SU1427430A1 - Станок дл намотки электрических катушек - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологическому оборудованию дл  изготовлени  электрических катушек и может быть использовано в электро- и радиотехнической промьшшенности. Целью изобретени   вл етс  повышение качества , намотки электрических катушек за счет повышени  точности укладки про- вода. Устройство содержит шпиндель 3 наматываемой катушки, св занный с тахогенератором 4 и через механизм

Description

сл

G

ifka.f

передачи 6 - с приводом 5, блок управлени  7, каретку 8, св занную с тахо- генератором 20 и приводом 21, который подключен через первый вход усилител  19 к тахогенератору 20, а че- реэ второй вход - к устройству реверса 26. Регул тор коэффициента передачи 27 подключен к тахогенератору 4, датчик крайних витков намотанного сло  с контактами 22 и 23 электрически св зан с устройством реверса 26. Преобразователь 17 подключен к интегрирующему элементу 18 и датчику 15 угла наклона провода, а интегрирующий элемент 18 - к третьему входу усилител  19. При вращении шпиндел  с кар- касом каретка перемещаетс  с заданным шагом намотки, равным диаметру провода , в результате чего провод накатываетс  на каркас виток к витку. По

мере намотки вследствие накоплени  погрешности шага намотки измен етс  угол наклона провода и измерительный рычаг 12 датчика 15 угла наклона провода отклон етс  от нейтрали, что приводит к возникновению сигнала рассогласовани , который, воздейству  через преобразователь 17, интегрирующий эле1мент 18 и усилитель 19 на уп- равл клцую обмотку привода 21, компенсирует накопленную погрешность шага намотки в соответствии с диаметром наматываемого провода. При возникновении отдельных сбоев витков интегрирующий элемент 18 вносит запаздывание в схему управлени  датчика угла наклона и тем самым исключает возможность реагировани  на быстро измен ющеес  угловое положение ротора 13, предотвраща  сбои укладки провода. 7 ил.

1

Изобретение относитс  к технологическому оборудованию дл  изготовлени  электрических катушек и может быть использовано в электронной, радио- и электротехнической промышленности.

Целью изобретени   вл етс  повыше ние качества намотки электрических катушек за счет повышени  точности укладки провода.

На фиг.1 представлена схема станка; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - схема блока управлени  приводом шпиндел ; на фиг.4 - схема преобразовател } на фиг.З - схема усилител  каретки; на фиг.6 - схема устройства реверса привода каретки; на фиг.7 - схема регул тора коэффициента передачи .

Станок дл  намотки на каркас 1 провода 2 содержит шпиндель 3, на котором расположен тахогенератор 4 шпиндел  3, привод 5 шпиндел  3,- св занный через механизм 6 передачи со шпинделем 3, блок 7 управлени  приводом шпиндел  3, каретку 8 с раскладывающим роликом 9, направл ющей 10, ходовым винтом 11, измерительным рычагом 12, ротором 13, статором 14 датчика 15 угла наклона провода 2 и контактом 16, преобразователь 17, ин- .тегрирующий элемент 18, усилитель 19

тахогенерато р 20, св занный с приводом 21 каретки 8, датчик крайних витков намотанного сло  с контактами 22 и 23, закрепленными на ползунках,

скольз щих по рейке 24 с фиксированием их положени  винтами 25, устройст- во 26 реверса привода каретки и регул тор 27 коэффициента передачи.

Провод 2 проходит к каркасу 1 через направл ющую вилку измерительного рычага 12 и раскладывак ций ролик 9., укрепленный на каретке В.. Измерительный рычаг 12 несет на себе ротор 13 датчика 15 угла наклона провода 2, статор 14 которого жестко закреплен на каретке 8. Сигнальна  обмотка дат- . чика 15 угла наклона провода 2 подключена через преобразователь 17, интегрирующий элемент 18 И через третий

вход усилител  19 к управл ющей обмотке привода 21, механически св занного непосредственно с тахогенерато- ром 20 каретки 8 и ходовым винтом 11 каретки 8.

5

30

Каретка 8 несет на себе контакт 16 датчика крайних витков намотанного сло , который может замыкатьс  с левым 22 или правым 23 контактами в зависимости от того, в каком крайнем положении находитс  каретка 8.

