本发明涉及一种缠绕曲线形微细丝电磁线圈自动绕线机，特别针对0.2mm以下线径和不规则外形电磁线圈的快速缠绕，属绕线机械技术领域。
背景技术：
迄今为止，国内外针织机械的织针驱动机构绝大多数都是三角凸轮机构，这种三角凸轮与织针直接接触的传动机构必然会产生刚性冲击、摩擦磨损、能量损失和噪声等缺点，由于这些缺点的存在，针织机械的编织效率无法进一步得到提升，并且织针和三角凸轮等零件的使用寿命依然较低。针对以上传统针织机械中存在的固有问题，已授权发明专利《双层磁悬浮装置连杆驱动提花圆纬机》(zl201510515739.0)从根本驱动原理上解决了上述问题，它的驱动原理是通过磁悬浮装置提供电磁力来驱动织针上下运动完成编织过程，驱动过程中永磁体和织针固连，驱动磁场由通电电磁线圈产生，因此在永磁体、通电电流和通电方向一定的前提下，驱动磁场(即电磁力)完全取决于电磁线圈。普通常见的电磁线圈在驱动织针运动时，因织针的瞬时速度与电流呈非线性关系，致使织针上下悬浮运动因受磁场分布及磁力的影响，使得织针悬浮运动到“三功位”时出现高度偏差，织针位移的精确性受到一定影响。经理论分析，能避免上述问题的驱动电磁线圈的外形轮廓是双曲线形的，但目前市场上绕制电磁线圈的绝大多数绕线机都存在以下两点不足之处：
(1)绝大多数绕线机都只能绕制某种固定的规则圆柱形线圈，而不能绕制曲线形的线圈，并且不能随着输入的线圈文件的不同而绕制不同外形的线圈，即使具备这种功能也因为价格昂贵而使得小需求用户无法使用；
(2)绝大多数绕线机只有在绕制线径相对较粗线圈时才能发挥其性能，而在绕制微细丝(特别是0.2mm以下时)线圈时则经常出现由于排线问题导致的线圈稀疏问题。
针对上述问题，本发明专利设计发明了一种能绕制不规则外形、微细丝的自动绕线机。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种缠绕曲线形微细丝电磁线圈自动绕线机。本发明的绕线机能够绕制线径在0.2mm及以下的微细丝漆包铜线，并且能够绕制外形为双曲线形等不规则外形的电磁线圈，通过该绕线机绕出的双曲线形电磁线圈在通电后能够在内部轴向产生足够长的均匀磁场，此磁场能够为双层磁悬浮装置连杆驱动提花圆纬机提供稳定的驱动电磁力，能够驱动织针稳定的上下运动完成编织功能。
本发明的技术方案是：一种缠绕曲线形微细丝电磁线圈自动绕线机，包括绕线机主体底板、排线步进电机、步进电机支撑架、绕线步进电机、同步带、绕线机主体右肋板、绕线轴、支撑轴承、绕线机主体中肋板、尾座伸缩轴、尾座、摆头体、排线丝杆、光轴、绕线机主体左肋板、导针、导线轮、法兰螺母、直线轴承、绕线轴卡线槽、计数传感器、导线装置、放线装置和张紧装置，放线装置与张紧装置之间设置一个导线装置，张紧装置与摆头体之间设置一个导线装置；其特征在于：绕线步进电机固定在步进电机支撑架上，步进电机支撑架固定在所述绕线机主体底板上，绕线轴通过一对支撑轴承固定在绕线机主体右肋板和绕线机主体中肋板上，尾座固定在绕线机主体左肋板上，绕线步进电机通过同步带与绕线轴连接，绕线轴与尾座伸缩轴通过d型轴连接，在绕线轴与尾座伸缩轴的连接处设置绕线轴卡线槽；计数传感器设置在绕线轴卡线槽一侧；排线步进电机固定在步进电机支撑架上，步进电