專利名稱：一種多軸數(shù)控繞線機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多軸數(shù)控繞線機(jī)，適于繞制各種平行繞制的線圈，特別適于繞制磁電機(jī)線圈。
目前國內(nèi)使用的繞線機(jī)，大多是自己改制的，有的用一只交流電機(jī)帶動(dòng)一只手搖式繞線機(jī)，或帶動(dòng)一只機(jī)械排線的繞線機(jī)，這類繞線機(jī)噪音大，計(jì)數(shù)不準(zhǔn)，繞線質(zhì)量低，勞動(dòng)量大；有的繞線機(jī)雖然也采用微機(jī)控制(西北機(jī)械廠的J－801－2型，一次繞兩只線圈)但效率低，無斷線檢出和記憶功能，用腳踏電位器調(diào)速，自動(dòng)化程度不高，故障多。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能克服上述不足，具有斷線檢出、報(bào)警和記憶線圈圈數(shù)，繞線速度可控、能整齊排線，正、反轉(zhuǎn)繞線都能計(jì)數(shù)等功能的數(shù)控式繞線機(jī)。
本實(shí)用新型的解決方案，是采用微處理機(jī)作控制中心，大規(guī)模集成電路作掃描顯示／鍵盤控制器和接口電路，完成導(dǎo)線線徑、圈數(shù)、線圈長度等數(shù)據(jù)的輸入和顯示，通過執(zhí)行部件和相應(yīng)的軟件控制主電機(jī)帶動(dòng)多根平行安裝的繞線軸，控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)排線架；采用光電器件作斷線檢出和報(bào)警裝置；采用可控硅移相觸發(fā)控制主電機(jī)速度；采用裝在繞線軸上的光電器件控制步進(jìn)電機(jī)速度，使主電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)間協(xié)調(diào)的方法，達(dá)到同步整齊排線的目的；采用腳踏光控調(diào)速裝置，通過調(diào)節(jié)光通量控制主電機(jī)速度等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的多種功能。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和原理作進(jìn)一步說明。


圖1為四軸數(shù)控繞線機(jī)示意圖。
圖2為控制盒面板示意圖。
圖3為控制電路方框圖。
圖4為斷線檢出和報(bào)警裝置示意圖。
圖5為斷線記憶電路圖。
圖6為主電機(jī)正、反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)電路原理圖。
圖7為正、反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)光盤示意圖。
圖8為腳踏光控調(diào)速裝置示意圖。
在圖1中給出了四軸數(shù)控繞線機(jī)示意圖。該機(jī)共有四套由繞線軸(1)、排線架(2)和由選線桿(8)、滑輪(15)、斷線檢出和報(bào)警裝置(9)、過線輪(10)、過線孔(11)、線筒(12)組成的送線機(jī)構(gòu)構(gòu)成的繞線系統(tǒng)，每次可繞4只線圈。本圖中只畫出一套系統(tǒng)。繞線軸(1)由主電機(jī)(3)通過齒皮帶(圖中未畫出)同步帶動(dòng)，線圈骨架(4)由夾具(5)固定在繞線軸(1)。排線架(2)由步進(jìn)電機(jī)(6)通過齒皮帶同步帶動(dòng)，進(jìn)行均勻排線，排線長度由可調(diào)的限位開關(guān)決定。導(dǎo)線(13)從裝在線筒(12)中的線軸(14)上拉出，經(jīng)過線孔(11)、過線輪(10)、斷線檢出和報(bào)警裝置(9)、送線桿(8)端部的滑輪(15)、排線架(2)，到達(dá)線圈骨架(4)上。對(duì)主電機(jī)(3)、步進(jìn)電機(jī)(6)及整機(jī)運(yùn)行進(jìn)行控制的電子控制電路裝在控制盒(16)中，控制電路以單片機(jī)8098作為控制中心，大規(guī)模集成電路8279作為掃描顯示／鍵盤控制電路、8255作為接口電路，以及其它電路組成。將繞制線圈的導(dǎo)線線徑、線圈圈數(shù)、線圈長度等數(shù)據(jù)，通過鍵盤輸入到控制電路中，即可啟動(dòng)開關(guān)自動(dòng)進(jìn)行繞線。如果需要手工控制繞線速度，可通過設(shè)置在機(jī)架(17)下方的腳踏光控調(diào)速裝置(18)進(jìn)行控制。該繞線機(jī)具有正、反轉(zhuǎn)繞線計(jì)數(shù)、排線架前送、后送、點(diǎn)動(dòng)、檢查、斷線檢測、記憶和報(bào)警、腳踏光控調(diào)速等功能。
