CN116013681A - 基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具和工艺 - Google Patents
基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具和工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，包括能钳住电感铁芯或变压器线圈骨架的钳持单元；钳持单元固定连接在扭矩传递丝杆的一端，扭矩传递丝杆上传动设置有a丝杆螺母；还包括与所述扭矩传递丝杆同轴心的输出轴，所述输出轴通过同步臂固定连接a丝杆螺母，还包括能对扭矩传递丝杆的轴线运动施加阻力的阻力控制机构，以及能实时检测扭矩传递丝杆转速的转速传感器；保证引出线以相对恒定绷紧力F1紧密且均匀的卷绕在电感铁芯上，进而达到自适应卷绕的效果。
Description
技术领域
本发明属于电感线圈卷绕治具领域。
背景技术
电感在线圈卷绕工艺过程中，有将漆包线均匀紧密的呈螺旋状卷绕在铁芯上的工艺需求；
在以往线圈卷绕治具结构中，往往通过钳持装置固定钳持铁芯的一端，然后驱动所钳持的电感铁芯沿轴线旋转的同时沿轴线方向位移，从而使漆包线呈螺旋状卷绕在铁芯上，进而形成螺旋状的电感线圈；
为了保证漆包线的紧密卷绕的工艺需求，用于引出等待卷绕的漆包线的储线装置一般为储线卷211结构，如图1所示，可以通过扭矩输出轴40对储线卷211施加一个与旋转方向相反的恒定扭矩T1，从而使储线卷211通过旋转引出的引出线1形成绷紧力F1，进而实现紧密卷绕的目的；
但是由于储线卷211的持续放线使漆包线储线圈1c的外圈处于持续消耗的过程中，漆包线储线圈1c的外圈每消耗一层，漆包线储线圈1c的外圈直径会相应变小一次，根据受力分析，在T1不变的情况下，漆包线储线圈1c的外圈直径变小后，引出线1的绷紧力F1会变大，造成引出线1的绷紧力F1不是恒定值，进而造成引出线1卷绕在电感铁芯18上的电感线圈1b松紧程度不一致的问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具和工艺，保证引出线以相对恒定绷紧力F1紧密且均匀的卷绕在电感铁芯上，进而达到自适应卷绕的效果。
技术方案：为实现上述目的，本发明的基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，包括能钳住电感铁芯或变压器线圈骨架的钳持单元；钳持单元固定连接在扭矩传递丝杆的一端，扭矩传递丝杆上传动设置有a丝杆螺母；还包括与扭矩传递丝杆同轴心的输出轴，输出轴通过同步臂固定连接a丝杆螺母。
进一步的，还包括能对扭矩传递丝杆的轴线运动施加阻力的阻力控制机构。
进一步的，还包括能实时检测扭矩传递丝杆转速的转速传感器。
进一步的，钳持单元钳持的是电感铁芯，被钳持的是电感铁芯与扭矩传递丝杆和输出轴同轴心。
进一步的，钳持单元包括第一圆弧夹持片和第二圆弧夹持片；第一圆弧夹持片远离扭矩传递丝杆的一端的内弧面设置有起始卷绕线头卡槽。
进一步的，还包括扭矩输出轴，扭矩输出轴上同轴心固定连接有储线卷，储线卷上卷绕有漆包线储线圈c，漆包线储线圈c的引出线末端的起始线头a插入起始卷绕线头卡槽内，钳持单元带动电感铁芯旋转使引出线以起始线头a为起始卷绕点卷绕在电感铁芯上形成电感线圈b。
进一步的，a丝杆螺母远离同步臂的一侧固定连接有连接臂；阻力控制机构包括与扭矩传递丝杆平行的导向杆和传动丝杆，导向杆的一端固定在连接臂上；连接臂上固定安装有丝杆电机，丝杆电机驱动连接传动丝杆，传动丝杆上传动配合有b丝杆螺母；扭矩传递丝杆的末端为一段光杆，光杆外通过轴承同轴心转动设置有弹簧挡环；b丝杆螺母上固定有浮动板，浮动板与扭矩传递丝杆轴线垂直，浮动板上设置有镂空穿过孔和导孔，导向杆活动穿过导孔，光杆穿过镂空穿过孔；光杆外同轴心套有施力弹簧，施力弹簧的两端分别弹性顶压浮动板和弹簧挡环。
