CN213195416U - 一种超长螺旋线自动化绕制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超长螺旋线自动化绕制设备，主要包括机架、绕线机构、钢丝稳定机构、放线机构，绕线机构及钢丝稳定机构固定于机架上，绕线机构位于机架两端，两端的绕线机构之间夹紧连接钢丝，绕线机构之间设置若干钢丝稳定机构支撑钢丝，放线机构相对机架横向运动，并用于线缆的被动释放，机架上还安装了位置传感器和其它绕线用辅助器件及工装。本实用新型可完成不同长度螺旋线的自动化绕制成型工作，可在绕制过程中同时安装其他内部部件，可实现螺旋线的精密控制和超长绕制，同时包含自动拉紧钢丝、自动绕制、钢丝防抖动等功能，可降低劳动强度，提高生产效率以保证该工序可以满足日益增长的产量需求。

Description

一种超长螺旋线自动化绕制设备

技术领域

本实用新型涉及螺旋线绕制成型的领域，具体涉及一种超长螺旋线自动化绕制设备。

背景技术

某型号产品的线包及螺旋线的组成比较复杂，其主要组成部分是一根完整的防水扁平导线，整根导线的长度最长达上百米，螺旋线部分长度近10米。螺旋线中间还需穿过其他部件。整个线包加工工艺比较复杂，其中最耗时耗力，影响成品率的工序为螺旋线绕制过程。由于产品性质，当前并无成熟设备可用于本螺旋线的绕制。现有绕制技术操作复杂，效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种超长螺旋线自动化绕制设备。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种超长螺旋线自动化绕制设备，主要包括机架、绕线机构、钢丝稳定机构、放线机构，绕线机构及钢丝稳定机构固定于机架上，绕线机构位于机架两端，两端的绕线机构之间夹紧连接钢丝，绕线机构之间设置若干钢丝稳定机构支撑钢丝，放线机构相对机架横向运动，并用于线缆的被动释放，机架上还安装了位置传感器和其它绕线用辅助器件及工装；

所述绕线机构包括钢丝、绕线机头及绕线机尾，绕线机头由安装板A、钢丝拉紧机构、驱动机构A及夹紧机构A构成，安装板A安装在机架上，钢丝拉紧机构安装在安装板A上实现导向与横向驱动，驱动机构A包括依次连接的驱动部分A、联轴器A及转动轴A，夹紧机构A安装于转动轴末端以夹紧钢丝；绕线机尾由安装板B、驱动机构B及夹紧机构B，驱动机构B通过安装板B固定于机架上，驱动机构B包括依次连接的驱动部分B、联轴器B及转动轴B，夹紧机构B安装于转动轴B末端以夹紧钢丝；

所述钢丝稳定机构包括横纵向移动机构及钢丝托架，钢丝托架由耐磨接触件、支撑结构件构成，耐磨接触件通过支撑结构件固定于横纵向移动机构上，并通过横纵向移动机构固定于机架上以支撑钢丝，防止钢丝变形；横纵向移动机构由安装板C、横向移动机构及纵向移动机构构成，安装板C固定于机架上，横纵向移动机构带动钢丝托架横纵向移动，起支撑作用并避免阻碍绕线成型。

所述钢丝拉紧机构优选为带导向杆的无杆气缸，驱动部分A和驱动部分B优选为伺服电机，夹紧机构A和夹紧机构B优选为三抓卡盘。

所述横向移动机构及纵向移动机构优选为带导向的无杆气缸，耐磨接触件优选为毛毡，以保证长期接触但不磨损钢丝。

所述放线机构主要包括横向运动机构、线包夹紧机构、理线机构、部件定位机构、线缆导向机构及钢丝支撑架，部件定位机构包括部件A定位机构、部件B定位机构及部件C定位机构。

所述横向运动机构包括驱动机构C与导向机构A，驱动机构C驱动放线机构沿机架横向运动；导向机构A包括固定在滑动板上的滑块A及固定在机架上的滑轨A。

所述驱动机构C优选为同步带机构，同步带优选为一种内部含金属丝的高强度同步带，驱动电机优选为伺服电机，滑轨A优选为一种铝型材导轨，滑块A采用与铝型材轨道匹配的含滚轮的滑块，以消除因为长度而导致的位置公差。

