CN1901110B - 扁立线圈缠绕机 - Google Patents

Abstract

本发明的扁立线圈缠绕机包括：通过转动式安装于与转动轴同轴安装的转动盘的线材进给侧的第一夹具夹住平矩形线材的引出端的装置，从邻近被第一夹具夹住的平矩形线材的被夹住部分剥去外皮的装置，通过将转动盘旋转一特定角度从而将线材的引出端夹持在转动轴和配重块之间并将线材推压在缠绕轴上、然后使用第二夹具将线材的引出端夹住的装置，通过旋转转动轴将线材缠绕在缠绕轴上同时向上推动缠绕轴和配重块的装置，剥去所形成的线圈的尾端外皮的装置；通过电极熔合线圈的外皮被剥去的尾端和引出端的装置，通过第一夹具将要被绕制的线材夹住同时在线材被夹持部分前面的一点切断线材的装置，以及提升缠绕轴并将线圈成品从缠绕轴移去的装置。

Description

扁立线圈缠绕机

技术领域

本发明涉及用于自动化生产扁立线圈(edgewise coil)的自动缠绕机。

背景技术

日本专利公开第2005-109420号(参考文献1)公开了一种常规的扁立线圈缠绕机，其包括：如图2所示那样，垂直设置的转动轴3，其由驱动脉冲马达14驱动旋转；两个缠绕轴71、72，它们与中间垫片18一起松动式装配于转动轴3(图3)的轴向孔6中；以及配重块9，其安装于双缠绕轴71、72的顶端部分，其中当随着转动轴3的旋转向上推动缠绕轴71、72以及配重块9时，平矩形线材10沿转动轴的顶端面在水平方向被进给并被夹持在转动轴3的顶端面和配重块9之间，通过将该平矩形线材10缠绕在缠绕轴71和72上而形成扁立线圈。

常规的扁立线圈缠绕机需要劳动量，用以在将线材缠绕在双缠绕轴71、72上以形成扁立线圈之前，需要暂时通过手动操作将平矩形线材10的起始端绑定到配重块9的止动螺钉部分，也需要劳动量用以切断线圈17的尾端，并从转动轴中向上拉拽缠绕轴71、72和配重块9，其中线圈17形成在缠绕轴71、72上，以及通过加热夹具将线圈的端部热熔在一起，并从双缠绕轴71、72上移去线圈。这将会降低扁立线圈生产的工作效率。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种全自动扁立线圈缠绕机，其包括：垂直设置的转动轴，其由驱动脉冲马达驱动旋转；缠绕轴(或多个缠绕轴)，其松动式配合于形成在上述转动轴中的轴向孔中；以及配重块，其安装在上述缠绕轴的上部，其中在具有矩形截面的平线材被夹持在转动轴的顶端面和配重块之间并随着转动轴的旋转向上推动缠绕轴和配重块的状态下，该线材沿转动轴的顶端面(线材支承面)在水平方向被进给，并被缠绕在缠绕轴上；该扁立线圈缠绕机还包括：用于通过第一夹具夹住沿转动轴的顶端面被水平进给的平矩形线材的引出端的装置，其中第一夹具转动式安装于与转动轴同轴安装的转动盘的线材进给侧；用于从邻近被第一夹具夹住的平矩形线材的夹住部分剥去外皮的装置；用于通过将转动盘旋转一特定角度从而将线材的引出端部分夹持在转动轴的顶端面和配重块的下表面之间、并将线材的引出端推压在缠绕轴上、然后使用第二夹具将平矩形线材的引出端部分夹住的装置，其中配重块连接到缠绕轴上，而缠绕轴松动式配合于转动轴上轴向形成的孔中；用于通过旋转转动轴而连续将线材的线匝缠绕在缠绕轴上、同时向上推动缠绕轴和配重块的装置；用于剥去绕制好的线圈的尾端的外皮的装置；用于通过向与线圈的各个剥离端接触的电极上施加电流从而将线圈的剥去外皮的尾端和引出端熔合在一起的装置；用于通过第一夹具将线圈尾端后面的线材夹住、同时在线材夹持部分的前面一点切断线材的装置；以及用于向上推动缠绕轴、并将线圈成品从缠绕轴上移去的装置。

