专利名称：无芯绕丝机的抽芯驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无芯绕丝机，尤其涉及灯丝无芯绕丝机的抽芯驱动装置。
背景技术：
在无芯绕丝机的绕丝工艺过程是先把钨丝绕在芯轴上，完后再把芯轴抽 掉。所以这种绕丝机的芯轴是可伸縮的，需要设置一定的抽芯机构完成抽芯动 作。
目前普遍使用的抽芯驱动装置表示在图1中。图1中抽芯驱动装置1由支
架102、销103、气缸104、螺母105、铰链杆端106、销轴107、转臂108、拨 叉轴109和轴承座110等组成。钨丝巻绕装置2的主要结构如下芯轴201穿 过导套202中心的孔固定在伸縮轴203上，伸縮轴203装在空心绕丝轴204内 并可前后滑动，绕丝轴204由电动机驱动转动。固定在伸縮轴203上的滑动销 207的两端处在绕丝轴204上的轴向滑槽内，从而使伸縮轴203跟着绕丝轴204 一起旋转。绕丝轴204上滑套着推环206，推环206 —端凸缘的一个端面靠在 滑动销207两端上，另一个端面靠在两个滚子205上；滚子205安装在与拨叉 211上端固定联结的两个销轴209上。绕丝轴204内装有弹簧208，当拨叉211 往前回摆时，弹簧208 —端顶在伸縮轴203的后端上使其往前推，使芯轴201 恢复原位。轴架212的后端(图面左上方)装有限位销210，用以限制拨叉211 向后摆动的位置，抽芯行程的长短由拨叉211向后摆动碰到限位销210时的摆 动幅度决定。
工作时，鸽丝在芯轴201上绕成灯丝后绕丝轴204即停止转动，然后抽芯 驱动装置.1使伸縮轴203往后移动把芯轴201从灯丝里边抽出。抽芯时，气缸 104的活塞杆伸出，铰链杆端106经销轴107推动转臂108带着拨叉轴109 — 起在轴承110中转动；拨叉轴109的另一端固定着拨叉211，拨叉211的上端两个滚子205推动推环206在绕丝轴204上向后滑移，推环206又经滑动销207 使伸縮轴203向后移动并带动芯轴201从灯丝里边抽出，直到拨叉211碰到限 位销210停止摆动为止，完成抽芯过程。 这种抽芯驱动装置有以下缺点
1. 抽芯行程的控制依靠轴架212后端的限位销210实现，拨叉211与限位 销210碰撞会产生噪声；
2. 当因灯丝长度变化而要改变抽芯行程时，需要通过调整限位销210端面 的位置才能改变拨叉211向后摆动的幅度，操作不方便；
3. 芯轴复位时，气缸迅速退回，伸縮轴203在弹簧208的弹力作用下快速 往前滑动，形成很大冲击，会产生碰撞噪声，并且使钨丝夹持部位受到损伤；
4. 由于用气缸驱动，会产生气动系统噪声，需要配备压縮气体起源和专门 的气体处理及控制装置，并且增加了设备维护工作。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种避免上述缺点的无芯绕丝机 的抽芯驱动装置。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种无芯绕丝 机的抽芯驱动装置，包括步进电动机和变速机，该变速机具有一输入轴和一输 出轴，该输入轴与步进电动机轴相连，该输出轴与所述抽芯拨叉联结，其中该 步进电动机通过该变速机驱动该抽芯拨叉，使抽芯拨叉在一基准位置与一后摆 位置之间摆动。
上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，还包括一控制单元，电连接于该步进 电动机，以控制该步进电动机的转动角度和转动速度，其中该转动角度对应该 抽芯拨叉的抽芯行程，该转动速度对应该抽芯拨叉的抽芯速度。
在上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置中，该步进电动机在抽芯时的转动速 度满足一由该控制单元设定的速度曲线，其中该速度曲线具有一斜率可调的起 步加速阶段。
在上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置中，该步进电动机在复位时的转动速 度满足一由该控制单元设定的速度曲线，其中该速度曲线具有一斜率可调的复
4位缓冲阶段。
上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，还可包括 一信号发送器，设于所述 的步进电动机轴或变速机的输出轴上，用以检测并发送该拨叉的基准位置；以 及一信号接收器，电连接该控制单元，该信号接收器接收该拨叉的基准位置并 输入至该控制单元。
