮固定在绕线臂上；所述绕线臂的下端设有圆台形通孔；所述绕线嘴固定在绕线臂的圆台形通孔中；所述进线嘴和绕线嘴的中心处均设有线孔；

作为优选，本发明中所述移动板的下端设有导向条；所述下导向轨上设有导向槽，所述导向槽与导向条配合；所述底盘上设有升降导向条；所述移动板上设有升降导向槽；所述升降导向槽与升降导向条配合。这样设计使得移动板和底盘的移动过程更加精确。

作为优选，本发明中所述绕线模固定装置包括旋转电机、轴承、二号旋转连接组件、线圈套筒和锁紧机构；所述旋转电机固定在机架上；所述二号旋转连接组件包括底台、控制电机和旋转台；所述底台固定在旋转电机上；所述控制电机固定在底台上；所述底台上设有弧形定位槽；所述旋转台上设有定位杆；所述定位杆与弧形定位槽配合；所述轴承的外圈固定在机架上，所述轴承的内圈固定在底台上；所述线圈套筒固定在旋转台上；所述锁紧机构包括数个锁紧夹和锁紧气缸，所述锁紧夹和锁紧气缸一一对应；所述锁紧夹固定在线圈套筒上；所述锁紧气缸固定在机架上。

作为优选，本发明中所述一号旋转连接组件和二号旋转连接组件的结构相同。

作为优选，本发明中所述旋转电机为步进电机，且配有驱动器和控制器；所述旋转电机的单次旋转角度设置为90°，方向为顺时针方向。

作为优选，本发明中所述控制电机的单次旋转角度为90°，方向为顺时针和逆时针交替，循环次数为20-50次；所述弧形限位槽的圆心角为90°。控制电机能够设置旋转的动作和次数，有效地提高了工作效率，相比人工计数更为精准快速；弧形限位槽的设计可以使得控制电机的旋转角度更为精确，提升产品品质。

一种电机线圈自动绕线设备的绕线方法，步骤如下：

S1：锁紧气缸推动锁紧夹将其打开，将绕线模投入到线圈套筒后再令锁紧气缸的伸缩杆缩回，使得绕线模锁紧；并且将绕线嘴中穿过的铜线固定在绕线模上；

S2：令底盘在升降气缸的作用下沿着移动板上的导向轨下降，使得绕线臂伸入线圈套筒中且下降至绕线模底部；

S3：二号旋转连接组件顺时针方向旋转90°，带动线圈套筒和绕线模一同旋转，再将绕线臂上升至绕线模顶部；然后令二号旋转连接组件逆时针方向旋转90°，再将绕线臂下降至绕线模底部；

S4：重复S3步骤20-50次，结束后将绕线臂上升至离开线圈套筒；控制旋转电机，使底台顺时针方向旋转90°；

S5：重复S2、S3、S4步骤3次；结束后将一号旋转连接组件逆时针方向旋转90°，旋转臂、连接臂和绕线臂也一同转动；再利用平移气缸推动移动板，使得绕线臂上的绕线嘴移动至夹断装置处；

S6：利用夹断装置将铜线切断后再将绕线装置复位，控制锁紧气缸推动锁紧夹将其打开，将绕线模取出。

本发明作业时，底盘在升降气缸的作用下沿着移动板上的导向轨升降，同时带动绕线臂在绕线模中往复运动；配合绕线模固定装置的旋转可以快速、精确的绕线；绕线完毕后，通过一号旋转连接组件以及平移模块的作业可以将整个装置移动至夹断装置处将铜线切断。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明中进线机构的设计能够有效地调节铜线的松紧，避免铜线在绕线过程中发生脱模的情况；本发明利用绕线装置中绕线机械臂的升降以及绕线模固定装置的旋转往复来进行绕线，将绕线的步骤简化成两个单一的往复过程，这样使得绕线过程更为快速简便；绕线结束后，利用绕线装置中的一号旋转连接组件和平移机构以及夹断装置可以自动切断铜线，不需人工操作，有效地提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例中电机线圈自动绕线设备（待机状态）的主视结构示意图。

