本發(fā)明涉及機(jī)械繞線和自動(dòng)化控制，特別涉及一種軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的線圈繞線機(jī)中，通過(guò)對(duì)齒輪組進(jìn)行組合可以將搖桿上的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇@線圈軌道的轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到手動(dòng)繞線目的。當(dāng)待繞線圈軌道的尺寸確定時(shí)，傳統(tǒng)的手動(dòng)繞線機(jī)可以通過(guò)齒輪組傳動(dòng)待繞線圈軌道，然而，這種設(shè)計(jì)存在以下問(wèn)題和缺點(diǎn)：

2、1.傳統(tǒng)的手動(dòng)繞線機(jī)可以進(jìn)行基礎(chǔ)的繞線運(yùn)動(dòng)，但線圈直徑需要與直漆包線行程匹配，有時(shí)難以使每匝線圈之間緊密靠近，需要手動(dòng)將線圈壓緊大大提升了使用者的操作難度；

3、2.傳統(tǒng)的線圈繞線機(jī)繞制不同和放置在不同位置的待繞線圈軌道，需要重新調(diào)整限位圓環(huán)的位置，能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單繞制的限位圓環(huán)的位置唯一，并且該位置需要在繞制中調(diào)整；

4、3.傳統(tǒng)的線圈繞線機(jī)在進(jìn)行跨越繞制作業(yè)時(shí)，需要手動(dòng)將漆包線拉至對(duì)應(yīng)位置，影響工作效率；

5、對(duì)于使用電機(jī)替代搖桿的簡(jiǎn)單電控繞線機(jī)存在以下問(wèn)題和缺點(diǎn)：1.簡(jiǎn)單電控繞線機(jī)由于沒(méi)有人工手動(dòng)輔助壓緊，無(wú)法解決由于線圈直徑與漆包線行程不匹配，而導(dǎo)致的每匝線圈之間未緊密靠近的問(wèn)題，大大降低了積木軌道的對(duì)鐵球的吸引力和影響后續(xù)繞線；2.簡(jiǎn)單電控繞線機(jī)無(wú)法進(jìn)行跨越繞制作業(yè)。3.簡(jiǎn)單電控繞線機(jī)在作業(yè)時(shí)不能根據(jù)需要進(jìn)行正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)變，在無(wú)處理器的前提下仍需要手動(dòng)調(diào)整限位圓環(huán)位置，不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)繞線的需求。為此，我們提出軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，能夠有效提升批量繞線的效率，能夠繞制不同的線圈形狀，有效提高了產(chǎn)品的多樣性與適配性。

2、為此，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，包括進(jìn)絲張力系統(tǒng)和軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于還包括同步控制系統(tǒng)和形狀限位系統(tǒng)，所述的同步控制系統(tǒng)包括第二伺服電機(jī)、第一滑臺(tái)及承載進(jìn)絲張力系統(tǒng)的螺桿平臺(tái)，同步控制系統(tǒng)接受處理器的輸入指令，實(shí)現(xiàn)線圈直徑與直漆包線行程匹配；所述的形狀限位系統(tǒng)包括設(shè)置在第二滑臺(tái)上的舵機(jī)和形狀選擇桿，第二滑臺(tái)為豎向設(shè)置；所述的第一滑臺(tái)通過(guò)連接件和張力輪模組與第二滑臺(tái)連接，待繞制的漆包線經(jīng)過(guò)張力輪模組保持在豎置平面上；所述的軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括第一伺服電機(jī)，所述的第一伺服電機(jī)連接固定待繞線圈軌道的水平鐵桿；

3、所述處理器獲取軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的伺服電機(jī)編碼器值，結(jié)合其伺服電機(jī)線數(shù)、減速比和得到待繞線圈軌道半徑得到待繞線圈軌道運(yùn)動(dòng)圈數(shù)，計(jì)算公式如下：

4、

5、其中，n表示圈數(shù)，l表示路徑長(zhǎng)度，p表示編碼器脈沖數(shù)，r表示編碼器分辨率(每圈輸出的脈沖數(shù))，i表示減速比(輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速的比值)，d表示漆包線直徑。

6、作為優(yōu)選，所述的舵機(jī)接受處理器傳遞的根據(jù)需求模具形狀的pwm信號(hào)值，改變其自身舵盤的角度，以配合軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)繞制不同的線圈形狀。

7、作為優(yōu)選，所述的舵機(jī)與第二滑臺(tái)的活動(dòng)平臺(tái)連接，形狀選擇桿與舵機(jī)相連，形狀模具裝在形狀選擇桿上，形狀模具底部貼有壓力傳感器。

8、作為優(yōu)選，所述的第一伺服電機(jī)設(shè)于繞線機(jī)的最外側(cè)，通過(guò)緊定螺釘與放置待繞線圈軌道的鐵桿相連接。

9、作為優(yōu)選，所述鐵桿的起始端設(shè)有放置緊定螺釘?shù)目?，中間端為放置待繞線圈軌道的光滑圓桿，末尾端為螺紋桿，螺紋桿用于緊定待繞線圈軌道的螺母。

10、作為優(yōu)選，所述的進(jìn)絲張力系統(tǒng)包括張力輪模組，張力輪模組包括至少三個(gè)并排設(shè)置的張力輪。

11、作為優(yōu)選，所述的處理器通過(guò)pid算法控制張力輪轉(zhuǎn)速以穩(wěn)定漆包線與張力輪之間的張力至設(shè)定值。

12、作為優(yōu)選，所述第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第一滑臺(tái)、第二滑臺(tái)和張力輪模組同時(shí)向處理器反饋各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，接受處理器處理好后的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