根据本发明，使通过全自动工序生产扁立线圈成为可能。

附图说明

图1为扁立线圈缠绕机的正视图，显示了该缠绕机的基本结构。

图2为图1所示的扁立线圈缠绕机的主体的正面剖视图。

图3为图1所示的扁立线圈缠绕机的缠绕部分的剖视图，显示了转动轴，该转动轴具有轴向形成于其中的孔，该孔具有椭圆形截面，两个缠绕轴与中间垫片一起松动式装配在上述孔中。

图4为缠绕轴的局部剖正视图，其中该缠绕轴借助上述扁立线圈缠绕机的倾斜机构倾斜，从而当在缠绕轴上施加一匝线材时在线材进给侧形成间隙。

图5为由所述相同的扁立线圈缠绕机制造的扁立线圈的透视图。

图6为设置在转动盘上的夹具的平面图。

图7为用于将平线材的引出端固定到位于转动盘上的夹具上并剪断线材的机构的正视图。

图8为图1所示机构的正视图，此时该机构将平线材的导引端固定到位于转动盘上的夹具上并剪断线材。

图9为用于剥去平线材部分的外皮的机构的平面图。

图10为图9所示的剥离机构的正面剖视图。

图11为所述剥离机构的正面剖视图，此时该机构剥去平线材部分的外皮。

图12为用于通过旋转转动盘将平线材压在缠绕轴上的机构的平面图。

图13为图12所示一部分的平面图，是用于通过旋转转动盘将平线材压在缠绕轴上的机构的平面图。

图14为图13所示部分的正面剖视图，此时通过缠绕轴的夹紧盘将平线材夹住，并通过旋转转动盘而将平线材压在缠绕轴上。

图15为平矩形线材被缠绕轴的夹紧盘夹住的正面剖视图。

图16为线圈缠绕部分的正面剖视图，此时在将平矩形线材的引出端固定到缠绕轴的夹紧盘上之后，通过旋转转动轴将平矩形线材缠绕在两个缠绕轴上。

图17为用于将线圈的平线材的尾端外皮剥去的部分的正面剖视图。

图18为用于将电极压在平线材线圈的外皮被剥去的尾端上的机构的正面剖视图。

图19为用于将电极压在平线材线圈的外皮被剥去的引出端上的机构的正面剖视图。

图20为正面剖视图，显示了线圈尾端后面的线材由设置在转动盘上的夹具夹住并从线圈尾端剪断。

图21为正面剖视图，显示了缠绕轴与夹具盘及配重块一起被拉起。

图22为正面剖视图，显示了当缠绕轴和配重块一起被提升时，缠绕轴的盘被锁定在位于固定侧的线圈移去框架55的开口54中。

图23为正面剖视图，显示了在缠绕轴和配重块被完全提升后，线圈从缠绕轴上被移开。

具体实施方式

图1显示了扁立线圈缠绕机的实例性基本构成，该线圈缠绕机用于生产具有椭圆形截面的扁立线圈。

缠绕机包括：主体20，其安装在床身1上；线材材料供给部23，其借助特定的拉力将平矩形线材10从线轴22上展开并将该线材供给到主体20上，其中线轴22由位于该机器固定侧的支承部件21转动式支承；缓冲部24，当线材被缠绕进位于主体20上的线圈时，其用于补偿平矩形线材张拉的变化量。

如图2所示那样，扁立线圈缠绕机的主体20包括：垂直转动轴3，其由轴承2转动式支承，而该轴承2用螺钉固定在床身1的上部；脉冲马达4，其用螺钉固定到床身1的下部；联轴器5，其用于将转动轴3与脉冲马达4的转动轴41连接在一起；两个缠绕轴71、72以及中间垫片18，它们分别松动式装配于转动轴3(图3)的轴向孔中；以及配重块9，其连接到双缠绕轴71、72的上部。

用于支承和导引平矩形线材10的支承盘11设置成使其顶表面位于与转动轴的顶端面相同的水平面，该顶端面作为用于通过将平矩形线材缠绕在双缠绕轴上而形成的线圈的底部支承件。张紧机构14设于平矩形线材进给系统中，并具有配重块12，该配重块可沿固定到支承盘11上的导轨13垂直移动。从线材供给部(未示出)被进给的平矩形线材10的引出部分被保持在配重块12和支承盘11之间的厚度方向上，从而当将线材缠绕在双缠绕轴上时在平矩形线材中产生张力。

