CN111342622A - 一种用于马达线圈的多轴绕线系统 - Google Patents

Abstract

一种用于马达线圈的多轴绕线系统，其包括机台，多个剪线夹持机构，多个主轴驱动机构，多个顶杆压线机构，以及一个控制所述剪线夹持机构、主轴驱动机构、以及顶杆压线机构配合运行的控制装置。所述剪线夹持机构包括剪线基座，夹持装置，以及剪线装置。所述剪线基座的驱动方向与进线方向之间的夹角为锐角。所述夹持装置包括夹持头，所述剪线装置包括剪线钳。所述主轴驱动机构包括主驱动轴，下骨架治具，以及起线夹持装置。所述顶杆压线机构包括机架，顶杆机构，以及压线机构。所述控制装置控制所述剪线夹持机构、主轴驱动机构、以及顶杆压线机构配合运行完成该马达线圈的绕线。本用于马达线圈可以自动地完成整个马达线圈的绕设。

Description

一种用于马达线圈的多轴绕线系统

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，特别涉及一种用于马达线圈的多轴绕线系统。

背景技术

众所周知，马达线圈包括的磁芯，以及缠绕在该磁芯上的导线。对于马达线圈，其一般都包括多个，通常为12个。因此，在对该多个马达线圈进行同时绕设时，其一般均是半自动化作业并同时具有多根主轴，即一般均是人工手动上绕线骨架来料，再通过相应的绕线机自动绕线，其虽然已经得到广泛使用，但其依然具有一定的缺陷和不足。具体来说，在一方面，其不能进行全程自动化作业,如进线、剪线，压线等动作。因此，导致当每一轮绕线骨架来料绕完线圈后，均需要重新手动将未绕设的绕线动作手动完成，从而导致整个的工作间断性停止，使得不能从根本上加快绕线作业的进度，在另一方面，人工手动完成绕线动作，也会浪费人力，增加人工成本，且使得在绕线效率低下的同时，也不能满足大批量的生产需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种有助于实现自动化的用于马达线圈的多轴绕线系统，以满足上述需求。

一种用于马达线圈的多轴绕线系统，其用于为多个马达线圈骨架绕设导线，所述马达线圈骨架包括一个起线固定槽。所述用于马达线圈的多轴绕线系统包括一个机台，多个设置在所述机台上的剪线夹持机构，多个设置在所述机台上的主轴驱动机构，多个设置在所述机台上的顶杆压线机构，以及一个控制所述剪线夹持机构、主轴驱动机构、以及顶杆压线机构配合运行的控制装置。所述剪线夹持机构包括一个设置在所述机台上的剪线基座，一个设置在所述剪线基座上的夹持装置，以及一个设置在所述剪线基座上的剪线装置。所述剪线基座的驱动方向与进线方向之间的夹角为锐角。所述夹持装置包括一个夹持头，所述剪线装置包括一个剪线钳。在垂直于所述进线方向上所述夹持头与所述导线距离小于所述剪线钳与该导线的距离。所述主轴驱动机构包括一个主驱动轴，一个设置在所述主驱动轴上的下骨架治具，以及一个设置在所述下骨架治具上的起线夹持装置。所述主驱动轴的轴向与所述进线方向垂直。所述下骨架治具用于放置所述马达线圈骨架。所述起线夹持装置用于夹持导线的起线并包括一个插线孔，所述插线孔的轴向与所述进线方向重合。所述顶杆压线机构包括一个设置在所述机台上的机架，一个设置在机架上的顶杆机构，以及一个设置在所述顶杆机构上的压线机构。所述顶杆机构包括一个随所述主驱动轴放置的副驱动轴，一个设置在所述副驱动轴上的上骨架治具，以及一个设置在所述副驱动轴上的定位机构。所述马达线圈骨架夹设在所述上、下骨架治具之间。所述定位机构包括一个定位盘，一个设置在所述定位盘上的缺口，以及用于与该缺口配合的定位杆。所述定位机构用于使所述插线孔的轴向与所述进线方向平行。所述压线机构包括一个设置在所述机架上的三维驱动机构，以及一个由该三维驱动机构驱动的抵顶装置。所述控制装置控制所述夹持头将导线的起线插入所述插线孔后，所述主驱动轴旋转以将导线绕设在所述马达线圈骨架上，在绕设完成后所述控制装置控制所述剪线钳先剪断尾线再令夹持头夹持住起线以再令剪线钳剪断起线以完成该马达线圈的绕线。

