一种电磁流量计线圈缠绕机及缠绕方法与流程

1.本发明涉及电磁流量计加工领域，尤其是涉及电磁流量计线圈加工技术，具体涉及一种电磁流量计线圈缠绕机及缠绕方法。


背景技术：

2.电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计，在电磁流量计中，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场，当测量管内的导电介质流过时，则会产生感应电压，通过感应电压的值计算导电流体介质的流量，电磁线圈为铜线圈。
3.发明人了解到，目前电磁流量计线圈 是由￠0.21~0.86的漆包线缠绕成的空心长方体，漆包线的匝数一般为750~1300匝，缠绕时一般采用手工缠绕，操作繁琐，人员劳动强度大，效率低，并且对操作人员存在安全隐患。同时，采用人工缠绕电磁流量计线圈，线圈匝数、线圈宽度需要人为控制，且缠绕不均匀，难以保证电磁线圈的加工质量，进而影响电磁流量计的测量精度。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种电磁流量计线圈缠绕机及缠绕方法，解决了以往手工缠绕电磁流量计线圈手工缠绕装置的自动化程度较低、线圈质差的问题，不但降低劳动强，提高效率低，还保障操作人员安全。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一种电磁流量计线圈缠绕机，包括机架和设置在所述机架上的线圈缠绕装置、线圈摆线装置；所述线圈缠绕装置包括能驱动旋转的绕线主轴，所述绕线主轴从内往外依次安装有线圈内模板、限宽模芯和线圈外模板，其中，所述线圈外模板以可拆卸连接的方式固定在所述绕线主轴上；所述线圈内模板和线圈外模板的板面上均设有多个模杆孔，线圈内模板和线圈外模板的模杆孔互相对齐并共同配合安装有绕线模杆，所述线圈外模板的板面上均开设有多个绑线槽；线圈摆线装置包括能驱动左右摆动的摆线主轴，所述摆线主轴上安装有摆动轮，所述摆动轮的圆周面上设有允许电磁线绕过的环槽。
6.进一步的，摆动轮的左右摆动幅度不超过所述限宽模芯的宽度。
7.进一步的，绑线槽为方便手指伸入操作的长方形孔，所述绑线槽环形阵列分布在线圈外模板上。
8.进一步的，所述线圈缠绕装置还包括变频电机，所述变频电机放置在机架内，所述变频电机的输出轴连接所述绕线主轴。
9.进一步的，还包括线圈匝数计数传感器，所述线圈匝数计数传感器包括磁铁和干簧管，所述磁铁设置在所述绕线主轴上，所述干簧管设置在所述变频电机的外壳上，所述绕
线主轴每转一圈就会触发干簧管闭合一次。
10.进一步的，线圈摆线装置还包括摆线电机、往返机构、限位开关固定架、近限位开关和远限位开关，所述限位开关固定架固定在机架外侧，所述近限位开关和远限位开关分别左右方向分布在所述限位开关固定架上，所述摆线主轴的侧面固定有触发杆，所述触发杆位于所述远限位开关和近限位开关之间，所述远限位开关和近限位开关电性连接在摆线电机的正反转接线头上；所述摆线电机、往返机构设置在机架内，所述往返机构包括导轨座、滑块和驱动螺杆，所述驱动螺杆旋转安装在所述导轨座上，所述滑块螺纹连接在所述驱动螺杆上并与所述导轨座滑动配合，所述摆线电机的输出轴连接所述驱动螺杆，所述摆线主轴的尾端固定在所述滑块上。
11.进一步的，还包括阻线器支架，所述阻线器支架的上端设置有三个呈品字形排布的导向轮，三个导向轮的圆周方向加工有环形凹槽。
12.进一步的，线圈内模板和线圈外模板均采用直径300-400mm、厚度8-10mm的pc板加工而成。
13.一种电磁流量计线圈缠绕方法，采用本发明所述的电磁流量计线圈缠绕机对电磁流量计线圈进行绕线，其包括以下步骤：1、首先，根据电磁流量计线圈的形状与尺寸，而选用相应数量的绕线模杆，将绕线模杆安装在线圈内模板和线圈外模板的模杆孔内；2、将电磁线的首端从漆包线供应区拉出经过摆动轮的环槽，然后缠绕在所有绕线模杆的外围并固定；3、同时启动线圈缠绕装置和线圈摆线装置，电磁线缠绕在绕线模杆外围，摆动轮左右往返摆动控制电磁线均匀缠绕；4、当绕线形成线圈后，关闭线圈缠绕装置和线圈摆线装置，人工通过绑线槽对缠绕好的线圈进行绑扎；5、将线圈外模板拆卸，将线圈从绕线模杆上取出然后用绝缘带绑扎成型号。进一步的，所述绕线主轴的转速为149-1490转/分；所述摆动轮的左右摆动幅度为10mm~15mm，其摆动频率为2~4秒/次。
