CN1960136A - 一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机 - Google Patents

Abstract

一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机，属电机定子制造领域，尤适用于绑线机对定子绕组的绑线使用。其目的是改变和简化现有的控制绑线运动的方式，采用程序控制方式控制、协调勾针绑线的相关运动。旋转编码器是本方案特有的工作转换件，其转角反映了与其它绑线动作相对应的勾针前进和后退的位置，转角数转变为脉冲信号反馈给储存控制器。机械动作通过旋转编码器与程序控制连系起来。一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机，包含电机定子绑线机、旋转编码器、储存控制器，其特征在于用程序控制绑线机的绑线动作；包括主程序、勾针转动程序、定子分度程序。

Description

一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机

技术领域；

本发明：一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机，属电机定子制造领域，尤适用于绑线机对定子绕组的绑线使用。

背景技术：

电机定子加工过程中有一项工序，就是用线捆扎定子槽内相邻的线圈。绑线机由机架、控制器、分度系统、传动系统和钩针组成，它们安装在机架上，传动系统含有：电机、皮带减速件、链轮传动件、凸轮和齿条齿轮传动件，它们都安装在机架上。绑线机绑线的主要运动有：1、钩针前进和后退。2、摆臂和钩针上下运动。3、钩针按一定角度的转动。4、定子线槽的分度。几个运动之间按一定的对应关系组成绑线机的钩线、绑线和分度的工作。

绑线机的绑线过程如图(5-13)。

图5是摆臂1和勾针2的起始位置。图中显示了：定子线圈4、工作台5、分度齿轮6。

图6是摆臂1和勾针2下降及勾针前进并正转到达电机定子3外圆，(此时勾口向下)。

图7是勾针2穿过电机定子槽，进入定子的内圆，勾针再次正转一个角度，并开始第一次勾线。

图8是勾针2后退，把线带到定子槽外(此时勾口向上)。

图9是摆臂1和勾针2上升到线圈顶部，勾针反转到侧面。

图10是勾针2前进到达电机定子3外圆，第一次勾线脱离勾口。

图11是勾针第二次勾线并反转一定角度。

图12是勾针穿过第一次勾线的线圈内。

图13是摆臂和勾针下降，把线圈绑紧，完成一槽的绑线任务。

此后，勾针重复以上的部骤直致完成定子的绑线工作。

原有的绑线机的绑线动作均由一个大而复杂的传动系统完成，上下勾针和摆臂的升降、勾针的前后和正反转运动以及定子的分度运动，完成这些动作有两种方式。

第一、勾针这些动作由三种机械传动的形式实现：一、绑线机由主电机带动，通过皮带轮、链轮减速机构减速传动，带动凸轮完成勾针和摆臂的上下运动；二、通过曲臂连杆机构带动勾针前后运动；三、通过凸轮的运动，勾针产生与上述两个运动对应的转针运动曲线；这些机械部件形成一个复杂的相关联的运动系统，形成很多运动副，因而影响了动作准确性，产生震动、噪声，速度慢，成本高；还有，定子槽的分度工作也是由单独的电机作动力，经减速、齿轮和凸轮机构组成的运动系统来完成。

第二种方法，由三组独立电机作动力，通过传动机构完成工作。一、采用较大功率电机作主动力电机，通过减速机构完成勾针的前后运动；二、采用中功率的电机作上下运动驱动电机，再通过左、右旋向的螺杆完成上下二支勾针的上下运动；三、采用两个小功率电机分别完成勾针的转针运动，通过联动控制系统控制三组伺服电机的联动协调动作，完成勾线、绑线。还有，定子槽的分度工作也是由单独的电机作动力，经减速、齿轮和凸轮机构组成的运动系统来完成。

此方式，由于全部采用价格昂贵的伺服电机作驱动，驱动元件与传动机构零件昂贵，整机制造成本高，由于采用复杂的伺服电机联动控制系统，系统控制的成本也大幅度提高，严重影响设备的推广使用。而且对不同的电机定子的绑线，要调整这些机构，这是一件困难和费时间的事情。

