繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)方法及裝置的制造方法
【專利摘要】繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)方法及裝置，在繞線的同時，通過控制繞線臂旋轉(zhuǎn)角速度的方式來實現(xiàn)電磁線移動的恒定線速度，從而滿足在繞線的同時絕緣包扎同步包帶的要求，實現(xiàn)繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)作業(yè)。在包帶機構處裝有速度傳感器感應電磁線通過包帶機構的直線運動速度，速度傳感器將所檢測到的電磁線通過包帶機構的直線運動速度反饋到繞線機的繞線控制機構，繞線控制機構通過將電磁線通過包帶機構的直線運動速度折算成繞線機繞線的旋轉(zhuǎn)角速度，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)速度所對應的繞線線速度與電磁線通過包帶機構的直線運動速度是同步的，實現(xiàn)速度的匹配，保證繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)同步作業(yè)。
【專利說明】
繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)方法及裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及到一種電機的部件制作方法及裝置，尤其是設及一種電機繞組的繞線 和絕緣帶包扎的作業(yè)方法及繞線繞包作業(yè)裝置，主要用于制作電機繞組；屬于電機制作技 術領域。
【背景技術】： 現(xiàn)有的電機線圈大多是需要先通過繞包成繞組，再將成型繞組嵌入電機的定子或轉(zhuǎn)子 中，組合形成電機。所W電機線圈的繞包對于整個電機來說是十分重要的?，F(xiàn)有技術對于線 圈的繞制與包扎通常有二種方式:一種是采用人工包帶然后簡易模具繞線；一種是采用設 備繞線與包帶，分工序斷續(xù)進行。
[0002] 第一種方式，包帶完全采用人工，簡易繞線采用特制模具，費時費力，效率很低，而 且包帶質(zhì)量受人員素質(zhì)影響很大； 第二種方式，采用現(xiàn)有繞包設備繞包，在一臺設備上可W分別完成繞線與包帶功能?，F(xiàn) 有繞線包帶機工作原理采用的是繞線和線間絕緣包扎分開進行:操作工啟動包帶按鈕，包 帶機構沿平移機構從左至右邊做直線運動，同時帶盤旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，包帶機構上的絕緣材料纏 繞到電磁線上。包帶機構到達平移機構末端后停止運動，同時機構夾緊電磁線。另外一個操 作工啟動繞線按鈕，繞線機構開始旋轉(zhuǎn)繞線，把包好絕緣帶的電磁線繞到繞線機構的模具 上，同時牽引包帶機構從右往左做直線運動，回到起始點。當包帶機構碰到平移機構左側(cè)限 位開關后發(fā)出停止指令，此時繞線機構停止運動:之后操作工重新啟動包帶按鈕，機構重復 上述工作，直至一個線圈最終包帶繞制完成。
[0003] 運種設備一般采用繞線機構繞線過程中直接拉動電磁線移動，而電磁線采用機械 包帶的實現(xiàn)基礎是兩者之間相對運動是勻速的或者說是恒定的，現(xiàn)有設備的技術無法解決 旋轉(zhuǎn)繞線時拉線速度恒定，因此只能將繞線和包帶按工序一步一步完成，在包帶的時候停 止旋轉(zhuǎn)繞線，先通過勻速移動包帶機構按照一定的長度對電磁線進行絕緣包帶，然后停止 包帶動作，對已完成包帶的電磁線進行線圈繞制，在已包帶部分尚未完全繞制完成W前再 次對后續(xù)電磁線包帶，重復W上操作，直至最終完成。而且預包帶長度取決于包帶機構橫向 運動行程，所要求線圈越大，預包帶距離越長，包帶機構移動距離越大，設備越長。操作過程 中所需要的操作人員多，耗時長，生產(chǎn)效率低，每次繞線的起止拼接位置包帶質(zhì)量無法保 證，而且需要單獨配置一套包帶機構的移動機構，設備成本高，場地占用大，因此仍有必要 加 W改進。
[0004] 通過專利檢索沒發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術的專利文獻報道，與本發(fā)明有一定關系 的專利主要有W下幾個： 1、專利號為CN201520442988.7，名稱為"一種繞包機繞包速度同步控制裝置"的實用 新型專利，該專利公開了一種繞包機繞包速度同步控制裝置，由PLC控制器、伺服驅(qū)動器、伺 服電機、液晶觸摸屏人機界面、牽引速度傳感器、繞包速度傳感器和RS-485總線組成，人機 界面與化C控制器連接，伺服驅(qū)動器接收來自牽引速度傳感器的給定速度信號，輸出驅(qū)動信 號驅(qū)動伺服電機旋轉(zhuǎn)，保持繞包速度與實際的繞組線牽引速度之間為比例關系。
