CN110233554A - 一种具有多角度旋转的绕线机用主轴机构 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其包括旋转式上料治具、驱动所述旋转式上料治具中的治具轴旋转的主轴驱动单元、防止所述主轴驱动单元中的旋转主轴旋转的防旋转单元、解锁所述治具轴与所述旋转主轴卡接结构使得两者可以分离开的解锁单元。本发明能够实现产品上料后的自动定位、压紧、角度调整等一系列自动化操作。

Description

一种具有多角度旋转的绕线机用主轴机构

【技术领域】

本发明属于绕线设备技术领域，特别是涉及一种具有多角度旋转的绕线机用主轴机构。

【背景技术】

智能手机自动对焦，镜头或远或近通过将摄像头锁入音圈马达来实现。音圈马达简称VCM(Voice Coil Motor)，线圈是核心零件。VCM马达骨架的绕线位没有挡边，而线圈又分布在骨架两个不同的面上，线头线尾也缠绕在另外两个面上，相当于一个正方体的四个侧面都要进行作业，生产工艺较复杂，精度要求也高。因此，则需要先将产品旋转到一个侧面，然后对该侧面进行线圈绕线，然后旋转到另一个侧面进行挂线；然后再旋转到一个侧面进行线圈绕线，再旋转到另一侧面进行挂线；现有技术中还没有一台自动化设备实现上述操作。

因此，有必要提供一种新的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，能够实现产品上料后的自动定位、压紧、角度调整等一系列自动化操作，满足多表面绕线需求。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其包括旋转式上料治具、驱动所述旋转式上料治具中的治具轴旋转的主轴驱动单元、防止所述主轴驱动单元中的旋转主轴旋转的防旋转单元、将所述治具轴的下端锁紧在所述旋转主轴中的锁紧机构、解锁所述锁紧机构使得所述治具轴与所述旋转主轴可以分离开的解锁单元。

进一步的，所述旋转式上料治具包括第一气缸、受所述第一气缸驱动进行上下运动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板上的至少一个旋转气缸、受所述旋转气缸驱动进行旋转的旋转板、放置在所述旋转板上且位于两边的所述治具轴。

进一步的，所述治具轴的外周表面设置竖向贯通的第一卡槽，所述旋转板上设置有插入所述第一卡槽内的锁片。

进一步的，所述旋转板上还设置有一上下可浮动的且将所述治具轴向下压住的压板。

进一步的，所述压板与一穿过所述旋转板上下表面且可上下运动的连接柱固定连接，所述连接柱的下端与一顶板固定连接，所述连接柱上套设有一端抵持着所述旋转板且另一端抵持着所述顶板的弹簧。

进一步的，所述主轴驱动单元包括驱动件、受所述驱动件驱动进行旋转的且与所述治具轴一一对应的所述旋转主轴，所述旋转主轴的上端设置有收纳所述治具轴下部的轴向收纳槽，所述主轴驱动单元还包括将所述治具轴的下部锁紧在所述轴向收纳槽内的锁紧机构。

进一步的，所述锁紧机构包括轴向固定在所述旋转主轴上的第一轴套、下部套设在所述第一轴套上的第二轴套，所述第二轴套与所述第一轴套之间形成有一收纳腔，所述收纳腔内设置有弹性件，所述旋转主轴上环形设置有若干径向设置的且与所述轴向收纳槽连通的通孔，所述通孔内设置有滚珠，所述第二轴套的内圈上部为向外扩张的斜面结构，通过所述第二轴套的上下运动实现所述滚珠对所述治具轴下端的夹紧与松开动作。

进一步的，所述旋转主轴的下端横向设置有一销钉，所述防旋转单元包括第二气缸、受所述第二气缸驱动进行上下运动的第二支撑板、固定在所述第二支撑板上的与所述旋转主轴一一对应的卡位块，所述卡位块上设置有卡住所述销钉防止所述旋转主轴旋转的第二卡槽。

