CN205945448U - 绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置 - Google Patents

Abstract

一种绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置，包括绕线机构和包带机构，在绕线机构和包带机构之间设有理线装置；电磁线经过包带机构包带以后，通过理线装置送到绕线机构的绕线臂上，由绕线臂电机带动绕线臂旋转绕成线圈；在包带机构的前面或后面设置有检测绕包时电磁线直线运动速度的速度传感器，并在绕线机内还设有绕线臂电机控制系统，由绕线臂电机控制系统对绕线臂旋转速度进行实施监控与调整，保证实现绕线臂绕制线圈时具有相对稳定的线速度与包带时的电磁线直线移动速度相匹配，实现包带与绕线能够平滑过度。

Description

绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置

技术领域

本实用新型涉及到一种电机的部件制作设备装置，尤其是涉及一种电机绕组的绕线和绝缘带包扎的作业装置，主要用于制作电机绕组；属于电机制作技术领域。

背景技术：

现有的电机线圈大多是需要先通过绕包成绕组，再将成型绕组嵌入电机的定子或转子中，组合形成电机。所以电机线圈的绕包对于整个电机来说是十分重要的。现有技术对于线圈的绕制与包扎通常有二种方式：一种是采用人工包带然后简易模具绕线；一种是采用设备绕线与包带，分工序断续进行。

第一种方式，包带完全采用人工，简易绕线采用特制模具，费时费力，效率很低，而且包带质量受人员素质影响很大；

第二种方式，采用现有绕包设备绕包，在一台设备上可以分别完成绕线与包带功能。现有绕线包带机工作原理采用的是绕线和线间绝缘包扎分开进行：操作工启动包带按钮，包带机构沿平移机构从左至右边做直线运动，同时带盘旋转旋转，包带机构上的绝缘材料缠绕到电磁线上。包带机构到达平移机构末端后停止运动，同时机构夹紧电磁线。另外一个操作工启动绕线按钮，绕线机构开始旋转绕线，把包好绝缘带的电磁线绕到绕线机构的模具上，同时牵引包带机构从右往左做直线运动，回到起始点。当包带机构碰到平移机构左侧限位开关后发出停止指令，此时绕线机构停止运动：之后操作工重新启动包带按钮，机构重复上述工作，直至一个线圈最终包带绕制完成。

这种设备一般采用绕线机构绕线过程中直接拉动电磁线移动，而电磁线采用机械包带的实现基础是两者之间相对运动是匀速的或者说是恒定的，现有设备的技术无法解决旋转绕线时拉线速度恒定，因此只能将绕线和包带按工序一步一步完成，在包带的时候停止旋转绕线，先通过匀速移动包带机构按照一定的长度对电磁线进行绝缘包带，然后停止包带动作，对已完成包带的电磁线进行线圈绕制，在已包带部分尚未完全绕制完成以前再次对后续电磁线包带，重复以上操作，直至最终完成。而且预包带长度取决于包带机构横向运动行程，所要求线圈越大，预包带距离越长，包带机构移动距离越大，设备越长。操作过程中所需要的操作人员多，耗时长，生产效率低，每次绕线的起止拼接位置包带质量无法保证，而且需要单独配置一套包带机构的移动机构，设备成本高，场地占用大，因此仍有必要加以改进。

通过专利检索没发现有与本实用新型相同技术的专利文献报道，与本实用新型有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201520442988.7， 名称为“一种绕包机绕包速度同步控制装置”的实用新型专利，该专利公开了一种绕包机绕包速度同步控制装置，由PLC控制器、伺服驱动器、伺服电机、液晶触摸屏人机界面、牵引速度传感器、绕包速度传感器和RS-485总线组成，人机界面与PLC控制器连接，伺服驱动器接收来自牵引速度传感器的给定速度信号，输出驱动信号驱动伺服电机旋转，保持绕包速度与实际的绕组线牵引速度之间为比例关系。

2、专利号为CN201520435689.0， 名称为“换位导线绕包机的实用新型专利，该专利公开了一种换位导线绕包机，包括机架，所述机架上设置有导线输送装置和导线的绕包装置，所述导线的绕包装置包括支撑板，所述支撑板上设置有导线轮，所述导线轮为中空结构，所述导线轮通过轴承连接所述支撑板，所述导线轮连接驱动装置，所述导线轮上设置有托纸架，所述托纸架通过托纸架轴连接所述导线轮，其特征在于：所述导线轮与导线运动方向垂直，所述托纸架轴与导线运动方向倾斜设置。

