細(xì)微線空心繞線機(jī)適用于繞制不同規(guī)格的無(wú)骨架線圈,如:傳動(dòng)線圈,揚(yáng)聲器線圈,天線線圈以及各種無(wú)骨架通用線圈,如圖1 所示。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來(lái)越多的電聲行業(yè)的生產(chǎn)廠商希望采用功能齊全,操作方便,性能穩(wěn)定的全自動(dòng)繞線機(jī),以自動(dòng)化方式來(lái)代替手工繞制的小作坊生產(chǎn)方式。我國(guó)一些企業(yè)自主研制的繞線機(jī)以及引進(jìn)國(guó)外的繞線機(jī),在繞制細(xì)微漆包線時(shí),這些機(jī)器都會(huì)遇到共同的問(wèn)題,如無(wú)法達(dá)到整齊排線,繞線張力無(wú)法控制等,特別是繞制0.1mm以下的一些音圈時(shí),問(wèn)題尤為突出"針對(duì)這種情況,我們研制了適用于細(xì)微漆包線的繞線機(jī),很好地解決了這個(gè)問(wèn)題,用它繞制的線圈,張力穩(wěn)定,線圈直流電阻一致性好,排線整齊,外觀達(dá)到了“鏡面”效果。
1主要技術(shù)指標(biāo)
該設(shè)備要求繞制的線圈無(wú)明顯機(jī)械折痕與刻傷;排線整齊,無(wú)壓疊、無(wú)斷開(kāi)、無(wú)松散;無(wú)故障率;音圈兩根引線要求有長(zhǎng)短;適用范圍:熱烘線。
為實(shí)現(xiàn)以上功能,具體的設(shè)計(jì)參數(shù)為:
適用線徑:0.02~0.1 mm,最大可選擇0.2 mm;
線圈外徑:2.00~15.00 mm;
線圈高度:0.05~8.00 mm;
排線進(jìn)給距離:0.01~0.50 mm;
繞線角度分辨率:0.1°;
排線間距分辨率:0.0001 mm;
主軸轉(zhuǎn)速:最高3000 r/min
固定方式:熱粘結(jié)
2設(shè)備組成
繞線機(jī)主要由機(jī)架、繞線主軸機(jī)構(gòu)、排線機(jī)構(gòu)、線圈模具、張力機(jī)構(gòu)、加熱機(jī)構(gòu)以及控制系統(tǒng)等組成,其機(jī)構(gòu)示意圖如圖2所示。
2.1繞線主軸機(jī)構(gòu)
該機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)帶動(dòng)同步帶及傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),保證繞線兩側(cè)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)等速及同步,通過(guò)加工及裝配精度保證繞線模具同心,從而保證繞線的質(zhì)量。
2.2排線機(jī)構(gòu)
該機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源,經(jīng)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)精密滾珠絲杠組成,運(yùn)動(dòng)精度高,可保證排線整齊,無(wú)壓疊、無(wú)松散
為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求,有針對(duì)性地進(jìn)行了改進(jìn),采用復(fù)合排線法,大大地改進(jìn)了整機(jī)性能,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
排線機(jī)構(gòu)的換向控制成為控制繞制層面品質(zhì)的關(guān)鍵問(wèn)題,可通過(guò)軟件控制伺服電機(jī)在換向時(shí)速度與時(shí)間的匹配,不會(huì)造成壓疊或松散等現(xiàn)象。
2.3線圈模具
更換不同的線圈模具可繞制不同規(guī)格的線圈。
2.4加熱機(jī)構(gòu)
該機(jī)構(gòu)使用熱風(fēng)加熱器,并有溫控儀表控制加熱器溫度,可提供線圈在繞制過(guò)程具有穩(wěn)定可靠的工藝溫度。
2.5放線張力機(jī)構(gòu)
