一种绕线机的换槽装置及换槽方法.pdf

本发明公开了一种绕线机的换槽装置及换槽方法，换槽装置包括电枢固定架，电旋转台，紧固轴，支撑块，第一模柱，第二模柱以及集线器升降机构。电旋转台固定在电枢固定架上，转子电枢通过紧固轴和紧固套固定在电旋转台上，电旋转台带动转子电枢旋转。集线器升降机构包括集线器，固定支撑块，升降电机。升降电机带动集线器运动可改变漆包线位置，实现漆包线在第一模柱上的换侧。该换槽装置及换槽方法能有效的解决换槽过程中断线以及排线不齐等问题，提高了绕线质量。

1.  一种绕线机的换槽装置，其特征在于，该换槽装置包括电枢旋转控制机构和集线器升降机构，其中，
所述的电枢旋转控制机构包括紧固套(1)、转子电枢(2)、紧固轴(3)、电旋转台(4)、电枢固定架(5)、支撑块(6)、第一模柱(10)、第二模柱(11)、第一压杆(12)，第二压杆(13)和机架(14)，电旋转台(4)连接在电枢固定架(5)上，转子电枢(2)通过紧固轴(3)和紧固套(1)固定连接在电旋转台(4)上，电旋转台(4)带动转子电枢(2)旋转；第一模柱(10)和第二模柱(11)固定连接在机架(14)上，且第一模柱(10)和第二模柱(11)位于转子电枢(2)上方，转子电枢(2)位于第一模柱(10)和第二模柱(11)的中心线上；第一压杆(12)连接在第一模柱(10)上，第二压杆(13)连接在第二模柱(11)上；
所述的集线器升降机构包括集线器(7)、固定支撑块(8)、升降电机(9)；集线器(7)通过固定支撑块(8)固定连接在升降电机(9)上，升降电机(9)带动集线器(7)上下运动；集线器(7)分别高于第一模柱(10)的底端和第二模柱(11)的底端。

2.  一种绕线机的换槽方法，其特征在于，该换槽方法包括如下步骤：
步骤1)：进行第一次换槽动作，然后对线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数；
步骤2)：进行第二次换槽动作，然后对线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数；
步骤3)：进行下一次换槽动作，当进行奇数次换槽动作时，方法与步骤1)相同；当进行偶数次换槽动作时，方法与步骤2)相同；直至绕完所有线槽内的线圈。

3.  按照权利要求2所述的绕线机的换槽方法，其特征在于，所述的步骤1)包括：
步骤101)：电旋转台(4)旋转，带动转子电枢(2)旋转，实现分度与定位，使待绕制线槽处于第一模柱(10)和第二模柱(11)的中间位置；
步骤102)：升降电机(9)下降，带动集线器(7)下降，使漆包线脱离第 一模柱(10)，电枢旋转控制机构旋转，带动第一模柱(10)和第二模柱(11)往漆包线同侧旋转然后升降电机(9)带动集线器(7)上升，使得漆包线回到绕线位置，电枢旋转控制机构旋转带动第一模柱(10)和第二模柱(11)往漆包线另一侧旋转回到初始位置，实现漆包线在第一模柱(10)上的换侧；
步骤103)：电枢旋转控制机构往漆包线同侧旋转180°，带动第一模柱(10)和第二模柱(11)旋转，漆包线绕制在第二模柱(11)上，第二压杆(13)运动，使漆包线从第二模柱(11)上脱落，进入线槽，实现换槽后半匝漆包线的嵌线入槽；
步骤104)对该线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数。

4.  按照权利要求2所述的绕线机的换槽方法，其特征在于，所述的步骤2)包括：
步骤201)：电旋转台(4)旋转，带动转子电枢(2)旋转，实现分度与定位，使待绕制线槽处于第一模柱(10)和第二模柱(11)的中间位置；
步骤202)：升降电机(9)下降，带动集线器(7)下降，使漆包线脱离第二模柱(11)，电枢旋转控制机构旋转，带动第一模柱(10)和第二模柱(11)往漆包线同侧旋转然后升降电机(9)带动集线器(7)上升，使得漆包线回到绕线位置，电枢旋转控制机构旋转带动第一模柱(10)和第二模柱(11)往漆包线另一侧旋转回到初始位置，实现漆包线在第二模柱(11)上的换侧；
步骤203)：电枢旋转控制机构往漆包线同侧旋转180°，带动第一模柱(10)和第二模柱(11)旋转，漆包线绕制在第一模柱(10)上，第一压杆(12)运动，使漆包线从第一模柱(10)上脱落，进入线槽，实现换槽后半匝漆包线的嵌线入槽；
步骤204)对该线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数。

