扁线放线机的制作方法

本发明涉及放线设备，具体涉及一种用于方扁线放线的放线机。

背景技术：

方扁线因用其绕制的产品密度大，各项电性参数都优于圆线绕制的产品，故而逐渐有广泛应用的趋势。因其独特的截面形状特征，方扁线不能如圆线的放线方式直接从线筒中抽出，必须顺着方扁线的方向顺势放出，否则很容易产生扭转，造成放线错误。

常规的放线方式也不能够满足方扁线的放线要求，这是因为常规的放线是采用抽线的形式，在抽线方式下必须将线筒横向放置，并且将线筒安装在一个类似滚轴的机构上，以方便线筒滚动并放线。但是，这样的结构只对于粗方扁线有作用，对于细方扁线却无法很好适用，原因是完整的一筒线具有相当的重量，若要细方扁线预拉动线筒转动，必须先要克服线筒的自重（在此已假设滚轴机构处于理想状态，滚动灵活且无任何阻尼），但是在这个过程中，线材已被拉伸或拉断了。

即使是粗方扁线，在抽线过程中也有可能因为线筒的惯性，造成放线多于实际用线，在此暂且定义为“过放”。过放状态会导致本来缠紧在线筒上的线材被过量放松，进而有概率导致有些尺寸不是十分粗的扁线容易纠缠、扭转甚至打扣。

为了避免上述放线错误，也可以在上述机构上加装电机和齿轮变速机构，但是无论怎么安排结构，整套机构所占用的空间都比较大，且提高了设备成本。另外，这样的结构不利于生产人员安装、更换线筒操作，而且较容易磕碰、损坏线材表面防护层。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种扁线放线机。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种扁线放线机；包括放线单元及张力控制单元；

其中，所述放线单元包括线筒快速拆装结构及线筒定位结构；

所述线筒快速拆装结构包括压紧块和导向压紧罩；所述压紧块的中部沿上下方向开设有一通孔，该通孔供放线机的一线筒定位轴穿设之用；线筒中沿轴向设有定位孔，该定位孔的径向宽度大于或等于所述线筒定位轴的径向宽度；安装线筒时，所述线筒通过所述定位孔套装在所述线筒定位轴上；所述导向压紧罩的上部敞口，所述压紧块通过所述敞口进入导向压紧罩中，并与之滑动限位配合；所述导向压紧罩的下端面向下凸设有一锥状定位块，该锥状定位块伸入所述线筒的定位孔中对线筒进行压紧定位，且锥状定位块的最大径向宽度大于或等于所述定位孔的径向宽度；所述锥状定位块的中部沿上下方向开设有所述通孔，供所述线筒定位轴穿设之用；所述压紧块通过第一弹性件在上下方向与所述导向压紧罩弹性配合；压紧块上设有一锁定扣，该锁定扣通过一第二弹性件保持对所述线筒定位轴的锁止，进而保持所述导向压紧罩对线筒的压紧；

所述线筒定位结构包括平面托板、平面轴承以及所述线筒定位轴；所述平面托板水平设置，其上表面承载所述线筒；平面托板的中部设有通孔，该通孔供所述线筒定位轴穿设之用；所述平面轴承设于平面托板的下方，所述平面托板通过平面轴承与放线机的机架转动设置；所述线筒定位轴通过一电机驱动旋转；当所述线筒装配于线筒定位轴上时，所述线筒快速拆装结构、所述线筒以及所述平面托板均随所述线筒定位轴一同转动；

其中，所述张力控制单元对应所述放线单元的线筒放线一侧设置，它包括基板、张力杆及导向轮；所述张力杆的轴心平行于所述基板，张力杆的一端相对基板转动连接，另一端设有一出线轮；所述导向轮与所述出线轮处于同一平面，且导向轮的转轴相对基板定位；导向轮至少有一个，并设置于所述出线轮的入线侧或/和出线侧；所述张力杆上连设有至少一根拉簧，该拉簧前端连设于张力杆，后端相对所述基板定位；在使用状态下，线材从线筒上引出，在绕过所述出线轮后出线。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述锁定扣转动设置于所述压紧块上，其转动轴水平设置，使锁定扣构成一杠杆结构；所述锁定扣的上端贴合于所述线筒定位轴，锁定扣的下端作为解锁端向外伸出于所述压紧块。

