繞線(xiàn)機作為繞制線(xiàn)圈生產(chǎn)的電子專(zhuān)用設備, 它集中應用機械、電氣、氣壓、電子、計算機等技術(shù)于一體的機電設備, 主要用于各類(lèi)電磁線(xiàn)圈 (如電磁線(xiàn)圈、電機轉子、數碼產(chǎn)品用線(xiàn)圈等) 的制造。隨著(zhù)科技發(fā)展, 電器產(chǎn)品不斷在向小型、輕便、智能的方向發(fā)展, 對于小型、細線(xiàn)徑、高質(zhì)量的線(xiàn)圈的需求量越來(lái)越大�,F在國內繞線(xiàn)機已有了全自動(dòng)、多功能、高效自動(dòng)化產(chǎn)品。實(shí)現自動(dòng)排線(xiàn)、自動(dòng)纏腳、自動(dòng)剪線(xiàn)、自動(dòng)裝卸骨架等功能, 生產(chǎn)效率極高。但是目前的全自動(dòng)繞線(xiàn)機會(huì )出現斷料和斷線(xiàn)現象, 這不僅大大影響了產(chǎn)品的質(zhì)量, 而且使得生產(chǎn)難以為繼, 甚至造成停產(chǎn)。圖像監控全自動(dòng)繞線(xiàn)機的繞制過(guò)程中, 當出現斷料和斷線(xiàn)的情況, 圖像監控系統做出判別, 及時(shí)反饋停機。
1 圖像監控全自動(dòng)繞線(xiàn)機的結構設計
圖像監控全自動(dòng)繞線(xiàn)機機械部分主要有主軸機構總成、排線(xiàn)機構、線(xiàn)夾機構、張力控制器、上下料機構等組成 (如圖1所示) 。通過(guò)圖中主軸機構總成、排線(xiàn)機構以及線(xiàn)夾機構等的配合動(dòng)作來(lái)完成實(shí)現線(xiàn)圈繞制。
下面對線(xiàn)圈繞制過(guò)程以及繞線(xiàn)機主要結構進(jìn)行詳細分析。
主軸機構總成由主軸伺服電機、主軸組件、繞線(xiàn)工件夾具組成 (如圖2所示) , 其工作原理為控制系統控制伺服電機帶動(dòng)主軸組件旋轉, 每個(gè)主軸上安裝工件夾具夾緊繞線(xiàn)工件骨架, 帶動(dòng)其進(jìn)行旋轉繞線(xiàn)。
排線(xiàn)機構由線(xiàn)嘴、排線(xiàn)軸、X, Y, Z三軸繞線(xiàn)驅動(dòng)裝置組成 (如圖3所示) 。線(xiàn)嘴安裝在排線(xiàn)軸上, X, Y, Z三軸繞線(xiàn)驅動(dòng)裝置由三組的滾珠絲杠機構和伺服電機組成, 伺服電機在控制系統指令的驅使下驅動(dòng)滾珠絲杠機構運動(dòng), 從而精確控制排線(xiàn)軸的X, Y, Z三個(gè)軸向的運動(dòng)。經(jīng)X, Y, Z三軸繞線(xiàn)驅動(dòng)裝置驅動(dòng)排線(xiàn)軸進(jìn)行三維運動(dòng), 配合主軸機構總成帶動(dòng)線(xiàn)圈工件骨架旋轉, 電磁線(xiàn)經(jīng)過(guò)線(xiàn)嘴引導精確繞在線(xiàn)圈工件骨架上, 完成排線(xiàn)動(dòng)作。
高精密排線(xiàn)系統是實(shí)現線(xiàn)圈高質(zhì)量精確繞制的關(guān)鍵總成, 繞線(xiàn)過(guò)程中, 通過(guò)數控系統的圓弧插補、直線(xiàn)插補等插補方式使得排線(xiàn)機構和主軸機構總成能夠精確配合運動(dòng), 實(shí)現精密排線(xiàn)。保證線(xiàn)圈繞組繞制均勻嚴實(shí), 線(xiàn)匝排列緊密。避免出現錐形、塌陷和凸起等缺陷。同時(shí)能夠正確完成纏頭、纏尾等動(dòng)作。