5.  按照权利要求2所述的绕线机的换槽方法，其特征在于，所述的旋转的取值范围为：

6.  按照权利要求2所述的绕线机的换槽方法，其特征在于，所述的x为11。

一种绕线机的换槽装置及换槽方法
技术领域
本发明涉及一种绕线机，具体来说，涉及一种绕线机的换槽装置及换槽方法。
背景技术
绕线机是电机、复合材料等领域重要的工艺装备，它的作用是把线状的物体缠绕到特定的工件上。
目前，绕线工艺有两种。其一是直接绕线法，采用某种机械将单股漆包线或纤维材料直接绕在线圈骨架上，典型的绕线设备如飞叉式绕线机；其二是间接绕线法，先将漆包线或纤维材料绕成匝数符合要求的线圈，然后用嵌线机将绕组嵌入线槽中。
这两种工艺已经普遍地应用于生产实践，但要求同时满足：单股漆包线绕组、大槽口、单股线、跨槽数多四个条件。随着技术的发展，有时为追求电机产品性能有可能给生产工艺带来难题，如电动自行车电机。这种电机的每一个磁靴上都绕有一个线圈，每匝线圈又由多股漆包线绕制，槽口尺寸很小，仅2毫米左右，由于多股线所占空间尺寸较大，加之绕制时会产生“扭麻花”问题，导致无法使用直接绕线法。而绕圈又紧紧地绕在磁靴上，也就不能采用间接绕线法。由于还没有能满足这类电机绕组装配的机械化设备，目前只能人工绕线，不仅生产成本高，效率低，而且人工劳动强度大，易造成工人的指关节劳损，影响工人的身体健康和工作质量。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种绕线机的换槽装置和换槽方法，解决了多股线绕制过程中换槽时易断线，排列不齐等问题，提高了绕线质量。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种绕线机的换槽装置，该换槽装置包括电枢旋转控制机构和集线器升降机 构，其中，所述的电枢旋转控制机构包括紧固套、转子电枢、紧固轴、电旋转台、电枢固定架、支撑块、第一模柱、第二模柱、第一压杆，第二压杆和机架，电旋转台连接在电枢固定架上，转子电枢通过紧固轴和紧固套固定连接在电旋转台上，电旋转台带动转子电枢旋转；第一模柱和第二模柱固定连接在机架上，且第一模柱和第二模柱位于转子电枢上方，转子电枢位于第一模柱和第二模柱的中心线上；第一压杆连接在第一模柱上，第二压杆连接在第二模柱上；所述的集线器升降机构包括集线器、固定支撑块、升降电机；集线器通过固定支撑块固定连接在升降电机上，升降电机带动集线器上下运动；集线器分别高于第一模柱的底端和第二模柱的底端。
一种绕线机的换槽方法，该换槽方法包括如下步骤：
步骤1)：进行第一次换槽动作，然后对线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数；
步骤2)：进行第二次换槽动作，然后对线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数；
步骤3)：进行下一次换槽动作，当进行奇数次换槽动作时，方法与步骤1)相同；当进行偶数次换槽动作时，方法与步骤2)相同；直至绕完所有线槽内的线圈。
作为一种实施例，所述的步骤1)包括：
步骤101)：电旋转台旋转，带动转子电枢旋转，实现分度与定位，使待绕制线槽处于第一模柱和第二模柱的中间位置；
步骤102)：升降电机下降，带动集线器下降，使漆包线脱离第一模柱，电枢旋转控制机构旋转，带动第一模柱和第二模柱往漆包线同侧旋转然后升降电机带动集线器上升，使得漆包线回到绕线位置，电枢旋转控制机构旋转带动第一模柱和第二模柱往漆包线另一侧旋转回到初始位置，实现漆包线在第一模柱上的换侧；
步骤103)：电枢旋转控制机构往漆包线同侧旋转180°，带动第一模柱和第二模柱旋转，漆包线绕制在第二模柱上，第二压杆运动，使漆包线从第二模柱上脱落，进入线槽，实现换槽后半匝漆包线的嵌线入槽；
步骤104)对该线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数。
作为一种实施例，所述的步骤2)包括：
步骤201)：电旋转台旋转，带动转子电枢旋转，实现分度与定位，使待绕制线槽处于第一模柱和第二模柱的中间位置；