[0005] 2、專利號為CN201520435689.0,名稱為"換位導線繞包機的發(fā)明專利，該專利公 開了一種換位導線繞包機，包括機架，所述機架上設置有導線輸送裝置和導線的繞包裝置， 所述導線的繞包裝置包括支撐板，所述支撐板上設置有導線輪，所述導線輪為中空結構，所 述導線輪通過軸承連接所述支撐板，所述導線輪連接驅(qū)動裝置，所述導線輪上設置有托紙 架，所述托紙架通過托紙架軸連接所述導線輪，其特征在于:所述導線輪與導線運動方向垂 直，所述托紙架軸與導線運動方向傾斜設置。
[0006] 3、專利號為CN201310200506.2，名稱為"一種繞包機智能控制系統(tǒng)"的發(fā)明專利， 該專利公開了一種繞包機智能控制系統(tǒng)，包括放線裝置、W及繞線裝置，所述放線裝置連接 放線速度傳感器，所述繞線裝置連接繞線速度傳感器，所述放線速度傳感器的輸出端連接 放線信號采集模塊的輸入端，所述繞線速度傳感器的輸出端連接繞線信號采集模塊的輸入 端，所述放線信號采集模塊和繞線信號采集模塊的輸出端同時連接信號比對模塊，所述信 號比對模塊連接微機處理模塊，所述微機處理模塊連接驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊分別連接 放線裝置和繞線裝置。
[0007] 上述運些專利雖說都設及到了線圈的絕緣層繞包，但仔細分析可W發(fā)現(xiàn)運些專利 并沒有正真解決目前繞包設備繞包不能與繞線同步，導致不能將繞包與繞線合在一起進行 連續(xù)一體化作業(yè)的不足，因此仍將出現(xiàn)前面所述的一些問題，其中專利號為 CN201520442988.7，名稱為"一種繞包機繞包速度同步控制裝置"的實用新型專利，只是提 出了一種繞包機繞包速度同步控制裝置，主要是用于解決在繞包一個工位的繞包和導線移 動速度匹配的問題，保持繞包速度與實際的繞組線牽引速度之間為比例關系，W確保疊包 率，但并未解決繞線如何與繞包如何保持同步的問題，而且由于繞線與繞包時兩個工位，而 且繞線與繞包的作業(yè)方式不同，如何保證兩者的同步并非易事，所W仍有待進一步加 W研 究改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有繞包設備包帶與繞線設備不能連續(xù)同時進行作業(yè)的 不足，提出一種新的能實現(xiàn)繞線與包帶連續(xù)同時作業(yè)的自動繞包繞線方法及設備，該自動 繞包繞線方法及設備可W實現(xiàn)在繞線機上繞線和絕緣層的包扎兩個工位連續(xù)同步進行作 業(yè)。
[0009] 為了達到運一目的，本發(fā)明提供了一種繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè) 方法，在繞線的同時，通過控制繞線臂旋轉(zhuǎn)角速度的方式來實現(xiàn)電磁線水平移動的恒定線 速度，從而滿足在繞線的同時絕緣帶包扎同步包帶的要求，實現(xiàn)繞線和絕緣帶包扎的同步 連續(xù)作業(yè)。
[0010] 進一步地，所述的通過控制繞線臂旋轉(zhuǎn)角速度的方式來實現(xiàn)電磁線水平移動的恒 定線速度是在包帶機構處裝有速度傳感器感應電磁線通過包帶機構的直線運動速度，速度 傳感器將所檢測到的電磁線通過包帶機構的直線運動速度反饋到繞線機的繞線控制機構， 繞線控制機構通過將電磁線通過包帶機構的直線運動速度折算成繞線機繞線的旋轉(zhuǎn)角速 度，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)速度所對應的繞線線速度與電磁線通過包帶機構的直線運動速度是 同步的，實現(xiàn)速度的匹配，保證繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)同步作業(yè)。
[0011] 進一步地，所述的將電磁線通過包帶機構的直線運動速度折算成繞線機繞線的旋 轉(zhuǎn)角速度是依據(jù)包帶電機包帶速度與疊包率計算出電磁線所要求的線速度;再根據(jù)繞線臂 電機旋轉(zhuǎn)速度與牽引電磁線移動線速度的曲線變化規(guī)律，計算出繞線機繞線臂的旋轉(zhuǎn)的角 速度，W保證繞線機繞線臂的旋轉(zhuǎn)的角速度對應的線速度與電磁線所要求的線速度是一致 的。
