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：
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缩的，需要设置一定的抽芯机构完成抽芯动作。目前使用的一种抽芯驱动装置表示在图1中。在图1的绕丝机中，抽芯驱动装置 10由推拉电磁铁11、铁芯12、拨叉13、销轴14、销轴15、连接块16、限位杆端17、限位螺杆 18等组成。钨丝卷绕装置2的主要结构如下芯轴201穿过导套202中心的孔固定在伸缩 轴203上，伸缩轴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。固定在伸缩轴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 缩轴203跟着绕丝轴204 —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 13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13往前回摆时， 弹簧208 —端顶在伸缩轴203的后端上使其往前推，使芯轴201恢复原位。抽芯向前的行 程终点由调整螺杆18碰到限位杆端17时的摆动幅度决定。工作时，钨丝在芯轴201上绕成灯丝后绕丝轴204即停止转动，然后抽芯驱动装置 10使伸缩轴203往后(图中方向B)移动把芯轴201从灯丝里边抽出。抽芯时，推拉电磁铁 11的铁芯12缩进，与铁芯12连接的连接块16经销轴14拉动拨叉13 —起绕销轴15向后 (图中方向B)摆动；拨叉13的上端两个滚子205推动推环206在绕丝轴204上向后(图 中方向B)滑移，推环206又经滑动销207使伸缩轴203边压缩弹簧208边向后移动并带动 芯轴201从灯丝里边抽出，直到拨叉13因铁芯12缩进到底而停止摆动为止，完成抽芯过 程。抽芯结束后芯轴201需重新向前(图中方向A)复位。复位时，推拉电磁铁11断电，弹 簧208推动伸缩轴203向前移动，伸缩轴203经过滑动销207、推环206、滚子205、销轴209 带动拨叉13绕销轴15向前(图中方向A)摆动，并通过销轴14、连接块16将铁芯12拉出； 伸缩轴203同时带动芯轴201从灯丝里边抽出；而拨叉13则因限位杆端17顶到限位螺杆 18而停止摆动，完成抽芯过程。这种抽芯驱动装置有以下缺点1.复位时电磁铁铁芯行程终点的控制依靠轴架210的限位螺杆18实现，限位杆端 17与限位螺杆18碰撞时会产生噪声；2.由于电磁铁的行程是固定的，难以适应因灯丝长度变化而改变抽芯行程；3.电磁铁铁芯12的速度是不可控制的。抽芯时，不符合灯丝抽芯应先慢后快的工 艺要求，会影响灯丝螺距均勻；复位时，不符合钨丝夹持应先快后慢的工艺要求，会因冲击 太大而将钨丝压伤；4.设备调试过程中往往需要长时间接通电磁铁处于抽芯状态；但是电磁铁不允 许长时间通电使用，否则会因温度上升而损坏；所以在进行这种调试的时候不能用电磁铁抽芯，而只能用限位螺杆18或其他手工方法将铁芯12顶到缩进位置，操作很不方便；5.电磁铁长时间工作后用，会因温度上升而明显降低电磁铁拉力，导致设备工作 性能下降；6.抽芯要求电磁铁的拉力较大，成本比较高。
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改进的无芯绕丝机的抽芯驱动装置， 其使用同步电动机代替电磁铁作为驱动源，消除电磁铁驱动的弊端。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一种无芯绕丝机 的抽芯驱动装置，包括抽芯拨叉、同步电动机和传动机构，抽芯拨叉固定在一第一销轴上， 该传动机构连接同步电动机并与抽芯拨叉配合，从而该同步电动机通过该传动机构驱动该 抽芯拨叉围绕第一销轴在一起始位置与一后摆位置之间摆动。在上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置中，该曲柄连杆机构包括一曲柄及一连杆， 该曲柄固定在该同步电动机的输出轴上，连杆的一端与该曲柄铰接，连杆的另一端与抽芯 拨叉上的一销轴铰接。 在上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置中，该传动机构为凸轮，该凸轮固定在同步 电动机的输出轴上，并且和抽芯拨叉接触配合。在上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置中，还包括一控制该同步电动机的转动角度 和转动速度的控制单元，电连接于该同步电动机，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，该同步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，该同步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。在上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置中，还包括位置定位结构和位置检测器，位 置定位结构设于所述的同步电动机的输出轴上且用以定位该抽芯拨叉的位置的位置定位 结构，位置检测器电连接该控制单元且用以检测该位置定位结构而产生指示该抽芯拨叉位 置的信号的。在上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置中，还包括位置定位结构和位置检测器，位 置定位结构设于所述的抽芯拨叉上且用以定位该抽芯拨叉的位置，位置检测器电连接该控 制单元且用以检测该位置定位结构而产生指示该抽芯拨叉位置的信号。在上述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置中，还包括一接收抽芯行程和抽芯速度设定 参数的输入模块，电连接该控制单元。本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，依靠同步电动机的转 动角度控制和曲柄机构传动特性可以准确地使伸缩轴停在复位行程终点，无须机械限位阻 挡装置，避免因使用限位螺钉而带来的噪声。
