CN110198107B - 一种多工位立式绕线机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工位立式绕线机，具有上下分布的第一支架和第二支架，第一支架和第二支架上设置有绕线工位，绕线工位包括：挂线杯，竖直设置于第二支架上，其上具有若干上端开口的竖直插槽；绕线模，可竖直升降地安装于第二支架上，且绕线模的一侧具有与挂线杯适配的内凹弧面；绕线飞叉，对应绕线模而设置于第一支架上；设置于第二支架上并传动连接绕线模的第一驱动装置；设置于第一支架上并传动连接绕线飞叉的第二驱动装置。本发明通过绕线模升降进行线圈的取出动作，同时通过绕线飞叉进行线圈的绕制，无需绕线模旋转，传动更精准。

Description

一种多工位立式绕线机

技术领域

本发明属于电机生产设备技术领域，具体涉及一种绕制电机的定子线圈的绕线机。

背景技术

部分电机的定子线圈是先绕制线圈，再将绕制好的线圈装入定子内。通常的，这一类绕线机是采用水平送线，通过竖直的绕线模转动进行线圈绕制，绕制完成后将预设于绕线模下方的挂线杯顶起，使绕制完成的线圈套入挂线杯内，之后再将挂线杯取出即可。这类绕线机在生产过程中存在以下不足：

第一，由于挂线杯的重力较重，对进行顶升动作的驱动负载较大；

第二，通常一个挂线杯需要挂载多个线圈，即挂载完一个线圈后需要转动一定角度再挂载第二个线圈，顶升动作与挂线杯的转动机构之间不能很好的协调；

第三，为了便于线圈取出，绕线模一般由可相对靠近或远离的绕线前模和绕线后模组成，线圈绕制完成后，通过两者靠近而解除线圈的紧绷状态，绕线模的旋转与前后模的相对运动会相互影响，降低运动精度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种新的立式绕线机，其通过绕线模升降进行线圈的取出动作，同时通过绕线飞叉进行线圈的绕制，无需绕线模旋转，传动更精准。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多工位立式绕线机，具有一机架，所述机架具有上下分布的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架上设置有一个或多个绕线工位，所述绕线工位包括：

挂线杯，所述挂线杯竖直设置于第二支架上，其上具有若干上端开口的竖直插槽，用于挂载线圈；

绕线模，所述绕线模可竖直升降地安装于第二支架上，且绕线模的一侧具有与挂线杯适配的内凹的弧面并通过该弧面并排设置于挂线杯的一侧；

绕线飞叉，所述绕线飞叉对应绕线模而设置于第一支架上；

第一驱动装置，所述第一驱动装置设置于第二支架上并传动连接绕线模，以控制绕线模竖直运动；

第二驱动装置，所述第二驱动装置设置于第一支架上并传动连接绕线飞叉，以控制绕线飞叉旋转；

工作时，绕线模上升对接绕线飞叉进行线圈绕制，绕制完成后下降，使绕线模上弧面所对应的线圈部分穿入插槽内。

优选的，所述绕线模具有可相互靠近或远离的绕线中模和绕线后模，所述弧面设置于绕线中模背离绕线后模的一端，所述第二支架上设置有用于控制绕线中模和绕线后模相对运动的第三驱动装置。

优选的，所述挂线杯为圆筒结构，并沿周向均匀开设若干插槽，所述第二支架于挂线杯的底部预留有让位口，所述绕线模于绕线中模背离绕线后模的一侧间隔设置有绕线前模，所述绕线前模的高度低于绕线中模和绕线后模，并可在绕线模上升的过程中穿过让位口伸入挂线杯内。

优选的，所述第二支架上设置有可水平转动的分度盘和控制分度盘转动的第四驱动装置，所述分度盘绕自身转轴设置有多个用于安装挂线杯的装载位，以用于通过分度盘旋转而更换挂线杯。

优选的，所述分度盘内转动设置有传动齿轮，所述传动齿轮的上端具有延伸于分度盘上表面的安装座，所述安装座上设置有与挂线杯适配的安装结构，以此形成装载位，同时所述分度盘内设置有啮合传动齿轮的驱动齿轮，所述驱动齿轮具有延伸于分度盘下表面的传动头，所述第二支架上设置有可竖直升降的第五驱动装置，所述第五驱动装置可上升对接传动头并带动传动头转动，进而带动安装座转动。

