专利名称:多功能数控绕接器的制作方法
本实用新型涉及一种用于电气连接的绕接工具。
绕接技术是当前电气连接中的先进工艺，与焊接相比，有许多优越性，在国外已普遍采用，国内也正在积极推广使用。常见的绕接工艺有单绕、连绕、退绕等。单绕就是使用绕接工具将导线缠绕在单个带棱的接线柱上；连绕就是使用绕接工具用一根导线连续实现多个带棱的接线柱之间的电气连接；退绕就是使用退绕工具将导线从带棱的接线柱上拆下来。
目前常见的绕接接点有常规型和防震型两种，防震型接点与常规型接点的不同之处，就是在常规型接点的基础上多绕一圈带绝缘皮的导线。绕接中常用的导线有(1)无绝缘皮的裸线；(2)有绝缘皮的导线，在绕接中将接点处的绝缘皮剥去，而两接点间的导线仍有绝缘皮；(3)有绝缘皮的导线，在绕接中压破导线的绝缘皮，使导线与接线柱压接在一起。
由于绕接是用绕接工具使导线与接线柱之间直接达到长期可靠的电气连接的，所以绕接接点的质量是很关键的，其质量基本上依据导线与接线柱之间的接触面积和接触压力两个因素。通常用拉脱力即导线对接线柱的轴向抗拉强度和接触电阻来衡量绕接点的绕接质量。操作中要求不同线径、不同材料的导线，应有不同的绕接圈数，以满足最低拉脱力和最小接触电阻的要求。对于单绕来说，绕接的圈数是受插入绕头导线槽内的导线长度而决定的，与绕头旋转的圈数无关。但对于连绕来说，绕接的圈数必须受绕头旋转圈数的控制。因此，绕接圈数灵活可调，是保证绕接点质量的重要条件。
绕接属于压力连接，故绕接工具在绕接中应产生适当的力矩才能保证正常的接触压力。实用绕接器一般由动力源和绕枪两部分组成，其基本工作原理是由动力源作用于传动机构，带动绕头在绕套内旋转从而完成绕接的。绕头是一个可以旋转的心轴，中间有接线柱孔，边缘上开有和接线柱孔平行的导线槽，用以容纳导线，绕头前端面开有沉头槽(孔)。单绕接点所用的绕头，导线槽开有适当的长度，以容纳待绕的最大圈数的导线，导线从绕头头部插入。连绕接点所用的绕头，导线槽一直开到绕头尾部，导线从绕头尾部插入。根据绕接的需要可以更换绕头，使之能绕接多种线径的导线。由于动力源不同，从而形成手动、气动和电动三种绕接器。
手动绕接器是靠手的力量，使绕头在绕套内旋转，完成绕接工作的。但是由于这种绕接器是靠手的力量为动力，故劳动强度高，绕接效率低，不适用于直径较大的导线绕接。
气动绕接器是利用压缩空气，驱动气缸内的叶片运转，带动绕头在绕套内旋转，完成绕接工作的。由于气动绕枪内的润滑油常常喷到接点上和接点附近的地方产生腐蚀，污染环境。同时气动绕接器需要压缩空气做动力，空气压缩机的噪音比较大，而且在连绕时改换绕接圈数也相当麻烦。
电动绕接器是以电为动力的，它有交流、直流、电池三种类型，其结构基本上大同小异，主要是利用微电机的转动来带动绕头在绕套内旋转，从而完成绕接工作。如北京邮电工业学校生产的电动绕接器，由于这种电动绕接器中，装有齿轮、离合器等传动机构，采用机械式定位，因此体积、重量、噪音都不令人满意，加之微电机只能往一个方向旋转，因此这种绕接器只能绕不能退，也不能连绕。单绕时，绕头旋转的圈数是由扣动板机的时间来决定的，绕接的圈数是由插入绕头的导线长度来决定的。