张紧机构14中的支承盘11转动式支承于用螺钉固定到床身1上的轴承15上，从而平稳地传送张紧的平矩形线材10。

缓冲部24设置在线材材料供给部23和缠绕部(主体)20之间，该缓冲部被构造成从自线轴22拉出的平矩形线材10通过一对滚轮25、26将动滑轮27吊起，其中滚轮25、26设置在该机器的固定侧。用于动滑轮27的连接部件28具有链条29，该链条29在一端连接到部件28上并自由式放置在地板30上。当平矩形线材10围绕双缠绕轴缠绕时，借助施加在线材上的张力的作用使滑轮27与链条28一起向上移动，并同时借助其自身的重力产生一转动线轴22以进给线材10所需的扭矩。

在如此构造成的缠绕机的主体20上，沿转动轴3的顶端面被水平进给的平矩形线材10的引出端被夹持于转动轴3的顶端面和配重块9之间，然后转动轴3以特定速度转动，使得平矩形线材10绕双缠绕轴被缠绕，其中双缠绕轴与配重块9一起向上移动。

在绕制具有如图5所示的椭圆型横截面的扁立线圈17时，缠绕的短径和长径之间的差值会改变平矩形线材的缠绕速度，从而在线圈缠绕过程中引起线材张力的变化。这种线材张力的变化能够通过带有链条29的动滑轮27的垂直运动得到吸收和缓冲，反过来由于它们的重力产生一转动线轴22所需的扭拒。

因此，当转动轴的转动速度增加或减小时，悬挂于平矩形线材的动滑轮27沿垂直方向移动，以改变链条29的悬挂长度，从而以较高的反应性吸收线材的张力变化(伸展或松弛状态)。这种机构确保具有椭圆形截面的扁立线圈17借助线材张力的中间缓冲变化总是能以恒定的张力被缠绕。

在缠绕机的主体20上，通过随后以如下方式绕双缠绕轴71、72形成平矩形线材10的线匝而形成扁立线圈，即通过随转动轴3的转动上推双缠绕轴71、72以及配重块9以及借助配重块推压线材的线匝，从而将线材插入到形成在转动轴的线圈支承面和线材刚刚形成的线匝之间的空间中。然而，存在一种危险，即，有时线材不能很精确地在下面缠绕预定圈数到缠绕轴上，这将导致形成不规则的线圈或缠绕松散的线圈。

为解决上述问题，主体10还设置有倾斜部31，如图1所示那样，该倾斜部能沿与线材进给侧相反的方向使双缠绕轴71、72及配重块9一起倾斜。

倾斜部31使用活塞-气缸机构33，该活塞-气缸机构朝前后移动磁铁32，从而吸引配重块9到磁铁32上。

如图4所示那样，双缠绕轴71、72通过倾斜部31倾斜，从而在平矩形线材10的进给侧形成间隙“s”，从而很容易在其中引入线材，并在不降低线圈成品中线匝的紧密度的情况下缠绕随后的线匝。

同时，配重块9由于其自身重力的作用在双缠绕轴71、72的倾斜侧推压线匝(线圈)，从而获得缠绕的紧密度。

根据本发明，通过提供如下的技术装置，从而能够使在上述扁立线圈缠绕机上生产扁立线圈的工序完全自动化，且不需要任何劳动量：

参考附图，下面介绍第一种技术装置：

如图6、7所示那样，夹具35转动式安装于转动盘34的一端位置处，其中转动盘34由轴承支承并与转动轴3同轴安装在一起。当平矩形线材10的引出端在转动盘34的线材进给侧沿水平方向被进给时，线材通过设于转动盘上的夹具35以这样一种方式被夹住，即推动杆37在气缸36的作用下向下移动，从而将线材10的引出端推压进夹具34的狭槽中，然后从夹具35的狭槽前面突出的线材端部被刀具38切断，其中刀具38与推动杆37平行并递减式安装着，如图8所示那样。

