一种VCM线圈绕线系统的制作方法

本发明涉及机械设备技术领域，特别涉及一种vcm线圈绕线系统。

背景技术：

vcm马达，即音圈马达(voicecoilmotor)，是一种将电能转化为机械能并实现直线或有限摆角的运动，主要应用于小行程、高速、高加速运动，根据运行方式可分为：直线型和摆动型两类。摆动型的vcm马达也叫做振镜电机，在光学镜头应用非常广泛，适合用于手机摄像头等狭小的空间作为镜头调焦的驱动器。振镜电机侧面的线架上绕制线圈，利用来自永久磁钢的磁场与线圈导体通电产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动，因此线圈的绕制对其精度的控制非常重要。

传统的线圈绕制，一是采用手工操作，效率低、精度差，二是采用模具装夹进行机械化生产，但是由于马达体积很小，模具的结构设计相应小型化，装配时难以做到定位精确。为了实现该vcm线圈绕线系统的自动化，因此需要设计能使该绕线机成功自动化绕线的各种功能模块，并使该各种功能模块有机的组装在一起，才能实现自动化。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种有助于实现自动化的vcm线圈绕线系统，以满足上述需求。

一种vcm线圈绕线系统，其用于为vcm线圈骨架绕设线圈。所述vcm线圈绕线系统包括一个机架，一个设置在所述机架上的三维驱动机构，一个设置在所述机架上的起线夹持机构，一个设置在所述机架上的上锡机构，一个设置在所述机架上的绕线机构,一个设置在所述机架上的热风机构,以及一个控制所述三维驱动机构、起线夹持机构、上锡机构、绕线机构、热风机构、以及剪线机构有序工作的控制模块。所述三维驱动机构用于带动导线作三维运动。所述起线夹持机构用于对来自所述三维驱动机构的导线进行夹持以夹持该vcm线圈的起线。所述上锡机构用于对导线的起线端和尾线端进行上锡。所述绕线机构包括一个设置在所述机架上的基座，一个设置在所述基座上的驱动组件，以及一个设置在所述驱动组件上的骨架治具。所述vcm线圈骨架固定在所述骨架治具上。所述驱动组件驱动所述骨架治具旋转以将导线绕设在所述vcm线圈骨架上。所述热风机构包括一个设置在所述机架上的支架，一个设置在所述支架上的滑轨机构，以及一个架设在所述滑轨机构上的热风枪。所述控制模块控制所述三维驱动机构带动导线以使所述起线夹持机构进行夹线。在所述起线夹持机构夹持到导线后所述控制模块控制所述上锡机构为起线夹持机构与三维驱动机构之间的导线上锡。导线上锡后所述控制模块控制所述起线夹持机构与三维驱动机构一起将导线靠近所述vcm线圈骨架并在所述绕线机构旋转的同时将导线缠绕在所述vcm线圈骨架的相应位置。在导线上锡后至导线缠绕完成之前所述控制模块控制所述热风枪一直对准所述vcm线圈骨架的绕线位置吹热风。

进一步地，所述上锡机构包括一个设置在所述机架上的多维驱动机构，一个设置在所述多维驱动机构上的架杆，以及至少一个设置在所述架杆上的上锡炉。

进一步地，所述上锡炉包括一个设置在所述架杆上的底座，一个与该底座间隔设置的加热炉，以及一个设置在所述底座上的拨锡杆。

进一步地，所述加热炉包括一个本体，以及一个开设在所述本体上的熔锡槽，所述熔锡槽包括一个沾锡面，一个设置在所述沾锡面的侧面的让位面，以及一个与该沾锡面间隔设置的刮锡面。

进一步地，所述导线的过锡方向垂直于所述沾锡面与所述刮锡面的排列方向，所述拨锡杆设置在所述让位面与沾锡面的排列方向上且所述让位面位于所述拨锡杆与沾锡面之间。

进一步地，所述绕线机构包括一个基座，所述驱动组件设置在所述基座上，所述驱动组件包括一个设置在所述基座上的主轴机构，一个设置在所述基座上并与所述主轴机构间隔设置的副轴机构，一个设置在所述基座并同时驱动所述主轴机构与副轴机构旋转的驱动装置，以及一个驱动所述副轴机构朝远离或靠近所述主轴机构的往复驱动机构，所述往复驱动机构驱动所述副轴机构与所述主轴机构对接以夹紧所述vcm线圈骨架。

进一步地，所述驱动装置包括一个穿设在所述基座中的驱动轴，以及两个分别设置在所述驱动轴两端的驱动齿轮，两个所述驱动齿轮分别所述主轴机构和副轴机构相连接以同时驱动所述主轴机构与副轴机构旋转。

