EP0108343A1 - Method of automatically winding miniature toroidal coils, and device for carrying out the method - Google Patents
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- EP0108343A1 EP0108343A1 EP83110715A EP83110715A EP0108343A1 EP 0108343 A1 EP0108343 A1 EP 0108343A1 EP 83110715 A EP83110715 A EP 83110715A EP 83110715 A EP83110715 A EP 83110715A EP 0108343 A1 EP0108343 A1 EP 0108343A1
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
- H01F41/06—Coil winding
- H01F41/08—Winding conductors onto closed formers or cores, e.g. threading conductors through toroidal cores
Definitions
- the subject of the present invention is a method and a device for the automatic winding of miniature vertical coils, that is to say around a body or support circular or closed on itself.
- miniature vertical coils are commonly used in video heads, small transformers, etc.
- the present process tends to remedy this situation and allows the automatic winding of miniature toroidal coils.
- This process is distinguished by the fact that before passing the wire through the hole in a spool, we observe the hole in the spool using a video camera and then, using the information thus collected, we memorize the surface. and the position of this hole; we then observe the end of the wire using this video camera and memorize the position of this end; that, as a function of the memorized information, is displaced relative to one another the spool and the end of the wire to make the position of the end of the wire coincide with the approximate position of the center of the hole in the spool; and finally pushing the end of the wire towards the hole in the spool to pass this wire through said hole.
- the appended drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the automatic winding device according to the invention as well as a certain number of operating phases thereof.
- the dynamometric wire clamp 16 illustrated in FIG. 2 comprises a jaw 28 rotatably mounted on the support 17 and a jaw 29 movable in rotation and in translation mounted on the end of a axis 30 passing through the support 17 and the other end of which is actuated by an actuator 31 for opening the clamp.
- a spring 32 determines the closing pressure of the jaws of the clamp 16.
- the movable jaw 29 is integral in rotation with a part 33 pivoted on the support 17 and subjected to the return action of a spring 34 holding the movable jaw against a stop 35 with a predetermined force.
- This movable part 33 carries a pallet 36 cooperating with an opto-electronic rotation detector 37 acting on the control of the motors 19, 22 moving the torque clamp 16, stopping the clamp as soon as the tension in the wire is sufficient to angularly move the jaw mobile 29. It is thus possible to avoid any breakage of the wire.
- the wire clamp 11 is shown diagrammatically in FIG. 12, it comprises a body 38 having a conical guide orifice 39 and a fixed clamping jaw 40.
- a movable jaw 40a cooperates with the fixed jaw to clamp a wire and is actuated by a cylinder not shown.
- the body 38 has a guide member g for the wire.
- the machine also includes a tensioner 41 disposed on the reel clamp 2 and mechanically controlled by means of a ring 42 sliding on the support of the clamp 2 and a lever 43 subjected to the action of a cam or a jack (not shown).
- This machine finally comprises a wire guide 44 comprising two parallel pins 45, 46, one of which carries two guide bristles 47.
- This wire guide 44 is movable along the Y axis and in rotation. Its movements are controlled by electronic equipment via jacks or motors not shown.
- the processing of the video image by the electronic equipment illustrated diagrammatically in FIGS. 13 and 14 includes the conversion of the video image into binary signals "O" or "1" according to a predetermined threshold and then storage in a memory.
- Two television monitors TV1, TV2 can be provided, one directly displaying the output of the camera while the other displaying the stored image.
- a microprocessor processes the binary information thus obtained and controls the mechanical section of the machine, ie the various motors and jacks.
- the electronic equipment uses conventional technology and includes a specific "video interface / memory” VIM card, the detailed diagram of which is illustrated in FIG. 14, as well as standard NC2 "numerical control 2", HMI "hercule memory cards. interface”; CPU “central processor unit” SBC 80/24; HBC “hercule connecting board”; as well as PCN8 and PCN16 output control modules and SMD 5/2 stepper motor controls.
- the specific VIM card is connected to the data bus B D at the video input and output Vin, Vout; to address buses BA1 and BA2.
- This card comprises a synchro generator G supplied by a battery Q supplying a frame counter CT and a line counter CL both connected to an address multiplexer MA. It still has an access memory random RAM connected to the multiplexer MA and to an interface Dl, as well as to a shift register SR and a digital / analog converter CDA.
- the shift register is supplied through an adapter A and an amplitude control amplifier AA and is connected to the video output Vout.
- the address bus BA1 is connected to a function control card CFC connected to an address decoder DA connected to the address bus BA2.
- Image processing is carried out by determining two orthogonal lines dividing the surface of the hole in the coil core into four approximately equal parts and the intersection of these lines is retained as the point where the thread is to be threaded. Then we proceed in a similar way with the end of the wire and the intersection of the two axes is considered as the center of the end of the wire. Then the difference in position between the two intersections is calculated and the reel clamp is moved until these two intersections coincide.