机支撑架固定在绕线机主体底板上，排线丝杆通过一对支撑轴承固定在绕线机主体左肋板和绕线机主体中肋板上，光轴固定在绕线机主体左肋板和绕线机主体右肋板上，摆头体下部通过法兰螺母和排线丝杆形成螺纹传动，摆头体中部通过直线轴承与光轴形成滑动配合，排线丝杆和排线步进电机通过梅花联轴器刚性连接，排线步进电机的驱动信号来自计数传感器反馈信号，零位传感器和限位传感器设置在排线丝杆一侧；导针和直线轴承过盈配合连接在摆头体上，导线轮和法兰螺母连接在摆头体上。
根据如上所述的缠绕曲线形微细丝电磁线圈自动绕线机，其特征在于：所述的放线装置与张紧装置之间的导线装置为陶瓷导线装置，陶瓷导线装置包括陶瓷导轮、第二张紧弹簧、陶瓷导线装置支架，陶瓷导轮和第二张紧弹簧设置在陶瓷导线装置支架上，陶瓷导轮设置在第二张紧弹簧一侧。
根据如上所述的缠绕曲线形微细丝电磁线圈自动绕线机，其特征在于：所述的张紧装置与摆头体之间的导线装置为羊毛毡导线装置，羊毛毡导线装置包括羊毛毡导轮、第一张紧弹簧、羊毛毡导线装置支架；羊毛毡导轮和第一张紧弹簧设置在羊毛毡导线装置支架上，羊毛毡导轮设置在第一张紧弹簧一侧。
根据如上所述的缠绕曲线形微细丝电磁线圈自动绕线机，其特征在于：所述的放线装置包括放线支架、线轴、刹车摩擦装置、刹车摩擦力调节螺钉；线轴通过一对轴承安装在放线支架上，放线支架两侧安装刹车摩擦装置，刹车摩擦装置与线轴的两轮缘之间通过贴合的羊毛毡形成摩擦，刹车摩擦装置上设置刹车摩擦力调节螺钉。
根据如上所述的缠绕曲线形微细丝电磁线圈自动绕线机，其特征在于：所述的张紧装置包括张力调节螺钉、耐磨塑胶滑轮、张力器支架和磁阻力张力器；磁阻力张力器固定在张力器支架上，耐磨塑胶滑轮通过径向紧定螺钉拧紧在磁阻力张力器的轴上，拧紧张力调节螺钉设置在磁阻力张力器一侧。
本发明的有益效果是：
(1)本发明能够绕制不规则外形的电磁线圈(如附图9所示的双曲线形线圈)，并且能够根据所输入的线圈外形文件而绕制相应的线圈，通用性强。
(2)本发明能够绕制微细丝(0.2mm以下时依然适用)线圈，并且在绕制这种线圈时不会出现排线不均等现象，绕制出的线圈质量依然较高。
(3)本发明实现起来较容易，机械结构相对来说不复杂，制作成本低。
附图说明
图1是本发明一种缠绕曲线形微细丝电磁线圈自动绕线机的整机结构的示意图；
图2是绕线机的绕线机构示的意图；
图3是绕线机的排线机构示的意图；
图4是和排线机构配合往复运动的摆头的示意图；
图5是绕线机的放线装置的示意图；
图6是绕线机的张紧装置的示意图；
图7是绕线机的陶瓷导线装置的示意图；
图8是绕线机的羊毛毡导线装置的示意图；
图9是双曲面形电磁线圈的外形及其工作原理图。
图中标记：图1中，1-绕线机主体底板，2-排线步进电机，3-步进电机支撑架、4-绕线步进电机，5-同步带，6-绕线机主体右肋板，7-绕线轴，8-支撑轴承，9-绕线机主体中肋板，10-尾座伸缩轴，11-尾座，12-摆头体，13-排线丝杆，14-光轴，15-绕线机主体左肋板，16-羊毛毡导轮，17-第一张紧弹簧，18-羊毛毡导线装置支架，19-张力调节螺钉，20-耐磨塑胶滑轮，21-张力器支架，22-陶瓷导轮，23-第二张紧弹簧，24-陶瓷导线装置支架，25-放线支架，26-线轴，27-刹车摩擦装置，28-刹车摩擦力调节螺钉，29-总体固定木板。
