一种屏蔽电感α绕线方式的全自动绕线机的制作方法

本申请涉及机械加工设备技术领域，尤其涉及一种屏蔽电感α绕线方式的全自动绕线机。

背景技术：

目前，用于车载屏蔽电感上α绕线方式的绕线设备，基本上为手工选料、上料，然后用半自动机进行绕线，最后手工下料，整个过程自动化程度低，从而导致了如耗费人力物力、不良率高等一系列问题。

技术实现要素：

本申请提供一种屏蔽电感α绕向方式的全自动绕线机，能够解决目前屏蔽电感的α绕向方式自动化程度低的问题。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

一种屏蔽电感α绕线方式的全自动绕线机，包括圆盘装置、供料装置、上料装置、绕线装置和下料装置，圆盘装置包括夹具座和可旋转的旋转圆盘，若干个夹具座沿着旋转圆盘的圆周方向排列并安装在旋转圆盘上，夹具座具有夹具和第一夹线器，夹具于夹紧电感磁芯，第一夹线器和夹具均可相对于夹具座旋转，且第一夹线器与夹具之间反向旋转；上料装置、绕线装置和下料装置围绕圆盘装置设置，供料装置与上料装置连接，供料装置用于传送电感磁芯并筛选电感磁芯的端面，上料装置用于拾取从供料装置传送而来的电感磁芯并将其装入夹具上；绕线装置具有绕线针嘴，绕线针嘴用于牵引漆包线，且绕线针嘴可与第一夹线器配合将漆包线缠绕在位于夹具上的电感磁芯上；下料装置用于从夹具上取下已完成绕线的电感磁芯。

进一步地，还包括选料装置，选料装置安装在供料装置和上料装置之间；供料装置包括供料盘、平送轨道和振动器，平送轨道一端与供料盘连接，另一端连接选料装置，振动器安装在供料盘和平送轨道的底部；选料装置用于定位电感磁芯的缺口。

进一步地，选料装置包括选料支座、选料盘和定位机构，选料盘和定位机构都安装在选料支座上，选料盘用于装载电感磁芯，定位机构用于定位电感磁芯的缺口；上料装置包括可转动的上料吸嘴杆，上料吸嘴杆用于拾取分料盘上的已完成缺口定位的电感磁芯，并将其装入夹具上。

进一步地，绕线装置包括绕线机构和开夹线器机构，绕线机构在靠近旋转圆盘的一端设有可转动的绕线针嘴，在远离旋转圆盘的一端设有张力器；开夹线器机构安装在绕线机构的下方，夹具座上还安装有第二夹线器，开夹线器机构用于开启第一夹线器和/或第二夹线器。

进一步地，下料装置包括下料支座、悬挂板滑轨、悬挂板和下料吸嘴杆，悬挂板滑轨设置在下料支座的顶部，悬挂板的一端移动悬挂在悬挂板滑轨上，另一端悬空并安装有下料吸嘴杆，下料吸嘴杆用于卸下已完成绕线的电感磁芯。

进一步地，全自动绕线机还包括摆料装置，摆料装置包括摆料滑轨、摆料平台和摆料电机，摆料平台与摆料滑轨滑动连接，摆料电机可驱动摆料平台移动。

全自动绕线机还包括剪线头装置和剪线长装置，剪线头装置靠近绕线装置，剪线头装置具有单剪刀，单剪刀用于剪断电感磁芯上的漆包线的线头；剪线长装置靠近下料装置，剪线长装置具有双剪刀，双剪刀用于剪断绕于电感磁芯上的漆包线的多余线长；双剪刀的下方安装有废线桶。

进一步地，圆盘装置还包括支撑平台、凸轮分割器和圆盘电机，凸轮分割器的入力轴连接圆盘电机，凸轮分割器的出力轴连接在旋转圆盘的底端；支撑平台通过支撑柱固定在旋转圆盘的上方，支撑平台上安装有第一夹具开夹机构、第二夹具开夹机构、夹具动力机构、喷酒精机构和夹废钱机构。