图2是本发明实施例中电机线圈自动绕线设备（待机状态）的部分结构放大图。

图3是本发明实施例中电机线圈自动绕线设备（作业状态）的主视结构示意图。

图4是本发明实施例中电机线圈自动绕线设备（待机状态）的左视结构示意图。

图5是本发明实施例中绕线装置的左视结构示意图。

图6是本发明实施例中绕线模固定装置的主视结构示意图。

图7是本发明实施例中锁紧机构的附视结构示意图。

图8是本发明实施例中二号旋转连接组件的结构示意图。

图中：1-线圈架；11-固定桩；2-进线机构；21-滑轮固定板；211-进线口；212-软质内衬；3-绕线装置；31-绕线机械臂；311-进线嘴；312-绕线导向滑轮；313-绕线嘴；314-绕线臂；32-旋转轮；321-一号旋转连接组件；322-旋转盘；323-旋转臂；324-连接臂；33-升降模块；331-升降气缸；332-底盘；34-平移模块；341-移动板；342-上导向杆；343-下导向轨；344-平移气缸；4-绕线模固定装置；41-旋转电机；42-轴承；43-二号旋转连接组件；431-底台；432-控制电机；433-旋转台；434-定位杆；435-弧形定位槽；44-线圈套筒；45-锁紧机构；451-锁紧夹；452-锁紧气缸；5-机架；6-夹断装置。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图8，本实施例中的电机线圈自动绕线设备，包括线圈架1、进线机构2、机架5、夹断机构6和绕线机构；线圈架1上设有数个固定桩11；夹断机构6中设有切割铜线的钢丝钳。绕线机构包括夹持、绕制铜线的绕线装置3和用于夹紧、转动绕线模的绕线模固定装置4；绕线装置3的动作与绕线模固定装置4的动作配合。

本实施例中的进线机构2包括滑轮固定板21、伸缩滑轮22和数个导向滑轮23；滑轮固定板21固定在机架5上；伸缩滑轮22和数个导向滑轮23均固定在滑轮固定板21上；滑轮固定板21的一端设有进线口211；进线口211为圆台形通孔；进线口211中还设有软质内衬212，软质内衬212的中心具有线孔。

本实施例中的绕线装置3包括绕线机械臂31、旋转轮32、升降模块33和平移模块34；

平移模块34包括移动板341、上导向杆342、下导向轨343和平移气缸344；移动板341的上端设有通孔；上导向杆342穿过移动板341上的通孔，该上导向杆342的两端固定在机架上；下导向轨343固定在机架5上；平移气缸344固定在机架5上；移动板341的下端设有导向条；下导向轨343上设有导向槽，导向槽与导向条配合；

升降模块33包括升降气缸331和底盘332；升降气缸331固定在机架5上；底盘332固定在升降气缸331上；底盘332上设有升降导向条；移动板341上设有升降导向槽；升降导向槽与升降导向条配合；

旋转轮32包括一号旋转连接组件321、旋转盘322、旋转臂323、连接臂324；一号旋转连接组件321固定在底盘332上；旋转盘322固定在一号旋转连接组件321上；旋转臂323固定在旋转盘322上；连接臂324固定在旋转臂323上；

绕线机械臂31包括进线嘴311、绕线导向滑轮312、绕线嘴313和绕线臂314；进线嘴311固定在连接臂324上；绕线臂314固定在连接臂324上；绕线导向滑轮312固定在绕线臂314上；绕线臂314的下端设有圆台形通孔；绕线嘴313固定在绕线臂314的圆台形通孔中；进线嘴311和绕线嘴313的中心处均设有线孔。