14.本发明与现有技术相比所取得的有益效果如下：1）在圈缠绕装置进行绕线过程中，通过控制摆线装置使电磁线摆动，保证缠线更加均匀，限宽模芯的宽度决定线圈的宽度，保证质量稳定，自动化程度高，结构简单，操作安全方便，在线圈缠绕领域可以推广使用；很大程度上地减轻了操作人员的劳动强度，生产效率提高了10倍以上,可批量化生产；2）线圈匝数计数传感器包括磁铁和干簧管，能够准确记录绕线匝数，实现定量绕线，保证产品统一性；3）线圈内模板和线圈外模板的模杆孔互相对齐并共同配合安装有绕线模杆，通过多根绕线模杆可以控制线圈的内圈尺寸和形状，来满足不同设计需求；4）通过远限位开关和近限位开关的配合控制摆线电机正反转，实现摆线动作，且通过调整远限位开关和近限位开关的相对距离可以调整摆动轮的摆动幅度，来保证绕线均匀性。
附图说明
15.图1为本发明所述电磁流量计线圈缠绕机工作状态示意图；图2为本发明所述线圈外模板平面示意图；图3为本发明所述线圈缠绕装置结构示意图；图4为本发明所述线圈摆线装置结构示意图；图中：1、机架，2、阻线器支架，21、导向轮，3、变频电机，4、绕线主轴，5、线圈内模板，51、模杆孔，52、绕线模杆，53、绑线槽，6、限宽模芯，7、线圈外模板，8、锁紧螺母，9、磁铁，10、干簧管，11、摆线电机，12、往返机构，13、摆线主轴，14、摆动轮，15、限位开关固定架，16、近限位开关，17、远限位开关，18、触发杆。
具体实施方式
16.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
17.在发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、
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上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.如图1-4所示，本实施例公开一种电磁流量计线圈缠绕机，主要包括机架1、线圈缠绕装置、线圈摆线装置和阻线器支架2。
19.其中，机架1用于安装所有组件的基体，在机架1的顶部安装有plc控制器用于控制各个组件运行，plc控制器属于常规技术，在此不详细描述。
20.线圈缠绕装置包括变频电机3、绕线主轴4、线圈内模板5、线圈匝数计数传感器、限宽模芯6和线圈外模板7，将变频电机3固定在机架1内部。绕线主轴4采用不锈钢棒加工而成，其呈扁圆型结构。将绕线主轴4的一端穿过机架1外侧并与变频电机3的输出轴通过联轴器连接为一体。绕线主轴4位于机架1外侧的段位从内往外依次安装有线圈内模板5、限宽模芯6和线圈外模板7，然后在绕线主轴4的外端配合安装有锁紧螺母8将线圈外模板7、限宽模芯6和线圈内模板5固定在绕线主轴4上。线圈内模板5和线圈外模板7均采用直径300mm、厚度8mm的pc板加工而成，限宽模芯6位于线圈内模板5和线圈外模板7之间从而控制两者的间距，限宽模芯6的宽度决定电磁流量计线圈的整体宽度。因此，当生产不同宽度规格线圈时，需要替换相应宽度尺寸的限宽模芯6。在本实施例中，线圈宽度范围为10-15mm，则限宽模芯6的宽度也应为10-15mm。通过锁紧螺母8，可以轻松拆卸线圈外模板7和限宽模芯6。
21.线圈内模板5和线圈外模板7的板面上均开设有多个模杆孔51，模杆孔51散布在线圈内模板5/线圈外模板7的板面上，线圈内模板5和线圈外模板7的模杆孔51互相对齐并共同配合安装有绕线模杆52。电磁流量计线圈一般是矩形或者方形，通过4根绕线模杆52插接在不同位置的模杆孔51上，形成矩形或者方形分布，将电磁线绕在绕线模杆52的外周，从而通过4根绕线模杆52控制线圈的内圈尺寸和形状，来满足不同设计需求。在线圈外模板7的板面上绕着轴心方向均匀开设有4个绑线槽53，4个绑线槽53均为宽度10mm的长方形孔，方