- the automatic winding process consists in automatically positioning the end of a wire relative to the hole of a spool before the winding of each turn. using information obtained from a video sensor.
- the main advantage of this invention lies in the possibility of automatically winding very small coils which was not the case until now. This results in the elimination of delicate manual operations, allowing mass production at lower costs.
- the observation of the hole in the core N can be done by other means than those of a video camera, for example by scanning a laser beam, or any other means making it possible to give information. on the shape and position of this hole.
- the information obtained by observing the hole refers to an origin or reference face of the core or of its support which is integral with it, it is possible to carry out this observation of the hole of the core on a separate machine of the winder. For each core placed on the winder, the relative movement of the reel clamp is controlled as a function of the information previously obtained by observing the hole.
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour le bobinage automatique de bobines to- roldales miniatures, c'est-à-dire autour d'un corps ou support circulaire ou fermé sur lui-même. De telles bobines sont utilisées couramment dans les têtes vidéo, les petits transformateurs, etc.The subject of the present invention is a method and a device for the automatic winding of miniature vertical coils, that is to say around a body or support circular or closed on itself. Such coils are commonly used in video heads, small transformers, etc.
Les machines à bobiner actuellement existantes qui permettent un bobinage automatique de bobines toroidales ne sont plus utilisables lorsqu'il s'agit de réaliser des bobines dont le diamètre interne est inférieur à 1 mm. Généralement dans la production de telles bobines, pour des têtes vidéo notamment, un bobinage manuel s'impose.Currently existing winding machines which allow automatic winding of toroidal coils are no longer usable when it comes to making coils whose internal diameter is less than 1 mm. Generally in the production of such coils, for video heads in particular, manual winding is essential.
Le présent procédé tend à remédier à cette situation et permet le bobinage automatique de bobines torolda- les miniatures. Ce procédé se distingue par le fait qu'avant de passer le fil dans le trou d'une bobine on observe le trou de la bobine à l'aide d'une caméra vidéo puis à l'aide des informations ainsi recueillies on mémorise la surface et la position de ce trou; qu'on observe ensuite l'extrémité du fil à l'aide de cette caméra vidéo et mémorise la position de cette extrémité; qu'on déplace, en fonction des informations mémorisées, relativement l'un à l'autre la bobine et l'extrémité du fil pour faire coincider la position de l'extrémité du fil avec la position approximative du centre du trou de la bobine; et enfin qu'on pousse l'extrémité du fil en direction du trou de la bobine pour faire passer ce fil à travers ledit trou.The present process tends to remedy this situation and allows the automatic winding of miniature toroidal coils. This process is distinguished by the fact that before passing the wire through the hole in a spool, we observe the hole in the spool using a video camera and then, using the information thus collected, we memorize the surface. and the position of this hole; we then observe the end of the wire using this video camera and memorize the position of this end; that, as a function of the memorized information, is displaced relative to one another the spool and the end of the wire to make the position of the end of the wire coincide with the approximate position of the center of the hole in the spool; and finally pushing the end of the wire towards the hole in the spool to pass this wire through said hole.
La machine à bobiner pour la mise en oeuvre du procédé décrit se distingue par le fait qu'elle comporte un bâti sur lequel sont montés :
- a) une pince porte-bobine déplaçable suivant deux directions orthogonales X, Y et pouvant tourner sur elle-même,
- b) une pince dynamométrique serre-fil déplaçable suivant deux directions orthogonales Y, Z,
- c) une seconde pince serre-fil déplaçable suivant deux directions orthogonales X, Z,
- d) une caméra vidéo disposée de manière à pouvoir observer le trou d'une bobine située dans la pince porte-bobine ainsi que l'extrémité d'un fil maintenu dans la pince dynamométrique serre-fil,
- e) un dispositif électronique recevant les informations de la caméra vidéo., calculant et mémorisant la position de l'extrémité du fil ainsi que la position, la dimension et le centre approximatif du trou de la bobine et délivrant des signaux de commande aux dispositifs d'actionnement des pinces pour, entre autre. positionner le trou de la bobine en regard de'l'extrémité du fil et provoquer son passage à travers ce trou.
- a) a reel-holder pliers movable in two orthogonal directions X, Y and able to turn on itself,
- b) a wire clamp dynamometrically movable in two orthogonal directions Y, Z,
- c) a second wire clamp movable in two orthogonal directions X, Z,
- d) a video camera arranged so as to be able to observe the hole of a spool located in the spool pin and the end of a wire held in the wire clamp
- e) an electronic device receiving the information from the video camera., calculating and memorizing the position of the end of the wire as well as the position, the dimension and the approximate center of the hole of the spool and supplying control signals to the devices d of the grippers for, among other things. position the hole in the spool opposite the end of the wire and cause it to pass through this hole.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif automatique de bobinage suivant l'invention ainsi qu'un certain nombre de phases de fonctionnement de celui-ci.The appended drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the automatic winding device according to the invention as well as a certain number of operating phases thereof.