进一步的，基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具的工作方法：
一旦转速传感器识别到扭矩传递丝杆/电感铁芯的旋转速度变小时，说明漆包线储线圈的外圈至少已经消耗一层，转速传感器将识别到的转速变小的信息反馈给控制器，随后控制器适应性降低扭矩输出轴对储线卷施加逆时针扭矩T1的值，从而使引出线已经变大的绷紧力F1变小，进而变小已经变大的T2，使电感铁芯的旋转速度修正，通过不断的反馈调节，保证引出线以相对恒定绷紧力F1紧密且均匀的卷绕在电感铁芯上，进而达到自适应卷绕的效果。
有益效果：一旦转速传感器识别到扭矩传递丝杆/电感铁芯的旋转速度变小时，说明漆包线储线圈的外圈已经消耗一层，转速传感器将识别到的转速变小的信息反馈给控制器，随后控制器适应性降低扭矩输出轴对储线卷施加逆时针扭矩T1的值，从而使引出线已经变大的绷紧力F1变小，进而变小已经变大的T2，使电感铁芯的旋转速度修正，通过上述不断的反馈调节，以恢复到理想状态；保证引出线以相对恒定绷紧力F1紧密且均匀的卷绕在电感铁芯上，进而达到自适应卷绕的效果。
附图说明
附图1为本装置的整体结构示意图；
附图2为附图1的正视图；
附图3为附图1的左视图；
附图4为阻力控制机构处的局部放大示意图；
附图5为钳持单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至5所示的基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，包括能钳住电感铁芯18或变压器线圈骨架的钳持单元50；钳持单元50固定连接在扭矩传递丝杆9的一端，扭矩传递丝杆9上传动设置有a丝杆螺母8；还包括与扭矩传递丝杆9同轴心的输出轴2，输出轴2通过同步臂3固定连接a丝杆螺母8，还包括能对扭矩传递丝杆9的轴线运动施加阻力的阻力控制机构，以及能实时检测扭矩传递丝杆9转速的转速传感器。
钳持单元50钳持的是电感铁芯18，被钳持的是电感铁芯18与扭矩传递丝杆9和输出轴2同轴心。
钳持单元50具体包括第一圆弧夹持片13和第二圆弧夹持片14，电感铁芯18的一端同轴心夹持于第一圆弧夹持片13和第二圆弧夹持片14之间；还包括第一伸缩器12和第二伸缩器19，第一伸缩器12的第一伸缩杆11末端和第二伸缩器19的第二伸缩杆20末端分别固定连接第一圆弧夹持片13和第二圆弧夹持片14；第一伸缩器12和第二伸缩器19通过第一伸缩杆11和第二伸缩杆20控制第一圆弧夹持片13和第二圆弧夹持片14相互远离或相互靠近；还包括回转支架10，回转支架10的中部固定扭矩传递丝杆9的一端，回转支架10两端分别固定连接第一伸缩器12和第二伸缩器19；
如图5，第一圆弧夹持片13远离扭矩传递丝杆9的一端的内弧面设置有起始卷绕线头卡槽27；
如图1，还包括扭矩输出轴40，扭矩输出轴40上同轴心固定连接有储线卷211，储线卷211上卷绕有漆包线储线圈1c，漆包线储线圈1c的引出线1末端的起始线头1a插入起始卷绕线头卡槽27内，钳持单元50带动电感铁芯18旋转使引出线1以起始线头1a为起始卷绕点卷绕在电感铁芯18上形成电感线圈1b；
还包括上下对称的上导线引导轮16和下导线引导轮17，上导线引导轮16和下导线引导轮17均安装在引导轮支架15上，引出线1穿过上导线引导轮16与下导线引导轮17之间，且上导线引导轮16和下导线引导轮17均与引出线1滚动配合；
a丝杆螺母8远离同步臂3的一侧固定连接有连接臂21；如图4，阻力控制机构包括与扭矩传递丝杆9平行的导向杆25和传动丝杆23，导向杆25的一端固定在连接臂21上；连接臂21上固定安装有丝杆电机22，丝杆电机22驱动连接传动丝杆23，传动丝杆23上传动配合有b丝杆螺母24；扭矩传递丝杆9的末端为一段光杆7，光杆7外通过轴承同轴心转动设置有弹簧挡环6；b丝杆螺母24上固定有浮动板4，浮动板4与扭矩传递丝杆9轴线垂直，浮动板4上设置有镂空穿过孔26和导孔29，导向杆25活动穿过导孔29，光杆7穿过镂空穿过孔26；光杆7外同轴心套有施力弹簧5，施力弹簧5的两端分别弹性顶压浮动板4和弹簧挡环6；