所述线包夹紧机构包括伸缩尾座及阻尼机构，伸缩尾座控制线包的夹紧与放开，阻尼机构由阻尼器、联轴器C及夹紧工装构成。

所述阻尼器优选为一种磁阻尼张力器。

所述理线机构纠正线缆的形变，包括固定轮与压紧机构，压紧机构由压紧轮、导向机构B及快速压紧器A构成，导向机构B还包含了滑块B及滑轨B。

所述固定轮采用单向导向轮，并加工与线宽度相对应的槽，压紧轮采用单向导向轮，端部宽度与固定轮的槽宽相等，间隙配合。

所述部件A定位机构包括导向轮、部件径向压紧工装及部件轴向限位工装，部件径向压紧工装及部件轴向限位工装相互配合完成部件A的限位工作,导向轮优选为一种单向导向轮，并加工与线宽度相对应的槽，部件径向压紧工装包含快速压紧器B及挡块。

所述线缆导向机构由单向导向轮A及单向导向轮B组成。

所述钢丝支撑架由支撑架及开口耐磨件组成，用于钢丝的再次稳定，开口耐磨件为开口形式。

所述钢丝两端径向开孔，用于安装螺旋线内部其他部件。

这种超长螺旋线绕制方法，主要包括以下步骤：

1)将原料线包与夹紧工装上的安装槽对准压入后，操作伸缩尾座压紧线包，找到线包上线缆端部，依次装入部件A、部件B及部件C，并分别用部件A定位机构、部件B定位机构及部件C定位机构压紧定位；

2)分别将钢丝的两端卡在绕线机头的夹紧机构A及绕线机尾的夹紧机构B上，启动设备，拉紧钢丝；

3)将线缆手动绕钢丝绕制几圈，并用夹子夹紧，保证绕制过程中螺旋线相对钢丝无相对转动，启动电机，钢丝开始旋转，且横向运动机构开始按照设置同步运动，保证绕制后的螺旋线均匀，此时钢丝稳定机构接触钢丝并轴向左右运动；

4)当线绕至钢丝稳定机构前的传感器位置时，传感器将信号反馈给控制系统，钢丝稳定机构后退至不影响螺旋线绕制的位置，当线绕过钢丝稳定机构前的传感器位置时，传感器将信号反馈给控制系统，钢丝稳定机构复位，托起钢丝并轴向左右运动；

5)之后线碰到钢丝稳定机构时，重复上述动作，当完成绕线时，停止设备，首先松开夹子，释放线应力，待释放完成后，操作设备，夹紧机构A和夹紧机构B松开钢丝；

6)此时钢丝及线脱落在机架上的料仓内，人工将钢丝抽出，依次操作部件A定位机构、部件B定位机构及部件C定位机构，松开部件A、部件B及部件C，操作伸缩尾座松开原料线包，整理绕制完成的螺旋线，整理完后，完成本条螺旋线的绕制工作。。

本实用新型的有益效果为：本实用新型可完成不同长度螺旋线的自动化绕制成型工作，可在绕制过程中同时安装其他内部部件，可实现螺旋线的精密控制和超长绕制，同时包含自动拉紧钢丝、自动绕制、钢丝防抖动等功能，可降低劳动强度，提高生产效率以保证该工序可以满足日益增长的产量需求。

附图说明

图1为本实用新型的设备整体结构示意图。

图2为本实用新型的绕线机头结构示意图。

图3为本实用新型的绕线机尾结构示意图。

图4为本实用新型的钢丝稳定机构结构示意图。

图5为本实用新型的螺旋线绕制示意图。

图6为本实用新型的放线机构平面示意图。

图7为本实用新型的放线机构轴测示意图。

图8为本实用新型的理线机构示意图。

附图标记说明：机架100、绕线机构200、钢丝稳定机构300、放线机构400、绕线机头210、绕线机尾220、钢丝230、安装板A211、钢丝拉紧机构212、夹紧机构A213、转动轴A214、联轴器A215、驱动部分A216、夹紧机构B221、转动轴B222、联轴器B223、驱动部分B224、安装板B225、横向移动机构310、纵向移动机构320、支撑结构件330、耐磨接触件340、安装板C350、线410、夹子420、线包夹紧机构410、理线机构420、部件A定位机构430、部件B定位机构440、部件C定位机构450、线缆导向机构460、钢丝支撑架470、横向运动机构480、伸缩尾座412、阻尼器413、联轴器C414、夹紧工装415、固定轮421、压紧轮422、快速压紧器A423、滑轨B424、滑块B425、导向轮431、部件轴向限位工装432、挡块433、快速压紧器B434、单向导向轮A461、单向导向轮B462、支撑架471、开口耐磨件472滑块A482、滑轨A483、线包11、线缆12。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

