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如何破ag真人百家全自动绕线机的研制

发布日期 :2020-06-17 01:39

  全自动绕线机的研制 赵晓东,董哲,王敏 (中国电子科技集团公司第二研究所,山西太原030024) 摘 要:扼要介绍了全自动绕线机设备的功能和用途,以及此设备的主要技术指标。然后介绍了其 主要的机械结构设计和控制系统设计。其中绕线的X轴与S轴的相互配合是此设备的难点和重 点。 关键词:绕线机;音圈;喇叭 中图分类号:TN605 文献标识码:B 文章编号:1004—4507(2010)1 1-0041—05 Automatic winder machine equipment development ZHAO Xiaodong,DONG Zhe,WANG Jianxiong (The second researreh institute ofCETC,Taiyan,030024 China) Abstract:This article first briefly describes the function of automatic winding machines and use of e- quipment,as well as the main technical indicators of the device.Then described in detail its main me- chanical structure design and control system design,in which the X—axis winding mutual cooperation with the S-axis is the difficult point of this device. Keywords: 空心绕线机是用于绕制精密自粘空心线圈的 专用设备,可以绕制各种VCM音圈、喇叭音圈、跑 道形喇叭音圈、电动机线圈、DVD激光头线圈、感 应线圈、扁平电动机线圈、手机振动电机线圈、非接 触式IC卡线圈、各种自粘异型线圈等。空心绕线机 采用可编程控制器作为控制核心,触摸屏作为人机 交换,伺服电机作为执行机构,实现转轴与排线的 精确控制,从而保证绕线全自动空 心绕线机是全自动无骨架系列的机型,可以绕制不 同规格的空心线),该设备性能可靠,效率 收稿日期:2010.10-28 高,自动化程度高,24 h的连续运转只需要最简单 的保养,适应线圈的大批量生产。 图l 多种空心型线 主要技术特征 适用线 nlill,最大可选择O.2 mm; 最大加工外径:2.oo~15.00 mnl; 万方数据 电子专用设备 最大绕线绕线机构 该机构由电机、同步带轮、同步带、中问轴、模 具左部件、模具有部件等组成,如图3所示。成功绕 制空心线圈,必须保证模具左右部件回转中心同 心,并且模具左右部件『司步等速转动。工作原理:电 机通过同步带轮同时带动同步带1和同步带2,同 步带2又通过中间轴把动力传递到右端的同步带 3,然后再带动模具右部件转动。由于该机构使用的 同步带轮直径相同,最终模具左右部件实现同步等 速转动。 r/1/ll; 进给间距:0.01 t0.50 mm; 绕线。; 排线 mm; 丰电机:AC伺服200 W; 排线 W; 主轴转速:最高3000 主轴角度控制:1。 存储容最:最大存储100组规格; 同定方式:热粘结; 电源:220(4-10%)V 供气压力:0.4~0.7 MPa r/min 2 机械系统组成及工作原理 绕线机由机械结构部分、电气控制部分、气路 部分等组成。其中机械部分由绕线机构、排线机构、 剪线机构、线圈模具、脱模机构、加热机构、张力机 构、机架等组成。 该绕线机工作原理是:漆包线从原料桶出来, 经过张力机构后,线保持恒定的张力,然后通过排 线机构的导线轮,再到减压线机构的压线 分解主体结构 线机构和排线机构协同动作,即绕线 周,排线个线径的距离,从 而实现整齐精密排线。同时加热机构对漆包线和磨 具进行加热,使漆包线一绕到磨具卜,就能粘结在 一起。当绕完一个线圈时,减压线机构把漆包线剪 断的同时另一端又被压倒,然后把线圈卸载。周而 复始,实现全自动排线。 注意事项,模具右部件不同心,就会导致在绕 线过程中模具有部件相互错动而发生摩擦,降低 模具精度和缩短模具寿命,更严重的是擦伤线圈, 降低线圈合格率和使用寿命。所以,在设计图纸 中,严格摔制加工及装配精度,保证模具左有部件 回转中心同心。该机构由伺服电机、精密丝杠、精 密导轨组成。 该机构没有由伺服电机驱动的滚珠丝杆传动 机构,其中丝杆与交流伺服电机的输出轴固定连 接:活动排线架与丝杆螺母固定连接;精密排线的 要求:当导线绕过一圈时,导线架必须移动一个线 径的距离,本传动采用高精度滚珠丝杆,保证了传 动的精确性,减小了换向时的空程,进而保证了两 端的排线排线机构 该机构由伺服电机、联轴器、精密丝杠、精密导 图2 主体机构 轨、气缸、导向轴、导线脱模机构 该机构使用气缸带动导向装置动作,使模具 芯轴进退,实现线圈从模具芯轴中脱离。