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抽芯驱动装置结构示意图；图5是本实用新型另一实施例的电控系统结构框图；图6(a)是同步电动机可调的抽芯过程速度曲线示意图；具体实施方式
图6(b)是同步电动机可调的复位速度曲线示意图。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是其立体分解 图。请参照图2、图3所示，其中部件1是抽芯驱动装置，部件2则是作为抽芯驱动装置驱动 对象的灯丝卷绕装置。卷绕装置2可与背景技术中所述的结构相同。抽芯驱动装置1包括 同步电动机101、支架102、曲柄销轴103、连杆端104、传动盘105(即曲柄)、连杆106、连杆 端107、第一销轴109、第二销轴108、拨叉110等。同步电动机101固定在支架102上，支架 102固定于设备台面3上。设于电机输出轴上的传动盘105、曲柄销轴103、连杆106组成曲柄连杆机构，作为 同步电动机与抽芯拨叉之间的传动机构。连杆106的其中一连杆端104通过该曲柄销轴 103与传动盘105铰接，连杆的另一连杆端107与抽芯拨叉110上的第二销轴108铰接。同 步电动机101可通过曲柄连杆机构来驱动抽芯拨叉110，使抽芯拨叉围绕第一销轴109在一 起始位置与一后摆位置之间摆动。在图2所示实施例中，第一销轴109位于拨叉110的其中一端部。然而，在替换性 的实施例中，第一销轴109也可设在第二销轴108和抽芯拨叉另一端部的销轴209之间，这 也具有同样效果。在一实施例中，抽芯驱动装置还可包括一位置定位结构112和对应的位置检测器 111。位置定位结构112例如是设于同步电动机的传动盘105上的缺口，该缺口可以指示抽芯拨叉的位置。例如当缺口随转盘旋转到特定位置时，表示抽 芯拨叉位于诸如起始位置、后摆位置或者其它基准位置。位置检测器111可以检测位置定 位结构112的存在，从而产生指示该抽芯拨叉位置的电信号。同步电机属于交流电机，其转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是 一样的。同步电机的特点是，当稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系。若 电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。使用同步电机， 可以直接用交流电源供电，而不必设置额外的驱动源和控制系统。上述抽芯驱动装置的工作过程原理如下开始抽芯时，同步电动机101旋转，再通 过曲柄连杆机构带动拨叉110向后(图中方向C)摆动，完成抽芯动作。由传动盘105上的 位置定位结构112触发位置检测器111产生的信号使得可以准确地控制同步电动机101输 出一定的转动角度，从而使拨叉110向后摆动的幅度可准确定位，因此只需对位置检测器 111的位置加以调整便可以调整抽芯起始位置和抽芯行程的大小。本装置也可以通过对传 动盘105的位置定位结构112位置加以调整、或通过程序调整位置检测器111收到信号后 同步电动机101继续转动时间的长短、或通过改变传动盘上曲柄销轴103所处位置圆半径的大小、或通过改变抽芯拨叉Iio上第二销轴108所处位置离第一销轴109距离的大小等方法来调整抽芯行程的大小。此外，当位置定位结构112安装在拨叉110上时，通过与之配合的位置检测器同 样起到调整抽芯行程大小的作用，本领域技术人员可以据此构思出各种不同的位置检测方 式，在此不再赘述。图4是本实用新型另一实施例的抽芯驱动装置结构示意图。参照图4所示，抽芯驱 动装置3包括同步电动机301、凸轮302、销轴303、抽芯拨叉304、位置检测器305等。同步 电动机301固定在轴架210上，轴架210固定于设备台面上。凸轮302作为同步电动机与 抽芯拨叉之间的传动机构，固定在同步电动机301的输出轴上，并且和拨叉304接触配合。 当同步电动机301的输出轴旋转时带动凸轮302 —起旋转，从而推动拨叉304往复摆动来 完成抽芯动作。在本实施例中，抽芯行程的控制是由抽芯拨叉上位置定位结构(图未示出)和与之 配合的位置检测器305来完成的。本发明的传动机构除以上实施例外，还可有其它实施例，例如齿轮齿条机构等，在 此不一一举出。但是应当理解，本发明的传动机构并不限于所例举的实施例。下面以一实施例说明对同步电动机的电气控制。参照图5所示，同步电动机的电控系统包括一控制单元，其例如是由单片机401构 成，单片机内可按照预定程序编程，且通过变频驱动电路402控制同步电动机101的运行过 程。在采用单片机401作为控制单元的实施例中，一驱动电路402电连接于单片机401，以 提供对同步电动机101的驱动能力。一输入模块，例如操作键盘403电连接于单片机401， 可提供人工设定抽芯参数，如抽芯速度和抽芯距离的界面。以图2所示装置为例，位置检测 器111在拨叉到达抽芯某一位置时会收到由位置定位结构触发的信号，并输入单片机401， 以作为控制之用。在抽芯行程中，拨叉110的抽芯行程可按灯丝长短需要变化。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，单片机401会以位置检测器111 所检测到的传动盘105上位置定位结构112的位置为参数，将其转换为同步电动机101的 相应转动时间，达到预期的抽芯行程。举例来说，设定抽芯行程为拨叉110的抽芯起始位置 至要求的后摆位置之间的距离。当同步电动机101驱动拨叉110由起始位置启动，位置检 测器111检测到传动盘105上的位置定位结构112后再经过设定时间的转动，就使拨叉110 停止在后摆位置。