CN116190098B - 一种全自动高速高定位精度的绕线装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动绕线组技术领域，涉及一种全自动高速高定位精度的绕线装置，包括：绕线支臂，所述绕线支臂通过绕线电机和轴承转动安装在固定台上；线架，可拆卸固定在绕线支臂上，所述线架与绕线支臂同步转动；进线模组，位于绕线支臂的侧面，用于稳定提供绕线；X轴直线电机，与所述进线模组连接，用于驱动进线模组沿绕线支臂延伸方向做往复运动；中控模块，所述绕线电机和X轴直线电机与所述中控模块连接；其中，多个所述线架沿绕线支臂延伸方向均匀分布，所述绕线支臂上设有用于固定绕线的线夹，所述绕线电机用于通过绕线支臂带动多个线架旋转进行绕线动作，所述中控模块用于根据绕线的进度调节绕线电机的转速和X轴直线电机的移速。

Description

一种全自动高速高定位精度的绕线装置

技术领域

本发明属于自动绕线组技术领域，涉及一种全自动高速高定位精度的绕线装置。

背景技术

在全自动绕线机出现之前，绕线大多通过人工绕线，不但费时费力，而且次品率较高，随着全自动绕线机的问世以及应用，使得绕线效率大大提高，十分有利于大批量、规模化生产。但是绕线线圈的均匀性、一致性和密实型直接影响线圈产品的使用效果。目前为了实现绕线机的多轴运动所采用的驱动电机、滚珠丝杠副、皮带轮传动等机构在绕线机定位精度、线圈排线方式、线圈绕制效率等方面都不成熟，且在体积控制、安装难易控制方面都不能实现较好的效果。

研发一种绕线均匀性好、一致性强、密实型高的绕线机时本领域技术人员需要解决的首要问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种全自动高速高定位精度的绕线装置，通过X轴直线电机和绕线电机联动，提高绕线精度和一致性，实现多线圈连绕。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种全自动高速高定位精度的绕线装置，包括：

绕线支臂，所述绕线支臂通过绕线电机和轴承转动安装在固定台上；

线架，可拆卸固定在绕线支臂上，所述线架与绕线支臂同步转动；

进线模组，位于绕线支臂的侧面，用于稳定提供绕线；

X轴直线电机，与所述进线模组连接，用于驱动进线模组沿绕线支臂延伸方向做往复运动；

中控模块，所述绕线电机和X轴直线电机与所述中控模块连接；

其中，多个所述线架沿绕线支臂延伸方向均匀分布，所述绕线支臂上设有用于固定绕线的线夹，所述绕线电机用于通过绕线支臂带动多个线架旋转进行绕线动作，所述中控模块用于根据绕线的进度调节绕线电机的转速和X轴直线电机的移速。

