CN1458718A - 一种数控剥线机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控剥线机，其主要特征在于数控剥线机的各步进电机分别与所述步进电机恒流斩波驱动器对应电连接，本发明将步进电机配备恒流斩波驱动和电机静态和动态的电流调节后，使步进电机的驱动力更大，转动速度更快，运行更加稳定，并在出线机构上设置夹放装置，在电脑单片机的指挥下有序、规范地动作，使数控剥线机在出线时不会杂乱无章，提高电线所剥的质量，提高了工作效率，简化了剥线工人的操作工序，按照本发明设计主题所制造的数控剥线机，必将会给广大的电器装配行业带来积极的使用效果。

Description

一种数控剥线机

                      技术领域

本发明涉及的是一种数控剥线机的改进发明，特别涉及的是数控剥线机的步进电机恒流驱动，静态和动态电流调节和出线机构的改进发明。

                       背景技术

在现有技术中，数控剥线机也都是由进线机构、剪剥机构和出线机构组成的，各机构均与其步进电机相对应连接，其步进电机工作是通过电阻限流驱动来实现的，电机没有静态和动态的电流调节，其出线机构是由简单的出线步进电机和一组出线轮构成的，当数控剥线机剥线时完成一系列的工序后，通过出线轮直接送出。这种通过电阻限流驱动来使步进电机工作时，其步进电机的驱动力小，电机转速慢，电机温升高稳定性差，电源利用率低，其出线机构在出线时，所剥的电线会杂乱无章地撒在工作台上，剥线工人还要花费时间对已剥的电线进行整理收集，由于出线轮出线时有一定的冲力，电线落下时撞击在工作台上，会将剥好的线头破坏，造成弯曲现象，工人又需要对其进行处理，既浪费了时间，又使剥线的质量受到影响。如何使步进电机的驱动力更大，转速更快，稳定性更好，所剥电线不需整理就能直接包装或使用，是一直想解决而难以实现的难题。

                        发明内容

鉴于公知技术存在的问题，本发明的目的旨在提供一种使步进电机用恒流斩波方式驱动，电机设有静态和动态的电流调节，对所剥电线无需整理，节约工人时间，提高工作效率的一种数控剥线机。为达到上述目的，本发明是采取如下方案完成的：该数控剥线机具有数控部件和机械控制部件，所述数控部件包括电源、电脑单片机、步进电机驱动器和箱体控制面板上数控显示器，所述机械控制部件包括有进线机构、剪剥机构和出线机构，所述进线机构、剪剥机构和出线机构分别与对应的步进电机连接，所述进线机构具有进线滚轮组、进线口、导管，所述剪剥机构具有剪刀，所述出线机构具有出线滚轮组，所述的电机驱动器是恒流斩波驱动器，所述的恒流斩波驱动器具有电流调节控制接口，所述各步进电机分别通过各自的步进电机恒流斩波驱动器与电脑单片机电连接，所述的电流调节控制接口有两级，所述出线机构上设有夹放装置，所述夹放装置是在所述数控剥线机的机体上设有底座，所述底座上铰接有杠杆，所述出线滚轮组的一个滚轮通过固定轴安装在杠杆的一端，所述出线滚轮组轴向垂直安装，所述杠杆通过连杆与电动元件或气动元件连接，所述电动元件或气动元件与数控剥线机内的电脑单片机进行电连接；所述电动元件为步进电机，所述底座上设有压力调节装置和间隙调节装置；所述压力调节装置包括有压力调节螺栓、弹簧及螺栓座，所述弹簧套在压力调节螺栓上，且弹簧的两端分别与螺栓座和杠杆接触；所述间隙调节装置具有间隙调节螺栓、缺线探测块，所述缺线探测块与所述电脑单片机电连接，在机体的底座上铰接杠杆，杠杆通过连杆与电动元件或气动元件在电脑单片机的指挥下有序、规范地动作，杠杆的动作带动一个出线滚轮离开与出线步进电机连接的出线滚轮，并且出线滚轮组的轴向垂直安装，使所剥完成的电线从出线滚轮组上垂下坠落，直接落入在集线盒内，且不用工人重新整理收集，就能摆放整齐，避免了现有技术中出线杂乱无章的现象，既保护了所剥电线质量，又节省了时间，并且提高了剥线机的工作效率，在压力调节装置上弹簧的安装方式，使其与本发明的夹放装置配合工作，调节更加方便，其间隙调节装置上缺线探测块的安装，使其能探测到出线机构的缺线状态，并通过电脑单片机来实现剥线机停止工作，提高了数控剥线机的自动化程度。本发明将步进电机与恒流斩波驱动器连接后，使步进电机的驱动力、转动速度大大提高，电机设有静态和动态的电流调节后，使电机的温升得到了控制，保证了电机的稳定性，所有的电机均采用了步进电机，这些步进电机配有与电脑单片机的结合，使本发明机电一体的数字化控制得到实现，与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。按照本发明设计主题所制造的数控剥线机，必将给广大的电器装配行业带来积极的使用效果。