进一步地，所述往复驱动机构包括一个支架组件，一个活动设置在所述支架组件上的螺杆，一个与该螺杆螺接的驱动板，所述驱动板与所述副轴机构固定连接，所述副轴机构包括一个副轴，以及一个穿设在所述副轴上的副随动齿轮，所述副轴沿其轴向设置有多条凹槽，所述副随动齿轮设置有与所述多条凹槽相耦合的凸条，所述副随动齿轮在轴向上相对于所述支架组件固定设置。

进一步地，所述绕线机构还包括一个设置在所述主轴机构上的主轴定位机构和一个设置在所述副轴机构上的副轴定位机构，所述主轴定位机构与所述副轴定位机构具有相同的结构并包括一个固定座，一个设置在所述固定座中的定位槽，以及一个分别设置在所述主轴机构和副轴机构上的定位齿，所述定位齿为锥形结构，所述定位槽具有一个与所述锥形结构相配合的v形槽。

进一步地，所述绕线机构还包括一个驱动所述骨架治具旋转180度的绕线换位机构，所述绕线换位机构包括一个设置在所述支架上的驱动器，一个设置在所述驱动器上的支杆，以及至少一个设置在所述支杆上的旋转机构，所述旋转机构包括一个设置在所述支杆上的支座，一个固定设置在所述支座上的旋转装置，以及一个由所述旋转装置驱动的换位柄。

与现有技术相比，本发明提供的vcm线圈绕线系统首先通过所述三维驱动机构将导线的起线让所述起线夹持机构夹持，然后通过所述控制模块的控制所述起线夹持机构与所述三维驱动机构将导线移至所述上锡机构上，由所述上锡机构对该导线的起线位置进行上锡。在上锡后由所述绕线机构对夹设在骨架治具上的vcm线圈骨架进行绕线，在绕线的同时一直让所述热风机构对所述绕设的线圈进行吹热风，以使导线软化而紧紧并拢在一起。在完成绕设后最后所述剪线机构在所述控制模块的控制下对该vcm线圈的起线与尾线进行剪断，从而完成该vcm线圈的绕设。本发明在所述控制模块的控制下，可以自动地完成所述vcm线圈的全流程绕线。

附图说明

图1为本发明提供的一种vcm线圈绕线系统的结构示意图。

图2为图1的vcm线圈绕线系统的部分功能模块的结构示意图。

图3为图1的vcm线圈绕线系统所具有的三维驱动机构的结构示意图。

图4为图1的vcm线圈绕线系统所具有的起线夹持机构的结构示意图。

图5为图1的vcm线圈绕线系统所具有的上锡机构的结构示意图。

图6为图5的上锡机构所具有的上锡炉的结构示意图。

图7为图1的vcm线圈绕线系统所具有的绕线机构的结构示意图。

图8为图1的vcm线圈绕线系统所具有的绕线机构的另一个角度的结构示意图。

图9为图7的绕线机构所具有的绕线换位机构的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。

如图1至图9所示，其为本发明提供的vcm线圈绕线系统的结构示意图。所述vcm线圈绕线系统包括一个机架10，至少一个设置在所述机架10上的线筒20，至少一个架设在所述机架10上的张力器30，一个设置在所述机架10上的三维驱动机构40，一个设置在所述机架10上的起线夹持机构50，一个设置在所述机架10上的上锡机构60，一个设置在所述机架10上的绕线机构70,一个设置在所述机架10上的热风机构80,以及一个控制所述三维驱动机构40、起线夹持机构50、上锡机构60、绕线机构70及热风机构80有序工作的控制模块90。可以想到的是，所述vcm线圈绕线系统还包括其他的一些功能模块，如将上述各功能模块组装在一起的组装组件，电气连接组件等等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。

所述机架10用于承载上述的各个功能模块，其结构与形状可以根据实际的需要设计，在此不再赘述。

所述线筒20用于收纳用于绕设的导线，其为筒状，并可以在所述机架10上旋转，从而将其收容的导线送出。

所述张力器30本身为一种现有技术，其用于为所输出的导线提供一定的张紧力，以可以紧紧地缠绕在所述vcm线圈骨架上。所述vcm线圈骨架为一种现有技术，其在两侧具有突起用于缠绕导线。

所述三维驱动机构40包括一个x轴滑动机构41，一个架设在所述x轴滑动机构41上的y轴滑动机构42，一个设置在所述y轴滑动机构42上的z轴滑动机构43，以及至少一个设置在所述z轴滑动机构43上的出线导针44。所述x轴滑动机构41，y轴滑动机构42，以及z轴滑动机构43具有基本相同的结构，即都包括有驱动电机，导轨，以及基架等等，在此不再赘述。所述出线导针44设置在所述z轴滑动机构43的一端，用于穿设导线，并让导线可以顺利地穿出。

