CN113562544A - 一种起尾线扭线绕线系统及其绕线方法 - Google Patents

Abstract

一种起尾线扭线绕线系统，其包括一个机台，一个设置在所述机台一侧的置料装置，一个设置在所述机台上的绕线驱动结构，一个设置在所述绕线驱动结构中的进线结构，一个设置在所述绕线驱动结构上的绕线架结构，一个设置在机台上的定点夹持结构，以及一个设置在所述绕线架结构与置料装置之间的裁切装置。所述绕线驱动结构包括一个设置在所述机台上的固定轴承座，一个设置在所述机台上的张开驱动机构，一个设置在所述固定轴承座中的内轴套，一个穿设在内轴套中且能够沿内轴套轴向移动的转轴。本起尾线扭线绕线系统大大减小了设备占用空间，简化了设备结构，进一步提升绕线效果，而且部件驱动互不干涉，绕线精准控制且误差小，进一步提升绕线效率。

Description

一种起尾线扭线绕线系统及其绕线方法

技术领域

本发明属于绕设设备技术领域，特别是一种起尾线扭线绕线系统。

背景技术

传统的骨架线圈绕线工艺都涉及到进线、绕线、扭线，切割等加工步骤，其每个步骤分别采用不同的设备组合使用，导致整体设备占用空间较大，组合安装复杂。同时不同步骤的设备在同时实现自动化时精度要求大，控制程序驱动动作连惯性差，在使用过程中各个环节故障率高，稳定性差，无法达到长期自动化生产要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种起尾线扭线绕线系统，以解决上述问题。

一种起尾线扭线绕线系统，其包括一个机台，一个设置在所述机台一侧的置料装置，一个设置在所述机台上的绕线驱动结构，一个设置在所述绕线驱动结构中的进线结构，一个设置在所述绕线驱动结构上的绕线架结构，一个设置在机台上的定点夹持结构，以及一个设置在所述绕线架结构与置料装置之间的裁切装置。所述绕线驱动结构包括一个设置在所述机台上的固定轴承座，一个设置在所述机台上的张开驱动机构，一个设置在所述固定轴承座中的内轴套，一个穿设在内轴套中且能够沿内轴套轴向移动的转轴，一个套设在所述转轴外侧且与张开驱动机构连接的移动轴承座，以及一个驱动所述转轴的旋转电机。所述绕线架结构包括对称铰接在转轴靠近内轴套一端的绕线手臂和夹持手臂，一个设置在所述内轴套上的外扩连接部，两个对称设置在所述外扩连接部上的导向辊，两组一端端部连接在外扩连接部上且另一端分别连接在绕线手臂和夹持手臂上的拉簧，一个设置在所述绕线手臂上的导线管，以及一个设置在所述夹持手臂上的移动夹持结构。

进一步地，所述置料装置包括一个设置在所述机台一侧的旋转驱动平台，至少两个设置在所述旋转驱动平台上的骨架工装夹具，以及一个设置在所述旋转驱动平台底部且驱动骨架工装夹具旋转的自转电机。

进一步地，所述进线结构包括一个沿所述转轴轴向设置在转轴中心的进线通道，一个设置在所述绕线手臂上的让位孔，一个设置在所述绕线手臂远离绕线驱动结构的一端且连通所述让位孔与导线管的空腔，以及一个设置在所述空腔中的端点夹持结构。

进一步地，所述张开驱动机构包括一个沿所述转轴轴向设置在所述机台上的平移导轨，一个设置在所述平移导轨上的平移滑块，以及一个设置在所述机台上且驱动平移滑块的伺服电机。