14、1.通過(guò)雙伺服電機(jī)對(duì)待繞線圈軌道和線圈進(jìn)行自動(dòng)化控制，大大降低了使用者的操作難度，操作者只需將待繞線圈軌道固定在鐵桿的中間段，根據(jù)自身需求及下方對(duì)應(yīng)參數(shù)的刻度值修改處理器程序，有效提升了批量繞線的效率。

15、2.通過(guò)對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和同步控制系統(tǒng)匹配，使線圈直徑與漆包線行程匹配，每匝線圈之間緊密靠近，有效提升積木軌道線圈的對(duì)鐵球的吸引力，有效提高積木軌道線圈的美觀性，降低了后續(xù)組裝的難度。

16、3.通過(guò)對(duì)形狀限位模具的選擇，可以使積木軌道線圈繞制不同形狀，有效提高了漆包線的空間利用率。處理器改變舵機(jī)角度得以在不同的形狀限位模具中切換，繞制不同的線圈形狀，有效提高了產(chǎn)品的多樣性與適配性。

17、4.上述軌道積木內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)存在多處反饋，高效提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與精度。改變處理器的程序也可輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的跨越繞制技術(shù)，在技術(shù)上具有重大突破。

技術(shù)特征：

1.軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，包括進(jìn)絲張力系統(tǒng)和軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于還包括同步控制系統(tǒng)和形狀限位系統(tǒng)，所述的同步控制系統(tǒng)包括第二伺服電機(jī)、第一滑臺(tái)(3)及承載進(jìn)絲張力系統(tǒng)的螺桿平臺(tái)，同步控制系統(tǒng)接受處理器的輸入指令，實(shí)現(xiàn)線圈直徑與直漆包線行程匹配；所述的形狀限位系統(tǒng)包括設(shè)置在第二滑臺(tái)(4)上的舵機(jī)(5)和形狀選擇桿，第二滑臺(tái)為豎向設(shè)置；所述的第一滑臺(tái)(3)通過(guò)連接件和張力輪模組與第二滑臺(tái)連接，待繞制的漆包線經(jīng)過(guò)張力輪模組保持在豎置平面上；所述的軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括第一伺服電機(jī)(1)，所述的第一伺服電機(jī)連接固定待繞線圈軌道的水平鐵桿(2)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，其特征在于所述的舵機(jī)(5)接受處理器傳遞的根據(jù)需求模具形狀的pwm信號(hào)值，改變其自身舵盤的角度，以配合軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)繞制不同的線圈形狀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，其特征在于所述的舵機(jī)(5)與第二滑臺(tái)(4)的活動(dòng)平臺(tái)連接，形狀選擇桿與舵機(jī)相連，形狀模具裝在形狀選擇桿上，形狀模具底部貼有壓力傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，其特征在于所述的第一伺服電機(jī)(1)設(shè)于繞線機(jī)的最外側(cè)，通過(guò)緊定螺釘(7)與放置待繞線圈軌道的鐵桿(2)相連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，其特征在于所述鐵桿(2)的起始端設(shè)有放置緊定螺釘?shù)穆菘?7)，中間端為放置待繞線圈軌道的光滑圓桿，末尾端為螺紋桿(8)，螺紋桿用于緊定待繞線圈軌道的螺母。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，其特征在于所述的進(jìn)絲張力系統(tǒng)包括張力輪模組(6)，張力輪模組(6)包括至少三個(gè)并排設(shè)置的張力輪。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，其特征在于所述的處理器通過(guò)pid算法控制張力輪轉(zhuǎn)速以穩(wěn)定漆包線與張力輪之間的張力至設(shè)定值。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)，其特征在于所述第一伺服電機(jī)(1)、第二伺服電機(jī)、第一滑臺(tái)(3)、第二滑臺(tái)(4)和張力輪模組(6)同時(shí)向處理器反饋各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，接受處理器處理好后的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種軌道積木的內(nèi)部線圈的自動(dòng)繞線機(jī)。同步控制系統(tǒng)包括第二伺服電機(jī)、第一滑臺(tái)及承載進(jìn)絲張力系統(tǒng)的螺桿平臺(tái)，其接受處理器的輸入指令，實(shí)現(xiàn)線圈直徑與直漆包線行程匹配；還包括設(shè)置在第二滑臺(tái)上的舵機(jī)和形狀選擇桿，第二滑臺(tái)為豎向設(shè)置；第一滑臺(tái)通過(guò)連接件和張力輪模組與第二滑臺(tái)連接，待繞制的漆包線經(jīng)過(guò)張力輪模組保持在豎置平面上；軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括第一伺服電機(jī)，第一伺服電機(jī)連接固定待繞線圈軌道的水平鐵桿；所述處理器獲取軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的伺服電機(jī)編碼器值，結(jié)合其伺服電機(jī)線數(shù)、減速比和得到待繞線圈軌道半徑得到待繞線圈軌道運(yùn)動(dòng)圈數(shù)，本發(fā)明能夠有效提升批量繞線的效率，有效提高了產(chǎn)品的多樣性與適配性。

技術(shù)研發(fā)人員：周佳立,丁偉效
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30