DE102012204662B3 - Winding device for producing wound products and method for their operation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung (1) zur Herstellung von Wickelgütern (2), umfassend eine Mehrzahl von drehbaren Wickelkörperaufnahmen (8), auf welchen jeweils ein zu bewickelnder Wickelkörper (5) anzuordnen ist, und einen Materialführerbalken (3), an welchem für jede Wickelkörperaufnahme (8) jeweils eine Materialführungseinheit (9) zur Zuführung eines Wickelmaterials (6) zum jeweiligen zu bewickelnden Wickelkörper (5) angeordnet ist, wobei der Materialführerbalken (3) mittels eines ersten Elektromotors (M1) in x-Richtung (x), mittels eines zweiten Elektromotors (M2) in y-Richtung (y), mittels eines dritten Elektromotors (M3) in z-Richtung (z) eines dreidimensionalen Koordinatensystems verschiebbar und mittels eines vierten Elektromotors (M4) um eine Drehachse (D) drehbar ist, welche parallel zur x-Richtung (x) ausgerichtet ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der Wickelvorrichtung (1).The invention relates to a winding device (1) for producing wound products (2), comprising a plurality of rotatable winding body receptacles (8), on each of which a winding body (5) to be wound is to be arranged, and a material guide bar (3) on which for each Winding body receptacle (8) in each case a material guide unit (9) for supplying a winding material (6) to the respective winding body to be wound (5) is arranged, wherein the material guide bar (3) by means of a first electric motor (M1) in the x-direction (x), by a second electric motor (M2) in the y-direction (y), by means of a third electric motor (M3) in the z-direction (z) of a three-dimensional coordinate system displaceable and by means of a fourth electric motor (M4) about an axis of rotation (D) is rotatable, which is aligned parallel to the x-direction (x).
Furthermore, the invention relates to a method for operating the winding device (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zur Herstellung von Wickelgütern nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Wickelvorrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.The invention relates to a winding device for producing wound products according to the features of the preamble of
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Wickelvorrichtung zur Herstellung von Wickelgütern und ein Verfahren zu deren Betrieb anzugeben, die das Bewickeln auch komplexer ausgebildeter Wickelkörper, welche insbesondere Teilbereiche mit voneinander abweichenden Wickelachsen und/oder Wickelrichtungen aufweisen, ermöglichen.The invention is based on the object to provide an improved winding device for the production of wound products and a method for their operation, which allow the winding even complex-formed winding body, which in particular have portions with divergent winding axes and / or winding directions.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Wickelvorrichtung zur Herstellung von Wickelgütern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Wickelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6.The object is achieved by a winding device for the production of winding goods with the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung zur Herstellung von Wickelgütern, umfasst eine Mehrzahl von drehbaren Wickelkörperaufnahmen, auf welchen jeweils ein zu bewickelnder Wickelkörper anzuordnen ist, und einen Materialführerbalken, an welchem für jede Wickelkörperaufnahme jeweils eine Materialführungseinheit zur Zuführung eines Wickelmaterials zum jeweiligen zu bewickelnden Wickelkörper angeordnet ist, wobei der Materialführerbalken mittels eines ersten Elektromotors in x-Richtung, mittels eines zweiten Elektromotors in y-Richtung, mittels eines dritten Elektromotors in z-Richtung eines dreidimensionalen Koordinatensystems verschiebbar und mittels eines vierten Elektromotors um eine Drehachse drehbar ist, welche parallel zur x-Richtung ausgerichtet ist. Die Wickelvorrichtung umfasst des Weiteren noch einen fünften Elektromotor zum Drehen der Wickelkörperaufnahmen und der auf diesen angeordneten Wickelkörper. Diese Wickelvorrichtung ermöglicht das Bewickeln auch komplexer ausgebildeter Wickelkörper, welche insbesondere Teilbereiche mit voneinander abweichenden Wickelachsen und/oder Wickelrichtungen aufweisen. Beispielsweise sind zu bewickelnde Anschlussstifte, auch als Anschlusspins bezeichnet, abweichend von einer Hauptwickelachse, d. h. von einer Rotationsachse des als eine elektrische Spule ausgebildeten zu bewickelnden Wickelkörpers ausgerichtet. Daher ist zum Bewickeln der Anschlussstifte auch der Materialführerbalken entsprechend auszurichten. Dies kann mittels der Elektromotoren hochgenau erfolgen.A winding device according to the invention for the production of wound goods, comprising a plurality of rotatable winding body receptacles, on each of which a winding wound body is to be arranged, and a material guide bar, on each of which each winding body receiving a material guide unit for supplying a winding material to the respective wound body to be wound is arranged the material guide bar is rotatable by means of a first electric motor in the x direction, by means of a second electric motor in the y direction, by means of a third electric motor in the z direction of a three-dimensional coordinate system and by means of a fourth electric motor about an axis of rotation which is aligned parallel to the x direction is. The winding device further comprises a fifth electric motor for rotating the winding body receptacles and the winding body arranged thereon. This winding device allows the winding of even more complex formed bobbins, which in particular have portions with divergent winding axes and / or winding directions. For example, to be wound pins, also referred to as connection pins, deviating from a main winding axis, d. H. from an axis of rotation of the formed as an electric coil to be wound bobbin. Therefore, for the winding of the pins and the material guide bar to align accordingly. This can be done with high precision by means of the electric motors.