所述锁定扣的数量可以为一个，也可水平对称设置两个。

所述第二弹性件沿上下方向设置，其上端抵靠并作用于所述锁定扣，下端抵靠定位于所述压紧块；

所述锁定扣的上端具有一锁止尖端，所述线筒定位轴的外周面上沿其轴向平行间隔设置有数个锥形止口或定位凹槽；所述锁定扣通过所述锁止尖端与所述锥形止口或定位凹槽的锁止配合达成对所述线筒定位轴的锁止。

2．上述方案中，所述压紧块的外侧沿上下方向开设有导向限位槽，所述导向压紧罩的侧壁上对应所述导向限位槽装配有导向限位螺丝，该导向限位螺丝伸入所述导向限位槽中，达成所述压紧块在上下方向滑动装配于所述导向压紧罩中。

3．上述方案中，所述第一弹性件作用于所述压紧块的下端及所述导向压紧罩的底板之间。

4．上述方案中，所述导向压紧罩的侧部对应所述锁定扣开设有让位槽。

5．上述方案中，所述第一弹性件、所述第二弹性件均为弹簧。

6．上述方案中，所述电机的输出轴水平设置，并通过一变速机构与所述线筒定位轴传动连接。

7．上述方案中，所述张力控制单元还包括过线导向器，该过线导向器设于所述基板上并位于所述出线轮的出线侧；

所述过线导向器包括一支架，该支架的上端转动定位有一第一滚轮，支架的下端连设有一活动架，且该活动架在上下方向的位置可调；所述活动架的上端转动定位有一第二滚轮，该第二滚轮与所述第一滚轮在上下方向成对配合，两者的外圈平面相对设置；

其中，所述第一滚轮或所述第二滚轮的外圈平面两侧设有一对护板，两所述护板与两滚轮的外圈平面共同界定形成一过线空间，该过线空间的横截面与线材的横截面对应，供线材穿设之用；

还包括一调节机构，该调节机构包括调节杆、调节手柄以及弹性调节件；所述调节杆沿上下方向连设于所述活动架的下方，并穿设于所述支架中；所述调节手柄连设于所述调节杆上，并抵靠于所述支架，用于调节所述活动架在上下方向的位置；所述弹性调节件作用于所述活动架及所述支架之间，通过弹力驱使活动架带动所述第二滚轮做向上的位移。

8．上述方案中，所述第一滚轮为平底滚轮，所述第二滚轮的外圈平面与第一滚轮的外圈平面相对设置。

9．上述方案中，所述弹性调节件为压簧，该压簧套设于所述调节杆上，并作用于所述活动架及所述支架之间；所述调节手柄通过调节活动架与支架间的距离进而改变压簧的张力大小。

