CN113314332B - 一种特殊骨架线圈绕制装置及绕制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种特殊骨架线圈绕制装置及绕制方法，绕制装置包括固定支架、伺服电机、涂胶机构、输线机构、平移机构和PLC工控机，所述固定支架具有轴体结构，用于固定碗形骨架；所述涂胶机构对绕制过程中的碗形骨架涂胶，所述输线机构包括张力器和输线针，经张力器张紧后的漆包线由输线针输出后缠绕在碗形骨架上；所述平移机构用于带动输线针沿碗形骨架的轴向往复运动，使漆包线往复缠绕在碗形骨架上；所述PLC工控机控制伺服电机的旋转、控制纵向位移机构带动涂胶头靠近或远离骨架线圈，并控制平移机构带动输线针沿碗形骨架的轴向往复运动，实施线圈的自动绕制。本发明提供的装置及方法能够实现漆包线的自动绕制，使绕制的线圈满足其技术要求。

Description

一种特殊骨架线圈绕制装置及绕制方法

技术领域

本发明属于线圈绕制和自动控制技术领域，特别涉及一种特殊骨架线圈绕制装置及绕制方法。

背景技术

目前国内相关行业中，线圈仅有在圆柱体、圆环上才能开展半自动化绕制，根据工艺要求实现漆包线的均匀排绕，绕制的分布效果较好，产品有：电动机定子绕组、转子、变压器线圈、喇叭音圈等，且该类型产品的本体为圆柱体或圆环，表面平整，无较大的坡度。军工特殊装备上需要用到碗形骨架线圈(即以碗形骨架为本体绕制的线圈)，然而，尚未有能在碗形骨架(图1)上绕制漆包线的相关自动化设备。由于碗形骨架的外表面为圆弧状，弧面弧度大，且不规则，绕制漆包线的难度较大，目前绕制生产的过程仅能通过人工绕制的方法完成绕制工作。绕制漆包线过程，为避免漆包线从弧面上滑落，确保绕制效果，生产工艺方法较为复杂和耗时。对操作工人的熟练程度和绕制手法依赖较大，产品的一致性很难保证。

目前碗形骨架上绕制漆包线的工艺方法如下：

(1)先在碗形骨架外表面绕制Φ角线圈和贴绝缘纸，涂X98-11胶处理，待胶干后，将碗形骨架通过绕制工装固定夹紧，安装在手动绕制的转轮上，准备使用漆包线绕制线圈部件；

(2)碗形骨架外表面弧形为不规则形状，在绕制线圈部件时，需先在表面涂X98-11胶，再用漆包线绕制线圈部件，将漆包线引出端固定在碗形骨架的底端，使用医用橡皮膏粘贴固定，再左手手动牵引漆包线，施加适当的力，拉直待绕制的漆包线，右手旋转绕制的转轮，每转逆时针动1圈即实现将漆包线绕制在碗形骨架表面。绕制过程需左右手配合，目视观察漆包线的绕制效果，避免在弧形面出现漆包线滑落的现象。初始时，从碗形骨架的底端往碗口方向绕制，然后返回，每绕制完1层后，需人工检查漆包线绕制效果，并压紧漆包线；

(3)由于表面涂X98-11胶后，胶液增加了碗形骨架表面的滑动性，碗形骨架表面的漆包线在绕制的拉紧过程中易滑落，绕制难度大，漆包线的位置难以准确控制。为将漆包线固定在弧形面上，仅在绕制第1层和第2层过程中，允许少量漆包线使用交叉法，将漆包线交叉斜绕，从而拉紧底层的漆包线，避免出现漆包线滑落现象；

(4)在每绕制一层后，需采用塑料压片将线包表面压贴平顺，使漆包线包裹在碗形骨架表面；再开展下一层的绕制，从第3层至第9层的绕制过程中，需确保漆包线均匀排绕，确保绕制的漆包线有效黏贴碗形骨架的表面；

(5)绕制线圈部件的交叉和不均匀分布，将导致通电后对其磁性的影响大，出现线圈磁场不同轴的现象，造成产品控制上出现扰动现象。绕制完成的碗形骨架，需配套安装工艺陀螺，开展电磁感应电压检测，若测试不满足工艺指标要求，则需将绕制的漆包线调整线圈的分布，使部分漆包线靠近底端略多，若仍不满足指标要求，需将漆包线全部拆除，重新绕制；