步骤202)：升降电机下降，带动集线器下降，使漆包线脱离第二模柱，电枢旋转控制机构旋转，带动第一模柱和第二模柱往漆包线同侧旋转然后升降电机带动集线器上升，使得漆包线回到绕线位置，电枢旋转控制机构旋转带动第一模柱和第二模柱往漆包线另一侧旋转回到初始位置，实现漆包线在第二模柱上的换侧；
步骤203)：电枢旋转控制机构往漆包线同侧旋转180°，带动第一模柱和第二模柱旋转，漆包线绕制在第一模柱上，第一压杆运动，使漆包线从第一模柱上脱落，进入线槽，实现换槽后半匝漆包线的嵌线入槽；
步骤204)对该线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数。
作为一种实施例，所述的旋转的取值范围为：
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
(1)排线更加整齐，提高绕线质量。传统的偶数次半匝换槽方式如说明书附图图7所示，在换槽的一整圈漆包线需要从一个满槽跨入一个空槽，处于满槽的半匝漆包线很难处于线槽的底端，使得下一槽的半匝线圈不能从底端开始整齐排列，影响绕线质量。本发明采用奇数次半匝换槽方式，相对于偶数次半匝换槽，使得换槽之后空槽的第一个半匝线圈完全处于空槽内，避免了换槽过程中漆包线的缠绕堆压，使排线更加整齐，提高了绕线质量。
(2)本发明的绕线机的换槽装置与换槽方法，模仿了人手绕线时的换槽过程，电旋转台实现转子电枢的分度与定位，集线器升降电机完成漆包线位置的改变，实现换槽时漆包线在第一模柱或第二模柱上的换侧，同时奇数次半匝换槽方式能避免换槽过程中的断线和排线不齐等问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明实施例中，转子电枢单槽绕满换槽的初始位置示意图。
图3是本发明实施例中，转子电枢旋转单槽后的状态示意图。
图4是本发明实施例中，待绕制漆包线在模柱上换侧的状态示意图。
图5是本发明实施例中，电旋转台旋转半圈后的状态示意图。
图6是本发明实施例中，压杆压线之后的状态示意图。
图7是传统方式中，偶数次半匝线圈换槽示意图。
图中有：紧固套1，转子电枢2，紧固轴3，电旋转台4，电枢固定架5，支撑块6，集线器7，固定支撑块8，升降电机9，第一模柱10，第二模柱11，第一压杆12，第二压杆13，机架14。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。
如图1所示，本发明的一种绕线机的换槽装置，包括电枢旋转控制机构和集线器升降机构。电枢旋转控制机构包括紧固套1、转子电枢2、紧固轴3、电旋转台4、电枢固定架5、支撑块6、第一模柱10、第二模柱11、第一压杆12，第二压杆13和机架14。电旋转台4连接在电枢固定架5上，转子电枢2通过紧固轴3和紧固套1固定连接在电旋转台4上，电旋转台4带动转子电枢2旋转。第一模柱10和第二模柱11固定连接在机架14上，且第一模柱10和第二模柱11位于转子电枢2上方。转子电枢2位于第一模柱10和第二模柱11的中心线上。第一压杆12连接在第一模柱10上，第二压杆13连接在第二模柱11上。集线器升降机构包括集线器7、固定支撑块8和升降电机9。集线器7通过固定支撑块8固定连接在升降电机9上，升降电机9带动集线器7上下运动。集线器7分别高于第一模柱10的底端和第二模柱11的底端。
本换槽装置采用奇数次半匝换槽方式，避免了换槽时断线，排线不齐等问题，提高了整体的绕线质量。
电枢旋转控制机构用于带动转子电枢旋转，转子电枢2通过键槽结构安装在紧固轴3上，紧固套1通过紧固螺丝压紧转子电枢2与紧固轴3。紧固轴3连同转子电枢2固定在电旋转台4上，电旋转台4转动，带动转子电枢2旋转，实现换槽功能。电旋转台4通过支撑块6和紧固螺丝固定在电枢固定架5上。
上述结构的换槽装置中，集线器7分别高于第一模柱10的底端和第二模柱11的底端，使得电枢旋转控制机构旋转时，漆包线能缠绕在第一模柱10和第二 模柱11上。集线器升降机构9用于实现集线器7位置的上下移动，集线器7通过固定支撑块8和紧固螺丝固定连接在升降电机9上。升降电机9带动集线器7上下运动，从而实现待绕制漆包线位置的移动，实现换槽时漆包线在第一模柱10或者第二模柱11上的换侧，即实现换槽过程中漆包线位置的改变。
本装置的目的是实现多股漆包线绕制过程中的换槽功能，该换槽方法，包括如下步骤：