圖2是控制盒(16)的面板布置圖?？刂坪?16)中裝有控制繞線機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、實(shí)時(shí)顯示繞線過程和出錯(cuò)報(bào)警等功能的電子線路。在控制盒(16)的面板上裝有顯示導(dǎo)線線徑和圈數(shù)的顯示器(19)，予置導(dǎo)線線徑和線圈圈數(shù)的鍵盤(20)、斷線報(bào)警燈(21)、功能狀態(tài)按鍵(22)。顯示器(19)共7位，前兩位顯示線徑，在檢查斷線時(shí)也顯示軸號(hào)，后5位顯示繞制的圈數(shù)。鍵盤(20)用來輸入使用的導(dǎo)線線徑和要繞制的圈數(shù)。功能鍵(22)在某鍵按下時(shí)，該鍵的指示燈點(diǎn)亮。各鍵的功能如下“正轉(zhuǎn)”表示啟動(dòng)后主電機(jī)正轉(zhuǎn)；“反轉(zhuǎn)”表示主電機(jī)反轉(zhuǎn)；“程控”表示繞線機(jī)由程序自動(dòng)控制，以程序議定的方式進(jìn)行繞線，“手控”表示由操作者自控轉(zhuǎn)速，此時(shí)操作者用腳踏光控調(diào)速裝置(18)控制；“前送”表示排線架(2)向前移動(dòng)；“后送”表示排線架(2)向后移動(dòng)；“啟動(dòng)”表示啟動(dòng)機(jī)器開始運(yùn)行，“剎車”表示繞制中間停車；“奌動(dòng)”表示僅使排線架(2)移動(dòng)一點(diǎn)距離；“清零”表示顯示器(19)中的顯示值清零，可以重新繞制；“檢查”用于檢查斷線線圈的軸號(hào)和已繞好的圈數(shù)。
圖3為控制電路方框圖。繞線機(jī)的控制部分以單片機(jī)8098為核心(23)，8279為掃描顯示／鍵盤控制器(24)、8255為接口電路(25)，以及傳感器和隔離電路組成的。由數(shù)字鍵盤(20)和功能狀態(tài)鍵盤(22)輸入的信號(hào)，經(jīng)掃描顯示／鍵盤控制器(24)輸入到單片機(jī)(23)中。由單片機(jī)(23)經(jīng)光電隔離器件向主電機(jī)(3)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，單片機(jī)(23)同時(shí)經(jīng)接口電路(25)和光電隔離器件向步進(jìn)電機(jī)(6)發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在繞制過程中的圈數(shù)計(jì)數(shù)信號(hào)、斷線信號(hào)和限位信號(hào)經(jīng)接口電路(25)，送到單片機(jī)(23)，并經(jīng)掃描顯示／鍵盤控制器(24)，送到顯示器(19)中顯示出相應(yīng)的參數(shù)。腳踏光控調(diào)速裝置(18)輸出的控制信號(hào)，也送到單片機(jī)(23)中，用來控制主電機(jī)(3)運(yùn)轉(zhuǎn)。為均勻排線，步進(jìn)電機(jī)(6)的轉(zhuǎn)速要與繞線軸(1)的轉(zhuǎn)速相匹配，以帶動(dòng)排線架(2)以相應(yīng)的速度移動(dòng)。繞線軸(1)每轉(zhuǎn)一圈輸出4個(gè)信號(hào)，單片機(jī)(23)根據(jù)線徑計(jì)算出兩個(gè)信號(hào)間隔中步進(jìn)電機(jī)(6)應(yīng)走的步數(shù)(步當(dāng)量為0.01mm)，使步進(jìn)電機(jī)(6)帶動(dòng)的排線架(2)在繞線軸(1)每轉(zhuǎn)一圈正好走一個(gè)線徑的距離，減小累計(jì)誤差。
圖4為斷線檢出和報(bào)警裝置示意圖，圖5為斷線記憶電路。該裝置按裝在每套送線機(jī)構(gòu)的活動(dòng)關(guān)節(jié)部位，由與送線桿(8)固定在一起的光電盤(27)、光電開關(guān)(28)、與光電盤(27)活動(dòng)聯(lián)接的固定板(31)、拉緊送線桿(8)的彈簧(30)組成。光電開關(guān)(28)的輸出線接在接口電路(25)的PA0～PA3口。光電盤(27)的邊緣部分有一缺口(29)、在無導(dǎo)線拉緊時(shí)，送線桿(8)因彈簧(30)的拉力帶動(dòng)光電盤(27)，使缺口(29)正好對(duì)準(zhǔn)光電開關(guān)(28)，此時(shí)光電開關(guān)(28)輸出高電平，報(bào)警裝置處于初始合法狀態(tài)。當(dāng)繞線機(jī)繞線時(shí)，由于導(dǎo)線(13)的拉力送線桿(8)被拉下，使缺口(29)離開光電開關(guān)(28)，此時(shí)光電開關(guān)(28)輸出低電平，表示繞線機(jī)處于正常繞線狀態(tài)。在繞線中若發(fā)生斷線，送線桿(8)復(fù)位，缺口(29)又對(duì)準(zhǔn)光電開關(guān)(28)，使其輸出高電平，此時(shí)發(fā)出斷線聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)把斷線軸號(hào)、繞制的圈數(shù)信息經(jīng)接口電路(25)存貯到單片(23)中，沒有斷線的軸仍繼續(xù)繞線和計(jì)數(shù)。在該組線圈繞制完畢后，可用“檢查”鍵查出斷線軸的軸號(hào)和已繞制的圈數(shù)。