3、专利号为CN201310200506.2， 名称为“一种绕包机智能控制系统”的发明专利，该专利公开了一种绕包机智能控制系统，包括放线装置、以及绕线装置，所述放线装置连接放线速度传感器，所述绕线装置连接绕线速度传感器，所述放线速度传感器的输出端连接放线信号采集模块的输入端，所述绕线速度传感器的输出端连接绕线信号采集模块的输入端，所述放线信号采集模块和绕线信号采集模块的输出端同时连接信号比对模块，所述信号比对模块连接微机处理模块，所述微机处理模块连接驱动模块，所述驱动模块分别连接放线装置和绕线装置。

上述这些专利虽说都涉及到了线圈的绝缘层绕包，但仔细分析可以发现这些专利并没有正真解决目前绕包设备绕包不能与绕线同步，导致不能将绕包与绕线合在一起进行连续一体化作业的不足，因此仍将出现前面所述的一些问题，其中专利号为CN201520442988.7， 名称为“一种绕包机绕包速度同步控制装置”的实用新型专利，只是提出了一种绕包机绕包速度同步控制装置，主要是用于解决在绕包一个工位的绕包和导线移动速度匹配的问题，保持绕包速度与实际的绕组线牵引速度之间为比例关系，以确保叠包率，但并未解决绕线如何与绕包如何保持同步的问题，而且由于绕线与绕包时两个工位，而且绕线与绕包的作业方式不同，如何保证两者的同步并非易事，所以仍有待进一步加以研究改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有绕包设备包带与绕线设备不能连续同时进行作业的不足，提出一种新的能实现绕线与包带连续同时作业的自动绕包绕线设备，该自动绕包绕线设备可以实现在绕线机上绕线和绝缘层的包扎两个工位连续同步进行作业。

为了达到这一目的，本实用新型提供了一种绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置，包括绕线机构和包带机构，在绕线机构和包带机构之间设有理线装置；电磁线经过包带机构包带以后，通过理线装置送到绕线机构的绕线臂上，由绕线臂电机带动绕线臂旋转绕成线圈；在包带机构的前面或后面设置有检测绕包时电磁线直线运动速度的速度传感器，并在绕线机内还设有绕线臂电机控制系统，由绕线臂电机控制系统对绕线臂旋转速度进行实施监控与调整，保证实现绕线臂绕制线圈时具有相对稳定的线速度与包带时的电磁线直线移动速度相匹配，实现包带与绕线能够平滑过度。

进一步地，所述的绕线机构和包带机构与理线装置连接在一起，形成一条作业线，其中，理线装置设置在中间位置。

进一步地，所述的绕线臂的转动部分采用伺服系统和位置检测编码器构成独立的运动机构。

进一步地，所述的包带机构部分采用伺服系统和速度检测编码器构成独立的运动机构。

进一步地，所述的理线装置分为固定理线装置和浮动理线装置两个部分，电磁线先进入固定理线装置，再进入浮动理线装置。

进一步地，所述的绕线臂旋转速度通过控制绕线臂旋转角速度的方式来实现。

进一步地，所述的绕线机绕线臂后端装有位置检测编码器，通过绕线臂后端装有位置检测编码器以及包带头前段装有速度检测编码器，随时监测与反馈绕线臂位置与旋转速度，同时通过伺服控制器进行绕线臂速度调整，然后加以顺滑拟合，实现保证线速度相对稳定下的转臂圆滑旋转，最终实现绕包同步的效果。

本实用新型的优点在于：本实用新型利用伺服可编程控制系统对设备加以改进，解决绕线与电磁线移动的速度匹配问题后，绕线和包带工序同步进行，操作人员只要在设备的触摸屏终端输入线圈的各种参数后，设备自动运行，减少员工和设备占地率，提高产量，连续包带同时提升包带质量；这样有如下一些好处：