(6)通过电磁感应测试的样品，再流转后续工序开展烘干、绕制和装配等工步。

综上所述，目前在碗形骨架表面仅能通过人工手动方法开展漆包线的绕制，在绕制过程中存在较多的问题，主要有以下几点：

(1)人工绕制过程，手动牵引漆包线的力矩不稳定，绕制过程漆包线的落点散布较大，从而导致绕制的线圈样品在电磁感应检测时，存在测试结果离散度较大，部分样品无法通过修正，需拆除重新绕制；

(2)在线圈部件的绕制过程中，需开展多层漆包线的绕制，尤其在第1层和第2层绕制时，极易出现绕制漆包线滑落、绕线不均匀的现象，且难以避免少量出现交叉绕制的现象；

(3)人工绕制过程中，使用毛笔蘸胶用于涂抹漆包线，其胶水的用量无法控制，易造成表面涂胶过多，漆包线易滑落的现象；

(4)产品生产过程耗时较长，样品通过表面检查，电磁感应测试的一次性合格率较低，生产效率较低，异常造成生产瓶颈。

发明内容

针对人工绕制漆包线生产过程中所存在的问题，本发明人进行了工艺方法和自动化方面的技术研究，提供了一种特殊骨架线圈绕制装置及绕制方法，该装置及方法能够实现漆包线的自动绕制，使绕制线圈满足其技术要求。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种特殊骨架线圈绕制装置，用于碗形骨架线圈的绕制，包括固定支架、伺服电机、涂胶机构、输线机构、平移机构和PLC工控机，

所述固定支架具有轴体结构，轴体结构一端与伺服电机的输出轴连接，另一端为自由端，用于支撑所述碗形骨架；

所述涂胶机构位于固定支架的上部，包括纵向位移机构、胶槽和涂胶头，所述胶槽固定在纵向位移机构上，所述涂胶头固定在胶槽的出口处，接收胶槽出口流出的胶液，在纵向位移机构的带动下靠近固定支架上套设的碗形骨架或骨架线圈，对绕制过程中的碗形骨架涂胶，其中，所述骨架线圈为碗形骨架上缠绕漆包线结构；

所述输线机构包括张力器和输线针，所述张力器用于张紧待绕制的漆包线，所述输线针为针状中空结构，中空结构用于输送漆包线，经张力器张紧后的漆包线由输线针输出后缠绕在碗形骨架上；

所述平移机构上安装有固定输线针的针架，平移机构带动输线针沿碗形骨架的轴向往复运动，使漆包线往复缠绕在碗形骨架上；

所述PLC工控机与伺服电机、纵向位移机构和平移机构通信连接，向伺服电机、纵向位移机构和平移机构发送指令，控制伺服电机的旋转、控制纵向位移机构带动涂胶头靠近或远离骨架线圈，以及控制平移机构带动输线针沿碗形骨架的轴向往复运动，实施线圈的自动绕制。

第二方面，一种特殊骨架线圈绕制方法，采用第一方面所述的绕制装置实施，包括如下步骤：

S1，在固定支架的轴体结构上安装待绕制的碗形骨架，碗形骨架的碗口朝向伺服电机，通过旋进螺母将碗形骨架紧固在固定支架的轴体结构上；

S2，调整绕制装置上各机构至准启动状态，设置绕制相关参数；

S3，引出待绕制的漆包线，牵引通过张力器，再从平移机构上的储胶盒中引出，使漆包线表面涂覆胶液，经输线针导向输出后固定在碗形骨架上需绕制的初始位置，将漆包线头部预留一端自由段并引出，用医用橡皮膏黏贴在轴体结构上，完成绕制前的准备工作，在完成绕制后漆包线自由段用于与其他机构连接；

S4，启动涂胶机构，纵向位移机构带动涂胶头下移并接触碗形骨架表面，PLC工控机控制打开气阀控制器，在气压作用下，存储在胶槽中的胶液通过涂胶机构的涂胶头流出，随着碗形骨架的旋转，涂胶头将胶液均匀涂覆在碗形骨架表面的漆包线上；

S5，启动伺服电机，伺服电机在PLC工控机控制下带动轴体结构上的碗形骨架旋转，漆包线逐渐绕制在碗形骨架表面，实施漆包线的自动绕制；

S6，在开展自动绕制过程中，伺服电机带动碗形骨架旋转的同时，平移机构匀速带动漆包线轴向移动，伺服电机旋转的速度与平移机构的移动速度成比例匹配，使漆包线均匀绕制在碗形骨架的表面；