- La figure 1 est une vue schématique en perspective du dispositif de bobinage.Figure 1 is a schematic perspective view of the winding device.
- La figure 2 illustre en perspective la pince dynamométrique serre-fil.Figure 2 illustrates in perspective the wire clamp.
- Les figures 3 à 11 illustrent schématiquement les positions relatives de la pince porte-bobine et des pinces serre-fil dans différentes positions correspondant à différentes phases du procédé de bobinage.Figures 3 to 11 schematically illustrate the relative positions of the spool pin and the wire clamps in different positions corresponding to different phases of the winding process.
- La figure 12 illustre une pince serre-fil.Figure 12 illustrates a wire clamp.
- La figure 13 est un schéma bloc du dispositif électronique du dispositif de bobinage.Figure 13 is a block diagram of the electronic device of the winding device.
- La figure 14 illustre un schéma détaillé d'une partie du dispositif électronique illustré à la figure 13.FIG. 14 illustrates a detailed diagram of part of the electronic device illustrated in FIG. 13.
Pour faciliter la description du procédé selon l'invention le dispositif pour sa mise en oeuvre sera décrit en premier lieu en référence aux dessins.To facilitate the description of the process according to the invention, the device for its implementation will be described firstly with reference to the drawings.
Le dispositif de bobinage illustré aux figures 1 et 2 comporte un bâti ou platine 1 sur lequel sont montés:
- 1. Une pince porte-
bobine 2 permettant de serrer le corps ou noyau N d'une bobine miniature de telle sorte que son trou 4 soit libre et que ce noyau soit situé approximativement dans un plan horizontal X, Y. Cette pince porte-bobine 2 est portée par l'axe d'un moteur pas à pas 5 fixé rigidement à une première coulisse 6 déplaçable suivant l'axe X par l'intermédiaire d'un moteur pas à pas 7 et d'une liaison cinématique non illustrée. Cette première coulisse est portée par uneseconde coulisse 8 déplaçable suivant l'axe Y à l'aide d'un moteur pas à pas 9 et d'une liaison cinématique non illustrée. Cetteseconde coulisse 8 est portée par une base deguidage 10 fixée rigidement aubâti 1. - 2. Une pince serre-fil 11 (illustrée en détail à la figure 2) portée par un support 12 déplaçable suivant l'axe Z à l'aide d'un vérin 13. Ce support 12 est lui-même monté coulissant sur un coulisseau 14 déplaçable par rapport au
bâti 1 suivant l'axe Y à l'aide d'un vérin 15. - 3. Une seconde pince serre-fil dynamométrique 16 portée' par un
support 17 déplaçable suivant l'axe Z sous l'action d'unevis 18 entraînée par un moteur pas à pas 19. Cesupport 17 coulisse sur uncoulisseau 20 déplaçable à l'aide d'un vérin 22 suivant l'axe X sur uneglissière 23 fixée aubâti 1. - 4. Des
24, 25 éclairant la zone dans laquelle sont disposés le noyau N de la bobine et l'extrémité du fil F à bobiner.lampes - 5. Une caméra vidéo 26 dirigée sur la zone où sont disposés le noyau de la bobine et le fil à bobiner; son axe optique étant dirigé selon l'axe Z.
- 6. Un appareillage électronique 27 (voir schéma figures 12, 13) constitué de composants normalisés fabriqués par la titulaire, sauf en ce qui concerne la carte spécifique "vidéo interface/mémoire" dont le schéma de principe est donné à la figure 13.
- 1. A
spool holder 2 for clamping the body or core N of a miniature coil so that its hole 4 is free and that this core is located approximately in a horizontal plane X, Y. Thisspool holder 2 is carried by the axis of a stepping motor 5 rigidly fixed to a first slide 6 movable along the axis X by means of a steppingmotor 7 and a kinematic connection not shown. This first slide is carried by asecond slide 8 movable along the Y axis using a stepping motor 9 and a kinematic connection not shown. Thissecond slide 8 is carried by aguide base 10 rigidly fixed to theframe 1. - 2. A wire clamp 11 (illustrated in detail in Figure 2) carried by a support 12 movable along the axis Z using a
cylinder 13. This support 12 is itself slidably mounted on a slide 14 movable relative to theframe 1 along the Y axis using ajack 15. - 3. A second
dynamometric wire clamp 16 carried 'by asupport 17 movable along the Z axis under the action of ascrew 18 driven by a stepping motor 19. This support 17 slides on aslide 20 movable at using ajack 22 along the X axis on aslide 23 fixed to theframe 1. - 4.