为了提高电气连接的质量与功效，有利于推广绕接工艺，本实用新型的目的是提供一种轻便的、多用途、多功能、噪音小的绕接工具。这种绕接工具能单绕、连绕、退绕；能绕常规型、防震型接点；能绕裸线，也能绕带绝缘皮的导线，在绕接中剥去绝缘皮或压破绝缘皮或划破绝缘皮；能根据导线线径改变绕接圈数，而且绕头旋转圈数与实际绕接圈数一致。
本实用新型在原电动绕接器的基础上，采用了微型步进电机及其数字逻辑控制、驱动电路。电机转轴轴心上，开有轴向通孔，用以穿过导线。用无触点霍耳磁控电路实现定位以代替原有机械式定位。并设计了多种结构的绕头，使绕接器具有多种绕接功能，可以方便的改变所需的绕接圈数。
由脉冲振荡源、启停电路、环形脉冲分配器、绕接圈数计数译码器、霍耳零点检测电路等组成的数字控制驱动电路，控制微型步进电机正、反转及转动圈数，并且通过传动机构带动绕头在绕套内旋转完成绕接或退绕。霍耳零点检测电路的核心是霍耳器件及其与之配套的霍耳器件磁钢。霍耳器件装在步进电机前端面的电机壳上，霍耳器件磁钢固定在随电机转轴一起转动的拨杆上。在绕头零点位置时，霍耳器件和霍耳器件磁钢是重合的。当转轴转动时，带动霍耳器件磁钢一起旋转。每当霍耳器件与霍耳器件磁钢重合时就会发出一个脉冲信号。这样当绕接圈数计数译码器所计的实际绕接圈数与所要求的圈数一致时所产生的译码脉冲信号，就会在霍耳器件与霍耳器件磁钢重合的一瞬间，发出停信号，经启停电路，使整个电路置于停止状态，同时步进电机也就停止转动。而且，霍耳器件及霍耳器件磁钢的位置，保证了在每次绕接后，绕头导线槽都停止在同一位置，即绕头的零点位置上。
本实用新型，在微型步进电机转轴轴心上打了一个轴向直孔，使之与装配后的绕头导线槽连通，导线从绕枪的尾部穿入，从绕头的头部穿出，实现了连绕，简化了绕枪的结构。
本实用新型，设计有多种结构的绕头，可以随时更换绕头，对各种绕接工艺，绕接接点所使用的不同线径、不同材料、带绝缘皮或不带绝缘皮、绝缘皮厚薄不同的导线，都能进行绕接。
图1为多功能数控绕接器总体结构、方框示意图。
图2为绕枪结构示意图。
图3为第七类绕头结构示意图。
图4为图3中第七类绕头A向正视图。
图5为第八类绕头结构示意图。
图6为图5中第八类绕头A向正视图。
下面结合附图详细说明本实用新型的技术内容。
见图1，1为启停控制电路，2为环形脉冲分配器，3为脉冲振荡源，4为绕接圈数计数、译码器，5为三相脉冲驱动电路，6为正、反转控制电路，7为与逻辑门，8为霍耳零点检测电路，9为与非逻辑门，10为圈数调节电路，11为绕枪枪壳，12为微型步进电机，13为微动开关，14为板机，15为霍耳器件，16为霍耳器件磁钢，17为绕套，18为绕头，19为绕头导线槽，20为绕头接线柱孔，21为接线柱，22为绕接后接点，23为电机转轴导线孔，24为磁钢固定片，25为拨杆，26为步进电机转轴。
单绕时，绕接导线从绕头导线槽19插入；连绕时，绕接导线从绕枪尾部的电机转轴导线孔23插入。按下板机14，微动开关13动作，启动启停电路1于工作状态，并使环形脉冲分配器2和绕接圈数计数译码器4置于起始状态。脉冲振荡源3输出的连续脉冲信号经与逻辑门7使环形脉冲分配器2逐次循环输出脉冲信号，经三相脉冲驱动电路5分别激励微型步进电机12的三个绕组，步进电机转轴26旋转，通过传动机构带动绕头18旋转，开始绕接操作。同时环形脉冲分配器2输出的任一相脉冲信号对绕接圈数计数译码器4计数。