所述起线夹持机构50包括一个设置在所述机架10上的二维驱动组件51，一个设置在所述二维驱动组件51上的架设杆52，以及至少一个设置在所述架设杆52上的夹持机构53。所述二维驱动组件51包括两个驱动方向相互垂直的直线气缸。所述直线气缸应当为现有技术，其在气动的作用下作直线运动。所述架设杆52设置在两个所述直线气缸中的一个上，从而可以在该二维驱动组件51的驱动下前后左右运动。所述架设杆52的长度可以根据实际的需要设置。所述夹持机构53包括一个设置在所述架设杆52上的基板531，一个旋转活动设置在所述基板531上的旋转板532，一个固定设置在所述旋转板532上并用于驱动所述旋转板532旋转的旋转气缸533，以及一个设置在所述旋转板532上的夹持爪534。所述基板531与旋转板532的设置位置可以根据实际的需要进行设置。所述基板531设置在所述架设杆52上是固定不动。所述旋转板532与所述旋转气缸533分别设置在所述基板531的两侧，且所述旋转气缸533固定在所述基板531上。而所述旋转板532由所述旋转气缸533的输出端控制旋转。所述夹持爪534包括设置在所述旋转板532上的气缸以及由该气缸驱动的夹爪。所述气缸驱动所述夹爪开启或闭合从而放开或夹持导线。在所述夹爪夹持导线时，可以在所述控制模块90的控制下与所述三维驱动机构40一起进行上锡与绕线动作。而在所述夹爪放开对导线的夹持时，可以将所夹持的导线丢入废料筒中。

所述上锡机构60包括一个设置在所述机架10上的多维驱动机构61，一个设置在所述多维驱动机构61上的架杆62，以及至少一个设置在所述架杆61上的上锡炉63。所述多维驱动机构61可以为二维驱动或三维驱动，在本实施例中，所述多维驱动机构61为三维驱动，并包括三个相互垂直设置以实现在x、y、z三个方向上的运动。为完成该任务，所述多维驱动机构61具有三个直线电机，该三个直线电机相互垂直设置。所述架杆62设置在所述多维驱动机构61，其形状及结构可以根据实际需要设定。所述上锡炉63包括一个设置在所述架杆62上的底座631，一个与该底座631间隔设置的加热炉632，以及一个设置在所述底座631上的拨锡杆633。所述底座631固定设置在所述架杆62上。所述加热炉632与所述底座631间隔设置以避免所述加热炉632的热量被传导出去。所述加热炉632包括一个本体634，以及一个开设在所述本体634上的熔锡槽635。可以想到的是，所述加热炉632还包括一个加热装置，其用于加热熔化所述熔锡槽635中的焊锡。所述熔锡槽635包括一个沾锡面6351，一个设置在所述沾锡面6351的侧面的让位面6352，以及一个与该沾锡面6351间隔设置的刮锡面6353。所述导线的过锡方向垂直于所述沾锡面6351与所述刮锡面6353的排列方向。所述沾锡面6351与所述刮锡面6353间隔设置，从而形成一个台阶。当所述熔锡槽635的焊锡熔化后，其会在表面张力的作用下在所述沾锡面6351上形成一个弧形，当所述导线穿过该弧形时便可以让熔化的焊锡粘附在所述导线上，同时还不会让该导线接触到该沾锡面6351的侧壁上。为了保证导线不会接触到该沾锡面6351的侧壁，该沾锡面6351的一侧还设置有一个让位面6352。该让位面6352为一个斜面。所述刮锡面6353用于在为焊接熔化后，使用工具刮去焊锡上的氧化层。该所述拨锡杆633设置在所述让位面6352与沾锡面6351的排列方向上且所述让位面6352位于所述拨锡杆633与沾锡面6351之间。所述拨锡杆633用于拨动沾焊锡的导线，其包括一个压接所述导线的直线段6331与一个用于脱离与所述直线段6331接触的弧形段6331。所述直线段6331与所述沾锡面6351间隔设置，从而使得所述导线位于该沾锡面6351与直线段6331之间。具体地，首先所述导线穿过沾锡面6351的锡面，但不可避免会沾到氧化层，因此该导线被所述多维驱动机构40的出线导针44与起线夹持机构63抬起并抵接该直线段6331，直到所述导线在该直线段6331的抵压下变形，然后当所述直线段6331在多维驱动机构61的带动下脱离与所述导线的抵接，所述导线会在回复其原形即直线形的过程中会发生振动，从而会使沾附的氧化层被弹出而掉落，达到去除氧化层的目的。所述多维驱动机构61在所述控制模块90的控制下驱动所述上锡炉63为导线的起线端进行上锡。可以想到的是，可以使用同样的方式为导线的尾线端进行上锡。正是由于所述上锡机构60的设计，达到了上锡的自动化，使得所述vcm线圈绕线机自动地完成整个vcm线圈成为可能。