24, 25 illuminating the zone in which the core N of the coil and the end of the wire F to be wound are arranged.Lamps - 5. A
video camera 26 directed on the zone where the core of the coil and the wire to be wound are arranged; its axis optic being directed along the Z axis. - 6. An electronic device 27 (see diagram in figures 12, 13) made up of standardized components manufactured by the licensee, except for the specific "video interface / memory" card, the schematic diagram of which is given in FIG. 13.
Cet appareillage électronique permet à partir des signaux délivrés par la caméra vidéo 26 de réaliser les opérations suivantes :
- a. déterminer et mémoriser la position, la dimension et le centre approximatif du trou d'un noyau de bobine lorsque celui-ci est fixé dans le porte-
bobine 2. - b. déterminer et mémoriser la position de l'extrémité d'un fil à bobiner maintenu dans la pince dynamométrique serre-
fil 11 lorsque celui-ci est en position basse. - c. Calculer les déplacements relatifs nécessaires entre le porte-
bobine 2 et la pince dynamométrique serre-fil 11 pour placer l'ouverture de la bobine en regard de l'extrémité du fil. - d. commander les déplacements relatifs du porte-
bobine 2 et des pinces 11et 16 pour assurer le cycle de bobinage par des signaux adéquats délivrés aux différents moteurs de déplacement, vérins d'ouverture et de fermeture des pinces 2, 11 et 16 notamment, et d'une façon générale tous les déplacements ou actionnements d'organes mobiles de la machine. - e. comme on le verra plus loin ce dispositif de bobinage comporte encore un tendeur de fil 24 relié mécaniquement à la pince porte-bobine ainsi qu'un guide-
fil 25 dont les déplacements sont également commandés par l'appareillage électronique.
- at. determine and memorize the position, size and approximate center of the hole in a spool core when it is fixed in the
spool holder 2. - b. determine and memorize the position of the end of a winding wire held in the
wire clamp 11 when the latter is in the low position. - vs. Calculate the relative displacements necessary between the
coil holder 2 and the wire clampdynamometric clamp 11 to place the opening of the coil opposite the end of the wire. - d. control the relative movements of the
reel holder 2 and the 11 and 16 to ensure the winding cycle by adequate signals delivered to the different displacement motors, cylinders for opening and closing of theclamps 2, 11 and 16 in particular, and d 'generally speaking, all movements or actuations of moving parts of the machine.clamps - e. as will be seen later, this winding device further comprises a
wire tensioner 24 mechanically connected to the spool holder clamp as well as awire guide 25 whose movements are also controlled by the electronic equipment.
La pince serre-fil dynamométrique 16 illustrée à la figure 2 comporte un mors 28 monté rotatif sur le support 17 et un mors 29 déplaçable en rotation et en translation monté sur l'extrémité d'un axe 30 traversant le support 17 et dont l'autre extrémité est actionnée par un vérin 31 d'ouverture de la pince. Un ressort 32 détermine la pression de fermeture des mors de la pince 16.The
Le mors mobile 29 est solidaire en rotation d'une pièce 33 pivotée sur le support 17 et soumis à l'action de rappel d'un ressort 34 maintenant le mors mobile contre une butée 35 avec une force prédéterminée. Cette pièce mobile 33 porte une palette 36 coopérant avec un détecteur de rotation opto-électronique 37 agissant sur la commande des moteurs 19, 22 déplaçant la pince dynamométrique 16, stoppant la pince dès que la tension dans le fil est suffisante pour déplacer angulairement le mors mobile 29. Il est ainsi possible d'éviter toute cassure du fil.The
La pince serre-fil 11 est illustrée schématiquement à la figure 12 elle comporte un corps 38 présentant un orifice conique de guidage 39 et un mors fixe de serrage 40. Un mors mobile 40a coopère avec le mors fixe pour pincer un fil et est actionné par un vérin non illustré. Le corps 38 présente un organe de guidage g pour le fil.The
La machine comporte encore un tendeur 41 disposé sur la pince serre-bobine 2 et commandé mécaniquement à l'aide d'une bague 42 coulissant sur le support de la pince 2 et d'un levier 43 soumis à l'action d'une came ou d'un vérin (non illustré).The machine also includes a
Cette machine comporte enfin un guide fil 44 comportant deux broches parallèles 45, 46, dont l'une porte
deux poils de guidage 47. Ce guide-fil 44 est déplaçable suivant l'axe Y et en rotation. Ses mouvements sont commandés par l'appareillage électronique par l'intermédiaire de vérins ou moteurs non illustrés.This machine finally comprises a
two guide bristles 47. This
Le fonctionnement de cette machine sera maintenant décrit, certaines phases de ce fonctionnement étant illustrées aux figures 3 à 11 pour en faciliter la compréhension.