进一步地，所述起线固定槽为一个圆形孔，在沿该圆形孔的轴向上所述圆形孔的圆心角大于180度。

进一步地，所述抵顶装置包括一个设置在所述三维驱动机构上的基座，一个固定设置在所述基座上的上压杆，以及一个活动设置在所述基座上的下压杆。

进一步地，三维驱动机构包括一个Z轴驱动装置，所述Z轴驱动装置的驱动方向平行于所述主驱动轴的轴向并驱动所述上压杆朝所述下压杆抵压。

进一步地，所述抵顶装置还包括一个设置在所述基座中的杠杆，所述杠杆的一端与所述Z轴驱动装置连接，另一端与所述上压杆连接。

进一步地，所述剪线夹持机构包括一个第一驱动器，一个用于驱动所述剪线钳动作的剪线驱动器，一个设置在所述剪线驱动器上的夹持驱动器，所述剪线基座由所述第一驱动器驱动而运行，所述剪线驱动器驱动所述剪线钳作剪线动作，所述夹持驱动器驱动所述夹持头作夹持动作。

进一步地，所述用于马达线圈的多轴绕线系统还包括一个设置在所述机台上的进线导针，所述进线导线的轴向与所述进线方向重合。

进一步地，所述起线夹持装置还包括一个伸入所述插线孔的顶针，一个设置在所述顶针与插线孔之间的回复弹簧，以及一个拉动所述顶针朝远离所述插线孔的脱线驱动器。

进一步地，所述压线机构设置在所述剪线夹持机构与顶杆机构，当所述剪线夹持机构去夹持或剪断所述导线时，所述三维驱动机构驱动所述压线机构朝远离所述下骨架治具的方向移动。

进一步地，所述主驱动轴具有2个，3个，或6个，所述剪线夹持机构及顶杆压线机构的数量与所述主驱动轴的数量相等。

与现有技术相比，本发明提供的用于马达线圈的多轴绕线系统通过所述剪线夹持机构，多个主轴驱动机构，多个顶杆压线机构，并在所述控制装置的控制下，可以自动地完成整个马达线圈的绕设，即完成进线，绕线，剪线，压线，丢废线等所有动作，从而实现自动化的绕线。同时，由于所述剪线基座的驱动方向与进线方向之间的夹角为锐角，而所述主驱动轴的轴向与所述进线方向垂直且所述插线孔的轴向与所述进线方向重合，使得该整台绕线系统的结构紧凑，占地面积较小，从而有助于进一步降低工厂运营成本。