便手指伸入长方形孔内进行操作，便于在取下缠绕好的线圈前通过绑线槽53对线圈进行绑扎防止松散。
22.线圈匝数计数传感器包括磁铁9和干簧管10，磁铁9设置在绕线主轴4上，干簧管10设置在变频电机3的外壳上，绕线主轴4每转一圈就会触发干簧管10闭合一次。干簧管10连接plc控制器，为plc控制器发送一次计数，从而通过绕线主轴4的圈数计量才控制线圈匝数。
23.线圈摆线装置包括摆线电机11、往返机构12、摆线主轴13、摆动轮14、限位开关固定架15、近限位开关16和远限位开关17。摆线电机11、往返机构12设置在机架1内，往返机构12包括导轨座、滑块和驱动螺杆，驱动螺杆旋转安装在导轨座上，滑块螺纹连接在驱动螺杆上并与导轨座滑动配合，摆线电机11的输出轴连接驱动螺杆。摆线主轴13位于机架1外侧，摆线主轴13的尾端穿过机架1侧并固定在滑块上，当摆线电机11旋转时，通过往返机构12能够控制摆线主轴13左右水平向移动。摆线主轴13上安装有摆动轮14，在摆动轮14的圆周面上设有允许电磁线绕过的环槽，环槽的截面为v形。限位开关固定架15固定在机架1外侧，在限位开关固定架15上设置有长形调节孔，将近限位开关16和远限位开关17分别通过螺栓左右方向固定在限位开关固定架15的长形调节孔上，通过螺栓能够调节近限位开关16和远限位开关17的间距，近限位开关16和远限位开关17的间距要与限宽模芯6的宽度相等，从而保证线圈绕线宽度的准确。在摆线主轴13的侧面固定有触发杆18，触发杆18采用不锈钢棒制作而成。触发杆18位于远限位开关17和近限位开关16之间，远限位开关17和近限位开关16电性连接在摆线电机11的正反转接线头上。当触发杆18接近远限位开关17/近限位开关16时，立马传递信号给摆线电机11反转，从而控制摆动轮14在限宽模芯6的宽度范围内摆动。
24.阻线器支架2的上端设置有三个呈品字形排布的导向轮21，三个导向轮21的圆周方向加工有环形凹槽。漆包线根据涨紧度依次经过三个导向轮21进行绕线，三个导向轮21便于调节漆包线的涨紧度，防止脱线、跳线或过紧破坏线的绝缘层等问题的发生。
25.漆包线在绕制成线圈之前是缠绕在圆筒上的，缠绕漆包线的圆筒放在漆包线放置架上，漆包线放置架由呈阶梯状的梯形架依次排列五组构成，不同线径的漆包线放置在不同梯形架上。本实施例公开的电磁流量计线圈缠绕机具体绕线方法包括以下步骤：1、首先，根据电磁流量计线圈的形状与尺寸，而选用相应数量的绕线模杆，将绕线模杆安装在线圈内模板和线圈外模板的模杆孔内；在本实施例中，电磁线流量计绕线圈一般为长方形，因此需要四根绕线模杆装配在线圈内模板和线圈外模板的模杆孔内，使四根绕线模杆在空间呈长方形分布；2、将电磁线的首端从漆包线供应区（即漆包线放置架区）拉出先依次绕过阻线器支架的导向轮，然后经过摆动轮的环槽，最后缠绕在所有绕线模杆的外围，缠绕一圈固定；3、同时启动线圈缠绕装置和线圈摆线装置，变频电机控制绕线主轴旋转，电磁线缠绕在绕线模杆外围，摆线电机通过摆线主轴控制摆动轮左右往返摆动控制电磁线均匀缠绕在绕线模杆上，线圈匝数计数传感器同时记录绕圈匝数；在此过程中，绕线主轴的转速为160转/分；摆动轮的左右摆动幅度为15mm，其摆动频率为4秒/次；4、当绕线形成线圈后，关闭线圈缠绕装置和线圈摆线装置，人工通过绑线槽对缠绕好的线圈进行绑扎；
5、将线圈外模板拆卸，将线圈从绕线模杆上取出然后用绝缘带绑扎成型号。
26.在圈缠绕装置进行绕线过程中，通过控制摆线装置使电磁线摆动，保证缠线更加均匀，限宽模芯的宽度决定线圈的宽度，保证质量稳定，自动化程度高，结构简单，操作安全方便，在线圈缠绕领域可以推广使用；很大程度上地减轻了操作人员的劳动强度，生产效率提高了10倍以上,可批量化生产。