夹线式绕线机和绕线方法与流程

1.本技术涉及电机绕线技术领域，特别涉及一种夹线式绕线机和绕线方法。


背景技术：

2.现有在电机线圈的制造过程中，为了提高槽满率(即尽可能的在电机铁芯的齿部上绕更多圈的铜线)，需要使用人工绕线的方式，然而人工操作效率低、耗时长、工作枯燥重复且产品质量受工人操作熟练度的影响，无法满足现代化生产的要求。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本技术提供了一种夹线式绕线机和绕线方法。
4.为实现上述目的，本技术提供了一种夹线式绕线机，包括上夹线组件、下夹线组件、绕线组件和铁芯承载组件，所述铁芯承载组件用于承载铁芯；
5.所述上夹线组件位于所述铁芯承载组件上方，所述下夹线组件位于所述铁芯承载组件下方，所述绕线组件位于所述铁芯承载组件一侧；
6.所述绕线组件用于围绕所述铁芯上下运动，并将铜线缠绕在所述铁芯的齿部上；
7.所述上夹线组件用于夹持位于所述铁芯上方的铜线，所述下夹线组件用于夹持位于所述铁芯下方的铜线。
8.本技术还提供了一种绕线方法，应用于如上所述的夹线式绕线机，所述方法包括：
9.所述绕线组件位于初始位置，夹线机构夹住铜线的起始端，穿设有所述铜线的所述绕线组件往y轴的负轴方向移动预设距离至第一位置，所述预设距离与铁芯的齿部宽度一致，所述初始位置对应所述铁芯的齿部位置；
10.上夹线组件夹持所述铜线，所述绕线组件先运动至所述铁芯的槽口处或槽口之外，再向下运动至所述铁芯之下；
11.所述绕线组件运动至所述第一位置的正下方后，所述上夹线组件松开所述铜线，所述绕线组件往y轴的正轴方向移动所述预设距离至第二位置；
12.下夹线组件夹持所述铜线，所述绕线组件先运动至所述铁芯的槽口处或槽口之外，再向上运动至所述铁芯之上；
13.所述绕线组件运动至所述第二位置的正上方后，所述下夹线组件松开所述铜线，完成对所述铁芯的齿部的一圈绕线；
14.所述绕线组件沿着所述铁芯的齿部长度方向往复运动，重复上述步骤，直至在所述铁芯的齿部上绕满预设圈数的铜线；
15.按照上述步骤，在所述铁芯的指定齿部上绕满预设圈数的铜线，得到绕线电机。
16.本技术中提供的一种夹线式绕线机和绕线方法，夹线式绕线机包括上夹线组件、下夹线组件、绕线组件和铁芯承载组件，其中，铁芯承载组件用于承载铁芯。上夹线组件位于铁芯承载组件上方，下夹线组件位于铁芯承载组件下方，绕线组件位于所述铁芯承载组件一侧。绕线组件用于围绕铁芯上下运动，并将铜线缠绕在所述铁芯的齿部上。上夹线组件
用于夹持位于铁芯上方的铜线，下夹线组件则用于夹持位于所述铁芯下方的铜线。在对铁芯的齿部进行绕线时，穿设有铜线的绕线针围绕齿部进行运动，从而将铜线绕在铁芯的齿部上。在此过程中，当绕线针需要往下或往上运动时，上夹线组件或下夹线组件对应夹持铜线，保证铜线不会偏移；然后将绕线针退出到铁芯的槽口处或槽口外后再做往下或往上的运动，使得在整个绕线过程中，绕线针均不需要进入铁芯的槽内，从而可以在铁芯齿部缠绕更多圈的铜线，既能实现自动化绕线，还能保证电机的高槽满率。
附图说明
17.图1是本技术一实施例中夹线式绕线机的侧视结构图；
18.图2是本技术一实施例中夹线式绕线机的主视结构图；
19.图3是本技术一实施例中夹线式绕线机的绕线组件的整体结构图；
20.图4是本技术一实施例中夹线式绕线机的上夹线组件的整体结构图；
21.图5是本技术一实施例中上夹线组件中区域a的放大结构图；
22.图6是本技术一实施例中下夹线组件的整体结构图；
23.图7是本技术一实施例中绕线方法的流程示意图。
24.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