进一步的，所述绕线电机为DDR电机，所述DDR电机的定子通过支架固定，所述DDR电机的转子通过负载转接板与绕线支臂连接，所述DDR电机上设有旋转编码器。

进一步的，所述X轴直线电机为DDL电机，所述DDL电机的定子沿绕线支臂方向分布，所述DDL电机的动子与进线模组联机，所述DDL电机上设有直线编码器。

进一步的，所述线架套设在绕线支臂上，所述线架通过螺丝与绕线支臂固定。

进一步的，所述线架的两侧均设有导线架，在多线圈连绕时所述导线架用于限制导线的自由度并引导绕线进入线架。

进一步的，所述导线架设有导向斜面，所述导向斜面分别向两侧延伸，所述导向斜面与绕线支臂之间的夹角为锐角。

进一步的，所述绕线支臂上两侧设有多个加强块，所述加强块位于相邻的线架之间。

进一步的，所述进线模组通过滑轨滑动安装在X轴直线电机上，所述滑轨方向与绕线支臂垂直，所述进线模组通过丝杆驱动做往复运动。

进一步的，所述进线模组包括张力计，所述张力计用于调节绕线张力。

进一步的，所述张力计包括滑轮组、电缸和线嘴组件；

所述滑轮组固定在所述电缸的缸体上，所述滑轮组的滑轮边缘设有用于防止跳线的凸沿；

所述线嘴组件固定在电缸的伸缩部上，所述线嘴朝向绕线支臂。

应用本发明的技术方案，通过X轴直线电机和绕线电机联动，在绕线圈时，逐层绕线，层层排列，然后再逐行绕制，直至完成线圈的绕制，提高线圈的一致性。通过述DDR电机加旋转编码器和DDL加直线编码器，提高绕圈精度和水平位移精度，利用编码器反馈控制实现高速高定位精度控制，先进行层排列再进行排列，线圈内部的漆包线排线精度达10um，可多个线圈连续绕制，线圈间过线长度精度控制在20um之内，能极大的确保线圈的一致性，自动归零，全自动化水平高。为了提高生产效率，通过在绕线支臂设置多个线架，并延长X轴直线电机的行程，实现多线圈连绕。

发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。

图1是本发明一种全自动高速高定位精度的绕线装置的示意图；

图2是本发明一种全自动高速高定位精度的绕线装置的绕线支臂示意图；

图3是本发明一种全自动高速高定位精度的绕线装置的线架放大示意图；

图4是本发明一种全自动高速高定位精度的绕线装置的张力计示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考附图1所示，一种全自动高速高定位精度的绕线装置，包括：

绕线支臂100，所述绕线支臂100通过绕线电机200和轴承转动安装在固定台上；

线架300，可拆卸固定在绕线支臂100上，所述线架300与绕线支臂100同步转动；

进线模组400，位于绕线支臂100的侧面，用于稳定提供绕线；

X轴直线电机500，与所述进线模组400连接，用于驱动进线模组400沿绕线支臂100延伸方向做往复运动；

中控模块，所述绕线电机200和X轴直线电机500与所述中控模块连接；

其中，多个所述线架300沿绕线支臂100延伸方向均匀分布，所述绕线支臂100上设有用于固定绕线的线夹，所述绕线电机200用于通过绕线支臂100带动多个线架300旋转进行绕线动作，所述中控模块用于根据绕线的进度调节绕线电机200的转速和X轴直线电机500的移速。

在绕线之前，根据线圈的绕制层数和行数、绕线的直径，设置X轴直线电机500在绕线电机200单位圈数内的位移距离，通过X轴直线电机500和绕线电机200联动，实现在绕线圈时，逐层绕线，层层排列，然后再逐行绕制，直至完成线圈的绕制，提高线圈的一致性。为了提高绕制效果和多线圈之间的一致性，在绕线作业时，X轴直线电机500的实时移速由绕线电机200的实时转速和绕线直径决定，通过中控模块控制调控，用于确保线圈中绕线的紧密和一致性。通过绕线支臂100上的线夹固定绕线的线头，绕线电机200转动，X轴直线电机500带动进线模组400做往复直线运动，逐层绕线，层层排列，然后再逐行绕制，直至完成线圈的绕制后，X轴直线电机500再驱动进线模组400至下一个线架300处，在切换过程中，绕线电机200降低转速，减少绕线的浪费。

本实施案例中，所述绕线电机200为DDR电机，所述DDR电机的定子通过支架固定，所述DDR电机的转子通过负载转接板与绕线支臂100连接，所述DDR电机上设有旋转编码器。DDR电机是一种高精度、速比、高扭矩的直驱电机。配合旋转编码器，可以极大的提高控制精度。绝对值编码器分辨率一般被定义为位的形式，因为绝对值编码器输出是基于编码器实际位置的二进制“字”。一位是一个二进制单位，如16位等于216，或者65536。因此，一个16位编码器每圈提供65536个量化单位。