优选的，所述分度盘的下端设置有与装载位一一对应的多个锁紧头，多个所述的锁紧头位于同一圆周上，所述第二支架于多个锁紧头形成的圆周下方设置有锁紧装置，在锁紧头旋转至锁紧装置的上方时，所述锁紧装置可上升并固定锁紧头。

优选的，所述绕线工位还设置有夹线机构，所述夹线机构具有可进行三维运动的夹线悬臂，所述夹线悬臂靠近绕线模的一端设置有滑块并于滑块背离绕线模的一侧设置有相配合的挡块，同时夹线悬臂的下方设置有驱动气缸，所述驱动气缸的输出端从夹线悬臂的侧面延伸并连接滑块，以控制滑块滑动，通过滑块和挡块形成夹持漆包线的夹爪。

优选的，所述夹线悬臂的侧面枢接有推杆，所述推杆的转轴垂直于滑块的运动路径，用于将夹持的漆包线弹出，同时夹线悬臂上设置有控制推杆转动的第六驱动装置。

优选的，所述绕线飞叉的下端突出设置一出线端，漆包线从该出线端引出。

本发明的有益效果是：首先，挂线杯无需升降，较传统结构而言，既减少了驱动，又提高了挂线杯旋转的稳定性；其次，通过绕线飞叉进行线圈的绕制，无需绕线模旋转，传动更精准，有利于提升设备运行的稳定性，延长使用寿命，降低设备整体重量，实用性强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的轴测示意图；

图2是本发明的正视图；

图3是本发明中绕线模和绕线飞叉的配合示意图；

图4是本发明中分度盘的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

第一实施例

参照图1～图4，本发明公开一种多工位立式绕线机，具有一机架1，所述机架1具有上下分布的第一支架101和第二支架102，所述第一支架101和第二支架102上设置有一个或多个绕线工位，所述绕线工位包括：

挂线杯，所述挂线杯竖直设置于第二支架102上，其上具有若干上端开口的竖直插槽，用于挂载线圈；

绕线模4，所述绕线模4可竖直升降地安装于第二支架102上，且绕线模4的一侧具有与挂线杯适配的内凹的弧面并通过该弧面并排设置于挂线杯的一侧；

绕线飞叉2，所述绕线飞叉2对应绕线模4而设置于第一支架101上；

第一驱动装置，所述第一驱动装置设置于第二支架102上并传动连接绕线模4，以控制绕线模4竖直运动；

第二驱动装置，所述第二驱动装置设置于第一支架101上并传动连接绕线飞叉2，以控制绕线飞叉2旋转；

工作时，绕线模4上升对接绕线飞叉2进行线圈绕制，绕制完成后下降，使绕线模4上弧面所对应的线圈部分穿入插槽内。

具体的，第一支架101通过焊接或螺栓连接固定于第二支架102上方，绕线飞叉2为下端开口设置的圆筒结构，其上端同轴固定连接一转轴202，转轴202通过轴承竖直安装于第一支架101上，转轴202的末端设置有联动齿轮，而第二驱动装置为竖直设置的飞叉驱动电机，飞叉驱动电机通过螺栓连接固定安装于第一支架101上，且其输出端设置有飞叉驱动齿轮，飞叉驱动齿轮直接啮合联动齿轮或通过皮带传动连接联动齿轮，以控制绕线飞叉2旋转。同时转轴202轴心开设孔道，以便于漆包线从转轴202上端引入并导至绕线飞叉2的下端。而绕线模4与绕线飞叉2相对应的安装于第二支架102上，且第二支架102上设置有用于安装绕线模4的升降座，第一驱动装置作用于升降座上，以控制升降座升降运动。该第一驱动装置可采用电机、丝杆机构，也可采用气缸机构，实际生产作业中可根据需要进行灵活选择。

该绕线机的工作机制如下：绕线模4上升而部分伸入绕线飞叉2内，漆包线从绕线飞叉2的下端引出，并通过绕线飞叉2旋转而绕制于绕线模4上，线圈缠绕于绕线模4表面时，绕线模4上的弧面所对应的部分悬空。在线圈绕制完成后，绕线模4下降，弧面所对应的线圈部分会从适配于弧面处的挂线杯上端插入，至绕线模4完全退出时，线圈完全挂载于挂线杯上。