本实施例中的绕线模固定装置4包括旋转电机41、轴承42、二号旋转连接组件43、线圈套筒44和锁紧机构45；旋转电机41固定在机架5上；二号旋转连接组件43包括底台431、控制电机432和旋转台433；底台431固定在旋转电机41上；控制电机432固定在底台431上；底台431上设有弧形定位槽435；旋转台433上设有定位杆434；定位杆434与弧形定位槽435配合；一号旋转连接组件321和二号旋转连接组件43的结构相同；轴承42的外圈固定在机架5上，轴承42的内圈固定在底台431上；线圈套筒44固定在旋转台433上；锁紧机构45包括数个锁紧夹451和锁紧气缸452，锁紧夹451和锁紧气缸452一一对应；锁紧夹451固定在线圈套筒44上；锁紧气缸452固定在机架5上；旋转电机41为步进电机，且配有驱动器和控制器；旋转电机41的单次旋转角度设置为90°，方向为顺时针方向；控制电机432的单次旋转角度为90°，方向为顺时针和逆时针交替，循环次数为20-50次；弧形限位槽435的圆心角为90°。

本实施例的绕线步骤如下：

S1：锁紧气缸452推动锁紧夹451将其打开，将绕线模投入到线圈套筒44后再令锁紧气缸452的伸缩杆缩回，使得绕线模锁紧；并且将绕线嘴313中穿过的铜线固定在绕线模上；

S2：令底盘332在升降气缸331的作用下沿着移动板341上的导向轨下降，使得绕线臂314伸入线圈套筒44中且下降至绕线模底部；

S3：二号旋转连接组件43顺时针方向旋转90°，带动线圈套筒44和绕线模一同旋转，再将绕线臂314上升至绕线模顶部；然后令二号旋转连接组件43逆时针方向旋转90°，再将绕线臂314下降至绕线模底部；

S4：重复S3步骤20-50次，结束后将绕线臂314上升至离开线圈套筒44；控制旋转电机41，使底台431顺时针方向旋转90°；

S5：重复S2、S3、S4步骤3次；结束后将一号旋转连接组件321逆时针旋转90°，旋转臂323、连接臂324和绕线臂314也一同转动；再利用平移气缸344推动移动板341，使得绕线臂314上的绕线嘴313移动至夹断装置6处；

S6：利用夹断装置6将铜线切断后再将绕线装置3复位，控制锁紧气缸452推动锁紧夹451将其打开，将绕线模取出。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电机线圈自动绕线设备，包括线圈架（1）、进线机构（2）、机架（5）和夹断机构（6），所述线圈架（1）上设有数个固定桩（11）；所述夹断机构（6）中设有用于切割铜线的钢丝钳；其特征在于,还包括绕线机构；所述绕线机构包括用于夹持、绕制铜线的绕线装置（3），以及，用于夹紧、转动绕线模的绕线模固定装置（4）；所述绕线装置（3）的动作与绕线模固定装置（4）的动作配合；

所述绕线装置（3）包括绕线机械臂（31）、旋转轮（32）、升降模块（33）和平移模块（34）；

所述平移模块（34）包括移动板（341）、上导向杆（342）、下导向轨（343）和平移气缸（344）；所述移动板（341）的上端设有通孔；所述上导向杆（342）穿过移动板（341）上的通孔，该上导向杆（342）的两端固定在机架上；所述导向轨（343）固定在机架（5）上；所述平移气缸（344）固定在机架（5）上；

所述升降模块（33）包括升降气缸（331）和底盘（332）；所述升降气缸（331）固定在机架（5）上；所述底盘（332）固定在升降气缸（331）上；

所述旋转轮（32）包括一号旋转连接组件（321）、旋转盘（322）、旋转臂（323）、连接臂（324）；所述一号旋转连接组件（321）固定在底盘（332）上；所述旋转盘（322）固定在一号旋转连接组件（321）上；所述旋转臂（323）固定在旋转盘（322）上；所述连接臂（324）固定在旋转臂（323）上；

所述绕线机械臂（31）包括进线嘴（311）、绕线导向滑轮（312）、绕线嘴（313）和绕线臂（314）；所述进线嘴（311）固定在连接臂（324）上；所述绕线臂（314）固定在连接臂（324）上；所述绕线导向滑轮（312）固定在绕线臂（314）上；所述绕线臂（314）的下端设有圆台形通孔；所述绕线嘴（313）固定在绕线臂（314）的圆台形通孔中；所述进线嘴（311）和绕线嘴（313）的中心处均设有线孔；