S7，在完成第1层固定匝数漆包线的绕制后，通过压贴结构带动硅胶垫对碗形骨架线圈的表面进行压贴，在绕制该层的最后1匝时，伺服电机降速旋转带动碗形骨架旋转1周，压贴装置对其表面的多个均匀分布的点位进行压贴，每个点位压贴若干次，使漆包线紧密贴合在碗形骨架的表面；

S8，在完成第1层绕制后，平移机构从碗形骨架的碗底端平移至碗口端，在第2层绕制过程中漆包线将覆盖在第1层表面，平移机构带动漆包线从碗口端逐渐绕制到碗底端，依次类推重复上述绕制过程，每层循环交替，直到完成骨架线圈的绕制；

S9，完成绕制后，停止设备的运行，在绕制终点后额外预留一段漆包线，剪断漆包线后将漆包线的尾端如用医用橡皮膏固定在碗形骨架表面，人工旋松固定螺母，取下绕制完成的碗形骨架线圈；

S10，使碗形骨架线圈上的胶液固化，得到成型的碗形骨架线圈。

根据本发明提供的一种特殊骨架线圈绕制装置及绕制方法，具有以下有益效果：

(1)本发明提供的一种特殊骨架线圈绕制装置及绕制方法，通过设置可调可控的涂胶机构，避免了人工绕制过程中使用毛笔蘸胶用于涂抹漆包线，其胶水的用量无法控制，易造成表面涂胶过多，漆包线易滑落的问题。由于胶液用量的可调可控，以及在实施线圈第1层和第2层绕制时采用慢速绕制和表面压贴方法，可提高漆包线绕制的平行度，不采用漆包线交叉法，进而避免了出现线圈磁场不同轴的现象；

(2)本发明提供的一种特殊骨架线圈绕制装置及绕制方法，输线机构中采用张力器牵引漆包线，张力器根据不同直径的漆包线调节所需的力矩，利于漆包线在碗形骨架上的紧密绕制；

(3)本发明提供的一种特殊骨架线圈绕制方法，绕制装置设置有机架，通过机架的罩体能够避免外部触碰导致的绕制波动，通过可移动底台能够便利地移动整个装置；

(4)本发明提供的一种特殊骨架线圈绕制方法，采用PLC工控机控制伺服电机的旋转、控制纵向位移机构带动涂胶头靠近或远离骨架线圈，以及控制平移机构带动输线针沿碗形骨架的轴向往复运动，通过相关运行参数的调整，绕制的漆包线排布均匀，不会出现漆包线滑落、绕线不均匀、绕制匝数错误及涂胶量无法控制等问题，绕制的碗形骨架线圈符合其技术参数要求；

(5)本发明提供的一种特殊骨架线圈绕制方法，采用压贴机构，通过PLC工控机控制压贴机构上电磁阀调整有杆气缸上两气路的选择和通断，在气压气的作用下气缸活塞杆伸出或收缩，并带动硅胶垫压贴或远离骨架线圈，从而使绕制的漆包线更为紧密贴合在碗形骨架上；

(6)本发明提供的一种特殊骨架线圈绕制方法，采用热风装置，在温控器的控制下吹出漆包线上胶液固化所需温度的热风，烘吹压贴过程的漆包线，能够加速漆包线表面的胶液固化，避免漆包线出现滑落现象，提高下一层绕制的可实现性。

附图说明

图1示出碗形骨架结构示意图；

图2示出一种实施方式中骨架线圈绕制装置结构示意图；

图3示出一种实施方式中固定支架的结构示意图；

图4示出一种实施方式中涂胶机构的结构示意图。

附图标号说明

1-碗形骨架；2-伺服电机；3-平移机构；4-轴体结构；5-纵向位移机构；6-胶槽；7-涂胶头；8-张力器；9-导气管；10-气阀控制器；11-储胶盒；12-压贴机构；13-热风枪；14-温控器；15-挡盘；16-螺母。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本发明的第一方面，提供了一种特殊骨架线圈绕制装置，如图2所示，用于碗形骨架线圈的绕制，所述碗形骨架(标号1)作为碗形骨架线圈的支撑结构为小端(碗底端)开放的碗形壳体结构，所述绕制装置包括固定支架、伺服电机(标号2)、涂胶机构、输线机构、平移机构(标号3)和PLC工控机，

所述固定支架具有支撑碗形骨架的轴体结构(标号4)，轴体结构一端与伺服电机的输出轴连接，另一端为自由端，优选所述碗形骨架由自由端套设在轴体结构上，碗口端朝向伺服电机；

