网络滤波器的自动绕脚设备的制作方法

1.本发明属于网络滤波器制造设备技术领域，具体涉及网络滤波器的自动绕脚设备。


背景技术：

2.滤波器的功能就是允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制，它实质上是一个选频电路。滤波器中，把信号能够通过的频率范围，称为通频带或通带；反之，信号受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称为阻带；通带和阻带之间的分界频率称为截止频率；理想滤波器在通带内的电压增益为常数，在阻带内的电压增益为零；实际滤波器的通带和阻带之间存在一定频率范围的过渡带。
3.一般的网络电路装置均设置有网络滤波器，现有的网络滤波器包括外壳和若干引脚，引脚均匀嵌布在外壳上下两端，外壳凹槽内部设置有磁环，磁环通过线圈引线与引脚连接。在滤波器生产绕线时，除了对内部的磁环进行绕线外，同时还需要将漆包线绕制在引脚上，并将多余的线切除，而该过程为绕脚。
4.其中，网络滤波器模块提高生产效率的主要瓶颈是磁环的漆包线与输入输出引脚的焊接，焊接前则需要进行绕脚固定。较传统的做法是用大量的人力用镊子小心地将漆包线绕在引脚上，绕完后剪除多余的漆包线头，然后浸锡焊接，焊完清理焊点，处理焊接不良。此工艺的主要优点是投入设备成本低，属于典型的劳动密集型作业，人为不确定因素较大。因为网络滤波器/变压器的体积均较小，同时不同型号会具有不同数量的引脚。每个引脚尺寸较小，且每个引脚上的绕线方式也不尽相同，现有的人工处理方式不仅效率较低，而且良率不高，导致成本较高。
5.为了改善现状，部分现有技术提供了自动绕脚的设备和工艺，如专利号为cn202110977457.8的一种网络变压器生产用自动绕线设备及绕线方法，其中公开的一种绕线针结构，利用其具有的挂线口的结构勾住漆包线进行绕制。但由于这种挂线口结构想要稳定勾住漆包线进行绕线，其尺寸必然较小，在该尺度下进行多部位协同绕线并成功勾住漆包线，其难度较大。导致在实际操作中很容易出现脱钩的情况，则导致绕线后的部分网络滤波器的部分引脚未成功绕线导致返工或材料报废。
6.同时，这种直接将线勾住然后绕制在引脚上的方式，最容易导致漆包线在绕制过程中由于方形引脚较为尖锐的边沿而出现刮擦脱皮的情况导致产品故障。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种网络滤波器的自动绕脚设备，主要是通过将具有绕线部和夹线部的绕线模组进行固定，使其能够在一定空间范围内相较于治具进行移动，从而通过若干绕线头对同个或若干治具上的网络滤波器引脚同步绕线，提高生产效率。
8.本发明所采用的技术方案为：
第一方面，本发明公开网络滤波器的自动绕脚设备，用于对网络滤波器的引脚绕线，包括由控制模块控制的空间移动机构，还包括载有若干网络滤波器的治具以及绕线模组，通过空间移动机构控制治具与绕线模组的位置关系；所述绕线模组具有若干由同个动力机构传动的绕线头，绕线头包括绕线部和夹线部，通过控制模块控制动力机构使若干绕线模组中的夹线部绕绕线部动作将治具上外露的漆包线绕制在绕线部上，漆包线绕制成线圈并滑落至对应网络滤波器的引脚上。
9.本发明中所限定的线圈落入的引脚是指引脚的内侧端部，该引脚是一根弯曲的金属条，其中外部具有弯折端部，用于连接外部电路。而内部还具有一个与外部弯折端部同向凸出的端部，通过将内部的线圈磁环的漆包线绕制在该端部上实现与引脚的连接。
10.其中的空间移动机构主要是对治具和绕线模组两个部件进行控制，使其能够可控的进行相对位移。