線(xiàn)夾機構由線(xiàn)夾組件、驅動(dòng)氣缸等機構組成 (如圖4所示) , 線(xiàn)夾驅動(dòng)氣缸完成夾緊打開(kāi)線(xiàn)夾頭, 上下、前后驅動(dòng)氣缸完成線(xiàn)夾組件相應移動(dòng)。擺動(dòng)驅動(dòng)氣缸通過(guò)齒輪齒條機構帶動(dòng)線(xiàn)夾組件做擺動(dòng)運動(dòng)。上下料機構把線(xiàn)圈工件骨架送入主軸上夾具夾緊之后, 首先進(jìn)行纏頭動(dòng)作, 線(xiàn)夾氣缸驅動(dòng)線(xiàn)夾頭夾住電磁線(xiàn)的線(xiàn)頭, 移動(dòng)到合適位置, 電磁線(xiàn)另一端由排線(xiàn)軸線(xiàn)嘴牽引, 在X, Y, Z三軸排線(xiàn)裝置的帶動(dòng)下進(jìn)行纏腳運動(dòng)。線(xiàn)夾機構松開(kāi)電磁線(xiàn)的線(xiàn)頭, 排線(xiàn)機構和主軸機構進(jìn)行繞線(xiàn)。
繞線(xiàn)結束完成纏尾動(dòng)作, 電磁線(xiàn)在線(xiàn)嘴的牽引下移至線(xiàn)夾頭中間, 線(xiàn)夾組件在氣缸驅動(dòng)下閉合線(xiàn)夾頭, 之后在線(xiàn)夾機構的驅動(dòng)氣缸的作用之下, 拖拽電磁線(xiàn)完成剪線(xiàn)動(dòng)作, 線(xiàn)夾機構繼續夾緊電磁線(xiàn), 等待為下一個(gè)工件骨架進(jìn)行纏頭。整個(gè)夾線(xiàn)繞制過(guò)程連續重復進(jìn)行, 無(wú)需人工參與操作, 大大提高生產(chǎn)效率。
為了使繞制的線(xiàn)圈松緊適宜, 緊固飽滿(mǎn), 保證線(xiàn)圈技術(shù)指標的一致性。應該使電磁線(xiàn)繞制時(shí)帶有適宜的張力。磁阻尼張力器則是繞線(xiàn)機在繞線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生可調性張力的關(guān)鍵部件, 它以磁場(chǎng)為媒介, 通過(guò)磁阻尼產(chǎn)生恒定阻力矩確保放線(xiàn)過(guò)程恒定張力, 且其張力控制極其穩定。電磁線(xiàn)穿過(guò)張力控制器和固定在排線(xiàn)軸機構上的線(xiàn)嘴, 高精度張力控制器就確保電磁線(xiàn)能緊密地繞制在工件骨架上。
上下料機構通過(guò)氣缸驅動(dòng), 將工件骨架送到夾具夾緊, 并能把完成繞線(xiàn)的工件從夾具上卸下, 實(shí)現自動(dòng)下料。
2 全自動(dòng)繞線(xiàn)機圖像監控的工作機理
為了在出現斷料和斷線(xiàn)時(shí), 圖像監控系統能做出判別。繞線(xiàn)工作開(kāi)始啟動(dòng)時(shí), 攝像頭對工件進(jìn)行拍攝, 并將圖像傳輸給控制器由圖像處理芯片進(jìn)行處理, 圖像處理芯片生成各工件初始骨架模型;繞線(xiàn)工作進(jìn)行時(shí), 攝像頭每隔3秒對工件進(jìn)行一次拍攝并將圖像傳輸至控制器, 圖像處理芯片將該圖片生成運行骨架模型, 并將該運行骨架模型與初始骨架模型進(jìn)行比對;兩骨架模型間的誤差處于允許誤差范圍內時(shí), 說(shuō)明繞線(xiàn)工作正常進(jìn)行, 當兩骨架模型間的誤差超過(guò)允許誤差范圍內時(shí), 說(shuō)明繞線(xiàn)工作出現異常, 該異�?赡苡捎陔姶啪(xiàn)斷裂而引起, 進(jìn)而控制器暫停整機工作并觸發(fā)聲光報警器, 等待由操作人員進(jìn)行檢查處理或工件更換。
3 總結
本產(chǎn)品采用多主軸一次完成多工件精密繞線(xiàn), 從線(xiàn)圈生產(chǎn)的上料繞線(xiàn)到線(xiàn)圈繞制下線(xiàn), 都實(shí)現了過(guò)程自動(dòng)化。同時(shí), 圖像監控系統能判別斷料和斷線(xiàn)的情況發(fā)生, 有效保持生產(chǎn)順利進(jìn)行。