專利名稱：一種繞線裝置和包含該繞線裝置的繞線機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繞線裝置和包含該繞線裝置的繞線機。
背景技術(shù)：
目前，旋轉(zhuǎn)變壓器已廣泛應(yīng)用在混合動力汽車和純電動汽車上，是不可缺少的汽 車零部件之一，旋轉(zhuǎn)變壓器定子線圈繞制的精度直接影響到整個汽車的控制策略。由于在 實際生產(chǎn)中旋轉(zhuǎn)變壓器的定子線圈基本上都是手工繞制，所以效率較低并且無法保證定子 線圈繞制的質(zhì)量，進而導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)變壓器的不良率比較高，而且由于是人工繞制，所以每個旋 轉(zhuǎn)變壓器的定子線圈可能都不同，當應(yīng)用到混合動力汽車和純電動汽車上時，可能得根據(jù) 旋轉(zhuǎn)變壓器的不同而適當調(diào)整控制策略，從而不利于混合動力汽車和純電動汽車的批量生 產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)變壓器定子線圈繞制質(zhì)量較差的技術(shù)問題，提供一種旋轉(zhuǎn) 變壓器定子線圈繞制質(zhì)量較好的繞線裝置和包含該繞線裝置的繞線機。本發(fā)明一方面提供了一種繞線裝置，其中，包括用于繞線的繞線單元、用于帶動 繞線單元定位的驅(qū)動單元、用于安裝驅(qū)動單元的固定單元和控制單元，所述固定單元包括固定不動的第一安裝板；所述驅(qū)動單元包括固定在第一安裝板上的第一電機和由第一電機驅(qū)動的升降架， 所述繞線單元固定在所述升降架上；所述繞線單元包括繞線針、繞線電機以及排線模塊，所述繞線電機用于驅(qū)動繞線 針繞線以及驅(qū)動排線模塊帶動繞線單元進行排線；所述控制單元用于控制所述驅(qū)動單元帶動繞線單元定位以及控制所述繞線單元 繞線。進一步地，所述固定單元還包括固定在所述第一安裝板上的導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱 用于所述驅(qū)動單元的支撐和導(dǎo)向。所述驅(qū)動單元還包括由第一電機驅(qū)動的絲杠、與絲杠配合的滑動塊、套裝在所述 導(dǎo)向柱上的第一滑塊以及與所述滑動塊和第一滑塊均固定連接的固定板，所述升降架與固 定板連接。所述排線模塊包括配合傳動的齒輪組、圓球、滑動支撐塊、回位模塊、固定在所述 固定板上的兩個滑桿板以及設(shè)置于兩個滑桿板之間的滑桿，所述驅(qū)動單元還包括平面凸輪 和安裝在固定板上的定位齒輪，所述平面凸輪包括斜面端和平面端，所述圓球的一端與滑 動支撐塊固定連接，所述圓球的另一端與所述斜面端始終接觸，所述平面端與所述定位齒 輪固定連接，所述齒輪組的輸入齒輪由所述繞線電機帶動，所述齒輪組的輸出齒輪與所述 定位齒輪嚙合，所述回位模塊用于帶動所述滑動支撐塊回位，所述滑動支撐塊還與所述升 降架固定連接，所述滑動支撐塊套裝在所述滑桿上并可以帶動所述升降架在所述滑桿上沿與所述升降架升降方向垂直的方向滑動。所述齒輪組的輸入齒輪和所述繞線電機之間通過皮帶傳動或鏈傳動。所述繞線單元還包括安裝在所述升降架上的繞線輪，所述繞線針偏心設(shè)置在所述 繞線輪上，所述繞線電機驅(qū)動所述繞線輪轉(zhuǎn)動。所述繞線輪與所述繞線電機之間通過皮帶傳動或鏈傳動。所述繞線單元還包括繞線檢測模塊，所述繞線檢測模塊用于檢測繞線的圈數(shù)并將 檢測結(jié)果發(fā)給所述控制單元。所述繞線檢測模塊包括設(shè)置在繞線輪周邊上的凸起以及用于繞線時檢測凸起轉(zhuǎn) 動圈數(shù)的傳感器。本發(fā)明另一方面還提供了一種繞線機，其中，所述繞線機包括上述的繞線裝置和 跳線裝置，所述跳線裝置用于固定待繞制定子以及根據(jù)控制單元的控制信號帶動待繞制定 子完成跳線繞制。進一步地，所述繞線機還包括進線裝置，所述進線裝置用于向所述繞線針進線。所述跳線裝置包括卡盤、第二電機、磁粉制動器、支撐單元、拉線單元和壓線單元， 所述卡盤用于固定待繞制定子，所述第二電機用于帶動所述卡盤轉(zhuǎn)動，所述磁粉制動器用 于繞線時制動所述卡盤，所述支撐單元用于安裝所述卡盤、第二電機、磁粉制動器、拉線單 元和壓線單元，所述拉線單元用于將繞線拉至預(yù)先設(shè)定位置，所述壓線單元用于繞線前將 繞線壓到預(yù)先設(shè)定點。所述支撐單元包括第一支撐板和用于支撐第一支撐板的支撐架，所述卡盤、第二 電機、磁粉制動器、拉線單元和壓線單元均安裝到所述第一支撐板上。