- 1. Un noyau de bobine N est placé dans la pince serre-
bobine 2 et un fil F est passé au travers du trou de ce noyau, soit manuellement soit automatiquement comme on le verra plus loin, puis pincé dans la pince dynamométrique serre-fil 11. - 2. La pince dynamométrique 16 est alors déplacée verticalement vers le haut d'une valeur correspondant approximativement à la longueur de fil nécessaire pour la réalisation de la bobine envisagée. Le fil F est coupé puis son extrémité libre est fixée sur le noyau N. (Figure 3).
- 3. Le tendeur 41 est positionné à proximité immédiate du noyau N et la pince 11 est avancée pour guider le fil F par son organe de guidage g (Figure 4).
- 4. La pince serre-
bobine 2, avec le tendeur 41, sont en- trainés en rotation pour un tour ce qui provoque le passage du fil F autour de l'extrémité du tendeur 41 qui comporte une gorge recevant le fil (figure 5). - 5. Le tendeur 41 est libéré par un déplacement du levier 43 et de la bague 42 et la pince serre-
bobine 2 est déplacée latéralement suivant l'axe Y pour permettre le déplacement suivant l'axe Z vers le bas de la pince dynamométrique 16 (figure 6). - 6. La pince dynamométrique 16 est déplacée vers le bas jusqu'au dessous de la pince serre-
bobine 2 tout en restant dans l'axe optique de la machine. Le tendeur 41 maintient le fil F en lui appliquant une tension de l'ordre de 3 grammes (figure 7). - 7. La lampe 24 est allumée et l'extrémité libre brillante du fil F maintenue par la pince 16 est observée par la caméra vidéo 26 et la position de cette extrémité du fil est mémorisée après une opération de traitement de l'image délivrée par la caméra 26. La lampe 24 est ensuite éteinte.
- 8. La pince dynamométrique 16 est retirée suivant l'axe X tandis que la pince serre-bobine est amenée dans une position pour laquelle le trou du noyau N soit approximativement dans l'axe optique de la machine.
- 9. La lampe 25 est allumée et le trou du noyau N est illuminé. La caméra vidéo 26 observe ce trou; sa position ainsi que sa forme sont mémorisées après une opération de traitement de l'image délivrée par la caméra vidéo 26. La lampe 25 est éteinte. La position approximative du centre du trou du noyau est calculée.
- 10..La pince serre-bobine est positionnée, en fonction des informations mémorisées précédemment, de telle sorte que le centre du trou du noyau N soit placé sur la position occupée précédemment par l'extrémité du fil F, lors de sa visée.
- 11. La pince dynamométrique 16 revient dans la position qu'elle occupait lorsque la position du fil F avait été mémorisée (opération 7).
- 12. La pince dynamométrique 16 est déplacée vers le haut provoquant le passage de l'extrémité libre du fil F dans le trou du noyau N.
- 13. La pince serre-
bobine 2 est déplacée de façon à recentrer le trou du noyau sur l'axe optique Z de la machine. Simultanément la pince serre-fil 11 est placée en-dessus de la pince serre-bobine 2, le cône de guidage 39 étant centré sur l'axe optique de la machine. - 14. La pince dynamométrique est déplacée verticalement vers le haut pour faire pénétrer l'extrémité du fil F dans le cône de guidage 38 de la pince 11 puis entre ses mors 40, 41 ouverts.
- 15. La pince serre-
fil 11 est fermée maintenant sur l'extrémité du fil ayant passé dans le trou du noyau entre ses mors 40et 41. - 16. La pince dynamométrique 16 est ouverte puis retirée latéralement.
- 17. La pince 11 est déplacée verticalement vers le haut sur une courte distance et le guide fil 44 est mis en place par un déplacement suivant l'axe Y (figure 8).
- 18. La pince dynamométrique 16 est déplacée vers le haut puis recentrée sur l'axe optique en étant ouverte.
Cette pince 16 est alors fermée et elle pince à nouveau le fil F entre les pinces serre-fil 11 et serre-bobine 2. La pince serre-fil 11 est alors ouverte et le guidefi1 44 est tourné de 120° environ plaçant ainsi l'un des poils 47 entre les deux brins du fil F s'étendant entre la pince serre-bobine 2 et le tendeur 41 (figure 9). - 19. La pince dynamométrique 16 descend de quelques millimètres pour dégager l'extrémité du fil F de la pince 11, puis cette pince 11 est rétractée latéralement.
- 20. La pince dynamométrique est alors déplacée vers le haut entraînant le fil F au travers du trou du noyau N de la bobine. Au cours de ce mouvement le tendeur monte - vers la pince serre-
bobine 2 jusqu'au moment où le fil échappe au tendeur 41 qui retombe alors en position basse. La boucle de fil se resserre tout en étant guidée par le poil 47 du guide fil 44 pour finalement échapper à celui-ci. Dès que la tension prédéterminée désirée est atteinte dans le fil F le mouvement de la pince dynamométrique 16 est arrêté par le détecteur opto-électronique 37. (figure 10). - 21. Le guide-
fil 44 est rétracté et l'on se retrouve dans la position illustrée à la figure 3 sauf qu'une spire de la bobine a été bobinée.