如附图所示，这种超长螺旋线自动化绕制设备及方法，主要包括机架100、绕线机构200、钢丝稳定机构300、放线机构400，绕线机构200及钢丝稳定机构300固定于机架100上，绕线机构200位于机架100两端，两端的绕线机构200之间夹紧连接钢丝230，绕线机构200之间设置若干钢丝稳定机构300支撑钢丝230，放线机构400相对机架100横向运动，并用于线缆12的被动释放，机架100上还安装了位置传感器和其它绕线用辅助器件及工装。绕线机构200包括钢丝230、绕线机头210及绕线机尾220，绕线机头210由安装板A211、钢丝拉紧机构212、驱动机构A及夹紧机构A213构成，安装板A211安装在机架100上，钢丝拉紧机构212安装在安装板A211上实现导向与横向驱动，驱动机构A包括依次连接的驱动部分A216、联轴器A215及转动轴A214，夹紧机构A213安装于转动轴214末端以夹紧钢丝230；绕线机尾由安装板B225、驱动机构B及夹紧机构B221，驱动机构B通过安装板B225固定于机架100上，驱动机构B包括依次连接的驱动部分B224、联轴器B223及转动轴B222，夹紧机构B221安装于转动轴B222末端以夹紧钢丝230。工作时，绕线机头210上的驱动部分A216与绕线机尾220上的驱动部分B224同步运动，保证钢丝230不被扭曲变形。钢丝拉紧机构212优选为带导向杆的无杆气缸，驱动部分A216和驱动部分B224优选为伺服电机，夹紧机构A213和夹紧机构B221优选为三抓卡盘。钢丝稳定机构300包括横纵向移动机构及钢丝托架，钢丝托架由耐磨接触件340、支撑结构件330构成，耐磨接触件340通过支撑结构件330固定于横纵向移动机构上，并通过横纵向移动机构固定于机架100上以支撑钢丝230，防止钢丝230变形；横纵向移动机构由安装板C350、横向移动机构310及纵向移动机构320构成，安装板C350固定于机架100上，横纵向移动机构带动钢丝托架横纵向移动，起支撑作用并避免阻碍绕线成型。本实施例含三套钢丝稳定机构300，分别分布在绕线钢丝230的左中右位置，当本机构与放线机构400干涉时，纵向移动机构320作用，让开位置，此时仍有两套钢丝稳定机构300起支撑作用；当本机构与放线机构400互不干涉时，三套钢丝稳定机构300同时起支撑作用。横向移动机构310及纵向移动机构320优选为带导向的无杆气缸，耐磨接触件340优选为毛毡，以保证长期接触但不磨损钢丝。

放线机构400主要包括横向运动机构480、线包夹紧机构410、理线机构420、部件定位机构、线缆导向机构460及钢丝支撑架470，部件定位机构包括部件A定位机构430、部件B定位机构440及部件C定位机构450，三套定位机构用于定位本实施例中三个部件部件113、部件214及部件315。横向运动机构480包括驱动机构C与导向机构A，驱动机构C驱动放线机构400沿机架100横向运动；导向机构A包括固定在滑动板上的滑块A482及固定在机架100上的滑轨A483。驱动机构C优选为同步带机构，同步带优选为一种内部含金属丝的高强度同步带，驱动电机优选为伺服电机，滑轨A483优选为一种铝型材导轨，滑块A482采用与铝型材轨道匹配的含滚轮的滑块，以消除因为长度而导致的位置公差。线包夹紧机构410包括伸缩尾座412及阻尼机构，伸缩尾座412控制线包11的夹紧与放开，阻尼机构由阻尼器413、联轴器C414及夹紧工装415构成。需要说明的是，线包11在被动放线过程中存在转动惯性，为防止因为速度变动而造成线包11打散，因而设置阻尼机构。夹紧工装415上还有与线包11安装位置处相匹配的安装槽，以保证线包11夹紧后不打滑。阻尼器优选为一种磁阻尼张力器。理线机构420纠正线缆12的形变，包括固定轮421与压紧机构，压紧机构由压紧轮422、导向机构B及快速压紧器A423构成，导向机构B还包含了滑块B425及滑轨B424。固定轮421采用单向导向轮，并加工与线宽度相对应的槽，压紧轮422采用单向导向轮，端部宽度与固定轮421的槽宽相等，间隙配合。工作时，将线缆12放在固定轮421的槽中，操作快速压紧器A423将线缆12通过压紧轮422与固定轮421压紧，需要说明的是，由于都为单向导向轮，线缆12不会倒退，另外由于压力作用，即使线缆12存在不平整的形变，也可通过此结构矫正。部件A定位机构430包括导向轮431、部件径向压紧工装及部件轴向限位工装432，部件径向压紧工装及部件轴向限位工装432相互配合完成部件A的限位工作,导向轮431优选为一种单向导向轮，并加工与线宽度相对应的槽，部件径向压紧工装包含快速压紧器B434及挡块433。工作时，部件A由快速压紧器B434压在挡块433上，轴向限位工装432为一开槽工装，槽宽度大于线缆12并小于部件A，作为部件A定位的二次防护，部件B与部件C的定位方式与部件A相同。部件定位工装套数根据所需安装的部件数量确定。线缆导向机构460由单向导向轮A461及单向导向轮B462组成，用于调整线缆12相对钢丝230的角度，以及调整螺旋线绕制时线缆12的角度与位置。钢丝支撑架470由支撑架471及开口耐磨件472组成，用于钢丝230的再次稳定，其中为了方便螺旋线绕制结束后方便下料，故开口耐磨件472为开口形式，需要说明的是，线缆12经过放线机构400后，应力较大，仅靠钢丝稳定机构300不能保证绕线处钢丝230的形变满足要求，因此设置钢丝支撑架470结构；钢丝支撑架470与钢丝稳定机构300的功能区别为：钢丝稳定机构300用于超长钢丝230的整体支撑，防止钢丝230发生大的形变，钢丝支架470用于绕线位置处钢丝230的二次稳定，避免因线缆应力而造成钢丝230发生明显形变，降低钢丝230抖动与形变，保证绕线的精密程度。钢丝230两端径向开孔，用于安装螺旋线内部其他部件。