所述第一安裝板與所述第一支撐板垂直并固定連接。所述跳線裝置還包括起減速作用的第一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪與所述卡 盤固定連接，所述第二齒輪與所述第二電機的電機軸相連，所述第一齒輪與所述第二齒輪 外嚙合，所述第一齒輪還與磁粉制動器固定連接。所述拉線單元包括設(shè)置在所述第一支撐板上的拉線導(dǎo)軌、第一氣缸、由第一氣缸 驅(qū)動的可沿拉線導(dǎo)軌滑動的拉線滑塊、固定在拉線滑塊上的水平板、與水平板垂直連接的 第一豎直板、位于水平板和第一豎直板之間可沿水平板滑動的推板、第二汽缸、第三汽缸以 及拉線鉤，所述第三汽缸固定在所述第一豎直板上并且可以推動所述推板沿水平板滑動， 所述第二汽缸可隨所述推板運動并用于帶動所述拉線鉤實現(xiàn)拉線。所述拉線鉤上設(shè)置有用于防止繞線竄動的凹槽。所述壓線單元包括固定在所述第一支撐板上的第二豎直板、設(shè)置在第二豎直板上 的壓線導(dǎo)軌、第四氣缸、由第四氣缸驅(qū)動的可沿壓線導(dǎo)軌滑動的壓線滑塊、壓線桿以及第五 氣缸，所述第五氣缸固定在所述壓線滑塊上并用于帶動所述壓線桿實現(xiàn)壓線。本發(fā)明的繞線裝置和繞線機，由于采用了配合工作的繞線單元、驅(qū)動單元、固定單 元和控制單元，因此可以實現(xiàn)定子線圈繞線的自動操作，由于驅(qū)動單元帶動繞線單元定位， 所以可以提高繞線的定位精度，有利于提高定子線圈的繞制質(zhì)量。
圖1是本發(fā)明實施例提供的繞線裝置的示意圖2是本發(fā)明實施例提供的繞線裝置的的主視圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的繞線裝置的滑動支撐塊、圓球、平面凸輪和定位齒輪 的示意圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的繞線機的跳線裝置的部分立體示意圖；圖5是本發(fā)明實施例提供的繞線機的跳線裝置的部分主視圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，如圖1和圖2所示，一種繞線裝置，其中，包括用于 繞線的繞線單元、用于帶動繞線單元定位的驅(qū)動單元、用于安裝驅(qū)動單元的固定單元和控 制單元，固定單元包括固定不動的第一安裝板11 ；驅(qū)動單元包括固定在第一安裝板11上的第一電機1和由第一電機1驅(qū)動的升降 架17，繞線單元固定在升降架17上；繞線單元包括繞線針25、繞線電機18以及排線模塊，繞線電機18用于驅(qū)動繞線針 25繞線以及驅(qū)動排線模塊帶動繞線單元進行排線；控制單元用于控制驅(qū)動單元帶動繞線單元定位以及控制繞線單元繞線。待繞制定子(定子)包括定子鐵芯、在定子鐵芯的中間部位沿圓周方向排列的多 個卡爪，在這些卡爪的外部安裝有起絕緣作用的絕緣帽，絕緣帽上在兩個卡爪之間的位置 設(shè)有過線柱，繞線如漆包線通過過線柱來保證從一個卡爪繞到另一個卡爪的時候不會出現(xiàn) 繞線進入定子內(nèi)部從而影響定子使用的情況。第一安裝板11可以由另外設(shè)置的支撐結(jié)構(gòu)支撐固定，該支撐結(jié)構(gòu)可以為與第一 安裝板11焊接的支撐柱(圖中未示出)。進一步地，固定單元還包括固定在第一安裝板11上的導(dǎo)向柱5，導(dǎo)向柱5用于驅(qū)動 單元的支撐和導(dǎo)向。驅(qū)動單元還包括絲杠2、與絲杠配合運動的滑動塊4、套裝在導(dǎo)向柱5上的第一滑 塊6以及與滑動塊4和第一滑塊6均固定連接的固定板12，固定板12用于連接升降架17。絲杠2由第一電機1驅(qū)動，即第一電機1轉(zhuǎn)動從而帶動絲杠2轉(zhuǎn)動，進而帶動滑動 塊4做直線運動，之后通過固定板12的傳遞而帶動整個升降架做升降運動從而實現(xiàn)繞線單 元的定位或者返回初始位置。導(dǎo)向柱5根據(jù)需要可以設(shè)置一個或多個，優(yōu)選地，導(dǎo)向柱5有兩個并對稱于絲杠2 設(shè)置，導(dǎo)向柱5與第一安裝板11之間可以通過各種合適的方式連接，如在第一安裝板11上 設(shè)置多個支撐塊3，在上下兩個支撐塊3之間連接一個導(dǎo)向柱5，相應(yīng)的在每一個導(dǎo)向柱5 上設(shè)置一個第一滑塊6，第一滑塊6可以在固定板12的帶動下沿導(dǎo)向柱5滑動。第一滑塊 6還能起到固定和支撐固定板12的作用。