发明内容：

本发明给出了一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机，其目的是改变和简化现有的控制绑线运动的方式，提高绑线速度和工作质量，减少震动噪声，降低造价，因而要使用一种新的控制方法。

控制电机定子绑线机绑线的方案，采用程序控制方式控制、协调勾针绑线的相关运动。

其工作原理是：将勾针的机械运动转变为脉冲信号传递给计算机，然后由控制系统来监督、控制和协调各相对独立的机械运动。

方案分析如下：

一、机械动作与程序控制的连接；

根据上述的绑线机，其运动可分为以下相对独立的机械运动部分：

1、安装定子并使定子到达工作位置：

(1)、人工安装定子。

(2)、定子和工作台由气缸推动前移到达工作位置。

2、主电机带动的传动系统运转线路：

该运转线路完成了下面三个动作：

(1)、凸轮轴使勾针和摆臂作升降运动。

(2)、连杆曲臂主轴使勾针作前进和后退运动，曲臂连杆轴与凸轮轴的转动相互对应。

(3)、旋转编码器是本方案特有的控制工作转换件，它安装在旋转编码器轴上，其转速与连杆曲臂主轴相同，因此，旋转编码器的转角反映了勾针前进和后退的位置。

3、勾针转动

勾针转动由勾针伺服电机带动(内带编码器，反映电机转角)。勾针前进或后退所在的位置反映在旋转编码器的转角数。控制系统根据转角数向勾针伺服电机发指令，使勾针正转或反转一定的角度。

4、定子的分度由伺服电机带动分度齿轮机构完成。

定子在完成一个线槽绑线后，转角数向分度伺服电机发指令，使分度伺服电机带动分度齿轮机构分度。

5、整台定子的绑线完成后，切刀前进切断绑线，工作台后退，卸下定子，结束工作。

以上的几个动作存在对应关系，而勾针前进或后退位置定了，即旋转编码器的转角数定了，其它动作的状态也就确定了。

勾针完成一个绑线动作，定子作一次分度，如此循环，完成整台定子的绑线。然后开始新的定子绑线工作。

二、指导思想

上述分析知到，绑线机绑线的动作是有规律，且存在相对应关系，勾针前进或后退所在的位置是主要的对应关系，而旋转编码器的转角数反映了勾针作前进和后退所在的位置因此，抓住此主要因素来考虑各程序的设计。

机械动作通过旋转编码器与程序控制连系起来，旋转编码器转动的转角数反映了勾针作前进和后退所在的位置，旋转编码器的转角数转变为脉冲信号反馈给储存控制器，控制器根据此数据发出指令。

本机的程序控制方法是：

首先，设计主程序控制整个定子的绑线工作。包括：旋转编码器、储存器、控制器(CPU)和机械工作的准备状态，主电机带动：传动系统、切刀和机座的动作。

其次，设计勾针转动和定子分度的程序。

勾针转动程序包括：勾针的正转和反转及转角数。

定子的分度程序包括：完成每一个槽的绑线后，定子的转动角度。

本发明，一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机，包含电机定子绑线机、旋转编码器、储存控制器(CPU)，其特征在于用程序控制绑线机的绑线动作；包括主程序、勾针转动程序、定子分度程序；

