RU2773986C1 - Automatic bobbin winder - Google Patents
Automatic bobbin winder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773986C1 RU2773986C1 RU2021133777A RU2021133777A RU2773986C1 RU 2773986 C1 RU2773986 C1 RU 2773986C1 RU 2021133777 A RU2021133777 A RU 2021133777A RU 2021133777 A RU2021133777 A RU 2021133777A RU 2773986 C1 RU2773986 C1 RU 2773986C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil
- winding
- shaft
- gearbox
- turns
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000003298 Dental Enamel Anatomy 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к намоточной технике, и предназначено для автоматической намотки проволоки или нитевидного материала на основание катушки. Изобретение может быть применено в электротехнической отрасли.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to winding technology, and is intended for automatic winding of wire or filamentous material on the base of the coil. The invention can be applied in the electrical industry.
Известно устройство для ручной намотки катушек [Патент РФ №108725, МПК B21C 47/18, опубл. 27.09.2011], содержащее станину, вал для наматываемой катушки, один конец которого жестко связан с рукояткой, а другой конец служит для крепления сменной оснастки, счетчик витков, связанный с валом для наматываемой катушки, светодиоды, фототранзисторы, фиксирующий винт, электронную схему, содержащую систему управления, источник питания, кнопку «сброс» и индикатор числа оборотов. Техническим результатом является обеспечение стабильного качества ручной намотки провода при изготовлении электротехнических моточных изделий, путем повышения точности подсчета количества витков, при одновременном повышении эксплуатационной надежности устройства для ручной намотки.A device for manual winding of coils is known [RF Patent No. 108725, IPC B21C 47/18, publ. 09/27/2011], containing a frame, a shaft for a winding coil, one end of which is rigidly connected to the handle, and the other end is used to fasten interchangeable equipment, a counter of turns connected to the shaft for a wound coil, LEDs, phototransistors, a fixing screw, an electronic circuit, containing the control system, power supply, "reset" button and an indicator of the number of revolutions. The technical result is to ensure the stable quality of manual winding of wire in the manufacture of electrical winding products, by increasing the accuracy of counting the number of turns, while increasing the operational reliability of the device for manual winding.
Недостатком такой конструкции является ручная намотка проволоки, что затрудняет работу с большим количеством витков, невозможность обеспечения равномерной намотки проволоки на основание катушки, из-за невозможности выдержки постоянного натяжения проволоки и отсутствия раскладчика, малая дискретность счета (точность подсчета равна одной шестой оборота вала).The disadvantage of this design is the manual winding of the wire, which makes it difficult to work with a large number of turns, the impossibility of ensuring uniform winding of the wire on the base of the coil, due to the impossibility of maintaining constant wire tension and the absence of a spreader, low counting discreteness (counting accuracy is equal to one sixth of a shaft turn).
Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков является станок для намотки электрических катушек [Авт. свидетельство СССР №754496, МПК H01F 41/04, опубл. 07.08.1980 (прототип)], содержащий намоточный шпиндель, счетчик числа витков, устройство для коррекции ширины слоя и управления подачей раскладчика, узел натяжителя, узел раскладчика, шаговый двигатель, блок деления, датчик импульсов, устройство считывания исходной информации с программоносителя с блоком памяти.The closest analogue in terms of essential features is a machine for winding electric coils [Ed. USSR certificate No. 754496, IPC H01F 41/04, publ. 08/07/1980 (prototype)], containing a winding spindle, a counter for the number of turns, a device for correcting the layer width and controlling the feed of the spreader, a tensioner unit, a spreader unit, a stepper motor, a division unit, an impulse sensor, a device for reading initial information from a program carrier with a memory unit .
Недостатками конструкции прототипа являются отсутствие регулировки натяжения проволоки и невозможность изменения скорости намотки в широких пределах.The disadvantages of the prototype design are the lack of adjustment of the wire tension and the impossibility of changing the winding speed over a wide range.