10．上述方案中，两所述护板设于所述第一滚轮的外圈平面两侧，所述第二滚轮的外圈平面宽度小于或等于所述第一滚轮的外圈平面宽度。

11．上述方案中，所述张力控制单元的基板上还设有测量轮，该测量轮的转轴通过一导力架与一张力传感器的信号输入端连接。

12．上述方案中，所述测量轮对应所述出线轮的出线端设置。

13．上述方案中，所述基板上还设有一断线报警开关，该断线报警开关位于所述张力杆后侧，其触点对应张力杆设置；所述断线报警开关电性连接控制电路。

14．上述方案中，所述张力控制单元的基板固设于所述机架上，构成所述放线单元及所述张力控制单元为位于同一机架的一体式设计。

本发明的工作原理及优点如下：

本发明一种扁线放线机；包括放线单元及张力控制单元；放线单元包括线筒快速拆装结构及线筒定位结构；线筒快速拆装结构包括压紧块和导向压紧罩；压紧块中开设有通孔，供线筒定位轴穿设；线筒中设有定位孔，通过定位孔套装在线筒定位轴上；压紧块与导向压紧罩滑动限位配合；导向压紧罩的下端面向下凸设有锥状定位块，该锥状定位块伸入线筒定位孔中对线筒压紧定位，锥状定位块中开设有通孔，供线筒定位轴穿设；压紧块通过第一弹性件在上下方向与导向压紧罩弹性配合；压紧块上设有锁定扣，锁定扣通过第二弹性件保持对线筒定位轴的锁止，进而保持导向压紧罩对线筒的压紧；线筒定位结构包括平面托板、平面轴承及线筒定位轴；平面托板承载线筒，并通过平面轴承与机架转动设置；线筒定位轴通过电机驱动旋转，带动线筒及平面托板一同转动；张力控制单元对应线筒的放线侧，包括基板、张力杆及导向轮；张力杆的一端相对基板转动，另一端设有出线轮；导向轮至少一个，设置于出线轮的入线侧或/和出线侧；张力杆上连设有拉簧，作用于张力杆及基板间；在使用状态下，线材从线筒上引出，绕过出线轮后出线。

相比现有技术而言，本发明的优点包括：

一、线筒被设计为垂直安装，一方面方便操作人员安装和更换线筒，另一方面可以减少放线机的体积，适应狭窄空间设备改造；

二、将放线和张力控制组合在一起，不仅实现了放线，而且实现了对放线张力的有效控制。在一些特殊工况下，可以直接充当绕线张力控制器；

三、通过线筒快速拆装结构可满足不同高度规格线筒的快速拆卸、快速安装以及压紧定位要求，能够大幅缩短更换线筒的设备停机时间，保证了生产的可持续性，提高了生产效率；

四、通过过线导向器避免了在对扁线进行放线作业时易发生线材扭转的问题，通过对扁线进行矫向，保证了放线加工的质量，提高了生产的可持续性，且结构设计简单，实用可靠。

附图说明

附图1为本发明实施例的立体示意图；

附图2为本发明实施例的分解爆炸示意图；

附图3为本发明实施例线筒快速拆装结构的正面视角的结构示意图；

附图4为图3中c-c向剖面结构示意图；

附图5为本发明实施例线筒快速拆装结构的左侧视角的结构示意图；

附图6为图5中d-d向剖面结构示意图；

附图7为本发明实施例线筒快速拆装结构的结构分解爆炸图；

附图8为本发明实施例放线单元的结构示意图；

附图9为图8中a处的放大图；

附图10为图9中b处的放大图；

附图11为本发明实施例张力控制单元的结构示意图；

附图12为本发明实施例过线导向器的结构示意图；

附图13为本发明实施例过线导向器的侧视图；

附图14为本发明实施例过线导向器的立体图。

以上附图中：1．压紧块；2．导向压紧罩；3．通孔；4．线筒定位轴；5．线筒；6．定位孔；7．敞口；8．导向限位槽；9．导向限位螺丝；10．锥状定位块；11．第一弹性件；12．锁定扣；13．让位槽；14．第二弹性件；15．转动轴；16．解锁端；17．锁止尖端；18．锥形止口；19．平面托板；20．平面轴承；21．机架；22．电机；23．基板；24．张力杆；25．入线导向轮；26．出线轮；27．拉簧；28．控制电路；29．变速机构；30．出线导向轮；31．支架；32．第一滚轮；33．活动架；34．第二滚轮；35．护板；36．过线空间；37．压簧；38．调节杆；39．调节手柄。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1~14所示，一种扁线放线机；包括放线单元及张力控制单元。

其中，所述放线单元包括线筒快速拆装结构及线筒定位结构。

如图3~10所示，所述线筒快速拆装结构包括压紧块1和导向压紧罩2。

所述压紧块1的中部沿上下方向开设有一通孔3，该通孔3供放线机的一线筒定位轴4穿设之用。

线筒5中沿轴向设有定位孔6，该定位孔6的径向宽度大于或等于所述线筒定位轴4的径向宽度；安装线筒5时，所述线筒5通过所述定位孔6套装在所述线筒定位轴4上，然后通过线筒快速拆装结构将线筒5定位在线筒定位轴4上。