进一步的，所述第二卡槽为十字型结构，可以对所述旋转主轴四个角度位置的限定。

进一步的，所述解锁单元包括第三气缸、受所述第三气缸驱动进行上下运动的且压在所述第二轴套上表面的解锁板。

与现有技术相比，本发明一种具有多角度旋转的绕线机用主轴机构的有益效果在于：实现了绕线产品的上料、自动定位、自动压紧、自动角度调整等一系列自动化操作，满足了产品多表明进行绕线的需求，无需中间取下产品再手动旋转角度后再放置产品，大大提高了绕线效率和自动化程度；整个自动化操作过程中，对于治具轴在上料位与绕线位的角度位置控制精准且可靠，且巧妙的同时满足了上料位的位置固定需求以及绕线位的同步旋转需求。

【附图说明】

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中旋转式上料治具的结构示意图；

图3为本发明实施例中治具轴的第一卡槽与锁片的结构示意图；

图4为本发明实施例中主轴驱动单元的结构示意图；

图5为本发明实施例中旋转主轴与治具轴的配合剖视结构示意图；

图6为本发明实施例中旋转主轴与防旋转单元的配合剖视结构示意图；

图中数字表示：

100具有多角度旋转的绕线机用主轴机构；

1旋转式上料治具，11治具轴，111第一卡槽，12旋转板，121沉台孔，13第一气缸，14第一支撑板，15旋转气缸，16锁片，17压板，171通口，18顶板，19弹簧，110支撑柱；

2主轴驱动单元，21旋转主轴，22驱动件，23轴向收纳槽，24第一轴套，25第二轴套，26收纳腔，27滚珠，28销钉；

3防旋转单元，31卡位块，32第二气缸，33第二支撑板，34第二卡槽；

4解锁单元，41第三气缸，42解锁板。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1-图6，本实施例为具有多角度旋转的绕线机用主轴机构100，其包括旋转式上料治具1、驱动旋转式上料治具1中的治具轴11旋转的主轴驱动单元2、防止主轴驱动单元2中的旋转主轴21旋转的防旋转单元3、解锁治具轴11与旋转主轴12卡紧结构使得两者可以分离开的解锁单元4。

旋转式上料治具1包括第一气缸13、受第一气缸13驱动进行上下运动的第一支撑板14、固定在第一支撑板14上的至少一个旋转气缸15、受旋转气缸15驱动进行旋转的旋转板12、放置在旋转板12上且位于两边的治具轴11。

旋转板12上设置有沉台孔121，治具轴11穿过沉台孔121且架设在沉台面上。

为了保障在放置产品时，治具轴11不会旋转，本实施例的治具轴11的外周表面设置竖向贯通的第一卡槽111，旋转板12上设置有插入第一卡槽111内的锁片16。由于治具轴11是架设放置在旋转板12上，因此在上下方向还是可以动的，因此，为了进一步的保障在上料时治具轴11的稳定性，本实施例中的旋转板12上还设置有一上下可浮动的且将治具轴11向下压住的压板17，压板17与一穿过旋转板12上下表面且可上下运动的连接柱固定连接，所述连接柱的下端与一顶板18固定连接，所述连接柱上套设有一端抵持着旋转板12且另一端抵持着顶板18的弹簧19。压板17上设置有供治具轴11穿过的通口171。

在绕线工位中顶板18的下降路径上设置有一支撑柱110，当顶板18下降抵持到支撑柱110时，再继续下降就会将压板17向上顶起。

在上料时，压板17将治具轴11压紧在沉台孔121中限制其上下运动；并通过锁片16插入第一卡槽111内限制其旋转运动，保障了上料时治具轴11的角度位置正确。

本实施例中，旋转式上料治具1中的旋转气缸15设置有两个，对应的旋转板12也设置有两个，每个旋转板12上设置有四个治具轴11，一次性可完成四个产品的同步绕线。在其他实施例中，也可以设置多组旋转气缸15与旋转板12，一次性实现更多个产品的同步绕线。