图2中，34-绕线轴卡线槽，35-计数传感器。
图3中，36-梅花联轴器，37-零位传感器，38-限位传感器。
图4中，30-导针，31-导线轮，32-法兰螺母，33-直线轴承。
图9中，39-双曲面形电磁线圈，40-线圈骨架，41-永磁体，42-织针，43-织针与永磁体固连件。
具体实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。
参见图1，本发明一种缠绕曲线形微细丝电磁线圈自动绕线机，包括：位于前部的绕线机构和排线机构、位于中部的张紧装置、摆头机构和导线装置以及位于后部的放线装置25，其中绕线机构包括绕线步进电机4、同步带5、绕线轴7、尾座伸缩轴10、尾座11，排线机构包括排线步进电机2、摆头体12，排线丝杆13、光轴14，导线装置包括羊毛毡导线装置支架18和陶瓷导线装置支架24。整个装置前后直线布置，依次完成放线、导线、张紧、导线、排线和绕线功能。漆包铜线经由所述放线装置25放出，穿过陶瓷导线装置支架24的陶瓷导轮22，所述陶瓷导轮22被第二张紧弹簧23压紧，防止漆包铜线跳出，以达到初级导直漆包铜线功能；漆包铜线经初步导直后到达所述张紧装置，漆包铜线绕过所述张紧装置的耐磨塑胶滑轮20，由于所述耐磨塑胶滑轮20已存在张力，因此漆包铜线在绕过所述耐磨塑胶滑轮20后也存在了张力，为后续排线的紧密性提供了保证；漆包铜线经过所述张紧装置后到达所述羊毛毡导线装置支架18，漆包铜线穿过所述羊毛毡导线装置支架18的羊毛毡导轮16，所述羊毛毡导轮16被第一张紧弹簧17压紧，防止漆包铜线跳出，以达到再次导直漆包铜线功能，同时羊毛毡也对漆包铜线进行了清洗，防止漆包铜线上的灰尘堵塞下一机构摆头上的导针内孔；再次导直的漆包铜线经过所述羊毛毡导线装置支架18后到达所述排线机构的摆头体12，再次导直的漆包铜线依次绕过所述摆头体12上的两个导线轮31，然后穿过所述摆头上的导针30，穿过所述导针30的张紧并且导直过的漆包铜线便可以装夹在绕线轴7上，接着便可以开始按预定形状开始绕制线圈了。
参见图2，所述绕线机构还包括：步进电机支撑架3，绕线步进电机4，同步带5，绕线轴7，支撑轴承8，绕线轴卡线槽34，计数传感器35，尾座伸缩轴10和尾座11。实际工作过程中，绕线步进电机4固定在步进电机支撑架3上，步进电机支撑架3则固定在所述绕线机主体底板1上，绕线轴7则通过一对支撑轴承8固定在所述绕线机主体右肋板6和绕线机主体中肋板9上，尾座11则固定在绕线机主体左肋板15上，绕线步进电机4则通过同步带5带动绕线轴7一起旋转，绕线轴7与尾座11的伸缩轴10通过d型轴连接，在d型轴配合下绕线轴7带动尾座11的伸缩轴10转动，在绕线轴7与尾座伸缩轴10的连接处设置绕线轴卡线槽34。开始工作前，先把所述漆包铜线线头塞进绕线轴7右端的孔内，然后伸缩轴10再顶紧，已达到装夹目的，绕线轴7正式运转前先缓慢转过约180°，以让漆包铜线卡进绕线轴卡线槽34内，然后便高速开始绕制，计数传感器35设置在绕线轴卡线槽34一侧，在绕制过程中，计数传感器35会不断计绕线轴卡线槽34当前转过圈数，同时每转过一圈便给所述排线步进电机2发送指令，以让其驱动所述排线机构排线。