圖6為主電機(jī)正、反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)電路原理圖，圖7為提供正、反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)信號(hào)的光盤示意圖。該裝置可以在主電機(jī)正、反轉(zhuǎn)時(shí)都能發(fā)出中斷信號(hào)，通知單片機(jī)開始計(jì)數(shù)，并且在缺口通過時(shí)只發(fā)出一次中斷和提供查詢。該裝置有一個(gè)光盤(32)，固定在繞線軸(1)上，在其圓周邊緣上均勻分布有四個(gè)缺口(33)，在一塊固定板上裝有2只光電開關(guān)(34、35)，其輸出線接在接口電路(25)的PA6、PA7口。缺口(33)的寬度比兩只光電開關(guān)(33、35)的間距稍寬。繞線軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)光盤(32)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)一個(gè)缺口(33)轉(zhuǎn)到第一只光電開關(guān)(34)時(shí)，該光電開關(guān)導(dǎo)通，輸出“0”電平，同時(shí)與非門(26)輸出高電平，產(chǎn)生單片機(jī)所需的中斷信號(hào)。當(dāng)?shù)诙还怆婇_關(guān)(35)也在缺口內(nèi)時(shí)，該光電開關(guān)導(dǎo)通，輸出“0”電平，此時(shí)兩只光電開關(guān)處于同時(shí)導(dǎo)通的階段，與非門(26)仍輸出高電平。當(dāng)光盤(32)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使光電開關(guān)(34)關(guān)斷，輸出高電平時(shí)，因光電開關(guān)(35)仍輸出低電平，故與非門(26)仍輸出高電平。當(dāng)光電開關(guān)(35)被關(guān)斷，也輸出高電平時(shí)，與非門(26)輸出低電平，為下一次計(jì)數(shù)中斷作好了準(zhǔn)備。為消除接口電路8255(25)與與非門CD4093(26)間閾值電平不一致而引起的計(jì)數(shù)誤差，采用軟件中斷與延時(shí)查詢相結(jié)合的方法。在收到中斷請(qǐng)求信號(hào)后，查詢8255(25)的PA6、PA7口，若無一為低電平，就延時(shí)等待，直到某一口降為低電平為止。根據(jù)兩只光電開關(guān)發(fā)出信號(hào)先后、可以判斷出主電機(jī)是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，相應(yīng)的進(jìn)行加計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)。
圖8為腳踏光控調(diào)速裝置示意圖。該裝置是通過控制光電開關(guān)光通量的大小來調(diào)節(jié)電位輸出，以代替常用的電位器調(diào)速的方法，達(dá)到電機(jī)調(diào)速的目的。該裝置是由帶狹縫(36)的圓盤(37)、光電開關(guān)(38)、拉緊圓盤(37)的彈簧(39)、連接圓盤(37)和腳踏板(40)的帶子(41)組成。狹縫(36)的寬度由小逐漸增大，光電開關(guān)(38)位于狹縫(36)的窄小端，狹縫(36)的中心線與光電開關(guān)(38)在圓盤(37)的同一圓周上。當(dāng)踏動(dòng)腳踏板(40)帶動(dòng)圓盤(37)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光通量逐漸改變，使控制主電機(jī)轉(zhuǎn)速的電壓隨之改變，達(dá)到調(diào)速的目的。
本實(shí)用新型采用光電隔離器件將電機(jī)與控制電路分開，使強(qiáng)電與弱電隔離，以確保人身安全。
本實(shí)用新型的實(shí)施例是四軸數(shù)控繞線機(jī)，一次可繞4只線圈；線圈的圈數(shù)可到99999±5圈；平繞無層間絕緣線圈時(shí)，排線長度為7－40mm；適應(yīng)導(dǎo)線線徑為0.08－－0.3mm；電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為5000轉(zhuǎn)／分，可無級(jí)調(diào)速。本實(shí)用新型的多軸數(shù)控繞線機(jī)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有操作簡單，自動(dòng)化程度高；噪聲低；效率高；勞動(dòng)強(qiáng)度低；繞制質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，并且有斷線檢出、記憶和報(bào)警；正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)、光控調(diào)速等多種功能。