本实施案例中，所述X轴直线电机500为DDL电机，所述DDL电机的定子沿绕线支臂100方向分布，所述DDL电机的动子与进线模组400联机，所述DDL电机上设有直线编码器。通过述DDR电机加旋转编码器和DDL加直线编码器，提高绕圈精度和水平位移精度，利用编码器反馈控制实现高速高定位精度控制，先进行层排列再进行排列，线圈内部的漆包线排线精度达10um,可多个线圈连续绕制,线圈间过线长度精度控制在20um之内，能极大的确保线圈的一致性，自动归零，全自动化水平高。

参考附图2-3所示，本实施案例中，所述线架300套设在绕线支臂100上，所述线架300通过螺丝与绕线支臂100固定。线架300通过支臂的一端套设在支臂上，并通过螺丝实现线架300的可拆卸固定。为了减少设备的待机时间，可以采用多个绕线支臂100交替固定绕线电机200与轴承之间，减少装置的上下料待机时间，提高生产效率。

本实施案例中，所述线架300的两侧均设有导线架600，在多线圈连饶时所述导线架600用于限制导线的自由度并引导绕线进入线架300。多个线圈进行连绕时，不同于单一线圈的绕线，单一线圈的绕线，通过线夹固定线头即可使线头与绕线支臂100同步转动，达到绕线的效果。在多线圈连绕时，除了第一线圈可以通过线夹固定绕线，后续的线圈即可以通过导线夹限制绕线的自由度。当第一个线圈绕线完成后，X轴直线电机500带动进行模组水平位移，绕线电机200放慢转速，第一线圈后侧的导线架600与绕线发生干涉，使绕线与导线架600同步运动，防止第一个线圈的绕线散掉。当X轴直线电机500带动进线模组400至第二个线圈的指定位置后，第二个线圈前侧的导线架600与绕线干涉，带动绕线同步运动，即第二个线圈开始绕线动作，后续的线架300原理相同，依此类推。

本实施案例中，所述导线架600设有导向斜面610，所述导向斜面610分别向两侧延伸，所述导向斜面610与绕线支臂100之间的夹角为锐角。前侧的导线架600的与绕线发生干涉时，在导向斜面610的引导性，绕线靠近线架300并在导线架600的干涉下，绕线缠绕在线架300上。当在切换线架300时，后侧的导线夹与绕线发生干涉，在导向斜面610的引导下，绕线靠近绕线支臂100，确保绕线能与下个线架300的导线架600接触，避免跳线。

本实施案例中，所述绕线支臂100上两侧设有多个加强块700，所述加强块700位于相邻的线架300之间。为了提高生产效率，通过在绕线支臂100设置多个线架300，并延长X轴直线电机500的行程，实现多线圈连绕。当线架300数量增加时，绕线支臂100的长度也随之增加，为了减少共振抖动对线圈绕线精度和质量的影响。通过在绕线支臂100的两侧，相邻的线架300之间增设加强块700，来减少绕线支臂100在绕线作业时的抖动。从而确保线圈绕线的一致性和精度。

本实施案例中，所述进线模组400通过滑轨滑动安装在X轴直线电机500上，所述滑轨方向与绕线支臂100垂直，所述进线模组400通过丝杆驱动做往复运动。所述X轴直线电机500的运动座上设有丝杆和与丝杆固定连接的调节手轮410，进线模组400通过滑轨滑动安装在X轴直线电机500上并与丝杆螺纹旋接。线圈规格不同和绕线的直径不同时，会调整进行模组与绕线支臂100的间距，通过调节手轮转动丝杆调节进线模组400的水平位置。

参考附图4所示，本实施案例中，所述进线模组400包括张力计，所述张力计用于调节绕线张力。为了确保绕线作业时，张力不会过大导致绕线断裂，也不会因为过小导致线圈绕线松弛。通过张力计维持绕线作业时绕线的张力维持在合适的范围内，也可以确保不同线圈之间的一致性。

