CN204162193U - 一种换盘细线收线机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种换盘细线收线机，其特征在于：所述的收线机由12-48个自动换盘收线器构成，每个自动换盘收线器由一组收线装置、与收线装置相连的挡线和拉线装置、捕线装置以及排线引线装置构成。使用时，收线装置将成品线材缠绕收卷在线盘上；排线引线装置负责正常收线时的来回排线，使线在盘具上整齐排列，同时排线引线装置在换盘过程种还起到将线引向空线盘的作用；挡线和拉线装置在换盘时将线拉向捕线位置，由捕线装置将线缠绕到空的线盘上，实现自动换盘。该设备选用柔性力矩电机做为收线电机，使收线过程从空盘到满盘时张力都很平稳，不需人为经常调节，节省人力。

Description

一种换盘细线收线机

技术领域

本实用新型涉及漆包线生产的技术领域，具体地说是一种智能型柔性自动换盘细线收线机。 

背景技术

漆包线的生产是一个连续的过程，当一个收线盘具收满线后，需要不停机更换到空的盘具；长久以来这种操作都是由操作人员用手工拉线实现的；随着漆包线工艺和烘焙技术的改进，漆包线的生产速度越来越快，这增加了操作人员手工换盘的劳动强度，且生产速度越高手工换盘的成功率也越低，给生产造成了大量的浪费。为了实现高速下的换盘操作，目前有两种实现形式。第一种是使用原来的翻盘式收线机，在空线盘的底部先粘上双面胶，换盘时让空盘先旋转起来，然后操作人员用挑线轮将线挑到双面胶上，利用胶的粘力将线切换到空的线盘上。这种换盘方式设备简单成本低，但每盘线的底部都会粘上一层线，无法使用，造成极大的浪费，很多客户无法接受；同时线盘回收利用时清理下的双面胶也会污染环境。第二种换盘方式较先进，是使用双变频分别控制两个收线工位，利用摆杆机构反馈和控制线的张力；换盘时利用变频器控制空盘的转速，使空盘线速度与走线速度相等，然后利用引线装置，将线切换到空盘上。该换盘方式已经实现自动化，操作人员的劳动强度轻；但设备需要反馈系统和变频器，设备装置多、机构复杂，设备占地大，成本高，不利于推广。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种改进的换盘细线收线机，它可克服现有技术中结构不合理造成浪费或者机构复杂、占地大，成本高，不利于推广的一些不足。 

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种换盘细线收线机，所述的收线机设有机架，其特征在于：所述的收线机由12-48个自动换盘收线器构成，每个自动换盘收线器由一组收线装置、与收线装置相连的挡线和拉线装置、捕线装置以及排线引线装置构成；每一组收线装置由两个并列的左、右收线盘构成，左、右收线盘之间设有挡线和拉线装置，左、右收线盘上分别设有一捕线装置，所述的排线引线装置设置在收线装置的上方；所述的一组收线装置固定于机架上，机架的一侧固定有长轴力矩电机，机架的另一侧设有左、右收线盘，左、右收线盘与机架之间通过左、右捕线铝盘相连，左、右收线盘与左、右捕线铝盘和长轴力矩电机之间通过设在左、右收线盘端部的锁紧螺母固定连接，左、右捕线铝盘上分社有一捕线夹，长轴力矩电机的一端设有测速装置。 

使用时，收线装置将成品线材缠绕收卷在线盘上；排线引线装置负责正常收线时的来回排线，使线在盘具上整齐排列，同时排线引线装置在换盘过程种还起到将线引向空线盘的作用；挡线和拉线装置在换盘时将线拉向捕线位置，由捕线装置将线缠绕到空的线盘上，实现自动换盘。 

该设备选用柔性力矩电机做为收线电机，使收线过程从空盘到满 盘时张力都很平稳，不需人为经常调节，节省人力。同时由于力矩电机具有收卷力矩自动调整功能，所以设备不需使用张力反馈装置，使设备简单，节约了设备制造成本。且柔性力矩电机的使用也为自动换盘提供了可靠的保障。独立的排线系统，使设备24个头可以同时使用不同尺寸的盘具收线，灵活性强，能满足客户多样性要求；特殊换盘装置的使用，使两个收线工位可以紧凑安装，减少了设备空间尺寸。引线、拉线、捕线装置的智能化配合，实现了自动换盘的整个过程，盘具底部不需要使用双面胶，既节约了成本又有利于环保；智能化自动换盘的实现也减少了公司对熟练操作人员的依赖，使新员工可以很快掌握设备的操作技能，提高了公司的生产效率；智能化自动换盘同时也减少了操作人员的劳动强度，使员工真正感受到了工作的快乐。 