Техническим результатом заявленного решения является автоматическая равномерная намотка на основание катушки проволоки или нитевидного материала, что достигается выдержкой постоянного натяжения проволоки или нитевидного материала, точный подсчет количества числа витков и возможность регулировки скорости намотки, установка автоматической намотки катушки может работать в реверсивном режиме, а именно, осуществлять смотку проволоки или нитевидного материала с намотанной катушки.The technical result of the claimed solution is the automatic uniform winding of wire or filamentous material on the base of the coil, which is achieved by maintaining a constant tension of the wire or filamentous material, accurate counting of the number of turns and the ability to adjust the winding speed, the automatic coil winding unit can operate in reverse mode, namely, carry out winding of wire or filamentous material from a wound coil.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в установке автоматической намотки катушки, содержащей узел натяжителя, узел раскладчика, счетчик числа витков, новым является то, что устройство содержит два управляемых частотными преобразователями асинхронных двигателя (ведомый и ведущий) с редукторами, на валу редуктора ведущего двигателя закреплено основание наматываемой катушки и размещен оптический датчик углового положения, к выходу которого подключен вход счетчика числа витков, при этом частоту вращения вала редуктора ведущего двигателя задает пользователь, а частоту вращения вала редуктора ведомого двигателя, где закреплена сматываемая катушка, регулирует датчик углового положения рычага узла натяжителя.The claimed technical result is achieved by the fact that in the installation of automatic winding of the coil containing the tensioner assembly, the spreader assembly, the counter of the number of turns, it is new that the device contains two asynchronous motors controlled by frequency converters (slave and master) with gearboxes, on the shaft of the drive motor gearbox the base of the wound coil is fixed and an optical angular position sensor is placed, to the output of which the input of the counter of the number of turns is connected, while the frequency of rotation of the shaft of the gearbox of the driving motor is set by the user, and the frequency of rotation of the shaft of the gearbox of the driven motor, where the coil is fixed, is regulated by the angular position sensor of the assembly lever tensioner.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием двух управляемых частотными преобразователями асинхронных двигателей (ведомого и ведущего) с редукторами, оптического датчика углового положения.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized by the presence of two frequency converter-controlled asynchronous motors (slave and master) with gearboxes, an optical angular position sensor.
Первым существенным отличием является применение управляемых частотными преобразователями асинхронных двигателей, один из которых используется для вращения наматываемой катушки, а второй - для управляемого вращения сматываемой катушки.The first significant difference is the use of asynchronous motors controlled by frequency converters, one of which is used to rotate the coil being wound, and the second is used for controlled rotation of the coil being wound.
Вторым существенным отличием является то, что частота вращения вала редуктора ведущего асинхронного двигателя, на котором закреплено основание наматываемой катушки, определяется пользователем, тогда как частота вращения вала редуктора ведомого асинхронного двигателя определяется по сигналу с датчика углового положения рычага узла натяжителя. За счет организации непрерывного процесса регулирования частоты вращения вала редуктора ведомого асинхронного двигателя со сматываемой катушкой удается поддерживать постоянным натяжение проволоки или нитевидного материала во время всего процесса намотки катушки.The second significant difference is that the frequency of rotation of the shaft of the gearbox of the leading asynchronous motor, on which the base of the wound coil is fixed, is determined by the user, while the frequency of rotation of the shaft of the gearbox of the driven asynchronous motor is determined by the signal from the angular position sensor of the lever of the tensioner unit. Due to the organization of a continuous process of regulating the speed of the shaft of the gearbox of the driven asynchronous motor with a wound coil, it is possible to maintain a constant tension of the wire or filamentary material during the entire process of winding the coil.
Третьим существенным отличием является использование оптического датчика углового положения вала, на котором закреплена наматываемая катушка. Выход датчика подключен к счетчику числа витков, позволяющему фиксировать положение катушки с высокой точностью и останавливать процесс намотки по достижению заданного числа витков.The third significant difference is the use of an optical sensor of the angular position of the shaft, on which the coil being wound is fixed. The output of the sensor is connected to a counter of the number of turns, which allows you to fix the position of the coil with high accuracy and stop the winding process when the specified number of turns is reached.
Таким образом, перечисленные выше отличительные от прототипа признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».Thus, the above distinguishing features from the prototype allow us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty".
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».The features that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and, therefore, ensure that the claimed solution meets the criterion of "inventive step".
Данное изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена расстановка элементов установки автоматической намотки катушки с ее передней стороны, на фиг. 2 - с задней стороны. На фиг. 3 показан узел раскладчика. На фиг. 4 показана система фиксации основания наматываемой катушки на валу редуктора ведущего двигателя, а на фиг. 5 - система фиксации сматываемой катушки на валу редуктора ведомого двигателя.This invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows the arrangement of the elements of the automatic coil winding installation from its front side, in Fig. 2 - from the back side. In FIG. 3 shows the spreader assembly. In FIG. 4 shows the system for fixing the base of the coil being wound on the shaft of the gearbox of the driving motor, and in Fig. 5 - system for fixing the reel being wound on the shaft of the driven motor gearbox.