Дл  выполнени  различной длины намотки в станке предусмотрена возмож ность перемещени  ползунков с контак- тамк 22 к 23 по рейке 24 и их фиксаци  винтами 25 в нужной точке диапазона . Контакты 16,22 и 23 датчика крайних витков намотанного сло  осуществл ют управление устройством реверса 26, т.е. выдают сигнал на реверс каретки при выполнении намотки крайних (левого или правого) витков намотанного сло  провода 2.

Шпиндель 3, на котором укреплен каркас 1, жестко св зан с тахогенератором 4 шпиндел  3 и череэ механизм 6 передачи - с приводом 5 шпиндел  3. Блок 7 управлени  управл ет приводом 5 шпиндел  3.

Выход тахогенератора 4 шпиндел  3 подключен к входу блока 7 управлени  а через регул тор 27 коэффициента передачи и устройство 26 реверса привода каретки к второму входу усилител  19. К первому входу усилител  19 подключен выход тахогенератора 20 каретки 8.

Тг1хогенератор 4 шпиндел  3 и тахо- генератор 20 каретки 8 представл ют собой преобразующее устройство, вход- ной величиной которого  вл етс  частота вращени , а выходной - электрический сигнал, пропорциональный частоте вращени . Привод 5 шпиндел  3 и привод 2) каретки 8 представл ют собой реверсивные малоинерционные электродвигатели посто нного тока.

Механизм 6 передачи представл ет собой устройство передачи вращательно

го движени  с одного вала на другой с 40 самым практически исключает возможзаданным коэффициентом передачи, например шкиво-ременную передачу.

Блок 7 управлени  (фиг.3) содержит широтно-импульсный модул тор (ШИМ) 28, усилитель мощности на транзисторах 45 29 и 30 резисторах 31-33 и диоде 34, регул тор частоты вращени , выполненный на переменном резисторе 35, с опорным источником 36 посто нного тоВо входной цепи блока 7 управ- CQ ник 55 питани  посто нного тока с выка .

лени  включены разв зывающие резисторы 37 и 38. Блок 7 управле1ш  включает в себ  также силовой источник 39 питани  посто нного тока. Вход блока 7 управлени  подключен к тахогенера- « тору 4 шпиндел  3, а выход - к приводу 5 шпиндел  3.

Входной сигнал посто нного тока на входе ШИМ 28 суммируетс  с выходдёленной средней точкой.

На первый вход усилител  19 поступает сигнал тахогенератора 20 каретки 8, на второй вход - сигнал с выхо-- да устройства реверса 26 и на третий вход - сигнал с выхода интегрирующего элемента 18. К выходу усилител  19 подключены управл ющие обмотки привода 21.

0

5

0 5

0 35

ным сигналом .регул тора частоты враще- ни  и затем преобразуетс  в импульсный сигнал, а выходной сигнал ШИМ 28 усиливаетс  усилителем мощности и поступает на выход блока 7 управлени .

Преобразователь 17 (фиг.4) содержит диоды 40 и 41, резисторы 42 и 43, конденсаторы 44 и 45 и высокочастотный генератор 46. Вход преобразовател  17 подключаетс  к сигнальным об- моткам датчика 15 положени  провода, а выход - к интегрирующему элементу 18. Преобразователь 17 преобразует сигнай, поступающий с обмоток датчика 15 угла наклона провода, в сигнал посто нного тока, величина и пол рность которого завис т от изменени  индуктивности статорных обмоток 14 датчика 15 угла накло,на провода. При равенстве индуктивноетей статорйых обмоток 14, что соответствует среднему положению ротора 13 датчика 15 угла наклона провода, выходной сигнал преобразовател  17 равен нулю. При отклонении ротора 13 от среднего положени  вправо или влево на выходе преобразовател  17 возникает сигнал посто нного тока соответствующей величины и пол рности.

в качестве интегрирующего элемента 18 может быть использовано интегрирующее звено, выполненное на пассивных активных фильтрах нижних частот . Интегрирующий элемент, сдвига  сигнал по фазе, вносит запаздывание в схему управлени  кареткой 8 от датчика 15 угла наклона провода 2 и тем

ность реагировани  на быстро измен ющеес  угловое положение ротора 13 датчика 15 угла наклона провода 2.