第二种技术装置为从邻近线材的夹紧端后方的部分剥去平矩形线材10的外皮。如图9-11所示，当剥去部分平矩形线材的外皮时，通过马达39转动轴上的弹簧40可转动地且可沿垂直方向移动地被安装的锉刀41受力而向下移动，并通过气缸42的力克服弹簧40的力而将锉刀推压在平矩形线材10的表面上。

第三种技术装置在图12中被示出。该装置使平矩形线材10夹持在转动轴3的顶端面和配重块9的下表面之间并通过在气缸43的作用下以特定角度旋转转动盘34而被推压到缠绕轴72上，其中气缸43用于沿箭头所示方向移动与转动盘34的齿轮啮合的齿条44。在该步骤中，夹具35的姿态受臂45的控制，该臂45在其前端处被连接到夹具35上，并能够围绕旋转点P旋转，而且当转动盘旋转特定角度时能自由地被向前拉出。

第四种技术装置在图13、14中被示出。该装置从夹具35释放平矩形线材10的引出端部分，并通过盘46的夹具47夹住线材的引出端部分，其中盘46安装在双缠绕轴71、72上并能够与该双缠绕轴71、72一起转动。在该步骤中，推动杆49在气缸的作用下向上移动，将线材10的端部推进夹具47的狭槽中，同时从夹具35中释放线材10的先前被夹紧的端部。

第五种技术装置在图15、16中被示出。该装置通过旋转转动轴3并通过向上推动配重块9和双缠绕轴71、72，从而将平矩形线材特定数量的线匝缠绕在双缠绕轴71、72上。之后，如图17所示那样，在最后一匝线材缠绕完之后，锉刀41向下移动到平矩形线材10的一部分上，从而以与前述相同的方式剥去线材的外皮。

第六种技术装置是通过向与各个剥离部分相接触的电极施加电流，从而热熔合所形成的线圈的被夹住的引出端和尾端。在该步骤中，具备带有连接到其上的电极51的输出杆的气缸50被驱动以使电极与平矩形线材10的最后线匝的被剥离的端部接触，如图18所示那样，具备带有连接到其上的电极53的输出杆的气缸52被驱动以使电极与平矩形线材10的第一线匝的被剥离的端部接触，如图19所示那样。

第七种技术装置为通过夹具35在距所形成的线圈的最后线匝特定距离处夹住平矩形线材10，并以与前述相同的方式从线圈成品中切断线材，如图20所示那样。

第八种技术装置，如图21-23所示那样，用于在气缸(未示出)的作用下向上移动配重块9、盘46以及在其上形成有扁立线圈17的双缠绕轴71、72的组件，并从双缠绕轴71、72上移去扁立线圈17。在该步骤中，配重块9连同双缠绕轴71、72和盘46被提升并被插入到设置于固定侧的线圈移除框架55的孔54中，该框架允许配重块9穿过孔54且仅仅将盘46锁定在同一孔54中。配重块9和缠绕轴71、72进一步被提升穿过框架，然后线圈成品从缠绕轴71、72上被移去。

在扁立线圈缠绕机中，用于机器各个部分的马达和气缸的运作都是在电子控制单元(ECU)的程序控制下进行。

工业实用性

从前述内容中很容易看出，根据本发明提供了一种全自动扁立线圈缠绕机，其包括：垂直设置的转动轴，其由驱动脉冲马达旋转；(一个或多个)缠绕轴，它们松动式配合于形成在上述转动轴中的轴向孔中；以及配重块，其连接到上述缠绕轴的上部，其中当随着转动轴的旋转缠绕轴和配重块一起被向上推动时，平矩形线材沿转动轴的顶端面在水平方向被进给并被夹持在转动轴的顶端面和配重块之间，由此，通过将该平矩形线材缠绕在双缠绕轴上形成扁立线圈；该扁立线圈缠绕机还设置有：用于通过第一夹具夹住沿垂直设置的转动轴的顶端面被水平进给的平矩形线材的引出端的机构，其中第一夹具转动式安装于与转动轴同轴安装的转动盘的线材进给侧；用于从邻近被第一夹具夹住的平矩形线材的夹持部分剥去外皮的机构；用于将线材的引出端部分夹持在转动轴的顶端面和配重块的下表面之间、并通过将转动盘旋转一特定角度从而将线材的引出端部分推压在上述缠绕轴上、然后使用第二夹具将平矩形线材的引出端部分夹住的机构，其中配重块连接到上述缠绕轴上，而上述缠绕轴松动式配合于转动轴中轴向形成的孔中；用于通过旋转转动轴将线材缠绕在缠绕轴上，同时向上推动缠绕轴和配重块的机构；用于剥去所形成的线圈的尾端外皮的机构；用于通过使用电极将线圈的外皮被剥去的尾端和引出端熔合在一起的机构；用于将线圈尾端后面的线材夹持到第一夹具上，同时在线材被夹持部分的前面一点切断线材的机构；以及用于将带有形成在其上的线圈成品的缠绕轴提升离开旋转轴，并将线圈成品从缠绕轴上移去的机构。也就是说，根据本发明的机器能通过全自动化的工序生产扁立线圈，而不用使用任何劳动量，从而提供了广泛的工业实用性。