所述导向压紧罩2的上部敞口7，所述压紧块1通过所述敞口7进入导向压紧罩2中，并与之滑动限位配合；所述压紧块1的外侧沿上下方向开设有导向限位槽8，所述导向压紧罩2的侧壁上对应所述导向限位槽8装配有导向限位螺丝9，该导向限位螺丝9伸入所述导向限位槽8中，达成所述压紧块1在上下方向滑动装配于所述导向压紧罩2中，滑动的行程由所述导向限位槽8的长度决定。

所述导向压紧罩2的下端面向下凸设有一锥状定位块10，该锥状定位块10伸入所述线筒5的定位孔6中对线筒5进行压紧定位。锥状定位块10的锥面起到辅助各规格线筒5的定位孔6根据线筒定位轴4中心定位的作用，能够实现在轴向和径向上对线筒5进行定位，不仅定位快速有利于快速安装线筒5，且线筒5的定位精度可得到保证，定位状态也更稳定。其中，所述锥状定位块10的最大径向宽度大于或等于所述定位孔6的径向宽度，并且锥状定位块10的中部沿上下方向开设有所述通孔3，供所述线筒定位轴4穿设之用。

所述压紧块1通过第一弹性件11在上下方向与所述导向压紧罩2弹性配合，所述第一弹性件11作用于所述压紧块1的下端及所述导向压紧罩2的底板之间，有助于迫使导向压紧罩2保持对线筒5的压紧。

所述压紧块1上设有一锁定扣12，所述导向压紧罩2的侧部对应所述锁定扣12开设有让位槽13。所述锁定扣12通过一第二弹性件14保持对所述线筒定位轴4的锁止，进而保持所述导向压紧罩2对线筒5的压紧。所述锁定扣12转动设置于所述压紧块1上，其转动轴15水平设置，使锁定扣12构成一杠杆结构；所述锁定扣12的上端贴合于所述线筒定位轴4，锁定扣12的下端作为解锁端16向外伸出于所述压紧块1。

所述第二弹性件14沿上下方向设置，其上端抵靠并作用于所述锁定扣12，下端抵靠定位于所述压紧块1。

如图10所示，所述锁定扣12的上端具有一锁止尖端17，所述线筒定位轴4的外周面上沿其轴向平行间隔设置有数个锥形止口18（或定位凹槽）；所述锁定扣12通过所述锁止尖端17与所述锥形止口18的锁止配合达成对所述线筒定位轴4的锁止。

其中，所述第一弹性件11、所述第二弹性件14均可为弹簧。也可以是诸如橡胶圈、簧片等作用相同或相近的其它弹性件。

先根据本实施例就线筒的拆装过程说明如下：

当需要更换线筒5时，首先按压所述锁定扣12的解锁端16，使锁定扣12的上端克服第二弹性件14的弹力作用离开所述线筒定位轴4，此时锁定扣12的锁止尖端17结束与线筒定位轴4的锥形止口18的锁止；随后，通过第一弹性件11的弹力作用，所述压紧块1相对所述导向压紧罩2向上位移，导向压紧罩2失去压紧块1对它施加的向下压紧力，因此导向压紧罩2下端的锥状定位块10可从线筒5的定位孔6中移出，即，线筒快速拆装结构可线筒定位轴4上取下，同时线筒5被解除压紧定位，可从线筒定位轴4上取下，至此完成旧线筒5的拆除。

以下开始对新线筒5进行安装，首先将线筒5通过定位孔6套装至所述线筒定位轴4上，然后将线筒快速拆装结构套设在线筒定位轴4上；在将导向压紧罩2下端的锥状定位块10伸入线筒5的定位孔6后，向下按压所述压紧块1，使之克服第一弹性件11的弹力，迫使导向压紧罩2向下对线筒5进行压紧定位；同时，通过第二弹性件14的作用，锁定扣12的锁止尖端17与线筒定位轴4上对应位置高度的锥形止口18进行锁止，此时线筒快速拆装结构、线筒5以及线筒定位轴4达成稳定的锁止定位状态，完成新线筒5的安装。