1、原有机型需要2-3名操作工操作，制做一只线圈时只能按包带-绕线-再包带-再绕线这一顺序进行，工作时间周期长，效率低下，而且受预包带长度制约，必须保证与包带长度一致的包带机构移动距离，因此设备机构复杂，占地面积大，使用厂房利用率低（参考图1）。而且由于是断续包带，在每次包带的起止拼接位置，包带质量无法保证。改进后机型只需一名操作工操作，同时完成包带和绕线工作，因此占地面积小，包带质量高，人工成本低，效率高。

2、通过实时检测与控制绕线臂的位置与转速实现电磁线恒速运动，实现在线包扎绝缘带的可能性，从而实现绕包同步，达到2工序合二为一的目的。绕线、包带同时进行，不但提高生产效率，降低人工成本，同时采用连续包带提高绝缘带包扎质量。

3、操作者只需要在触摸屏上输入所需的叠包率与包带速度，设备就可以自动运行，不但效率高，节约人力成本，同时包带质量好，设备体积小，性价比高。

附图说明：

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为本实用新型的旋转角速度与中心角关系的曲线示意图；

图3为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

实施例一

如附图所示，本发明涉及一种绕线机连续绕线和绝缘包扎装置，包括绕线机构1和包带机构2，在绕线机绕线机构1和包带机构2之间设有理线装置3，电磁线4经过包带机构2包带以后，通过理线装置3送到绕线机构1的条状绕线臂6上，由绕线臂电机5带动条状绕线臂6旋转绕成线圈；在包带机构2的电磁线4入口或出口处设置有检测绕包时电磁线直线运动速度的速度传感器8，并在绕线机内还设有绕线臂电机控制系统9，由绕线臂电机控制系统9对绕线臂6旋转速度进行实施监控与调整，保证实现条状绕线臂6绕制线圈时具有相对稳定的线速度，且与包带时的电磁线4直线移动速度相匹配，实现包带与绕线能够平滑过度。包带机构2由绕包电机12驱动实现绕包，绕包电机12由控制器根据速度传感器8检测的数据进行控制。绕线完成后由剪断装置13剪断。

所述的绕线机构1和包带机构2与理线装置3连接在一起，形成一条作业线，其中，理线装置3设置在中间位置。

所述理线装置3包括一个固定理线装置7和一个浮动理线装置10，电磁线4包带后送入固定理线装置7，再经过浮动理线装置10连接到条状绕线臂6上，线头通过条状绕线臂6上的夹紧装置11夹紧。

所述的条状绕线臂6的转动部分采用伺服系统和位置检测编码器构成独立的运动机构驱动。

所述的包带机构2包带部分采用伺服系统和速度检测编码器构成独立的运动机构驱动。

所述的绕线机条状绕线臂6后端装有位置检测编码器14，通过条状绕线臂6后端装有位置检测编码器以及包带机构2前段装有速度检测编码器8，随时监测与反馈条状绕线臂6位置与旋转速度，同时通过伺服控制器进行绕线臂速度调整，然后加以顺滑拟合，实现保证线速度相对稳定下的转臂圆滑旋转，最终实现绕包同步的效果。

所述的绕线机绕线和绝缘包带连续作业步骤如下：

1）操作工用牵线机构把电磁线送到绕线臂6上的夹紧装置11处夹紧；

2）按下启动按钮，绕线臂逆时针旋转，拖动电磁线作匀速直线运动，包带机构处装有速度传感器8感应电磁线的运动速度，反馈到包带机构，一方面控制包带的速度，另一方将电磁线的运动速度传送到绕线臂电机控制系统9，通过控制角速度完成对绕线臂电机5速度的控制，实现速度的匹配；

3）绕线臂电机旋转速度按绕线臂角速度类似正旋曲线规律变化旋转（如附图2所示，附图2给出了一个1/4象限的示意图），以保证绕线臂上绕线点的线速度与包带机构包带时的线速度同步，为匀速；同时兼顾包带机构电机的转数，从而达到同步控制，实现边绕线边绝缘包带的功能。