Claims (2)

1.一种扁立线圈缠绕机，其包括：竖直设置的转动轴，该转动轴由驱动脉冲马达驱动；缠绕轴，该缠绕轴与轴向形成在所述转动轴中的孔松动式配合；以及配重块，该配重块安装在所述缠绕轴的上端部分，其中当借助转动轴的旋转而将缠绕轴和配重块一起向上推动时，平矩形线材沿转动轴的顶端面在水平方向上被进给并被保持在转动轴的所述顶端面和配重块的下表面之间，通过将该平矩形线材缠绕在缠绕轴上而形成扁立线圈；其特征在于：

所述扁立线圈缠绕机还设置有：

用于通过第一夹具对沿竖直设置的转动轴的顶端面被水平进给的平矩形线材的引出端进行夹持的装置，所述第一夹具转动式安装在与转动轴同轴安装的转动盘的线材进给侧，在该装置中，第一推动杆(37)在气缸(36)的作用下向下移动，从而将线材(10)的引出端推压进第一夹具的狭槽中；

用于从邻近被第一夹具夹住的平矩形线材的被夹住部分剥去外皮的第一剥离装置，当剥去部分平矩形线材的外皮时，通过弹簧(40)可转动地且可沿竖直方向移动地被安装的锉刀(41)受力而向下移动，并通过第二气缸(42)的力克服弹簧(40)的力而将锉刀推压在平矩形线材(10)的表面上；

用于通过将转动盘旋转一特定角度从而使平矩形线材的引出端部分被推压在缠绕轴上并被保持在转动轴的顶端面和配重块的下表面之间、然后使用第二夹具将平矩形线材的引出端部分夹住的装置，所述配重块连接到所述缠绕轴上，而所述缠绕轴与转动轴中轴向形成的孔松动式配合，在该装置中，第二推动杆(49)在第三气缸的作用下向上移动，将线材(10)的端部推进第二夹具(47)的狭槽中，同时从第一夹具(35)中释放线材(10)的先前被夹紧的端部，所述第二夹具(47)设置在安装在缠绕轴(71、72)上的盘(46)上；

用于通过旋转转动轴将平矩形线材缠绕在缠绕轴上并同时向上推动缠绕轴和配重块的装置；

用于以与第一剥离装置相同的方式剥去所形成的线圈的尾端部分的外皮的第二剥离装置；

用于通过使电极与各个外皮被剥去的部分接触并施加电流到所述电极上从而将线圈的外皮被剥去的尾端和引出端熔合的装置；

用于通过第一夹具将线圈尾端后面的线材部分夹住并同时在线材被夹持部分前面的一点处切断平矩形线材的装置；以及

用于提升在其上形成有线圈成品的缠绕轴并将线圈从缠绕轴上移去的装置，在该装置中，配重块(9)连同缠绕轴(71、72)和盘(46)被提升并被插入到线圈移除框架(55)的孔(54)中，该框架允许配重块(9)穿过孔(54)且仅仅将盘(46)锁定在孔(54)中，配重块(9)和缠绕轴(71、72)进一步被提升穿过框架，然后线圈成品从缠绕轴(71、72)上被移去。

2.根据权利要求1所述的扁立线圈缠绕机，其特征在于：所述第一夹具的姿态受下述臂的控制，该臂在其前端处被连接到所述第一夹具上，并能够围绕旋转点(P)旋转，而且当所述转动盘旋转特定角度时能自由地被向前拉出。

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