全自动绕线机还包括烘干装置，烘干装置安装在剪线头装置和剪线长装置之间，烘干装置位于喷酒精机构的下方。

全自动绕线机还包括人机交互装置，人机交互装置用于输入相关指令或输出相关信息。

本申请的有益效果是：

本申请的全自动绕线机，供料、上料、绕线、下料整个过程自动化；而且全自动绕线机加工精度高，降低了屏蔽电感绕线的不良率，极大提高了生产效率。

附图说明

图1为一种屏蔽电感α绕线方式的全自动绕线机的俯视图；

图2为一种屏蔽电感α绕线方式的全自动绕线机的立体图；

图3为圆盘装置的结构示意图；

图4为圆盘装置的爆炸图；

图5为供料装置、选料装置和上料装置的结构示意图；

图6为选料装置的结构示意图；

图7为选料装置的爆炸图；

图8为绕线装置、夹具动力机构的结构示意图；

图9为绕线装置、夹具动力机构的结构示意图；

图10为下料装置、摆料装置和第二夹具开夹机构的结构示意图；

图11为剪线长装置、烘干装置、喷酒精机构和夹废线机构的结构示意图；

图12为人机交互装置的结构示意图；

图13为全自动绕线机的工作流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

如图1-12所示，一种屏蔽电感α绕线方式的全自动绕线机，其包括圆盘装置1、供料装置2、上料装置3、绕线装置4和下料装置5。如图3、4所示，圆盘装置1包括夹具座11和可旋转的旋转圆盘12，若干个夹具座11沿着旋转圆盘12的圆周方向均匀排列并安装在旋转圆盘12上，因而旋转圆盘12旋转时可带动夹具座11转动，本实施方式中具有8个夹具座。夹具座11的前端具有夹具111和第一夹线器112，夹具111于夹紧屏蔽电感的电感磁芯，第一夹线器112依靠弹簧张紧力夹持线材。夹具座11的后端具有夹具座齿轮组113，夹具座齿轮组113中不同的齿轮分别连接了夹具111和第一夹线器112，因此第一夹线器112和夹具111均可相对于夹具座11旋转，而且第一夹线器112与夹具111之间反向旋转，从而可针对屏蔽电感的电感磁芯形成α型式的绕线方法。

如图1所示，上料装置3、绕线装置4和下料装置5都分别围绕着旋转圆盘12设置，而供料装置2靠近上料装置3并与上料装置3连接，供料装置2先筛选出电感磁芯的端面，然后再将电感磁芯传送给上料装置3，上料装置3拾取电感磁芯并将其装入夹具座11的夹具111上。绕线装置4具有绕线针嘴411，该绕线针嘴为硬质合金针嘴。漆包线可放置在绕线装置4上，绕线针嘴411牵引漆包线至夹具座11上，绕线针嘴411可与第一夹线器112和夹具111配合将漆包线缠绕在电感磁芯上。待绕线完成后，下料装置5可从夹具111上取下电感磁芯的绕线成品。

本实施方式中，全自动绕线机安装在一个承重平板上，圆盘装置1还包括了支撑平台13、支撑柱13a、凸轮分割器14和圆盘电机15，凸轮分割器14的入力轴连接圆盘电机15，凸轮分割器14的出力轴与旋转圆盘12的底端连接，因此启动圆盘电机15，凸轮分割器14可带动旋转圆盘12旋转。旋转圆盘12中心处具有通孔，支撑柱13a的底端穿过旋转圆盘12的通孔固定在凸轮分割器14的机壳上，支撑柱13a的顶端安装有支撑平台13，从而使得支撑平台13位于旋转圆盘12的上方，支撑平台13不能转动，旋转圆盘12可相对于支撑平台13转动。支撑平台13的侧面端部安装有第一夹具开夹机构131、第二夹具开夹机构132、夹具动力机构133、喷酒精机构134和夹废钱机构135。