[0012] 進一步地，所述的計算出繞線機繞線臂的旋轉(zhuǎn)的角速度的方式如下： 當電磁線W線速度V作直線運動，繞線機繞線臂帶動電磁線W角速度ω做圓周運動;依 據(jù)繞線臂工作過程，當繞線臂由位置I旋轉(zhuǎn)至位置Γ時，電磁線相對于固定理線裝置，長度 由S變?yōu)镾^;忽略轉(zhuǎn)臂寬度及固定理線輪之間的距離，在由繞線機轉(zhuǎn)臂半徑R、繞線機轉(zhuǎn)臂中 屯、到固定理線裝置的距離(R+S)及繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置組成的Ξ角形內(nèi)，計 算出： 設定v= (S'- s)/t;w=a/t 其中，V代表電磁線的線速度； t為時間； S為繞線機轉(zhuǎn)臂處于水平狀態(tài)時的繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； 為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到α角時繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； ω為繞線機轉(zhuǎn)臂角速度； α為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到任意位置時所對應的中屯、角；
(1) 公式(1)中： 為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到α角時繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； S為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)處于水平狀態(tài)時的繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； R為繞線機轉(zhuǎn)臂半徑； α為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到任意位置時所對應的中屯、角； 那么ω與V之間的關系就變?yōu)椋?br>其中，電磁線的線速度取決于所要求的包帶疊包率與包帶機構旋轉(zhuǎn)速度，依據(jù)客戶所 要求的包帶速度與疊包率，計算出所要求的線速度具體數(shù)值，然后帶入W上角速度計算公 式(2 )，就可W轉(zhuǎn)換知道在每一個中屯、角α所對應的角速度(如圖2所示）。
[0013] 進一步地，所述的繞線機轉(zhuǎn)臂后端裝有位置檢測編碼器，通過繞線臂后端裝有位 置檢測編碼器W及包帶頭前段裝有速度檢測編碼器，隨時監(jiān)測與反饋繞線臂位置與旋轉(zhuǎn)速 度，同時通過伺服控制器進行繞線臂速度調(diào)整，然后加 W順滑擬合，實現(xiàn)保證線速度相對穩(wěn) 定下的轉(zhuǎn)臂圓滑旋轉(zhuǎn)，最終實現(xiàn)繞包同步的效果。
[0014] 進一步地，所述的繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)作業(yè)步驟如下： 1) 操作工用牽線機構把電磁線送到繞線臂上的夾緊裝置處夾緊， 2) 按下啟動按鈕，繞線臂逆時針旋轉(zhuǎn)，拖動電磁線作勻速直線運動，包帶機構處裝有速 度傳感器感應電磁線的運動速度，反饋到繞線機構，完成對旋轉(zhuǎn)電機速度的控制，實現(xiàn)速度 的匹配； 3) 繞線臂電機旋轉(zhuǎn)速度按繞線臂角速度變化旋轉(zhuǎn)，W保證繞線臂上繞線點的線速度與 包帶機構包帶時的線速度同步，為勻速，同時兼顧包帶機構電機的轉(zhuǎn)數(shù)，從而達到同步控 審IJ，實現(xiàn)邊繞線邊絕緣包帶的功能。
[0015] -種繞線機連續(xù)繞線和絕緣包扎裝置，包括繞線機構和包帶機構，在繞線機構和 包帶機構之間設有理線裝置，電磁線經(jīng)過包帶機構包帶W后，通過理線裝置送到繞線機構 的繞線臂上，由繞線臂電機帶動繞線臂旋轉(zhuǎn)繞成線圈；在包帶機構的前面或后面設置有檢 測繞包時電磁線直線運動速度的速度傳感器，并在繞線機內(nèi)還設有繞線臂電機控制系統(tǒng)， 由繞線臂電機控制系統(tǒng)對繞線臂旋轉(zhuǎn)速度進行實施監(jiān)控與調(diào)整，保證實現(xiàn)繞線臂繞制線圈 時具有相對穩(wěn)定的線速度與包帶時的電磁線直線移動速度相匹配，實現(xiàn)包帶與繞線能夠平 滑過度。
[0016] 進一步地，所述的繞線機構和包帶機構與理線裝置連接在一起，形成一條作業(yè)線， 其中，理線裝置設置在中間位置。
[0017] 進一步地，所述的繞線臂的轉(zhuǎn)動部分采用伺服系統(tǒng)和位置檢測編碼器構成獨立的 運動機構。
[0018] 進一步地，所述的包帶機構部分采用伺服系統(tǒng)和速度檢測編碼器構成獨立的運動 機構。
[0019] 進一步地，所述的理線裝置分為固定理線裝置和浮動理線裝置兩個部分，電磁線 先進入固定理線裝置，再進入浮動理線裝置。
[0020] 本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明利用伺服可編程控制系統(tǒng)對設備加 W改進，解決繞線 與電磁線移動的速度匹配問題后，繞線和包帶工序同步進行，操作人員只要在設備的觸摸 屏終端輸入線圈的各種參數(shù)后，設備自動運行，減少員工和設備占地率，提高產(chǎn)量，連續(xù)包 帶同時提升包帶質(zhì)量;運樣有如下一些好處： 1、原有機型需要2-3名操作工操作，制做一只線圈時只能按包帶-繞線-再包帶-再繞線 運一順序進行，工作時間周期長，效率低下，而且受預包帶長度制約，必須保證與包帶長度 一致的包帶機構移動距離，因此設備機構復雜，占地面積大，使用廠房利用率低(參考圖1)。 而且由于是斷續(xù)包帶，在每次包帶的起止拼接位置，包帶質(zhì)量無法保證。改進后機型只需一 名操作工操作，同時完成包帶和繞線工作，因此占地面積小，包帶質(zhì)量高，人工成本低，效率 局。
[0021] 2、通過實時檢測與控制繞線臂的位置與轉(zhuǎn)速實現(xiàn)電磁線恒速運動，實現(xiàn)在線包扎 絕緣帶的可能性，從而實現(xiàn)繞包同步，達到2工序合二為一的目的。繞線、包帶同時進行，不 但提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，同時采用連續(xù)包帶提高絕緣帶包扎質(zhì)量。
[0022] 3、操作者只需要在觸摸屏上輸入所需的疊包率與包帶速度，設備就可W自動運 行，不但效率高，節(jié)約人力成本，同時包帶質(zhì)量好，設備體積小，性價比高。
[0023]
【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明的原理示意圖； 圖2為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)角速度與中屯、角關系的曲線示意圖； 圖3為本發(fā)明一個實施例的結構示意圖； 圖4為本發(fā)明一個實施例的俯視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
[00巧]實施例一 如附圖所示，本發(fā)明設及一種繞線機連續(xù)繞線和絕緣包扎裝置，包括繞線機構1和包帶 機構2,在繞線機繞線機構1和包帶機構2之間設有理線裝置3,電磁線4經(jīng)過包帶機構2包帶 W后，通過理線裝置3送到繞線機構1的條狀繞線臂6上，由繞線臂電機5帶動條狀繞線臂6旋 轉(zhuǎn)繞成線圈；在包帶機構2的電磁線4入口或出口處設置有檢測繞包時電磁線直線運動速度 的速度傳感器8,并在繞線機內(nèi)還設有繞線臂電機控制系統(tǒng)9,由繞線臂電機控制系統(tǒng)9對繞 線臂6旋轉(zhuǎn)速度進行實施監(jiān)控與調(diào)整，保證實現(xiàn)條狀繞線臂6繞制線圈時具有相對穩(wěn)定的線 速度，且與包帶時的電磁線4直線移動速度相匹配，實現(xiàn)包帶與繞線能夠平滑過度。包帶機 構2由繞包電機12驅(qū)動實現(xiàn)繞包，繞包電機12由控制器根據(jù)速度傳感器8檢測的數(shù)據(jù)進行控 審IJ。繞線完成后由剪斷裝置13剪斷。
[00%]所述的繞線機構1和包帶機構2與理線裝置3連接在一起，形成一條作業(yè)線，其中， 理線裝置3設置在中間位置。
[0027] 所述理線裝置3包括一個固定理線裝置7和一個浮動理線裝置10,電磁線4包帶后 送入固定理線裝置7,再經(jīng)過浮動理線裝置10連接到條狀繞線臂6上，線頭通過條狀繞線臂6 上的夾緊裝置11夾緊。
[0028] 所述的條狀繞線臂6的轉(zhuǎn)動部分采用伺服系統(tǒng)和位置檢測編碼器構成獨立的運動 機構驅(qū)動。
[0029] 所述的包帶機構2包帶部分采用伺服系統(tǒng)和速度檢測編碼器構成獨立的運動機構 驅(qū)動。
[0030] 所述的繞線機條狀繞線臂6后端裝有位置檢測編碼器14,通過條狀繞線臂6后端裝 有位置檢測編碼器W及包帶機構2前段裝有速度檢測編碼器8,隨時監(jiān)測與反饋條狀繞線臂 6位置與旋轉(zhuǎn)速度，同時通過伺服控制器進行繞線臂速度調(diào)整，然后加 W順滑擬合，實現(xiàn)保 證線速度相對穩(wěn)定下的轉(zhuǎn)臂圓滑旋轉(zhuǎn)，最終實現(xiàn)繞包同步的效果。
[0031] 所述的繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)作業(yè)步驟如下： 1) 操作工用牽線機構把電磁線送到繞線臂6上的夾緊裝置11處夾緊； 2) 按下啟動按鈕，繞線臂逆時針旋轉(zhuǎn)，拖動電磁線作勻速直線運動，包帶機構處裝有速 度傳感器8感應電磁線的運動速度，反饋到包帶機構，一方面控制包帶的速度，另一方將電 磁線的運動速度傳送到繞線臂電機控制系統(tǒng)9,通過控制角速度完成對繞線臂電機5速度的 控制，實現(xiàn)速度的匹配； 3) 繞線臂電機旋轉(zhuǎn)速度按繞線臂角速度類似正旋曲線規(guī)律變化旋轉(zhuǎn)(如附圖2所示，附 圖2給出了一個1/4象限的示意圖），W保證繞線臂上繞線點的線速度與包帶機構包帶時的 線速度同步，為勻速；同時兼顧包帶機構電機的轉(zhuǎn)數(shù)，從而達到同步控制，實現(xiàn)邊繞線邊絕 緣包帶的功能。
[00創(chuàng)實施例二 實施例二的結構與實施例一的原理一樣，結構基本相同，為一種繞線機連續(xù)繞線和絕 緣包扎裝置，包括繞線機構和包帶機構，在繞線機繞線機構和包帶機構之間設有理線裝置， 電磁線經(jīng)過包帶機構包帶W后，通過理線裝置送到繞線機構的環(huán)形或楠圓繞線臂上，由環(huán) 形或楠圓繞線臂電機帶動繞線臂旋轉(zhuǎn)繞成線圈；只是在包帶機構的電磁線出口到理線裝置 入口處之間設置有檢測繞包時電磁線直線運動速度的速度傳感器，且繞線機是由伺服電機 驅(qū)動的，并在繞線機內(nèi)還設有繞線臂伺服電機的伺服可編程控制系統(tǒng)，由伺服可編程控制 系統(tǒng)對繞線臂旋轉(zhuǎn)速度進行實施監(jiān)控與調(diào)整，保證實現(xiàn)繞線臂繞制線圈時具有相對穩(wěn)定的 線速度與包帶時的電磁線直線移動速度相匹配，實現(xiàn)包帶與繞線能夠平滑過度；同時操作 人員只要在設備的觸摸屏終端輸入線圈的各種參數(shù)后，設備自動運行。
[0033] 實施例二的繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)作業(yè)步驟如同實施例一。
[0034] 上述所列實施例，只是結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的描述；顯 然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都 屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0035] 很顯然，通過實施例的描述可W清楚看出本發(fā)明還設及一種繞線機連續(xù)繞線和絕 緣包扎的方法，在繞線的同時，通過控制繞線臂旋轉(zhuǎn)角速度的方式來實現(xiàn)電磁線移動的恒 定線速度，從而滿足在繞線的同時絕緣包扎同步包帶的要求，實現(xiàn)繞線機繞線和絕緣包帶 連續(xù)作業(yè)。
[0036] 進一步地，所述的通過控制繞線臂旋轉(zhuǎn)角速度的方式來實現(xiàn)電磁線移動的恒定線 速度是在包帶機構處裝有速度傳感器感應電磁線通過包帶機構的直線運動速度，速度傳感 器將所檢測到的電磁線通過包帶機構的直線運動速度反饋到繞線機的繞線控制機構，繞線 控制機構通過將電磁線通過包帶機構的直線運動速度折算成繞線機繞線的旋轉(zhuǎn)角速度，實 現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)速度所對應的繞線線速度與電磁線通過包帶機構的直線運動速度是同步 的，實現(xiàn)速度的匹配，保證繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)同步作業(yè)。
[0037] 進一步地，所述的將電磁線通過包帶機構的直線運動速度折算成繞線機繞線的旋 轉(zhuǎn)角速度是依據(jù)包帶電機包帶速度與疊包率計算出電磁線所要求的線速度;再根據(jù)繞線臂 電機旋轉(zhuǎn)速度與線速度按一定規(guī)律變化的規(guī)律，計算出繞線機轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)的角速度，W保 證繞線機轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)的角速度對應的線速度與電磁線所要求的線速度是一致的。