本实施例中，设备采用双工位设置，区别于单工位的绕线机构200及放线机构400只有一套，本双工位设备绕线机构200包含相同的上下两套，放线机构400可同时放两个线包11的螺旋线，满足双工位绕制需求，提高绕制效率。

要实施该应用于螺旋线的绕制成型的设备，需要搭建机架100，绕线机构200及钢丝稳定机构300等；并基于PLC建立设备控制系统，实现机械、电气与传感器的协同工作。

这种超长螺旋线绕制方法，主要包括以下步骤：

1)将原料线包11与夹紧工装(415)上的安装槽对准压入后，操作伸缩尾座412压紧线包11，找到线包11上线缆端部，依次装入部件A、部件B及部件C，并分别用部件A定位机构430、部件B定位机构440及部件C定位机构450压紧定位。

2)分别将钢丝230的两端卡在绕线机头210的夹紧机构A213及绕线机尾220的夹紧机构B221上，启动设备，拉紧钢丝230；

3)将线缆12手动绕钢丝230绕制几圈，并用夹子420夹紧，保证绕制过程中螺旋线相对钢丝230无相对转动，启动电机，钢丝230开始旋转，且横向运动机构480开始按照设置同步运动，保证绕制后的螺旋线均匀，此时钢丝稳定机构300接触钢丝230并轴向左右运动；

4)当线410绕至钢丝稳定机构300前的传感器位置时，传感器将信号反馈给控制系统，钢丝稳定机构300后退至不影响螺旋线绕制的位置，当线410绕过钢丝稳定机构300前的传感器位置时，传感器将信号反馈给控制系统，钢丝稳定机构300复位，托起钢丝230并轴向左右运动；

5)之后线410碰到钢丝稳定机构300时，重复上述动作，当完成绕线时，停止设备，首先松开夹子420，释放线410应力，待释放完成后，操作设备，夹紧机构A213和夹紧机构B221松开钢丝230；

6)此时钢丝230及线410脱落在机架100上的料仓内，人工将钢丝230抽出，依次操作部件A定位机构430、部件B定位机构440及部件C定位机构450，松开部件A、部件B及部件C，操作伸缩尾座412松开原料线包11，整理绕制完成的螺旋线410，整理完后，完成本条螺旋线的绕制工作。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种超长螺旋线自动化绕制设备，其特征在于：主要包括机架(100)、绕线机构(200)、钢丝稳定机构(300)、放线机构(400)，绕线机构(200)及钢丝稳定机构(300)固定于机架(100)上，绕线机构(200)位于机架(100)两端，两端的绕线机构(200)之间夹紧连接钢丝(230)，绕线机构(200)之间设置若干钢丝稳定机构(300)支撑钢丝(230)，放线机构(400)相对机架(100)横向运动，并用于线缆(12)的被动释放，机架(100)上还安装了位置传感器和其它绕线用辅助器件及工装；