全自动绕线机还包括选料装置6，如图5所示，选料装置6安装在供料装置2和上料装置3之间。如图6、7所示，选料装置6包括选料支座61、选料盘62和定位机构，选料盘62和定位机构都安装在选料支座61上，选料盘62用于承载电感磁芯，定位机构用于定位电感磁芯的缺口，本实施方式中电感磁芯为工字型磁芯，具有相应的缺口，且该缺口处具有定位标记。选料盘62的底部连接有选料盘电机621，选料盘电机621可带动选料盘62旋转。选料盘62的边缘处具有若干个定位孔622，每个定位孔622可容纳一个电感磁芯。如图6所示，本实施方式中，4个定位孔均匀排列在选料盘62的边缘，选料盘电机621每转动一次，定位孔622转动90°。如图7所示，定位机构包括顶料吸嘴杆63和定位光纤64，定位光纤64为反射型光纤，能够识别电感磁芯上缺口处的定位标记。定位光纤64安装在选料盘62的上方；顶料吸嘴杆63安装选料盘62的下方，并且位于定位光纤64的正下方。顶料吸嘴杆63的底端用于连接真空发生器，其顶端用于顶起电感磁芯，由于真空发生器的作用电感磁芯紧贴着顶料吸嘴杆63的顶端，因而电感磁芯在顶料吸嘴杆63上升和下降过程中不会脱离顶料吸嘴杆63。顶料吸嘴杆63通过竖直滑轨633可沿着选料支座61上、下移动，当选料盘62转动，其中一个定位孔622转到定位光纤64的下方时，选料盘62暂停转动，此时顶料吸嘴杆63向上顶起电感磁芯，使其靠近定位光纤64；此外选料装置还包括顶料吸嘴杆电机631，该电机通过同步带632而带动顶料吸嘴杆63转动，当顶料吸嘴杆63顶起电感磁芯后，顶料吸嘴杆63和电感磁芯一起旋转，使得定位光纤64可以定位电感磁芯的缺口。

供料装置2，如图5所示，其包括供料盘21、平送轨道22和振动器23，平送轨道22一端与供料盘21连接，另一端连接选料装置6，振动器23安装在供料盘21和平送轨道22的底部。本实施方式中，供料盘21为圆形供料盘，圆形供料盘内部可容纳多个待绕线的电感磁芯。平送轨道22为直线型轨道，操作人员可将待绕线的电感磁芯倒入供料盘21中，振动器23高频振动后筛选出电感磁芯的端面，再由平送轨道22传送到选料装置6的选料盘62中。

上料装置3，如图5所示，其包括上料支座31、双联气缸32、上料电机33和上料吸嘴杆34。上料电机33安装在上料支座31上，上料吸嘴杆34通过双联气缸32与上料电机33连接，上料电机33可带动上料吸嘴杆34转动。上料吸嘴杆34的一端用于连接真空发生器，另一端具有硅胶吸盘，该硅胶吸盘用于吸取选料盘62上的已完成缺口定位的电感磁芯。上料吸嘴杆34转动后，将吸取的电感磁芯装入夹具座11的夹具111上。支撑平台13在靠近上料装置3的端部安装有可向下移动的第一夹具开夹机构131，在上料装置3将电感磁芯装入到夹具111前，第一夹具开夹机构131将夹具111打开。

如图8、9所示，绕线装置4包括绕线机构41和42开夹线器机构。绕线机构在靠近旋转圆盘12的一端设有可转动的绕线针嘴411，在远离旋转圆盘12的一端设有漆包线安装位、张力器、排线电机和组合导线轮412。漆包线可放置在漆包线安装位中，排线电机将漆包线引出，漆包线并通过张力器、组合导线轮412连接在空心结构的绕线针嘴411上。绕线装置还包括绕线电机413，由绕线电机413驱动绕线针嘴411旋转。