另外有另 一气缸可将脱模液涂于右夹板上,可使音圈容易 脱离。 2.6加热机构 绕制空心线嗍所使用的线是自粘性漆包线,目 前国外国内都有生产,其主要性能是经过热风烘烤 图4 排线结构 后可以相互粘结在一起,我所采用热风加热器可以 通过温控表摔制温度,具有可靠稳定的工艺温度, 该机构设有由伺服电机驱动的滚珠丝杠副传动 机构,其中丝杠与伺服电机的输出轴通过联轴器连 接;活动排线架与丝杠螺母固定连接;导轨对丝杠 带动的部件精密导向。排线开始前,气缸带动整个 丝杠导轨和排线架部件沿导向轴滑动至排线初始 位置,完成后排线,由气缸带动回到原位。 精密排线原理,通过PLC编程,并在人机界面 输入漆包线线径参数。实现绕线周,伺 服电机通过丝杠导轨带动导线和漆包线移动一个线 径的距离;排满一层后,绕线周,排线 架和漆包线就返回一个线 层精密排线。如此循环,也能实现多层排线。本传动 采用高精度滚珠丝杆,保证了传动的精确性,减小了 换向时的空程,进而保证了两端的排线精度。 而且有调速阀控制热风量的大小,可提供线圈在绕 制过程中具有町靠的工艺温度。 设备在使用前就应该先加热一段时间,给模具 提供好足够温度,这样绕制的线)张力控制使用电机张力器与以往的传统张 力器/|i同,电机张力器稳定性强、移动时张力稳定, 可提高良品率。其他公司使用传统机械式张力器, 张力追随性差、张力不稳定。在开始绕线提速和绕 线结束减速时一般张力器的张力不稳定、会直接影 响绕线效果(比如断线率会比使用马达张力器高)。 (2)采用电机张力器,可调整丝线的张力,保证 排线整齐,无压叠、无松散。 2.8机架 机架采用角钢焊接,外表面采用优质碳素结构 钢板,表面喷塑,美观大方。 2.3剪线机构 该机构由一对剪线模具、带弹簧导向销、切刀 等零件组成。可以完成自动压线线个零件组成,更换不同的线圈模具可绕 制不同型号的线圈。根据线圈外形以及线圈的电 阻要求,设计出符合要求的音圈图纸,然后根据音 圈图纸,设计模具图纸,一是根据音圈进出线的要 求及方式设计进线模,另外两个是根据音圈外形 规格设计的芯轴及脱模模具。针对不同的音圈型 号,这3件模具要随时更换。要求模具的安装尺寸 与设备的安装部件具有互换性,按图纸加工好即 可以方便更换。 2.9关键技术 S轴与x轴的同步控制;两侧绕制轴的同心及 同步旋转技术;绕制模具的结构设计等,其关键技 术具体解决方法参看部件结构及原理。 本机的主要执行器件均由日本原装进口,可靠 性高,稳定性好,拆装方便。机械电气设计相对独 立,如果在工作中出现问题可分别进行维修。机械 结构中零件具有可互换性,各零件可分别拆装维 修;电气设计中各模块也可分别拆装互换。 通过CNC控制的2个轴和1个汽缸来完成绕 万方数据 电壬童旦遮鱼 线。 。一。~。 电子工业苣用设备E覆目 麴lli毒堇盘亟五面玉运釜互蛔■jij 达原点时再运动到原点补偿(即offset)位置,方便调 试,也避免了第一个音圈废弃的现象。 (1)X轴一控制排线)S轴一绕线)卷幅通过调整汽缸的行程用螺丝固定。 3.2凸轮曲线 工艺曲线,为了让丝杠走的更光滑,平滑,曲线 控制系统的设计 如图5所示,目的足消除急速换向引起的误差。 3.1核心控制系统 选定安川I MP940作为核心控制器,安川∑.II 系列100 W,200 W伺服电机作为执行电机的控制 系统,实现了基本动作,但是此控制器为一轴半控 制器,只能实现一个轴的精确控制,另外一个轴是 根据主轴的运动进行跟随运动,能够实现绕线功 能,但是需要自山编制模拟量控制来实现排线轴电 机回原点,由于该系统扫描时间等问题,模拟量控 制排线轴电机回原点出现误差,误差超出精度允许 范围,需更换主要控制系统,通过实验确定以 MP2100为核心控制系统,∑.儿系列100 W伺服电 机作为排线 W伺服电机为主 轴电机的控制系统。更换以后的系统成本有所增 加,但是该运动控制器为8轴运动控制器,实现了 对两个伺服电机的精确控制。 3.1。1主时序 offset+线 offset+线径+单 单层圈数双恸圈数s轴 消除急速换向误差曲线 进行试验,同时参照日本机进行了工艺与程序 上的改动。具体改进为:为了使第一层漆包线紧密 排列,需要排线电机延时一周运行。为了设备的稳 定运行,继续沿用以前在两端停的方法。即凸轮曲 线所示。 TAILl~TAIL2一绕线开始一绕线结束一 HOOK气缸ON,将线央住,OFFWIRE挑线一绕线 电机运动到终止角位置一guide气缸将线拉至槽 内,绕线电机运动到下料角位置一ofhire第二次挑 线一guaide退同,h,taill,tail2退回,UNLOAD下 料,绕线电机回原点,排线电机回到初始位置为了 消除丝杠来回运动产生的误差,增加了排线电机回 原点功能。