Auf diese Weise sind mittels der Wickelvorrichtung eine Vielzahl von Wickelgütern zu bewickeln, beispielsweise Spulen, insbesondere elektrische Spulen, mit einem Spulendraht oder Teile von Elektromotoren mit einem entsprechenden Draht oder andere Spulen oder Spindeln mit Drähten oder Fäden oder auch andere Wickelkörper mit einem anderen Wickelmaterial. Insbesondere sind auf diese Weise eine Vielzahl unterschiedlich ausgebildeter Spulenkörper elektrischer Spulen zu bewickeln, welche Anschlussstifte aufweisen können, die in einer Vielzahl von Richtungen ausgerichtet sind. Mit Wickelvorrichtungen, welche pneumatische Antriebe aufweisen, ist dies nicht möglich, da diese in jeder Bewegungsrichtung jeweils nur zwei Endanschläge aufweisen, so dass der Materialführerbalken in jeder Bewegungsrichtung nur an jeweils einen dieser Endanschläge zu bewegen ist. Zwischenstellungen sind nicht möglich. Die Elektromotoren ermöglichen im Gegensatz dazu die Bewegung auf eine beliebige Zwischenstellung auf einem Bewegungsweg zwischen den jeweiligen Endanschlägen.In this way, by means of the winding device to wind a variety of winding goods, for example, coils, in particular electric coils, with a coil wire or parts of electric motors with a corresponding wire or other coils or spindles with wires or threads or other bobbins with another wrapping material. In particular, in this way a plurality of differently shaped bobbins of electrical coils are to be wound, which may have pins which are aligned in a plurality of directions. With winding devices, which pneumatic drives This is not possible since they each have only two end stops in each direction of movement, so that the material guide bar can only be moved in each direction of movement to one of these end stops. Intermediate positions are not possible. The electric motors, in contrast, allow movement to any intermediate position on a path of travel between the respective end stops.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Wickelvorrichtung zur Herstellung von als Spulen, insbesondere als elektrische Spulen ausgebildeten Wickelgütern ausgebildet. In dieser Ausführungsform sind die drehbaren Wickelkörperaufnahmen als Spulenkörperaufnahmen ausgebildet, auf welchen jeweils ein als Spulenkörper ausgebildeter zu bewickelnder Wickelkörper anzuordnen ist. Der Materialführerbalken ist dann als ein Drahtführerbalken ausgebildet. Dessen Materialführungseinheiten sind als Drahtführungseinheiten ausgebildet, welche als Wickelmaterial jeweils einen Spulendraht führen.In a particularly preferred embodiment, the winding device is designed for the production of coils formed as coils, in particular as electrical coils. In this embodiment, the rotatable winding body receptacles are formed as bobbin receptacles, on each of which a bobbin designed to be wound winding body is to be arranged. The material guide bar is then designed as a wire guide bar. Its material guide units are designed as wire guide units, which each lead a coil wire as a winding material.
