一種換盤細線收線的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種換盤細線收線機，其特征在于：所述的收線機由12-48個自動換盤收線器構(gòu)成，每個自動換盤收線器由一組收線裝置、與收線裝置相連的擋線和拉線裝置、捕線裝置以及排線引線裝置構(gòu)成。使用時，收線裝置將成品線材纏繞收卷在線盤上；排線引線裝置負責(zé)正常收線時的來回排線，使線在盤具上整齊排列，同時排線引線裝置在換盤過程種還起到將線引向空線盤的作用；擋線和拉線裝置在換盤時將線拉向捕線位置，由捕線裝置將線纏繞到空的線盤上，實現(xiàn)自動換盤。該設(shè)備選用柔性力矩電機做為收線電機，使收線過程從空盤到滿盤時張力都很平穩(wěn)，不需人為經(jīng)常調(diào)節(jié)，節(jié)省人力。
【專利說明】一種換盤細線收線機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及漆包線生產(chǎn)的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種智能型柔性自動換盤細線收線機。

【背景技術(shù)】
[0002]漆包線的生產(chǎn)是一個連續(xù)的過程，當(dāng)一個收線盤具收滿線后，需要不停機更換到空的盤具；長久以來這種操作都是由操作人員用手工拉線實現(xiàn)的；隨著漆包線工藝和烘焙技術(shù)的改進，漆包線的生產(chǎn)速度越來越快，這增加了操作人員手工換盤的勞動強度，且生產(chǎn)速度越高手工換盤的成功率也越低，給生產(chǎn)造成了大量的浪費。為了實現(xiàn)高速下的換盤操作，目前有兩種實現(xiàn)形式。第一種是使用原來的翻盤式收線機，在空線盤的底部先粘上雙面膠，換盤時讓空盤先旋轉(zhuǎn)起來，然后操作人員用挑線輪將線挑到雙面膠上，利用膠的粘力將線切換到空的線盤上。這種換盤方式設(shè)備簡單成本低，但每盤線的底部都會粘上一層線，無法使用，造成極大的浪費，很多客戶無法接受；同時線盤回收利用時清理下的雙面膠也會污染環(huán)境。第二種換盤方式較先進，是使用雙變頻分別控制兩個收線工位，利用擺桿機構(gòu)反饋和控制線的張力；換盤時利用變頻器控制空盤的轉(zhuǎn)速，使空盤線速度與走線速度相等，然后利用引線裝置，將線切換到空盤上。該換盤方式已經(jīng)實現(xiàn)自動化，操作人員的勞動強度輕；但設(shè)備需要反饋系統(tǒng)和變頻器，設(shè)備裝置多、機構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備占地大，成本高，不利于推廣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種改進的換盤細線收線機，它可克服現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)不合理造成浪費或者機構(gòu)復(fù)雜、占地大，成本高，不利于推廣的一些不足。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:一種換盤細線收線機，所述的收線機設(shè)有機架，其特征在于:所述的收線機由12-48個自動換盤收線器構(gòu)成，每個自動換盤收線器由一組收線裝置、與收線裝置相連的擋線和拉線裝置、捕線裝置以及排線引線裝置構(gòu)成；每一組收線裝置由兩個并列的左、右收線盤構(gòu)成，左、右收線盤之間設(shè)有擋線和拉線裝置，左、右收線盤上分別設(shè)有一捕線裝置，所述的排線引線裝置設(shè)置在收線裝置的上方；所述的一組收線裝置固定于機架上，機架的一側(cè)固定有長軸力矩電機，機架的另一側(cè)設(shè)有左、右收線盤，左、右收線盤與機架之間通過左、右捕線鋁盤相連，左、右收線盤與左、右捕線鋁盤和長軸力矩電機之間通過設(shè)在左、右收線盤端部的鎖緊螺母固定連接，左、右捕線鋁盤上分社有一捕線夾，長軸力矩電機的一端設(shè)有測速裝置。
[0005]使用時，收線裝置將成品線材纏繞收卷在線盤上；排線引線裝置負責(zé)正常收線時的來回排線，使線在盤具上整齊排列，同時排線引線裝置在換盤過程種還起到將線引向空線盤的作用；擋線和拉線裝置在換盤時將線拉向捕線位置，由捕線裝置將線纏繞到空的線盤上，實現(xiàn)自動換盤。