附图说明

图1为现有技术中的一种马达线圈骨架的结构示意图。

图2为本发明提供的一种用于马达线圈的多轴绕线系统的结构示意图。

图3为图1的用于马达线圈的多轴绕线系统所具有的剪线夹持机构的结构示意图。

图4为图1的用于马达线圈的多轴绕线系统所具有的主轴驱动机构的结构示意图。

图5为图4的主轴驱动机构在A处的局部放大结构示意图。

图6为图1的用于马达线圈的多轴绕线系统所具有的顶杆压线机构的结构示意图。

图7为图6的顶杆压线机构的部分结构示意图。

图8为图6的顶杆压线机构所具有的绕线机构的压线装置的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。

如图1至图8所示，其为本发明提供的用于马达线圈的多轴绕线系统的结构示意图。所述用于马达线圈的多轴绕线系统用于为多个马达线圈骨架同时绕设导线。如图1所示，所述马达线圈骨架包括一个本体10，一个设置在所述本体10上的连接柄11，以及一个设置在所述连接柄11上的起线固定槽12。所述起线固定槽12用于固定夹设所述导线，以防止所述导线从所述本体10上脱落而不符合产品的要求。为了固定夹设所述导线，所述起线固定槽12为一个圆形孔，在沿该圆形孔的轴向上所述圆形孔的圆心角大于180度。可以想到的是，所述圆形孔的直径应当与导线的直径相当。如图2所示，所述用于马达线圈的多轴绕线系统包括一个机台20，多个设置在所述机台20上的剪线夹持机构30，多个设置在所述机台20上的主轴驱动机构40，多个设置在所述机台20上的顶杆压线机构50，以及一个控制所述剪线夹持机构30、主轴驱动机构40、以及顶杆压线机构50配合运行的控制装置60。可以想到的是，所述用于马达线圈的多轴绕线系统还包括其他的一些功能模块，如将上述各功能模块组装在一起的组装组件，电气连接组件，线筒，张力器，导线剥皮机构等等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。

所述机架20用于承载上述的各个功能模块，其结构与形状可以根据实际的需要设计，在此不再赘述。另外，所述机架20上还设置有三维驱动装置，其用于其上所设置的机构如剪线夹持机构30，进线机构等作三维运动以完成进线，夹线，剪线动作等，其为现有技术，在此不再详细说明。

所述剪线夹持机构30包括一个设置在所述机台20上的第一驱动器31，一个设置在所述机台20并由所述第一驱动器31驱动的剪线基座34，一个设置在所述剪线基座31上的夹持装置32，以及一个设置在所述剪线基座32上的剪线装置33。所述第一驱动器31可以为一个气缸机构，其驱动所述剪线装置33作往复运动。所述第一驱动器31的驱动方向与所述导线的进线方向之间的夹角为锐角，其作用会在下面进行详细说明。所述夹持装置32包括一个夹持头321，以及一个用于驱动所述夹持头321动作的夹持驱动器322。所述夹持头321具有两个夹持臂以用于夹持所述导线。所述夹持驱动器322也可以为一个气缸，其驱动所述夹持头321的两个夹持臂作张合运动，从而达到夹持或放开所述导线的目的。所述剪线装置33包括一个剪线钳331，以及一个用于驱动所述剪线钳331动作的剪线驱动器332。所述剪线钳331用于剪断所述导线。所述剪线驱动器332也可以为一个气缸，其驱动所述剪线钳331作张合运动以剪断所述导线。所述剪线夹持机构30会在所述控制装置60的控制下工作，例如在剪尾线时，所述夹持装置32是不需要动作，而在剪起线时，首先所述夹持装置32需要夹持所述起线，然后再进行剪线，从而再由所述夹持装置32将该剪下来的丢入垃圾箱。在垂直于所述进线方向上所述夹持头321与所述导线距离小于所述剪线钳332与该导线的距离，其有利于减小夹持头321与剪线钳32之间的距离以符合导线剪断长度的要求，同时还有利于减小该剪线夹持机构30本身的体积，因为剪线钳331难以设计成如图2所示的夹持头321的形状，即弯曲形状。而也因此，所述剪线驱动器332设置在所述第一驱动器31与夹持驱动器321之间。