综上所述，所述线筒快速拆装结构的优点包括：结构设计巧妙，可满足不同高度规格线筒的快速拆卸、快速安装以及压紧定位要求，能够大幅缩短更换线筒的设备停机时间，保证了生产的可持续性，提高了生产效率；同时可实现线筒的立式装配，一方面方便操作人员拆装线筒，另一方面可减少放线机的机构体积，适合狭窄空间设备改造。

如图1、2、8所示，所述线筒定位结构包括平面托板19、平面轴承20以及所述线筒定位轴4；所述平面托板19水平设置，其上表面承载所述线筒5；平面托板19的中部设有通孔3，该通孔3供所述线筒定位轴4穿设之用；所述平面轴承20设于平面托板19的下方，所述平面托板19通过平面轴承20与放线机的机架21转动设置；所述线筒定位轴4通过一电机22驱动旋转；当所述线筒5装配于线筒定位轴4上时，所述线筒快速拆装结构、所述线筒5以及所述平面托板19均随所述线筒定位轴4一同转动。

所示平面轴承20的作用是减小传动阻尼，方便电机22轻松带动线筒5转动，尤其在线筒5满线状态下，避免因负载太重降低线筒5转动响应速度。

所述电机22的输出轴水平设置，并通过一变速机构29与所述线筒定位轴4传动连接。通过变速机构29的设置，一方面可提高扭矩，进而能够灵活适配不同重量的线筒5；另一方面可改变力的方向，使水平设置的电机22驱动竖直设置的线筒定位轴4；另外还可做到即时制动，防止线筒5转动过冲造成的松线和过放现象。

变速机构29具体可选用蜗轮蜗杆结构，其结构简洁、成本低并具有反向自锁功能；除此而外，也可采用齿轮结构，但机构体积、装配精度要求和加工成本都较高。

其中，如图1、11所示，所述张力控制单元对应所述放线单元的线筒5放线一侧设置，它包括基板23、张力杆24及导向轮；所述张力杆24的轴心平行于所述基板23，张力杆24的一端相对基板23转动连接，另一端设有一出线轮26；导向轮有两个，分别为设置于所述出线轮26入线侧的入线导向轮25以及设置于所述出线轮26出线侧的出线导向轮30；各导向轮25、30与所述出线轮26处于同一平面，且导向轮25、30的转轴相对基板23定位。所述张力杆24上连设有至少一根拉簧27，该拉簧27前端连设于张力杆24，后端相对所述基板23定位；在使用状态下，线材0从线筒5上引出，在绕过所述出线轮26后出线。

张力控制单元可通过拉簧27的拉力、拉簧27的数量对放线张力起到调节控制的作用；也可以通过在张力杆24的转轴处设置角度传感器（图中未绘出），通过该角度传感器实时反馈张力杆24的转幅，该转幅由控制电路28转化为电信号进而对电机22工作进行控制和调节，最终达到对放线张力控制的目的。由于该技术为本领域技术人员所能掌握的成熟技术，故本案不细述。

如图1、2、11~14所示，所述张力控制单元还包括过线导向器，该过线导向器设于所述基板23上并位于所述出线轮26与所述出线导向轮30之间；

所述过线导向器包括一支架31，该支架31的上端转动定位有一第一滚轮32，支架31的下端连设有一活动架33，且该活动架33在上下方向的位置可调；所述活动架33的上端转动定位有一第二滚轮34，该第二滚轮34与所述第一滚轮32在上下方向成对配合，两者的外圈平面相对设置。所述第二滚轮34的外圈平面宽度小于或等于所述第一滚轮32的外圈平面宽度。

其中，所述第一滚轮32的外圈平面两侧设有一对护板35，两所述护板35与两滚轮32、34的外圈平面共同界定形成一过线空间36，该过线空间36的横截面呈矩形，与线材0的横截面对应，供线材0（即方、扁线）穿设之用。