霍耳器件15固定在步进电机12前端外壳上，霍耳器件磁钢16由磁钢固定片24固定在随步进电机转轴26一起旋转的拨杆25上。每当霍耳器件15与霍耳器件磁钢16重合时，霍耳零点检测电路8即输出一个脉冲信号。在前述绕接圈数计数译码器4的输出信号与操作者所需要的绕接圈数信号一致并同时接收到霍耳零点检测电路8的输出信号时，与非逻辑门9的输出状态使启停控制电路1关闭，并封锁与逻辑门7，环形脉冲分配器2停止工作，步进电机转轴26也停止转动，一次绕接结束。绕枪内绕头18仍停在绕接前的位置即零点位置上。
见图2，27为绕枪枪筒盖，28为枪筒盖导线孔，29为轴承座，30为拨套，31为夹头，32为夹头帽，33为滚珠轴承，34为弹簧，35为绕枪枪柄盖，36为肖子，37为螺丝。
轴承座29用螺丝37固定在步进电机12的前端外壳上，以保证电机转轴26与绕头18同心，其同心度高于采用枪壳固定的现有绕枪，电机转轴26通过螺丝37与拨杆25联接，拨杆中心也开有用以穿过绕接导线的直孔，拨杆另一端为半圆柱形，用以与尾部呈同样形状的绕头18相吻合，拨杆25与拨套30之间用肖子36紧固。采用滚珠轴承33以支承运动部件，其性能好于现有绕枪所采用的滑动轴承。轴承座29与夹头31之间用螺丝37紧固，轴承座29与绕枪枪壳11之间用螺丝37联接。拧紧夹头帽32，使夹头31夹紧绕套17。拨杆25、拨套30、绕头18随转轴26一起旋转。弹簧34的作用是在松开板机14时，板机能自动恢复到原位置，用螺丝将枪柄盖35固定在枪壳11上。绕枪柄部引出有电机电源线、霍耳器件电源线，霍耳零点检测信号线、步进电机三相绕组驱动线、来自微动开关接点的启动信号线。
多功能数控绕接器集单绕、连绕、退绕为一体，能够绕接多种材料、多种线径、带绝缘皮或不带绝缘皮，绝缘皮厚薄不一的导线和各种圈数常规型或防震型的电器连接点。
本实用新型绕枪内没有齿轮，没有离合器，体积小，重量轻。结构简单。采用霍耳磁控定位，无噪音。绕头与步进电机联成一体，同心度高。采用滚珠轴承，转动灵活。变换绕接圈数和绕头的转向操作简便，显著的改善了绕接工人的劳动条件，提高了电气连接的质量。
为了实现多功能、多用途绕接，本实用新型还设计了多种绕头。可概括为九类第一类绕头是单绕常规型接点的，导线为裸线或绕接点部分剥去绝缘皮的。这类绕头的特点是导线槽长度、宽度适当，用以容纳待绕的最大圈数的导线。
第二类绕头是单绕防震型接点的，绕接部分的导线预先剥去绝缘皮。这类绕头的特点是导线槽长度适当，槽头的槽宽可以容纳一段带绝缘皮的导线，以形成防震型接点。
第三类绕头是单绕防震型接点的，导线带绝缘皮，绕接中将绕接点上绝缘皮剥去。这类绕头的特点是导线槽长度适当，绕套上与导线槽槽尾相对应位置上有孔，导线槽前有二把刀，呈八字形。在八字二撇的起笔处形成刀口，其间距适当。将插入的带绝缘皮导线卡入刀口内，绕接时，由于刀口的阻挡作用，将剥下的绝缘皮挡在导线槽内，下一次绕接时，插入的导线将绝缘皮推出槽尾和绕套孔外。由于刀口与接线柱之间有一定距离，绕接后自然形成防震型接点。
第四类绕头是单绕带绝缘皮绕接点的，导线绝缘皮较薄，绕接中靠绕头旋转时对导线的拉力，接线柱的尖锐棱角压破绝缘皮，从而实现电气连接的，此类绕头的特点是导线槽长度适当，沉头孔直径与接线柱对角线，带绝缘皮导线直径之间要满足一定比例关系。沉头孔直径太大，如超过接线柱对角线与导线绝缘皮厚度之和，则不能压破绝缘皮。沉头孔直径偏小时，虽然能压破绝缘皮，但造成不合格绕接点。