如此设置的绕线机，挂线杯无需升降，较传统结构而言，减少了驱动，有利于提高挂线杯旋转的稳定性。并且通过绕线飞叉2进行线圈的绕制，无需绕线模4旋转，传动更精准，有利于提升设备运行的稳定性，延长使用寿命，降低设备整体重量，实用性强。

由于线圈绕制于绕线模4上时，线圈处于紧绷状态，不便于线圈从绕线模4上脱出。故，优选的，所述绕线模4具有可相互靠近或远离的绕线中模402和绕线后模403，所述弧面设置于绕线中模402背离绕线后模403的一端，所述升降座上设置有用于控制绕线中模402和绕线后模403相对运动的第三驱动装置。由于弧面设置于绕线中模402上，故而绕线中模402兼具有与挂线杯配合的作用，为了避免因运动偏差而影响挂线杯于弧面内的定位，本实施例中于升降座上设置前模驱动气缸形成第三驱动装置，该前模驱动气缸传动连接绕线前模401，以控制绕线前模401相对于绕线中模402运动。并且为了提高运动精度，可于升降座上设置滑轨导向等结构。

如此，在绕线模4下降至线圈全部插入挂线杯的插槽内时，通过前模驱动气缸控制绕线前模401靠近绕线中模402解除线圈的紧绷状态之后再行下降，避免线圈与绕线模4之间进行摩擦而损坏线圈或拉扯线圈，提高绕制质量。

如图所示，本实施例中的挂线杯与市面上的结构一般无二，均为圆筒结构，并沿周向均匀开设若干插槽。所述第二支架102于挂线杯的底部预留有让位口，所述绕线模4于绕线中模402背离绕线后模403的一侧间隔设置有绕线前模401，所述绕线前模401的高度低于绕线中模402和绕线后模403，并可在绕线模4上升的过程中穿过让位口伸入挂线杯内。并且，可进一步的在第二支架102与绕线前模401之间设置竖直的滑轨导向结构。如此，可通过绕线前模401进行定位，在绕制过程中避免对挂线杯进行误操作，提升设备运行的稳定性。

进一步的，所述第二支架102上设置有可水平转动的分度盘3和控制分度盘3转动的第四驱动装置，所述分度盘3绕自身转轴202设置有多个用于安装挂线杯的装载位，以用于通过分度盘3旋转而更换挂线杯。

如图所示，所述分度盘3内转动设置有传动齿轮301，所述传动齿轮301的上端具有延伸于分度盘3上表面的安装座302，所述安装座302上设置有与挂线杯适配的安装结构，以此形成装载位，同时所述分度盘3内设置有啮合传动齿轮301的驱动齿轮303，所述驱动齿轮303具有延伸于分度盘3下表面的传动头，所述第二支架102上设置有可竖直升降的第五驱动装置，所述第五驱动装置可上升对接传动头并带动传动头转动，进而带动安装座302转动。

该第四驱动装置可以是电机机构，也可以是气缸。优选的，多个装载位绕分度盘3的转轴202均匀分布，而第四驱动装置采用气缸机构，从而与分度盘3形成气动转盘。为了安装传动齿轮301，分度盘3的上端内凹设置圆环形的第一沉台和圆形的第二沉台，第一沉台和第二沉台部分重合，以使传动齿轮301和驱动齿轮303在安装于第一沉台、第二沉台内时可啮合。第二沉台的中心设置有穿孔，上端可拆卸地设置有封板，封板的下端对应第二沉台的中心设置有定位圆柱。而传动头焊接或一体成型于驱动齿轮303上。如此，将传动齿轮301安装于第一沉台内、驱动齿轮303安装于第二沉台内，传动头从穿孔穿出，使传动齿轮301绕第一沉台中心的圆柱旋转、驱动齿轮303绕封盖上的定位圆柱旋转。并可进一步的于传动齿轮301和驱动齿轮303的中心孔位内设置轴承。而第五驱动装置则为通过气缸控制升降的挂线杯驱动电机，该挂线杯驱动电机的输出端朝上并与传动头之间设置一对相配合的连接头，连接头的结构采用市面上已知的对接结构，如榨汁机的电机和杯体刀具的对接结构等。而为了便于挂线杯的快速拆装，安装座302的上端设置有旋转式扣位，挂线杯的下端设置旋转式扣脚，通过两者配合实现快速拆装。为了与前述的让位口适配，第一沉台的中心开设有让位孔。