进一步地，所述定点夹持结构包括一个设置在所述机台与置料装置之间的位移结构，一个设置在所述位移结构上的定点夹持气缸，以及一组由定点夹持气缸驱动的定点夹持手指。

进一步地，所述裁切装置包括一个设置在所述机台与置料装置之间且位于绕线架结构下方的升降结构，一个设置在所述升降结构上的裁切气缸，以及一个由裁切气缸驱动的切割刀。

进一步地，所述移动夹持结构包括一个设置在所述夹持手臂上的导向槽，一个嵌装在所述导向槽中的内嵌滑块，一个驱动所述内嵌滑块的位移气缸，一个设置在所述内嵌滑块且位于夹持手臂内侧的移动夹持气缸，以及一个设置在所述夹持手臂远离绕线驱动结构一端的移动夹持手指。

进一步地，所述转轴远离绕线架结构的一端设有一个气缸座且所述气缸座中设有一个与进线通道呈直线连通的进线孔。

进一步地，所述气缸座设有至少一个连通所述进线孔的进气孔。

一种起尾线扭线绕线系统的绕线方法，其包括如下步骤：

A、绕前准备，将骨架放置固定在骨架工装夹具上，并通过旋转驱动平台转动将骨移动架至靠近机台一侧且与转轴保持同轴向的加工工位，线材的一端依次通过进线孔、进线通道、让位孔、空腔、导线管后伸出绕线手臂的端部。

B、骨架绕线，通过端点夹持结构夹持固定线材的头部，绕线驱动结构驱动绕线手臂将线材的头部送至定点夹持结构处且定位夹持装置对线材的头部夹持固定，同时端点夹持结构撤去线材夹持且并绕线驱动结构调整绕线手臂张开角度直至导线管的出线端位于骨架所处的径向平面上，随即绕线驱动结构驱动绕线手臂旋转，完成骨架上绕线。

C、骨架扭线，通过绕线驱动结构驱动夹持手臂移动至定点夹持结构处且移动夹持结构夹持固定线材头部，定点夹持结构撤去线材头部固定且端点夹持结构夹持固定线材尾部，自转电机驱动骨架工装夹具旋转90°，随即绕线驱动结构驱动绕线手臂与夹持手臂旋转使绕线手臂夹持的线材与夹持手臂夹持的线材扭成一股线段，完成骨架单侧扭线。

D、线材裁切，在骨架扭线完成后，绕线手臂和夹持手臂依次经过裁切装置的上方时，裁切装置通过升降结构到达设定高度后驱动切割刀依次对绕线手臂、夹持手臂上的线材进行裁切，使骨架上线圈脱离原料线材。

与现有技术相比，本发明提供的一种起尾线扭线绕线系统将原有的进线装置，绕线架结构，扭线装置集成为一体，大大减小了设备占用空间，简化了设备结构，通过以转轴、绕线手臂内部穿线的方式，代替现有的外部进线方式，减少了多个进线导向装置和安装调试时间，进一步提升绕线效果，而且绕线方式采用整体全自动化工艺，设置定点夹持结构形成线材头部夹持并预留设定长度线材，共用绕线架结构、绕线驱动结构，部件驱动互不干涉，绕线精准控制且误差小，分步通过绕线手臂的单向走线的绕线转动，以及绕线手臂和夹持手臂的同步扭线转动，进一步提升绕线效率。

附图说明

图1为本发明提供的一种起尾线扭线绕线系统的结构示意图。

图2为图1的起尾线扭线绕线系统所具有的剖面结构示意图。

图3为图2的起尾线扭线绕线系统所具有的A区域放大结构示意图。

图4为图1的起尾线扭线绕线系统所具有的进线结构示意图。

图5为图1的起尾线扭线绕线系统所具有的定点夹持结构的结构示意图。

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。

请参阅图1至图5，其为本发明提供的一种起尾线扭线绕线系统的结构示意图。一种起尾线扭线绕线系统，其包括一个机台10，置料装置20设置在所述机台10一侧，绕线驱动结构30设置在所述机台10上，进线结构40设置在所述绕线驱动结构30中，绕线架结构50设置在所述绕线驱动结构30上，定点夹持结构60设置在机台10上，裁切装置70设置在所述绕线架结构50与置料装置20之间。可以想到的是，所述起尾线扭线绕线系统还包括其他功能组件以及具体结构，例如电气连接组件，控制组件，进线张力组件，安装结构等，其均为本领域技术人员所习知的技术，故在此不再一一详细说明。