所述涂胶机构位于固定支架的上部，包括纵向位移机构(标号5)、胶槽(标号6)和涂胶头(标号7)，所述胶槽固定在纵向位移机构上，所述涂胶头固定在胶槽的出口处，接收胶槽出口流出的胶液，在纵向位移机构的带动下靠近固定支架上套设的碗形骨架或骨架线圈，对绕制过程中的碗形骨架涂胶，其中，所述骨架线圈为碗形骨架上缠绕漆包线结构；

所述输线机构包括张力器(标号8)和输线针，所述张力器用于张紧待绕制的漆包线，所述输线针为针状中空结构，中空结构用于输送漆包线，经张力器张紧后的漆包线由输线针输出后缠绕在碗形骨架上；根据绕制骨架线圈的漆包线线径的不同，张力器的张力值随之调整；

所述平移机构上安装有固定输线针的针架，平移机构带动输线针沿碗形骨架的轴向匀速往复运动，使漆包线均匀往复缠绕在碗形骨架上；

所述PLC工控机与伺服电机、纵向位移机构和平移机构通信连接，向伺服电机发送启动、停止、旋转方向、旋转圈数、绕制速度、停顿时间等指令，控制伺服电机的旋转；向纵向位移机构发送启动、停止、纵向位移距离等指令，控制纵向位移机构带动涂胶头靠近或远离骨架线圈；向平移机构发送启动、停止、横向位移起始点坐标及终点坐标(即绕制尺寸区域)等指令，控制平移机构带动输线针沿碗形骨架的轴向往复运动，实施线圈的自动绕制。

在一种优选的实施方式中，如图3所示，所述固定支架的轴体结构靠近伺服电机的一端安装有挡盘(标号15)，轴体结构自由端加工有螺纹段并设置有与螺纹段配合的螺母(标号16)，套设在轴体结构上的碗形骨架的碗口端与挡盘接触，碗底端与螺母接触，通过螺母的旋进挤压将碗形骨架固定在轴体结构的设定位置。优选地，所述碗形骨架预先与底座安装组合后套设在固定支架的轴体结构上。通过上述措施可将碗形骨架安装在伺服电机的轴体结构上。此时，碗形骨架的碗口端与挡盘接触，底座的轴向末端与螺母接触，其中，该底座可为骨架线圈实际装配使用时固定骨架线圈的结构。

在一种优选的实施方式中，所述涂胶机构的纵向位移机构固定在伺服电机上方，两者通过结构件实现位置固定，利于涂胶头与碗形骨架的对准。所述涂胶机构可以选用但不限于储胶针筒和带导孔的定制毛刷。

在一种优选的实施方式中，如图4所示，所述涂胶机构的胶槽的入口处安装有带导气管的塞盖，胶槽经导气管(标号9)与外部气源连通，外部气源管路上安装有气阀控制器(标号10)，所述气阀控制器用于调整施加在胶槽中的气压，PLC工控机通过控制气阀控制器的通断来启停对胶槽气压的施加。胶槽中的气压越大，胶液流出速度越快，流量越大，胶槽中的气压越小，胶液流出速度越慢，流量越小，根据绕制骨架线圈的漆包线线径的不同，以及绕制产品不同位置的漆包线，可设定涂胶机构的气压值。气压值可以为定值或者随时间的变值，根据需要确定。采用上述自动化控制方式实现胶槽气压的可调可控，避免了人工绕制过程中使用毛笔蘸胶用于涂抹漆包线，其胶水的用量无法控制，易造成表面涂胶过多，漆包线易滑落的问题。由于胶液用量的可调可控，在实施线圈第1层和第2层绕制时，可以不采用漆包线交叉法，进而避免了出现线圈磁场不同轴的现象。

在一种优选的实施方式中，如图4所示，所述涂胶机构的涂胶头包括涂胶刷和导胶管，导胶管自胶槽的出口引出后进入涂胶刷中，涂胶刷上吸附有胶液，骨架线圈在涂胶刷下旋转后涂布上胶液。

在一种优选的实施方式中，所述输线机构上输线针的出线方向与漆包线传输方向成140°～180°。理论上角度呈180°时为最佳，但由于输线针与碗形骨架安装位置的限制，可能存在出线方向与漆包线传输方向存在偏差，成140°～180°时能够避免漆包线弯折角度太大，避免刮伤漆包线绝缘层导致线路短路。其中，所述出线方向为输线针末段的方向，由输线针的形状和安装角度确定；所述漆包线传输方向由输线针出口点与碗形骨架上漆包线卷入点两点连线确定。