所述绕线机构70包括一个设置在所述机架10上的基座71，一个设置在所述基座71上的驱动组件72，一个设置在所述驱动组件72上的骨架治具73，一个设置在所述驱动组件72上的主轴定位机构74，一个设置在所述驱动组件72上的副轴定位机构75，以及一个驱动所述骨架治具旋转180度的绕线换位机构76。所述基座71固定设置在所述机架10，其上可以设置多个安装孔。多个该安装孔分别用于安装所述驱动组件72的多个零部件。可以想到的，多个安装孔应当具有很高的同轴度，以便于所述驱动组件72可以正常工作。所述驱动组件72包括一个设置在所述基座71上的主轴机构721，一个设置在所述基座71上并与所述主轴机构721间隔设置的副轴机构722，一个设置在所述基座71并同时驱动所述主轴机构721与副轴机构722旋转的驱动装置723，以及一个驱动所述副轴机构722朝远离或靠近所述主轴机构721的往复驱动机构724。所述主轴机构721包括一根主轴7211，以及一个设置在所述基座71上的主轴承组件7212。所述主轴7211用于设置所述骨架治具73的一部分并在所述驱动装置73的驱动下旋转，从而将导线绕设在固定在骨架治具73上的vcm线圈骨架上。所述轴承组件7212包括套筒，轴承，夹板，固定环等，其为现有技术，在此不再赘述。所述副轴机构722包括一根副轴7221，一个设置在所述基座71上的副轴承组件7222，以及一个穿设在所述副轴7221上的副随动齿轮7223。所述副轴7221用于固定设置在所述骨架治具73的另一部分并在所述驱动装置73的驱动下旋转。所述副轴7221沿其轴向设置有多条凹槽7224，所述副随动齿轮7223设置有与所述多条凹槽7224相耦合的凸条7225。从而当所述副随动齿轮7223旋转时可以驱动所述副轴7221旋转。所述副轴承组件7221也包括有套筒，轴承夹板，固定环等，其为现有技术，在此不再赘述。所述主、副轴承组件7212、7221之间的区别在于所述副轴承组件7221包括一个滑动套筒7226。所述滑动套筒7226设置在所述套筒与轴承夹板之间，并与固定环等相固定，从而当滑动套筒7226前后活动时，可以带动所述副轴7221前后活动。所述驱动装置723包括一个穿设在所述基座71中的驱动轴7231，以及两个分别设置在所述驱动轴7231两端的驱动齿轮7232。两个所述驱动齿轮7232分别所述主轴机构721和副轴机构722相连接以同时驱动所述主轴机构721与副轴机构722旋转。所述驱动齿轮7232中的一个通过皮带与所述主轴机构721的齿轮连接，从而驱动所述主轴7211旋转。所述驱动齿轮7232中的另一个驱动通过皮带与所述副轴机构722的副随动齿轮7223连接，从而驱动所述副轴7221旋转。通过所述驱动装置723可以驱动所述主、副轴7211、7221同时且同方向旋转，从而可以将导线绕设在所述vcm线圈骨架上。所述往复驱动机构724包括一个设置在所述基座71上的支架组件7241，一个活动设置在所述支架组件7241上的螺杆7242，一个与该螺杆7242螺接的驱动板7243。所述支架组件7241可以包括如安装板，安装导柱等等，其为现有技术，在此不再详细说明。所述螺杆7242通过轴承等滑动组件设置在所述支架组件7241上，从而可以在一个电机的驱动下旋转。所述驱动板7243与所述螺杆7242相螺接，从而当所述螺杆7242旋转时可以驱动所述驱动板7243旋转。所述驱动板7243与所述滑动套筒7226相固定连接，从而当所述驱动板7243前后运动时，可以驱动所述滑动套筒7226前后运动，进而驱动所述副轴7221前后运动。所述副随动齿轮7223在轴向上相对于所述支架组件7241固定设置，具体地，所述副随动齿轮7223通过一个滑动轴承组件固定设置在所述支架组件7241的安装板上，其仅可旋转，但不可沿其轴向运动。通过上述的结构设置使得设置在所述副轴7221上的骨架治具73的一部分与所述设置在所述主轴7211上的骨架治具73的另一部分可以实现合拢与分开的目的，从而可以合拢时进行绕线，而在分开时可以取料或上料，进而有助于实现自动化绕线。