不同的抽芯行程设定可产生不同的同步电动机101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。在伸缩轴203复位行程中，同步电动机101使拨叉110开始前摆，当传动盘105 上的位置定位结构112指示到达抽芯起始位置时，触发位置检测器111发出信号至单片机 401，使之立即使同步电动机101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。工艺上要求在整个抽芯过程中抽芯速度按一定的先慢 后快规律变化。本实用新型的实施例所提供的电控系统，适于通过设定应用变频技术使同 步电动机101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，同步电 动机101可满足如图6 (a)所示的速度曲线，抽芯过程中速度将会自动发生转换，由起始的慢速(但是加速)阶段转换到结束时的平稳快速阶段。抽芯全过程的速度曲线可以按灯丝 工艺需要设置，达到控制抽芯速度保证灯丝质量的效果。
类似地，由拨叉110回摆产生的伸缩轴203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。可以通过设计不同行 程位置处同步电动机运行速度的程序模型，使同步电动机101具有符合要求的如图6(b)所 示的伸缩轴复位速度曲线，其中在抽芯复位速度曲线的后段的复位缓冲阶段(即拨叉110 回摆到抽芯起始位置之前)，调整伸缩轴203复位速度，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.依靠同步电动机的转动角度控制和曲柄机构传动特性可以准确地使伸缩轴停 在复位行程终点，无须机械限位阻挡装置，避免因使用限位螺钉而带来的噪声；2.通过控制同步电动机的转动角度或改变曲柄的转动半径即可改变抽芯行程，简 化了调整抽芯行程的操作；3.可以通过设置合适的同步电动机转动速度曲线调节抽芯或复位过程中的速度 变化，避免因抽芯太快而影响灯丝螺距均勻和复位冲击太大而将钨丝压伤；4.同步电动机可以长时间停在抽芯位置的要求而不会导致任何过热损坏，满足设 备抽芯调试要求，对设备调整操作十分有利；5.制造成本更低。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。
权利要求一种无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于包括抽芯拨叉、同步电动机和传动机构，抽芯拨叉固定在一第一销轴上，该传动机构连接同步电动机并与抽芯拨叉配合，从而该同步电动机通过该传动机构驱动该抽芯拨叉围绕第一销轴在一起始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，该曲柄连杆机构包 括一曲柄及一连杆，该曲柄固定在该同步电动机的输出轴上，连杆的一端与该曲柄铰接，连 杆的另一端与抽芯拨叉上的一销轴铰接。
3.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，该传动机构为凸轮， 该凸轮固定在同步电动机的输出轴上，并且和抽芯拨叉接触配合。
4.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，还包括一控制该同 步电动机的转动角度和转动速度的控制单元，电连接于该同步电动机，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。
5.如权利要求4所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，该同步电动机在抽 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。
6.如权利要求4所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，该同步电动机在复 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。
7.如权利要求4所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，还包括用以定位该抽芯拨叉的位置的位置定位结构，设于所述的同步电动机的输出轴上；用以检测该位置定位结构而产生指示该抽芯拨叉位置的信号的位置检测器，电连接该 控制单元。
8.如权利要求4所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，还包括用以定位该抽芯拨叉的位置的位置定位结构，设于所述的抽芯拨叉上；用以检测该位置定位结构而产生指示该抽芯拨叉位置的信号的位置检测器，电连接该 控制单元。
9.如权利要求7或8所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，所述位置定位结 构为可被所述位置检测器检测的缺口。
10.如权利要求4所述的无芯绕丝机的抽芯驱动装置，其特征在于，还包括一接收抽芯 行程和抽芯速度设定参数的输入模块，电连接该控制单元。
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抽芯拨叉、同步电动机和传动机构，抽芯拨叉固定在一第一销轴上，该传动机构连接同步电动机并与抽芯拨叉配合，从而该同步电动机通过该传动机构驱动该抽芯拨叉围绕第一销轴在一起始位置与一后摆位置之间摆动、相比传统结构，本实用新型依靠同步电动机的转动角度控制可以准确地使伸缩轴停在复位行程终点，无须机械限位阻挡装置，避免因使用限位螺钉而带来的噪声。
文档编号H01K3/04GK201732771SQ20102011229
公开日2011年2月2日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者任国成, 张春晖 申请人:上海理日光电科技有限公司