Le bobinage automatique de la bobine peut être continué en répétant les opérations 3 à 21 ci-dessus jusqu'à ce que le nombre de spires désiré soit atteint. Lorsque cela est le cas le fil F est coupé et le noyau N bobiné est enlevé de la pince serre-bobine 2, et on se retrouve dans les conditions de départ pour le bobinage d'un nouveau noyau N.
- 1. A coil core N is placed in the
coil clamp 2 and a wire F is passed through the hole in this core, either manually or automatically as will be seen below, then pinched in thewire clamp 11. - 2. The
dynamometric clamp 16 is then moved vertically upwards by a value corresponding approximately to the length of wire necessary for the production of the envisaged coil. Wire F is cut and its free end is fixed to core N. (Figure 3). - 3. The
tensioner 41 is positioned in the immediate vicinity of the core N and theclamp 11 is advanced to guide the wire F by its guide member g (Figure 4). - 4. The
reel clamp 2, with thetensioner 41, are rotated for one turn which causes the passage of the wire F around the end of thetensioner 41 which has a groove receiving the wire (Figure 5) . - 5. The
tensioner 41 is released by a movement of thelever 43 and of thering 42 and thereel clamp 2 is moved laterally along the Y axis to allow the movement along the Z axis down of the torque clip 16 (figure 6). - 6. The
dynamometric clamp 16 is moved down to the bottom of thecoil clamp 2 while remaining in the optical axis of the machine. Thetensioner 41 holds the wire F by applying a tension of the order of 3 grams to it (FIG. 7). - 7. The
lamp 24 is lit and the shiny free end of the wire F held by theclamp 16 is observed by thevideo camera 26 and the position of this end of the wire is memorized after an image processing operation delivered by thecamera 26. Thelamp 24 is then switched off. - 8. The
dynamometric clamp 16 is removed along the axis X while the clamp clamp is brought into a position for which the hole of the core N is approximately in the optical axis of the machine. - 9. The
lamp 25 is lit and the hole in the core N is illuminated. Thevideo camera 26 observes this hole; its position and its shape are memorized after an image processing operation delivered by thevideo camera 26. Thelamp 25 is off. The approximate position of the center of the core hole is calculated. - 10..The reel clamp is positioned, according to the information previously stored, so that the center of the hole in the core N is placed in the position previously occupied by the end of the wire F, when it is aimed.
- 11. The
torque clamp 16 returns to the position it occupied when the position of the wire F had been memorized (operation 7). - 12. The
dynamometric clamp 16 is moved upwards causing the free end of the wire F to pass through the hole in the core N. - 13. The
coil clamp 2 is moved so as to center the hole in the core on the optical axis Z of the machine. Simultaneously thewire clamp 11 is placed above thecoil clamp 2, theguide cone 39 being centered on the optical axis of the machine. - 14. The dynamometric clamp is moved vertically upward to make the end of the wire F penetrate into the
guide cone 38 of theclamp 11 and then between its 40, 41.open jaws - 15. The
wire clamp 11 is now closed on the end of the wire having passed through the hole in the core between its 40 and 41.jaws - 16. The
dynamometric clamp 16 is opened then removed laterally. - 17. The
clamp 11 is moved vertically upwards over a short distance and thewire guide 44 is put in place by a movement along the Y axis (FIG. 8). - 18. The
dynamometric clamp 16 is moved upwards then centered on the optical axis while being open. Thisclamp 16 is then closed and it again clamps the wire F between the wire clamps 11 andcoil holder 2. Thewire clamp 11 is then opened and theguide fi1 44 is rotated by approximately 120 ° thus placing the 'one of thebristles 47 between the two strands of the wire F extending between thereel clamp 2 and the tensioner 41 (Figure 9). - 19. The
dynamometric clamp 16 descends a few millimeters to disengage the end of the wire F from theclamp 11, then thisclamp 11 is retracted laterally. - 20. The dynamometric clamp is then moved upwards carrying the wire F through the hole in the core N of the coil. During this movement the tensioner rises - towards the
spool clamp 2 until the wire escapes from thetensioner 41 which then falls back into the low position. The wire loop tightens while being guided by thehair 47 of thewire guide 44 to finally escape therefrom. As soon as the desired predetermined tension is reached in the wire F, the movement of thedynamometric clamp 16 is stopped by the opto-electronic detector 37. (FIG. 10). - 21. The
wire guide 44 is retracted and we find ourselves in the position illustrated in FIG. 3 except that a turn of the coil has been wound.