所述绕线模固定装置（4）包括旋转电机（41）、轴承（42）、二号旋转连接组件（43）、线圈套筒（44）和锁紧机构（45）；所述旋转电机（41）固定在机架（5）上；所述二号旋转连接组件（43）包括底台（431）、控制电机（432）和旋转台（433）；所述底台（431）固定在旋转电机（41）上；所述控制电机（432）固定在底台（431）上；所述底台（431）上设有弧形定位槽（435）；所述旋转台（433）上设有定位杆（434）；所述定位杆（434）与弧形定位槽（435）配合；所述轴承（42）的外圈固定在机架（5）上，所述轴承（42）的内圈固定在底台（431）上；所述线圈套筒（44）固定在旋转台（433）上；所述锁紧机构（45）包括数个锁紧夹（451）和锁紧气缸（452），所述锁紧夹（451）和锁紧气缸（452）一一对应；所述锁紧夹（451）固定在线圈套筒（44）上；所述锁紧气缸（452）固定在机架（5）上。

2.根据权利要求1所述的电机线圈自动绕线设备，其特征在于，所述进线机构（2）包括滑轮固定板（21）、伸缩滑轮（22）和数个导向滑轮（23）；所述滑轮固定板（21）固定在机架（5）上；所述伸缩滑轮（22）和导向滑轮（23）均固定在滑轮固定板（21）上。

3.根据权利要求2所述的电机线圈自动绕线设备，其特征在于，所述滑轮固定板（21）的一端设有进线口（211）；所述进线口（211）为圆台形通孔；所述进线口（211）中还设有软质内衬（212），所述软质内衬（212）的中心具有线孔。

4.根据权利要求1所述的电机线圈自动绕线设备，其特征在于，所述移动板（341）的下端设有导向条；所述下导向轨（343）上设有导向槽，所述导向槽与导向条配合；所述底盘（332）上设有升降导向条；所述移动板（341）上设有升降导向槽；所述升降导向槽与升降导向条配合。

5.根据权利要求1所述的电机线圈自动绕线设备，其特征在于，所述一号旋转连接组件（321）和二号旋转连接组件（43）的结构相同。

6.根据权利要求1所述的电机线圈自动绕线设备，其特征在于，所述旋转电机（41）为步进电机，且配有驱动器和控制器；所述旋转电机（41）的单次旋转角度设置为90°，方向为顺时针方向。

7.根据权利要求6所述的电机线圈自动绕线设备，其特征在于，所述控制电机（432）的单次旋转角度为90°，方向为顺时针和逆时针交替，循环次数为20-50次；所述弧形限位槽（435）的圆心角为90°。

8.一种如权利要求1～7任一权利要求所述的电机线圈自动绕线设备的绕线方法，其特征在于，所述绕线方法的步骤如下：

S1：锁紧气缸（452）推动锁紧夹（451）将其打开，将绕线模投入到线圈套筒（44）后再令锁紧气缸（452）的伸缩杆缩回，使得绕线模锁紧；并且将绕线嘴（313）中穿过的铜线固定在绕线模上；

S2：令底盘（332）在升降气缸（331）的作用下沿着移动板（341）上的导向轨下降，使得绕线臂（314）伸入线圈套筒（44）中且下降至绕线模底部；

S3：二号旋转连接组件（43）顺时针方向旋转90°，带动线圈套筒（44）和绕线模一同旋转，再将绕线臂（314）上升至绕线模顶部；然后令二号旋转连接组件（43）逆时针方向旋转90°，再将绕线臂（314）下降至绕线模底部；

S4：重复S3步骤20-50次，结束后将绕线臂（314）上升至离开线圈套筒（44）；控制旋转电机（41），使底台（431）顺时针方向旋转90°；

S5：重复S2、S3、S4步骤3次；结束后将一号旋转连接组件（321）逆时针方向旋转90°，旋转臂（323）、连接臂（324）和绕线臂（314）也一同转动；再利用平移气缸（344）推动移动板（341），使得绕线臂（314）上的绕线嘴（313）移动至夹断装置（6）处；

S6：利用夹断装置（6）将铜线切断后再将绕线装置（3）复位，控制锁紧气缸（452）推动锁紧夹（451）将其打开，将绕线模取出。

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