在一种优选的实施方式中，所述平移机构可以选用但不限于伺服电机和密封式单线规滑台模组组成的方式。密封式单线规滑台模组与伺服电机通过法兰板安装连接，可将伺服电机的旋转运动，通过轴承旋转转换成滑块的水平移动。密封式单线规滑台模组可通过商购获得，如：密封式单线规滑台模组(XF40)。

进一步地，所述平移机构上还安装有储胶盒(标号11)，经张力器张紧后的漆包线从储胶盒中引出，使漆包线表面均匀涂覆胶液(如X-98胶液)，再经输线针的导向输出，固定在碗形骨架上需绕制的初始位置。

在本发明中，所述绕制装置还设置有机架以支撑其他机构，所述机架包括可移动底台和底台上支撑的防护罩，防护罩上设置有水平操作台，平移机构在水平操作台上带动输线针轴向运动实施骨架线圈的绕制。其中，可移动底台可通过底部安装滚轮实现可移动性。优选地，防护罩仅在一侧开放，用于人工操作。

在本发明中，如图1所示，所述绕制装置还设置有压贴机构(标号12)，所述压贴机构包括有杆气缸、固定在气缸活塞杆伸出端的硅胶垫和外部气源，连接所述外部气源的管路上安装电磁阀，PLC工控机通过控制电磁阀调整有杆气缸上两气路的选择和通断，使活塞杆伸出或收缩并带动硅胶垫压贴或远离骨架线圈，从而使绕制在碗形骨架表面的漆包线贴合的更为紧密，，使后续绕制的漆包线不容易滑落。。

在本发明中，所述绕制装置还设置有热风装置，所述热风装置包括热风枪(标号13)和温控器(标号14)，所述热风枪在温控器的控制下吹出漆包线上胶液固化所需温度的热风，烘吹压贴过程的漆包线，能够加速漆包线表面的胶液固化，避免漆包线出现滑落现象，提高下一层绕制的可实现性。

进一步地，所述热风枪安装在骨架线圈下部，使热风由下向上吹出。优选地，所述骨架线圈下方的水平操作台上加工有开孔结构，热风枪安装在开孔结构下方，枪口吹出的热气通过开孔吹至骨架线圈表面。

采用本发明中特殊骨架线圈绕制装置进行自动化绕制，避免了人工绕制过程中由于手动牵引漆包线的力矩不稳定，绕制过程漆包线的落点散布较大，从而导致绕制的线圈样品在电磁感应检测时，存在测试结果离散度较大及合格率低的问题；同时，产品生产过程耗时短，极大提高了生产效率。

需要说明的是，上述特殊骨架线圈绕制装置不仅适用于碗形骨架线圈的绕制，同样适用于规则骨架线圈如圆柱体骨架线圈、圆环骨架线圈的绕制，圆柱体骨架和圆环骨架在绕制装置上的安装位置与碗形骨架线圈一致，在此不再赘述。

需要说明的是，上述特殊骨架线圈绕制装置不仅适用于漆包线的绕制，同样适用于其他包裹或缠绕有绝缘层的金属导线的绕制，如胶皮导线等。

根据本发明的第二方面，提供了一种特殊骨架线圈绕制方法，采用第一方面所述的绕制装置实施，包括如下步骤：

S1，在固定支架的轴体结构上安装待绕制的碗形骨架，碗形骨架的碗口朝向伺服电机，通过旋进螺母将碗形骨架紧固在固定支架的轴体结构上；

S2，调整绕制装置上各机构至准启动状态，设置绕制相关参数；

S3，引出待绕制的漆包线，牵引通过张力器，再从平移机构上的储胶盒中引出，使漆包线表面均匀涂覆胶液(如X-98胶液)，经输线针导向输出后固定在碗形骨架上需绕制的初始位置(如采用医用橡皮膏将漆包线的缠绕起始部位粘贴固定在碗形骨架上)，漆包线头部预留至少7cm的自由段，用于自碗形骨架的粘贴位置处引出，后续使用时与其他机构连接；

S4，启动涂胶机构，纵向位移机构带动涂胶头下移接触碗形骨架表面，PLC工控机控制打开气阀控制器，在气压作用下，存储在胶槽中的胶液通过涂胶机构的涂胶头流出，随着碗形骨架的旋转，涂胶头将胶液均匀涂覆在碗形骨架表面的漆包线上；