工作方法，夹具工装过程：
将等待卷绕线圈的电感铁芯18的一端钳持于钳持单元50的第一圆弧夹持片13和第二圆弧夹持片14之间；与此同时将引出线1末端的起始线头1a插入起始卷绕线头卡槽27内；
力学分析：施力弹簧5对弹簧挡环6的弹力在力的传递作用下，传递到扭矩传递丝杆9上，形成对扭矩传递丝杆9沿轴线方向运动的阻力F2，由于阻力F2的存在，扭矩传递丝杆9与a丝杆螺母8在相对旋转的基础上能有效传递扭矩，且根据丝杆传动原理，扭矩传递丝杆9与a丝杆螺母8相对旋转时传递的扭矩值的大小与阻力F2的数值大小成正相关，也就是说，扭矩传递丝杆9与a丝杆螺母8相对旋转时，阻力F2的数值越大，则扭矩传递丝杆9与a丝杆螺母8之间传递的扭矩值也越大；本装置的特点是阻力F2的数值是可调的(根据不同的工艺要求来定)。
绕线工艺：
初始状态下，扭矩输出轴40不输出扭矩；控制输出轴2迅速加速到转速为W1的逆时针旋转时变为恒定转速，进而使a丝杆螺母8跟着从零加速到转速为W1的逆时针旋转后变变为恒定转速；a丝杆螺母8从零加速到转速为W1的过程中，由于a丝杆螺母8的逆时针旋转将逆时针方向扭矩T3传递给扭矩传递丝杆9，使扭矩传递丝杆9跟着a丝杆螺母8同步从转速为零逆时针加速旋转，当转速传感器识别到扭矩传递丝杆9的旋转速度到达W2时，扭矩输出轴40立即对储线卷211施加一个恒定的逆时针扭矩T1，进而使引出线1绷紧，设引出线1的绷紧力为F1；在F1的作用下，引出线1对电感铁芯18形成一个顺时针方向扭矩T2，所述逆时针方向扭矩T3与顺时针方向扭矩T2抵消，扭矩传递丝杆9不会继续跟着a丝杆螺母8加速到W1，从而使扭矩传递丝杆9以恒定转速为W2逆时针旋转，且W2小于W1；W2与W1的差值为a丝杆螺母8与扭矩传递丝杆9之间的相对转速W3，由于a丝杆螺母8的位置是固定的，a丝杆螺母8与扭矩传递丝杆9之间的相对旋转在丝杆传动作用下使扭矩传递丝杆9沿轴线方向以速度为V1位移，如图1；
进而使电感铁芯18以恒定转速为W2逆时针旋转的同时还沿轴线方向以速度为V1位移，在W2和V1的综合作用下使引出线1以起始线头1a为起始卷绕点成螺旋状均匀的紧密卷绕在电感铁芯18上形成卷绕紧密的电感线圈1b；
在上述过程中，丝杆电机22始终驱动传动丝杆23适应性旋转，进而通过b丝杆螺母24带动浮动板4始终与扭矩传递丝杆9在轴线方向上保持同步，进而保证了上述过程中“阻力F2”的值始终保持不变。
自适应调节的方法：
由于扭矩输出轴40对储线卷211施加的是恒定的逆时针扭矩T1，储线卷211的持续放线使漆包线储线圈1c的外圈处于持续消耗的过程中，漆包线储线圈1c的外圈每消耗一层，漆包线储线圈1c的外圈直径会相应变小一次，根据受力分析，漆包线储线圈1c的外圈直径变小后，引出线1的绷紧力F1会变大，造成引出线1的绷紧力F1不是恒定值，F1变大会造成引出线1卷绕在电感铁芯18上的电感线圈1b松紧程度不一致，与此同时T2的值也会相应变大，使电感铁芯18的旋转速度降低，一旦转速传感器识别到扭矩传递丝杆9/电感铁芯18的旋转速度变小时，说明漆包线储线圈1c的外圈已经至少消耗一层，转速传感器将识别到的转速变小的信息反馈给控制器，随后控制器适应性降低扭矩输出轴40对储线卷211施加逆时针扭矩T1的值，从而使引出线1已经变大的绷紧力F1变小，进而变小已经变大的T2，使电感铁芯18的旋转速度修正，通过上述不断的反馈调节，以恢复到理想状态；保证引出线1以相对恒定绷紧力F1紧密且均匀的卷绕在电感铁芯18上，进而达到自适应卷绕的效果。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，其特征在于：包括能钳住电感铁芯(18)或变压器线圈骨架的钳持单元(50)；所述钳持单元(50)固定连接在扭矩传递丝杆(9)的一端，所述扭矩传递丝杆(9)上传动设置有a丝杆螺母(8)；还包括与所述扭矩传递丝杆(9)同轴心的输出轴(2)，所述输出轴(2)通过同步臂(3)固定连接所述a丝杆螺母(8)。