11.本发明中的绕线模组是在绕线作业时，先将固定在治具上的漆包线夹住，然后围绕绕线头转动使得漆包线缠绕在其表面。由于绕线头被移动至对应的引脚上方，缠绕好的漆包线会随着重力或外力作用向下落入引脚上实现单个引脚的绕线作业。
12.上述内容旨在说明单个引脚的绕线过程，若要对网络滤波器的所有引脚进行绕线处理，就需要通过控制模块控制治具或绕线模组在单个引脚绕线完成后进行移动，使得绕线头能够从相邻或间隔的引脚准确移动至下个引脚处对齐后继续绕线，此时可通过空间移动机构或夹线部自身动作机构控制使其夹起对应位置的漆包线进行绕线。
13.结合第一方面，本发明提供第一方面的第一种实施方式，所述空间移动机构为单轴移动架，在单轴移动架上具有至少一个用于固定治具或绕线模组的滑台，由控制模块控制设置在单轴移动架上的动力源给滑台提供动力使治具与绕线模组之间产生相对位移。
14.值得说明的是，空间移动机构只需要保证治具与绕线模组能够发生同个方向上的可控位移即可。所谓的单轴移动架是指该设备具有在一个方向上往复移动的能力。其中的动力方式不作限定，包括但不限于电机丝杠控制、气缸推动、液压杆推动、磁力推动等方式。
15.而在单轴移动架上至少具有一个滑台，所谓滑台是能够在单轴移动架上进行移动的固定部。治具或绕线模组中的一个固定在滑台上，而另一个可固定在任一固定端上，则通过滑台的运动使其中一个部分可相对另一个部分运动。例如，治具被固定在某一台面上，而绕线模组固定在治具上方且平行于该治具上的网络滤波器摆放方向的单轴移动架上，控制模块控制绕线模组的若干绕线头对应不同位置的引脚后进行绕线，绕线完成后平行移动至下一引脚处继续绕线。
16.结合第一方面，本发明提供第一方面的第二种实施方式，所述空间移动机构包括至少两个单轴移动架，治具与绕线模组分设在不同单轴移动架的滑台上。
17.结合第一方面，本发明提供第一方面的第三种实施方式，所述空间移动机构包括至少两个相互连接形成双向位移的单轴移动架，治具或绕线模组设置在该空间移动机构的滑台上。
18.结合第一方面的第二种实施方式，本发明提供第一方面的第四种实施方式，所述空间移动机构包括相互活动连接的x轴移动架和z轴移动架，所述绕线模组设置在z轴移动架的滑台上；空间移动机构还包括y轴移动架，所述治具设置在y轴移动架的滑台上。
19.结合第一方面的第四种实施方式，本发明提供第一方面的第五种实施方式，所述x轴移动架与y轴移动架均固定在同一结构上，所述z轴移动架设置在x轴移动架的滑台上并始终给绕线模组提供垂直于y轴移动架方向的移动控制。
20.结合第一方面或第一方面的一至五种实施方式，本发明提供第一方面的第六种实施方式，所述空间移动机构设置在台面上，并在台面上设有控制模块。
21.结合第一方面的第六种实施方式，本发明提供第一方面的第七种实施方式，所述台面上设有与空间移动机构配合的传输带，由传输带实现治具的转运。
22.结合第一方面的第六种实施方式，本发明提供第一方面的第八种实施方式，所述台面上还设有与控制模块连接的视检机构。
23.结合第一方面或第一方面的一至五种实施方式，本发明提供第一方面的第九种实施方式，所述绕线模组包括用于固定若干绕线头的横置固定架，所述横置固定架与治具平行设置。
24.本发明的有益效果为：（1）本发明通过设置的空间移动机构使治具与绕线模组之间相对移动，并通过设置在绕线模组上的若干绕线头对同个或若干治具上的网络滤波器的引脚进行绕线作业，相较于手工绕线的方式具有较高的效率；同时通过先将漆包线绕制在绕线头上下落入引脚上的绕线方式，区别于现有设备，在保证较高效率的同时也具有较高的良率和较低的成本；（2）本发明通过设置的控制模块不仅能够控制多个单轴移动架，同时在整个设备移动到位时同步控制绕线模组动作绕线，并在完成对应引脚绕线后能够快速移动至下组引脚处继续动作，具有较高工作效率；（3）本发明可根据需求灵活设置单轴移动架，从而配合进入该设备的治具传输方式，满足自动绕线需求。