如圖1和圖3所示，排線模塊包括配合傳動的齒輪組16、圓球沈、滑動支撐塊9、 回位模塊(圖中未示出)、固定在固定板12上的兩個滑桿板7以及設(shè)置于兩個滑桿板7之 間的滑桿8，回位模塊用于帶動滑動支撐塊9回位，驅(qū)動單元還包括平面凸輪四和安裝在固定板12上的定位齒輪14，平面凸輪四包括斜面端27和平面端28，圓球沈的一端與滑 動支撐塊9固定連接，圓球沈的另一端與斜面端27始終接觸，平面端觀與定位齒輪14固 定連接，齒輪組16的輸入齒輪由繞線電機18帶動，齒輪組16的輸出齒輪與定位齒輪14嚙 合，滑動支撐塊9還與升降架17固定連接，滑動支撐塊9套裝在滑桿8上并可以帶動升降 架17在滑桿8上沿與升降架17升降方向垂直的方向滑動。定位齒輪14可以通過各種合適的方式與固定板12連接，如在固定板12上設(shè)置一 個第二支撐板13，在第二支撐板13上開有一個孔，同時在靠近定位齒輪14的滑桿板7上也 開有一個孔，定位齒輪14的齒輪軸穿在這兩個孔中，其中穿過滑桿板7 —端的齒輪軸與平 面凸輪四的平面端觀固定連接，該固定連接可以采用焊接等各種合適的連接方式。定位 齒輪14只能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動無法實現(xiàn)軸向運動，由于平面凸輪四與定位齒輪14固定連接，所以 平面凸輪四只能轉(zhuǎn)動不能軸向運動。滑桿板7可以根據(jù)需要設(shè)置兩個或更多個，只要可以支撐滑桿8即可，滑桿板7垂 直于固定板12設(shè)置，滑桿8與固定板7平行?；瑮U8可以根據(jù)需要設(shè)置一個或多個，為了 更好的支撐滑動支撐塊9，優(yōu)選地，在兩個滑桿板7之間可以平行設(shè)置兩個滑桿8，滑動支撐 塊9套裝在兩個滑桿8上，即兩個滑桿8穿過該滑動支撐塊9，這樣就能更好的支撐與滑動 支撐塊9相連的升降架17。滑動支撐塊9與升降架17之間可以通過焊接、螺栓連接等實現(xiàn)，為了便于連接固 定升降架17，滑動支撐塊9與升降架之間通過螺栓連接。平面凸輪四的斜面端27具有一個最低點和一個最高點，根據(jù)本發(fā)明的第一種實 施方式，當繞線裝置處于初始位置時，圓球沈可以與斜面端27的最低點接觸，當定子的卡 爪繞制完一層時，平面凸輪四的最高點恰好與圓球26接觸，在此過程中，由于平面凸輪四 與定位齒輪14只有轉(zhuǎn)動沒有軸向運動，因此圓球沈在平面凸輪的作用下帶動滑動支撐塊 9沿滑桿8移動，滑動支撐塊9與升降架17連接，繞線單元固定在升降架17上，因此繞線 單元會隨著升降架17整體發(fā)生移動，在此過程中繞線針25恰好繞完定子卡爪的一層。此 時，繞線電機18繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此時，平面凸輪四的斜面端27上的最低點逐漸轉(zhuǎn)向圓球沈，在 回位模塊的作用下，滑動支撐塊9逐漸反方向移動，從而帶動繞線針25繞完定子卡爪的另 一層，依次重復(fù)，直到繞完所需的層數(shù)?；匚荒K可以為各種合適的起回位作用的結(jié)構(gòu)，如彈簧、扭簧、阻尼等。根據(jù)本發(fā)明的第二種實施方式，由于有回位模塊的存在，因此繞線裝置處于初始 狀態(tài)時，圓球沈也可以與斜面端27的最高點接觸，此時，定位齒輪14和平面凸輪四等位 于與第一種方式相反的一側(cè)，如第一種方式中定位齒輪14和平面凸輪四在固定板12的右 側(cè)，則第二種方式中定位齒輪14和平面凸輪四在固定板12的左側(cè)，在繞制第一層時依靠 回位模塊的作用實現(xiàn)排線，在繞制第二層時依靠平面凸輪四的作用實現(xiàn)排線。優(yōu)選地，采用第一種方式，即當繞線裝置處于初始位置時，圓球沈可以與斜面端 27的最低點接觸。為了準確判斷滑塊支撐塊9是否回到初始位置，可以在固定板12上設(shè)置一個位置 傳感器(圖中未示出)，該位置傳感器用來檢測滑塊支撐塊9的位置并將檢測信號發(fā)送給控 制單元。在繞線的過程中，齒輪組16起到傳遞動力的作用，該齒輪組16的傳動比需要設(shè)置為相對于圓球26當斜面端27的最低點轉(zhuǎn)到最高點時，繞線針25恰好繞完定子卡爪的一 層。即該傳動比也與所需繞制的定子卡爪的一層所需繞制的匝數(shù)以及繞線的直徑有關(guān)。在繞線過程中，由于升降架17帶動整個繞線單元移動，因此齒輪組16的輸出齒輪 和定位齒輪14之間會發(fā)生軸向錯動，根據(jù)線定子卡爪所需繞線的徑向長度可以選擇合適 的輸出齒輪和定位齒輪14。齒輪組16可以根據(jù)需要在升降架17上固定多個齒輪軸，從而將齒輪組16安裝到 升降架17上。