参见图3，所述排线机构还包括：排线步进电机2，步进电机支撑架3，梅花联轴器36，摆头体12，排线丝杆13，光轴14，支撑轴承8，零位传感器37，限位传感器38。实际工作过程中，排线步进电机2固定在步进电机支撑架3上，步进电机支撑架3则固定在所述绕线机主体底板1上，排线丝杆13通过一对支撑轴承8固定在所述绕线机主体左肋板15和绕线机主体中肋板9上，光轴14则通过螺钉固连在所述绕线机主体左肋板15和绕线机主体右肋板6上，摆头体12下部通过所述法兰螺母32和排线丝杆13形成螺纹传动，摆头体12中部通过所述直线轴承33与光轴14形成滑动配合，这样在排线丝杆13的转动下，摆头体12便只能带着所述漆包铜线左右往复运动来排线，排线丝杆13和排线步进电机2直接通过梅花联轴器36刚性连接，这样便可高精度的控制丝杆转动，从而能够在绕制微细丝漆包铜线时也能排线准确，排线步进电机2的驱动信号来自于计数传感器35反馈过来的信号，零位传感器37和限位传感器38设置在排线丝杆13一侧，零位传感器37用于下次绕制时的快速回零和不同线圈零位的定位，同时也起左限位作用，限位传感器38则主要起右限位作用，防止出现故障而导致的超程。
参见图4，所述摆头机构还包括：摆头体12，导针30，导线轮31，法兰螺母32，直线轴承33。在实际工作过程中，导针30过盈配合在摆头体12上，导线轮31通过螺栓连接在摆头体12上，法兰螺母32也通过螺栓连接在摆头体12上，直线轴承33则通过过盈配合连接在摆头体12上，法兰螺母32再和所述排线丝杆13形成螺旋传动，直线轴承33则和所述光轴14形成滑动配合，所述漆包铜线先绕过两个导线轮31，然后穿过导针30送到绕线轴7上以供缠绕，整个摆头体12在所述排线丝杆13和所述光轴14上左右往复运动排线。
参见图5，所述放线装置还包括：放线支架25，线轴26，刹车摩擦装置27，刹车摩擦力调节螺钉28。在实际工作过程中，线轴26通过一对轴承安装在放线支架25上，这样在被动放线(由所述绕线轴7主动拉线)时便流畅，且拉力恒定，在放线支架25两侧安装有刹车摩擦装置27，刹车摩擦装置27与线轴26的两轮缘之间通过贴合的羊毛毡形成摩擦，这样一来是为了防止被动放线时由于轴承的阻力太小线轴26而惯性转动，二来也是为了在放线这一级就可以形成张紧力，刹车摩擦装置27与线轴26的两轮缘之间摩擦力的大小可以通过刹车摩擦力调节螺钉28来进行调节，即通过刹车摩擦力调节螺钉28调节刹车摩擦装置27与线轴26之间的贴紧程度，这样是为了适应不同速度和不同张力时的放线情况。
参见图6，所述张紧装置还包括：张力调节螺钉19，耐磨塑胶滑轮20，张力器支架21。在实际工作过程中，整个磁阻力张力器固定在张力器支架21上，耐磨塑胶滑轮20通过径向紧定螺钉拧紧在所述磁阻力张力器的轴上，转动所述磁阻力张力器到相应的刻度然后拧紧张力调节螺钉19便可形成相应的张力，所述拉直的漆包铜线绕过耐磨塑胶滑轮20后便产生了相应的张力，在缠绕时便始终有张力而不会松弛。本发明的磁阻力张力器是以磁场为媒介传递恒定扭力的装置。