[0038] 進一步地，所述的計算出繞線機轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)的角速度的方式如下： 所述的計算出繞線機轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)的角速度的方式如下： 當電磁線W線速度V作直線運動，繞線機轉(zhuǎn)臂帶動電磁線W角速度ω做圓周運動;依據(jù) 繞線臂工作過程(如附圖1所示），當繞線臂由位置I旋轉(zhuǎn)至位置Γ時，電磁線相對于固定理 線裝置，長度由S變?yōu)镾^;忽略轉(zhuǎn)臂寬度及固定理線輪之間的距離，在由繞線機轉(zhuǎn)臂半徑R、 繞線機轉(zhuǎn)臂中屯、到固定理線裝置的距離(R+S)及繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置組成 的Ξ角形內(nèi)，計算出： 設定V= (S'- S)/t;w=a/t 其中，V代表電磁線的線速度； t為時間； S為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)處于水平狀態(tài)時的繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； 為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到α角時繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； ω為繞線機轉(zhuǎn)臂角速度； α為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到任意位置時所對應的中屯、角； 髮己每殘愁致滬辛控巧串義爭累苗較婚竊翁間。） 公式(1)中： 為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到α角時繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； S為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)處于水平狀態(tài)時的繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； R為繞線機轉(zhuǎn)臂半徑； α為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到任意位置時所對應的中屯、角； 那么ω與V之間的關系就變?yōu)椋?br>(2) 其中，電磁線的線速度取決于所要求的包帶疊包率與包帶機構旋轉(zhuǎn)速度，依據(jù)客戶所 要求的包帶速度與疊包率，計算出所要求的線速度具體數(shù)值，然后帶入W上角速度計算公 式(2 )，就可W轉(zhuǎn)換知道在每一個中屯、角α所對應的角速度(如圖2所示）。
[0039] 進一步地，所述的繞線機轉(zhuǎn)臂后端裝有位置檢測編碼器，通過繞線臂后端裝有位 置檢測編碼器W及包帶頭前段裝有速度檢測編碼器，隨時監(jiān)測與反饋繞線臂位置與旋轉(zhuǎn)速 度，同時通過伺服控制器進行繞線臂速度調(diào)整，然后加 W順滑擬合，實現(xiàn)保證線速度相對穩(wěn) 定下的轉(zhuǎn)臂圓滑旋轉(zhuǎn)，最終實現(xiàn)繞包同步的效果。
[0040] 進一步地，所述的繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)作業(yè)步驟如下： 1) 操作工用牽線機構把電磁線送到繞線臂上的夾緊裝置處夾緊； 2) 按下啟動按鈕，繞線臂逆時針旋轉(zhuǎn)，拖動電磁線作勻速直線運動，包帶機構處裝有速 度傳感器感應電磁線的運動速度，反饋到包帶機構，完成對旋轉(zhuǎn)電機速度的控制，實現(xiàn)速度 的匹配； 3) 繞線臂電機旋轉(zhuǎn)速度按一定規(guī)律變化旋轉(zhuǎn)的，同時兼顧包帶機構電機的轉(zhuǎn)數(shù)，從而 達到同步控制，實現(xiàn)邊繞線邊絕緣包帶的功能。
[0041] 本發(fā)明的優(yōu)點在于:本本發(fā)明利用伺服可編程控制系統(tǒng)對設備加 W改進，解決繞 線與電磁線移動的速度匹配問題后，繞線和包帶工序同步進行，操作人員只要在設備的觸 摸屏終端輸入線圈的各種參數(shù)后，設備自動運行，減少員工和設備占地率，提高產(chǎn)量，連續(xù) 包帶同時提升包帶質(zhì)量;運樣有如下一些好處： 1、原有機型需要2-3名操作工操作，制做一只線圈時只能按包帶-繞線-再包帶-再繞線 運一順序進行，工作時間周期長，效率低下，而且受預包帶長度制約，必須保證與包帶長度 一致的包帶機構移動距離，因此設備機構復雜，占地面積大，使用廠房利用率低(參考圖1)。 而且由于是斷續(xù)包帶，在每次包帶的起止拼接位置，包帶質(zhì)量無法保證。改進后機型只需一 名操作工操作，同時完成包帶和繞線工作，因此占地面積小，包帶質(zhì)量高，人工成本低，效率 局。