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图。 

图2为图1的侧视图。 

图3为本实用新型自动换盘收线器的结构示意图。 

图4为本实用新型自动换盘收线器的使用状态示意图。 

图5为本实用新型收线装置的结构示意图。 

图6为本实用新型排线牵引装置的结构示意图。 

图7为本实用新型挡线和拉线装置的结构示意图。 

图8为本实用新型大挡线和拉线装置中气缸的结构示意图。 

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。 

各附图的标号表示如下： 

1左收线盘、2捕线装置、3挡线和拉线装置、4右收线盘、5排线引线装置、6测速装置、7挡线杆、8拉线杆、9锁紧螺母、10长轴力矩电机、11机架、12右捕线铝盘、13捕线夹、14排线电机、15换盘电机、16联轴、17丝杆、18排线架、19调节触发块、20排线轮轴、21同步轮带、22同步带、23气缸、24杠杆、25第一导套、26第二导套。 

本实用新型所述的一种换盘细线收线机，收线机设有机架，其与现有技术的区别在于：所述的收线机由12-48个自动换盘收线器构成，每个自动换盘收线器由一组收线装置、与收线装置相连的挡线和拉线装置、捕线装置以及排线引线装置构成。每一组收线装置由两个并列的左、右收线盘构成，左、右收线盘之间设有挡线和拉线装置，左、右收线盘上分别设有一捕线装置，所述的排线引线装置设置在收线装置的上方。 

所述的一组收线装置固定于机架上，机架的一侧固定有长轴力矩电机，机架的另一侧设有左、右收线盘，左、右收线盘与机架之间通 过左、右捕线铝盘相连，左、右收线盘与左、右捕线铝盘和长轴力矩电机之间通过设在左、右收线盘端部的锁紧螺母固定连接，左、右捕线铝盘上分社有一捕线夹，长轴力矩电机的一端设有测速装置。排线引线装置包括排线电机和换盘电机，排线电机的输出端连接有一丝杆，所述的丝杆与一排线架相连，排线架上设有调节触发块和排线轮轴，丝杆与排线电机之间通过联轴相连；换盘电机的输出端与一同步轮带相连，同步轮带与一同步带相连。 

所述的挡线和拉线装置包括气缸以及两根挡线杆，两根挡线杆之间设有一拉线杆，两根挡线杆分别套设于第一、第二导套内，第一、第二导套与气缸之间通过杠杆相连。所述的两根挡线杆与杠杆之间为可摆动连接，挡线杆的行程为15-25mm，拉线杆的行程为70-90mm. 

实施中，据需要的收线盘具尺寸设计收线机的大小，同时确定排线引线的左右极限位置。为了节约成本、简化设备，收线设计使用力矩电机，使用接触式调压器调节电机的工作力矩；使用双工位收线实现自动换盘功能，具体参见图4，成品线通过排线导轮后绕到收线线盘上，收线线盘直接装在力矩电机轴上和电机轴一起旋转收线；排线轮由排线电机通过丝杆实现前后运动进行排线；右收线盘正常收线时，排线轮停在位置C上；先在左收线位置装上空线盘，当右收线盘收满需要换盘时，空线盘开始旋转，排线轮由引线电机牵引到A位置，挡杆升起，拉线杆将线向内拉，使得和线盘一起旋转的捕线夹能捕捉到线，将线绕到空线盘上；最后满盘停止，排线轮移动到位置B，左收线盘正常工作；换盘动作结束。 

如图5所示，长轴力矩电机通过其法兰固定在机架上，捕线铝盘用止动螺丝固定在电机转轴上，捕线夹安装在捕线铝盘上与铝盘一起转动；收线线盘通过锁紧螺母压紧固定在捕线铝盘和收线电机轴上，由电机带动旋转进行收线。标号6为测速装置，用于测量电机的转速；该收线机没有过渡传动装置，机构简单工作可靠，很大的节约了设备制作和使用维护成本。 

在正常从空盘到满盘的收线过程中，随着线盘上线的增多，收线盘上的收线直径逐渐增大，而漆包线在生产的过程中线速度是不变的，所以收线盘的转速必须随着收线容量的增加而逐渐减小，以保证收线的线速度是恒定的。同时为了保证收线过程中漆包线的拉力始终一致，电机的转矩需要随着收线盘直径的增大而增加。 