所述主轴驱动机构40包括一个主驱动轴41，一个设置在所述主驱动轴41上的下骨架治具42，以及一个设置在所述下骨架治具42上的起线夹持装置43。所述主驱动轴41用于驱动机构如电机的驱动下进行旋转，以达到绕线的目的。所述下骨架治具42插设并固定在所述主驱动轴41，从而可以随该主驱动轴41进行旋转。所述下骨架治具42用于架设所述马达线圈骨架，因此所述下骨架治具42的结构可以根据马达线圈骨架的结构设计。所述起线夹持装置43包括一个设置在所述下骨架治具42上的插线孔431，一个伸入所述插线孔431的顶针432，一个设置在所述顶针432与插线孔431之间的回复弹簧433，以及一个拉动所述顶针432朝远离所述插线孔431的脱线驱动器434。所述插线孔431用于插设导线的线头，以固定该线头从而有利于导线绕设。所述插线孔431的轴向与所述进线方向重合。所述顶针432伸入所述插线孔431中以在回复弹簧433的作用下抵顶插入该插线孔431中的导线避免其滑出。所述回复弹簧433用于给所述顶针432一定的抵顶力，并在当所述脱线驱动器434拉完所述顶针432后，其使该顶针432回复到原始位置。所述脱线驱动器434也可以为一个气缸，并用于拉动所述顶针432，其与顶针432通过拉钩连接。所述起线夹持装置43的工作原理为现有技术，在此不再赘述。进一步地，所述主驱动轴41可以具有2个，3个，或6个，所述剪线夹持机构30及顶杆压线机构50的数量与所述主驱动轴41的数量相等。在本实施例中，所述主驱动轴41具有6个，其工作原理完全相同，在此仅为说明本发明的结构及工作原理，以一个主轴驱动机构40、剪线夹持机构30及顶杆压线机构50进行说明。

所述顶杆压线机构50包括一个设置在所述机台20上的机架51，一个设置在机架51上的顶杆机构52，以及一个设置在所述顶杆机构52上的压线机构53。所述机架51固定设置在所述机台20上，用于架设所述顶杆机构52与压线机构53，因此其具体结构根据实际需要设置。所述顶杆机构52包括一个设置在所述机架51上的支架521，多个活动设置在所述支架521上并随所述主驱动轴41旋转的副驱动轴522，一个设置在所述副驱动轴522上的上骨架治具523，以及一个设置在所述副驱动轴523上的定位机构524，以及一个驱动所述支架521往复运动的第二驱动器525。所述支架521用于设置多个所述副驱动轴522，其结构可以根据实际需要设计。所述副驱动轴522架设在所述支架上并当所述上骨架治具523与下骨架治具42一起抵顶在所述马达线圈骨架上时，其可以随所述主驱动轴41一起旋转，从而达到绕线的目的。所述上骨架治具523与所述下骨架治具41相同，其根据马达线圈骨架的具体结构设计，在此不再赘述。所述定位机构524用于使所述插线孔431的轴向与所述进线方向平行，并朝向所述剪线夹持机构30，以利于让所述剪线夹持机构30去剪断所述导线或夹持所述导线。所述定位机构524包括一个与所述副驱动轴523连接的定位盘5241，一个设置在所述定位盘5241上的缺口5242，以及用于与该缺口5242配合的定位杆5243。所述定位盘5241容置在一个筒中，其随副驱动轴523连接并随其旋转。所述缺口5242开设在所述定位盘5241上，其可以V形，以提高其容错率。所述定位杆5243穿设在所述筒上，并由一个驱动器来驱动。当然该驱动器也可以为一个气缸，并在所述控制装置60的控制下进行工作，以使所述插线孔431的轴向与进线方向平行。

所述压线机构53包括一个设置在所述机架51上的三维驱动机构531，以及一个由该三维驱动机构531驱动的抵顶装置532。所述三维驱动机构531应当为现有技术，其包括X轴、Y轴、Z轴驱动装置，用于驱动所述抵顶装置532去将起线压设在马达线圈骨架的起线固定槽12中。所述三维驱动机构531的结构及工作原理可以根据实际的需要而设置，因此具体结构及工作原理在此不再赘述。

所述抵顶装置532包括一个设置在所述三维驱动机构531上的基座533，一个固定设置在所述基座533上的上压杆534，一个活动设置在所述基座533上的下压杆535，一个设置在所述基座中的杠杆536。需要说明的是所述Z轴驱动装置的驱动方向平行于所述主驱动轴41的轴向并驱动所述上压杆534朝所述下压杆535抵压，其可以为一个气缸。所述基座533固定设置并用于设置所述上压杆534和下压杆535，其固定方式可以根据实际需要设置，在此不再赘述。所述上压杆534与下压杆535的结构及其抵顶面可以根据起线固定槽12的结构设置，在此不再详细说明。所述下压杆535固定设置在所述基座533上。所述上压杆534活动设置在所述基座533，具体地，所述上压杆534通过所述杠杆536活动。所述杠杆536容置在所述基座533中并通过一个枢轴来旋转，所述杠杆536的一端与所述Z轴驱动装置的输出端连接，另一端与所述上压杆534连接，从而当所述Z轴驱动装置的输出端往复运动时，使可以驱动所述上压杆534上下运动以达到抵压夹设在所述上、下压杆534、535之间的起线固定槽12的作用。为了进一步减小所述绕线系统的体积，使其更加紧凑，所述压线机构532设置在所述剪线夹持机构30与顶杆机构52之间，当所述剪线夹持机构30去夹持或剪断所述导线时，所述三维驱动机构531驱动所述压线机构532朝远离所述下骨架治具42的方向移动。