齒輪組16的輸入齒輪由繞線電機18驅(qū)動，齒輪組的輸入齒輪和繞線電機18 之間可以通過各種合適的方式傳遞動力，如通過齒輪傳動、鏈傳動、皮帶傳動等。為了便于連接繞線電機18，在升降架17上還固定連接有第二安裝板19，如通過焊 接或者螺栓連接將第二安裝板19固定到升降架17上，繞線電機18固定在第二安裝板19 上。升降架17可以包括與滑動支撐塊9固定連接的橫板、與橫板固定連接的豎板，齒 輪組和繞線單元均安裝在豎板上。為了簡化結(jié)構(gòu)，升降架17可以為十字板，十字板水平方 向的一端與滑動支撐塊9固定連接，水平方向的另一端安裝繞線電機18，豎直方向的一端 用來安裝繞線針。繞線單元還包括安裝在升降架17上的繞線輪22，繞線針25偏心設(shè)置在繞線輪22 上，即繞線針25軸向設(shè)置在繞線輪22的周邊位置。該繞線輪22由繞線電機18驅(qū)動，繞線 輪和繞線電機18之間可以通過各種合適的方式傳遞動力，如通過齒輪傳動、鏈傳動、皮帶 傳動等。為了防止繞線針25在繞線時與定子的其它部位發(fā)生碰撞，繞線輪22的中心要與 定子卡爪的中心重合，這樣繞線針25繞線時就不會碰到定子的其它部位。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，如圖1所示，繞線電機1的輸出端連接有第一主動輪 21和第二主動輪20，如繞線電機18的電機軸穿過第二安裝板19并與第一主動輪21和第 二主動輪20固定連接。齒輪組16的輸入齒輪連接有第二從動輪15，繞線輪22連接有第一 從動輪10，第一主動輪21和第一從動輪10之間、第二主動輪20和第二從動輪15之間可以 通過皮帶傳動或者鏈傳動來實現(xiàn)動力的傳遞。進一步地，繞線單元還包括繞線檢測模塊，該繞線檢測模塊用于檢測繞線的圈數(shù) 并將檢測結(jié)果發(fā)送給控制單元。繞線檢測模塊包括設(shè)置在繞線輪22周邊上的凸起M以及 用于繞線時檢測凸起M轉(zhuǎn)動圈數(shù)的傳感器23。該凸起M可以設(shè)置在繞線輪22周邊的任 意合適位置上，只要可以用來檢測繞線的圈數(shù)即可，優(yōu)選地，凸起M與繞線針25同徑向設(shè) 置并且位于靠近繞線針25的一側(cè)?？刂茊卧梢圆捎酶鞣N合適的數(shù)據(jù)處理裝置，如各種單片機、數(shù)據(jù)處理芯片、可編 程邏輯控制器PLC等。控制單元根據(jù)設(shè)定以及各種檢測信號如繞線圈數(shù)信號等控制第一電 機1的運行、繞線電機18的運轉(zhuǎn)等。本發(fā)明還提供了一種繞線機，該繞線機包括上述的繞線裝置和跳線裝置，跳線裝 置用于固定待繞制定子以及根據(jù)控制單元的控制信號帶動待繞制定子完成跳線繞制。進一步地，繞線機還包括進線裝置，進線裝置用于向繞線針25進線。進線裝置可 以根據(jù)需要而選擇不同的可以用來向繞線針25輸入所需繞線的裝置，如可以為一個存儲 繞線的線筒或者其它可以直接購買的進線裝置。
如圖4和圖5所示，進一步地，跳線裝置包括卡盤30、第二電機49、磁粉制動器50、 支撐單元、拉線單元和壓線單元，卡盤30用于固定待繞制定子，第二電機49用于帶動卡盤 30轉(zhuǎn)動，磁粉制動器50用于繞線時制動卡盤30，支撐單元用于安裝卡盤30、第二電機49、 磁粉制動器50、拉線單元和壓線單元，拉線單元用于將繞線拉至預(yù)先設(shè)定點，壓線單元用于 繞線前將繞線壓到預(yù)先設(shè)定點。支撐單元包括第一支撐板31和用于支撐第一支撐板31的支撐架(圖中未示出)， 第一支撐板31與支撐架固定連接如螺栓連接、焊接等，卡盤1、電機19、制動單元20、拉線 單元和壓線單元均安裝到支撐板上。第一支撐板31可以為一個整體的平板，也可以為幾個 相互獨立的平板，卡盤1、電機19和制動單元20安裝在一個平板上，拉線單元和壓線單元 分別固定在另外的平板上。為了安裝方便，優(yōu)選地，第一支撐板31為一個整體的平板，卡盤 1、電機19、制動單元20、拉線單元和壓線單元均安裝到第一支撐板31上?？刂茊卧梢愿?據(jù)需要設(shè)置在第一支撐板31上或者其它合適的地方。此時，為了簡化結(jié)構(gòu)，第一安裝板11可以與第一支撐板31垂直且固定連接在一 起，如通過焊接等各種合適的方式來實現(xiàn)。即將第一安裝板11固定支撐在第一支撐板31 上。卡盤30用來固定待繞制定子，卡盤30的內(nèi)部與待繞制定子的外部相配合，即形狀 和尺寸都相互配合，如卡盤30的內(nèi)徑與待繞制定子的外徑相等，即可以根據(jù)待繞制定子 的大小而設(shè)置不同大小的卡盤30。