S5，启动伺服电机，伺服电机在PLC工控机控制下带动轴体结构上的碗形骨架旋转，漆包线逐渐绕制在碗形骨架表面，实施漆包线的自动绕制；优选绕制第1层和第2层时的碗形骨架的旋转速度低于绕制后续层时碗形骨架的旋转速度，如绕制第1层和第2层时碗形骨架的旋转速度为3.5s/r，第3层～第9层时碗形骨架的旋转速度为1s/r；

S6，在开展自动绕制过程中，伺服电机带动碗形骨架旋转的同时，平移机构匀速带动漆包线精确轴向移动，伺服电机旋转的速度与平移机构的移动速度成比例匹配，使漆包线均匀绕制在碗形骨架的表面；

S7，在完成第1层固定匝数漆包线的绕制后，通过压贴结构带动硅胶垫对碗形骨架线圈的表面进行压贴，在绕制该层的最后1匝时，伺服电机降速旋转带动碗形骨架缓慢旋转1周，压贴装置对其表面的多个(如8个)均匀分布的点位进行压贴，每个点位压贴若干次(如3次)，使漆包线紧密贴合在碗形骨架的表面；

优选地，压贴过程中通过温控器控制热风枪吹出热风，如温度为150℃的热风通过下侧的热风枪吹出，烘吹压贴过程的漆包线，持续约1min，从而加速漆包线表面的胶液固化，避免漆包线出现滑落现象，提高下一层绕制的可实现性；

S8，在完成第1层绕制后，平移机构从碗形骨架的碗底端逐渐平移至碗口端，在第2层绕制过程中漆包线将覆盖在第1层表面，平移机构带动漆包线从碗口端逐渐绕制到碗底端，依次类推重复上述绕制过程，对碗形骨架的表面均匀绕制，每层循环交替，直到完成骨架线圈的绕制；

S9，完成绕制后，停止设备的运行，在绕制终点后额外预留一段漆包线，剪断漆包线后将漆包线的尾端用医用橡皮膏固定在碗形骨架表面，人工旋松固定螺母，取下绕制完成的碗形骨架线圈。

S10，绕制完成的碗形骨架线圈流转至后续工步开展电磁感应检测，通过检测的骨架线圈放置常温干燥柜中，待胶液固化后，流转后续工序装配使用。

在一种优选的实施方式中，步骤S1中，骨架线圈与预先与底座安装组合后安装在轴体结构上。

在一种优选的实施方式中，步骤S3中，对不同线径的漆包线，张力器的张力值有所不同，需根据试验进行修正调整。待绕制漆包线的直径为0.08～0.38mm时，张力器的力矩为50～900克。

在一种优选的实施方式中，步骤S4中，对不同线径的漆包线，涂胶机构的涂胶量有所不同，需根据试验进行修正调整。待绕制漆包线的直径为0.08～0.38mm时，涂胶量：0.2～0.8克/s，胶液粘度为380～420cps。

在一种优选的实施方式中，步骤S5中，对不同线径的漆包线，伺服电机的绕制速度有所不同，需根据试验进行修正调整。待绕制漆包线的直径为0.08～0.38mm时，绕制速度最大120r/min，优选为60～90r/min。

在一种优选的实施方式中，步骤S6中，平移机构精度优选为优于1mm/s，可根据实际情况调节。

本发明提供的一种特殊碗形骨架线圈的绕制方法，主要实现在碗形骨架表面自动化绕制漆包线，包含了碗形骨架的底座固定，线圈部件初始位置，绕制速度，平移机构移动速度，力矩器的力矩设定，漆包线涂胶和热风烘吹处理等内容。在自动化绕制过程中，采用慢速绕制，平移机构相对移动速度较慢，提高绕制线圈的平行度和均匀性，确保绕制的样件满足指标要求，提高一次性合格率，有效提高生产效率。

经过大量样件试验，确认绕制的线圈没有出现漆包线滑落、绕线不均匀、绕制匝数错误及涂胶量无法控制等异常，技术参数稳定性好，绕制的碗形骨架线圈符合技术指标要求。

实施例

实施例1

以绕制碗形骨架线圈的漆包线为例说明，采用线径为0.38mm的漆包线进行绕制，从碗形骨架的底部位置开始绕制，将漆包线均匀绕制在碗形骨架距离碗口的3.2mm～35.2mm范围，在距离碗口3.2mm处进行反向绕制，共需绕制10层，300匝漆包线。

通过螺母将带有底座的碗形骨架安装在固定支架的轴体结构上并拧紧，将漆包线牵引通过张力器，经储胶盒使漆包线表面均匀涂覆X-98胶液后自输线针输出，起头黏贴在碗形骨架右侧的固定支架上。