机台10即为一个安装平台，利于部件安装和位置调整。

所述置料装置20包括一个设置在所述机台10一侧的旋转驱动平台21，至少两个设置在所述旋转驱动平台21上的骨架工装夹具22，以及一个设置在所述旋转驱动平台21底部且驱动骨架工装夹具22旋转的自转电机23。骨架工装夹具22用于限位固定承载骨架的产品，承载骨架的一端突出于骨架工装夹具22，以便于绕线扭线过程中造成部件转动干涉。控制旋转驱动平台21转动，实现骨架工装夹具22的工位转换，靠近机台10一侧的骨架工装夹具22为加工工位，远离机台10一侧的骨架工装夹具22为待加工工位或者已加工工位，以利于骨架上下料与骨架绕线同时进行，提高工作效率。

所述绕线驱动结构30包括一个设置在所述机台10上的固定轴承座31，一个设置在所述机台10上的张开驱动机构32，一个设置在所述固定轴承座31中的内轴套33，一个穿设在内轴套33中且能够沿内轴套33轴向移动的转轴34，一个套设在所述转轴34外侧且与张开驱动机构32连接的移动轴承座35，以及一个驱动所述转轴34的旋转电机36。该绕线驱动结构30通过固定轴承座31与移动轴承座35实现转轴34的双端支撑限位，内轴套33与转轴34之间设有周向限位结构，即旋转电机36驱动转轴34转动时，内轴套33与转轴34保持同步转动，并由固定轴承座31和移动轴承座35保持转轴34相对转动。可以想到的是，为了保持进线结构40的直线性，代替原有的电机直连驱动的方式，减少走线弯路且避免与部件之间形成干涉，选择将旋转电机36设置在转轴34的一侧，通过在转轴34外壁设置皮轮带与旋转电机36输出连接，也可以通过齿轮啮合的方式替换。

所述张开驱动机构32包括一个沿所述转轴34轴向设置在所述机台10上的平移导轨321，一个设置在所述平移导轨321上的平移滑块322，以及一个设置在所述机台10上且驱动平移滑块322的伺服电机323。移动轴承座35设置在平移滑块322上，伺服电机323为可控电机，配合控制组件能控制平移滑块322的平移距离。伺服电机323驱动平移滑块322沿平移导轨321移动，带动移动轴承座35向固定轴承座31一端移动，转轴34一端进一步伸出内轴套33。至于绕线驱动结构30的具体工作远离，将在下述结合绕线架结构50做进一步详细说明。

所述绕线架结构50包括对称铰接在转轴34靠近内轴套33一端的绕线手臂51和夹持手臂52，一个设置在所述内轴套33上的外扩连接部53，两个对称设置在所述外扩连接部53上的导向辊54，两组一端端部连接在外扩连接部53上且另一端分别连接在绕线手臂51和夹持手臂52上的拉簧55，一个设置在所述绕线手臂51上的导线管56，以及一个设置在所述夹持手臂52上的移动夹持结构57。拉簧55始终处于被拉伸状态，产生的弹力施加在绕线手臂51和夹持手臂52上，迫使绕线手臂51和夹持手臂52两者始终贴合在导向辊54上，同时导向辊54设置在随转轴34同步转动的外扩连接部53上，使导向辊54跟随绕线手臂51和夹持手臂52转动。当时转轴34向外伸出内轴套33时，导向辊54作为绕线手臂51夹持手臂52的张开支点，使绕线手臂51、夹持手臂52张开时与导向辊54之间接触为滚动摩擦，移动导向更加顺畅，当转轴34向内回缩内轴套33时，绕线手臂51和夹持手臂52向内并拢。同时所述导向辊54的宽度大于所述绕线手臂51的宽度且导向辊54外壁设有一个供绕线手臂51一侧嵌入的环形导向槽，环形导向槽的结构设计提升了绕线手臂51与导向辊54的贴合紧密性，进一步提升绕线架结构50的稳定性。