附图说明
25.图1是发明整个自动绕脚设备的第一轴侧图；图2是本发明整个自动绕脚设备的俯视图；图3是本发明整个自动绕脚设备的第二轴侧图；图4是本发明整个自动绕脚设备的侧视图；图5是本发明整个自动绕脚设备的正视图；图6是本发明图5中a局部的放大示意图；图7是本发明部分绕脚模块的轴侧图；图8是本发明绕脚头的轴侧图。
26.图中：1-台面，2-控制模块，3-y轴移动架，4-治具，5-x轴移动架，6-z轴移动架，7-y轴电机，8-x轴电机，9-z轴电机，10-转动电机，11-x轴滑台，12-立架，13-横置固定架，14-衬套，15-引导头，16-线夹，17-皮带，18-z轴滑台，19-转轮，20-y轴滑台。
具体实施方式
27.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例
中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.此外，本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
33.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.实施例：本实施例公开一种网络滤波器的自动绕脚设备，用于对固定在治具4上的若干网络滤波器的引脚进行绕线作业。
35.本实施例的网络滤波器具有壳体，并在壳体内设置若干磁环。本实施例的磁环已经通过其他绕线工艺将漆包线绕制成型，仅留有端部一定长度的漆包线。在本实施例设备所对应的处理工艺前已经进行理线处理，将网络滤波器内磁环的端部线束整理好，并通过治具4上的固定槽将端部线束固定。从而在治具4上中部为若干倒置放置的网络滤波器，其两侧的引脚朝上设置，而两侧均有若干固定槽将端部线束固定，并在固定槽与引脚之间留有一定空间便于夹持端部线束。
36.具体的，本实施例的自动绕脚设备包括设置在生产线上的空间移动机构，该空间移动机构具有两个端部，其中一个端部固定有治具4，另一个端部固定有绕线模组。
37.其中，治具4具有一个平面，该平面放置有若干网络滤波器，同时在空间移动机构的端部上可固定有若干并排放置的治具4。由于空间移动机构还具有控制模块2，通过控制模块2控制空间移动机构使其两个端部产生相对位移，从而达到移动控制绕线的效果。
38.而绕线模组包括若干绕线头，绕线头包括绕线部和夹线部，每个夹线部均能够将被固定在治具4上的漆包线夹16起并绕绕线部转动，使得被夹起的漆包线绕制在绕线部上。
39.由于绕线模组具有若干绕线头，而每个绕线头之间的间距可进行调整，使其能够在其中一个绕线部与任一引脚对齐时，其他绕线头的绕线部均能够与一个引脚对齐。则通过空间移动机构在开始时将每个绕线部与同个或若干治具4上的网络滤波器的引脚对齐，然后开启绕线作业。
40.优选的，空间移动机构仅具有一个单轴移动架，该单轴移动架包括具有一定长度的架体和设置在架体内的丝杠，在架体一端设有电机带动丝杠转动。
41.在架体上设有一个可沿架体长度方向直线往复运动的滑台，滑台上设有与丝杠配合的滚珠螺母，通过电机转动控制滑台移动，而电机与外部控制模块2连接。
