动力退扭放线机的制作方法

1.本发明涉及一种线缆生产设备，尤其涉及一种动力退扭放线机。


背景技术：

2.传统的线缆绞线工艺，是一种将多股细线绞合成一根线缆的生产过程，多股细线从各个放线机的放线盘放出后，因绞线机的角弓旋转，多股细线汇合后沿绞线机的进线中心轴旋转，从而将多股细线绞合成一根线缆。传统绞线时，绞线一侧旋转，放线一侧的放线退扭机通过退扭输出线材，这种工艺就是退扭放线绞合工艺。采用退扭放线工艺，绞合出来的线缆内部无内应力，线缆外型柔软，电气性能佳，特别适合于机器人拖链线缆，信号线缆，航空线缆等。
3.然而，现有的退扭机的放线盘一般都是轴杆穿轴式的结构，放线盘和转盘都是单边轴承座支承，另一侧无支撑，呈悬空状态，因此，放线盘在转动放线时只受到放线盘一端的扭矩作用，，这样使得放线盘的两端受力不均匀，在高速转动时就会产生较大的振动，导致运转噪音较大，运行不稳定，进而降低生产效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种动力退扭放线机，其通过双轴支撑于放线盘及转盘的两侧，使得放线盘及转盘运转更平稳、震动小、噪音低、有效提高生产效率。
5.为了实现上述目的，本发明提供的动力退扭放线机包括放线机构及放线张力机构；所述放线机构包括主轴、放线轴、转盘、放线盘、转盘驱动机构及线盘驱动机构，所述主轴同轴且可转动地套于所述放线轴外；所述放线盘一侧的中心连接于所述放线轴的一端，所述放线盘另一侧的中心与所述放线张力机构的旋转中心轴同轴且可转动地连接；所述转盘一侧的中心固定地连接于所述主轴的一端，所述转盘另一侧的中心与所述旋转中心轴同轴地固定连接；所述转盘驱动机构驱动所述主轴转动；所述线盘驱动机构驱动所述放线轴转动。
6.与现有技术相比，本发明将所述放线盘另一侧的中心与所述放线张力机构的旋转中心轴同轴且可转动地连接，并且所述转盘另一侧的中心与所述放线张力机构的旋转中心轴同轴地固定连接；从而，可以使得所述放线张力机构的旋转中心轴能随所述转盘的转动而实现退扭，同时，可以为所述转盘的另一侧提供一支撑点，而所述放线张力机构的旋转中心轴可以对所述放线盘的另一侧提供一支撑点，因此，使得所述转盘及放线盘的两端受力平衡，进而使运转更加平稳，可实现高速运转，相比单边支撑式结构有效提高生产效率，并且极大地减少震动，降低噪音，而且零部件的磨损较小，发热量低，减少故障率，有效延长使用寿命。
7.较佳地，所述放线盘与所述旋转中心轴之间设有连接件，所述连接件的一端与所述放线盘的中心连接，所述连接件的另一端通过所述轴承与所述旋转中心轴转动连接。
8.较佳地，所述放线机构还包括刹车装置，所述刹车装置使所述主轴停止转动。
9.较佳地，所述放线盘与所述放线张力机构之间设有导向轮，所述放线盘放出的芯线经过所述导向轮进入所述放线张力机构。
10.较佳地，所述放线张力机构包括旋框、第一过线轮、第二过线轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、齿轮组、第一张力轮及第一驱动机构；所述旋框具有所述旋转中心轴；所述第一过线轮枢接于所述旋框的第一端，所述第二过线轮枢接于所述旋框的第二端；所述第一锥齿轮同轴且可转动地套于所述旋框的第一端，所述第二锥齿轮枢接于所述旋框的外侧且与所述第一锥齿轮啮合；所述第一张力轮枢接于所述旋框上；所述齿轮组的输入齿轮与所述第二锥齿轮同轴固定，所述齿轮组的输出齿轮与所述第一张力轮同轴固定；所述第一驱动机构驱动所述第一锥齿轮转动。通过设置一旋框，在所述旋框上依次设置第一过线轮、第一张力轮及第二过线轮，使得芯线可以依次绕经所述第一过线轮、第一张力轮及第二过线轮；并且，利用第一锥齿轮同轴地套于所述旋框，通过第一驱动机构驱动所述第一锥齿轮转动，又利用第二锥齿轮及齿轮组将第一锥齿轮的动力传递到第一张力轮上，从而使得所述第一张力轮可主动地牵引芯线向前输出。与此同时，通过利用第二驱动机构驱动所述旋框，使得所述旋框整体可围绕中心轴旋转，因此，使得所述芯线在向前输出的同时可进行绞线。因此，本发明可以通过一外置的动力牵引芯线，使芯线向前输出，同时通过另一外置的动力驱动芯线旋转，进而使芯线在90度空间进行交错运动，其结构简单，体积小、控制十分方便。