26.参照图1、图2，本技术一实施例中提供了一种夹线式绕线机，包括上夹线组件1、下夹线组件2、绕线组件3和铁芯承载组件4，所述铁芯承载组件4用于承载铁芯；
27.所述上夹线组件1位于所述铁芯承载组件4上方，所述下夹线组件2位于所述铁芯承载组件4下方，所述绕线组件3位于所述铁芯承载组件4一侧；
28.所述绕线组件3用于围绕所述铁芯上下运动，并将铜线缠绕在所述铁芯的齿部上；
29.所述上夹线组件1用于夹持位于所述铁芯上方的铜线，所述下夹线组件2用于夹持位于所述铁芯下方的铜线。
30.优选的，夹线式绕线机还包括支撑架5，所述上夹线组件1、所述下夹线组件2、所述绕线组件3和所述铁芯承载组件4均安装在所述支撑架5的支撑平面上。
31.本实施例中，夹线式绕线机包括上夹线组件1、下夹线组件2、绕线组件3、铁芯承载组件4和支撑架5，其中，支撑架5的下底面与支撑面(比如地面)直接接触，而上夹线组件1、下夹线组件2、绕线组件3和铁芯承载组件4均固定安装在支撑架5的上表面(即支撑平面)上。铁芯承载组件4用于固定、承载需要进行绕线的电机的铁芯，具体地，铁芯承载组件4包括u轴转动机构，u轴转动机构的底部与支撑架5的支撑平面接触，顶部则用于固定铁芯。在绕线过程中，当绕线组件3完成对铁芯上的一个齿部的绕线后，u轴转动机构转动预设角度，从而使得绕线组件3可以对铁芯的另一个齿部进行绕线。其中，每次变更绕线的铁芯齿部时，u轴转动机构需要转动的预设角度，由操作人员根据电机的实际参数要求进行设置，在此不做具体限定。上夹线组件1位于铁芯承载组件4上方，下夹线组件2位于铁芯承载组件4
下方，而绕线组件3位于铁芯承载组件4的一侧。在对铁芯进行绕线时，绕线组件3用于围绕铁芯上下运动，实现将铜线缠绕在铁芯的齿部上。具体地，以外绕铜线为例进行说明，夹线机构夹住铜线，然后穿设有铜线的绕线组件3从初始位置往y轴负方向移动预设距离，此时绕线组件3需要围绕围绕铁芯的齿部往下运动，先由上夹线组件1夹持住铜线，以保证后续绕线组件3的运动不会带动铜线产生偏移。接着，绕线组件3往x轴正方向运动退出到铁芯的槽口处或槽口外，之后再往下运动(即往z轴负方向运动)。然后，绕线组件3往x轴负方向运动至上夹线组件1夹持铜线处的下方(即在铁芯的齿部上方时的x轴位置)，使得绕线组件3不需要通过铁芯的槽内也能完成往下运动。此时上夹线组件1松开铜线，并且绕线组件3往y轴正方向移动预设距离，再由下夹线组件2夹住铜线，保证铜线不会发生偏移。绕线组件3往x轴正方向运动退出到铁芯的槽口处或槽口外，之后再往上运动；最后，绕线组件3往x轴负方向运动，以复位到初始位置，完成对铁芯齿部完整的一圈绕线。后续绕线过程中，绕线组件3沿着铁芯齿部的长度方向往复循运动，重复上述步骤，直至在铁芯齿部绕满预设圈数的铜线。在完成一个齿部的绕线后，u轴转动机构转动预设角度，使得绕线组件3可以对铁芯的其他齿部进行绕线；在铁芯的指定齿部上均绕满预设圈数的铜线后，即可得到绕线电机。
32.本实施例中，绕线组件3在对铁芯齿部进行绕线的过程中，当绕线组件3需要往下或往上运动时，上夹线组件1或下夹线组件2对应夹持铜线，保证铜线不会偏移；然后将绕线组件3退出到铁芯的槽口处或槽口外后再做往下或往上的运动，使得在整个绕线过程中，绕线组件3均不需要进入铁芯的槽内，因而不会占用铁芯的槽内空间，从而可以在铁芯齿部缠绕更多圈的铜线，既能实现自动化绕线，还能保证电机的高槽满率。
33.参照图3，进一步的，所述绕线组件3包括绕线针31、r轴转动机构32、z轴运动机构33、x轴导向机构34和y轴导向机构35；
34.所述x轴导向机构34安装在所述y轴导向机构35上，所述z轴运动机构33安装在所述x轴导向机构34上，所述z轴运动机构33、所述r轴转动机构32和所述绕线针31从上到下依次连接；