所述第一滚轮32为平底滚轮，所述第二滚轮34的外圈平面与第一滚轮32的外圈平面相对设置，从两滚轮32、34的轴向截面角度观察，两滚轮32、34的外圈平面平行。其中，所述第一滚轮32可选用金属滚轮，所述第二滚轮34可选用橡胶滚轮，当第一滚轮32及第二滚轮34将线材0压紧限位在所述过线空间36中时，可通过第二滚轮34的橡胶材质保证该压紧具有一定韧性，从而避免硬接触损伤线材0的表面。

还包括一调节机构，该调节机构包括调节杆38、调节手柄39以及弹性调节件；所述调节杆38沿上下方向连设于所述活动架33的下方，并穿设于所述支架31中；所述调节手柄39连设于所述调节杆38上，并抵靠于所述支架31。调节手柄39与调节杆38螺纹配合，用于调节所述活动架33在上下方向的位置。

其中，所述弹性调节件为压簧37，该压簧37套设于所述调节杆38上，并作用于所述活动架33及所述支架31之间，通过弹力驱使活动架33带动所述第二滚轮34做向上的位移，使第二滚轮34保持朝向第一滚轮32位移的趋势，该趋势以压紧力的形式保证线材0被限位在所述过线空间36中。

所述调节手柄39通过调节活动架33与支架31间的距离进而改变压簧37的张力大小，以此改变第二滚轮34与第一滚轮32之间压紧力的大小。

除压簧37而外，也可选择其它功能类似的弹性件，如簧片、橡胶垫等。

所述过线导向器避免了在对扁线进行放线作业时易发生线材0扭转的问题，通过对扁线进行矫向，保证了放线加工的质量，提高了生产的可持续性，且结构设计简单，实用可靠。

其中，所述张力控制单元的基板23上还设有测量轮，该测量轮可单独设置于所述过线导向器与所述出线导向轮30之间（图中未绘出），也可由过线导向器的所述第一滚轮32来兼备测量轮功能，此时过线导向器的支架31需相对所述基板23滑动配合。

所述测量轮的转轴通过一导力架与一张力传感器的信号输入端连接（图中未绘出）。所述张力传感器将代表着测量轮转轴所承受的力的信号输送给控制电路28，以得到实时张力值。

由于所述测量轮对应所述出线轮26的出线端设置，因此可有效提升测得数值与实际张力值的匹配度，能够做到测量值即等于实际值，无需通过算法进行补偿和修正。

另外，所述基板23上还设有一断线报警开关（图中未绘出），该断线报警开关位于所述张力杆24后侧，其触点对应张力杆24设置；当线材0断开后，所述张力杆的摆动幅度异常，张力杆将触碰断线报警开关，断线报警开关电性连接控制电路28，控制电路28接受到短线信号后停止放线，或通过报警灯以及运行灯对操作人员进行报警提示。

其中，所述基板23固设于所述机架21上，构成所述放线单元及所述张力控制单元为位于同一机架21的一体式设计。一体式设计可使放线机的体积紧凑，降低对空间的需求。除此而外，放线单元及张力控制单元也可根据实际需要分设于两处，即呈分体式设计。

相比现有技术而言，本发明的优点包括：

一、线筒被设计为垂直安装，一方面方便操作人员安装和更换线筒，另一方面可以减少放线机的体积，适应狭窄空间设备改造；

二、将放线和张力控制组合在一起，不仅实现了放线，而且实现了对放线张力的有效控制。在一些特殊工况下，可以直接充当绕线张力控制器。

三、通过线筒快速拆装结构可满足不同高度规格线筒的快速拆卸、快速安装以及压紧定位要求，能够大幅缩短更换线筒的设备停机时间，保证了生产的可持续性，提高了生产效率；

四、通过过线导向器避免了在对扁线进行放线作业时易发生线材扭转的问题，通过对扁线进行矫向，保证了放线加工的质量，提高了生产的可持续性，且结构设计简单，实用可靠。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。