开夹线器机构42位于旋转圆盘12和绕线机构41之间，并安装在绕线机构41的下方。如图9所示，开夹线器机构42具有开夹线器支座421、横向伸缩气缸422、前置板423、两个纵向伸缩气缸424以及两个开线夹爪425，横向伸缩气缸422安装在开夹线器支座421上，横向伸缩气缸422连接前置板423，并可驱动前置板423向夹具座11的方向移动，前置板423的前端竖直安装有两个纵向伸缩气缸424，两个纵向伸缩气缸424顶部的端板处均安装了开线夹爪425。本实施方式中纵向伸缩气缸424为双联气缸，双联气缸带动开线夹爪425上、下伸缩。夹具座11上还安装有第二夹线器114，开夹线器机构42用于开启第一夹线器112和/或第二夹线器114。

支撑平台13在靠近绕线装置的端部安装有夹具动力机构133，如图8所示，夹具动力机构133通过滑块与支撑平台13在纵向方向滑动连接，因而夹具动力机构133能够相对于支撑平台13上、下移动。夹具动力机构133包括动力电机133a和动力齿轮组133b，在需要绕线时，夹具动力机构133向下移动并逐渐靠近夹具座11，夹具动力机构133的动力齿轮组133b与夹具座11的夹具座齿轮组113啮合，动力电机133a带动动力齿轮组133b转动，夹具座齿轮组113也跟着转动，从而也分别带动了夹具111和第一夹线器112转动，以此方式提高了电感磁芯的绕线效率。夹具座11上还安装有夹具座定位块和夹具座定位器，当动力齿轮组133b上升并与夹具座齿轮组113分离时，夹具座定位器卡住夹具座定位块，使得夹具座齿轮组113不会因为惯性继续转动，避免其影响电感磁芯的绕线效果。

下料装置5，如图10所示，其包括下料支座51、悬挂板滑轨52、悬挂板53、下料电机54和下料吸嘴杆55，悬挂板滑轨横向安装在下料支座的顶部，悬挂板53的一端移动悬挂在悬挂板滑轨52上，悬挂板53的另一端悬空并安装有下料电机54，悬挂板滑轨52侧端的横移电机驱动悬挂板53横向移动。下料吸嘴杆55通过双联气缸与下料电机54连接，下料电机54可驱动下料吸嘴杆55旋转，双联气缸可带动下料吸嘴杆55伸缩。下料吸嘴杆55的一端用于连接真空发生器，另一端用于将电感磁芯的绕线成品从夹具座11上取下。支撑平台13在靠近下料装置的端部安装有可向下移动的第二夹具开夹机构132。

全自动绕线机还包括摆料装置7。如图10所示，摆料装置7包括摆料滑轨71、摆料平台72和摆料电机73，摆料平台72与摆料滑轨71滑动连接，摆料电机73安装在摆料滑轨71的底部，摆料电机73驱动摆料平台72的移动，并控制摆料平台72的移动距离。摆料平台72的上表面放置有磁性板，用于吸住已完成绕线的电感磁芯。

如图1、2、11所示，全自动绕线机还包括围绕圆盘装置设置的剪线头装置81和剪线长装置82。剪线头装置81和剪线长装置82均位于绕线装置4和下料装置5之间，其中剪线头装置81靠近绕线装置4旁，剪线长装置82靠近下料装置5。剪线头装置81具有剪线头支座、剪线头气缸、剪线头滑轨和单剪刀811，单剪刀811即为一把剪刀。剪线头滑轨安装在剪线头支座的顶部，单剪刀811与剪线头滑轨滑动连接，剪线头气缸也位于剪线头支座上并驱动单剪刀滑动。

如图11所示，剪线长装置82具有双剪刀821、剪线长支座822、剪线长气缸823、剪线长滑轨824以及废线桶825，剪线长滑轨824安装在剪线头支座822上，双剪刀821即为两把剪刀，两把剪刀821均与剪线长滑轨824滑动连接，剪线长气缸823可分别控制两把剪刀821滑动，双剪刀821用于剪断绕于电感磁芯上的漆包线的多余线长。废线桶825安装在夹具座11和剪线长装置82之间。