所述控制装置60可以为一套PLC，也可以为一套中央处理器，其通过编程运算等现有技术中的控制理论来控制所述剪线夹持机构30、主轴驱动机构40、以及顶杆压线机构50的工作状态。至于所述控制装置60所使用的程序语言及其实现方式，例如是通过VB还是VC，甚至是.net语言，其不在本发明的限制之中，只要了解本发明的思想及工作方式本领域的技术人员即可完成相应的程序编制。

另外，所述用于马达线圈的多轴绕线系统还包括一个设置在所述机台20上的进线导针70，所述进线导针70的轴向与所述进线方向重合。所述导线从该进线导针70中穿过，保证该导线的进线方向一致。

在工作时，在所述控制装置60的控制下，首先上料，然后将所述顶杆机构52顶向所述主轴驱动机构40，使马达线圈骨架夹设在上、下骨架治具523、42之间。接着所述进线导针70在三维驱动装置下将导线插入所述插线孔431，然后所述主驱动轴41旋转并带到所述副驱动轴522旋转，从而使导线绕设在所述马达线圈骨架上。当然在绕线的过程中，所述进线导针70会上下往复运动以进行排线。当绕设完成后，在所述定位机构524的作用下使所述插线孔431的轴向与进线方向平行，并朝向所述剪线夹持机构30。然后所述剪线装置33在三维驱动装置的驱动下剪尾线，再剪起线，最后由夹持装置32夹持起线中弯曲的部分，再由剪线装置33剪断该部分。最后夹持装置32将所夹持的导线丢入垃圾箱。最后所述抵顶装置532在三维驱动机构531的驱动下通过上、下压杆534、535将起线压入起线固定槽12中，完成该马达线圈的绕设。

与现有技术相比，本发明提供的用于马达线圈的多轴绕线系统通过所述剪线夹持机构30，多个主轴驱动机构40，多个顶杆压线机构50，并在所述控制装置60的控制下，可以自动地完成整个马达线圈的绕设，即完成进线，绕线，剪线，压线，丢废线等所有动作，从而实现自动化的绕线。同时，由于所述剪线基座31的驱动方向与进线方向之间的夹角为锐角，而所述主驱动轴41的轴向与所述进线方向垂直且所述插线孔431的轴向与所述进线方向重合，使得该整台绕线系统的结构紧凑，占地面积较小，从而有助于进一步降低工厂运营成本。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种用于马达线圈的多轴绕线系统，其用于为多个马达线圈骨架绕设导线，所述马达线圈骨架包括一个起线固定槽，其特征在于：所述用于马达线圈的多轴绕线系统包括一个机台，多个设置在所述机台上的剪线夹持机构，多个设置在所述机台上的主轴驱动机构，多个设置在所述机台上的顶杆压线机构，以及一个控制所述剪线夹持机构、主轴驱动机构、以及顶杆压线机构配合运行的控制装置，所述剪线夹持机构包括一个设置在所述机台上的剪线基座，一个设置在所述剪线基座上的夹持装置，以及一个设置在所述剪线基座上的剪线装置，所述剪线基座的驱动方向与进线方向之间的夹角为锐角，所述夹持装置包括一个夹持头，所述剪线装置包括一个剪线钳，在垂直于所述进线方向上所述夹持头与所述导线距离小于所述剪线钳与该导线的距离，所述主轴驱动机构包括一个主驱动轴，以及一个设置在所述主驱动轴上的下骨架治具，以及一个设置在所述下骨架治具上的起线夹持装置，所述主驱动轴的轴向与所述进线方向垂直，所述下骨架治具用于放置所述马达线圈骨架，所述起线夹持装置用于夹持导线的起线并包括一个插线孔，所述插线孔的轴向与所述进线方向重合，所述顶杆压线机构包括一个设置在所述机台上的机架，一个设置在机架上的顶杆机构，以及一个设置在所述顶杆机构上的压线机构，所述顶杆机构包括一个随所述主驱动轴放置的副驱动轴，一个设置在所述副驱动轴上的上骨架治具，以及一个设置在所述副驱动轴上的定位机构，所述马达线圈骨架夹设在所述上、下骨架治具之间，所述定位机构包括一个定位盘，一个设置在所述定位盘上的缺口，以及用于与该缺口配合的定位杆，所述定位机构用于使所述插线孔的轴向与所述进线方向平行，所述压线机构包括一个设置在所述机架上的三维驱动机构，以及一个由该三维驱动机构驱动的抵顶装置，所述控制装置控制所述夹持头将导线的起线插入所述插线孔后，所述主驱动轴旋转以将导线绕设在所述马达线圈骨架上，在绕设完成后所述控制装置控制所述剪线钳先剪断尾线再令夹持头夹持住起线以再令剪线钳剪断起线以完成该马达线圈的绕线。