Zweckmäßigerweise ist der Materialführerbalken an einem U-förmigen Bügel drehbar angeordnet, wobei die Drehachse durch Schenkel des Bügels verläuft und wobei der vierte Elektromotor zwischen den Schenkeln des Bügels auf der Drehachse angeordnet ist. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Wickelvorrichtung, da auf diese Weise eine Länge und dadurch ein erforderlicher Bauraum des Materialführerbalkens gegenüber Lösungen, welche pneumatische Antriebe seitlich des Materialführerbalkens aufweisen, erheblich reduziert ist. Zudem sind dadurch eine größere Stabilität des Materialführerbalkens und geringere Vibrationen erreicht.Conveniently, the material guide bar is rotatably mounted on a U-shaped bracket, wherein the axis of rotation extends through legs of the bracket and wherein the fourth electric motor between the legs of the bracket is arranged on the axis of rotation. This is a particularly advantageous embodiment of the winding device, as in this way a length and thus a required space of the material guide bar against solutions which have pneumatic drives side of the material guide bar, is considerably reduced. In addition, a greater stability of the material guide beam and lower vibrations are achieved.
Vorzugsweise sind die Elektromotoren jeweils als Servomotoren ausgebildet. Dies ermöglicht eine hochgenaue Steuerung und/oder Regelung der Elektromotoren und auf diese Weise eine exakte Bewegung und Positionierung des Materialführerbalkens.Preferably, the electric motors are each designed as servomotors. This allows a highly accurate control and / or regulation of the electric motors and in this way an exact movement and positioning of the material guide beam.
Die Wickelvorrichtung umfasst vorteilhafterweise eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, mittels welcher die Elektromotoren derart steuerbar und/oder regelbar sind, dass der Materialführerbalken auf beliebig vorgebbaren Bahnkurven in jede beliebige vorgebbare Stellung bewegbar ist. Durch diese Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, welche zweckmäßigerweise als eine CNC-Steuerung und/oder -regelung (Computerized Numerical Control) ausgebildet ist, sind hochgenaue Wickeloperationen ermöglicht. Mittels einer entsprechenden Programmierung dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in Form einer entsprechenden CNC-Software ist es auf diese Weise ermöglicht, Stellungen vorzugeben, auf welche sich der Materialführerbalken jeweils bewegen soll, und für jede derartige Stellung eine jeweilige Bahnkurve vorzugeben, auf welcher die Stellung erreicht werden soll. Die jeweilige Stellung des Materialführerbalkens wird dabei gebildet durch dessen Position im Raum und durch dessen Drehposition auf der Drehachse. Dabei liegen die jeweiligen Stellungen und Bahnkurven natürlich alle innerhalb eines möglichen Bewegungsraums, welcher durch jeweilige mechanische Gegebenheiten der Wickelmaschine begrenzt ist, d. h. durch jeweilige maximal erreichbare Verschiebe- bzw. Drehpositionen in den einzelnen Bewegungsrichtungen.The winding device advantageously comprises a control and / or regulating unit, by means of which the electric motors can be controlled and / or regulated in such a way that the material guide bar can be moved to arbitrary predeterminable trajectories into any predetermined position. By this control and / or regulating unit, which is expediently designed as a CNC control and / or regulation (computerized numerical control), highly accurate winding operations are possible. By means of an appropriate programming of this control and / or regulating unit in the form of a corresponding CNC software, it is possible in this way to specify positions to which the material guide bar is to move in each case, and to specify for each such position a respective trajectory on which the Position should be achieved. The respective position of the material guide bar is formed by its position in space and by its rotational position on the axis of rotation. Of course, the respective positions and trajectories are all within a possible range of motion, which is limited by respective mechanical conditions of the winding machine, d. H. by respective maximum achievable displacement or rotational positions in the individual directions of movement.