设定绕制所需的工艺参数：设定张力器的张力值为315g±10g，气阀控制器施加1.5Mpa±0.1Mpa的气压，通过涂胶机构可为碗形骨架表面均匀涂X-98胶液，第1、2层的涂胶时间为3.5s/r，后续每层的涂胶时间为1.5s/r。平移机构的移动速度范围：0.35cm/s，定位精度0.016mm。伺服电机带动碗形骨架旋转，伺服电机的准备位置为45.6mm，绕制步进停顿时间80s，前20匝绕制时间3.5s/r，在绕制第1层和第2层漆包线的旋转速度为3.5s/r，第3层～第9层的旋转速度为1.5s/r。绕制第9层时，碗口前端10mm处需绕制20匝，伺服速度500Hz，步进速度1600Hz，后端14mm处，需绕制10匝，伺服速度1400Hz，步进速度1600Hz。

完成碗形骨架线圈的绕之后，停止绕制机构运转。将碗形骨架线圈取出，将漆包线的起头和尾头去皮后，开展导通阻值测试，导通阻值为10Ω，电磁感应性能测试Φ2电压为4.73V，Φ1电压为4.68V，计算电感差值为0.05V，满足指标要求的小于70mV的要求。通过测试，绕制的碗形骨架线圈满足产品技术条件中各项指标要求。该自动化绕制设备可实现对特殊碗形弧面开展漆包线的自动化绕制，使绕制成品的技术成熟度达到GJB 7688-2012《装备技术成熟度等级划分及定义》第9级的要求。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (13)

1.一种特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，用于碗形骨架线圈的绕制，包括固定支架、伺服电机、涂胶机构、输线机构、平移机构、压贴机构和PLC工控机，

所述固定支架具有轴体结构，轴体结构一端与伺服电机的输出轴连接，另一端为自由端，用于支撑所述碗形骨架；

所述涂胶机构位于固定支架的上部，包括纵向位移机构、胶槽和涂胶头，所述胶槽固定在纵向位移机构上，所述涂胶头固定在胶槽的出口处，接收胶槽出口流出的胶液，在纵向位移机构的带动下靠近固定支架上套设的碗形骨架或骨架线圈，对绕制过程中的碗形骨架涂胶，其中，所述骨架线圈为碗形骨架上缠绕漆包线结构；

所述涂胶机构的胶槽的入口处安装有带导气管的塞盖，胶槽经导气管与外部气源连通，外部气源管路上安装有气阀控制器，气阀控制器用于调整施加在胶槽中的气压，PLC工控机通过控制气阀控制器的通断来启停对胶槽气压的施加；

所述输线机构包括张力器和输线针，所述张力器用于张紧待绕制的漆包线，所述输线针为针状中空结构，中空结构用于输送漆包线，经张力器张紧后的漆包线由输线针输出后缠绕在碗形骨架上；

所述平移机构上安装有固定输线针的针架，平移机构带动输线针沿碗形骨架的轴向往复运动，使漆包线往复缠绕在碗形骨架上；所述平移机构上还安装有储胶盒，经张力器张紧后的漆包线从储胶盒中引出，使漆包线表面涂覆胶液，再经输线针的导向输出，固定在碗形骨架上需绕制的初始位置；

所述压贴机构包括有杆气缸、固定在气缸活塞杆伸出端的硅胶垫和外部气源，连接所述外部气源的管路上安装有电磁阀，PLC工控机通过控制电磁阀调整有杆气缸上两气路的选择和通断，使活塞杆伸出或收缩并带动硅胶垫压贴或远离骨架线圈；

所述PLC工控机与伺服电机、纵向位移机构和平移机构通信连接，向伺服电机、纵向位移机构和平移机构发送指令，控制伺服电机的旋转、控制纵向位移机构带动涂胶头靠近或远离骨架线圈，以及控制平移机构带动输线针沿碗形骨架的轴向往复运动，实施线圈的自动绕制。

2.根据权利要求1所述的特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，所述碗形骨架套设在固定支架的轴体结构上，碗口端朝向伺服电机；所述固定支架的轴体结构靠近伺服电机的一端安装有挡盘，自由端加工有螺纹段并设置有与螺纹段配合的螺母，套设在轴体结构上的碗形骨架的碗口端与挡盘接触，碗底端与螺母接触，通过螺母的旋进挤压将碗形骨架固定在轴体结构的设定位置。

3.根据权利要求2所述的特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，所述碗形骨架预先与底座安装组合后套设在固定支架的轴体结构上。