上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，还可包括一输入模块，电连接该控制 单元，用以接收抽芯行程和抽芯速度设定参数，该控制单元是根据该设定参数 控制该步进电动机的转动角度和转动速度。
本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著 优点
1. 依靠步进电动机准确的转动角度控制，可以准确控制抽芯行程，避免 因使用限位销而带来的噪声；
2. 通过改变步进电动机的转动角度即可改变抽芯行程，简化了调整抽芯 行程的操作；
3. 可以通过设置合适的复位缓冲速度曲线，减小因芯轴复位时产生的噪 声和钨丝夹持部位受到的损伤；
4. 驱动方式简单，控制方式方便友好。
为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，
以下结合附图对 本实用新型的具体实施方式
作详细说明，其中
图1是目前现有的一种抽芯驱动装置结构示意图。
图2是本实用新型一个实施例的抽芯驱动装置结构示意图。
图3是本实用新型一个实施例的抽芯驱动装置的立体分解图。
图4是本实用新型一个实施例的电控系统结构框图。
图5是步进电动机的速度曲线示意图。
具体实施方式
图2是本实用新型一个实施例的抽芯驱动装置结构示意图。图3是其立体分解图。请参照图2、图3所示，其中部件3是抽芯驱动装置，部件2则是作为抽 芯驱动装置驱动对象的灯丝巻绕装置。抽芯驱动装置3由步进电动机301、联 结装置302、变速机303、发信器304、输出轴305、信号接收器306等组成。 变速机303用螺钉固定在台面4的下面上。步进电动机301经过联结装置302 与变速机303的输入轴相联结。变速机303的输出轴305直接与巻绕装置2的 拨叉212固定联结。巻绕装置2可与背景技术中所述的结构相同。
上述装置的工作过程原理如下开始抽芯时，步进电动机301旋转，在机 械变速机303输出端获得增大的扭矩，输出轴305直接带动巻绕装置2中的拨 叉212向后(图面左上方)摆动，完成抽芯动作。由于步进电动机301良好的 控制特性，可以准确输出一定的转动角度，从而使拨叉212向后摆动的幅度可 准确定位和调整，不需如图1所示的限位销210，因此既可大大降低噪声的产 生，又可免去调整抽芯行程时需调整限位销210的繁琐步骤。
为检测拨叉212的基准位置，在变速机303的输出轴305上还固定有发信 器304，与发信器304配合的信号接收器306另行固定，例如fi于发信器304 一侧，以接收拨叉212的基准位置信息，作为控制之用。此外，发信器304也 可以安装在步进电动机轴上，同样起到检测拨叉212的基准位置的作用。
下面以一实施例说明对步进电动机的电气控制。
参照图4所示，步进电动机的电控系统包括一控制单元，其例如是由PLC 401 (可编程逻辑控制器)构成，PLC内可按照预定程序编程，以控制步进电 动机301的运行过程。在采用PLC401作为控制单元的实施例中， 一驱动电路 402电连接于控制单元401,以提供对步进电动机301的驱动能力。 一输入模 块，例如操作键盘403电连接于PLC 401，可提供人工设定抽芯速度和抽芯行 程的界面。信号接收器306所接收的拨叉基准位置可输入PLC 401，以作为控 制之用。
在抽芯行程中，拨叉212的抽芯行程可随灯丝长短变化，本实用新型一个 实施例的电控系统可以在操作键盘403上设定抽芯行程数值，PLC 401会将其 转换为步进电动机301的相应转动角度，达到预期的抽芯行程。举例来说，设 定抽芯行程为拨叉212的基准位置A与原本需要由限位销限定的后摆位置B之 间的距离。则步进电动机301驱动拨叉212由基准位置A启动后，转动确定的角度，并使拨叉212停止在后摆位置B。不同的抽芯行程设定可产生不同的步 进电动机301转动角度，并导致不同的拨叉抽芯行程。因此，本实用新型的实 施例可简化抽芯行程的调整。
当拨叉212回摆时，可由发信器304检测基准位置，经信号接收器306输 入至PLC 401，使之立即使步进电动机301停止运转。