Bevorzugt sind die Elektromotoren mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit derart steuerbar und/oder regelbar, dass Materialausgänge der Materialführungseinheiten während eines Drehens des Materialführerbalkens jeweils an einem aktuell vorgegebenen Raumpunkt des dreidimensionalen Koordinatensystems verbleiben. Da sich diese Materialausgänge nicht auf der Drehachse befinden, um welche der Materialführerbalken drehbar ist, ist auch für eine derartige Operation eine hochkomplexe Steuerung und/oder Regelung zumindest einiger der vier Elektromotoren erforderlich. Auf diese Weise ist eine Änderung einer Wickelrichtung ermöglicht, wobei eine Spannung der zu wickelnden Wickelmaterialien aufrechterhalten bleibt, aber auch nicht zu groß wird, um ein Reißen des jeweiligen zu wickelnden Wickelmaterials zu verhindern. Dies ermöglicht beispielsweise ein Wickeln auch komplexer ausgebildeter Spulen und insbesondere von Anschlussstiften dieser Spulen, welche eine von der Hauptwickelachse des Wickelkörpers und beispielsweise auch von einer Senkrechten zu dieser Hauptwickelachse abweichende Ausrichtung aufweisen. Die Anschlussstifte sind dann beispielsweise in einem von 0° und 90° abweichenden Winkel zur Hauptwickelachse ausgerichtet. Bei einer derartigen besonders bevorzugten Wickelvorrichtung zur Herstellung von als elektrische Spulen ausgebildeten Wickelgütern sind die Materialausgänge entsprechend als Drahtausgänge ausgebildet.Preferably, the electric motors are controllable and / or controllable by means of the control and / or regulating unit such that material outlets of the material guiding units each remain at a currently predetermined spatial point of the three-dimensional coordinate system during rotation of the material guide bar. Since these material outputs are not located on the axis of rotation about which the material guide bar is rotatable, a highly complex control and / or regulation of at least some of the four electric motors is required for such an operation. In this way, a change of a winding direction is made possible, wherein a tension of the winding materials to be wound is maintained, but also not too large, to prevent cracking of the respective winding material to be wound. This makes it possible, for example, to wind coils of more complex design, and in particular of pins of these coils, which have an orientation deviating from the main winding axis of the winding body and, for example, also from a perpendicular to this main winding axis. The pins are then aligned, for example, in an angle deviating from 0 ° and 90 ° to the main winding axis. In such a particularly preferred winding device for the production of winding products designed as electrical coils, the material outlets are correspondingly designed as wire outlets.
Des Weiteren ist mit dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit auch der fünfte Elektromotor steuerbar und/oder regelbar. Dieser fünfte Elektromotor ist vorteilhafterweise ebenfalls als ein Servomotor ausgebildet. Durch die dadurch ermöglichte hochgenaue Steuerung und/oder Regelung auch dieses fünften Elektromotors sind auch die Wickelkörperaufnahmen und die auf diesen angeordneten Wickelkörper hochgenau drehbar, so dass die Wickelkörper in einem jeweils vorgegebenen Drehwinkel positionierbar sind. Dies ermöglicht die hochgenaue Ausrichtung eines jeweils vorgegebenen Bereichs der Wickelkörper, beispielsweise von deren Anschlussstiften. Durch die gemeinsame Steuerung und/oder Regelung der fünf Elektromotoren sind auf diese Weise jeweils zu bewickelnde Bereiche der Wickelkörper und die Materialausgänge der Materialführungseinheiten hochgenau zueinander auszurichten und relativ zueinander zu bewegen, um dadurch auch das Bewickeln komplex ausgebildeter Wickelkörper zu ermöglichen.Furthermore, the fifth electric motor can also be controlled and / or regulated with this control and / or regulating unit. This fifth electric motor is advantageously also designed as a servo motor. As a result of the highly precise control and / or regulation also possible for this fifth electric motor, the winding body receptacles and the wound bodies arranged on them are also highly precisely rotatable, so that the winding bodies can be positioned in a predetermined angle of rotation. This allows the highly accurate alignment of a respective predetermined region of the winding body, for example, from their pins. Due to the common control and / or regulation of the five electric motors are on to align each of these areas to be wound areas of the winding body and the material outputs of the material guide units highly accurate to each other and to move relative to each other, thereby also allow the winding complex complexed winding body.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer derartigen Wickelvorrichtung, welche eine Mehrzahl von drehbaren Wickelkörperaufnahmen, auf welchen jeweils ein zu bewickelnder Wickelkörper anzuordnen ist, und einen Materialführerbalken umfasst, an welchem für jede Wickelkörperaufnahme jeweils eine Materialführungseinheit zur Zuführung eines Wickelmaterials zum jeweiligen zu bewickelnden Wickelkörper angeordnet ist, wird der Materialführerbalken mittels eines ersten Elektromotors in x-Richtung, mittels eines zweiten Elektromotors in y-Richtung, mittels eines dritten Elektromotors in z-Richtung eines dreidimensionalen Koordinatensystems verschoben und mittels eines vierten Elektromotors um eine Drehachse gedreht, welche parallel zur x-Richtung ausgerichtet ist. Die Wickelkörperaufnahmen und die auf diesen angeordneten Wickelkörper werden mittels eines fünften Elektromotors gedreht. Durch dieses Verfahren zum Betrieb der Wickelvorrichtung wird das Bewickeln auch komplexer ausgebildeter Wickelkörper, welche insbesondere Teilbereiche mit voneinander abweichenden Wickelachsen und/oder Wickelrichtungen aufweisen, ermöglicht. Beispielsweise sind zu bewickelnde Anschlussstifte, auch als Anschlusspins bezeichnet, abweichend von einer Hauptwickelachse, d. h, von einer Rotationsachse des als eine elektrische Spule ausgebildeten zu bewickelnden Wickelkörpers ausgerichtet. Daher ist zum Bewickeln der Anschlussstifte auch der Materialführerbalken entsprechend auszurichten. Dies kann mittels der Elektromotoren hochgenau erfolgen.In a method according to the invention for operating such a winding device, which comprises a plurality of rotatable winding body receptacles, on each of which a winding body to be wound, and a material guide bar comprises, arranged on each for each winding body receiving a material guide unit for supplying a winding material to the respective winding body to be wound is, the material guide bar is shifted by means of a first electric motor in the x-direction, by means of a second electric motor in the y-direction, by means of a third electric motor in the z-direction of a three-dimensional coordinate system and rotated by a fourth electric motor about an axis of rotation which is parallel to x Direction is aligned. The winding body receptacles and the winding body arranged thereon are rotated by means of a fifth electric motor. By means of this method of operating the winding device, it is also possible to wind winding packages of complex design, which in particular have partial areas with winding axes and / or winding directions deviating from one another. For example, to be wound pins, also referred to as connection pins, deviating from a main winding axis, d. h, from a rotational axis of the formed as an electric coil to be wound bobbin. Therefore, for the winding of the pins and the material guide bar to align accordingly. This can be done with high precision by means of the electric motors.
Auf diese Weise können eine Vielzahl von Wickelgütern bewickelt werden, beispielsweise Spulen, insbesondere elektrische Spulen, mit einem Spulendraht oder Teile von Elektromotoren mit einem entsprechenden Draht oder andere Spulen oder Spindeln mit Drähten oder Fäden oder auch andere Wickelkörper mit einem anderen Wickelmaterial. Insbesondere sind auf diese Weise eine Vielzahl unterschiedlich ausgebildeter Spulenkörper elektrischer Spulen bewickelt werden, welche Anschlussstifte aufweisen können, die in einer Vielzahl von Richtungen ausgerichtet sind. Mit Wickelvorrichtungen, welche pneumatische Antriebe aufweisen, ist dies nicht möglich, da diese in jeder Bewegungsrichtung jeweils nur zwei Endanschläge aufweisen, so dass der Materialführerbalken in jeder Bewegungsrichtung nur an jeweils einen dieser Endanschläge zu bewegen ist. Zwischenstellungen sind nicht möglich. Die Elektromotoren ermöglichen im Gegensatz dazu die Bewegung auf eine beliebige Zwischenstellung auf einem Bewegungsweg zwischen den jeweiligen Endanschlägen.In this way, a variety of winding materials can be wound, for example, coils, in particular electric coils, with a coil wire or parts of electric motors with a corresponding wire or other coils or spindles with wires or filaments or other bobbins with another wrapping material. In particular, in this way a plurality of differently shaped bobbins of electrical coils are wound, which may have pins that are aligned in a variety of directions. With winding devices, which have pneumatic drives, this is not possible because they each have only two end stops in each direction of movement, so that the material guide bar in each direction of movement is only to move to one of these end stops. Intermediate positions are not possible. The electric motors, in contrast, allow movement to any intermediate position on a path of travel between the respective end stops.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden mittels einer als Wickelvorrichtung zur Herstellung von als Spulen, insbesondere als elektrische Spulen ausgebildeten Wickelgütern derartige elektrische Spulen hergestellt. In dieser Ausführungsform sind die drehbaren Wickelkörperaufnahmen als Spulenkörperaufnahmen ausgebildet, auf welchen jeweils ein als Spulenkörper ausgebildeter zu bewickelnder Wickelkörper angeordnet wird. Der Materialführerbalken ist dann als ein Drahtführerbalken ausgebildet. Dessen Materialführungseinheiten sind als Drahtführungseinheiten ausgebildet, welche als Wickelmaterial jeweils einen Spulendraht führen.In a particularly preferred embodiment, such electrical coils are produced by means of a winding device designed to produce coils, in particular electrical coils. In this embodiment, the rotatable winding body receptacles are formed as bobbin receptacles, on each of which a bobbin designed to be wound winding body is arranged. The material guide bar is then designed as a wire guide bar. Its material guide units are designed as wire guide units, which each lead a coil wire as a winding material.
Zweckmäßigerweise werden mittels einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit die Elektromotoren der Wickelvorrichtung derart gesteuert und/oder geregelt, dass der Materialführerbalken auf beliebig vorgebbaren Bahnkurven in jede beliebige vorgebbare Stellung bewegt werden kann. Durch diese Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, welche zweckmäßigerweise als eine CNC-Steuerung und/oder -regelung (Computerized Numerical Control) ausgebildet ist, werden hochgenaue Wickeloperationen ermöglicht. Mittels einer entsprechenden Programmierung dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in Form einer entsprechenden CNC-Software wird es auf diese Weise ermöglicht, Stellungen vorzugeben, auf welche sich der Materialführerbalken jeweils bewegen soll, und für jede derartige Stellung eine jeweilige Bahnkurve vorzugeben, auf welcher die Stellung erreicht werden soll. Die jeweilige Stellung des Materialführerbalkens wird dabei gebildet durch dessen Position im Raum und durch dessen Drehposition auf der Drehachse. Dabei liegen die jeweiligen Stellungen und Bahnkurven natürlich alle innerhalb eines möglichen Bewegungsraums, welcher durch jeweilige mechanische Gegebenheiten der Wickelmaschine begrenzt ist, d. h. durch jeweilige maximal erreichbare Verschiebe- bzw. Drehpositionen in den einzelnen BewegungsrichtungenThe electric motors of the winding device are expediently controlled and / or regulated by means of a control and / or regulating unit in such a way that the material guide bar can be moved to arbitrarily predeterminable trajectories into any predetermined position. By this control and / or regulating unit, which is expediently designed as a CNC control and / or regulation (computerized numerical control), highly accurate winding operations are made possible. By means of an appropriate programming of this control and / or regulating unit in the form of a corresponding CNC software, it is possible in this way to specify positions to which the material guide bar is to move in each case and to specify for each such position a respective trajectory on which the Position should be achieved. The respective position of the material guide bar is formed by its position in space and by its rotational position on the axis of rotation. Of course, the respective positions and trajectories are all within a possible range of motion, which is limited by respective mechanical conditions of the winding machine, d. H. by respective maximum achievable displacement or rotational positions in the individual directions of movement
Vorzugsweise werden die Elektromotoren mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit derart gesteuert und/oder geregelt, dass Materialausgänge der Materialführungseinheiten während eines Drehens des Materialführerbalkens jeweils an einem aktuell vorgegebenen Raumpunkt des dreidimensionalen Koordinatensystems verbleiben. Da sich diese Materialausgänge nicht auf der Drehachse befinden, um welche der Materialführerbalken drehbar ist, ist auch für eine derartige Operation eine hochkomplexe Steuerung und/oder Regelung zumindest einiger der vier Elektromotoren erforderlich. Auf diese Weise wird eine Änderung einer Wickelrichtung ermöglicht, wobei eine Spannung der zu wickelnden Wickelmaterialien aufrechterhalten bleibt, aber auch nicht zu groß wird, um ein Reißen des jeweiligen zu wickelnden Wickelmaterials zu verhindern. Dies ermöglicht beispielsweise ein Wickeln auch komplexer ausgebildeter Spulen und insbesondere von Anschlussstiften dieser Spulen, welche eine von der Hauptwickelachse des Wickelkörpers und beispielsweise auch von einer Senkrechten zu dieser Hauptwickelachse abweichende Ausrichtung aufweisen. Beispielsweise sind die Anschlussstifte in einem von 0° und 90° abweichenden Winkel zur Hauptwickelachse ausgerichtet. Bei einer derartigen besonders bevorzugten Wickelvorrichtung zur Herstellung von als elektrische Spulen ausgebildeten Wickelgütern sind die Materialausgänge entsprechend als Drahtausgänge ausgebildet.The electric motors are preferably