卡盤30的內(nèi)壁上設(shè)置有凸臺，該凸臺用來支撐待繞制定 子，由于一般待繞制定子的圓周上都設(shè)置有幾個缺口，所以卡盤30的內(nèi)壁上還設(shè)置有與待 繞制定子的缺口配合的突出部分，這樣就可以有效固定待繞制定子從而防止待繞制定子在 卡盤30內(nèi)轉(zhuǎn)動。卡盤30的外部可以為圓形，也可以為方形。第二電機49根據(jù)控制單元的控制信號在需要轉(zhuǎn)動定子以便于繞制下一個定子卡 爪時運行，此時磁粉制動器50不通電，即處于非制動狀態(tài)，當定子轉(zhuǎn)動到所需的位置時，磁 粉制動器50通電而制動卡盤30，這樣就可以有效保證繞線時定子不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)動，從而有利 于提高繞線質(zhì)量。為了更好的控制第二電機49帶動卡盤30轉(zhuǎn)動，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，如圖 5所示，跳線裝置還包括起減速作用的第一齒輪47和第二齒輪48，第一齒輪47與卡盤30 固定連接，如通過焊接、花鍵連接等方式實現(xiàn)；第二齒輪48與第二電機49的電機軸相連，如 通過花鍵連接、一體成型等方式實現(xiàn)。第一齒輪47與第二齒輪48外嚙合。第一齒輪47還 與磁粉制動器50固定連接，如通過花鍵連接等方式實現(xiàn)。為了便于控制卡盤30的轉(zhuǎn)動角度，可以設(shè)置第一齒輪47和第二齒輪48形成合適 的傳動比，這樣第二電機49轉(zhuǎn)過一定的角度或者圈數(shù)，卡盤30就轉(zhuǎn)過所需要的角度，如設(shè) 置第二電機49轉(zhuǎn)動一圈，卡盤30轉(zhuǎn)過一定的角度，此時，待繞制定子恰好轉(zhuǎn)過兩個卡爪之 間的角度差，即實現(xiàn)了將待繞制卡爪轉(zhuǎn)到所需位置的目的。拉線單元用于將繞線拉至預(yù)先設(shè)定位置，該預(yù)先設(shè)定位置可以根據(jù)需要設(shè)定為待 繞制定子的所有過線柱所在的圓周與待繞制定子的絕緣帽最外側(cè)之間的位置，只要可以防 止繞線進入各個卡爪之間即可。壓線單元用于繞線前將繞線壓到預(yù)先設(shè)定點，該預(yù)先設(shè)定 點是為了防止繞制線圈時繞線進入各個卡爪之間而設(shè)定的，具體的，可以為靠近待繞制定 子的待繞制卡爪的過線柱與待繞制定子的絕緣帽最外側(cè)之間的任意位置。
進一步地，拉線單元包括設(shè)置在第一支撐板31上的拉線導(dǎo)軌32、第一氣缸34、由 第一氣缸34驅(qū)動的可沿拉線導(dǎo)軌32滑動的拉線滑塊33、固定在拉線滑塊33上的水平板 43、與水平板43垂直連接的第一豎直板44、位于水平板43和第一豎直板44之間可沿水平 板43滑動的推板46、第二汽缸35、第三汽缸45以及拉線鉤42，第三汽缸45固定在第一豎 直板44上并且可以推動推板46沿水平板43滑動，第二汽缸35可隨推板46運動并用于帶 動拉線鉤42實現(xiàn)拉線。拉線導(dǎo)軌32垂直于繞線針25設(shè)置，第一氣缸34用于帶動整個拉線單元沿拉線導(dǎo) 軌32滑動從而使得拉線鉤42沿與繞線針25平行的方向遠離繞線或者靠近繞線。第一豎 直板44垂直于繞線針25設(shè)置，第三汽缸45用于帶動推板46以及第二汽缸35沿水平板43 向遠離繞線或者靠近繞線的方向運動。第二汽缸35用于帶動拉線鉤42向繞線所在的方向 運動或者帶動拉線鉤42回位。為了防止拉線時繞線竄動，在拉線鉤42上還設(shè)置有一個凹槽(圖中未示出)，拉線 時繞線位于凹槽中從而可以防止繞線竄動。壓線單元包括固定在第一支撐板31上的第二豎直板36、設(shè)置在第二豎直板36上 的壓線導(dǎo)軌38、第四氣缸39、由第四氣缸39驅(qū)動的可沿壓線導(dǎo)軌38滑動的壓線滑塊37、壓 線桿41以及第五氣缸40，第五氣缸40固定在壓線滑塊37上并用于帶動壓線桿41實現(xiàn)壓 線。第二豎直板36豎直固定在第一支撐板31上，第二豎直板36位于繞線針25垂直 的方向。壓線導(dǎo)軌38垂直于第一支撐板31設(shè)置，即第四汽缸39帶動壓線滑塊37上下運 動。第五氣缸40用于帶動壓線桿41運動到拉線單元拉出的繞線上方以及帶動壓線桿41 回位。