11.具体地，所述放线张力机构还包括反馈轮，所述反馈轮通过轮轴可转动地设置于所述放线张力机构，且所述轮轴呈可滑动地设置于所述放线张力机构。通过使所述反馈轮可滑动地设置于所述放线张力机构，从而可对放线盘的放线速度进行监测并反馈电信号，以控制放线盘的放线速度。
12.具体地，还包括弹性件，所述弹性件设置于所述放线张力机构且所述轮轴抵顶。通过设置所述弹性件，并在所述芯线的传输作用下，可使所述反馈轮能够来回移动，进而实现反馈轮的位置监测。
13.具体地，所述放线张力机构还包括位置感应装置，所述位置感应装置设置于所述轮轴，以检测所述反馈轮的位移。通过设置所述位置感应装置，可以自动监测反馈轮的位置变化，从而检测出芯线的放线速度变化，从而可以通过控制系统反馈到线盘驱动机构上，即可提高或降低放线盘放线速度，使芯线在放线的过程中保持恒定的张力。
14.具体地，所述位置感应装置包括位移传感器及感应板，所述感应板设置于所述放线张力机构的侧壁，所述位移传感器设置于所述轮轴上且随所述轮轴的移动而靠近或远离所述感应板。
15.较佳地，所述旋框包括第一转轴、框体及第二转轴，所述框体的一侧设有与外界连通的容置槽，所述第一转轴设置于所述框体的一端，所述第二转轴设置于所述框体的另一端，所述第一转轴及所述第二转轴形成所述旋轴中心轴。通过设置所述容置槽，可以将所述第一张力轮设置于所述容置槽内，从而既方便安装所述第一张力轮，又可以使得芯线在输送的过程中位于所述容置槽内，有效降低芯线在传输时的风阻及噪音，降低电机的功率，节能环保，提高输送芯线的准确性。
附图说明
16.图1是本发明动力退扭放线机的轴向剖视图。
17.图2是本发明动力退扭放线机的放线机构的结构图。
18.图3是本发明动力退扭放线机的放线张力机构的侧视图。
19.图4是本发明动力退扭放线机的放线张力机构的立体图。
20.图5是本发明动力退扭放线机的放线张力机构的俯视图。
21.图6是本发明动力退扭放线机的放线张力机构的轴向剖视图。
具体实施方式
22.为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
23.如图1至图2所示，本发明的动力退扭放线机100适用于对芯线200退扭放线，其包括放线张力机构1及放线机构2；所述放线机构2包括主轴21、放线轴22、转盘23、放线盘24、转盘驱动机构25及线盘驱动机构26，所述主轴21同轴且可转动地套于所述放线轴22外；所述放线盘24一侧的中心可拆卸地连接于地连接于所述放线轴22的一端，所述放线盘24另一侧的中心通过轴承2a与所述放线张力机构1的旋转中心轴同轴且可转动地连接；所述转盘23一侧的中心固定地连接于所述主轴21的一端，所述转盘23另一侧的中心与所述旋转中心轴同轴地固定连接；所述转盘驱动机构25驱动所述主轴21转动；所述线盘驱动机构26驱动所述放线轴22转动。
24.请参阅图1，更具体地，所述放线盘24一侧的中心被所述放线轴22的端部的顶头抵顶，且所述放线轴22的一端部设有一偏心的拨销(图中未示)，所述拨销插入所述放线盘24的一侧，从而既可以周向定位所述放线盘24，又可以驱动所述放线盘24周向转动。所述放线盘24的另一侧与所述旋转中心轴之间设有连接件27，所述连接件27的一端与所述放线盘24另一侧的中心顶紧而固定连接，所述连接件27的另一端通过所述轴承2a与所述旋转中心轴转动连接。所述连接件27包括顶头271及顶头座272，所述顶头271的一端通过抵顶而连接于所述放线盘24的另一侧的中心，所述顶头271的另一端与所述顶头座272通过螺纹及螺丝(图中未示)固定，所述顶头座272通过所述轴承2a与所述旋转中心轴可转动地连接。
25.再如图1及图2所示，所述放线机构2还包括基座28，所述主轴21通过轴承设置于所述基座28上。所述转盘23包括前板231、后板232及连接于所述前板231及所述后板232之间的连接杆233，所述前板231及后板232之间还设有转向滚筒29，所述放线盘24、所述转向滚筒29及所述连接杆233沿所述转盘23的半径从内到外依次设置。所述放线盘24与所述放线张力机构1之间设有导向轮210，所述放线盘24放出的芯线经过所述导向轮210进入所述放线张力机构1。具体是，所述导向轮210的数量为二，其中一个导向轮210设置于所述连接杆233上且位于所述前板231及后板232之间，以引导从所述转向滚筒29引出的芯线。另一个导向轮210设置于所述前板231与所述放线张力机构1之间且偏离所述前板231的中心位置。所述转向滚筒29的中心轴与所述主轴21的中心轴平行，所述转向滚筒29的中心轴与所述其中一个导向轮210的中心轴呈垂直地设置。所述另一个导向轮210的中心轴分别与所述转向滚筒29及所述其中一个导向轮210的中心轴呈垂直地设置。所述前板231偏离中心的位置上设有过线孔231a，芯线穿过所述过线孔231a绕经所述另一个导向轮210，之后再引到所述放线张力机构1上。
26.如图2所示，所述放线机构2还包括刹车装置220，所述刹车装置220使所述主轴21
停止转动。所述刹车装置220设置于所述基座28上且对所述主轴21或所述转盘驱动机构25的第二从动皮带轮253进行制动。所述刹车装置220可以采用电磁刹车的方式，也可以采用刹车盘的刹车方式，只需要将刹车盘连接于所述转盘驱动机构25的第二从动皮带轮253上即可，又或者可以采用气动的刹车方式。
27.如图3至图6所示，所述放线张力机构1包括旋框11、第一过线轮12、第二过线轮13、第一锥齿轮14、第二锥齿轮15、齿轮组16、第一张力轮17、第一驱动机构18及支架170。所述旋框11的两端通过轴承设置于所述支架170上。所述旋框11具有所述旋转中心轴。所述第一过线轮12枢接于所述旋框11的第一端，枢接轴与所述旋框11的中心轴垂直。所述第二过线轮13枢接于所述旋框11的第二端，枢接轴与所述旋框11的中心轴垂直且与所述第一过线轮12的枢接轴平行。所述第一锥齿轮14同轴且可转动地套于所述旋框11的第一端，所述第二锥齿轮15枢接于所述旋框11的外侧且与所述第一锥齿轮14啮合，所述第二锥齿轮15的中心轴与所述第一锥齿轮14的中心轴垂直。所述第一张力轮17枢接于所述旋框11上，枢接轴与所述旋框11的中心轴垂直且与所述第一过线轮12的中心轴平行。所述齿轮组16的输入齿轮与所述第二锥齿轮15同轴固定，所述齿轮组16的输出齿轮与所述第一张力轮17同轴固定，所述齿轮组16的输入齿轮与输出齿轮相互啮合。所述第一驱动机构18设置于所述支架170上且驱动所述第一锥齿轮14转动。
28.请参阅图5及图6，所述旋框11包括第一转轴111、框体112及第二转轴113，所述第一转轴111形成所述旋框11的所述第一端，所述第二转轴113形成所述旋框11的所述第二端。所述框体112的两端分别固定连接所述第一转轴111及第二转轴113。所述框体112的横截面呈方形，所述框体112的一侧设有与外界连通的容置槽112a，所述第一转轴111设置于所述框体112的一端，所述第二转轴113设置于所述框体112的另一端。所述第一转轴111及所述第二转轴113形成所述旋轴中心轴。通过设置所述容置槽112a，可以将所述第一张力轮17设置于所述容置槽112a内，从而既方便安装所述第一张力轮17，又可以使得芯线200在输送的过程中位于所述容置槽112a内，有效降低芯线200在传输时的风阻及噪音，降低电机的功率，节能环保，提高输送芯线200的准确性。
29.如图5及图6所示，所述放线张力机构1还包括第二张力轮19，所述第二张力轮19枢接于所述旋框11上，枢接轴与所述旋框11的中心轴垂直且与所述第一张力轮17的枢接轴平行。所述第一张力轮17及所述第二张力轮19沿所述旋框11的第一端到第二端的方向依次设置。
30.再如图3、图5及图6所示，所述放线张力机构1还包括反馈轮110、弹性件120及位置感应装置130，所述反馈轮110位于所述第二张力轮19与所述第二过线轮13之间，所述反馈轮110通过轮轴110a可转动地设置于所述旋框11，且所述轮轴110a呈可滑动地设置于所述旋框11的长形孔114内，滑动方向沿所述旋框11的中心轴方向。所述轮轴110a与所述旋框11的中心轴垂直且与所述第一张力轮17的枢接轴平行。通过使所述反馈轮110可滑动地设置于所述旋框11，从而可对放线盘24的放线速度进行监测并反馈电信号，以控制线盘驱动机构26的输出速度。所述弹性件120设置于所述旋框11与所述轮轴110a之间并位于靠近所述第二张力轮19的一侧。所述弹性件120为压缩弹簧，分别设置于所述轮轴110a的两端部；所述位置感应装置130设置于所述轮轴110a与所述旋框11之间，以检测所述反馈轮110的位移。由于所述放线盘24放线一段时间后，直径越来越小，单位时间放出的芯线的长度越来越
少，如不加以控制，芯线的输送量就会发生改变，芯线放线的线速度就会与整个生产线的线速度不匹配；因此，通过设置所述弹性件120，并在所述芯线200的传输作用下，可使所述反馈轮110能够来回移动，并通过设置所述位置感应装置130，可以自动监测反馈轮110的位置变化，进而检测放线速度的变化，从而可以通过控制系统反馈到线盘驱动机构26上，以提高或降低输出的转速，进而实现自动控制放线速度的目的，以提高芯线200输送的稳定性及精确性。具体地，所述位置感应装置130包括位移传感器131及感应板132，所述放线张力机构1还包括集电环140，所述感应板132设置于所述旋框11的侧壁，所述感应板132的长度方向沿所述反馈轮110的滑动方向设置，且所述感应板132的宽度从所述旋框11的第一端到第二端呈逐渐变小，所述感应板132位于所述轮轴110a的下侧，所述位移传感器131设置于所述轮轴110a上且随所述轮轴110a的移动而靠近或远离所述感应板132，具体是，所述轮轴110a越往所述旋框11的第一端的方向移动，所述位移传感器131与所述感应板132之间的距离越小，反之距离越大。利用所述感应板132对所述位移传感器131不同距离产生不同大小的模拟量电压，从而可将电压反馈到控制系统，从而可以控制所述线盘驱动机构26的输出转速。所述集电环140同轴且可转动地设置于所述旋框11的第一端，且分别与所述位移传感器131及所述感应板132电连接。由于所述位移传感器131及所述感应板132设置于所述旋框11上，所述旋框11又围绕自身的中心轴旋转，无法通过导线直线将感应信号输送出来，因此，设置所述集电环140，可以在不影响所述旋框11旋转的情况下将感应信号输出，保证所述位置感应装置130持续工作。另外，本发明的所述位置感应装置也可以单独地设置于绞线机构的外侧并靠近所述轮轴，从而不需要采用集电环，简化结构。
31.再请参阅图5及图6，所述第一张力轮17、第二张力轮19及反馈轮110的直径大小是相同的。第二过线轮13、反馈轮110第二张力轮19、第一张力轮17、第一锥齿轮14及所述第一过线轮12沿所述旋框11的第二端到第一端的方向依次设置，并且所述第一转轴111设有连通所述框体112的第一通孔111a。同理，所述第二转轴113设有连通所述框体112的第二通孔113a。所述第一张力轮17的轮缘周向地设有三条独立的槽体，所述第二张力轮19的轮缘周向地设有五条独立的槽体，所述反馈轮110的轮缘周向地设有三条独立的槽体。具体的绕线路径如下：芯线200从下侧绕过所述第二过线轮13后，通过所述第二通孔113a并从上侧绕过所述反馈轮110的第一条槽体，再从外侧在所述反馈轮110与所述第二张力轮19之间缠绕，以此方式依次绕过所述第二张力轮19的所有槽体；然后，芯线200从所述第二张力轮19的槽体引出。之后，芯线200在所述第二张力轮19的槽体与所述第一张力轮17的槽体之间继续交叉缠绕，当绕过所述第二张力轮19的所有槽体后，最后芯线200从所述第一张力轮17的槽体引出，并通过所述第一通孔111a到延引伸到所述第一过线轮12。