[0042] 2、通過實時檢測與控制繞線臂的位置與轉(zhuǎn)速實現(xiàn)電磁線恒速運動，實現(xiàn)在線包扎 絕緣帶的可能性，從而實現(xiàn)繞包同步，達到2工序合二為一的目的。繞線、包帶同時進行，不 但提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，同時采用連續(xù)包帶提高絕緣帶包扎質(zhì)量。
[0043] 3、操作者只需要在觸摸屏上輸入所需的疊包率與包帶速度，設備就可W自動運 行，不但效率高，節(jié)約人力成本，同時包帶質(zhì)量好，設備體積小，性價比高。
【主權項】
1. 一種繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)方法，其特征在于，在繞線的同時，通 過控制繞線臂旋轉(zhuǎn)角速度的方式來實現(xiàn)電磁線移動的恒定線速度，從而滿足在繞線的同時 絕緣包扎同步包帶的要求，實現(xiàn)繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)作業(yè)。2. 如權利要求1所述的繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)方法，其特征在于，所 述的通過控制繞線臂旋轉(zhuǎn)角速度的方式來實現(xiàn)電磁線移動的恒定線速度是在包帶機構處 裝有速度傳感器感應電磁線通過包帶機構的直線運動速度，速度傳感器將所檢測到的電磁 線通過包帶機構的直線運動速度反饋到繞線機的繞線控制機構，繞線控制機構通過將電磁 線通過包帶機構的直線運動速度折算成繞線機繞線的旋轉(zhuǎn)角速度，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)速度 所對應的繞線線速度與電磁線通過包帶機構的直線運動速度是同步的，實現(xiàn)速度的匹配， 保證繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)同步作業(yè)。3. 如權利要求2所述的繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)方法，其特征在于，所 述的將電磁線通過包帶機構的直線運動速度折算成繞線機繞線的旋轉(zhuǎn)角速度是依據(jù)包帶 電機包帶速度與疊包率計算出電磁線所要求的線速度;再根據(jù)繞線臂電機旋轉(zhuǎn)速度與線速 度是按正弦曲線進行變化的規(guī)律，計算出繞線機轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)的角速度，以保證繞線機轉(zhuǎn)臂 的旋轉(zhuǎn)的角速度對應的線速度與電磁線所要求的線速度是一致的。4. 如權利要求3所述的繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)方法，其特征在于，所 述的計算出繞線機轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)的角速度的方式如下： 所述的計算出繞線機轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)的角速度的方式如下： 當電磁線以線速度V作直線運動，繞線機轉(zhuǎn)臂帶動電磁線以角速度ω做圓周運動;依據(jù) 繞線臂工作過程，當繞線臂由位置I旋轉(zhuǎn)至位置Γ時，電磁線相對于固定理線裝置，長度由S 變?yōu)镾、忽略轉(zhuǎn)臂寬度及固定理線輪之間的距離，在由繞線機轉(zhuǎn)臂半徑R、繞線機轉(zhuǎn)臂中心 到固定理線裝置的距離(R+S)及繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置組成的三角形內(nèi)，計算 出： 設定v= (s'- S)/t;c〇=a/t 其中，V代表電磁線的線速度； t為時間； S為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)處于水平狀態(tài)時的繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； 為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到a角時繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； ω為繞線機轉(zhuǎn)臂角速度； a為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到任意位置時所對應的中心角；公式(1)中： 