如图11所示，支撑平台在靠近剪线长装置的端部安装有夹废线机构135，夹废线机构135包括直线滑轨1351、双联气缸和废线夹1352，直线滑轨1351沿支撑平台的径向方向安装在支撑平台13上，双联气缸的顶部通过滑块与直线滑轨1351滑动连接，废线夹1352连接在双联气缸底部的端板上，因而废线夹1352可沿着支撑平台13的径向方向移动，也可在纵向方向上进行伸缩。当剪线长装置82剪断漆包线多余的线长时，废线夹可夹住多余的线长，然后松开使其掉落在下方的废线桶825内。

如图11所示，全自动绕线机还包括烘干装置9。烘干装置9安装在剪线头装置81和剪线长装置82之间，烘干装置包括烘干支座91、双联气缸和热风枪92，热风枪92通过双联气缸安装在烘干支座91上，热风枪92的枪口朝上并对准夹具111。

支撑平台13在靠近烘干装置9的端部安装有喷酒精装置134，喷酒精装置134包括酒精针筒1341，酒精针筒1341的针头朝向夹具。酒精针筒1341可相对于支撑平台13滑动，便于调整喷洒位置。酒精针筒1341向夹具111上的已绕线的电感磁芯喷酒精，然后热风枪92再将其烘干，本实施方式漆包线采用酒精自粘漆包铜线，因此漆包线的表面遇到酒精并干燥后容易粘接在一起，以保证绕制完成的漆包线不松散。

如图12所示，全自动绕线机还包括人机交互装置a，人机交互装置a与全自动绕线机中所有的装置、机构等信号连接。人机交互装置a了包括人机屏幕a1、操作按键a2、报警灯a3及内部的操作系统，操作按键a2用于输入相关指令，操作系统将相关指令传输给各个装置和机构，人机屏幕用于反馈并或输出绕线机的相关信息。

如图13所示，本实施方式，全自动绕线机的工作流程：

s01：供料

操作人员将工字型电感磁芯倾倒到供料装置2的供料盘中，利用振动器23的高频震动，供料盘21筛选电感磁芯的端面，接着平送轨道22将电感磁芯送到选料装置6中选料盘的定位孔622内。

s02：选料

选料盘电机621带动选料盘62转动，使定位孔622中的电感磁芯位于定位光纤64的下方，此时顶料吸嘴杆63由真空发生器形成负压并将电感磁芯吸住，顶料吸嘴杆63穿过定位孔622并将电感磁芯顶离定位孔622，顶料吸嘴杆63电机带动顶料吸嘴杆63和电感磁芯一起旋转，当定位光纤64识别到电感磁芯上的缺口处的定位标记后，顶料吸嘴杆63停止旋转并下降，电感磁芯重新置于定位孔622内；选料盘转90°将电感磁芯移入上料工位，等待上料。定位电感磁芯的缺口便于后续上料装置3将其安装到夹具111上。

s03：上料

上料装置3由双联气缸32伸缩带动上料吸嘴杆63将缺口定位完成的电感磁芯吸起，并由上料电机33旋转90度，同时第一夹具开夹机构131的卡爪打开夹具111，上料吸嘴杆63将电感磁芯装入到夹具111上，完成上料操作。

s04：绕线

旋转圆盘12转动将装有电感磁芯的夹具座11转入到绕线工位处，使得该夹具座11朝向绕线装置4，进行α方式绕线工序。绕线步骤：

1、开夹线器机构42的纵向伸缩气缸424带动开线夹爪425，先将夹具111上的第一夹线器112打开；

2、操作人员将绕线针嘴411上的漆包线拉到下位工位并将其缠绕到第一夹线器112上；

3、打开第一夹线器112的开线夹爪425退回，第一夹线器112夹紧漆包线线圈；

4、将连接于绕线针嘴411和组合导线轮412之间的漆包线剪断，不再需要绕线机构41继续供应新的漆包线，然后进行绕线动作；

5、支撑平台13上的夹具动力机构133下降，动力齿轮组133b与夹具座齿轮组113啮合；

6、夹具动力机构133带动夹具111上的第一夹线器112逆时针方向旋转，绕线装置4的绕线电机413带动绕线针嘴411顺时针方向旋转，以α方式绕线方式将漆包线缠绕在电感磁芯上。绕线针嘴411的旋转半径小于第一夹线器112的旋转半径，两者在绕线过程中互不干涉；