本实施案例中，所述张力计包括滑轮组810、电缸820和线嘴组件830；

所述滑轮组810固定在所述电缸820的缸体上，所述滑轮组810的滑轮边缘设有用于防止跳线的凸沿；所述线嘴组件830固定在电缸820的伸缩部上，所述线嘴朝向绕线支臂100。通过电缸820的伸缩带动线嘴组件830，从而调整绕线的张力大小，达到维持绕线张力的效果。且为了避免在进线时，高速滑动的绕线滑出滑轮组810影响生产，针对不同的方向，在滑轮边缘设有用于防止跳线的凸沿，从而保证生产的正常进行。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全自动高速高定位精度的绕线装置，其特征在于，包括：

绕线支臂(100)，所述绕线支臂(100)通过绕线电机(200)和轴承转动安装在固定台上；

线架(300)，可拆卸固定在绕线支臂(100)上，所述线架(300)与绕线支臂(100)同步转动；

进线模组(400)，位于绕线支臂(100)的侧面，用于稳定提供绕线；

X轴直线电机(500)，与所述进线模组(400)连接，用于驱动进线模组(400)沿绕线支臂(100)延伸方向做往复运动；

中控模块，所述绕线电机(200)和X轴直线电机(500)与所述中控模块连接；

其中，多个所述线架(300)沿绕线支臂(100)延伸方向均匀分布，所述绕线支臂(100)上设有用于固定绕线的线夹，所述绕线电机(200)用于通过绕线支臂(100)带动多个线架(300)旋转进行绕线动作，所述中控模块用于根据绕线的进度调节绕线电机(200)的转速和X轴直线电机(500)的移速；

所述线架(300)的两侧均设有导线架(600)，在多线圈连绕时所述导线架(600)用于限制导线的自由度并引导绕线进入线架(300)，所述导线架(600)设有导向斜面(610)，所述导向斜面(610)分别向两侧延伸，所述导向斜面(610)与绕线支臂(100)之间的夹角为锐角。

2.根据权利要求1所述全自动高速高定位精度的绕线装置，其特征在于，所述绕线电机(200)为DDR电机，所述DDR电机的定子通过支架固定，所述DDR电机的转子通过负载转接板与绕线支臂(100)连接，所述DDR电机上设有旋转编码器。

3.根据权利要求1所述全自动高速高定位精度的绕线装置，其特征在于，所述X轴直线电机(500)为DDL电机，所述DDL电机的定子沿绕线支臂(100)方向分布，所述DDL电机的动子与进线模组(400)联机，所述DDL电机上设有直线编码器。

4.根据权利要求1所述全自动高速高定位精度的绕线装置，其特征在于，所述线架(300)套设在绕线支臂(100)上，所述线架(300)通过螺丝与绕线支臂(100)固定。

5.根据权利要求1所述全自动高速高定位精度的绕线装置，其特征在于，所述绕线支臂(100)上两侧设有多个加强块(700)，所述加强块(700)位于相邻的线架(300)之间。

6.根据权利要求1所述全自动高速高定位精度的绕线装置，其特征在于，所述进线模组(400)通过滑轨滑动安装在X轴直线电机(500)上，所述滑轨方向与绕线支臂(100)垂直，所述进线模组(400)通过丝杆驱动做往复运动。

7.根据权利要求1所述全自动高速高定位精度的绕线装置，其特征在于，所述进线模组(400)包括张力计，所述张力计用于调节绕线张力。

8.根据权利要求7所述全自动高速高定位精度的绕线装置，其特征在于，所述张力计包括滑轮组(810)、电缸(820)和线嘴组件(830)；

所述滑轮组(810)固定在所述电缸(820)的缸体上，所述滑轮组(810)的滑轮边缘设有用于防止跳线的凸沿；

所述线嘴组件(830)固定在电缸(820)的伸缩部上，所述线嘴朝向绕线支臂(100)。