2.如权利要求1所述的用于马达线圈的多轴绕线系统，其特征在于：所述起线固定槽为一个圆形孔，在沿该圆形孔的轴向上所述圆形孔的圆心角大于180度。

3.如权利要求1所述的用于马达线圈的多轴绕线系统，其特征在于：所述抵顶装置包括一个设置在所述三维驱动机构上的基座，一个固定设置在所述基座上的上压杆，以及一个活动设置在所述基座上的下压杆。

4.如权利要求3所述的用于马达线圈的多轴绕线系统，其特征在于：三维驱动机构包括一个Z轴驱动装置，所述Z轴驱动装置的驱动方向平行于所述主驱动轴的轴向并驱动所述上压杆朝所述下压杆抵压。

5.如权利要求3所述的用于马达线圈的多轴绕线系统，其特征在于：所述抵顶装置还包括一个设置在所述基座中的杠杆，所述杠杆的一端与所述Z轴驱动装置连接，另一端与所述上压杆连接。

6.如权利要求1所述的用于马达线圈的多轴绕线系统，其特征在于：所述剪线夹持机构包括一个第一驱动器，一个用于驱动所述剪线钳动作的剪线驱动器，一个设置在所述剪线驱动器上的夹持驱动器，所述剪线基座由所述第一驱动器驱动而运行，所述剪线驱动器驱动所述剪线钳作剪线动作，所述夹持驱动器驱动所述夹持头作夹持动作。

7.如权利要求1所述的用于马达线圈的多轴绕线系统，其特征在于：所述用于马达线圈的多轴绕线系统还包括一个设置在所述机台上的进线导针，所述进线导线的轴向与所述进线方向重合。

8.如权利要求1所述的用于马达线圈的多轴绕线系统，其特征在于：所述起线夹持装置还包括一个伸入所述插线孔的顶针，一个设置在所述顶针与插线孔之间的回复弹簧，以及一个拉动所述顶针朝远离所述插线孔的脱线驱动器。

9.如权利要求1所述的用于马达线圈的多轴绕线系统，其特征在于：所述压线机构设置在所述剪线夹持机构与顶杆机构，当所述剪线夹持机构去夹持或剪断所述导线时，所述三维驱动机构驱动所述压线机构朝远离所述下骨架治具的方向移动。

10.如权利要求1所述的用于马达线圈的多轴绕线系统，其特征在于：所述主驱动轴具有2个，3个，或6个，所述剪线夹持机构及顶杆压线机构的数量与所述主驱动轴的数量相等。

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