32.如图4及图5所示，所述放线张力机构1还包括配重块150，所述配重块150设置于所述旋框11与所述第二锥齿轮15相对的一侧。所述配重块150的中心轴与所述第二锥齿轮15的中心轴同轴。由于所述第二锥齿轮15及所述齿轮组16设置于所述旋框11的其中一侧，这会使得所述旋框11的两侧受力不平衡，因此，设置所述配重块150可以使所述旋框11的两侧受力平衡，从而使所述旋框11转动更加平稳，震动小，并且可降低噪音，有利于芯线200的连续生产加工。
33.如图3及图5所示，所述第一驱动机构18包括第一伺服电机181、第一主动皮带轮182、第一从动皮带轮183及第一同步带184，所述第一伺服电机181设置于所述支架170上，
所述第一主动皮带轮182设置于所述第一伺服电机181的输出端，所述第一从动皮带轮183同轴并转动地设置于所述旋框11的第一端，且所述第一从动皮带轮183与所述第一锥齿轮14同轴固定；所述第一同步带184围绕于所述第一主动皮带轮182及所述第一从动皮带轮183之间。通过利用所述第一伺服电机181驱动第一主动皮带轮182，又通过第一主动皮带轮182、第一同步带184及第一从动皮带轮183将动力输送到所述第一锥齿轮14，从而实现了将来源于所述旋框11外部的动力传递到所述第一张力轮17，以通过所述第一张力轮17及第二张力轮19为芯线200提供一与芯线200输送方向相反的张力，使芯线200稳定地输送。
34.再如图1及图2所示，所述转盘驱动机构25包括第二伺服电机251、第二主动皮带轮252、第二从动皮带轮253及第二同步带254，所述第二主动皮带轮252设置于所述第二伺服电机251的输出端，所述第二从动皮带轮253与所述主轴同轴固定；所述第二同步带254围绕于所述第二主动皮带轮252及所述第二从动皮带轮253之间。通过利用所述第二伺服电机251驱动第二主动皮带轮252，又通过第二主动皮带轮252及第二同步带254将动力输送到第二从动皮带轮253，从而实现了将来源于所述旋框11外部的动力传递到所述旋框11上，以驱动所述旋框11整体转动，使芯线200旋转实现退扭的目的。
35.再如图1及图2所示，所述线盘驱动机构26包括第三伺服电机261、第三主动皮带轮262、第三从动皮带轮263及第三同步带264，所述第三主动皮带262轮设置于所述第一伺服电机261的输出端，所述第三从动皮带轮263同轴地固定于所述放线轴22的一端；所述第三同步带264围绕于所述第三主动皮带轮262及所述第三从动皮带轮263之间。
36.本发明所述放线张力机构1通过设置一旋框11，在所述旋框11上设置第一过线轮12、第一张力轮17、第二张力轮19及第二过线轮13，使得芯线200在输送时可以依次绕经所述第二过线轮13、第二张力轮19、第一张力轮17及第一过线轮12；并且，利用第一锥齿轮14同轴地套于所述旋框11，通过第一驱动机构18驱动所述第一锥齿轮14转动，又利用第二锥齿轮15及齿轮组16将第一锥齿轮14的动力传递到第一张力轮17上，从而使得所述第一张力轮17可对芯线200提供一力矩。与此同时，通过利用转盘驱动机构25驱动所述旋框11，使得所述旋框11整体可围绕中心轴旋转，因此，使得所述芯线200在向前输出的同时可进行退扭。因此，本发明可以通过一外置的动力牵引芯线200，使芯线200在恒张力的状态下输出，同时通过另一外置的动力驱动芯线200旋转退扭，使芯线200能在90度空间进行交错运动，其结构简单，体积小、控制十分方便。