The automatic winding of the coil can be continued by repeating steps 3 to 21 above until the desired number of turns is reached. When this is the case the wire F is cut and the wound core N is removed from thereel clamp 2, and we find ourselves in the starting conditions for the winding of a new core N.
A l'aide de cette machine on peut donc réaliser de façon entièrement automatique le bobinage de bobines miniatures particulièrement celles destinées à équiper des têtes vidéo. La forme de ces bobines peut être toroi- dale mais également carrée, allongée, etc.With the help of this machine it is therefore possible to carry out fully automatic winding of miniature coils, particularly those intended to equip video heads. The shape of these coils can be toroidal but also square, elongated, etc.
Le traitement de l'image vidéo par l'appareillage électronique illustré schématiquement aux figures 13 et 14 comprend la conversion de l'image vidéo en signaux binaires "O" ou "1" suivant un seuil prédéterminé puis le stockage dans une mémoire. On peut prévoir deux moniteurs de télévision TV1, TV2 l'un affichant directement la sortie de la caméra tandis que l'autre affiche l'image mémorisée. Un microprocesseur traite l'information binaire ainsi obtenue et commande la section mécanique de la machine, soit les divers moteurs et vérins.The processing of the video image by the electronic equipment illustrated diagrammatically in FIGS. 13 and 14 includes the conversion of the video image into binary signals "O" or "1" according to a predetermined threshold and then storage in a memory. Two television monitors TV1, TV2 can be provided, one directly displaying the output of the camera while the other displaying the stored image. A microprocessor processes the binary information thus obtained and controls the mechanical section of the machine, ie the various motors and jacks.
L'appareillage électronique fait usage d'une technologie conventionnelle et comporte une carte spécifique "video interface/memory" VIM dont le schéma détaillé est illustré à la figure 14, ainsi que des cartes standard NC2 "numerical control 2", HMI "hercule memory interface"; CPU "central processor unit" SBC 80/24; HBC "hercule con- necting board"; ainsi que des modules de commande de sortie PCN8 et PCN16 et des commandes de moteurs pas à pas SMD 5/2.The electronic equipment uses conventional technology and includes a specific "video interface / memory" VIM card, the detailed diagram of which is illustrated in FIG. 14, as well as standard NC2 "
La carte spécifique VIM est reliée au bus de donnée BD à l'entrée et la sortie vido Vin, Vout ; aux bus d'adresse BA1 et BA2.The specific VIM card is connected to the data bus B D at the video input and output Vin, Vout; to address buses BA1 and BA2.
Cette carte comporte un générateur synchro G alimenté par une pile Q alimentant un compteur de trame CT et un compteur de lignes CL reliés tous deux à un multiplexeur d'adresse MA. Elle comporte encore une mémoire à accès aléatoire RAM reliée au multiplexeur MA et à une interface Dl, ainsi qu'à un registre à décalage SR et un convertisseur digital/analogique CDA. Le registre à décalage est alimenté au travers d'un adapteur A et d'un ampli de commande d'amplitude AA et est relié à la sortie vidéo Vout.This card comprises a synchro generator G supplied by a battery Q supplying a frame counter CT and a line counter CL both connected to an address multiplexer MA. It still has an access memory random RAM connected to the multiplexer MA and to an interface Dl, as well as to a shift register SR and a digital / analog converter CDA. The shift register is supplied through an adapter A and an amplitude control amplifier AA and is connected to the video output Vout.
Le bus d'adresse BA1 est relié à une carte de commande de fonction CFC reliée à un décodeur d'adresse DA relié au bus d'adresse BA2.The address bus BA1 is connected to a function control card CFC connected to an address decoder DA connected to the address bus BA2.
Le traitement de l'image s'effectue en déterminant deux droites orthogonales divisant la surface du trou du noyau de la bobine en quatre parts approximativement égales et l'intersection de ces lignes est retenue comme le point où le fil doit être enfilé. Puis on procède de façon analogue avec l'extrémité du fil et l'intersection des deux axes est considérée comme le centre de l'extrémité du fil. Ensuite la différence de position entre les deux intersections est calculée et la pince serre-bobine est déplacée jusqu'à ce que ces deux intersections coincident.Image processing is carried out by determining two orthogonal lines dividing the surface of the hole in the coil core into four approximately equal parts and the intersection of these lines is retained as the point where the thread is to be threaded. Then we proceed in a similar way with the end of the wire and the intersection of the two axes is considered as the center of the end of the wire. Then the difference in position between the two intersections is calculated and the reel clamp is moved until these two intersections coincide.