[0006]該設(shè)備選用柔性力矩電機做為收線電機，使收線過程從空盤到滿盤時張力都很平穩(wěn)，不需人為經(jīng)常調(diào)節(jié)，節(jié)省人力。同時由于力矩電機具有收卷力矩自動調(diào)整功能，所以設(shè)備不需使用張力反饋裝置，使設(shè)備簡單，節(jié)約了設(shè)備制造成本。且柔性力矩電機的使用也為自動換盤提供了可靠的保障。獨立的排線系統(tǒng)，使設(shè)備24個頭可以同時使用不同尺寸的盤具收線，靈活性強，能滿足客戶多樣性要求；特殊換盤裝置的使用，使兩個收線工位可以緊湊安裝，減少了設(shè)備空間尺寸。引線、拉線、捕線裝置的智能化配合，實現(xiàn)了自動換盤的整個過程，盤具底部不需要使用雙面膠，既節(jié)約了成本又有利于環(huán)保；智能化自動換盤的實現(xiàn)也減少了公司對熟練操作人員的依賴，使新員工可以很快掌握設(shè)備的操作技能，提高了公司的生產(chǎn)效率；智能化自動換盤同時也減少了操作人員的勞動強度，使員工真正感受到了工作的快樂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0009]圖3為本實用新型自動換盤收線器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4為本實用新型自動換盤收線器的使用狀態(tài)示意圖。
[0011]圖5為本實用新型收線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖6為本實用新型排線牽引裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖7為本實用新型擋線和拉線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖8為本實用新型大擋線和拉線裝置中氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
:
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0016]各附圖的標(biāo)號表示如下:
[0017]I左收線盤、2捕線裝置、3擋線和拉線裝置、4右收線盤、5排線引線裝置、6測速裝置、7擋線桿、8拉線桿、9鎖緊螺母、10長軸力矩電機、11機架、12右捕線鋁盤、13捕線夾、14排線電機、15換盤電機、16聯(lián)軸、17絲桿、18排線架、19調(diào)節(jié)觸發(fā)塊、20排線輪軸、21同步輪帶、22同步帶、23氣缸、24杠桿、25第一導(dǎo)套、26第二導(dǎo)套。
[0018]本實用新型所述的一種換盤細線收線機，收線機設(shè)有機架，其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于:所述的收線機由12-48個自動換盤收線器構(gòu)成，每個自動換盤收線器由一組收線裝置、與收線裝置相連的擋線和拉線裝置、捕線裝置以及排線引線裝置構(gòu)成。每一組收線裝置由兩個并列的左、右收線盤構(gòu)成，左、右收線盤之間設(shè)有擋線和拉線裝置，左、右收線盤上分別設(shè)有一捕線裝置，所述的排線引線裝置設(shè)置在收線裝置的上方。
[0019]所述的一組收線裝置固定于機架上，機架的一側(cè)固定有長軸力矩電機，機架的另一側(cè)設(shè)有左、右收線盤，左、右收線盤與機架之間通過左、右捕線鋁盤相連，左、右收線盤與左、右捕線鋁盤和長軸力矩電機之間通過設(shè)在左、右收線盤端部的鎖緊螺母固定連接，左、右捕線鋁盤上分社有一捕線夾，長軸力矩電機的一端設(shè)有測速裝置。排線引線裝置包括排線電機和換盤電機，排線電機的輸出端連接有一絲桿，所述的絲桿與一排線架相連，排線架上設(shè)有調(diào)節(jié)觸發(fā)塊和排線輪軸，絲桿與排線電機之間通過聯(lián)軸相連；換盤電機的輸出端與一同步輪帶相連，同步輪帶與一同步帶相連。
[0020]所述的擋線和拉線裝置包括氣缸以及兩根擋線桿，兩根擋線桿之間設(shè)有一拉線桿，兩根擋線桿分別套設(shè)于第一、第二導(dǎo)套內(nèi)，第一、第二導(dǎo)套與氣缸之間通過杠桿相連。所述的兩根擋線桿與杠桿之間為可擺動連接，擋線桿的行程為15-25_，拉線桿的行程為70-90mm.