37.综合上述并结合图1至图6，下面对本发明放线张力机构1的工作原理进行详细说明，如下：
38.首先，本发明所述放线机构2设置于靠近所述反馈轮110的一端，即连接于第二转轴113，将芯线从所述放线盘22中释放并引出，使芯线经过所述转向滚筒29及其中一个导向轮210后从所述过线孔231a引出，之后再绕过所述另一个导向轮210，然后依次穿引于所述第二过线轮13、反馈轮110第二张力轮19、第一张力轮17、及第一过线轮12。然后，同时启动所述第一伺服电机181及第二伺服电机251及第三伺服电机261，所述第一伺服电机181通过所述第一主动皮带轮182，第一同步带184及第一从动皮带轮183带动所述第一锥齿轮14，所述第一锥齿轮14通过第二锥齿轮15及所述齿轮组16从而为所述第一张力轮17提供一与所述芯线200输送方向相反的张力。，芯线200在外部动力牵引向前输送并带动第一张力轮17、第二张力轮19及反馈轮110转动。与此同时，所述第二伺服电机251带动所述主轴21转动，所
述主轴21带动所述转盘23转动，所述转盘23带动所述旋框11整体围绕所述旋框11的中心轴转动，进而使得芯线200在向前输出的同时围绕所述旋框11的中心轴旋转，实现退扭。另外，所述第三伺服电机261带动所述第三主动皮带轮262，所述第三主动皮带轮262通过所述第三同步带264驱动所述第三从动皮带轮263转动，所述第三从动皮带轮263带动所述放线轴22转动，进而带动所述放线盘24持续转动放线。
39.随着所述放线盘24的持续放线，放线盘24在单位时间内的放线长度变少，因此，所述芯线200会拉动所述反馈轮110移动而远离所述放线盘24。这时，所述轮轴110a带动所述位移传感器131从所述感应板132的中点向一端移动，所述感应板132则可以检测出所述轮轴110a产生位移，从而输出一个正电压信号到所述控制系统。所述控制系统控制所述线盘驱动机构26的第三伺服电机261提高输出转速，以提高放线量，使得所述反馈轮110向靠近所述放线盘24方向移动。而所述轮轴110a则带动所述位移传感器131移动返回到所述感应板132的中点。这样使得放线量接近动态供需平衡，实现动态准确的动力放线，进而适应芯线200的输出速度，以使芯线200在输出时具有恒张力。
40.与现有技术相比，本发明将所述放线盘24另一侧的中心通过轴承2a与所述放线张力机构1的旋转中心轴同轴且可转动地连接，并且所述转盘23另一侧的中心与所述放线张力机构1的旋转中心轴同轴地固定连接；从而，可以使得所述放线张力机构1的旋转中心轴能随所述转盘23的转动而实现退扭，同时，可以为所述转盘23的另一侧提供一支撑点，而所述放线张力机构1的旋转中心轴可以对所述放线盘24的另一侧提供一支撑点，因此，使得所述转盘23及放线盘24的两端受力平衡，进而使运转更加平稳、实现可高速运转，相比单边支撑式结构有效提高生产效率，并且极大地减少震动，降低噪音，而且零部件的磨损较小，发热量低，减少故障率，有效延长使用寿命。
41.另外，本发明的结构并不限定于传送芯线200，其也适用于传送包带，只需要将所述第一过线轮12、第二过线轮13、第一张力轮17、第二张力轮19及反馈轮110等调整外形，使其适合与包带配合即可，并不只限定于芯线一种线材，任何其他类似芯线的连续条状材料均在本技术的保护范围内。
42.此外，本发明的位置感应装置130并不限定于使用位移传感器131，也可采用其他一些能够将位移量转换为电压信号的电器元件及检测反馈机械结构，均在本技术的保护范围内。本发明的各驱动机构并不限定于采用伺服电机，也可以采用普通的电机，均在本技术的保护范围内。
43.以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。