專利名稱：一種柔性材料繞制設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及柔性材料繞制技術領域，具體為一種柔性材料繞制設備。
背景技術：
柔性材料繞制設備，如繞線機，是自動將柔性材料(如繩索、電纜電線、毛線等)繞到套筒上的機器。目前，已有的繞線機大多針對電子電力行業(yè)的線圈繞制，通常采用平繞或蜂繞兩種繞線方式，很少甚至不用考慮線圈拆開的方便性，如中國專利CN1564^4A公開的一種適用于繞制變壓器、繼電器、交流接觸器、繞線電阻、電感、儀器儀表等線圈的繞線機。 但對于一些實時性要求高的特殊用途，如緊急救援、爆破引線等，就要考慮將成捆的線繩迅速拆解開，而這類線圈或繩捆大多采用簡單的人工繞制，線圈排線不整齊，加上繩或線等柔性材質(zhì)極易粘捻打結，不能迅速有效的拆解開，嚴重阻礙了救援等工作的順利進行。目前柔性材料繞制設備的功能較為單一，只能進行簡單的平繞、蜂繞、圓形繞制， 而對線圈類型變化方面的通用性不高，如中國專利CN102136364A公開的一種蜂繞和平繞兩用繞線機。此外，中國專利201368706Y提供了一種雷管腳線繞線設備，包括機架、減速電機、 傳動模塊、繞線模塊、注塑模塊、脫線打靶模塊以及控制模塊等，采用齒輪傳動完成所有旋轉(zhuǎn)動作，利用推進凸輪和定位凸輪機構實現(xiàn)尺寸固定的繞八字動作，其結構較為復雜，若調(diào)整尺寸須更換凸輪；若8字運動行程較長，則需更換成尺寸較大的凸輪，造成設備重量增加；另外其繞8字動作完成后，需要人工完成束腰，剪斷等工序，自動化程度不高。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術問題為解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提出了一種柔性材料繞制設備。技術方案本發(fā)明的技術方案為所述一種柔性材料繞制設備，其特征在于包括工作臺，水平運動單元，垂直運動單元和束腰裝置；水平運動單元包括水平底座，水平伺服電機，水平絲杠絲母組件，水平滑軌以及水平滑塊；水平滑軌安裝在水平底座上，水平伺服電機安裝在水平滑軌一端；水平伺服電機與水平絲杠一端通過聯(lián)軸器連接，水平伺服電機帶動水平絲杠轉(zhuǎn)動；水平絲杠與水平滑軌平行安裝，水平滑軌上安裝有水平滑塊；在水平絲母上還固定有水平絲母支架；垂直運動單元包括垂直底座，垂直伺服電機，垂直絲杠絲母組件，垂直滑軌以及垂直滑塊；垂直底座固定在水平滑塊和水平絲母支架上；垂直滑軌安裝在垂直底座上，垂直伺服電機安裝在垂直底座一端；垂直伺服電機與垂直絲杠一端通過聯(lián)軸器連接，垂直伺服電機帶動垂直絲杠轉(zhuǎn)動；垂直絲杠與垂直滑軌平行安裝，且垂直絲杠垂直于水平絲桿，垂直滑軌上安裝有垂直滑塊；在垂直絲母上還固定有垂直絲母支架；
工作臺固定在垂直滑塊和垂直絲母支架上，在工作臺上開有出線口 ；束腰裝置包括至少兩個繞線柱，兩個懸臂和驅(qū)動裝置，在兩個懸臂上都固定有繞線柱，且所有繞線柱同向平行安裝，都朝向工作臺；兩個懸臂的外端部均為圓柱結構，且兩個懸臂圓柱結構的中心軸線重合；驅(qū)動裝置驅(qū)動兩個懸臂沿圓柱結構中心軸線同步轉(zhuǎn)動。