權(quán)利要求1.一種多軸數(shù)控繞線機(jī)，有多根平行安裝的繞線軸(1)，由一只主電機(jī)(3)通過齒皮帶同步帶動(dòng)；在每根繞線軸(1)的上方都有一只排線架(2)，由同步電動(dòng)機(jī)(6)通過齒皮帶同步帶動(dòng)，前后縱向移動(dòng)；與每一組繞線軸和排線架對(duì)應(yīng)的都有一套送線機(jī)構(gòu)，送線機(jī)構(gòu)由送線桿(8)、斷線檢出和報(bào)警裝置(9)、過線輪(10)、過線孔(11)、線筒(12)組成；在繞線機(jī)機(jī)架(17)的下方裝有用于手動(dòng)調(diào)速的腳踏光控調(diào)速裝置(18)；在繞線機(jī)的控制盒(16)中裝有以單片機(jī)為控制中心，采用大規(guī)模集成電路作為掃描顯示/鍵盤控制電路和接口電路，進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警、輸入數(shù)據(jù)和操作的鍵盤裝置；線圈骨架(4)由夾具(5)固定在繞線軸(1)上，其特征是單片機(jī)(23)通過掃描顯示/鍵盤控制器(24)與輸入線徑、圈數(shù)、的數(shù)字鍵盤和輸入工作狀態(tài)的功能鍵盤以及腳踏光控調(diào)速裝置(18)連接，通過光電隔離器件連接主電機(jī)(3)；單片機(jī)(23)通過接口電路(25)與斷線檢出和報(bào)警裝置(9)、限位器、主電機(jī)的正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)電路連接；單片機(jī)(23)通過接口電路(25)，經(jīng)光電隔離電路與步進(jìn)電機(jī)(6)相聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸數(shù)控繞線機(jī)，其特征是斷線檢出和報(bào)警裝置(9)裝在送線機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)處，由帶缺口(29)的光電盤(27)、光電開關(guān)(28)、彈簧(30)組成，光電盤(27)與送線桿(8)固定在一起，光電盤(27)與關(guān)節(jié)間是活動(dòng)連接的，在沒有導(dǎo)線牽動(dòng)的狀態(tài)下，由于彈簧(30)拉緊送線桿(8)，使缺口(29)對(duì)準(zhǔn)光電開關(guān)(28)，光電開關(guān)(28)的輸出端連接在接口電路(25)的PA0－PA3口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸數(shù)控繞線機(jī)，其特征是腳踏光控調(diào)速裝置(18)是由帶狹縫(36)的圓盤(37)、光電開關(guān)(38)、拉緊圓盤(37)的彈簧(39)、連接圓盤(37)與腳踏板(40)的帶子(41)組成，狹縫(36)的中心線與光電開關(guān)(38)位于圓盤(37)的同一圓周上，狹縫(36)的寬度由小逐漸變大，光電開關(guān)(38)在初始狀態(tài)下位于狹縫(36)的窄小端，其輸出線與單片機(jī)(23)的ACH6口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸數(shù)控繞線機(jī)，其特征是主電機(jī)正、反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)裝置是由固定在繞線軸(1)上的光盤(32)、光電開關(guān)(34、35、)組成的，光盤(32)的圓周上均勻分布有4個(gè)缺口(33)，其寬度比兩只光電開關(guān)(34、35)的間距稍大，光電開關(guān)的輸出線接到接口電路(25)的PA6、PA7口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸數(shù)控繞線機(jī)，其特征是采用光電隔離器件對(duì)強(qiáng)電和弱電電路進(jìn)行隔離。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種多軸數(shù)控繞線機(jī)，采用單片機(jī)、掃描顯示/鍵盤控制電路和接口電路，通過軟件控制繞線機(jī)構(gòu)運(yùn)行。該繞線機(jī)具有斷線檢出和記憶、移相調(diào)速、觸發(fā)同步齊整排線、正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)等功能?？梢酝ㄟ^控制盒上的一系列功能鍵、方便的操作。該機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、故障率低、噪聲小、效率高、自動(dòng)化程度高、繞線質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K15/00GK2161976SQ9220973
公開日1994年4月13日 申請(qǐng)日期1992年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月19日
發(fā)明者朱錦舜 申請(qǐng)人:地質(zhì)礦產(chǎn)部重慶地質(zhì)儀器廠