主轴驱动单元2包括驱动件22、受驱动件22驱动进行旋转的且与所述治具轴11一一对应的旋转主轴21，旋转主轴21的上端设置有收纳治具轴11下部的轴向收纳槽23，主轴驱动单元2还包括将治具轴11的下部锁紧在所述轴向收纳槽23内的锁紧机构。

本实施例中，所述锁紧机构包括轴向固定在旋转主轴21上的第一轴套24、下部套设在第一轴套24上的第二轴套25，第二轴套25与第一轴套24之间形成有一收纳腔26，收纳腔26内设置有弹性件(图中未标识)。第二轴套25包括一贴合旋转主轴21的内圈、套设在第一轴套24上的外圈。旋转主轴21上环形设置有若干径向设置的且与轴向收纳槽23连通的通孔(图中未标识)，通孔内设置有滚珠27，第二轴套25的内圈上部为向外扩张的斜面结构，治具轴11的下端设置有环形凹槽，当治具轴11插入到轴向收纳槽23中时，在第二轴套25内圈表面的抵持作用下，滚珠27从四周紧紧的卡住治具轴11，实现与旋转主轴21的同步旋转；当需要将治具轴11拉出时，将第二轴套25下压使得其上端的斜面结构对准通孔，滚珠27具备向外移动的空间，此时，治具轴11可顺利的拉出。

在其他实施例中，所述锁紧机构也可采用楔块配合实现，滚珠27替换成带有斜面的楔块，治具轴11的下端设置一与所述楔块斜面配合的斜面，所述楔块的另一边也设置成斜面，该斜面与第二轴套25的斜面配合，通过第二轴套25的上下运动实现锁紧机构中锁紧件的径向收缩或扩张运动，从而实现对治具轴11下端的夹紧或松开功能。

在另一实施例中，所述锁紧机构也可以采用气动三爪夹盘的夹持原理实现对治具轴11的夹紧。

旋转主轴21的下端横向设置有一销钉28。

防旋转单元3包括第二气缸32、受第二气缸32驱动进行上下运动的第二支撑板33、固定在第二支撑板33上的与旋转主轴21一一对应的卡位块31，卡位块31上设置有卡住销钉28防止旋转主轴21旋转的第二卡槽34，第二卡槽34为十字型结构，可以对旋转主轴21四个角度位置的限定。旋转主轴21的下端还设置有感应片，通过光电感应器监控旋转主轴21的旋转角度。每个旋转主轴21上设置有一同步带轮，通过同步带将其连接成一体通过驱动件22驱动实现同步旋转。

解锁单元4包括第三气缸41、受第三气缸41驱动进行上下运动的且压在第二轴套25上表面的解锁板42。

本实施例具有多角度旋转的绕线机用主轴机构100的工作原理为：

初始状态下，解锁板42向下压紧第二轴套25；卡位块31处于上限位置，旋转主轴21上的销钉28卡在卡位块31中的第二卡槽34内，不能旋转；

1)将工件放置在治具轴11上，第一气缸13上升，使得旋转板12在旋转过程范围内治具轴11没有干涉；

2)旋转气缸15驱动旋转板12旋转180度，从上料位移动至绕线位；

3)第一气缸13下降，治具轴11落入轴向收纳槽23中，随着第一气缸13继续下降，治具轴11被顶起，旋转板12相对于治具轴11下降，直到锁片16脱离第一卡槽111，只有当旋转板12上的锁片16完全脱离第一卡槽111后，治具轴11才能随着旋转主轴21同步旋转；

4)旋转板12下降到位的过程中，压住治具轴11的压板17被支撑柱120向上顶起，松开对治具轴11的压力；

5)解锁板42上抬，第二轴套25在弹性件的作用下向上复位，第二轴套25的缩小阻挡面将锁紧件滚珠27推向内，锁住治具轴11下端；

6)此时，治具轴11在各个方向上的自由度均被限定，处于稳定状态，此时，绕线机构对产品的一个侧面进行绕线；

7)第一个侧面绕线结束后，第二气缸32驱动卡位块31向下运动，使得销钉28脱离第二卡槽34，然后驱动件22驱动旋转主轴旋转21带着治具轴11旋转90度，进行挂线或继续进行下一个侧面的绕线；