Усилитель 19 каретки 8 (фиг.5) содержит предварительный усилитель, содержащий микросхему 47 и.резисторы 48-52, усилитель мощности, выполненный по реверсивной схеме на транзис торах 53 и 54, а также силовой источник 55 питани  посто нного тока с выдёленной средней точкой.

На первый вход усилител  19 поступает сигнал тахогенератора 20 каретки 8, на второй вход - сигнал с выхо-- да устройства реверса 26 и на третий вход - сигнал с выхода интегрирующего элемента 18. К выходу усилител  19 подключены управл ющие обмотки привода 21.

Устройство 26 реверса привода каретки (фиг.6) представл ет собой переключающее устройство, например, типа пол ризованного реле с двум  устойчивыми состо ни ми подвижной части, содержащее две обмотки 56 и 57 управлени , включенные последовательно одна относительно другой, и дава переключающих контакта 58. Уст- рвйство 26 реверса содержит источник 59 дл  питани  обмоток реле 56 и 57, который подключен одним концом к общей точке обмоток 56 и 57, а другим концом - к выходу устройства реверса 26, которое, в свою очередь, подключено к контакту 16 датчика крайних витков намотанного сло . К входу устройства 26 реверса подключен выход регул тора 27 коэффициента передачи. Выход устройства 26 реверса соединен с вторым входом усилител  19 каретки 8.

Регул тор 27 коэффициента переда- 41 (фиг.7) представл ет собой делитель напр жени , выполненный на переменном резисторе 60, включенньй по схеме потенциометра.

Положение датчика потенциометра соответствует определенному коэффи- передачи сигнала, что, в свою очередь, соответствует опре- де.пенному шагу намотки (или диаметру наматываемого провода). Дл  удобства в работе регул тор 27 коэффициента передачи проградуи- рован в миллиметрах величины диаметра наматываемого привода.

Принцип работы станка заключаетс  в следующем.

При вращении шпиндел  3 тахогене- ратор А вырабатывает сигнал посто нного тока-, который воздействует как отрицательна  обратна  св зь через блок 7 управлени  шпиндел  3 на управл ющую обмотку привода 5 шпиндел  3 и обеспечивает стабилизацию частоты вращени  его. Аналогично осуществл етс  стабилизаци  частоты вращени  привода каретки 8. При этом-выходной сигнал тахогенератора 20 через первый вход усилител  19 каретки 8 воздействует на управл кмцую обмотку исполнительного элемента 21 каретки 8.

Дл  обеспечени  режима слежени  каретки 8 за движением шпиндел  3 второй вход усилител  19 каретки 8 .соединен через устройство 26 реверса

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

и регул тор 27 коэффициента передачи с тахогенератором 4 шпиндел  3. Этим обеспечиваетс  скоростна  св зь между шпинделем 3 и кареткой 8. Отношение скорости движени  шпиндел  3 к скорости движени  каретки 8 регулируетс  регул тором 27 коэффициента передачи. Автоматическое изменение направлени  движени  каретки 8 при неизменном направлении вращени  шпиндел  3 осуществл етс  с помощью устройства 26 реверса и контактов 22,16 и 23 датчика крайних витков намотанного сло .

При намотке провода 2 на йаркас 1 возникает погрешность шага намотки, котора  вызываетс  изменением диаметра провода в процессе намотки, а также Неточностью работы системы слежени  по скорости.

Дл  компенсации погрешности, накап- ливаемой в процессе намотки катушки, в схеме предусмотрена автоматическа  коррекци , при этом с помощью датчика 15 угла наклона провода 2 выраба- тьшаетс  сигнал ошибки, который после преобразовател  17 интегрирующим элементом 18 воздействует на третий вход усилител  19 каретки внос  тем самым поправку на орибку.

Подготовка станка к намотке заключаетс  в следующем.

Перед намоткой провода 2 дл  выбранной длины намотки устанавливаютс  в нужном диапазоне ползунки с контактами 22 и 23 так, чтобы контакт 16 касалс  контакта 22 н 23 в момент намотки крайнего левого или правого витков наматываемого сло . Если намотку .выполн ют, например, слева направо, то провод 2 закрепл ют у кра  левой щечки каркаса 1 в точке пересечени  перпендикул ра, опущенного из раскладывающего ролика 9 на ось каркаса 1 с его поверхности, при этом контакт 16, закрепленный на каретке 8, должен соприкасатьс  с контактом 22 ползун-;.. ка.