[0021]實施中，據(jù)需要的收線盤具尺寸設(shè)計收線機的大小，同時確定排線引線的左右極限位置。為了節(jié)約成本、簡化設(shè)備，收線設(shè)計使用力矩電機，使用接觸式調(diào)壓器調(diào)節(jié)電機的工作力矩；使用雙工位收線實現(xiàn)自動換盤功能，具體參見圖4，成品線通過排線導(dǎo)輪后繞到收線線盤上，收線線盤直接裝在力矩電機軸上和電機軸一起旋轉(zhuǎn)收線；排線輪由排線電機通過絲桿實現(xiàn)前后運動進行排線；右收線盤正常收線時，排線輪停在位置C上；先在左收線位置裝上空線盤，當(dāng)右收線盤收滿需要換盤時，空線盤開始旋轉(zhuǎn)，排線輪由引線電機牽引到A位置，擋桿升起，拉線桿將線向內(nèi)拉，使得和線盤一起旋轉(zhuǎn)的捕線夾能捕捉到線，將線繞到空線盤上；最后滿盤停止，排線輪移動到位置B，左收線盤正常工作；換盤動作結(jié)束。
[0022]如圖5所示，長軸力矩電機通過其法蘭固定在機架上，捕線鋁盤用止動螺絲固定在電機轉(zhuǎn)軸上，捕線夾安裝在捕線鋁盤上與鋁盤一起轉(zhuǎn)動；收線線盤通過鎖緊螺母壓緊固定在捕線鋁盤和收線電機軸上，由電機帶動旋轉(zhuǎn)進行收線。標(biāo)號6為測速裝置，用于測量電機的轉(zhuǎn)速；該收線機沒有過渡傳動裝置，機構(gòu)簡單工作可靠，很大的節(jié)約了設(shè)備制作和使用維護成本。
[0023]在正常從空盤到滿盤的收線過程中，隨著線盤上線的增多，收線盤上的收線直徑逐漸增大，而漆包線在生產(chǎn)的過程中線速度是不變的，所以收線盤的轉(zhuǎn)速必須隨著收線容量的增加而逐漸減小，以保證收線的線速度是恒定的。同時為了保證收線過程中漆包線的拉力始終一致，電機的轉(zhuǎn)矩需要隨著收線盤直徑的增大而增加。
[0024]力矩電機是一種具有軟機械特性和寬調(diào)速范圍的特種電機。這種電機的軸不是以恒功率輸出動力而是以恒力矩輸出動力。當(dāng)負載增加時，電動機的轉(zhuǎn)速能自動的隨之降低，而輸出力矩增加，保持與負載平衡。所以理論上力矩電機可以用于細線收線機的收卷驅(qū)動，但由于細線生產(chǎn)對張力的要求較高，必須對力矩電機進行設(shè)計選型，使電機在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)力矩變化柔和且在要求的范圍內(nèi)。即需要選擇一種柔性的力矩電機用于收線。
[0025]設(shè)計取漆包線收線盤具范圍為PL - 8、PT10、PT15，即最小空盤直徑Dmin = 100mm,最大滿盤直徑Dniax = 190mm;生產(chǎn)速度為280?330m/min ;生產(chǎn)線規(guī)范圍:Φ0.05?Φ0.09mm ;實測漆包線有漆膜時的屈服極限σ 0 2 = 163MPa，則:
[0026]電機轉(zhuǎn)速:
[0027]nmin = Vmin/ (Dmax* η ) = 280/ (0.19*3.14) = 469.3rpm
[0028]nmax = Vmax/ (Dmin* η ) = 330/ (0.11*3.14) = 1019.1rpm
[0029]收線張力:
[0030]Fmin = 50% *σ 0 2*Amin = 0.5*163*(0.052*3.14/4) = 0.1599N
[0031]Fmax = 50% * σ 0 2*Α.= 0.5*163* (0.092*3.14/4) = 0.5182Ν
[0032]對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的力矩:
[0033]φ 0.05 線規(guī):η = 469.3 ?1019.lrpm, M = 0.0088 ?0.0152N.m
[0034]φ 0.09 線規(guī):η = 469.3 ?1019.lrpm, M = 0.0285 ?0.0492N.m
[0035]設(shè)計時使電機工作力矩在最大力矩的0.2?0.8倍范圍內(nèi)，工作速度在0.3?0.7的同步轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)。為此選擇4及電機，同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)每分鐘?？紤]電機軸承的摩擦阻力，選擇電機的最大力矩為0.08N.m