根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，本發(fā)明的繞線機的工作過程如下為了便于描述，在此先定義第一電機到第二電機的方向定義為向下，定義以背對 繞線針25的方向為左方，定義以壓線單元所在的一側(cè)為前方，即圖1中的下方為整個繞線 針的下方。首先將待繞制定子固定到卡盤30上，控制單元控制第一電機1運行，通過絲杠2 從而帶動固定板12向下運動，由于滑桿板7與固定板12固定連接，所以滑桿板7也向下運 動，進而帶動滑塊支撐塊9向下運動，由于滑塊支撐塊9與升降架17固定，所以升降架17向 下運動，由于繞線輪22固定在升降架17上，所以繞線輪22也隨著升降架17向下運動，當 滑動塊4滑動到絲杠2的一定位置時，繞線輪22的中心與待繞制定子的卡爪的中心重合， 此時，控制單元控制第一電機1停止轉(zhuǎn)動，繞線針25停在卡爪中心的正上方以便于繞線，此 時即完成了定位過程。在開始繞線前，可以先將繞線針25中引出的繞線纏繞到所需要的定子的接線柱 上，之后再開始繞線。這時，控制單元控制磁粉制動器通電而制動卡盤30，之后控制單元控制繞線電機 18運行，一方面繞線電機18帶動繞線輪22轉(zhuǎn)動，進而繞線針25開始隨著繞線輪22轉(zhuǎn)動 而繞線；另一方面繞線電機18還帶動齒輪組16轉(zhuǎn)動，從而定位齒輪14開始轉(zhuǎn)動，這樣平面 凸輪四的斜面端27的最低點開始遠離圓球沈，此時，平面凸輪四開始推動滑動支撐塊9 向左運動，由于升降架17與滑動支撐塊9固定連接，所以升降架17也開始往左運動，進而帶動繞線針25往左運動，從而完成卡爪每一層中多個匝數(shù)的繞制，當平面凸輪四的斜面端 的最高點運動到圓球26時，升降架17運動到了所能運動的最左端，此時恰好完成了卡爪一 層的繞線。此后，繞線電機18繼續(xù)運行，一方面繞線針25隨著繞線輪22的轉(zhuǎn)動而繞線，另 一方面，平面凸輪四的斜面端27的最高點始遠離圓球沈，此時，滑動支撐塊9在回位模塊 的作用下逐漸向右作回位運動，這樣整個升降架17也開始向右運動，進而帶動繞線針25向 右運動，從而完成卡爪第二層繞線由左到右的繞制，當平面凸輪四的斜面端27的最低點運 動到圓球沈時，繞線針25回到開始繞制前的位置，此時恰好完成卡爪第二層的繞制。依此 重復(fù)直到完成一個卡爪的繞制，在此過程中傳感器23檢測凸起M的轉(zhuǎn)動圈數(shù)也就是繞線 針25的繞線圈數(shù)，當控制單元接收到傳感器23發(fā)送的檢測信號標示已經(jīng)達到所需的繞線 圈數(shù)時，控制單元控制繞線電機18停止轉(zhuǎn)動。此時，即完成了一個卡爪的繞制。此時，控制單元控制第一電機1開始反向運行，從而帶動升降架17向上運動，使得 繞線針25回到繞線機工作前的初始位置。這時，控制單元控制第一氣缸34運行，從而帶動拉線單元向前方運動，當拉線單 元運動到設(shè)定位置第一氣缸34即停止運行。之后控制單元控制第三汽缸45開始運行，第三 汽缸45帶動推板46和第二汽缸35沿水平板43向左運動，當推板46和第二汽缸35運動 到設(shè)定位置時第三汽缸45停止運行。然后，控制單元控制第二汽缸35開始運行，第二汽缸 35帶動拉線鉤42向左運動，當拉線鉤42運動到設(shè)定位置時第二汽缸35停止運行。之后， 控制單元控制第一氣缸34運行，從而帶動拉線單元向后方運動，當拉線單元運動到設(shè)定位 置第一氣缸34即停止運行。之后，控制單元控制第三汽缸45開始運行，第三汽缸45帶動 推板46和第二汽缸35沿水平板向右運動，當推板46和第二汽缸35運動到設(shè)定位置時第 三汽缸45停止運行，此時繞線恰好位于拉線鉤42上的凹槽中。這里所說的設(shè)定位置由各 個氣缸本身的行程決定。此時，控制單元控制磁粉制動器斷電，然后控制第二電機開始運行，從而帶動卡盤 30轉(zhuǎn)動，當卡盤30轉(zhuǎn)動到所需要的位置時，控制單元控制第二電機停止運行。在此過程中， 繞線在拉線鉤42的作用下根據(jù)需要繞過一個或多個過線柱從而到達待繞制卡爪的附近。這時，控制單元控制第三汽缸45開始運行，第三汽缸45帶動推板46和第二汽缸 35沿水平板43向左運動，當推板46和第二汽缸35運動到設(shè)定位置時第三汽缸45停止運 行。之后，控制單元控制第一氣缸34運行，從而帶動拉線單元向前方運動，當拉線單元運動 到設(shè)定位置第一氣缸34即停止運行。然后，控制單元控制第二汽缸35開始運行，第二汽缸 35帶動拉線鉤42向右運動，當拉線鉤42運動到設(shè)定位置時第二汽缸35停止運行。之后， 控制單元控制第三汽缸45開始運行，第三汽缸45帶動推板46和第二汽缸35沿水平板向 右運動，當推板46和第二汽缸35運動到設(shè)定位置時第三汽缸45停止運行。然后，控制單 元控制第一氣缸34運行，從而帶動拉線單元向后方運動，當拉線單元運動到設(shè)定位置第一 氣缸34即停止運行。這樣就完成了定子繞制的跳線步驟。在壓線單元開始壓線前，無論繞線針25在那個位置，控制單元都可以控制繞線針 25空轉(zhuǎn)以便于繞線針回到繞線前的初始位置，即此時平面凸輪四的斜面端27的最低點與 圓球26接觸。在此過程中控制單元根據(jù)設(shè)置在固定板12上的位置傳感器的信號來判斷滑 塊支撐塊9是否回到初始位置，即平面凸輪四的斜面端27的最低點與圓球沈接觸。然后，控制單元控制第五汽缸40運行，第五氣缸40帶動壓線桿41向后方運動，當壓線桿41運動到設(shè)定位置時第五氣缸40停止運行。之后，控制單元控制第四汽缸39運行， 第四汽缸39帶動壓線桿41向下運動，當壓線桿41運動到設(shè)定位置時第四汽缸39停止運 行，此時，壓線桿41壓住繞線并將繞線壓到過線柱與定子絕緣帽最外側(cè)之間的位置。然后， 控制單元控制第四汽缸39運行，第四汽缸39帶動壓線桿41向上運動，當壓線桿41運動到 設(shè)定位置時第四汽缸39停止運行。之后，控制單元控制第五汽缸40運行，第五氣缸40帶 動壓線桿41向前方運動，當壓線桿41運動到設(shè)定位置時第五氣缸40停止運行。這樣就完 成了壓線過程。之后，控制單元控制第一電機1運行，從而帶動升降架17向下運動，繞線針25運 動到繞線開始前的位置，之后開始該卡爪的繞線。不斷重復(fù)上面的過程，最終完成整個定子線圈的繞制工作。本發(fā)明的繞線裝置和繞線機，由于采用了配合工作的繞線單元、驅(qū)動單元、固定單 元和控制單元，因此可以實現(xiàn)定子線圈繞線的自動操作，由于驅(qū)動單元的存在，所以可以提 高繞線的定位精度，有利于提高定子線圈的繞制質(zhì)量。由于跳線裝置的設(shè)置，因此本發(fā)明的繞線機可以實現(xiàn)自動化的繞線過程，從而提 高了定子線圈繞線的速度，有利于定子的批量生產(chǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，如用來繞制其它與旋轉(zhuǎn)變壓器定子結(jié) 構(gòu)類似的定子或線圈，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種繞線裝置，其特征在于，包括用于繞線的繞線單元、用于帶動繞線單元定位的 驅(qū)動單元、用于安裝驅(qū)動單元的固定單元和控制單元，所述固定單元包括固定不動的第一安裝板；所述驅(qū)動單元包括固定在第一安裝板上的第一電機和由第一電機驅(qū)動的升降架，所述 繞線單元固定在所述升降架上；所述繞線單元包括繞線針、繞線電機以及排線模塊，所述繞線電機用于驅(qū)動繞線針繞 線以及驅(qū)動排線模塊帶動繞線單元進行排線；所述控制單元用于控制所述驅(qū)動單元帶動繞線單元定位以及控制所述繞線單元繞線。
2.如權(quán)利要求1所述的繞線裝置，其特征在于，所述固定單元還包括固定在所述第一 安裝板上的導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱用于所述驅(qū)動單元的支撐和導(dǎo)向。
3.如權(quán)利要求2所述的繞線裝置，其特征在于，所述驅(qū)動單元還包括由第一電機驅(qū)動 的絲杠、與絲杠配合的滑動塊、套裝在所述導(dǎo)向柱上的第一滑塊以及與所述滑動塊和第一 滑塊均固定連接的固定板，所述升降架與固定板連接。
4.如權(quán)利要求3所述的繞線裝置，其特征在于，所述排線模塊包括配合傳動的齒輪組、 圓球、滑動支撐塊、回位模塊、固定在所述固定板上的兩個滑桿板以及設(shè)置于兩個滑桿板之 間的滑桿，所述驅(qū)動單元還包括平面凸輪和安裝在固定板上的定位齒輪，所述平面凸輪包 括斜面端和平面端，所述圓球的一端與滑動支撐塊固定連接，所述圓球的另一端與所述斜 面端始終接觸，所述平面端與所述定位齒輪固定連接，所述齒輪組的輸入齒輪由所述繞線 電機帶動，所述齒輪組的輸出齒輪與所述定位齒輪嚙合，所述回位模塊用于帶動所述滑動 支撐塊回位，所述滑動支撐塊還與所述升降架固定連接，所述滑動支撐塊套裝在所述滑桿 上并可以帶動所述升降架在所述滑桿上沿與所述升降架升降方向垂直的方向滑動。
5.如權(quán)利要求4所述的繞線裝置，其特征在于，所述齒輪組的輸入齒輪和所述繞線電 機之間通過皮帶傳動或鏈傳動。