主程序控制：主电机带动皮带减速，皮带轮使链轮转，链轮带动连杆曲臂主轴和凸轮轴转动，于是，勾针作前进或后退运动；摆臂作升降运动；

同时，链轮带动旋转编码器轴同步转动，旋转编码器转角数转变为脉冲信号储存在储存控制器；

勾针转动程序根据储存控制器的数据控制勾针的转动，并把转动的数据反馈；

定子分度程序根据储存控制器的数据控制定子分度，并把定子分度的数据反馈。

本发明提出的控制电机定子绑线机的方法的好处是：

1、简化了传动系统。

2、减少震动、降低噪声。

3、提高工作速度和效率。

4、提高产品质量。

5、降低成本。

附图说明：

图1是一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机的程序控制系统控制框图。

图2是一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机的主程序流程图。

图3是勾针转动程序流程图。

图4是定子分度程序流程图。

图(5-13)是勾针绑线动作过程图。

摆臂1、勾针2、电机定子3、定子线圈4、工作台5、分度齿轮6。

具体实施方式：

现用一具体例子说明本发明的方案。

图1是一种控制电机定子绑线机的方法的程序控制框图。

主程序启动后，主电机带动皮带减速，皮带轮使链轮转，链轮带动连杆曲臂主轴、凸轮轴转动，于是，勾针作前进或后退运动；摆臂作升降运动。

同时，链轮带动旋转编码器轴同步转动，旋转编码器转角数转变为脉冲信号储存在储存控制器。

勾针转动程序根据储存控制器的数据控制勾针的转动，并把转动的数据反馈。

定子分度程序根据储存控制器的数据控制定子分度，并把定子分度的数据反馈。

图2是主程序流程图。

系统通电复位→系统初始化→机械系统初始化→按钮是否有效→若安钮无效，则反回机械系统初始化，若是，机座前进→主电机启动，勾针前进或后退；勾针、摆杆升降。旋转编码器转动，转角转换成脉冲信号存在贮存器→读贮存器数据→完成整件绑线？，若未完成，则反回主电机启动；若完成→切刀前进，切断绑线→切刀后退→机座退出→完成整件定子绑线工作，清除工作状态抱→循环。

图3是勾针转动程序流程图。

读贮存器数据→勾针前进设定位置？若不是，则反回，若是，→勾针正转到设定位置→读贮存器数据→勾针开始后退到设定位置？，若不是，则反回，若是，→勾针正转到设定位置→读贮存器数据→勾针上升到设定位置？若不是，则反回，若是，→勾针反转到设定位置→勾针前进设定位置？若不是，则反回，若是，→勾针反转到设定位置→循环。

图4是定子分度程序流程图。

读贮存器勾针转动数据→转动数据是设定数吗？，若不是，则反回，若是，→定子分度→循环。

本实施例程序可靠，简化和减少了传动件，降低噪音和成本，提高效率和产品质量。

Claims (4)

1、一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机，包含电机定子绑线机、旋转编码器、储存控制器，其特征在于用程序控制绑线机的绑线动作；包括主程序、勾针转动程序、定子分度程序；

主程序控制：主电机带动皮带减速，皮带轮使链轮转，链轮带动连杆曲臂主轴、凸轮轴转动，于是，勾针作前进或后退运动；摆臂作升降运动；

同时，链轮带动旋转编码器轴转动，旋转编码器转角数转变为脉冲信号储存在储存控制器；

勾针转动程序根据储存的数据控制勾针的转动，并把转动的数据反馈；

定子分度程序根据储存的数据控制定子分度，并把分度的数据反馈。

2、根据权利要求1所述的一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机，其特征在于主程序流程是：

系统通电复位→系统初始化→机械系统初始化→按钮是否有效→若按钮无效，则反回机械系统初始化，若是，机座前进→主电机启动，勾针前进或后退；勾针、摆杆升降。旋转编码器转动，转角转换成脉冲信号存在贮存器→读贮存器数据→完成整件绑线？，若未完成，则反回主电机启动；若完成→切刀前进，切断绑线→切刀后退→机座退出→完成整件定子绑线工作，清除工作状态抱→循环。

3、根据权利要求1所述的一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机，其特征在于勾针转动程序流程是：

读贮存器数据→勾针前进设定位置？若不是，则反回，若是，→勾针正转到设定位置→读贮存器数据→勾针开始后退到设定位置？，若不是，则反回，若是，→勾针正转到设定位置→读贮存器数据→勾针上升到设定位置？若不是，则反回，若是，→勾针反转到设定位置→勾针前进设定位置？若不是，则反回，若是，→勾针反转到设定位置→循环。

4、根据权利要求1所述的一种程序控制电机定子线圈绑线的绑线机，其特征在于定子分度程序流程是：

读贮存器勾针转动数据→转动数据是设定数吗？，若不是，则反回，若是，→定子分度→循环。

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