[0036]根據(jù)轉(zhuǎn)速及力矩的變化范圍和變化關(guān)系可知，在電機的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)要求電機的輸出力矩要求接近線性關(guān)系，為此需要選擇轉(zhuǎn)子阻抗大而轉(zhuǎn)動慣量小的柔性力矩電機。
[0037]如圖6所示，該機構(gòu)實現(xiàn)正常收線時的前后排線移動和換盤時的左右引線移動兩個動作；排線電機通過聯(lián)軸和絲桿，帶動排線架和排線輪做直線運動，排線電機正轉(zhuǎn)時排線輪往前走，排線電機反轉(zhuǎn)時排線輪向后移動，實現(xiàn)排線動作；排線的寬度可以通過調(diào)節(jié)觸發(fā)塊的位置來實現(xiàn)，排線輪軸可以旋轉(zhuǎn)微調(diào)排線的前后換向位置。換盤電機通過同步帶輪和同步帶帶動整個排線機構(gòu)左右移動；排線的換向位置以及引線的各個位置均采用無接觸式的電感式接近開關(guān)進行定位。
[0038]排線節(jié)距設(shè)計取8?10倍的收線線規(guī)直徑，收線線規(guī)范圍為:Φ0.05?Φ0.09mm ;則排線移動速度為:
[0039]Vmin = Kmin*dmin*nmin = 8*0.05*469 = 187.6mm/mi η
[0040]Vmax = Kmax*dmax*nmax = 10*0.09*1019 = 917.lmm/min
[0041]設(shè)計取排線絲桿的節(jié)距為5mm，則排線電機的輸出轉(zhuǎn)速范圍為:37.5?183.4轉(zhuǎn)每分鐘。
[0042]由于排線載荷很小，所以選擇可調(diào)速的微特減速電機，功率為90W，減速比為1:8。
[0043]為了減小換盤引線時引起收線張力的劇烈變化，設(shè)計取引線的速度為20mm每秒；選用XL型同步帶，同步帶輪的直徑為Φ 30mm,貝U同步帶輪的轉(zhuǎn)速為:
[0044]n = V/ (D* π ) = 20*60/ (30*3.14) = 12.74rpm
[0045]引線電機選用普通的同步低速電機，同步轉(zhuǎn)速為600rpm，功率為50W，為了降低帶輪的轉(zhuǎn)速，電機輸端出配1:50減速比的減速器。引線實際速度為:
[0046]V = n* (D* π ) /60 = 600/50*30*3.14/60 = 18.84mm/s
[0047]引線速度小于20_每秒，滿足了設(shè)計要求。
[0048]由于使用調(diào)節(jié)觸發(fā)塊和排線輪位置的形式調(diào)整排線長度和位置，同時使用了簡單的微特調(diào)速電機和低速同步電機，使排線和引線的控制簡單化，且易于操作；不僅節(jié)約了控制成本也提高了設(shè)備的易維護性。
[0049]如圖7、8所示，擋線和拉線裝置的功能是當(dāng)引線到達換盤位置后，將線拉向空盤的捕線夾，同時把滿盤的捕線夾擋住，使線進入空盤位置而不被滿盤捕線夾帶走。擋線機構(gòu)設(shè)計如以上左圖所示，擋線桿可以在第一、第二導(dǎo)套內(nèi)滑動，杠桿可以繞固定鉸鏈C擺動；當(dāng)左盤收線滿盤時，需要把線繞到右邊的空盤上，安裝在機架上的氣缸縮回，拉動擋線桿向前推，使擋線桿高度大于左收線盤的捕線夾高度；同時擋線桿被拉向后，使擋線桿的高度低于右收線盤的捕線夾高度；此時拉線桿向后拉線，則線能被右收線盤捕線夾捕獲，但不會碰到左收線盤的捕線夾。當(dāng)需要由右邊向左邊換盤時，擋線氣缸向前推，所有動作剛好相反。根據(jù)收線捕線鋁盤的厚度以及捕線夾的高度，設(shè)計擋線桿的行程為20_，氣缸的進氣管安裝獨立的進氣節(jié)流閥，用于調(diào)節(jié)擋線桿移動的速度，防止擋線機構(gòu)移動速度太快而出現(xiàn)損壞。
[0050]拉線桿機構(gòu)如以上右圖，拉線桿的拉線行程為80mm，拉線桿直接安裝在氣缸的活塞桿上，與氣缸活塞桿一起前后運動，實現(xiàn)拉線動作，為了使線能被捕獲，防止線擦到鋁盤和擋線桿后磨斷，拉線桿必須以較高的速度向內(nèi)拉線。