在繞制細(xì)微漆包線時(shí),由于線徑細(xì),如果張力太大,就會(huì)將線拉長(zhǎng),使線圈的直流電阻增大。如果張力太小,就會(huì)出現(xiàn)亂排線現(xiàn)象,繞線品質(zhì)下降。在成批生產(chǎn)中,張力的不穩(wěn)定還會(huì)造成線圈與線圈之間較大的直流電阻差異,所以要嚴(yán)格控制張力。該設(shè)備的放線張力器采用最新研制的伺服張力器,可以穩(wěn)定地控制細(xì)微漆包線的張力,保證排線整齊,無(wú)壓疊、無(wú)松散,經(jīng)過(guò)細(xì)致調(diào)節(jié)完全可以滿足不同線徑要求。
2.6控制系統(tǒng)
本機(jī)采用可編程控制器作為控制核心,觸摸屏作為人機(jī)交換,伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)排線與繞線主軸的精確控制,從而保證繞線的精度。主要執(zhí)行部件均采用日本進(jìn)口,響應(yīng)快,可靠性高?刂葡到y(tǒng)框圖如圖3所示。
工作過(guò)程:自動(dòng)繞線時(shí),先選擇要操作的文件號(hào),調(diào)出繞線參數(shù)。進(jìn)行參數(shù)設(shè)定及原點(diǎn)調(diào)整,S軸電機(jī)和X軸電機(jī)在原點(diǎn),各個(gè)氣缸在所需位置時(shí),且氣源穩(wěn)定,溫度達(dá)到要求,手動(dòng)上線完成之后,按下面板上啟動(dòng)按鈕,執(zhí)行自動(dòng)繞線過(guò)程。流程如圖4所示:
3復(fù)合排線原理
繞細(xì)微線線圈時(shí)一般采用兩種排線方式,即自由排線和強(qiáng)制排線。自由排線靠線的張力及擺動(dòng)輪的擺動(dòng)來(lái)排線,導(dǎo)輪與線圈模具芯軸之間的距離較遠(yuǎn),只要調(diào)節(jié)得當(dāng),每匝線都能緊密排繞,完全可以使繞出的線圈達(dá)到“鏡面”效果,但是調(diào)節(jié)起來(lái)比較困難,主要是機(jī)械方面的調(diào)試量太多,并目_穩(wěn)定性差,合格率低;強(qiáng)制排線利用繞線主軸與排線軸的同步運(yùn)動(dòng)技術(shù),使每繞一圈,排線機(jī)構(gòu)步進(jìn)一個(gè)線徑的距離,在電子數(shù)控技術(shù)發(fā)展的今天,實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不困難,只要事先設(shè)置好繞線參數(shù),不需要太多的調(diào)試即可繞線,但經(jīng)過(guò)我們反復(fù)試驗(yàn),強(qiáng)制排線方式用于高速繞制0.1mm以下的線圈時(shí)非常困難,經(jīng)常出現(xiàn)亂繞現(xiàn)象。
我們對(duì)繞線方式進(jìn)行了許多改進(jìn),采用將兩種方式復(fù)合,取其長(zhǎng)補(bǔ)其短,以強(qiáng)制排線為主,自由排線為輔,導(dǎo)線輪與線圈芯軸的距離拉開(kāi)合適的距離,控制系統(tǒng)根據(jù)這一距離和設(shè)定的繞線參數(shù),計(jì)算出實(shí)際的排線參數(shù),再根據(jù)實(shí)際調(diào)試加以修正,對(duì)每一種規(guī)格的線圈,經(jīng)過(guò)幾次調(diào)整,都可以很快得到理想的繞線參數(shù)并保存。繞線時(shí),排線電機(jī)帶動(dòng)導(dǎo)線輪與繞線主軸同步,不過(guò)其擺動(dòng)幅度比單獨(dú)采用強(qiáng)制排線時(shí)小,留出了一定的余地讓自由排線來(lái)發(fā)揮其緊密排繞特長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn),這種排線方式效果非常好,合格率高,繞出的線圈能達(dá)到“鏡面”效果。
4結(jié)束語(yǔ)
細(xì)微線空心繞線機(jī)已在用戶廠家進(jìn)行了批量使用,實(shí)踐證明其繞線質(zhì)量滿足精密線圈要求,調(diào)試方便,穩(wěn)定可靠。