2.根据权利要求1所述的基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，其特征在于：还包括能对扭矩传递丝杆(9)的轴线运动施加阻力的阻力控制机构。
3.根据权利要求2所述的基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，其特征在于：还包括能实时检测扭矩传递丝杆(9)转速的转速传感器。
4.根据权利要求3所述的基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，其特征在于：所述钳持单元(50)钳持的是电感铁芯(18)，被所述钳持的是电感铁芯(18)与所述扭矩传递丝杆(9)和输出轴(2)同轴心。
5.根据权利要求4所述的基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，其特征在于：所述钳持单元(50)包括第一圆弧夹持片(13)和第二圆弧夹持片(14)；所述第一圆弧夹持片(13)远离扭矩传递丝杆(9)的一端的内弧面设置有起始卷绕线头卡槽(27)。
6.根据权利要求5所述的基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，其特征在于：还包括扭矩输出轴(40)，所述扭矩输出轴(40)上同轴心固定连接有储线卷(211)，所述储线卷(211)上卷绕有漆包线储线圈(1c)，所述漆包线储线圈(1c)的引出线(1)末端的起始线头(1a)插入所述起始卷绕线头卡槽(27)内，所述钳持单元(50)带动电感铁芯(18)旋转使引出线(1)以起始线头(1a)为起始卷绕点卷绕在电感铁芯(18)上形成电感线圈(1b)。
7.根据权利要求6所述的基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具，其特征在于：所述a丝杆螺母(8)远离同步臂(3)的一侧固定连接有连接臂(21)；
所述阻力控制机构包括与扭矩传递丝杆(9)平行的导向杆(25)和传动丝杆(23)，所述导向杆(25)的一端固定在所述连接臂(21)上；所述连接臂(21)上固定安装有丝杆电机(22)，所述丝杆电机(22)驱动连接所述传动丝杆(23)，所述传动丝杆(23)上传动配合有b丝杆螺母(24)；所述扭矩传递丝杆(9)的末端为一段光杆(7)，所述光杆(7)外通过轴承同轴心转动设置有弹簧挡环(6)；所述b丝杆螺母(24)上固定有浮动板(4)，所述浮动板(4)与所述扭矩传递丝杆(9)轴线垂直，所述浮动板(4)上设置有镂空穿过孔(26)和导孔(29)，所述导向杆(25)活动穿过所述导孔(29)，所述光杆(7)穿过所述镂空穿过孔(26)；所述光杆(7)外同轴心套有施力弹簧(5)，所述施力弹簧(5)的两端分别弹性顶压所述浮动板(4)和弹簧挡环(6)。
8.根据权利要求7所述的基于反馈调节的电感、变压器线圈卷绕自适应治具的工作方法，其特征在于：
一旦转速传感器识别到扭矩传递丝杆(9)/电感铁芯(18)的旋转速度变小时，说明漆包线储线圈(1c)的外圈至少已经消耗一层，转速传感器将识别到的转速变小的信息反馈给控制器，随后控制器适应性降低扭矩输出轴(40)对储线卷(211)施加逆时针扭矩T1的值，从而使引出线(1)已经变大的绷紧力F1变小，进而变小已经变大的T2，使电感铁芯(18)的旋转速度修正，通过不断的反馈调节，保证引出线(1)以相对恒定绷紧力F1紧密且均匀的卷绕在电感铁芯(18)上，进而达到自适应卷绕的效果。
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|---|---|---|---|---|
| CN117831935A (zh) * | 2024-02-06 | 2024-04-05 | 无锡德润电子有限公司 | 一种变压器自动化插片系统与插片工艺 |
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