上述四类绕头都是实现单绕的。
第五类绕头是连绕常规型接点的，导线为裸线，此类绕头的特点是导线槽一直开到绕头尾部。
第六类绕头是连绕带绝缘皮绕接点的，导线绝缘皮较薄，绕接中靠绕头旋转时对导线的拉力，接线柱的尖锐棱角压破绝缘皮，从而实现电气连接的。此类绕头与第四类绕头的不同之处仅在于导线槽一直开到绕头尾部。
第七类绕头是连绕不带绝缘皮的绕接点的，但绕接点之间的导线带绝缘皮。绕接前需根据绕接圈数及绕接点间距离预先将带绝缘皮导线剥成一段有绝缘皮，一段无绝缘皮……。此类绕头的特点是导线槽一直开到绕头尾部，导线槽前有一档钩，绕接前将导线从导线槽头部拉出，卡入档钩内，档钩的大小足以允许裸线通过而阻挡裸线外的绝缘皮通过。绕接时，裸线部分绕接在接线柱上，档钩将导线的绝缘皮阻挡在导线槽内。绕接后，将此线从档钩外拉出，即是绕接点间带绝缘皮的导线。采用此种绕头，在导线预处理时，可不必苛求剥去绝缘皮导线的长度。
见图3和图4。18为绕头，19为导线槽，20为接线柱孔，38为档钩，39为沉头孔，40为带绝缘皮导线出口，41为剥去皮的裸线。
第八类绕头是连绕带绝缘皮的绕接点的，导线的绝缘皮较厚，绕头旋转时，一边划破导线绝缘皮，一边将其绕接在接线柱上，实现电气连接。这类绕头的特点是导线槽一直开到绕头尾部，绕头头部有螺旋形划皮刀，一端与导线槽相通，另一端紧挨着接线柱孔，螺纹牙锐角形成刀口，螺纹高度与绝缘皮厚度相等。绕接前将带绝缘皮导线压在螺旋形划皮刀的刀口上，随着绕头的转动，刀口划破绝缘皮，同时将破皮导线绕接在接线柱上。
见图5和图6。18为绕头，19为导线槽，20为接线柱孔，42为螺旋形划皮刀，43为刀口，44为带皮导线。
上述五至八类绕头都是实现连绕的。
第九类绕头是退绕绕接点的，绕头前端侧面有退线槽，用以容纳退下的导线。
权利要求
1.一种包含有电动机及其电气控制驱动电路、传动机构、绕接定位装置、绕套、绕头的用于电气连接的专用电动绕接工具，其特征是采用步进电动机和霍耳零点绕接定位装置。
2.根据权利要求
1所述的专用电动绕接工具，其特征是步进电动机转轴轴心上，有一轴向通孔。
3.根据权利要求
1所述的专用电动绕接工具，其特征是绕接定位采用霍耳器件及磁钢的无触点霍耳磁控装置。
4.根据权利要求
1至3中的任何一个权利要求
所述的专用电动绕接工具，其特征是绕头前端有一档钩。
5.根据权利要求
1至3中的任何一个权利要求
所述的专用电动绕接工具，其特征是绕头前端有一螺旋形划皮刀。
专利摘要
本实用新型涉及一种用于电气连接的绕接工具。本绕接器，既能单绕又能连绕、退绕，对不同材料、不同线径、绝缘皮厚薄不同的导线，能按最低拉脱力标准控制绕接圈数。本实用新型采用步进电机和相应的数字控制电路；用霍耳磁控器件实现绕接定位；配合多种结构的绕头，完成多种方式的绕接。其中包括对带绝缘皮的导线实现边剥皮或边划破皮、同时绕接的方式。
文档编号H01R43/033GK86207842SQ86207842
公开日1987年7月22日 申请日期1986年10月9日
发明者徐成林, 李仕良, 毛秀云 申请人:邮电部邮电工业标准化研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan