单头绕线机及其绕线方法与流程

1.本发明涉及绕线机领域技术，尤其是指一种单头绕线机及其绕线方法。


背景技术：

2.电机由转子和定子构成，其中，定子具有十二个绕线骨架，其中每相邻四个绕线骨架为一相，每个定子具有三相；在对定子绕线时需要依次将相邻四个绕线骨架进行绕线，绕线完成后进行剪线；再对未绕线的另一相四个绕线骨架进行绕线，依次循环，直至将绕线骨架全部绕线完成。
3.现有技术中每个绕线骨架的多道不同工序大多是通过人工操作的，虽然现有技术中存在自动或半自动化绕线机，但是现有技术中的绕线机存在缠绕效率低、绕线效率低、绕线松紧程度不一致、剪线精度低的技术问题；并且还导致工人的劳动强度大和企业的劳务成本高；因此，针对这一现状，迫切需要开发一种单头绕线机及其绕线方法，以满足实际使用的需要。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种单头绕线机及其绕线方法，其通过采用主轴挂线压线机构、牵线机构和剪线机构实现了自动化的对定子的绕线骨架绕线，工作效率高，绕线精准度高，提高了产品的稳定性，降低了次品率。
5.为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
6.一种单头绕线机，其包括机架、用于挂线压线并带动定子旋转的主轴挂线压线机构、用于对主轴挂线压线机构中定子的绕线骨架进行绕线的牵线机构和用于绕线完成后剪线的剪线机构；该机架上设置有用于安装上述各机构的工作台，该主轴挂线压线机构包括用于带动定子旋转的主轴驱动组件和挂线压线组件；该挂线压线组件可分离式与主轴驱动组件相对接；该剪线机构位于主轴驱动组件侧旁；该主轴驱动组件具有用于放置定子的可转动的主动轴；该牵线机构具有可移动的线嘴；该剪线机构具有可移动的气剪；该线嘴与主动轴上的定子相对应，该气剪位于主动轴上的定子侧旁。
7.作为一种优选方案：所述挂线压线组件包括用于与主动轴卡紧或远离的卡紧装置、挂线装置和压线装置；该卡紧装置可分离式与主动轴相对接，该挂线装置设置于卡紧装置上，该压线装置与卡紧装置相对应。
8.作为一种优选方案：所述卡紧装置包括支架、升降驱动气缸、竖向滑板、连接件、从动轴和卡紧件，该升降驱动气缸紧固安装于支架上，该竖向滑板可升降式位于支架上方；该连接件的内侧壁紧固套设于从动轴外侧，该连接件的上侧壁紧固连接于竖向滑板上，该卡紧件紧固安装于从动轴下端，该升降驱动气缸驱动从动轴下端的卡紧件与主动轴卡紧或分离；该压线装置包括压线驱动气缸、压轴和压线件，该压线驱动气缸安装于支架上，该压线驱动气缸的轴端可分离式连接压轴的上端，该压轴可升降式套设于从动轴内，该压线件紧固安装于压轴下端，该压线件可升降式套设于卡紧件外周，该压线驱动气缸驱动压轴带动
压线件相对于卡紧件下降以进行压线操作；该挂线装置包括挂线盘和夹线座，该挂线盘紧固套设于从动轴的外侧，该挂线盘位于压线件上侧，该夹线座可升降式抵接在挂线盘的上表面，上述连接件位于夹线座上方。
9.作为一种优选方案：所述主轴驱动组件还包括旋转驱动电机，该旋转驱动电机安装于工作台上，该旋转驱动电机的轴端连接上述主动轴的下端，该定子放置于主动轴的上端。
10.作为一种优选方案：所述支架上紧固设置有顶升驱动气缸，该顶升驱动气缸的轴端设置有滚轮；上述夹线座具有环形凹槽，该滚轮可上升式抵接在环形凹槽的上侧壁上，且滚轮不与环形凹槽的内侧壁接触。
11.作为一种优选方案：所述夹线座和连接件之间设置有用于驱动夹线座下降的复位弹簧。
12.作为一种优选方案：所述牵线机构包括纵向驱动组件、竖向驱动组件和过线组件，该纵向驱动组件包括纵向驱动装置和纵向滑座，该纵向驱动装置安装于工作台上，该纵向滑座滑动式位于工作台上，该纵向驱动装置的输出端连接纵向滑座；该竖向驱动组件包括驱动电机、带传动装置和竖向滑座，该驱动电机紧固安装于纵向滑座上，该竖向滑座滑动式位于纵向滑座上，该驱动电机的轴端连接带传动装置，该带传动装置的输出端连接竖向滑座；该过线组件包括过线轮和夹线气缸，该过线轮、夹线气缸和上述线嘴从上之下依次安装于竖向滑座上。
13.作为一种优选方案：所述剪线机构还包括用于驱动气剪纵向移动的纵向驱动气缸、用于驱动纵向驱动气缸和气剪一起升降的升降驱动组件以及用于驱动气剪和纵向驱动气缸连同升降驱动组件一起横向移动的横向驱动组件；该气剪紧固安装于纵向驱动气缸的输出端，该纵向驱动气缸连接于升降驱动组件的输出端，该升降驱动组件连接于横向驱动组件的输出端。
14.作为一种优选方案：所述横向驱动组件包括横向驱动装置和横向滑座，该横向驱动装置安装于工作台上，该横向滑座滑动式位于工作台上，该横向驱动装置的输出端紧固连接横向滑座；该升降驱动组件包括升降驱动装置和升降滑座，该升降驱动装置紧固安装于横向滑座上，该升降滑座滑动式位于横向滑座上，该升降驱动装置的输出端连接升降滑座；上述纵向驱动气缸紧固安装于升降滑座上，上述气剪安装于纵向驱动气缸的输出端。
15.所述的单头绕线机的绕线方法，其包括如下步骤：
16.第一、定子放置于主轴驱动组件上，卡紧装置卡接于主轴驱动组件上方；
17.第二、从线盘上放出的线通过张力器到达过线组件，牵线机构之线嘴带着线材在挂线装置上进行挂线，压线装置进行压线；
18.第三、挂线完成后，剪线机构将容线槽前侧的线材剪断；
19.第四、纵向驱动组件和竖向驱动组件驱动线嘴纵向移动和竖向移动，主轴驱动组件驱动定子左右交替旋转摆动，线嘴带着线材对定子的绕线骨架进行绕线；
20.第五、绕完单个绕线骨架后，主轴驱动组件驱动定子旋转对下一个绕线骨架进行绕线，依次将同一相的四个绕线骨架绕完线；
21.第六、绕完同一相的绕线骨架后，剪线机构将容线槽后侧的线材剪断；
22.第七、依次循环上述挂线、剪线、绕线、剪线的步骤直至将定子的绕线骨架全部绕
线完成；绕线完成后，卡紧装置之卡紧件远离主轴驱动组件，绕线完成的定子进行出料。
23.本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过采用主轴挂线压线机构、牵线机构和剪线机构实现了自动化的对定子的绕线骨架绕线，工作效率高，绕线精准度高，提高了产品的稳定性，降低了次品率；通过主轴挂线压线机构和牵线机构实现了主动轴和从动轴的同步转动，自动化的挂线、压线和绕线；采用剪线机构对绕完线后的线材剪断，满足了不同相的绕线骨架对线材高度的要求，同时剪线机构可以为牵线机构让位，两者互不干扰，减少了占用面积。
24.为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
附图说明
25.图1为本发明之单头绕线机第一视角立体结构示意图；
26.图2为本发明之单头绕线机第二视角立体结构示意图；
27.图3为本发明之单头绕线机主体部分立体结构示意图；
28.图4为本发明之主轴挂线压线机构第一视角立体结构示意图；
29.图5为本发明之主轴挂线压线机构第二视角立体结构示意图；
30.图6为本发明之主轴挂线压线机构主体部分立体结构示意图；
31.图7为本发明之主轴挂线压线机构主体部分剖视图。
32.图8为本发明之牵线机构第一视角立体结构示意图；
33.图9为本发明之牵线机构第二视角立体结构示意图；
34.图10为本发明之剪线机构第一视角立体结构示意图；
35.图11为本发明之剪线机构第二视角立体结构示意图。
36.附图标识说明：
37.图中：10、机架；11、工作台；12、线盘；13、张力器；20、主轴挂线压线机构；21、主轴驱动组件；211、旋转驱动电机；212、主动轴；22、挂线压线组件；221、卡紧装置；2211、支架；2212、升降驱动气缸；2213、竖向滑板；2214、连接件；2215、从动轴；2216、卡紧件；2217、卡块；222、挂线装置；2221、挂线盘；2222、定位柱；2223、挂钩；2224、容线槽；2225、夹线座；22251、环形凹槽；2226、定位凹槽；2227、顶升驱动气缸；2228、滚轮；2229、复位弹簧；223、压线装置；2231、压线驱动气缸；2232、压轴；2233、压线件；224、对位驱动装置；2241、对位驱动气缸；2242、对位凸块；2243、定位盘；2244、嵌置槽；225、刮线装置；2251、刮线驱动气缸；2252、刮板；30、牵线机构；31、纵向驱动组件；311、纵向驱动装置；312、纵向驱动电机；313、纵向丝杆；314、纵向滑座；32、竖向驱动组件；321、驱动电机；322、带传动装置；3221、主动轮；3222、从动轮；3223、传动带；323、竖向滑座；33、过线组件；331、过线轮；332、夹线气缸；333、线嘴；40、剪线机构；41、气剪；411、纵向驱动气缸；42、升降驱动组件；421、升降驱动装置；422、升降驱动电机；423、升降滑座；43、横向驱动组件；431、横向驱动装置；432、横向驱动电机；433、横向滑座。
具体实施方式
38.本发明如图1至图11所示，一种单头绕线机及其绕线方法，包括有机架10、用于挂
线压线并带动定子旋转的主轴挂线压线机构20、用于对主轴挂线压线机构中定子的绕线骨架进行绕线的牵线机构30和用于绕线完成后剪线的剪线机构40；其中：
39.该机架10上设置有用于安装上述各机构的工作台11，该主轴挂线压线机构20包括用于带动定子旋转的主轴驱动组件21和挂线压线组件22；该挂线压线组件22可分离式与主轴驱动组件21相对接；该剪线机构40位于主轴驱动组件21侧旁；该主轴驱动组件21具有用于放置定子的可转动的主动轴212；该牵线机构30具有可移动的线嘴333；该剪线机构40具有可移动的气剪41；该线嘴333与主动轴212上的定子相对应，该气剪41位于主动轴212上的定子侧旁。
40.该挂线压线组件22包括用于与主轴驱动组件21卡紧或远离的卡紧装置221、挂线装置222和压线装置223，该卡紧装置221可分离式与主轴驱动组件21卡紧，该挂线装置222设置于卡紧装置221上，该压线装置223与卡紧装置221相对应。
41.该卡紧装置221包括支架2211、升降驱动气缸2212、竖向滑板2213、连接件2214、从动轴2215和卡紧件2216，该升降驱动气缸2212紧固安装于支架2211上，该竖向滑板2213可升降式位于支架2211上方；该连接件2214的内侧壁紧固套设于从动轴2215外侧，该连接件2214的上侧壁紧固连接于竖向滑板2213上，该卡紧件2216紧固安装于从动轴2215下端，该升降驱动气缸2212驱动从动轴2215下端的卡紧件2216与主动轴212卡紧或分离。
42.该压线装置223包括压线驱动气缸2231、压轴2232和压线件2233，该压线驱动气缸2231安装于支架2211上，该压线驱动气缸2231的轴端可分离式连接压轴2232的上端，该压轴2232可升降式套设于从动轴2215内，该压线件2233紧固安装于压轴2232下端，该压线件2233可升降式套设于卡紧件2216外周，该压线驱动气缸2231驱动压轴2232带动压线件2233相对于卡紧件2216下降以进行压线操作。
43.该挂线装置222包括挂线盘2221和夹线座2225，该挂线盘2221紧固套设于从动轴2215的外侧，该挂线盘2221位于压线件2233上侧，该夹线座2225可升降式抵接在挂线盘2221的上表面，上述连接件2214位于夹线座2225上方；该挂线盘2221上设置有定位柱2222，该夹线座2225上设置有定位凹槽2226，该定位凹槽2226与定位柱2222相对应；通过定位柱2222和定位凹槽2226将挂线盘2221和夹线座2225进行固定，防止在绕线过程中夹线座2225相对于挂线盘2221发生位置偏移而造成线材压不紧或者将线材扯断的现象。
44.定子具有十二个绕线骨架，其中每相邻四个绕线骨架为一相，每个定子具有三相；在组装电机过程中需要对定子的绕线骨架进行绕线；在绕线之前需要进行挂线以便于将自由活动的线进行固定，挂线后将过渡线(绕完的一相与未绕线的一相之间预留出的线称之为过渡线)压入到定子的过渡线槽中。
45.具体的是，定子放置于主轴驱动组件21上，卡紧装置221之升降驱动气缸2212驱动竖向滑座下降，竖向滑座带动连接件2214和从动轴2215下降，卡紧件2216与主动轴212卡接，主动轴212转动带动从动轴2215转动；过渡线依次缠绕于压线件2233和卡紧件2216上，定子上具有用于容置过渡线的过渡线槽，压线驱动气缸2231驱动压线件2233相对于卡紧件2216下降，压线件2233将缠绕于卡紧件2216上的过渡线压入定子之过渡线槽中；该压线驱动气缸2231的轴端可分离式连接压轴2232的上端，当需要压过渡线时，压线驱动气缸2231的轴端向下移动抵接在压轴2232的上端，压线驱动气缸2231驱动压轴2232相对于从动轴2215向下移动，进而带动压线件2233向下移动；当在绕线过程中时，压线驱动气缸2231的轴
端与压轴2232的上端分离，这样就避免了绕线过程中压线驱动气缸2231对压轴2232转动的干扰，绕线时压轴2232与从动轴2215一起转动，而压线驱动气缸2231不动。
46.该主轴驱动组件21还包括旋转驱动电机211，该旋转驱动电机211安装于工作台11上，该旋转驱动电机211的轴端连接上述主动轴212的下端，该定子放置于主动轴212的上端；旋转驱动电机211驱动主动轴212转动，定子随着主动轴212的转动而转动。
47.该支架2211上紧固设置有顶升驱动气缸2227，该顶升驱动气缸2227的轴端设置有滚轮2228；上述夹线座2225具有环形凹槽22251，该滚轮2228可上升式抵接在环形凹槽22251的上侧壁上，且滚轮2228不与环形凹槽22251的内侧壁接触；该夹线座2225和连接件2214之间设置有用于驱动夹线座2225下降的复位弹簧2229；当需要挂线时，顶升驱动气缸2227驱动滚轮2228上升，滚轮2228抵接在夹线座2225上表面，滚轮2228上升带动夹线座2225上升，设置滚轮2228减小了夹线座2225在上升过程中的摩擦力；挂线完成后，顶升驱动气缸2227驱动滚轮2228下降以位于环形凹槽22251内，复位弹簧2229给夹线座2225施加向下的力驱动夹线座2225复位以抵接在挂线盘2221的上表面，进而将挂在挂线盘2221上的线紧紧压住；滚轮2228位于环形凹槽22251内，且不接触环形凹槽22251内侧壁，这样既能保证在挂线时将夹线座2225抬起，又保证了在绕线时不干扰夹线座2225的转动。
48.该挂线盘2221上设置有复数个用于挂线的挂钩2223，该相邻两个挂钩2223之间形成用于供线通过的容线槽2224；定子具有十二个绕线骨架，其中每相邻四个绕线骨架为一相，每个定子具有三相，挂线盘2221上的挂钩2223为三个，分别对应三相的挂线；顶升驱动气缸2227驱动夹线座2225上升，线嘴333带着材挂到挂钩2223上，线材依次通过挂钩2223前侧的容线槽2224和挂钩2223后侧的容线槽2224，挂线完成后复位弹簧2229驱动夹线座2225下降将位于挂钩2223上的线材夹紧。
49.该支架2211上设置有用于用于对气剪上的废线进行刮掉的刮线装置225，该刮线装置225包括刮线驱动气缸2251和刮板2252，该刮线驱动气缸2251竖向的安装于支架2211下表面，该刮线驱动气缸2251的轴端连接刮板2252，该刮线驱动气缸2251驱动刮板2252升降；容线槽2224两侧的线材被剪断后，气剪将剪断的线拉扯出来，由于剪下的线材呈倒u形，当气剪打开后线材不容易掉落，刮线驱动气缸2251驱动刮板2252将气剪41上的线材刮下来。
50.该主动轴212上端设置有卡槽(图中未示)，该卡紧件2216下端设置有用于与主动轴212卡接的卡块2217，该卡块2217与卡槽相对应；该从动轴2215上端设置有定位盘2243，该定位盘2243上设置嵌置槽2244；该支架2211上设置有用于使卡块2217与卡槽对位的对位驱动装置224，该对位驱动装置224包括对位驱动气缸2241和对位凸块2242，该对位驱动气缸2241的轴端连接对位凸块2242，该对位凸块2242与嵌置槽2244匹配；对位驱动气缸2241驱动对位凸块2242嵌置于嵌置槽2244中，将定位盘2243进行初始位置的定卡位，以便于卡块2217与主动轴212上的卡槽相对应；当卡紧件2216与主动轴212卡接后，对位驱动气缸2241驱动对位凸块2242后退；在绕线过程中旋转驱动气缸驱动主动轴212转动，主动轴212转动带动压轴2232、从动轴2215、压线件2233、卡紧件2216、挂线盘2221、夹线座2225、连接件2214和定位盘2243同步转动；当绕线完成后卡紧装置221之升降驱动气缸2212驱动竖向滑座上升，竖向滑座带动连接件2214和从动轴2215上升，卡紧件2216上升脱离主动轴212，绕线完成后的定子从主动轴212上端转移出料。该牵线机构30包括纵向驱动组件31、竖向驱
动组件32和过线组件33，该纵向驱动组件31包括纵向驱动装置311和纵向滑座314，该纵向驱动装置311安装于工作台11上，该纵向滑座314滑动式位于工作台11上，该纵向驱动装置311的输出端连接纵向滑座314；该竖向驱动组件32包括驱动电机321、带传动装置322和竖向滑座323，该驱动电机321紧固安装于纵向滑座314上，该竖向滑座323滑动式位于纵向滑座314上，该驱动电机321的轴端连接带传动装置322，该带传动装置322的输出端连接竖向滑座323；该过线组件33包括过线轮331和夹线气缸332，该过线轮331、夹线气缸332和上述线嘴333从上之下依次安装于竖向滑座323上。
51.该纵向驱动装置311包括纵向驱动电机312和纵向丝杆313，该纵向驱动电机312安装于工作台11上，该纵向驱动电机312的轴端连接纵向丝杆313，该纵向丝杆313与纵向滑座314转动配合；采用纵向驱动电机312和纵向丝杆313提供驱动力提高了移动的精准度和稳定性；该带传动装置322包括主动轮3221、从动轮3222和传动带3223，该主动轮3221套设于驱动电机的轴端，该从动轮3222位于主动轮3221上方，该传动带3223环套于主动轮3221和从动轮3222上，该竖向滑座323连接传动带3223；该驱动电机321通过带传动装置322带动竖向滑座323升降；纵向驱动组件31驱动线嘴333纵向移动，竖向驱动组件32驱动线嘴333升降，主轴驱动组件驱动定子左右交替旋转摆动，线嘴333带着线材对定子的绕线骨架进行绕线，绕线轨迹与绕线骨架的方形块相吻合；该机架10侧旁设置有线盘12，该机架10上设置有用于调节线材张紧的张力器13；线盘12上放出的线通过张力器13到达过线组件33，线材通过过线轮331呈垂直向下方向拉伸穿过夹线气缸332到达线嘴333；剪线机构40在对线材剪断前，过线组件33之夹线气缸332将线材夹紧，剪线完成后夹线气缸332将线材松开以便于绕线。
52.该剪线机构40还包括用于驱动气剪41纵向移动的纵向驱动气缸411、用于驱动纵向驱动气缸411和气剪41一起升降的升降驱动组件42以及用于驱动气剪41和纵向驱动气缸411连同升降驱动组件42一起横向移动的横向驱动组件43；该气剪41紧固安装于纵向驱动气缸411的输出端，该纵向驱动气缸411连接于升降驱动组件42的输出端，该升降驱动组件42连接于横向驱动组件43的输出端。
53.该横向驱动组件43包括横向驱动装置431和横向滑座433，该横向驱动装置431安装于工作台11上，该横向滑座433滑动式位于工作台11上，该横向驱动装置431的输出端紧固连接横向滑座433；该升降驱动组件42包括升降驱动装置421和升降滑座423，该升降驱动装置421紧固安装于横向滑座433上，该升降滑座423滑动式位于横向滑座433上，该升降驱动装置421的输出端连接升降滑座423；上述纵向驱动气缸411紧固安装于升降滑座423上，上述气剪41安装于纵向驱动气缸411的输出端。
54.该横向驱动装置431包括横向驱动电机432和横向丝杆(图中未示)，该横向驱动电机432安装于工作台11上，该横向驱动电机432的轴端连接横向丝杆，该横向丝杆与横向滑座433转动配合；该升降驱动装置421包括升降驱动电机422和竖向丝杆(图中未示)，该升降驱动电机422安装于横向滑座433上，该升降驱动电机422的轴端连接竖向丝杆，该竖向丝杆与升降滑座423转动配合；该横向驱动组件43驱动气剪41横向移动以靠近或远离主轴驱动组件，在绕线时气剪41远离主轴驱动组件，当剪线时气剪41靠近主轴驱动组件；定子绕线骨架不同相的剪线高度不同，升降驱动组件42驱动气剪41升降以满足不同剪线高度要求；纵向驱动气缸411驱动气剪41纵向移动以将剪完的线材拉扯出来。
55.该单头绕线机的绕线方法，其包括如下步骤：
56.第一、定子放置于主轴驱动组件上，卡紧装置卡接于主轴驱动组件上方；
57.第二、从线盘上放出的线通过张力器到达过线组件，牵线机构之线嘴带着线材在挂线装置上进行挂线，压线装置进行压线；
58.第三、挂线完成后，剪线机构将容线槽前侧的线材剪断；
59.第四、纵向驱动组件和竖向驱动组件驱动线嘴纵向移动和竖向移动，主轴驱动组件驱动定子左右交替旋转摆动，线嘴带着线材对定子的绕线骨架进行绕线；
60.第五、绕完单个绕线骨架后，主轴驱动组件驱动定子旋转对下一个绕线骨架进行绕线，依次将同一相的四个绕线骨架绕完线；
61.第六、绕完同一相的绕线骨架后，剪线机构将容线槽后侧的线材剪断；
62.第七、依次循环上述挂线、剪线、绕线、剪线的步骤直至将定子的绕线骨架全部绕线完成；绕线完成后，卡紧装置之卡紧件远离主轴驱动组件，绕线完成的定子进行出料。
63.本发明的设计重点在于，通过采用主轴挂线压线机构、牵线机构和剪线机构实现了自动化的对定子的绕线骨架绕线，工作效率高，绕线精准度高，提高了产品的稳定性，降低了次品率；通过主轴挂线压线机构和牵线机构实现了主动轴和从动轴的同步转动，自动化的挂线、压线和绕线；采用剪线机构对绕完线后的线材剪断，满足了不同相的绕线骨架对线材高度的要求，同时剪线机构可以为牵线机构让位，两者互不干扰，减少了占用面积。
64.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。