Установка автоматической намотки катушки содержит (фиг. 1) стальное основание (1), на котором размещены два асинхронных двигателя (ведомый (2) и ведущий (3)) с редукторами (4 и 5, соответственно), на валу (6) редуктора (4) ведомого двигателя (2) с передней стороны установки размещена система фиксации сматываемой катушки (7), а на валу (8) редуктора (5) ведущего двигателя (3) - система фиксации основания наматываемой катушки (9), систему направляющих устройств (10), измеритель силы натяжения проволоки или нитевидного материала (11), узел раскладчика (12), узел натяжителя (13). Узел натяжителя (13) содержит рычаг (14) с роликом, под которым размещается ограничитель (15) с регулировкой по высоте, и датчик углового положения (16). Для отображения числа намотанных витков и остановки двигателей (2, 3) по достижению заданного числа витков установка автоматической намотки катушки содержит счетчик числа витков (17), показания которого выведены на цифровом табло. Вход счетчика (17) подключен (фиг. 2) к выходу оптического датчика углового положения (18), размещенного на валу (8) редуктора (5) ведущего двигателя (3) с задней стороны установки. Дискретность счета составляет 0,01, счет ведется в обоих направлениях. Также с задней стороны установки расположены частотные преобразователи (19, 20) для каждого асинхронного двигателя (2, 3), распределительный блок (21), автоматический выключатель (22), шаговый двигатель (23) с драйвером (24), входящие в узел раскладчика (12). Узел раскладчика (12) (фиг. 1, 2) отдельно показан на фиг. 3 и включает помимо шагового двигателя (23) с драйвером (24), расположенных с задней стороны установки, с передней стороны – стойку (25) с роликом, индуктивный датчик положения (26), расположенные на каретке (27) линейного модуля (28), и нулевую отметку (29).The automatic coil winding installation contains (Fig. 1) a steel base (1) on which two asynchronous motors (slave (2) and master (3)) with gearboxes (4 and 5, respectively) are placed, on the shaft (6) of the gearbox ( 4) of the driven motor (2) on the front side of the unit there is a system for fixing the coil (7), and on the shaft (8) of the gearbox (5) of the driving motor (3) there is a system for fixing the base of the coil (9), a system of guides (10 ), wire or thread-like material tension gauge (11), spreader assembly (12), tensioner assembly (13). The tensioner unit (13) contains a lever (14) with a roller, under which a height-adjustable limiter (15) is placed, and an angular position sensor (16). To display the number of wound turns and stop the motors (2, 3) upon reaching the specified number of turns, the automatic coil winding unit contains a counter for the number of turns (17), the readings of which are displayed on a digital display. The input of the counter (17) is connected (Fig. 2) to the output of the optical angular position sensor (18) located on the shaft (8) of the gearbox (5) of the drive motor (3) on the rear side of the unit. The counting resolution is 0.01, counting is carried out in both directions. Also on the rear side of the unit there are frequency converters (19, 20) for each asynchronous motor (2, 3), a distribution block (21), an automatic switch (22), a stepper motor (23) with a driver (24) included in the spreader assembly (12). The spreader unit (12) (Figs. 1, 2) is shown separately in Figs. 3 and includes, in addition to a stepper motor (23) with a driver (24), located on the rear side of the unit, on the front side, a rack (25) with a roller, an inductive position sensor (26) located on the carriage (27) of the linear module (28) , and zero mark (29).