35.所述y轴导向机构35用于带动所述x轴导向机构34做y轴方向的运动，所述x轴导向机构34用于带动所述z轴运动机构33做x轴方向的运动，所述z轴运动机构33用于带动所述绕线针31做z轴方向的运动，所述r轴转动机构32用于带动所述绕线针31做圆周运动，所述绕线针31用于穿设所述铜线。
36.优选的，所述z轴运动机构33包括z轴驱动装置和插轴，所述插轴设置在所述z轴驱动装置的输出端，所述绕线针31安装在所述插轴下方的末端；
37.所述r轴转动机构32为滚珠花键，所述滚珠花键设置在所述插轴的中间区域。
38.本实施例中，绕线组件3包括绕线针31、r轴转动机构32、z轴运动机构33、x轴导向机构34和y轴导向机构35，其中，x轴导向机构34安装在y轴导向机构35上，z轴运动机构33安装在x轴导向机构34上，而z轴运动机构33、r轴转动机构32和绕线针31从上到下依次连接。具体地，y轴导向机构35和x轴导向机构34均为滑块导轨机构，滑块导轨机构由直线电机、滑块和导轨组成，直线电机的驱动端与滑块连接；滑块嵌设在导轨上，可以沿着导轨来回滑动；y轴导向机构35的导轨安装在支撑架5上，而x轴导向机构34的导轨则安装在y轴导向机构35的滑块上；z轴运动机构33整体则设置在x轴导向机构34的滑块上。z轴运动机构33包括z轴驱动装置和插轴，插轴设置在z轴驱动装置的输出端，绕线针31安装在插轴下方的末端。
r轴转动机构32优选为滚珠花键，该滚珠花键设置在插轴的中间区域。绕线组件3运行时，y轴导向机构35通过直线电机驱动滑块沿y轴方向运动，进而带动y轴导向机构35沿y轴方向运动，从而带动设置在y轴导向机构35上的x轴导向机构34做y轴方向的运动，使得z轴运动机构33、绕线针31可以做y轴方向的运动。同样的，当x轴导向机构34的滑块做x轴方向的运动时，带动z轴运动机构33、设置于z轴运动机构33上的绕线针31做x轴方向的运动。滚珠花键可以带动自身以下的插轴轴体、以及设置于插轴下方末端的绕线针31转动，保证绕线针31在绕线过程中始终指向电机铁芯的圆心。
39.参照图4、图5，进一步的，所述上夹线组件1包括y1轴导向机构11、x1轴导向机构12、z1轴运动机构13和上夹爪14；
40.所述x1轴导向机构12设置在所述y1轴导向机构11上，所述z1轴运动机构13设置在所述x1轴导向机构12上，所述上夹爪14安装在所述z1轴运动机构13上；
41.所述y1轴导向机构11用于带动所述x1轴导向机构12做y轴方向的运动，所述x1轴导向机构12用于带动所述z1轴运动机构13做x轴方向的运动，所述z1轴运动机构13用于带动所述上夹爪14做z轴方向的运动，所述上夹爪14用于夹持位于所述铁芯上方的铜线。
42.优选的，所述z1轴运动机构13包括第一滑块导轨机构131、第一同步带机构132和第二滑块导轨机构133；
43.所述第一滑块导轨机构131安装在所述x1轴导向机构12上，所述第一同步带机构132安装在所述第一滑块导轨机构131上，所述第二滑块导轨机构133设置在所述第一同步带机构132上，所述上夹爪14安装在所述第二滑块导轨机构133上。
44.本实施例中，上夹线组件1包括y1轴导向机构11、x1轴导向机构12、z1轴导向机构和上夹爪14，其中，x1轴导向机构12设置在y1轴导向机构11上，z1轴运动机构13设置在x1轴导向机构12上，而上夹爪14则安装在z1轴运动机构13上。具体地，x1轴导向机构12和y1轴导向机构11均为滑块导轨机构，包括驱动电机、丝杆、滑块和滑轨，丝杆一端与驱动电机连接，另一端与滑块连接；滑块嵌设在导轨上，可以沿着导轨来回滑动；y1轴导向机构11的导轨安装在支撑架5上，而x1轴的导轨则设置在y1轴导向机构11的滑块上，z1轴运动机构13则安装在x1轴导向机构12的滑块上。