                        附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的俯视结构图；

图3为本发明的主视结构图；

图4为本发明的左视结构图；

图5为本发明恒流斩波驱动器的电路图。

                       具体实施方式

附图表示了本发明的结构及其实施例，下面再结合附图详细描述其实施例的各有关细节及工作原理。该数控剥线机具有数控部件和机械部件，所述数控部件包括有电源、电脑单片机、步进电机恒流斩波驱动器和箱体控制面板上的数控显示器LCD，还设有与之相配合的键盘，所述电源、电脑单片机、数控显示器及键盘图中均未示出，所述机械部件包括有进线机构、剪剥机构和出线机构，所述进线机构、剪剥机构和出线机构分别与对应的步进电机20、19、1进行连接，所述各步进电机分别与各自的步进电机恒流斩波驱动器电连接，所述的恒流斩波驱动器具有电流调节控制接口，所述步进电机恒流斩波驱动器的信号输入端与电脑单片机连接，所述进线机构具有进线滚轮组16、进线口17和导管18，所述剪剥机构具有剪刀(图中未示出)，所述出线机构具有出线滚轮组12、14，所述出线机构上设有夹放装置，该夹放装置是在数控剥线机的机体15上设有底座10，在底座10上通过固定轴11铰接有杠杆7，所述出线滚轮组由主动出线轮14和被动出线轮12构成，所述被动出线轮12通过固定轴13安装在杠杆7的一端，所述主动出线轮14与出线步进电机1连接，所述主动出线轮14和被动出线轮12轴向垂直安装，所述杠杆7通过连杆4与电动元件或气动元件连接，在本实施例中，只介绍电动元件连接方式，所述电动元件为反应式步进电机2，在该步进电机2转轴上安装一个带偏心杆3的转盘，连杆4就与转盘上的偏心杆3连接，所述电动元件与数控剥线机内的电脑单片机进行电连接，使电脑单片机结合数控剥线机的进线机构、剥线机构和出线机构进行有机统一的按设定程序工作。同样，如果是气动元件与电脑单片机进行电连接，电脑单片机也会按设定的程序指挥气动元件工作。在底座10上还设有压力调节装置和间隙调节装置，所述压力调节装置包括有压力调节螺栓8、弹簧6及螺栓座5，所述弹簧6套在压力调节螺栓8上，且弹簧6的两端分别与螺栓座5和杠杆7接触。当两出线滚轮之间存在电线时，为保证所剥电线的质量，需调节两出线滚轮对电线的压力；增大压力时，只需旋紧压力调节螺栓8，压力调节螺栓8的旋动，会带动螺栓座5在压力调节螺栓8上移动而压紧弹簧6，由于弹簧6的一端与杠杆7接触，其弹簧6的弹力就通过杠杆7及出线被动轮12作用在电线上；同样，松开压力调节螺栓8时，其弹簧6的作用力对杠杆7会减少，使出线被动轮12对电线的压力减少。无论增大压力或减少压力，均按剥线效果而定。所述间隙调节装置，顾名思义，就是调节出线滚轮组缺线时两滚轮之间的间隙，以适应不同电线外径的需要。该间隙调节装置具有间隙调节螺栓9和缺线探测块21，所述缺线探测块21与电脑单片机电连接，调节时只需旋动间隙调节螺栓9，使间隙调节螺栓9顶紧或松开杠杆7的一端，间隙调节螺栓9顶紧杠杆7时，杠杆7以固定轴11为支点转动，带动出线被动轮12增大与出线主动轮14的距离。当间隙调节螺栓9松开杠杆7时，压力调节装置的弹簧6由于弹性作用，使杠杆7以固定轴11为支点转动，杠杆7同样带动被动出线轮12缩小与出线主动轮14的距离，以满足不同电线外径的需要；当出线滚轮组12、14间存在电线时，缺线探测块21与间隙调节螺栓9不接触；当出线滚轮组12、14间不存在电线时，即缺线时，该缺线探测块21与间隙调节螺栓9相接触，电脑单片机检测到接触信号后就控制剥线机停止工作，当本发明工作时，电线从进线口17穿过进线滚轮组16、导管18、剪剥机构、出线机构，并设定数控剥线机控制面板上所需的各种参数，按启动键，数控剥线机工作，首先剪剥机构剪断电线，出线滚轮组12、14将电线送至剪剥机构剥开线尾，然后出线滚轮组12、14转动，将电线再向前送而离开剪剥机构，最后步进电机2逆转，步进电机2转盘上的偏心杆3带动连杆4动作，连杆4带动杠杆7以固定轴11为支点转动，杠杆7的转动，带动出线被动轮12离开出线主动轮14，使所剥电线垂直落下，直接落入集线盒内。而后，进线机构的进线轮将电线送至剪剥机构剥开线头，继续向前送线，直至线头穿过出线滚轮组12、14时，步进电机2顺转，同理，杠杆7带动出线被动轮12靠近出线主动轮14，从而压紧电线，此时，反应式步进电机2断电，使杠杆7自由工作，进、出线滚轮组同时将电线送出，直至所剥电线的总长度到位，如此循环工作。上述所有动作均是由电脑单片机控制进行的，而电脑单片机是根据控制面板键盘上输入的各种参数来完成各种命令的。

图5中只表示了步进电机一相线圈的驱动电路图，其他各相电路与其相同，标号QA1为NPN达林顿三极管或VMOS场效应管，标号QA2为PNP达林顿三极管或VMOS场效应管，LA为电机绕组，RA1为电流取样电阻，IC2是与门电路，IC1为比较器接成史密特电路，RAW为电流设定可调电阻器，UA表示驱动功放电源供电，12V是其控制电路的电源，OA1、OA2、OA3为光电藕合元件，RA14、RA11和RAW构成分压电路，RAW中心点(G)的电压，为电流设定电压，调节电阻器RAW使G点的电位升高或降低，其电机的电流就增大或减小，当OA2工作时，RAW2就接入电路和RA11并联，带来了G点的电位的升高，电机的电流就升高，同理，当OA3工作时，RAW1就接入电路和RA11并联，也带来了G点的电位的升高，电机的电流就升高，OA1为电机的驱动信号，OA1工作时，电机绕组就通电，并配合OA2、OA3的工作来实现电流的大小的调节，构成了接口。本例中，OA2和OA3都不工作时电流约为电机的额定电流的1/2，此条件在电机停止转动并锁相时工作，OA2工作和OA3不工作时电流约为电机的额定电流的2/3，此条件在电机转动输送电线和刀具退回时工作，OA2不工作和OA3工作时电流约为电机的额定电流的3/2，此条件在电机转动时对线材的剥落和切断线的工作，电流大小调节对应的可调电阻器，中心点(G)的取样的电压可以作为三相公用，OA1、OA2和OA3的工作由单片机控制。

本发明的开发成功，解决了公知技术中数控剥线机步进电机驱动力小、转速慢、稳定性差，电源利用率低，且出线时杂乱无章难整理的难题，为电器装配行业的操作工人节省了大量的时间，并提高了数控剥线机的工作效率和数字化程度，与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。

Claims (8)

1、一种数控剥线机，具有数控部件和机械控制部件，所述数控部件包括电源、电机驱动器、电脑单片机和箱体控制面板上数控显示器，所述机械控制部件包括有进线机构、剪剥机构和出线机构，所述进线机构、剪剥机构和出线机构分别与对应的步进电机连接，所述进线机构具有进线滚轮组(16)、进线口(17)、导管(18)，所述剪剥机构具有剪刀，所述出线机构具有出线滚轮组(12)(14)，其特征在于所述的电机驱动器是恒流斩波驱动器，所述的恒流斩波驱动器具有电流调节控制接口，所述各步进电机(20)(19)(1)分别通过各自的步进电机恒流斩波驱动器与电脑单片机电连接。

2、根据权利要求1所述的数控剥线机，其特征在于所述的电流调节控制接口有两级。

3、根据权利要求1所述的数控剥线机，其特征在于所述出线机构上设有夹放装置。

4、根据权利要求3所述的数控剥线机，其特征在于所述夹放装置是在所述数控剥线机的机体(15)上设有底座(10)，所述底座(10)上铰接有杠杆(7)，所述出线滚轮组的一个滚轮(12)通过固定轴(13)安装在杠杆(7)的一端，所述出线滚轮组(12)(14)轴向垂直安装，所述杠杆(7)通过连杆(4)与电动元件或气动元件连接，所述电动元件或气动元件与数控剥线机内的电脑单片机进行电连接。

5、根据权利要求4所述的数控剥线机，其特征在于所述电动元件为反应式步进电机(2)。

6、根据权利要求4所述的数控剥线机，其特征在于所述底座(10)上设有压力调节装置和间隙调节装置。

7、根据权利要求6所述的数控剥线机，其特征在于所述压力调节装置包括有压力调节螺栓(8)、弹簧(6)及螺栓座(5)，所述弹簧(6)套在压力调节螺栓(8)上，且弹簧(6)的两端分别与螺栓座(5)和杠杆(7)接触。

8、根据权利要求6所述的数控剥线机，其特征在于所述间隙调节装置具有间隙调节螺栓(9)、缺线探测块(21)，所述缺线探测块(21)与所述电脑单片机电连接。

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