力矩电机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机。这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。当负载增加时，电动机的转速能自动的随之降低，而输出力矩增加，保持与负载平衡。所以理论上力矩电机可以用于细线收线机的收卷驱动，但由于细线生产对张力的要求较高，必须对力矩电机进行设计选型，使电机 在工作转速范围内力矩变化柔和且在要求的范围内。即需要选择一种柔性的力矩电机用于收线。 

设计取漆包线收线盘具范围为PL－8、PT10、PT15，即最小空盘直径D_min＝100mm，最大满盘直径D_max＝190mm；生产速度为280～330m/min；生产线规范围：φ0.05～φ0.09mm；实测漆包线有漆膜时的屈服极限σ_0.2＝163MPa，则： 

电机转速： 

n_min＝V_min/(D_max*π)＝280/(0.19*3.14)＝469.3rpm 

n_max＝V_max/(D_min*π)＝330/(0.11*3.14)＝1019.1rpm 

收线张力： 

F_min＝50％*σ_0.2*A_min＝0.5*163*(0.05²*3.14/4)＝0.1599N 

F_max＝50％*σ_0.2*A_max＝0.5*163*(0.09²*3.14/4)＝0.5182N 

对应转速下的力矩： 

φ0.05线规：n＝469.3～1019.1rpm，M＝0.0088～0.0152N·m 

φ0.09线规：n＝469.3～1019.1rpm，M＝0.0285～0.0492N·m 

设计时使电机工作力矩在最大力矩的0.2～0.8倍范围内，工作速度在0.3～0.7的同步转速区间内。为此选择4及电机，同步转速为1500转每分钟。考虑电机轴承的摩擦阻力，选择电机的最大力矩为0.08N·m 

根据转速及力矩的变化范围和变化关系可知，在电机的工作转速范围内要求电机的输出力矩要求接近线性关系，为此需要选择转子阻抗大而转动惯量小的柔性力矩电机。 

如图6所示，该机构实现正常收线时的前后排线移动和换盘时的左右引线移动两个动作；排线电机通过联轴和丝杆，带动排线架和排线轮做直线运动，排线电机正转时排线轮往前走，排线电机反转时排线轮向后移动，实现排线动作；排线的宽度可以通过调节触发块的位置来实现，排线轮轴可以旋转微调排线的前后换向位置。换盘电机通过同步带轮和同步带带动整个排线机构左右移动；排线的换向位置以及引线的各个位置均采用无接触式的电感式接近开关进行定位。 

排线节距设计取8～10倍的收线线规直径，收线线规范围为：φ0.05～φ0.09mm；则排线移动速度为： 

V_min＝K_min*d_min*n_min＝8*0.05*469＝187.6mm/min 

V_max＝K_max*d_max*n_max＝10*0.09*1019＝917.1mm/min 

设计取排线丝杆的节距为5mm，则排线电机的输出转速范围为：37.5～183.4转每分钟。 

由于排线载荷很小，所以选择可调速的微特减速电机，功率为90W，减速比为1:8。 

为了减小换盘引线时引起收线张力的剧烈变化，设计取引线的速度为20mm每秒；选用XL型同步带，同步带轮的直径为φ30mm，则同步带轮的转速为： 

n＝V/(D*π)＝20*60/(30*3.14)＝12.74rpm 

引线电机选用普通的同步低速电机，同步转速为600rpm，功率为50W，为了降低带轮的转速，电机输端出配1：50减速比的减速器。引线实际速度为： 

V＝n*(D*π)/60＝600/50*30*3.14/60＝18.84mm/s 

引线速度小于20mm每秒，满足了设计要求。 

由于使用调节触发块和排线轮位置的形式调整排线长度和位置，同时使用了简单的微特调速电机和低速同步电机，使排线和引线的控制简单化，且易于操作；不仅节约了控制成本也提高了设备的易维护性。 

如图7、8所示，挡线和拉线装置的功能是当引线到达换盘位置后，将线拉向空盘的捕线夹，同时把满盘的捕线夹挡住，使线进入空盘位置而不被满盘捕线夹带走。挡线机构设计如以上左图所示，挡线杆可以在第一、第二导套内滑动，杠杆可以绕固定铰链C摆动；当左盘收线满盘时，需要把线绕到右边的空盘上，安装在机架上的气缸缩回，拉动挡线杆向前推，使挡线杆高度大于左收线盘的捕线夹高度；同时挡线杆被拉向后，使挡线杆的高度低于右收线盘的捕线夹高度；此时拉线杆向后拉线，则线能被右收线盘捕线夹捕获，但不会碰到左收线盘的捕线夹。当需要由右边向左边换盘时，挡线气缸向前推，所有动作刚好相反。根据收线捕线铝盘的厚度以及捕线夹的高度，设计挡线杆的行程为20mm，气缸的进气管安装独立的进气节流阀，用于调节挡线杆移动的速度，防止挡线机构移动速度太快而出现损坏。 