Установка автоматической намотки катушки работает следующим образом. Рассмотрим пример работы установки при намотке многовитковой катушки с сечением паза для намотки 2×2 мм, диаметр наматываемой проволоки 0,04 мм, число витков - 2000. Основание наматываемой катушки (30) закрепляют (фиг. 4) на валу (8) редуктора (5) ведущего двигателя (3) с помощью системы фиксации (9). Основание наматываемой катушки (30) вставляют в упор (31) с фиксаторами проволоки и прижимают через диск (32) и шайбу (33) с винтом (34). Сматываемую катушку (35) закрепляют (фиг. 5) на валу (6) редуктора (4) ведомого двигателя (2) с помощью системы фиксации сматываемой катушки (7). Сматываемая катушка (35) фиксируется с помощью двух конусных гаек (36). Проволоку пропускают (фиг. 1) через систему направляющих устройств (10), ролик рычага (14) узла натяжителя (13), измеритель силы натяжения проволоки (11), ролик на стойке (25) узла раскладчика (12) (фиг. 3), а затем делают один виток (фиг. 4) на основание наматываемой катушки (30) и фиксируют на упоре (31) с фиксаторами проволоки. С помощью (фиг. 3) нулевой отметки (29) узла раскладчика (12) выставляют нулевое положение индуктивного датчика положения (26), который расположен вместе со стойкой (25) с роликом на каретке (27) линейного модуля (28), задают ход каретки (27) линейного модуля (28). Движение каретки (27) линейного модуля (28) обеспечивает шаговый двигатель (23) с драйвером (24). Показания счетчика числа витков (17) (фиг. 2) сбрасывают на ноль, устанавливают требуемое число витков (с учетом одного намотанного витка), после чего включают в первую очередь частотный преобразователь (19) ведомого двигателя (2), а затем частотный преобразователь (20) ведущего двигателя (3). Частота вращения (фиг. 1, 2) вала (6) редуктора (4) ведомого двигателя (2) регулируется автоматически по сигналам от датчика углового положения (16) узла натяжителя (13) частотному преобразователю (19). Частота вращения вала (8) редуктора (5) ведущего двигателя (3) задается пользователем согласно требуемой скорости намотки (витков в секунду) с учетом коэффициента передачи редуктора (5). В установке реализован диапазон возможных частот вращения ведущего (8) и ведомого (6) валов - от 0,5 до 10 Гц. Установка автоматической намотки катушки может работать в реверсивном режиме, а именно, осуществлять смотку проволоки или нитевидного материала с намотанной катушки.Installation of automatic winding of the coil works as follows. Consider an example of the operation of the installation when winding a multi-turn coil with a groove cross section for winding 2 × 2 mm, the diameter of the wound wire is 0.04 mm, the number of turns is 2000. The base of the wound coil (30) is fixed (Fig. 4) on the shaft (8) of the gearbox ( 5) drive motor (3) with fixation system (9). The base of the coil to be wound (30) is inserted into the stop (31) with wire clamps and pressed through the disk (32) and the washer (33) with the screw (34). The coil to be wound (35) is fixed (Fig. 5) on the shaft (6) of the gearbox (4) of the driven motor (2) by means of the system of fixing the coil to be wound (7). The take-up spool (35) is fixed with two flare nuts (36). The wire is passed (Fig. 1) through the system of guides (10), the lever roller (14) of the tensioner assembly (13), the wire tension gauge (11), the roller on the rack (25) of the spreader assembly (12) (Fig. 3) , and then make one turn (Fig. 4) on the base of the coil being wound (30) and fix it on the stop (31) with wire clamps. Using (Fig. 3) the zero mark (29) of the spreader assembly (12), the zero position of the inductive position sensor (26), which is located together with the rack (25) with the roller on the carriage (27) of the linear module (28), is set, the stroke is set carriage (27) of the linear module (28). The movement of the carriage (27) of the linear module (28) is provided by a stepper motor (23) with a driver (24). The readings of the counter of the number of turns (17) (Fig. 2) are reset to zero, the required number of turns is set (taking into account one wound turn), after which the frequency converter (19) of the driven motor (2) is turned on first, and then the frequency converter ( 20) drive motor (3). The rotational speed (Fig. 1, 2) of the shaft (6) of the gearbox (4) of the driven motor (2) is automatically controlled by signals from the angular position sensor (16) of the tensioner assembly (13) to the frequency converter (19). The frequency of rotation of the shaft (8) of the gearbox (5) of the drive motor (3) is set by the user according to the required winding speed (turns per second) taking into account the gear ratio of the gearbox (5). The installation has a range of possible speeds of rotation of the driving (8) and driven (6) shafts - from 0.5 to 10 Hz. The automatic coil winding unit can operate in reverse mode, namely, to wind the wire or filamentous material from the wound coil.
Таким образом, установка автоматической намотки катушки была изготовлена и проверена в работе. На основание наматываемой катушки было намотано 2000 витков проволокой в эмалевой изоляции диаметром 0,04 мм. Эксперимент показал, что установка позволяет изготавливать катушки с идентичными характеристиками.Thus, the automatic coil winding unit was manufactured and tested in operation. 2000 turns of wire in enamel insulation with a diameter of 0.04 mm were wound on the base of the coil being wound. The experiment showed that the installation allows manufacturing coils with identical characteristics.