4.根据权利要求1所述的特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，所述涂胶机构的涂胶头包括涂胶刷和导胶管，导胶管自胶槽的出口引出后进入涂胶刷中，涂胶刷上吸附有胶液，骨架线圈在涂胶刷下旋转后涂布上胶液。

5.根据权利要求1所述的特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，所述输线机构上输线针的出线方向与漆包线传输方向成140°～180°。

6.根据权利要求1所述的特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，所述绕制装置还设置有机架以支撑其他机构，所述机架包括可移动底台和底台上支撑的防护罩，防护罩上设置有水平操作台，平移机构在水平操作台上带动输线针轴向运动实施骨架线圈的绕制。

7.根据权利要求1所述的特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，所述绕制装置还设置有热风装置，所述热风装置包括热风枪和温控器，所述热风枪在温控器的控制下吹出漆包线上胶液固化所需温度的热风，烘吹压贴过程的漆包线。

8.根据权利要求1所述的特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，所述骨架线圈下方的水平操作台上加工有开孔结构，热风枪安装在开孔结构下方，枪口吹出的热气通过开孔吹至骨架线圈表面。

9.根据权利要求1所述的特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，所述绕制装置所使用的碗形骨架还可以更换为规则骨架。

10.根据权利要求1所述的特殊骨架线圈绕制装置，其特征在于，所述绕制装置所使用的漆包线还可以更换为任意带有绝缘层的金属导线。

11.一种特殊骨架线圈绕制方法，采用权利要求1至10之一所述的绕制装置实施，包括如下步骤：

S1，在固定支架的轴体结构上安装待绕制的碗形骨架，碗形骨架的碗口朝向伺服电机，通过旋进螺母将碗形骨架紧固在固定支架的轴体结构上；

S2，调整绕制装置上各机构至准启动状态，设置绕制相关参数；

S3，引出待绕制的漆包线，牵引通过张力器，再从平移机构上的储胶盒中引出，使漆包线表面涂覆胶液，经输线针导向输出后固定在碗形骨架上需绕制的初始位置，将漆包线头部预留一端自由段，用于自碗形骨架的粘贴位置处引出，后续使用时与其他机构连接；

S4，启动涂胶机构，纵向位移机构带动涂胶头下移并接触碗形骨架表面，PLC工控机控制打开气阀控制器，在气压作用下，存储在胶槽中的胶液通过涂胶机构的涂胶头流出，随着碗形骨架的旋转，涂胶头将胶液均匀涂覆在碗形骨架表面的漆包线上；

S5，启动伺服电机，伺服电机在PLC工控机控制下带动轴体结构上的碗形骨架旋转，漆包线逐渐绕制在碗形骨架表面，实施漆包线的自动绕制；

S6，在开展自动绕制过程中，伺服电机带动碗形骨架旋转的同时，平移机构匀速带动漆包线轴向移动，伺服电机旋转的速度与平移机构的移动速度成比例匹配，使漆包线均匀绕制在碗形骨架的表面；

S7，在完成第1层固定匝数漆包线的绕制后，通过压贴结构带动硅胶垫对碗形骨架线圈的表面进行压贴，在绕制该层的最后1匝时，伺服电机降速旋转带动碗形骨架旋转1周，压贴装置对其表面的多个均匀分布的点位进行压贴，每个点位压贴若干次，使漆包线紧密贴合在碗形骨架的表面；

S8，在完成第1层绕制后，平移机构从碗形骨架的碗底端平移至碗口端，在第2层绕制过程中漆包线将覆盖在第1层表面，平移机构带动漆包线从碗口端逐渐绕制到碗底端，依次类推重复上述绕制过程，每层循环交替，直到完成骨架线圈的绕制；

S9，完成绕制后，停止设备的运行，在绕制终点后额外预留一段漆包线，剪断漆包线后将漆包线的尾端固定在碗形骨架表面，人工旋松固定螺母，取下绕制完成的碗形骨架线圈；

S10，使碗形骨架线圈上的胶液固化，得到成型的碗形骨架线圈。

12.根据权利要求11所述的特殊骨架线圈绕制方法，其特征在于，步骤S5中，绕制第1层和第2层时的碗形骨架的旋转速度低于绕制后续层时碗形骨架的旋转速度。

13.根据权利要求11所述的特殊骨架线圈绕制方法，其特征在于，步骤S7中，压贴过程中通过温控器控制热风枪吹出热风，烘吹压贴过程的漆包线。

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