Avec chaque spire supplémentaire il est évident que le trou du noyau N devient plus petit et change de forme. Mais pour chaque spire on réitère les opérations de lecture du trou et du fil et on recalcule la position optimale d'insertion du fil dans le trou et de ce fait on obtient une grande fiabilité de la machine.With each additional turn it is obvious that the hole of the nucleus N becomes smaller and changes shape. However, for each turn, the operations for reading the hole and the wire are repeated and the optimum position for inserting the wire in the hole is recalculated, and therefore great reliability of the machine is obtained.
Ainsi qu'on l'a vu en décrivant le fonctionnement de la machine à bobiner le procédé de bobinage automatique consisteà.positionner automatiquement l'extrémité d'un fil par rapport au trou d'une bobine avant le bobinage de chaque spire à l'aide d'informations obtenues par un capteur vidéo.As we have seen when describing the operation of the winding machine, the automatic winding process consists in automatically positioning the end of a wire relative to the hole of a spool before the winding of each turn. using information obtained from a video sensor.
Seul ce procédé qui permet le repositionnement relatif du trou partiellement bobiné et de l'extrémité du fil avant chaque passage du fil permet une automatisation du bobinage des bobines miniatures, la forme et la grandeur du trou variant entre chaque insertion. Grâce à ce procédé il est possible de réaliser des bobines dont le trou présente des dimensions de l'ordre de 0,3 x 0,35 mm ou inférieures et le fil un diamètre de l'ordre de 0,055 mm ou inférieur.Only this process which allows the relative repositioning of the partially wound hole and the end of the wire before each passage of the wire allows automation of the winding of miniature coils, the shape and size of the hole varying between each insertion. Thanks to this process it is possible to produce coils whose hole has dimensions of the order of 0.3 x 0.35 mm or less and the wire a diameter of the order of 0.055 mm or less.
Le principal avantage de cette invention réside dans la possibilité de bobiner automatiquement de très petites bobines ce qui n'était pas le cas jusqu'ici. Ceci entraîne l'élimination d'opérations manuelles délicates, permettant la production en grande série à des coûts inférieurs.The main advantage of this invention lies in the possibility of automatically winding very small coils which was not the case until now. This results in the elimination of delicate manual operations, allowing mass production at lower costs.
De nombreuses variantes de ce procédé sont envisageables. Par exemple lorsque le fil F est suffisamment rigide pour que sa partie émergeant au-dessus de la pince serre-fil 16 ne soit pas déformée ou déviée par son passage au travers du trou du noyau N, et que d'autre part la position initiale de cette pince serre-fil 16 est déterminée avec suffisamment de précision, il est possible de mettre en oeuvre le procédé sans observer l'extrémité du fil. Dans ce cas, l'observation du trou permet d'en déterminer le centre approximatif et la pince serre-bobine 2 est déplacée pour que ce centre approximatif soit aligné sur la position de la pince serre-fil 16 connue et déterminée purement mécaniquement.Many variants of this process are possible. For example when the wire F is rigid enough so that its part emerging above the
Dans d'autres réalisations, l'observation du trou du noyau N peut se faire par d'autres moyens que ceux d'une caméra vidéo, par exemple par le balayage d'un rayon laser, ou tout autre moyen permettant de donner une information sur la forme et la position de ce trou.In other embodiments, the observation of the hole in the core N can be done by other means than those of a video camera, for example by scanning a laser beam, or any other means making it possible to give information. on the shape and position of this hole.
Dans les cas où le trou est suffisamment grand et bien défini, il est possible avec une seule observation de celui-ci avant le début du bobinage de le placer relativement à la pince serre-fil 16 et donc au fil F avec suffisamment de précision pour que cette position soit maintenue la même pendant tout ou partie du bobinage subséquent.In cases where the hole is large enough and well defined, it is possible with a single observation of it before the start of the winding to place it relative to the
Enfin, dans le cas où les informations obtenues par l'observation du trou se réfèrent à une origine ou face de référence du noyau ou de son support qui lui est solidaire, il est possible de réaliser cette observation du trou du noyau sur une machine distincte de la bobineuse. Pour chaque noyau placé sur la bobineuse, on commande le déplacement relatif de la pince serre-bobine en fonction des informations obtenues préalablement par l'observation du trou.Finally, in the case where the information obtained by observing the hole refers to an origin or reference face of the core or of its support which is integral with it, it is possible to carry out this observation of the hole of the core on a separate machine of the winder. For each core placed on the winder, the relative movement of the reel clamp is controlled as a function of the information previously obtained by observing the hole.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH649982 | 1982-11-09 | ||
CH6499/82 | 1982-11-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0108343A1 true EP0108343A1 (en) | 1984-05-16 |
Family
ID=4310581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP83110715A Withdrawn EP0108343A1 (en) | 1982-11-09 | 1983-10-26 | Method of automatically winding miniature toroidal coils, and device for carrying out the method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0108343A1 (en) |
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Inventor name: PICCO, ALAIN Inventor name: NOIROT, JACQUES |