所述骨架治具73用于夹设vcm线圈骨架以利于绕线。由于导线绕设在所述vcm线圈骨架的侧面，因此需要两个治具对其进行抵顶以进行绕线。在本实施例中，所述骨架治具73包括一个设置在所述主轴7211上的主治具731，以及一个设置在所述副轴7221上的副治具732。

所述主轴定位机构74与副轴定位机构75具有相同的结构，其用于将所述主轴7211与副轴7221定位在相同角度或位置，以便于所述主治具731与副治具732之间的抵顶可以保持其一致性，避免错位。所述主轴定位机构74及副轴定位机构75包括一个固定设置的固定座741，一个设置在所述固定座741中的定位槽742，以及一个分别设置在所述主轴机构721和副轴机构722上的定位齿743。所述固定座741可以设置在所述基座71上，也可以设置在所述驱动板7243上。所述定位槽742设置在所述固定座741中，并具有一个v形槽。可以想到的是，所述定位槽742由一个气缸驱动作往复运动以实现与所述定位齿743之间的相耦合或相分离。所述定位齿743具有一个与所定位槽742相配合的v形齿。当所述主、副轴7211、7221固定时，如取、上料时，所述主、副轴定位机构74、75固定所述主、副轴721、722之间的相对位置，以避免所述主、副治具731、732相互错位而不能正确抵顶。

所述绕线换位机构76包括一个设置在所述支架10上的驱动器761，一个设置在所述驱动器761上的支杆762，以及至少一个设置在所述支杆761上的旋转机构763。所述驱动器761可以为一个气缸，其驱动所述支杆762上下运动，与实现使所述旋转机构763与主治具731的啮合与分开。所述旋转机构763包括一个设置在所述支杆761上的支座764，一个固定设置在所述支座764上的旋转装置765，以及一个由所述旋转装置765驱动的换位柄766。所述旋转旋转765可以为一个旋转气缸，其旋转所述换位柄766作180度的旋转，从而驱动所述主治具731作180度的旋转，进而可以实现所述vcm线圈骨架的另一侧的线圈绕设，从而可以实现绕线的自动化。

所述热风机构80包括一个设置在所述机架10上的支架81，一个设置在所述支架81上的滑轨机构82，以及一个架设在所述滑轨机构82上的热风枪83。所述支架81用于支撑所述滑轨机构82,所述支架81的轴向与所述驱动组件72的轴向之间的夹角为锐角,以使得所述热风枪83可以插入所述驱动组件72之间。所述滑轨机构82为现有技术，其驱动所述热风枪83去将热风吹向骨架治具82上的vcm线圈上。

所述控制模块90与所述三维驱动机构40、起线夹持机构50、上锡机构60、绕线机构70，以及热风机构80电性连接，以给上述的各个模块控制信号，以实现自动化绕线。

当完成绕线后，由于对于vcm线圈骨架中的导线通常很细，在绕线完成后，所述起线夹持机构50与vcm线圈之间的导线由出线导针44抵顶即可以扯断该起线夹持机构50与vcm线圈之间的导线，同时对于所绕好的vcm线圈，在拿取绕好的所述线圈时也只需要人工用力一扯即可将导线扯断，从而完成该vcm线圈的绕线。

所述vcm线圈绕线系统还包括一个设置在所述机架10上的废料回收筒11，在所述起线夹持机构50上的导线被扯断后，所述夹持机构53在所述控制模块90的控制下将所夹持的导线投入所述废料回收筒11中。

与现有技术相比，本发明提供的vcm线圈绕线系统首先通过所述三维驱动机构40将导线的起线让所述起线夹持机构50夹持，然后通过所述控制模块90的控制所述起线夹持机构50与所述三维驱动机构40将导线移至所述上锡机构60上，由所述上锡机构60对该导线的起线位置进行上锡。在上锡后由所述绕线机构70对夹设在骨架治具73上的vcm线圈骨架进行绕线，在绕线的同时一直让所述热风机构80对所述绕设的线圈进行吹热风，以使导线软化而紧紧并拢在一起。在完成绕设后最后所述剪线机构在所述控制模块的控制下对该vcm线圈的起线与尾线进行剪断，从而完成该vcm线圈的绕设。本发明在所述控制模块的控制下，可以自动地完成所述vcm线圈的全流程绕线。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。