由于分度盘3需要旋转而使不同的装载位上的挂线杯对接绕线模4，故而第五驱动装置仅需设置一个。工作时，先通过第四驱动装置控制分度盘3转动，使挂线杯位于设定位置，再控制第五驱动装置上升并对接传动头，此时进行线圈绕制过程，在线圈绕制完成并挂载于挂线杯上后，第五驱动装置控制挂线杯旋转，进行下一组线圈绕制，在该挂线杯挂载了设定数量的线圈后，控制第五驱动装置与传动头分离，再使分度盘3旋转更换挂线杯，之后重复前述动作即可，而挂载了线圈的挂线杯可在通过分度盘3旋转至外侧时取下，生产效率高。

考虑到第四驱动装置无论采用哪种旋转方式，不可避免的会出现运动偏差，为了避免挂线杯的位置出现偏差而影响线圈的挂入，优选的，所述分度盘3的下端设置有与装载位一一对应的多个锁紧头304，多个所述的锁紧头304位于同一圆周上，所述第二支架102于多个锁紧头304形成的圆周下方设置有锁紧装置，在锁紧头304旋转至锁紧装置的上方时，所述锁紧装置可上升并固定锁紧头304。

该锁紧装置与第五驱动装置一样仅需设置一个即可。具体的，该锁紧装置可以采用市面上的电磁吸附式结构，如电子门，但出于结构简化的考量，本实施例中采用纯机械结构。锁紧头304的下端设置有内凹球面，而锁紧装置包括顶杆和控制顶杆升降的锁紧驱动气缸，该顶杆的上端设突出设置有半球面。如此，在分度盘3转动切换挂线杯后，尽管产生了微小偏差，也可通过顶杆顶升，使其与锁紧头304配合而回复所设定的位置，避免挂线杯或分度盘3与绕线模4发生干涉，提升设备运行的稳定性。并且结构简单，生产成本低，实用性强。

为了配合上述结构实现全自动化生产，优选的，所述绕线工位还设置有夹线机构，所述夹线机构具有可进行三维运动的夹线悬臂，所述夹线悬臂靠近绕线模4的一端设置有滑块并于滑块背离绕线模4的一侧设置有相配合的挡块，同时夹线悬臂的下方设置有驱动气缸，所述驱动气缸的输出端从夹线悬臂的侧面延伸并连接滑块，以控制滑块滑动，通过滑块和挡块形成夹持漆包线的夹爪。同时，滑块侧面设置有切刀，而挡块的侧面则对应切刀设置有配合端。在滑块朝向挡块运动时，漆包线被滑块挤推靠近挡块，至接触挡块时，滑块从配合端的侧面穿过并抵接挡块，同时切刀与配合端配合将漆包线剪断。

并且所述夹线悬臂的侧面枢接有推杆，所述推杆的转轴202垂直于滑块的运动路径，用于将夹持的漆包线弹出，同时夹线悬臂上设置有控制推杆转动的第六驱动装置。第六驱动装置既可为气缸机构，也可为电机齿轮机构，生产作业时控制推杆从下往上翻转来实现漆包线的弹出。本实施例中的推杆延伸于夹线悬臂的另一侧，从而使漆包线无论从哪一侧进入均可顺利弹出，提高便利性。

如此，在绕线启动时，先通过夹线悬臂的三维运动使夹爪运动至绕线飞叉2的出线处夹持线头，之后夹线悬臂退出，绕线模4与绕线飞叉2配合绕制线圈，绕制完成后再控制夹线悬臂夹持线尾，并剪断漆包线，之后在绕线模4下降取线时，滑块松开，同时推杆向上翻转，使线头线尾弹出。由于三维运动的驱动方式已为机械领域基础常见的结构，故而在此不再赘述用于控制夹线悬臂进行三维运动的具体机构。

更进一步的，为了方便夹线悬臂夹持漆包线，所述绕线飞叉的下端突出设置一出线端201，漆包线从该出线端201引出。如此，绕线飞叉2的侧壁不会阻碍夹线悬臂的动作。

并且实际生产时，夹线悬臂、绕线前模401、绕线中模402、绕线后模403以及挂线杯的中心轴线位于同一竖直平面。如此，在夹线时，控制出线端201位于绕线前模401、绕线中模402的侧面，从而预留出较多的漆包线，便于夹线悬臂夹持。