8)重复步骤7，直到所有绕线操作全部完成，卡位块31向上锁紧旋转主轴21，解锁板42下压，松开锁紧机构对治具轴11的锁紧作用，第一气缸13上升，治具轴11向上与旋转主轴21分离，旋转气缸15驱动旋转板12旋转180度，绕线产品被取下，同时放置新的产品上去；与此同时，旋转板12另一半的产品移动至绕线位重复上述步骤完成绕线。

本实施例为具有多角度旋转的绕线机用主轴机构100实现了绕线产品的上料、自动定位、自动压紧、自动角度调整等一系列自动化操作，满足了产品多表明进行绕线的需求，无需中间取下产品再手动旋转角度后再放置产品，大大提高了绕线效率和自动化程度；整个自动化操作过程中，对于治具轴在上料位与绕线位的角度位置控制精准且可靠，且巧妙的同时满足了上料位的位置固定需求以及绕线位的同步旋转需求。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：其包括旋转式上料治具、驱动所述旋转式上料治具中的治具轴旋转的主轴驱动单元、防止所述主轴驱动单元中的旋转主轴旋转的防旋转单元、将所述治具轴的下端锁紧在所述旋转主轴中的锁紧机构、解锁所述锁紧机构使得所述治具轴与所述旋转主轴可以分离开的解锁单元。

2.如权利要求1所述的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：所述旋转式上料治具包括第一气缸、受所述第一气缸驱动进行上下运动的第一支撑板、固定在所述第一支撑板上的至少一个旋转气缸、受所述旋转气缸驱动进行旋转的旋转板、放置在所述旋转板上且位于两边的所述治具轴。

3.如权利要求2所述的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：所述治具轴的外周表面设置竖向贯通的第一卡槽，所述旋转板上设置有插入所述第一卡槽内的锁片。

4.如权利要求2所述的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：所述旋转板上还设置有一上下可浮动的且将所述治具轴向下压住的压板。

5.如权利要求4所述的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：所述压板与一穿过所述旋转板上下表面且可上下运动的连接柱固定连接，所述连接柱的下端与一顶板固定连接，所述连接柱上套设有一端抵持着所述旋转板且另一端抵持着所述顶板的弹簧。

6.如权利要求1所述的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：所述主轴驱动单元包括驱动件、受所述驱动件驱动进行旋转的且与所述治具轴一一对应的所述旋转主轴，所述旋转主轴的上端设置有收纳所述治具轴下部的轴向收纳槽，所述锁紧机构将所述治具轴的下部锁紧在所述轴向收纳槽内。

7.如权利要求6所述的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：所述锁紧机构包括轴向固定在所述旋转主轴上的第一轴套、下部套设在所述第一轴套上的第二轴套，所述第二轴套与所述第一轴套之间形成有一收纳腔，所述收纳腔内设置有弹性件，所述旋转主轴上环形设置有若干径向设置的且与所述轴向收纳槽连通的通孔，所述通孔内设置有滚珠，所述第二轴套的内圈上部为向外扩张的斜面结构，通过所述第二轴套的上下运动实现所述滚珠对所述治具轴下端的夹紧与松开动作。

8.如权利要求1所述的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：所述旋转主轴的下端横向设置有一销钉，所述防旋转单元包括第二气缸、受所述第二气缸驱动进行上下运动的第二支撑板、固定在所述第二支撑板上的与所述旋转主轴一一对应的卡位块，所述卡位块上设置有卡住所述销钉防止所述旋转主轴旋转的第二卡槽。

9.如权利要求8所述的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：所述第二卡槽为十字型结构，可以对所述旋转主轴四个角度位置的限定。

10.如权利要求7所述的具有多角度旋转的绕线机用主轴机构，其特征在于：所述解锁单元包括第三气缸、受所述第三气缸驱动进行上下运动的且压在所述第二轴套上表面的解锁板。