Установка автоматической намотки катушки удовлетворяет заявленному техническому результату, а именно позволяет автоматически равномерно совершать намотку на основание катушки проволоки или нитевидного материала, что достигается выдержкой постоянного натяжения проволоки или нитевидного материала совместно с работой узла раскладчика, также совершать точный подсчет количества числа витков и регулировать скорость намотки.The automatic coil winding unit satisfies the claimed technical result, namely, it allows you to automatically evenly wind wire or filamentous material on the base of the coil, which is achieved by maintaining a constant tension of the wire or filamentous material together with the operation of the spreader unit, also to accurately count the number of turns and adjust the winding speed .
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2773986C1 true RU2773986C1 (en) | 2022-06-15 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB935084A (en) * | 1959-03-06 | 1963-08-28 | Thomas Henry Palmer | Improvements in and relating to coil winding machines |
| SU481075A1 (en) * | 1972-03-28 | 1975-08-15 | Кишиневский Научно-Исследовательский Институт Электроприборостроения | Wire coil winding machine |
| SU612293A1 (en) * | 1976-04-05 | 1978-06-25 | Предприятие П/Я М-5739 | Electric coil winding machine |
| SU754496A1 (en) * | 1978-02-24 | 1980-08-07 | Viktor V Sokol | Machine for winding electric coils |
| SU1149806A1 (en) * | 1983-04-16 | 1988-10-23 | Предприятие П/Я М-5631 | Device for tensioning wire for electric coil winding machine |
| RU145512U1 (en) * | 2014-02-27 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество Завод "Красное знамя" | DEVICE FOR WINDING MICROINDUCTIVES |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB935084A (en) * | 1959-03-06 | 1963-08-28 | Thomas Henry Palmer | Improvements in and relating to coil winding machines |
| SU481075A1 (en) * | 1972-03-28 | 1975-08-15 | Кишиневский Научно-Исследовательский Институт Электроприборостроения | Wire coil winding machine |
| SU612293A1 (en) * | 1976-04-05 | 1978-06-25 | Предприятие П/Я М-5739 | Electric coil winding machine |
| SU754496A1 (en) * | 1978-02-24 | 1980-08-07 | Viktor V Sokol | Machine for winding electric coils |
| SU1149806A1 (en) * | 1983-04-16 | 1988-10-23 | Предприятие П/Я М-5631 | Device for tensioning wire for electric coil winding machine |
| RU145512U1 (en) * | 2014-02-27 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество Завод "Красное знамя" | DEVICE FOR WINDING MICROINDUCTIVES |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4235070A (en) | Wire stranding machine and control means therefor | |
| CN102233463B (en) | Winding system of wire cutting machining machine and wire feeding method thereof | |
| CN110271911B (en) | Superconducting coil winding equipment | |
| RU2773986C1 (en) | Automatic bobbin winder | |
| CN2153128Y (en) | Winding device for transformer coil | |
| KR101402237B1 (en) | Winding error compensation apparatus of wire saw and Wire saw with the same | |
| EP3108280A1 (en) | Variable lay stranding | |
| DK166699B1 (en) | MACHINE FOR MOVING A CABLE WITH AT LEAST A METALLIC REINFORCEMENT WIRE WITH VERY SMALL RISE | |
| US4275507A (en) | Device for automatic measurement for engagement pitch of the thread on screw-like work pieces | |
| US4007881A (en) | Coil winding machine | |
| FR2524502A1 (en) | CONCRETE WORK, ESPECIALLY FOR TWISTING GLASS YARNS | |
| US5058818A (en) | Multi-strand bobbin winding apparatus | |
| DE10322533A1 (en) | Controller for traverse motor in traverse apparatus, outputs torque voltage command signal based on calculated electric-current command value and actual torque electric current | |
| US4771958A (en) | Apparatus and method for simultaneously winding two strands of wire on a bobbin | |
| US3957216A (en) | Coil winding machine | |
| TW213889B (en) | ||
| CN109384090A (en) | Yarn reeling device | |
| JPS6288779A (en) | Winding method for tape or linear body | |
| JPH09148169A (en) | Winding device | |
| CN210594649U (en) | Superconducting coil winding equipment | |
| RU2149818C1 (en) | Long-cut material winding device | |
| JPH03165017A (en) | Coil winding apparatus | |
| TWI848167B (en) | Process for the adjustment of backlash between a pinion and a rack in a rack-pinion drive, as well as associated rack-pinion drive and software product | |
| JPH07137933A (en) | Yarn line spool winding method and device | |
| SU1354265A1 (en) | Apparatus for winding magnetic cores |