controlled and / or regulated by means of the control and / or regulating unit such that material outlets of the material guiding units each remain at a currently predetermined spatial point of the three-dimensional coordinate system during rotation of the material guide bar. Since these material outputs are not located on the axis of rotation about which the material guide bar is rotatable, a highly complex control and / or regulation of at least some of the four electric motors is required for such an operation. In this way, a change of a winding direction is made possible, wherein a tension of the to be wound Winding materials is maintained, but not too large, to prevent cracking of the respective winding material to be wound. This makes it possible, for example, to wind coils of more complex design, and in particular of pins of these coils, which have an orientation deviating from the main winding axis of the winding body and, for example, also from a perpendicular to this main winding axis. For example, the pins are aligned at an angle deviating from 0 ° and 90 ° to the main winding axis. In such a particularly preferred winding device for the production of winding products designed as electrical coils, the material outlets are correspondingly designed as wire outlets.
Vorteilhafterweise werden die Elektromotoren derart gesteuert und/oder geregelt, dass der Materialführerbalken helixförmige Bewegungen ausführt. Dies ermöglicht ein Bewickeln allein durch die Bewegungen des Materialführerbalkens, so dass beispielsweise auch ein Bewickeln von Bereichen möglich ist, welche abweichend von einer Drehrichtung und/oder Hauptwickelachse und/oder Wickelrichtung des jeweiligen Wickelkörpers ausgerichtet sind.Advantageously, the electric motors are controlled and / or regulated such that the material guide bar performs helical movements. This allows a winding solely by the movements of the material guide beam, so that, for example, a winding of areas is possible, which are aligned differently from a direction of rotation and / or main winding axis and / or winding direction of the respective winding body.
Des Weiteren kann mit dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit auch der fünfte Elektromotor gesteuert und/oder geregelt. Dieser fünfte Elektromotor ist vorteilhafterweise ebenfalls als ein Servomotor ausgebildet. Durch die dadurch ermöglichte hochgenaue Steuerung und/oder Regelung auch dieses fünften Elektromotors können auch die Wickelkörperaufnahmen und die auf diesen angeordneten Wickelkörper hochgenau gedreht werden, so dass die Wickelkörper in einem jeweils vorgegebenen Drehwinkel positionierbar sind. Dies ermöglicht die hochgenaue Ausrichtung eines jeweils vorgegebenen Bereichs der Wickelkörper, beispielsweise von deren Anschlussstiften. Durch die gemeinsame Steuerung und/oder Regelung der fünf Elektromotoren können auf diese Weise jeweils zu bewickelnde Bereiche der Wickelkörper und die Materialausgänge der Materialführungseinheiten hochgenau zueinander ausgerichtet und relativ zueinander bewegt werden, um dadurch auch das Bewickeln komplex ausgebildeter Wickelkörper zu ermöglichen.Furthermore, the fifth electric motor can also be controlled and / or regulated with this control and / or regulating unit. This fifth electric motor is advantageously also designed as a servo motor. By thus enabling highly accurate control and / or regulation of this fifth electric motor and the winding body shots and arranged on these winding body can be rotated with high accuracy, so that the winding body can be positioned in a respective predetermined angle of rotation. This allows the highly accurate alignment of a respective predetermined region of the winding body, for example, from their pins. Due to the common control and / or regulation of the five electric motors in each case to be wound areas of the winding body and the material outputs of the material guide units can be highly accurately aligned and moved relative to each other, thereby also allow the winding complex winding bobbin.