Замыкание контактов 16 и 22 приводит к подключению одной из обмоток устройства реверса 26 к источнику 59 питани , в результате переключа;ющие контакты 58 устройства 26 реверса установ тс  в положение, когда при вращении шпиндел  3 обеспечиваетс  перемещение каретки 8 вправо.

С помощью переменного резистора 60 регул тора 27 коэффициента передачи

15

станавливаетс  шаг намотки, соответ- твукщий наматываемому диаметру проода .

С помощью переменного резистора 37 устанавливаетс  необходима  часто- та вращени  шпиндел .

Станок работает следукицим образом.

При вращении шпиндел  3 с каркасом ) каретка 8 перемещаетс  с заданным ю шагом намотки, равным диаметру провода , в результате провод 2 наматываетс  на каркас 1 виток к витку. По мере намотки провода вследствие накоплени  погрешности шага намотки измен етс  угол г наклона провода 2 (у - угол, образованный между перпендикул ром , опущенным из раскладывающего ролика 9 на ось каркаса 1, и проводом 2, расположенным между раскладывающим роликом 9 и закрепленной точкой на каркасе 1), в результате чего провод 2 отклон ет от нейтрали изме- рительный рычаг 12 датчика 15 угла наклона провода, что приводит к воз- 25 никновению на выходе датчика 15 угла наклона провода сигнала рассогласовани , который, воздейству  через преобразователь 17, интегрирующий элемент 18, усилитель 19 каретки 8 на управл ющую обмотку привода 21 каретки 8, компенсирует накопленную пог решность шага намотки, в результате угол у поддерживаетс  близким к нулю и тем самым поддерживает шаг намотки провода 2 в соответствии с диаметром наматываемого провода 2.

20

35

30

При намотке последнего крайнего витка первого наматываемого сло  замыкаютс  контакты 16 и 23, в результате каретка 8 измен ет направление движени  и перемещаетс  влево, увлека  за собой рычаг 12 датчика 15 угла наклона провода. При намотке пос- леднего крайнего витка второго наматываемого сло  замыкаютс  контакты 16 и 22, в результате каретка 8 мен ет направление движени  и перемещает15

ю 25 274308

с  вправо. Далее процесс повтор етс  до заверщени  намотки всей катушки.

Если при намотке провода 2 на каркас 1 по каким-либо причинам нарушаетс  р довость намотки, т.е. происходит сбой витков, то, так как это происходит за относительно короткое врем , интегрирующий элемент 18 задерживает такой сигнал, в результате система управлени  от датчика 15 угла наклона провода не реагирует на кратковременное отклонение рычага 12, поэтому каретка 8 продолжает перемещатьс  с прежним неизменным шагом намотки , способству  тем самым выходу ведущего витка наматываемого сло  из зоны сбо .

Таким образом, если в процессе намотки катушки происход т местные сбои витков, то это не преп тствует дальнейшему выполнение р довой намотки, в результате коэффициент., заполнени  катушки остаетс  достаточно высоким.

20

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   . Станок дл  намотки электрических катушек, содержащий шпиндель с приводом его вращени , св занный с одним тахогенератором, каретку с приводом и устройством реверса, св занную с другим тахогенератором, регул тор коэффициента передачи, подключенный к тахогенератору шпиндел  и к устройству реверса, и усилитель, первый вход которого подключен к тахогенера- тору каретки, а второй - к устройству реверса, о тличающийс .

   тем, что, с целью повьш1ени  качества намотки электрических катушек за счет повьш ени  точности укладки витков провода, он снабжен интегрирующим элементом , преобразователем и датчиком

   угла наклона провода, подключенным к преобразователю, при этом интегрирующий элемент подключен к преобразователю и третьему входу усилител  привода каретки.

   29

   33

   1

   30

   3/

   37

   38

   Omff

   Фиъ. 2

   J

   -йUL

   35

   36

   Фиг.З .

   f

   lA ЧН

   Ж«в

   От fS fput.tt

   Отгв omzs отга Фи. S

   лг

   Ж 4/

   От 16

   Отгз

   Фив.

   «2ff

   27.

   От