42.而该单轴移动架固定在一个固定端面上，在该固定端面上还设有一个固定端部，上述载有若干个网络滤波器。或该单轴移动架的架体具有一个伸出端部，治具4固定在该伸出端部上。此时治具4上的若干网络滤波器的摆放方向与滑台的移动方向平行，则只要设置恰当的间距能够使绕线头的绕线部端部与引脚之间的间距达到工艺要求即可。值得说明的是，丝杠传动方式是常用移动控制方式，但本实施例不限于此，还可以采用齿轮、气动、液压、电磁等传动方式。还需要说明的是，上述实施方案中的夹线部与绕线部为同步动作，但由于该方案中的绕线头仅能在平行与治具4方向上移动，则横移夹线势必会阻挡而无法实现。则该方案中的夹线部的端部能够自行移动，在绕线头达到对应引脚处时，处于初始位置的夹线部端部并未与固定在治具4上的漆包线接触。然后夹线部的端部自动向下移动并夹持漆包线后向上提起，然后再开始绕制。
43.亦或是，空间移动机构具有两个单轴移动架，与上述方案相同的是，该单轴移动架同样使用丝杠传动方式对其设有的滑台进行移动控制。区别在于，治具4和绕线模组分别设置在不同的滑台上，则能够进行至少两个方向上的移动控制。其中，设有治具4的滑台能够沿其网络滤波器的摆放方向移动，而绕线模组可沿垂直于治具4表面的方向移动。该方案中，绕线模组在由单轴移动架控制朝向治具4移动，并使得其中的绕线部端部靠近对应引脚处并使其间距控制在要求范围内进行绕线。当完成绕线后便向上移动绕线模组至一定位置，使得夹线部能够在横移时不被漆包线阻挡。然后再移动治具4使得绕线部端部能够对齐另一个引脚进行绕线。
44.亦或是，具有的两个单轴移动架相互连接，也就是其中一个单轴固定架的架体固定在另一单轴固定架的滑台上，而治具4或绕线模组其中任一固定在另一滑台上。若绕线模组设置在可动的滑台上，则既能够沿治具4的网络滤波器摆放方向横移，同时也能够整体竖向移动，同样能够完成自动位移绕线。
45.亦或是，空间移动机构包括至少三个单轴移动架，如图1-图8所示，包括y轴移动架3、x轴移动架5和z轴移动架6。该方案中的空间移动机构均设置在同一台面1上，而y轴移动架3被直接固定在台面1上且其长度方向与台面1端面平行。
46.在y轴移动架3上具有一个y轴滑台20和z轴电机9，y轴滑台20上设有夹具，通过夹具将治具4固定，并随着y轴滑台20往复运动。
47.而x轴移动架5被一个双支座的立架12固定在台面1上，且其长度方向与y轴移动架3共面且垂直。而z轴移动架6的主体部分与x轴滑台11固定连接，则整个z轴移动架6能够在x轴移动架5上由单侧端部设置的x轴电机8控制进行横向滑动。
48.图1中可以看到，该z轴移动架6的上端部设有z轴电机9，而z轴滑台18上设有一根
横置固定架13。在横置固定架13上设有具有四个绕线头的绕线模组，该绕线模组具有一个转动电机10，通过单个转动电机10和皮带17带动每个绕线头的夹线部绕绕线部转动。
49.图7中即为单个绕线头的结构示意，可以看到，该绕线头包括杆状的衬套14，该衬套14通过轴承等结构与横置固定架13上的孔洞转动连接。在衬套14端部设有一个转轮19，而衬套14上还套设有一个金属环件，该金属环件即为作为夹线部的线夹16端部结构。
50.该衬套14下端部具有一个可伸缩的引导头15，而线夹16为气动结构，使用时整个横置固定架13整体向下移动，并在引导头15的端部抵靠在对应的引脚端部后停止。此时由于线夹16端部的夹臂本身更靠下设置，则此时线夹16端部已经可以对治具4上的漆包线进行夹持。
51.由于引导头15是伸缩结构，则可通过控制z轴移动架6使其在与引脚抵靠后还能够继续向下运动，此时引导头15受力向内收缩，线夹16也将漆包线夹16住。然后再移动z轴移动架6，使得线夹16将漆包线向上提起，此时的引导头15由因为使其外部作用力而完全伸出，其端部具有的锥形弧面能够引导线夹16上的漆包线在绕制过程中贴合并向下落。则线夹16围绕引导头15动作时，漆包线能够贴合在引导头15的锥形弧面上，并因为其重力或线夹16向下运动使其下落入引脚内，从而完成绕线过程。