Bevorzugt werden Anschlussstifte der als Spulenkörper von Spulen, insbesondere von elektrischen Spulen ausgebildeten Wickelkörper bei Stillstand der Wickelkörper durch Bewegen des Materialführerbalkens mit einem jeweiligen als Spulendraht ausgebildeten Wickelmaterial bewickelt. Dies wird durch die helixförmigen Bewegungen des Materialführerbalkens ermöglicht. Diese Anschlussstifte sind häufig abweichend von der Hauptwickelachse, d. h. von der Rotationsachse des Wickelkörpers angeordnet und/oder ausgerichtet, so dass ein Bewickeln durch Drehen des Wickelkörpers nicht möglich ist. Daher wird der Wickelkörper zu deren Bewickeln nicht bewegt, sondern diese Anschlussstifte werden, nachdem der Materialführerbalken entsprechend ausgerichtet ist, durch ein Bewegen des Materialführerbalkens bewickelt. Durch entsprechende helixförmige Bewegungen wird das Wickelmaterial, d. h. der Spulendraht um diese Anschlussstifte herumgewickelt.Preferably, connecting pins of the winding bodies formed as coils of coils, in particular of electric coils, are wound when the winding body is at rest by moving the material guiding beam with a respective wrapping material designed as a coil wire. This is made possible by the helical movements of the material guide beam. These pins are often different from the main winding axis, d. H. arranged and / or aligned by the axis of rotation of the winding body, so that a winding by rotating the winding body is not possible. Therefore, the winding body is not moved to its winding, but these pins are after the material guide beam is aligned appropriately, wound by moving the material guide beam. By appropriate helical movements, the wrapping material, d. H. the coil wire wrapped around these pins.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Darin zeigen:Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Die
Die
Die Wickelvorrichtung
Der Materialführerbalken
Der Materialführerbalken
Die Wickelvorrichtung
So ist der Materialführerbalken
Die
Durch diese Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, welche zweckmäßigerweise als eine CNC-Steuerung und/oder -regelung (Computerized Numerical Control) ausgebildet ist, sind hochgenaue Wickeloperationen ermöglicht. Mittels einer entsprechenden Programmierung dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in Form einer entsprechenden CNC-Software ist es auf diese Weise ermöglicht, Stellungen vorzugeben, auf welche sich der Materialführerbalken
Insbesondere können die Elektromotoren M1, M2, M3, M4 mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass als Drahtausgänge ausgebildete Materialausgänge
Auf diese Weise ist eine Änderung einer Wickelrichtung ermöglicht, wobei eine Spannung der zu wickelnden Wickelmaterialien
Des Weiteren können die Elektromotoren M1, M2, 3, M4 mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass der Materialführerbalken
Des Weiteren kann mit dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit auch der fünfte Elektromotor gesteuert und/oder geregelt. Dieser fünfte Elektromotor ist vorteilhafterweise ebenfalls als ein Servomotor ausgebildet. Durch die dadurch ermöglichte hochgenaue Steuerung und/oder Regelung auch dieses fünften Elektromotors können auch die Wickelkörperaufnahmen
Diese Wickelvorrichtung
Dies ist jedoch bei den in
Auf diese Weise sind mittels der Wickelvorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wickelvorrichtungwinder
- 22
- Wickelgutwinding
- 33
- MaterialführerbalkenMaterial guide bar
- 44
- Gehäusecasing
- 55
- Wickelkörperbobbin
- 66
- Wickelmaterialspandex
- 77
- Bügelhanger
- 88th
- WickelkörperaufnahmeWrap Length
- 99
- MaterialführungseinheitMaterial guiding unit
- 1010
- Schneideinheitcutting unit
- 1111
- Transporteinheittransport unit
- 1212
- Materialausgangmaterial output
- 1313
- Anschlussstiftpin
- DD
- Drehachseaxis of rotation
- WW
- HauptwickelachseMain winding axis
- M1M1
- erster Elektromotorfirst electric motor
- M2M2
- zweiter Elektromotorsecond electric motor
- M3M3
- dritter Elektromotorthird electric motor
- M4M4
- vierter Elektromotorfourth electric motor
- xx
- x-Richtungx-direction
- yy
- y-Richtungy-direction
- zz
- z-Richtungz-direction
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Effective date: 20131228 |
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