此外，不同的灯丝对抽芯速度的要求是不一样的，尤其是对很细的或很长 的灯丝，抽芯速度对灯丝质量有明显的影响。工艺上可能要求在整个抽芯过程 中抽芯速度按一定的规律变化。本实用新型的实施例所提供的电控系统，适于 通过设定，使步进电动机301按一定的非线性速度曲线运行，最大程度地满足 工艺要求。具体地说，步进电动机301可满足如图5所示的速度曲线，抽芯过 程中速度将会自动发生转换，由起始加速阶段转换成完成速度阶段。其中起始 加速阶段的曲线可以按需要设置斜率。设置抽芯速度将决定步进电动机301转 速由零升高到完成速度的变化快慢，从而达到控制抽芯速度是缓慢提高还是急 速提高的效果。
类似地，由拨叉212回摆带动的芯轴复位动作结束前要求有一个速度缓冲 过程，以减少对钨丝夹持部位的冲击。这对一些很细的钨丝尤为必要。可以通 过设计不同的步进电动机运行速度模型程序，使步进电动机301具有符合要求 的抽芯复位速度曲线，其中在抽芯复位速度曲线的后段(即拨叉212回摆到基 准位置之前)，调整抽芯复位速度曲线特性，以获得合适的缓冲效果。
综上所述，本实用新型的上述实施例与现有技术相比，具有以下优点
1. 依靠步进电动机准确的转动角度控制，可以准确控制抽芯行程，避免 因使用限位销而带来的噪声；
2. 通过改变步进电动机的转动角度即可改变抽芯行程，简化了调整抽芯 行程的操作；
3. 可以通过设置合适的复位缓冲速度曲线，减小因芯轴复位时产生的噪 声和钨丝夹持部位受到的损伤；
4. 可以通过设置合适的抽芯起始速度曲线，实现抽芯速度缓慢加速，避 免因抽芯过快而造成灯丝变形；
5. 驱动方式简单，控制方式方便友好。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新 型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许 的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求1.无芯绕丝机的抽芯驱动装置，用以驱动无芯绕丝机的抽芯拨叉，其特征在于，该抽芯驱动装置包括步进电动机和变速机，该变速机具有一输入轴和一输出轴，该输入轴与步进电动机轴相连，该输出轴与所述抽芯拨叉联结，其中该步进电动机通过该变速机驱动该抽芯拨叉，使抽芯拨叉在一基准位置与一后摆位置之间摆动。
2. 如权利要求1所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，还包 括一控制单元，电连接于该步进电动机，以控制该步进电动机的转动角度和转 动速度，其中该转动角度对应该抽芯拨叉的抽芯行程，该转动速度对应该抽芯 拨叉的抽芯速度。
3. 如权利要求2所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，该步 进电动机在抽芯时的转动速度满足一由该控制单元设定的速度曲线，其中该速 度曲线具有一斜率可调的起步加速阶段。
4. 如权利要求2所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，该步 进电动机在复位时的转动速度满足一由该控制单元设定的速度曲线，其中该速 度曲线具有一斜率可调的复位缓冲阶段。
5. 如权利要求2所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，还包括一信号发送器，设于所述的步进电动机轴或变速机的输出轴上，用以检测 并发送该拨叉的基准位置；一信号接收器，电连接该控制单元，该信号接收器接收该拨叉的基准位置 并输入至该控制单元。
6. 如权利要求2所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，还包 括一输入模块，电连接该控制单元，用以接收抽芯行程和抽芯速度设定参数， 该控制单元是根据该设定参数控制该步进电动机的转动角度和转动速度。
专利摘要本实用新型涉及一种无芯绕丝机的抽芯驱动装置，用以驱动无芯绕丝机的抽芯拨叉，该抽芯驱动装置包括步进电动机和变速机，该变速机具有一输入轴和一输出轴，该输入轴与步进电动机轴相连，该输出轴与所述抽芯拨叉联结，其中该步进电动机通过该变速机驱动该抽芯拨叉，使抽芯拨叉在一基准位置与一后摆位置之间摆动。通过设定步进电动机的转动角度、速度等参数，可以调整抽芯行程和速度曲线，避免由目前的抽芯驱动装置所带来的噪声，并简化系统操作。
文档编号H01K3/04GK201142317SQ20072007761
公开日2008年10月29日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者冷忠民, 诚 庞, 陈卫民 申请人:上海轻工业研究所有限公司;上海理日光电科技有限公司