CN1819963A - 一种绕线机 - Google Patents

Abstract

一种绕线机(1)，其带有放线单元(2)，可退绕单端或多端型线材(3)；输线轴(4)和缠绕单元(6)，其可将线材重新缠绕到一个或多个线轴(53)。放线单元(2)连接到导线机构(15)，其设有电动支架(17)，支架可沿移动轴线(A)滑动；并设有可相对支架转动的臂(30)，其上设有惰轮(33)，从输线轴退绕的线材可缠绕在惰轮上。角度位置传感器(42)可探测臂(30)相对支架(17)的倾斜度。控制单元(41)利用传感器(42)提供的信号控制支架(17)的运动。缠绕单元(6)具有至少一个缠绕机构(52)，其上设置了可夹持线材(63)端部的夹具(57)；和促动器(81，91)，可减少缠绕期间夹具(57)的夹持力。

Description

一种绕线机

技术领域

本发明涉及绕线机，具体涉及一种绕线机，其带有放线单元，可从线轴退绕单端或多端的线材；以及缠绕单元，可将线材重新缠绕在一个或多个线轴上。

背景技术

如已知道的，绕线机可将尺寸通常较大的输线轴上的线材分配到较小的线轴上，线材然后用于后续制造工序。在放线单元，绕线通过下托滑轮从输线轴退绕。下托滑轮通常是静止的，其中心相对输线轴。因此，当退绕时，线材可横向移动，与下托滑轮形成不同角度。在某些情况下，尤其是在多端线材(由多个单线缠绕在一起形成)高速操作的情况下，横向移动可导致不希望出现的交叉、重叠和扭弯，并可能导致断裂。

克服这个问题所采取的方法是安装滑轮，使滑轮可沿平行输线轴的轴线自由滑动。该滑轮受到线的拉动，跟着线移动。这个方法不能完全令人满意，因为拖拉滑轮产生的摩擦可导致故障和线材断裂。因此，必须保证仔细缠绕线材(一般是多股线)于线轴上，防止出现扭结，缠绕缺陷等，这些问题可负面影响后面的加工工序。

已知的缠绕单元提供了缠绕机构，其中股线被位于待缠绕的线轴一端的夹具所夹持。一旦线端被夹持，线轴转动使得线材缠绕到该线轴上。但是，这造成了所谓的“桥接效应”问题，受到线轴法兰的张力的作用，在夹具和缠绕在线轴纡管(quill)的初始线匝之间延伸的部分线材会脱离纡管。从而，一些线匝缠绕在线材的突起部位，而不是直接缠绕在线轴的纡管上，造成绕组突起，给后续加工工序带来麻烦。现有技术的绕线机不能提供令人满意的解决这个问题的方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种绕线机，其可解决上述问题，在高速操作时也可高效运行，并能防止退绕和缠绕线轴期间出现缺陷。

本发明提出一种绕线机，具有放线单元，可退绕来自输线轴的单端或多端的线材；和导线机构，可引导来自输线轴的退绕线材到放线单元的出口。所述导线机构设有电动支架，支架可沿移动轴线滑动并支承惰轮，来自输线轴的退绕线材可缠绕在惰轮上；传感器，可探测所述输线轴和所述惰轮之间材料的倾斜度；和控制单元，利用传感器提供的信号，控制支架的运动。根据本发明的绕线机使得线材可非常高效地从输线轴退绕，即使在高速操作时也可防止出现缺陷和断裂。

根据优选实施例，本发明具有至少一个缠绕机构，用于缠绕线材到线轴上，所述缠绕机构包括夹具，可夹持股线，并可在线材缠绕到线轴上时保持股线。该绕线机的实施例还包括促动器，在线材缠绕到线轴时可，减少夹具作用到股线的夹持力，可采用小于初始夹持力的夹持力来保持所述线材。该实施例可防止缠绕单元出现故障，即使在线轴形成阶段，特别地，排除了所谓“桥接效应”。

附图说明

通过下面参考附图对非限制性的实施例的详细介绍，可对本发明的其他特征和优点有清楚的了解，附图中：

图1是根据本发明的绕线机的实施例的示意图；

图2和图3分别是图1的绕线机的导线机构的实施例的部分剖开的顶视图和侧视图；

图4是图1的绕线机的缠绕机构的实施例的纵向截面图。

具体实施方式

图1显示了整个绕线机1，其包括放线单元2，用于退绕输线轴4上的单端或多端的线材3(可是金属的，但不一定是)；缓冲和补偿单元5，和缠绕单元6，用于重新缠绕线材3到一个或多个最终线轴。放线单元2，缓冲和补偿单元5，缠绕单元6沿材料3的路径P顺序设置。

放线单元2包括外壳10，其中安装了可在特殊支承件11上转动的输线轴4，及马达12和传动机构13(已知的)，用于使输线轴在可控转速下转动；以及导线机构15，用于引导从输线轴退绕的线材3到外壳10的出口16，并朝向缓冲和补偿单元5。

还参考图2和图3，导线机构15包括电动支架17，可由马达19驱动沿引导件18滑动。引导件18稳固地固定到外壳10的后面，面对输线轴4，沿轴线A延伸，基本平行于输线轴4的对称中心线，形成支架17的移动轴线。引导件18包括棱柱体23，在棱柱体23的各个互相直交的面设置了一对轨道24，连接从支架17延伸的各滑动件25。马达19设置在外壳10内，并连接到减速齿轮箱26。支架17连接到马达19，通过正驱动带27沿引导件18拖动，所用方式已为现有技术知道，为了简化不再介绍和显示。

直臂30从支架17倾斜地伸出，朝输线轴4延伸，其基本正交于轴线A。臂30的连接端31铰接到支架17，自由端支承惰轮33，从输线轴4退绕的线材3可缠绕到惰轮上。臂30与支架17形成一体，可相对支架17转动。在优选实施例中，臂30与销34整体形成，可自由转动的销插入支架17支承的座35，并基本正交与轴线A延伸，形成相对支架17的臂30的旋转轴线。支架17设有辅助轮36，设置成与惰轮33对准，直接安装到臂30的连接端31的上方。

导线机构15还包括传感器40，用于检测来自输线轴4和惰轮33的线材的倾斜度；和控制单元14，利用传感器40提供的信号来控制支架17的移动。在优选实施例中，传感器40设有角度位置传感器，可检测臂30相对支架17的倾斜度。例如，传感器42可以是连接到臂30的连接端31的电位计(已知的)，用于检测臂30相对轴线A的倾斜度。传感器42因此支承于支架17，并连接到安装于支架17的旋转齿轮43。齿轮43与齿盘44(可以是半圆的)啮合，盘连接到销34的上端，与销34以及臂30一起转动。

控制单元14(已知的)作用于马达19，控制支架17沿轴线A的移动，以便当线材3从输线轴退绕时，保持臂30基本正交于支架17。放线单元3的各个元件之间的电连接出于简化未在图中显示。控制单元14，传感器42，和马达19之间的功能连接在图2中示意地显示。

再参考图1，缓冲和补偿单元5是公知的，为了简化不再详细介绍。一般地，缓冲和补偿单元5具有多个受到支承件48支承的滑轮47，从输线轴4离开的线材3的线或线束49缠绕在滑轮。滑轮组47之间的距离可变化，以便调节放线单元2的工作速度到缠绕单元6的工作速度。

缠绕单元6设有外壳51和多个线轴缠绕机构52，可缠绕线材3的各线或线束49(来自缓冲和补偿单元5)于各个线轴53。线轴53从输入器拉出，通过可移动的支架(已知的未在图中显示)支承于各个缠绕机构52。

如图4所示，各缠绕机构52具有旋转锭子55，围绕旋转轴线R受到外壳51的支承，并以未显示的已知方式连接到马达，还设有固定到外壳51的套管56，其中容纳旋转锭子55；以及夹具57，其位于套管56的自由端，并设有支承件58，用于待缠绕的空线轴53。

夹具57设有移动件61，当闭合时，可与配对件62结合。移动件61和其配对件62形成夹具57的两个爪，可沿轴线R相对滑动，压紧位于移动件61和配对件62之间的线材3(单线或线束49)的端部63，以便线材3缠绕到线轴53时保持端部63。静止时，通过复位弹簧64的作用，移动件61可保持脱离配对件62。

套管56内部设置了基本为圆柱形的座65，其中容纳旋转锭子55，座支承于轴承66。套管56安装到框架67，框架固定到外壳51。

移动件61包括两个管状可伸缩件71，72，沿径向一个安装到另一个内，互相连接到一起，并可沿轴线R一个在另一个内滑动。管状伸缩件71径向安装到套管56的外侧，可沿轴线R相对套管56滑动。框架67支承机构73，以调节伸缩件71相对套管56的轴向移动。机构73设有小活塞74a，可在框架67形成的座内滑动，终止于制动盖74b；和促动器74c(已知类型，在图4中示意性显示)。制动盖74b可轴向对接位于大于伸缩件71的半径处的法兰75，使得伸缩件71具有预定的和可调节的轴向移动距离。伸缩件71通过插入两个互相同心的O型圈76连接到套管56。伸缩件71于内径处设置了肩部77，面对套管56的外侧表面形成的肩部78，以便在两个O型圈76之间形成环形腔79。腔79通过通道80连接到气动促动器81(已知的在图4中示意地显示)。伸缩件71还具有圆柱形端部82，可容纳可滑动的管状伸缩件72。

伸缩件72从伸缩件71突出，沿轴向延伸，并具有部分83，其套插入伸缩件71的部分82；和环状端部84，其沿轴向通过轴承85结合到部分83，并可绕部分83转动。部分83受到弹簧促动器91的加载，促动器91包括多个平行的并沿部分83的端边93圆周设置的弹簧92，弹簧位于伸缩件71的半径以内的端边93和止动件94之间。

伸缩件72可相对伸缩件71沿轴线R滑动，从收缩位置滑动到延伸位置。锁定螺钉95，包括固定到伸缩件71的径向销，其容纳于沿伸缩件72形成的平行于轴线R的长槽96，将伸缩件72相对伸缩件71的轴向移动距离限制于预定的数值。弹簧92倾向于移动伸缩件72离开伸缩件71，保持伸缩件72于延伸位置。

端部84具有基本平面的前表面98，可与配对件62的表面99配合。配对件62整体地连接到锭子55并可绕其转动，其上设置了支承件58，用于进行缠绕的空线轴53，一旦线轴插入支承件58，可整体与支承件58一起转动，从而与配对件62以及锭子55一起转动。

促动器81受到控制单元100(已知的在图1和图4示意地显示)的控制，控制器还指挥促动器74c。促动器81，91作用于夹具57，当线材3缠绕于线轴53时，可减少夹具57作用于股线63的夹持力，可用比初始夹持力小的夹持力保持股线63，可使得夹具57从初始操作条件，这时夹具用预定的夹持力保持股线63，转换到第二操作条件，这时夹具57用比预定夹持力小的夹持力保持股线63。促动器81，91可以是任何现有技术已有的适当促动器，包括但不限于，气动和弹簧加载的促动机构。

在本发明的非限制性的实施例中，促动器81，91分别作用于伸缩件71，72，可通过控制单元100来选择性地促动，以分别施加初始和第二夹持力到股线63上。第二夹持力小于初始夹持力，但是具有非零的值，基本等于缠绕线材到线轴53时施加到股线63的力。

绕线机1的操作如下：输线轴4设置在放线单元2的外壳10。缠绕在输线轴4上的一个或多个线材3的股线63位于惰轮33上，和位于导线机构15的辅助轮36上。线材然后在缓冲和补偿单元5的滑轮47上通过，最终固定到各自缠绕机构52，受到各自夹具57的夹持。

线材3从输线轴4退绕后，沿与输线轴4的轴线平行的方向移动。臂30倾向于跟着移动，相对支架17倾斜。传感器42检测臂30相对支架17的角度位移，位移是线材3相对输线轴4的倾斜的度量。传感器42检测到的信号输送到控制单元41，控制移动支架17的马达19，以保持臂30总是基本正交于轴线A。

至于缠绕单元6，操作人员将各股线63放置到夹具57的移动件61和配对件62之间。控制单元(由操作人员促动)然后控制对气动促动器81的促动，其作用于伸缩件71，并通过伸缩件72的插入，牢固地夹持伸缩件71相对配对件62。容腔79中的压力流体实际上使得整个移动件61沿轴线R位移，使得夹具57进入操作状态，这时夹具57用比较高的预定夹持力保持股线63。通过气动促动器81的作用，伸缩件72基本相对配对件62加压。控制单元100然后促动机构73，控制小活塞74a的前进，驱动制动盖74b对接法兰75。

然后开始对各线轴53进行缠绕。缠绕几匝后线(或线束)49的开头部分从夹具57拉伸并进行缠绕。这时，控制单元49自动控制夹具57的夹持力放松。为此，控制单元100释放促动器81，其然后停止施加作用力于移动件61。由于复位弹簧64的作用，伸缩件71受到与法兰75结合的制动盖74b的阻挡。伸缩件72不再受到促动器81的驱动，而是受到弹簧92的推动，从而通过弹簧92的作用力即可保持与配对件62的对接。弹簧92的作用力小于促动器81施加的力，该力使得夹具57中的线材49可以滑动。通过这种方式，线材49在线轴的纡管53变平坦，不会突起。当线材49的整个初始部分处于形成的线绕组之下时，控制单元100再次促动促动器81，恢复初始夹持力，并保持直到缠绕过程结束，机构73缩回小活塞74a。

上面介绍的各个实施例可与其他的实施例组合，以便提供多种特征。此外，尽管前面介绍了许多本发明的装置和方法的单独的实施例，文中介绍的只是对本发明的原理的应用的说明。所属领域的技术人员采用的其他设置、方法、改进和替换可认为并未脱离本发明的范围，本发明的范围只由所附权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种绕线机，包括：

放线单元，可退绕输线轴上的单端或多端的线材；

导线机构，引导来自所述输线轴的退绕线材到放线单元的出口，所述导线机构包括：

电动支架，所述支架可沿移动轴线滑动，并支承惰轮，来自输线轴的退绕线材可缠绕在惰轮上；

传感器，可探测所述输线轴和所述惰轮之间线材的倾斜度；

控制单元，利用所述传感器提供的信号，控制支架的运动。

2.如权利要求1所述的绕线机，其特征在于，所述惰轮安装在臂上，臂集成到所述支架，可相对所述支架倾斜转动，所述传感器包括角度位置传感器，可探测所述臂相对所述支架的倾斜度。

3.如权利要求2所述的绕线机，其特征在于，线材从线轴退绕时，所述控制单元控制所述支架沿移动轴线的移动，保持所述臂基本正交于移动轴线。

4.如权利要求3所述的绕线机，其特征在于，所述臂从所述支架基本正交于所述移动轴线悬臂状延伸，其连接端铰接于所述支架，自由端支承所述惰轮。

5.如权利要求4所述的绕线机，其特征在于，所述传感器是连接所述臂的连接端的电位计，可检测所述臂相对移动轴线的倾斜度。

6.一种绕线机，包括：

至少一个缠绕机构，用于缠绕线材于线轴，所述缠绕机构包括：

至少一个夹具，可夹持股线，并可在线材缠绕到线轴上时保持线材；

至少一个促动器，在线材缠绕到线轴上时，可减少所述夹具作用于所述股线的夹持力，用小于初始夹持力的夹持力来保持线材。

7.如权利要求6所述的绕线机，其特征在于，所述促动器作用于夹具，使得所述夹具从初始操作状态，这时所述夹具用预定夹持力保持股线；转换到第二操作状态，这时所述夹具用小于预定夹持力的夹持力保持股线。

8.如权利要求7所述的绕线机，其特征在于，所述缠绕机构包括可选择促动的第一和第二促动器，以施加初始和第二夹持力于所述线材，其中第二夹持力小于初始夹持力。

9.如权利要求8所述的绕线机，其特征在于，所述第二夹持力的值不为零，基本等于缠绕线材到线轴时施加到股线的力。

10.如前面权利要求6到9中任一项所述的绕线机，其特征在于，所述夹持机构包括移动件，当闭合时与配对件结合夹持位于移动件和配对件之间的股线，所述移动件包括相连的第一和第二件，可沿轴线相对滑动，所述第一和第二促动器分别作用于第一和第二件。

11.如权利要求10所述的绕线机，其特征在于，所述第一促动器是气动促动器，所述第二促动器是弹簧加载促动器。

12.如权利要求10或11所述的绕线机，其特征在于，所述第二件从第一件沿轴向悬臂延伸，具有可与配对件结合的对接表面；所述第一促动器作用于所述第一件，通过所述第二件的插入，可以牢固地使所述第一件相对所述配对件。

13.如权利要求12所述的绕线机，其特征在于，所述第二件相对第一件在收缩位置和延伸位置之间滑动预定的移动距离，第二件受到位于第一和第二件之间的弹性机构的推动，可保持位于所述延伸位置。

14.如权利要求10到13中任一项所述的绕线机，其特征在于，所述第一件支承于框架，可沿轴线相对框架移动，所述缠绕机构包括调节所述第一件相对框架轴向移动距离的机构，使得所述第一件具有预定的和可调节的轴向移动距离。

15.如权利要求6到14中任一项所述的绕线机，其特征在于，所述促动器受到控制单元的控制。

16.一种放线单元，用于输线轴上单端或多端的线材，包括：

输线轴支承机构和导线机构，引导来自输线轴的退绕线材到放线单元的出口，所述导线机构包括：

电动支架，可沿轴线滑动，并支承惰轮，来自输线轴的退绕线材料可缠绕在惰轮上；

传感器，可检测所述输线轴和所述惰轮之间线材的倾斜度；

控制单元，可利用所述传感器提供的信号，控制支架的移动。

17.一种缠绕机构，用于缠绕线材于线轴上，其包括：

夹具，可夹持股线，在线材缠绕于线轴期间保持股线，和

促动器，可在缠绕线材于线轴期间，减少夹具作用于股线的夹持力，用小于初始夹持力的夹持力保持所述股线。

Images