第二实施例

本实施例以第一实施例为主体，不同之处在于，本实施例中的分度盘3设置同时对接两个工位的装载位，即分度盘3旋转一次即可更换两个工位的挂线杯。

第三实施例

本实施例以第一实施例为主体，不同之处在于，本实施例中的绕线前模401的两侧从上至下依次向外扩大而形成多个绕线段，以用于绕制不同周径的线圈。

上述实施例只是本发明的优选方案，本发明还可有其他实施方案。本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。

Claims (7)

1.一种多工位立式绕线机，具有一机架，所述机架具有上下分布的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架上设置有一个或多个绕线工位，其特征在于，所述绕线工位包括：

挂线杯，所述挂线杯竖直设置于第二支架上，其上具有若干上端开口的竖直插槽，用于挂载线圈；

绕线模，所述绕线模可竖直升降地安装于第二支架上，且绕线模的一侧具有与挂线杯适配的内凹的弧面并通过该弧面并排设置于挂线杯的一侧；

绕线飞叉，所述绕线飞叉对应绕线模而设置于第一支架上；

第一驱动装置，所述第一驱动装置设置于第二支架上并传动连接绕线模，以控制绕线模竖直运动；

第二驱动装置，所述第二驱动装置设置于第一支架上并传动连接绕线飞叉，以控制绕线飞叉旋转；

工作时，绕线模上升对接绕线飞叉进行线圈绕制，绕制完成后下降，使绕线模上弧面所对应的线圈部分穿入插槽内；

所述绕线模具有可相互靠近或远离的绕线中模和绕线后模，所述弧面设置于绕线中模背离绕线后模的一端，所述第二支架上设置有用于控制绕线中模和绕线后模相对运动的第三驱动装置；所述第二支架上设置有可水平转动的分度盘和控制分度盘转动的第四驱动装置，所述分度盘绕自身转轴设置有多个用于安装挂线杯的装载位，以用于通过分度盘旋转而更换挂线杯。

2.如权利要求1所述的一种多工位立式绕线机，其特征在于，所述挂线杯为圆筒结构，并沿周向均匀开设若干插槽，所述第二支架于挂线杯的底部预留有让位口，所述绕线模于绕线中模背离绕线后模的一侧间隔设置有绕线前模，所述绕线前模的高度低于绕线中模和绕线后模，并可在绕线模上升的过程中穿过让位口伸入挂线杯内。

3.如权利要求1所述的一种多工位立式绕线机，其特征在于，所述分度盘内转动设置有传动齿轮，所述传动齿轮的上端具有延伸于分度盘上表面的安装座，所述安装座上设置有与挂线杯适配的安装结构，以此形成装载位，同时所述分度盘内设置有啮合传动齿轮的驱动齿轮，所述驱动齿轮具有延伸于分度盘下表面的传动头，所述第二支架上设置有可竖直升降的第五驱动装置，所述第五驱动装置可上升对接传动头并带动传动头转动，进而带动安装座转动。

4.如权利要求3所述的一种多工位立式绕线机，其特征在于，所述分度盘的下端设置有与装载位一一对应的多个锁紧头，多个所述的锁紧头位于同一圆周上，所述第二支架于多个锁紧头形成的圆周下方设置有锁紧装置，在锁紧头旋转至锁紧装置的上方时，所述锁紧装置可上升并固定锁紧头。

5.如权利要求1所述的一种多工位立式绕线机，其特征在于，所述绕线工位还设置有夹线机构，所述夹线机构具有可进行三维运动的夹线悬臂，所述夹线悬臂靠近绕线模的一端设置有滑块并于滑块背离绕线模的一侧设置有相配合的挡块，同时夹线悬臂的下方设置有驱动气缸，所述驱动气缸的输出端从夹线悬臂的侧面延伸并连接滑块，以控制滑块滑动，通过滑块和挡块形成夹持漆包线的夹爪。

6.如权利要求5所述的一种多工位立式绕线机，其特征在于，所述夹线悬臂的侧面枢接有推杆，所述推杆的转轴垂直于滑块的运动路径，用于将夹持的漆包线弹出，同时夹线悬臂上设置有控制推杆转动的第六驱动装置。

7.如权利要求5所述的一种多工位立式绕线机，其特征在于，所述绕线飞叉的下端突出设置一出线端，漆包线从该出线端引出。