為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到a角時繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； S為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)處于水平狀態(tài)時的繞線機轉(zhuǎn)臂頂端到固定理線裝置的距離； R為繞線機轉(zhuǎn)臂半徑； a為繞線機轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到任意位置時所對應的中心角； 那么ω與V之間的關系就變?yōu)椋浩渲?，電磁線的線速度取決于所要求的包帶疊包率與包帶機構旋轉(zhuǎn)速度，依據(jù)客戶所 要求的包帶速度與疊包率，計算出所要求的線速度具體數(shù)值，然后帶入以上角速度計算公 式(2 )，就可以轉(zhuǎn)換知道在每一個中心角α所對應的角速度。5. 如權利要求2所述的繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)方法，其特征在于，所 述的繞線機轉(zhuǎn)臂后端裝有位置檢測編碼器，通過繞線臂后端裝有位置檢測編碼器以及包帶 頭前段裝有速度檢測編碼器，隨時監(jiān)測與反饋繞線臂位置與旋轉(zhuǎn)速度，同時通過伺服控制 器進行繞線臂速度調(diào)整，然后加以順滑擬合，實現(xiàn)保證線速度相對穩(wěn)定下的轉(zhuǎn)臂圓滑旋轉(zhuǎn)， 最終實現(xiàn)繞包同步的效果。6. 如權利要求2所述的繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)方法，其特征在于，所 述的繞線機繞線和絕緣包帶連續(xù)作業(yè)步驟如下： 1) 操作工用牽線機構把電磁線送到繞線臂上的夾緊裝置處夾緊； 2) 按下啟動按鈕，繞線臂逆時針旋轉(zhuǎn)，拖動電磁線作勻速直線運動，包帶機構處裝有速 度傳感器感應電磁線的運動速度，反饋到包帶機構，完成對旋轉(zhuǎn)電機速度的控制，實現(xiàn)速度 的匹配； 3) 繞線臂電機旋轉(zhuǎn)速度按繞線臂角速度變化旋轉(zhuǎn)，以保證繞線臂上繞線點的線速度與 包帶機構包帶時的線速度同步，為勾速，同時兼顧包帶機構電機的轉(zhuǎn)數(shù)，從而達到同步控 制，實現(xiàn)邊繞線邊絕緣包帶的功能。7. -種繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)裝置，包括繞線機構和包帶機構，在 繞線機繞線機構和包帶機構之間設有理線裝置，電磁線經(jīng)過包帶機構繞包以后，通過理線 裝置送到繞線機構的繞線臂上，由繞線臂電機帶動繞線臂旋轉(zhuǎn)繞成線圈；在包帶機構的前 面或后面設置有檢測繞包時電磁線直線運動速度的速度傳感器，并在在繞線機內(nèi)還設有繞 線臂電機控制系統(tǒng)，由繞線臂電機控制系統(tǒng)對繞線臂旋轉(zhuǎn)速度進行實施監(jiān)控與調(diào)整，保證 實現(xiàn)繞線臂繞制線圈時具有相對穩(wěn)定的線速度與包帶時的電磁線直線移動速度相匹配，實 現(xiàn)包帶與繞線能夠平滑過度。8. 如權利要求7所述的繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)裝置，其特征在于，所 述的繞線機構和包帶機構與理線裝置連接在一起，形成一條作業(yè)線，其中，理線裝置設置在 中間位置。9. 如權利要求8所述的繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)裝置，其特征在于，所 述的繞線臂的轉(zhuǎn)動部分采用伺服系統(tǒng)和位置檢測編碼器構成獨立的運動機構;所述的繞線 臂的轉(zhuǎn)動部分采用伺服系統(tǒng)和位置檢測編碼器構成獨立的運動機構。10. 如權利要求8所述的繞線機的繞線和絕緣帶包扎連續(xù)同步作業(yè)裝置，其特征在于， 所述的理線裝置分為固定理線裝置和浮動理線裝置兩個部分，電磁線先進入固定理線裝 置，再進入浮動理線裝置。
【文檔編號】H02K15/04GK106059218SQ201610677815
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月17日
【發(fā)明人】鄢偉
【申請人】株洲南方機電制造有限公司