拉线杆机构如以上右图，拉线杆的拉线行程为80mm，拉线杆直接安装在气缸的活塞杆上，与气缸活塞杆一起前后运动，实现拉线动作，为了使线能被捕获，防止线擦到铝盘和挡线杆后磨断，拉线杆必须以较高的速度向内拉线。 

捕线装置由安装在收线电机轴上的捕线铝盘以及铝盘上的捕线夹构成，铝盘与收线电机一起转动，使捕线夹具备捕线的动力；在设计时为了使捕线夹不影响正常排线，把铝盘的边缘设计成有一定斜度，使捕线夹的高度低于线盘的边缘；同时铝盘边缘有一定的宽度，使线易于进入捕线夹。捕线夹使用65Mn材料的钢丝制作，使捕线夹 具有足够的弹力，既能压紧进入的细线，又易于清理；且多次使用后也不会变形。 

整个收线头由24个独立的自动换盘收线系统组成，适用于国内普遍使用的多头漆包机。每个收线系统由收线装置、排线引线装置、挡线和拉线装置、捕线装置共四部分组成。收线装置将成品线材缠绕收卷在线盘上；排线引线装置负责正常收线时的来回排线，使线在盘具上整齐排列，同时排线引线装置在换盘过程种还起到将线引向空线盘的作用；拉线装置在换盘时将线拉向捕线位置，由捕线装置将线缠绕到空的线盘上，实现自动换盘。 

该设备选用柔性力矩电机做为收线电机，使收线过程从空盘到满盘时张力都很平稳，不需人为经常调节，节省人力。同时由于力矩电机具有收卷力矩自动调整功能，所以设备不需使用张力反馈装置，使设备简单，节约了设备制造成本。且柔性力矩电机的使用也为自动换盘提供了可靠的保障。独立的排线系统，使设备24个头可以同时使用不同尺寸的盘具收线，灵活性强，能满足客户多样性要求；特殊换盘装置的使用，使两个收线工位可以紧凑安装，减少了设备空间尺寸。引线、拉线、捕线装置的智能化配合，实现了自动换盘的整个过程，盘具底部不需要使用双面胶，既节约了成本又有利于环保；智能化自动换盘的实现也减少了公司对熟练操作人员的依赖，使新员工可以很快掌握设备的操作技能，提高了公司的生产效率；智能化自动换盘同时也减少了操作人员的劳动强度，使员工真正感受到了工作的快乐。 

Claims (4)

1.一种换盘细线收线机，所述的收线机设有机架，其特征在于：所述的收线机由12-48个自动换盘收线器构成，每个自动换盘收线器由一组收线装置、与收线装置相连的挡线和拉线装置、捕线装置以及排线引线装置构成；每一组收线装置由两个并列的左、右收线盘构成，左、右收线盘之间设有挡线和拉线装置，左、右收线盘上分别设有一捕线装置，所述的排线引线装置设置在收线装置的上方；所述的一组收线装置固定于机架上，机架的一侧固定有长轴力矩电机，机架的另一侧设有左、右收线盘，左、右收线盘与机架之间通过左、右捕线铝盘相连，左、右收线盘与左、右捕线铝盘和长轴力矩电机之间通过设在左、右收线盘端部的锁紧螺母固定连接，左、右捕线铝盘上分社有一捕线夹，长轴力矩电机的一端设有测速装置。

2.根据权利要求1所述的一种换盘细线收线机，其特征在于：排线引线装置包括排线电机和换盘电机，排线电机的输出端连接有一丝杆，所述的丝杆与一排线架相连，排线架上设有调节触发块和排线轮轴，丝杆与排线电机之间通过联轴相连；换盘电机的输出端与一同步轮带相连，同步轮带与一同步带相连。

3.根据权利要求1所述的一种换盘细线收线机，其特征在于：所述的挡线和拉线装置包括气缸以及两根挡线杆，两根挡线杆之间设有一拉线杆，两根挡线杆分别套设于第一、第二导套内，第一、第二导套与气缸之间通过杠杆相连。

4.根据权利要求3所述的一种换盘细线收线机，其特征在于：所述的两根挡线杆与杠杆之间为可摆动连接，挡线杆的行程为15-25mm，拉线杆的行程为70-90mm。