所述进线结构40包括一个沿所述转轴34轴向设置在转轴34中心的进线通道41，一个设置在所述绕线手臂51上的让位孔42，一个设置在所述绕线手臂51远离绕线驱动结构30的一端且连通所述让位孔42与导线管56的空腔43，以及一个设置在所述空腔43中的端点夹持结构44。所述转轴34远离绕线架结构50的一端设有一个气缸座45且所述气缸座45中设有一个与进线通道41呈直线连通的进线孔46。所述气缸座45设有至少一个连通所述进线孔46的进气孔47。线材依次通过气缸座45中的进线孔46、转轴34中的进线通道41，从转轴34一端中心穿出后又经过绕线手臂51中的让位孔42、空腔43，最终从绕线手臂51端部的导线筒穿出。通过这以转轴34、绕线手臂51内部穿线的方式，代替现有的外部进线方式，减少了多个进线导向装置和安装调试时间，简化了设备结构，减小占用空间并提高安装效率。在进线通道41一端设置气缸座45，延长了进线通道41，使进线端保持固定不动状态，避免转轴34一端直接进线导致线的进线端容易被转轴34旋转磨损甚至断裂。同时也方便在气缸座45上设置一个连通所述进线孔46的进气孔47，在停机状态上，可通过进气孔47通入高压气体清洁进线通道41，清除异物保持进线通道41通畅。让位孔42为转轴34端部出线后的二次进线，转轴34为中心端出线，绕线手臂51与转轴34之间存在夹角，进线过程不会与部件接触，穿线通畅避免出现缠线绕线现象。空腔43有利于端点夹持结构44的安装，端点夹持结构44通过线架气缸驱动夹持块夹持固定通过空腔43的线材，即实现出线端的端部稳定，配合进线端的张力结构，使进线过程线材始终保持绷紧状态，有效避免进线通道41中和让位孔42的线材出现松弛缠线情况。

所述定点夹持结构60包括一个设置在所述机台10与置料装置20之间的位移结构61，一个设置在所述位移结构61上的定点夹持气缸62，以及一组由定点夹持气缸62驱动的定点夹持手指63。该位移结构61用于调整定位定点夹持手指63的位置，根据不同尺寸的骨架突出长度进行针对调整。将定点夹持结构60设置靠近所述绕线手臂51的外圈路径上的一侧，端点夹持结构44夹持线材时，迫使伸出导线管56的线材头部保持稳定状态，在绕线手臂51靠近定点夹持结构60时，定点夹持手臂52夹持线材头部，端点夹持结构44撤力，然后绕线手臂51以骨架为轴完成骨架绕线操作。

进行扭线操作时，通过夹持手臂52靠近定点夹持结构60，并通过移动夹持结构57取代定点夹持结构60夹持固定线材头部，所述移动夹持结构57包括一个设置在所述夹持手臂52上的导向槽571，一个嵌装在所述导向槽571中的内嵌滑块572，一个驱动所述内嵌滑块572的位移气缸573，一个设置在所述内嵌滑块572且位于夹持手臂52内侧的移动夹持气缸574，以及一个设置在所述夹持手臂52远离绕线驱动结构30一端的移动夹持手指575。位移气缸573驱动内嵌滑块572上的移动夹持手指575贴近定点夹持手臂52，移动夹持手指575夹持线材头部且定点夹持手臂52撤去线材夹持。待到骨架工装夹具22扭转90°后，端点夹持结构44在此夹持线材，绕线手臂51与夹持手臂52分别夹持骨架两端的线材，随即驱动旋转完成扭线操作。

所述裁切装置70包括一个设置在所述机台10与置料装置20之间且位于绕线架结构50下方的升降结构71，一个设置在所述升降结构71上的裁切气缸72，以及一个由裁切气缸72驱动的切割刀73。设置升降结构71，避免绕线架结构50移动时与裁切装置70发生干涉，待到扭线完成后，绕线手臂51和夹持手臂52依次分别回转至最低处，升降结构71移动至设定高度，裁切气缸72驱动切割刀73完成线材裁切，骨架上线圈脱离夹持固定。