7、α方式绕线完毕后，第一夹线器112旋转至偏离原先的夹线位置，开夹线器机构42中的另一个开线夹爪425将第二夹线器114打开，绕线针嘴411将漆包线的线尾引入第二夹线器114内；

8、打开第二夹线器114的开线夹爪425退回，第二夹线器114夹紧漆包线的线尾，此时第一夹线器夹114紧漆包线的线头。绕线针嘴411退回原点，夹具动力机构133上升，动力齿轮组133b和夹具座齿轮组113脱离，夹具座定位器卡住夹具座定位块，防止夹具齿轮组113转动。

s05：切线

旋转圆盘12转动将装有已绕好线的电感磁芯的夹具座11转入到剪线头装置81处，绕线工位的第一夹线器112自动夹紧漆包线后，单剪刀811伸向第二夹线器114处，并将第二夹线器114和绕线工位的第一夹线器112之间的漆包线切断。

s06：固定漆包线

旋转圆盘12转动将装有切线完成的电感磁芯的夹具座11转入到烘干装置9处，支撑平台13上的酒精针筒1341的针头斜向下靠近电感磁芯，将少量酒精喷射到电感磁芯的漆包线上，随后酒精针筒1341的针头退回，热风枪92向上靠近电感磁芯，热风枪92的热风把漆包线上的酒精烘干，时间约1秒，此时缠绕的漆包线紧紧地粘接固定在一起，不会松散。完毕后热风枪92退回，完成该工序。

s07：剪线长

旋转圆盘12转动将装有漆包线固定完成的电感磁芯的夹具座11转入到剪线长装置82处，双剪刀821的间距根据所需线长调节，双剪刀821分别移动至电感磁芯上漆包线实际所需长度的线头和线尾处。支撑平台13上的夹废线机构135向下移动，废线夹1352靠近其中一把剪刀外侧的漆包线，剪刀剪断漆包线多余的线长后退回，废线夹1352仍夹住剪断的漆包线，然后废线夹1352通过直线滑轨1351移动到废线桶825的上方，打开废线夹1352，漆包线掉落到废线桶825内；随后废线夹1352移动至另一把剪刀处，处重复上述操作。

由此剪断电感磁芯上线头和线尾处多余的线长，使得电感磁芯的漆包线的长度为实际所需长度。此时，电感磁芯成为绕线成品。

s08：下料

旋转圆盘12转动将装有剪完线长的电感磁芯的夹具座11转动到下料装置5处，下料电机54带动下料吸嘴杆55旋转至夹具111上的电感磁芯处，下料吸嘴杆55吸住电感磁芯的端面，第二夹具开夹机构132起拨动夹具111，夹具111缩回；悬挂板53带动下料吸嘴杆55移动到摆料平台72的上方，然后下料吸嘴杆55旋转90°向将已为绕线成品的电感磁芯放置于摆料平台72上，摆料平台72上的磁性板吸住电感磁芯，下料吸嘴杆55回退等待下一个循环。

s09：摆料

下料吸嘴杆55可通过悬挂板53在摆料平台72的上方横向移动，并摆放电感磁芯；另一方面，摆料平台72本身也可在其纵向方向上相对于摆料滑轨71移动，方便下料吸嘴杆55沿着摆料平台72的纵向摆放已绕线完成的电感磁芯。该绕向成品的摆放方向和数量可由操作人员在人机交互装置a上设定，当摆料平台72摆放数量已达到预设值或预警值时，人机交互装置a提示操作人员更换磁性板。

完成全自动绕线机的工作流程。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。