参见图7和图8，所述导线装置包括陶瓷导线装置和羊毛毡导线装置，陶瓷导线装置设置在放线装置与张紧装置之间，羊毛毡导线装置设置在张紧装置与摆头体12之间；陶瓷导线装置包括陶瓷导轮22，第二张紧弹簧23，陶瓷导线装置支架24，羊毛毡导线装置包括羊毛毡导轮16，第一张紧弹簧17，羊毛毡导线装置支架18。在实际工作过程中，两者功能相同，都是将所述待绕的漆包铜线在前后水平方向上导直，所不同的是所述陶瓷导线装置的夹紧机构为陶瓷导轮22，而所述羊毛毡导线装置的夹紧机构为羊毛毡导轮16，陶瓷导轮22和羊毛毡导轮16都是分别由第二张紧弹簧23和第一张紧弹簧17弹紧，以此压紧所述待绕的漆包铜线，陶瓷导轮22的材料为陶瓷是为了考虑长期被线划过所需的耐磨性，同时不伤及线，羊毛毡导轮16的材料为羊毛毡是为了考虑长期被线划过所需的耐磨性，同时清洗即将进入所述摆头导针30的线，防止线上的灰尘堵塞所述摆头导针30的内孔。
本发明的所有装置，如绕线机构、排线机构、张紧装置、绕线机主体底板1等都可固定在总体固定木板29上。
为了实现对0.2mm以下的微细丝漆包铜线进行有效的缠绕，排线机构和绕线机构均采用步进电机来进行驱动，这样控制更加容易，精度也更高，能够满足要求。排线机构(参见附图3)采用导程为1mm的排线丝杆13，摆头体12(参见附图4)上则安装固定有与该丝杆紧密配合的法兰螺母32，丝杆转动时，便带动法兰螺母32和摆头体12左右往复运动排线，为了提高排线的精度，排线丝杆13和排线步进电机2(参见附图3)直接用梅花联轴器36固连，排线步进电机2的上级有细分驱动器对发出的驱动脉冲进行细分；绕线机构(参见附图2)的绕线轴7则通过同步带传动5接受绕线步进电机4的驱动，尾座伸缩轴10和绕线轴7通过d型轴配合一起旋转，这样一来是为了顶紧绕线轴，防止绕线轴的径向跳动，二来也是为了抵住塞进绕线轴孔内的线头，以便于达到快速装夹，快速开始绕制的目的。
为了对绕线过程中位置进行精确的控制，除了高精度的驱动单元外，还应有传感器组成的位置反馈单元，和驱动系统组成半闭环系统，提高系统的控制准确度。传感器单元(参见附图2和3)至少应有零位传感器37、限位传感器38和计数传感器35。所述零位传感器37是为了绕制一批相同线圈时每次绕制完成后都能快速回零位以进行下一次的绕制，并且还可以进行调节以适应不同形状线圈起始绕制位置不同的变化；所述限位传感器38则对运行过程中最边缘位置进行限位，防止机器出现故障；所述计数传感器35是对当前绕制了多少圈进行计数，以显示绕制进度，同时也可对驱动单元进行补偿。
参见图9，为所述双曲面形电磁线圈的外形及其工作原理图，其中双曲面形电磁线圈包括双曲面形电磁线圈39，线圈骨架40，永磁体41，织针42，织针与永磁体固连件43。工作时双曲面形电磁线圈39穿在线圈骨架40上，永磁体41和织针42用织针与永磁体固连件43固连，双曲面形电磁线圈39通电后便在其轴向产生稳定磁场，该磁场便驱动永磁体41和织针42一起上下运动从而参与编织。此双曲面形电磁线圈39即为双层磁悬浮装置连杆驱动提花圆纬机所需的驱动电磁线圈，是通过本发明的绕线机所绕制的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“往复”、“层次”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。