根据该机的时序,既可满足了避免漆包 线的粘连,又消除了丝杠的误差。 3.1.2排线电机回原点 排线电机回原点由原有的NOT only改为 NOT+C 图6 两端停曲线 单层幽数双恸圈数s轴 在生产过程中出现端面缺,通过多种方法实验 和分析,认为由于丝杠不能完全将漆包线拉到位, 希望能够实现丝杠比线超前,强迫丝杠过冲,凸轮 曲线。 pulse,由电机内部的C脉冲来决定伺服电 offset+线径}单层 机的原点,提高速度也不会影响精度。为了提高效 率,将排线电机回原点的速度提高了近10倍,打表 试验,无影响。 最初设计回原点的功能为检测到原点传感器, 反向运动,检测到C脉冲认为是原点,现增加当到 图7 单层圈数双恸圈数S轴 过冲曲线 万方数据 实际上就是增大了线径,对音圈的绕制无明显 影响。只在最后一圈强制丝杠过冲,凸轮曲线所示。 最终确定程序,凸轮曲线分开“full、half”,在 half的时候,曲线所示,full的时候为图8 所示。 4 offset+线径?单层 结束语 我部研发的全自动绕线机已成功应用于生产 厂家,且运行良好。绕线技术可靠,可取代传统的手 工绕制,具有产品一致性好,良品率高等优势。我国 现有手机,电话机,耳机生产企业上千家,那么音圈 图8 最后圈过冲曲线 的使用量巨大,在未几年里,使用自动绕线机工艺 技术及设备已是大势所趋。且随着绕线机工艺技术 这样,电机急速急减速和换向、端面缺的问题 没有得到解决,还有些小稳定。 绕线的时候在端面多停一圈,使端面线尽可能 绕满,绕全。也就是每个周期比原有周期多绕一圈。 凸轮曲线所示。 的普及和发展,随着产业规模的扩大,市场需求量 及市场份额将呈逐年递增趋势。 参考文献: 《简明机械零件设计手册》机械工业出版社朱龙根著 2005.08 【1】 j‘L.‘屯舢舢舢舢JlLjlL—止舡JlLJI上.舢舢—止舢舢皿舢舢“.‘‘L offset+线径+单 作者简介: 赵晓东(1980.)男,毕业于太原理工大学,现从事电二f专 用设备领域的工作。 董哲(1984.)男,毕业于中北大学,现从事电子专用设 单层圈数双恸圈数S轴 图9 备领域的工作。 王建雄(1980.)男,毕业于北京化工大学,现从事电子专 端停曲线 用设备领域的工作。 舢j‘舢舢舢皿取舢舢舢舢舢舢舢舢“皿舢皿舢舢“—止舢““舢耻“龇舢舢舢—止舢.‘屯J止j止4王..‘屯.‘‘舢舢舢.事上I (上接第34页) 衬底破坏,从而造成LED失效。所以,如何进一步 改进封装结构,将是我们下一步研究的重点。 (3)通过对硅衬底的分析和总结,了解到由于具有 了其他衬底材料所不具有的良好的性能,硅衬底作为今 后研究的热点,是应该被引起注意的。 参考文献: 【6】 热应力分布的分析阴.半导体光电子,2008(3):324-328. [5】Pradeep I_all,Michael G.Pecht,Edward B.Hakim.温度 对微电子和系统可靠性的影响tM].北京:国防科技大学, 2008. JEDEC Solid State Technology Association. JESD22一A104C[S],Temperature Cycling,May,2005. 【7】 Cybervision Eleclronic William D.Brown.Advanced Electronic Packaging with on Emphasis Mulfichip Modules[M]. [1】Pacific [2】 Co.,如何破ag真人百家LTD[Z]. 【8】LED结构及衬底材料的选用.行业知识【z】. J.Lj止J止.‘‘L.‘‘Lj止一‘lL.‘‘L.‘也4L.摹止J屯.址.址JlL一‘IL.址I‘‘LI‘ILI‘‘LjL.‘IL 作者介绍: 海洋(1984-)。男,桂林电子科技大学机电工程学院研究生。 研究方向为:铝基板大功率LED封装的关键技术。 赵刚,孙风桐.COB技术【J】.南开大学学报,2002, 35:77.78. [3] 胡海蕾,赖爱光,谢树森.基于道路照明的LED阵列 光照度分布研究[J】.照明工程学报,2009,20:77.79. [4] 戴炜锋,王琚,李越生.大功率LED封装的温度场和 万方数据 全自动绕线机的研制 作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 赵晓东, 董哲, 王建雄, ZHAO Xiaodong, DONG Zhe, WANG Jianxiong 中国电子科技集团公司第二研究所,山西,太原,030024 电子工业专用设备 EQUIPMENT FOR ELECTRONIC PRODUCTS MANUFACTURING 2010,39(11) 参考文献(1条) 1.朱龙根 简明机械零件设计手册 2005 本文链接:

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