所述绕线机构(200)包括钢丝(230)、绕线机头(210)及绕线机尾(220)，绕线机头(210)由安装板A(211)、钢丝拉紧机构(212)、驱动机构A及夹紧机构A(213)构成，安装板A(211)安装在机架(100)上，钢丝拉紧机构(212)安装在安装板A(211)上实现导向与横向驱动，驱动机构A包括依次连接的驱动部分A(216)、联轴器A(215)及转动轴A(214)，夹紧机构A(213)安装于转动轴A(214)末端以夹紧钢丝(230)；绕线机尾由安装板B(225)、驱动机构B及夹紧机构B(221)，驱动机构B通过安装板B(225)固定于机架(100)上，驱动机构B包括依次连接的驱动部分B(224)、联轴器B(223)及转动轴B(222)，夹紧机构B(221)安装于转动轴B(222)末端以夹紧钢丝(230)；

所述钢丝稳定机构(300)包括横纵向移动机构及钢丝托架，钢丝托架由耐磨接触件(340)、支撑结构件(330)构成，耐磨接触件(340)通过支撑结构件(330)固定于横纵向移动机构上，并通过横纵向移动机构固定于机架(100)上以支撑钢丝(230)，防止钢丝(230)变形；横纵向移动机构由安装板C(350)、横向移动机构(310)及纵向移动机构(320)构成，安装板C(350)固定于机架(100)上，横纵向移动机构带动钢丝托架横纵向移动，起支撑作用并避免阻碍绕线成型。

2.根据权利要求1所述的超长螺旋线自动化绕制设备，其特征在于：所述钢丝拉紧机构(212)为带导向杆的无杆气缸，驱动部分A(216)和驱动部分B(224)为伺服电机，夹紧机构A(213)和夹紧机构B(221)为三抓卡盘。

3.根据权利要求1所述的超长螺旋线自动化绕制设备，其特征在于：所述横向移动机构(310)及纵向移动机构(320)为带导向的无杆气缸，耐磨接触件(340)为毛毡，以保证长期接触但不磨损钢丝。

4.根据权利要求1所述的超长螺旋线自动化绕制设备，其特征在于：所述放线机构(400)主要包括横向运动机构(480)、线包夹紧机构(410)、理线机构(420)、部件定位机构、线缆导向机构(460)及钢丝支撑架(470)，部件定位机构包括部件A定位机构(430)、部件B定位机构(440)及部件C定位机构(450)；所述横向运动机构(480)包括驱动机构C与导向机构A，驱动机构C驱动放线机构(400)沿机架(100)横向运动；导向机构A包括固定在滑动板上的滑块A(482)及固定在机架(100)上的滑轨A(483)；所述驱动机构C为同步带机构，同步带为一种内部含金属丝的高强度同步带，驱动电机为伺服电机，滑轨A(483)为一种铝型材导轨，滑块A(482)采用与铝型材轨道匹配的含滚轮的滑块，以消除因为长度而导致的位置公差。

5.根据权利要求4所述的超长螺旋线自动化绕制设备，其特征在于：所述线包夹紧机构(410)包括伸缩尾座(412)及阻尼机构，伸缩尾座(412)控制线包(11)的夹紧与放开，阻尼机构由阻尼器(413)、联轴器C(414)及夹紧工装(415)构成。

6.根据权利要求4所述的超长螺旋线自动化绕制设备，其特征在于：所述理线机构(420)纠正线缆(12)的形变，包括固定轮(421)与压紧机构，压紧机构由压紧轮(422)、导向机构B及快速压紧器A(423)构成，导向机构B还包含了滑块B(425)及滑轨B(424)；所述固定轮(421)采用单向导向轮，并加工与线宽度相对应的槽，压紧轮(422)采用单向导向轮，端部宽度与固定轮(421)的槽宽相等，间隙配合。

7.根据权利要求4所述的超长螺旋线自动化绕制设备，其特征在于：所述部件A定位机构(430)包括导向轮(431)、部件径向压紧工装及部件轴向限位工装(432)，部件径向压紧工装及部件轴向限位工装(432)相互配合完成部件A的限位工作,导向轮(431)为一种单向导向轮，并加工与线宽度相对应的槽，部件径向压紧工装包含快速压紧器B(434)及挡块(433)。

8.根据权利要求4所述的超长螺旋线自动化绕制设备，其特征在于：所述线缆导向机构(460)由单向导向轮A(461)及单向导向轮B(462)组成；所述钢丝支撑架(470)由支撑架(471)及开口耐磨件(472)组成，用于钢丝(230)的再次稳定，开口耐磨件(472)为开口形式。

9.根据权利要求1所述的超长螺旋线自动化绕制设备，其特征在于：所述钢丝(230)两端径向开孔，用于安装螺旋线内部其他部件。

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