[0051]捕線裝置由安裝在收線電機軸上的捕線鋁盤以及鋁盤上的捕線夾構(gòu)成，鋁盤與收線電機一起轉(zhuǎn)動，使捕線夾具備捕線的動力；在設(shè)計時為了使捕線夾不影響正常排線，把鋁盤的邊緣設(shè)計成有一定斜度，使捕線夾的高度低于線盤的邊緣；同時鋁盤邊緣有一定的寬度，使線易于進入捕線夾。捕線夾使用65Mn材料的鋼絲制作，使捕線夾具有足夠的彈力，既能壓緊進入的細線，又易于清理；且多次使用后也不會變形。
[0052]整個收線頭由24個獨立的自動換盤收線系統(tǒng)組成，適用于國內(nèi)普遍使用的多頭漆包機。每個收線系統(tǒng)由收線裝置、排線引線裝置、擋線和拉線裝置、捕線裝置共四部分組成。收線裝置將成品線材纏繞收卷在線盤上；排線引線裝置負責(zé)正常收線時的來回排線，使線在盤具上整齊排列，同時排線引線裝置在換盤過程種還起到將線引向空線盤的作用；拉線裝置在換盤時將線拉向捕線位置，由捕線裝置將線纏繞到空的線盤上，實現(xiàn)自動換盤。
[0053]該設(shè)備選用柔性力矩電機做為收線電機，使收線過程從空盤到滿盤時張力都很平穩(wěn)，不需人為經(jīng)常調(diào)節(jié)，節(jié)省人力。同時由于力矩電機具有收卷力矩自動調(diào)整功能，所以設(shè)備不需使用張力反饋裝置，使設(shè)備簡單，節(jié)約了設(shè)備制造成本。且柔性力矩電機的使用也為自動換盤提供了可靠的保障。獨立的排線系統(tǒng)，使設(shè)備24個頭可以同時使用不同尺寸的盤具收線，靈活性強，能滿足客戶多樣性要求；特殊換盤裝置的使用，使兩個收線工位可以緊湊安裝，減少了設(shè)備空間尺寸。引線、拉線、捕線裝置的智能化配合，實現(xiàn)了自動換盤的整個過程，盤具底部不需要使用雙面膠，既節(jié)約了成本又有利于環(huán)保；智能化自動換盤的實現(xiàn)也減少了公司對熟練操作人員的依賴，使新員工可以很快掌握設(shè)備的操作技能，提高了公司的生產(chǎn)效率；智能化自動換盤同時也減少了操作人員的勞動強度，使員工真正感受到了工作的快樂。
【權(quán)利要求】
1.一種換盤細線收線機，所述的收線機設(shè)有機架，其特征在于:所述的收線機由12-48個自動換盤收線器構(gòu)成，每個自動換盤收線器由一組收線裝置、與收線裝置相連的擋線和拉線裝置、捕線裝置以及排線引線裝置構(gòu)成；每一組收線裝置由兩個并列的左、右收線盤構(gòu)成，左、右收線盤之間設(shè)有擋線和拉線裝置，左、右收線盤上分別設(shè)有一捕線裝置，所述的排線引線裝置設(shè)置在收線裝置的上方；所述的一組收線裝置固定于機架上，機架的一側(cè)固定有長軸力矩電機，機架的另一側(cè)設(shè)有左、右收線盤，左、右收線盤與機架之間通過左、右捕線鋁盤相連，左、右收線盤與左、右捕線鋁盤和長軸力矩電機之間通過設(shè)在左、右收線盤端部的鎖緊螺母固定連接，左、右捕線鋁盤上分社有一捕線夾，長軸力矩電機的一端設(shè)有測速裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換盤細線收線機，其特征在于:排線引線裝置包括排線電機和換盤電機，排線電機的輸出端連接有一絲桿，所述的絲桿與一排線架相連，排線架上設(shè)有調(diào)節(jié)觸發(fā)塊和排線輪軸，絲桿與排線電機之間通過聯(lián)軸相連；換盤電機的輸出端與一同步輪帶相連，同步輪帶與一同步帶相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種換盤細線收線機，其特征在于:所述的擋線和拉線裝置包括氣缸以及兩根擋線桿，兩根擋線桿之間設(shè)有一拉線桿，兩根擋線桿分別套設(shè)于第一、第二導(dǎo)套內(nèi)，第一、第二導(dǎo)套與氣缸之間通過杠桿相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種換盤細線收線機，其特征在于:所述的兩根擋線桿與杠桿之間為可擺動連接，擋線桿的行程為15-25mm，拉線桿的行程為70_90mm。
【文檔編號】B65H67/00GK204162193SQ201420283539
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】倪建春, 張暉, 張家化, 黃付生 申請人:上海裕生特種線材有限公司