该起尾线扭线绕线系统将原有的进线装置、绕线架结构50、扭线装置集成为一体，大大减小了设备占用空间，简化了设备结构，通过以转轴34、绕线手臂51内部穿线的方式，代替现有的外部进线方式，减少了多个进线导向装置和安装调试时间，而且在绕线过程和扭线过程中采用全自动化流程，共用绕线架结构50、绕线驱动结构30，部件驱动互不干涉，绕线精准控制且误差小，进一步提升绕线效果。

一种起尾线扭线绕线系统的绕线方法，其包括如下步骤：

A、绕前准备，将骨架放置固定在骨架工装夹具22上，并通过旋转驱动平台21转动将骨移动架至靠近机台10一侧且与转轴34保持同轴向的加工工位，线材的一端依次通过进线孔46、进线通道41、让位孔42、空腔43、导线管56后伸出绕线手臂51的端部。

B、骨架绕线，通过端点夹持结构44夹持固定线材的头部，绕线驱动结构30驱动绕线手臂51将线材的头部送至定点夹持结构处且定位夹持装置对线材的头部夹持固定，同时端点夹持结构44撤去线材夹持且并绕线驱动结构30调整绕线手臂51张开角度直至导线管56的出线端位于骨架所处的径向平面上，随即绕线驱动结构30驱动绕线手臂51旋转，完成骨架上绕线。

C、骨架扭线，通过绕线驱动结构30驱动夹持手臂52移动至定点夹持结构处且移动夹持结构57夹持固定线材头部，定点夹持结构撤去线材头部固定且端点夹持结构44夹持固定线材尾部，自转电机23驱动骨架工装夹具22旋转90°，随即绕线驱动结构30驱动绕线手臂51与夹持手臂52旋转使绕线手臂51夹持的线材与夹持手臂52夹持的线材扭成一股线段，完成骨架单侧扭线。

D、线材裁切，在骨架扭线完成后，绕线手臂51和夹持手臂52依次经过裁切装置70的上方时，裁切装置70通过升降结构71到达设定高度后驱动切割刀73依次对绕线手臂51、夹持手臂52上的线材进行裁切，使骨架上线圈脱离原料线材。

该绕线方式采用整体全自动化工艺，设置定点夹持结构形成线材头部夹持并预留设定长度线材，共用绕线架结构50、绕线驱动结构30，部件驱动互不干涉，绕线精准控制且误差小，分步通过绕线手臂51的单向走线的绕线转动，以及绕线手臂51和夹持手臂52的同步扭线转动，进一步提升绕线效率。

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)

1.一种起尾线扭线绕线系统，其特征在于：所述起尾线扭线绕线系统包括一个机台，一个设置在所述机台一侧的置料装置，一个设置在所述机台上的绕线驱动结构，一个设置在所述绕线驱动结构中的进线结构，一个设置在所述绕线驱动结构上的绕线架结构，一个设置在机台上的定点夹持结构，以及一个设置在所述绕线架结构与置料装置之间的裁切装置，所述绕线驱动结构包括一个设置在所述机台上的固定轴承座，一个设置在所述机台上的张开驱动机构，一个设置在所述固定轴承座中的内轴套，一个穿设在内轴套中且能够沿内轴套轴向移动的转轴，一个套设在所述转轴外侧且与张开驱动机构连接的移动轴承座，以及一个驱动所述转轴的旋转电机，所述绕线架结构包括对称铰接在转轴靠近内轴套一端的绕线手臂和夹持手臂，一个设置在所述内轴套上的外扩连接部，两个对称设置在所述外扩连接部上的导向辊，两组一端端部连接在外扩连接部上且另一端分别连接在绕线手臂和夹持手臂上的拉簧，一个设置在所述绕线手臂上的导线管，以及一个设置在所述夹持手臂上的移动夹持结构。