52.单个引脚绕线作业完成后，便将整个横置固定架13向上移动一定距离，然后通过x轴移动架5移动使得引导头15能够与相邻引脚对齐，然后再次下落横置固定架13重复上述操作即可。
53.当网络滤波器的单侧引脚已经完成绕线作业后，直接移动y轴电机7使得治具4整体向内移动，此时恢复至初始位置的引导头15由能够与另一侧的网络滤波器的引脚对齐进行绕线。
54.当该治具4或同一批被固定的治具4上的网络滤波器完成绕脚后，此时y轴滑台20上的夹具移动，然后由设置在外部与之配合的传输机构将y轴滑台20上的治具4向外移动，同时另一侧新的载有未绕脚的网络滤波器的治具4被移动至y轴滑台20上重复上述操作。
55.优选的，在台面1上设有控制模块2，该控制模块2是通过一根立杆固定在台面1上，并具有显示屏和开关控制按钮。该控制模块2通过线缆与总控设备连接，由总控设备监控所有设备运行，并在生产前调试设置系统参数，使其能够按照预定程序自动进行绕线。
56.优选的，在该台面1上还可集成有视检设备，也就是通过摄像头不断的进行信息采集，由控制模块2或其他终端设备进行图像识别计算，并对引脚位置进行特征检测。一旦发现有异常信息便记录，并对每个网络滤波器编号确定后在后续处理工艺中将其剔除。
57.优选的，本实施例中的端部具有的锥形弧面即为一个锥形过渡段，上述内容中确定了，通过将漆包线绕制在该锥形过渡段上，使得漆包线能够在受到外力或自身重力的影响下沿锥形过渡段截面直径减小的方向落下，从而落在引脚上。
58.但由于在绕制过程中，在锥形过渡段上形成的线圈需要落入引脚上，则保证落入过程的顺利是该工艺的一个核心要点。锥形过渡段以沿轴线方向横切后的剖面外侧边的斜率进行限定，至少具有一截斜率恒定不变的过渡段，即为一种标准的锥形过渡形状，该过渡段的倾角范围在10-60
°
，其中的角度是指外侧边与轴线方向的夹角。
59.优选的，锥形过渡段的外侧边倾角范围在25-32
°
。为了验证并获得最佳倾角范围和最佳角度，将该引导头15固定在网络滤波器的任一引脚上部，然后采用同一夹具将同样
规格的漆包线夹16起并绕制三圈后，分别让其自主下落和引导下落两种方式进行测试，然后查看结果和良率。其中，仅对第三锥形过渡段的倾角并试制多块样品进行实验，测试的引导头15样品的倾角包括无倾角的直杆对照组，以及以5
°
的角度差不断增加至80
°
的总共16组实验组，每个实验组测试200次绕线。
60.然后对每个实验组的良率、绕线完成时间两个指标进行判断。首先，确定在5
°
以下和65
°
及以上的实验组的良率低于50%，尤其是采用自主下落的处理方式，在该角度小于5
°
的样品中，超过80%的线圈无法完全掉落至引脚上。然后再在5-65
°
范围内确定优选角度范围。其中，15-35
°
范围内的实验组的良率高于90%，自主掉落率高于90%。而在25和30
°
的实验组中的良率高于98%，且均能够自主掉落。然后针对30
°
的上限进行增项实验，确定最佳的角度上限值为32
°
。
61.然后，倾角小于等于10
°
的引导头15的实验组的平均绕线时间低于工艺要求，同样也无法达到最低的工艺标准。而在角度低于25
°
时，线圈自主掉落率都在95%以下，测试样品中均存在线圈无法自动下落的情况。则为了尽可能保证线圈的绕制成功率，最佳角度范围确定在25-32
°
之间。
62.值得说明的是，良率是包括对绕线情况和产品测试两个方面进行检测，某些产品即使是从外观查看已经完成绕脚过程，但其漆包线发生破损影响其使用性能，也无法作为合格产品计算。
63.本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。