有益效果本發(fā)明利用相互垂直的兩套運動機構實現(xiàn)了工作臺X軸和Y軸兩個方向的運動， 可以通過編程控制兩軸的運動時序和行程，能夠進行通常的線圈平繞和其他一些線型繞制，如打中國結等，而當運動臺按照[X]形式運動，能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的8字繞線，并且增加了束腰裝置，提高了線圈繞制的自動化程度。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為垂直運動單元的結構示意圖；圖3為水平運動單元的結構示意圖；圖4為束腰裝置的結構示意圖。其中1、垂直底座；2、垂直伺服電機；3、垂直聯(lián)軸器；4、垂直絲杠；5、垂直絲母； 6、垂直絲母支架；7、垂直滑軌；8、垂直滑塊；9、水平底座；10、水平伺服電機；11、水平聯(lián)軸器；12、水平絲杠；13、水平絲母；14、水平絲母支架；15、水平滑軌；16、水平滑塊；17、工作臺；18、懸臂；19、繞線柱；20、防護罩；21、懸臂支座；22、懸臂轉(zhuǎn)動同步帶；23、傳動軸；24、 傳動軸支座；25、轉(zhuǎn)軸同步帶；26、步進電機；27、電機支座；28、出線口。
具體實施例方式下面結合具體實施例描述本發(fā)明參照附圖1，本實施例中的一種柔性材料繞制設備包括工作臺17，水平運動單元， 垂直運動單元和束腰裝置。參照附圖3，水平運動單元包括水平底座9，水平伺服電機10，水平絲杠絲母組件， 兩條水平滑軌15以及水平滑塊16。水平滑軌通過螺栓固定安裝在水平底座上，水平伺服電機安裝在水平滑軌一端，作為水平運動單元的動力源。水平伺服電機與水平絲杠12—端通過水平聯(lián)軸器11連接，水平伺服電機帶動水平絲杠轉(zhuǎn)動，從而帶動水平絲母13沿水平絲桿軸向運動。水平絲杠與水平滑軌平行安裝，水平絲杠處于兩條水平滑軌中間，兩條水平滑軌上分別安裝有兩塊水平滑塊，水平滑塊能夠在水平滑軌上滑動。在水平絲母上還固定有水平絲母支架14。水平滑塊和水平絲母支架連接支撐垂直運動單元，并帶動垂直運動單元整體沿水平方向運動。參照附圖2，垂直運動單元包括垂直底座1，垂直伺服電機2，垂直絲杠絲母組件， 兩條垂直滑軌7以及垂直滑塊8。垂直底座通過螺栓固定在水平滑塊和水平絲母支架上，從而實現(xiàn)垂直運動單元與水平運動單元的連接。垂直滑軌通過螺栓固定安裝在垂直底座上， 垂直伺服電機安裝在垂直底座一端，作為垂直運動單元的動力源。垂直伺服電機與垂直絲杠4 一端通過垂直聯(lián)軸器3連接，垂直伺服電機帶動垂直絲杠轉(zhuǎn)動，從而帶動垂直絲母5沿垂直絲桿軸向運動。垂直絲杠與垂直滑軌平行安裝，且垂直絲杠垂直于水平絲桿，垂直絲杠處于兩條垂直滑軌中間，兩條垂直滑軌上分別安裝有一塊垂直滑塊，垂直滑塊能夠在垂直滑軌上滑動。在垂直絲母上還固定有垂直絲母支架6。垂直滑塊和垂直絲母支架連接支撐工作臺，并帶動工作臺整體沿垂直方向運動。在工作臺上開有出線口 28，柔性材料從出線口伸出。通過外部控制系統(tǒng)設定好水平運動單元和垂直運動單元的運動規(guī)律，從而實現(xiàn)工作臺的平面復雜運動。參照附圖4，束腰裝置包括兩個繞線柱19，兩個懸臂18和驅(qū)動裝置，兩個繞線柱分別固定在兩個懸臂上，并用螺栓固定，且兩個繞線柱同向平行安裝，都朝向工作臺。兩個懸臂的外端部均采用圓柱結構，且兩個懸臂圓柱結構的中心軸線重合，當束腰裝置工作時，驅(qū)動裝置驅(qū)動兩個懸臂沿圓柱結構中心軸線同步轉(zhuǎn)動。本實施例中，驅(qū)動裝置包括步進電機 26和傳動軸23，步進電機固定在電機支座27上，通過步進電機的動力通過轉(zhuǎn)軸同步帶25 傳遞到傳動軸上，傳動軸由傳動軸支座支撐，傳動軸兩端通過懸臂轉(zhuǎn)動同步帶22將動力傳遞到兩個懸臂上，從而能夠帶動懸臂轉(zhuǎn)動。懸臂由懸臂支座21支撐，在懸臂轉(zhuǎn)動同步帶上還套有防護罩20。當本發(fā)明工作時，柔性材料(如金屬線)由出線口引出，并用夾子將線頭在繞線柱上固定后，由工作臺帶動將柔性材料繞制到繞線柱上，當達到規(guī)定的圈數(shù)要求時，工作臺停止工作，由步進電機帶動懸臂以及懸臂上的繞線柱同時旋轉(zhuǎn)，完成束腰動作。繞線柱的直徑和數(shù)量可根據(jù)實際要求配置。
權利要求
1. 一種柔性材料繞制設備，其特征在于包括工作臺，水平運動單元，垂直運動單元和束腰裝置；水平運動單元包括水平底座，水平伺服電機，水平絲杠絲母組件，水平滑軌以及水平滑塊；水平滑軌安裝在水平底座上，水平伺服電機安裝在水平滑軌一端；水平伺服電機與水平絲杠一端通過聯(lián)軸器連接，水平伺服電機帶動水平絲杠轉(zhuǎn)動；水平絲杠與水平滑軌平行安裝，水平滑軌上安裝有水平滑塊；在水平絲母上還固定有水平絲母支架；垂直運動單元包括垂直底座，垂直伺服電機，垂直絲杠絲母組件，垂直滑軌以及垂直滑塊；垂直底座固定在水平滑塊和水平絲母支架上；垂直滑軌安裝在垂直底座上，垂直伺服電機安裝在垂直底座一端；垂直伺服電機與垂直絲杠一端通過聯(lián)軸器連接，垂直伺服電機帶動垂直絲杠轉(zhuǎn)動；垂直絲杠與垂直滑軌平行安裝，且垂直絲杠垂直于水平絲桿，垂直滑軌上安裝有垂直滑塊；在垂直絲母上還固定有垂直絲母支架；工作臺固定在垂直滑塊和垂直絲母支架上，在工作臺上開有出線口 ； 束腰裝置包括至少兩個繞線柱，兩個懸臂和驅(qū)動裝置，在兩個懸臂上都固定有繞線柱， 且所有繞線柱同向平行安裝，都朝向工作臺；兩個懸臂的外端部均為圓柱結構，且兩個懸臂圓柱結構的中心軸線重合；驅(qū)動裝置驅(qū)動兩個懸臂沿圓柱結構中心軸線同步轉(zhuǎn)動。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種柔性材料繞制設備，包括工作臺，水平運動單元，垂直運動單元和束腰裝置；垂直運動單元連接支撐在水平運動單元上，并由水平運動單元帶動垂直運動單元整體水平運動，工作臺連接支撐在垂直運動單元上，從而工作臺由水平運動單元和垂直運動單元帶動實現(xiàn)平面復雜運動，束腰裝置包括繞線柱、懸臂和驅(qū)動裝置，實現(xiàn)繞線后的束腰裝置。本發(fā)明利用相互垂直的兩套運動機構實現(xiàn)了工作臺X軸和Y軸兩個方向的運動，可以通過編程控制兩軸的運動時序和行程，能夠進行通常的線圈平繞和其他一些線型繞制，如打中國結等，而當運動臺按照形式運動，能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的8字繞線，并且增加了束腰裝置，提高了線圈繞制的自動化程度。
文檔編號B65H54/06GK102556761SQ20121002643
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權日2012年2月7日
發(fā)明者劉建平, 張娜, 李樹軍, 王增翠, 王潤孝, 秦現(xiàn)生, 譚小群 申請人:西北工業(yè)大學