实施例二

实施例二的结构与实施例一的原理一样，结构基本相同，为一种绕线机连续绕线和绝缘包扎装置，包括绕线机构和包带机构，在绕线机绕线机构和包带机构之间设有理线装置，电磁线经过包带机构包带以后，通过理线装置送到绕线机构的环形或椭圆绕线臂上，由环形或椭圆绕线臂电机带动绕线臂旋转绕成线圈；只是在包带机构的电磁线出口到理线装置入口处之间设置有检测绕包时电磁线直线运动速度的速度传感器，且绕线机是由伺服电机驱动的，并在绕线机内还设有绕线臂伺服电机的伺服可编程控制系统，由伺服可编程控制系统对绕线臂旋转速度进行实施监控与调整，保证实现绕线臂绕制线圈时具有相对稳定的线速度与包带时的电磁线直线移动速度相匹配，实现包带与绕线能够平滑过度；同时操作人员只要在设备的触摸屏终端输入线圈的各种参数后，设备自动运行。

实施例二的绕线机绕线和绝缘包带连续作业步骤如同实施例一。

上述所列实施例，只是结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的优点在于：本本实用新型利用伺服可编程控制系统对设备加以改进，解决绕线与电磁线移动的速度匹配问题后，绕线和包带工序同步进行，操作人员只要在设备的触摸屏终端输入线圈的各种参数后，设备自动运行，减少员工和设备占地率，提高产量，连续包带同时提升包带质量；这样有如下一些好处：

1、原有机型需要2-3名操作工操作，制做一只线圈时只能按包带-绕线-再包带-再绕线这一顺序进行，工作时间周期长，效率低下，而且受预包带长度制约，必须保证与包带长度一致的包带机构移动距离，因此设备机构复杂，占地面积大，使用厂房利用率低（参考图1）。而且由于是断续包带，在每次包带的起止拼接位置，包带质量无法保证。改进后机型只需一名操作工操作，同时完成包带和绕线工作，因此占地面积小，包带质量高，人工成本低，效率高。

2、通过实时检测与控制绕线臂的位置与转速实现电磁线恒速运动，实现在线包扎绝缘带的可能性，从而实现绕包同步，达到2工序合二为一的目的。绕线、包带同时进行，不但提高生产效率，降低人工成本，同时采用连续包带提高绝缘带包扎质量。

3、操作者只需要在触摸屏上输入所需的叠包率与包带速度，设备就可以自动运行，不但效率高，节约人力成本，同时包带质量好，设备体积小，性价比高。

Claims (7)

1.一种绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置，包括绕线机构和包带机构，其特征在于，在绕线机构和包带机构之间设有理线装置；电磁线经过包带机构包带以后，通过理线装置送到绕线机构的绕线臂上，由绕线臂电机带动绕线臂旋转绕成线圈；在包带机构的前面或后面设置有检测绕包时电磁线直线运动速度的速度传感器，并在绕线机内还设有绕线臂电机控制系统，由绕线臂电机控制系统对绕线臂旋转速度进行实施监控与调整，保证实现绕线臂绕制线圈时具有相对稳定的线速度与包带时的电磁线直线移动速度相匹配，实现包带与绕线能够平滑过度。

2.如权利要求1所述的绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置，其特征在于，所述的绕线机构和包带机构与理线装置连接在一起，形成一条作业线，其中，理线装置设置在中间位置。

3.如权利要求2所述的绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置，其特征在于，所述的绕线臂的转动部分采用伺服系统和位置检测编码器构成独立的运动机构。

4.如权利要求2所述的绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置，其特征在于，所述的包带机构部分采用伺服系统和速度检测编码器构成独立的运动机构。

5.如权利要求2所述的绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置，其特征在于，所述的理线装置分为固定理线装置和浮动理线装置两个部分，电磁线先进入固定理线装置，再进入浮动理线装置。

6.如权利要求2所述的绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置，其特征在于，所述的绕线臂旋转速度通过控制绕线臂旋转角速度的方式来实现。

7.如权利要求2所述的绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业装置，其特征在于，所述的绕线机绕线臂后端装有位置检测编码器，通过绕线臂后端装有位置检测编码器以及包带头前段装有速度检测编码器，随时监测与反馈绕线臂位置与旋转速度，同时通过伺服控制器进行绕线臂速度调整，然后加以顺滑拟合，实现保证线速度相对稳定下的转臂圆滑旋转，最终实现绕包同步的效果。