6.如權(quán)利要求1所述的繞線裝置，其特征在于，所述繞線單元還包括安裝在所述升降 架上的繞線輪，所述繞線針偏心設(shè)置在所述繞線輪上，所述繞線電機驅(qū)動所述繞線輪轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求6所述的繞線裝置，其特征在于，所述繞線輪與所述繞線電機之間通過 皮帶傳動或鏈傳動。
8.如權(quán)利要求6所述的繞線裝置，其特征在于，所述繞線單元還包括繞線檢測模塊，所 述繞線檢測模塊用于檢測繞線的圈數(shù)并將檢測結(jié)果發(fā)給所述控制單元。
9.如權(quán)利要求1所述的繞線裝置，其特征在于，所述繞線檢測模塊包括設(shè)置在繞線輪 周邊上的凸起以及用于繞線時檢測凸起轉(zhuǎn)動圈數(shù)的傳感器。
10.一種繞線機，其特征在于，所述繞線機包括權(quán)利要求1-9中任意一項所述的繞線裝 置和跳線裝置，所述跳線裝置用于固定待繞制定子以及根據(jù)控制單元的控制信號帶動待繞 制定子完成跳線繞制。
11.如權(quán)利要求10所述的繞線機，其特征在于，所述繞線機還包括進線裝置，所述進線 裝置用于向所述繞線針進線。
12.如權(quán)利要求10所述的繞線機，其特征在于，所述跳線裝置包括卡盤、第二電機、磁 粉制動器、支撐單元、拉線單元和壓線單元，所述卡盤用于固定待繞制定子，所述第二電機 用于帶動所述卡盤轉(zhuǎn)動，所述磁粉制動器用于繞線時制動所述卡盤，所述支撐單元用于安裝所述卡盤、第二電機、磁粉制動器、拉線單元和壓線單元，所述拉線單元用于將繞線拉至 預(yù)先設(shè)定位置，所述壓線單元用于繞線前將繞線壓到預(yù)先設(shè)定點。
13.如權(quán)利要求12所述的繞線機，其特征在于，所述支撐單元包括第一支撐板和用于 支撐第一支撐板的支撐架，所述卡盤、第二電機、磁粉制動器、拉線單元和壓線單元均安裝 到所述第一支撐板上。
14.如權(quán)利要求13所述的繞線機，其特征在于，所述第一安裝板與所述第一支撐板垂 直并固定連接。
15.如權(quán)利要求12所述的繞線機，其特征在于，所述跳線裝置還包括起減速作用的第 一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪與所述卡盤固定連接，所述第二齒輪與所述第二電機的 電機軸相連，所述第一齒輪與所述第二齒輪外嚙合，所述第一齒輪還與磁粉制動器固定連接。
16.如權(quán)利要求13所述的繞線機，其特征在于，所述拉線單元包括設(shè)置在所述第一支 撐板上的拉線導(dǎo)軌、第一氣缸、由第一氣紅驅(qū)動的可沿拉線導(dǎo)軌滑動的拉線滑塊、固定在拉 線滑塊上的水平板、與水平板垂直連接的第一豎直板、位于水平板和第一豎直板之間可沿 水平板滑動的推板、第二汽缸、第三汽缸以及拉線鉤，所述第三汽缸固定在所述第一豎直板 上并且可以推動所述推板沿水平板滑動，所述第二汽缸可隨所述推板運動并用于帶動所述 拉線鉤實現(xiàn)拉線。
17.如權(quán)利要求16所述的繞線機，其特征在于，所述拉線鉤上設(shè)置有用于防止繞線竄 動的凹槽。
18.如權(quán)利要求13所述的繞線機，其特征在于，所述壓線單元包括固定在所述第一支 撐板上的第二豎直板、設(shè)置在第二豎直板上的壓線導(dǎo)軌、第四氣缸、由第四氣缸驅(qū)動的可沿 壓線導(dǎo)軌滑動的壓線滑塊、壓線桿以及第五氣缸，所述第五氣缸固定在所述壓線滑塊上并 用于帶動所述壓線桿實現(xiàn)壓線。
全文摘要
一種繞線裝置，包括繞線單元、驅(qū)動單元、固定單元和控制單元，固定單元包括固定不動的第一安裝板；驅(qū)動單元包括固定在第一安裝板上的第一電機和由第一電機驅(qū)動的升降架，繞線單元固定在升降架上；繞線單元包括繞線針、繞線電機以及排線模塊，繞線電機用于驅(qū)動繞線針繞線以及驅(qū)動排線模塊帶動繞線單元進行排線；控制單元用于控制驅(qū)動單元帶動繞線單元定位以及控制繞線單元繞線。本發(fā)明還提供了一種包括該繞線裝置的繞線機。本發(fā)明由于采用了配合工作的繞線單元、驅(qū)動單元、固定單元和控制單元，因此可以實現(xiàn)定子線圈繞線的自動操作，由于驅(qū)動單元帶動繞線單元定位，所以可以提高繞線的定位精度，有利于提高定子線圈的繞制質(zhì)量。
文檔編號H02K15/04GK102117697SQ200910238840
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者楊雪飛, 陳仕軍, 陳偉, 陳娉婷, 雷杰 申請人:比亞迪股份有限公司