2.如权利要求1所述的起尾线扭线绕线系统，其特征在于：所述置料装置包括一个设置在所述机台一侧的旋转驱动平台，至少两个设置在所述旋转驱动平台上的骨架工装夹具，以及一个设置在所述旋转驱动平台底部且驱动骨架工装夹具旋转的自转电机。

3.如权利要求1所述的起尾线扭线绕线系统，其特征在于：所述进线结构包括一个沿所述转轴轴向设置在转轴中心的进线通道，一个设置在所述绕线手臂上的让位孔，一个设置在所述绕线手臂远离绕线驱动结构的一端且连通所述让位孔与导线管的空腔，以及一个设置在所述空腔中的端点夹持结构。

4.如权利要求1所述的起尾线扭线绕线系统，其特征在于：所述张开驱动机构包括一个沿所述转轴轴向设置在所述机台上的平移导轨，一个设置在所述平移导轨上的平移滑块，以及一个设置在所述机台上且驱动平移滑块的伺服电机。

5.如权利要求1所述的起尾线扭线绕线系统，其特征在于：所述定点夹持结构包括一个设置在所述机台与置料装置之间的位移结构，一个设置在所述位移结构上的定点夹持气缸，以及一组由定点夹持气缸驱动的定点夹持手指。

6.如权利要求1所述的起尾线扭线绕线系统，其特征在于：所述裁切装置包括一个设置在所述机台与置料装置之间且位于绕线架结构下方的升降结构，一个设置在所述升降结构上的裁切气缸，以及一个由裁切气缸驱动的切割刀。

7.如权利要求1所述的起尾线扭线绕线系统，其特征在于：所述移动夹持结构包括一个设置在所述夹持手臂上的导向槽，一个嵌装在所述导向槽中的内嵌滑块，一个驱动所述内嵌滑块的位移气缸，一个设置在所述内嵌滑块且位于夹持手臂内侧的移动夹持气缸，以及一个设置在所述夹持手臂远离绕线驱动结构一端的移动夹持手指。

8.如权利要求1所述的起尾线扭线绕线系统，其特征在于：所述转轴远离绕线架结构的一端设有一个气缸座且所述气缸座中设有一个与进线通道呈直线连通的进线孔。

9.如权利要求8所述的起尾线扭线绕线系统，其特征在于：所述气缸座设有至少一个连通所述进线孔的进气孔。

10.如权利要求1-9任意一项所述的起尾线扭线绕线系统的绕线方法，其特征在于，其包括如下步骤：

A、绕前准备，将骨架放置固定在骨架工装夹具上，并通过旋转驱动平台转动将骨移动架至靠近机台一侧且与转轴保持同轴向的加工工位，线材的一端依次通过进线孔、进线通道、让位孔、空腔、导线管后伸出绕线手臂的端部。

B、骨架绕线，通过端点夹持结构夹持固定线材的头部，绕线驱动结构驱动绕线手臂将线材的头部送至定点夹持结构处且定位夹持装置对线材的头部夹持固定，同时端点夹持结构撤去线材夹持且并绕线驱动结构调整绕线手臂张开角度直至导线管的出线端位于骨架所处的径向平面上，随即绕线驱动结构驱动绕线手臂旋转，完成骨架上绕线。

C、骨架扭线，通过绕线驱动结构驱动夹持手臂移动至定点夹持结构处且移动夹持结构夹持固定线材头部，定点夹持结构撤去线材头部固定且端点夹持结构夹持固定线材尾部，自转电机驱动骨架工装夹具旋转90°，随即绕线驱动结构驱动绕线手臂与夹持手臂旋转使绕线手臂夹持的线材与夹持手臂夹持的线材扭成一股线段，完成骨架单侧扭线。

D、线材裁切，在骨架扭线完成后，绕线手臂和夹持手臂依次经过裁切装置的上方时，裁切装置通过升降结构到达设定高度后驱动切割刀依次对绕线手臂、夹持手臂上的线材进行裁切，使骨架上线圈脱离原料线材。

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