步骤1)：进行第一次换槽动作，然后对线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数。该步骤具体包括：
步骤101)：电旋转台4旋转，带动转子电枢2旋转，实现分度与定位，使待绕制线槽处于第一模柱10和第二模柱11的中间位置。
步骤102)：升降电机9下降，带动集线器7下降，使漆包线脱离第一模柱10，电枢旋转控制机构旋转，带动第一模柱10和第二模柱11往漆包线同侧旋转然后升降电机9带动集线器7上升，使得漆包线回到绕线位置，电枢旋转控制机构旋转带动第一模柱10和第二模柱11往漆包线另一侧旋转回到初始位置，实现漆包线在第一模柱10上的换侧。
步骤103)：电枢旋转控制机构往漆包线同侧旋转180°，带动第一模柱10和第二模柱11旋转，漆包线绕制在第二模柱11上，第二压杆13运动，使漆包线从第二模柱11上脱落，进入线槽，实现换槽后半匝漆包线的嵌线入槽；
步骤104)对该线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数。
步骤2)：进行第二次换槽动作，然后对线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数。该步骤具体包括：
步骤201)：电旋转台4旋转，带动转子电枢2旋转，实现分度与定位，使待绕制线槽处于第一模柱10和第二模柱11的中间位置。
步骤202)：升降电机9下降，带动集线器7下降，使漆包线脱离第二模柱11，电枢旋转控制机构旋转，带动第一模柱10和第二模柱11往漆包线同侧旋转然后升降电机9带动集线器7上升，使得漆包线回到绕线位置，电枢旋转控制机构旋转带动第一模柱10和第二模柱11往漆包线另一侧旋转回到初始位置，实现漆包线在第二模柱11上的换侧。
步骤203)：电枢旋转控制机构往漆包线同侧旋转180°，带动第一模柱10 和第二模柱11旋转，漆包线绕制在第一模柱10上，第一压杆12运动，使漆包线从第一模柱10上脱落，进入线槽，实现换槽后半匝漆包线的嵌线入槽；
步骤204)对该线圈进行绕线，绕满x个半匝；x为奇数
步骤3)：进行下一次半匝漆包线的嵌线入槽，当进行奇数次半匝漆包线的嵌线入槽时，方法与步骤1)相同；当偶数次半匝漆包线的嵌线入槽时，方法与步骤2)相同；直至绕完所有线槽内的线圈。
作为优选方案，所述的旋转的取值范围为：只要保证漆包线脱离之后能让开模柱，换到另一侧即可。例如可以是26°、30°、32°或者34°。
下面结合附图具体说明换槽方法。
(1)如图2所示，线槽a中已绕满漆包线，槽口2为空槽，由线槽a换至线槽b的初始位置。
(2)如图3所示，电旋转台4旋转，带动转子电枢2旋转，实现分度与定位，线槽b对准第一模柱10和第二模柱11的中间位置。
(3)如图4所示，集线器升降电机9下降，带动集线器7下降，使得漆包线脱离第一模柱10。电枢旋转控制机构旋转，带动第一模柱10往漆包线同侧旋转集线器升降电机9带动集线器7上升，使得漆包线回到绕线位置，电枢旋转控制机构旋转，带动第一模柱10往漆包线另一侧旋转回到初始位置，实现漆包线在第一模柱10上的换侧。
(4)如图5所示，电枢旋转控制机构往左旋转180°，带动第一模柱10和第二模柱11旋转，漆包线绕制在第二模柱11上，实现换槽后的半匝漆包线的绕制。
(5)如图6所示，嵌线机构(即第二压杆13)运动，实现漆包线从第二模柱11上脱落进入线槽b，实现换槽后半匝漆包线的嵌线入槽。
(6)当每一线槽绕制完奇数半匝漆包线时，重复以上过程，实现换槽功能，直至绕完所有线槽内的线圈。
传统的偶数次半匝换槽方式如图7所示，在换槽的一整圈漆包线需要从一个满槽跨入一个空槽，处于满槽的半匝漆包线很难处于线槽的底端，使得下一槽的半匝线圈不能从底端开始整齐排列，影响绕线质量。本发明的奇数次半匝换槽方 式使得换槽之后空槽的第一个半匝线圈完全处于空槽内，避免了换槽过程中漆包线的缠绕堆压，使排线更加整齐，提高了绕线质量。
从上述步骤可看出，本发明所示的换槽装置及换槽方法在整个绕线机的工作中能很好的模拟人手的动作，漆包线位置可调，实现漆包线在第一模柱上的换侧以完成整个换槽过程。此外，采用奇数次半匝换槽方式，避免了换槽时断线，排线不齐等问题，提高了整体的绕线质量。