z1轴运动机构13包括第一滑块导轨机构131、第一同步带机构132和第二滑块导轨机构133，第一滑块导轨机构131安装在x1轴导向机构12的滑块上，第一同步带机构132安装在第一滑块导轨机构131的滑块上，第二滑块导轨机构133则设置在第一同步带机构132上，上夹爪14安装在第二滑块导轨机构133的滑块上。上夹爪14组件在绕线过程中，y1轴导向机构11带动x1轴导向机构12做y轴方向的运动，进而实现带动z1轴运动机构13和上夹爪14做y轴方向的运动。x1轴导向机构12带动z1轴运动机构13做x轴方向的运动，进而带动上夹爪14在x轴方向上运动。z1轴运动机构13通过第一滑块导轨机构131、第一同步带机构132和第二滑块导轨机构133带动上夹爪14做z轴方向的运动。上夹爪14用于夹持位于铁芯上方的铜线，避免后续绕线针31的运动导致铜线偏离。优选的，上夹爪14张合处的末端合作有凸起结构，当上夹爪14闭合夹住铜线时，末端的凸起结构能够阻拦铜线，避免因闭合力不足导致铜线被绕线针31的运动带离夹住，发送偏移。
45.参照图6，进一步的，所述下夹线组件2包括外绕下夹线组件21和内绕下夹线组件22，所述外绕下夹线组件21和所述内绕下夹线组件22分别设置在所述铁芯承载组件4在x轴方向上的两侧；
46.所述外绕下夹线组件21设置在靠近所述绕线针31的一侧，所述内绕下夹线组件22设置在远离所述绕线针31的一侧。
47.优选的，所述内绕下夹线组件22包括z2轴导向机构221、x2轴导向机构222和第一下夹爪223；
48.所述z2轴导向机构221安装在所述x2轴导向机构222上，所述第一下夹爪223安装在所述z2轴导向机构221上朝向所述铁芯承载组件4的一侧；
49.所述外绕下夹线组件21包括z3轴导向机构211、x3轴导向机构212和第二下夹爪213；
50.所述z3轴导向机构211安装在所述x3轴导向机构212上，所述第二下夹爪213安装在所述z3轴导向机构211上朝向所述铁芯承载组件4的一侧。
51.本实施例中，下夹线组件2包括外绕下夹线组件21和内绕下夹线组件22，外绕下夹线组件21和内绕下夹线组件22分别设置在铁芯承载组件4在x轴方向的两侧。具体地，外绕下夹线组件21设置在靠近绕线针31的一侧，用于绕线组件3对铁芯做外绕铜线时，夹持位于铁芯下方的铜线。内绕下夹线组件22设置在远离绕线针31的一侧，用于绕线组件3对铁芯做内绕铜线时，夹持位于铁芯下方的铜线。内绕下夹线组件22包括z2轴导向机构221、x2轴导向机构222和第一下夹爪223，其中，z2轴导向机构221安装在x2轴导向机构222上，第一下夹爪223安装在z2轴导向机构221上朝向铁芯承载组件4的一侧。外绕下夹线组件21包括z3轴导向机构211、x3轴导向机构212和第二下夹爪213，其中，z3轴导向机构211安装在x3轴导向机构212上，第二下夹爪213安装在z3轴导向机构211上朝向铁芯承载组件4的一侧。z2轴导向机构221、x2轴导向机构222、z3轴导向机构211和x3轴导向机构212均为滑块导轨机构；x2轴导向机构222用于带动z2轴导向机构221做x方向上的运动，z2轴导向机构221用于带动第一下夹爪223做z轴方向上的运动；x3轴导向机构212用于带动z3轴导向机构211做x方向上的运动，z3轴导向机构211用于带动第二下夹爪213做z轴方向上的运动。
52.进一步的，所述x2轴导向机构222包括x2轴驱动装置、丝杆、滑块和导轨，所述丝杆一端与所述x2轴驱动装置的输出端连接，另一端与所述滑块连接；
53.所述滑块滑动嵌设在所述导轨上，所述z2轴导向机构221安装在所述滑块上。
54.优选的，所述z2轴导向机构221包括第二同步带机构和第三滑块导轨机构；
55.所述第二同步带机构安装在所述滑块上，所述第三滑块导轨机构安装在所述第二同步带机构朝向所述铁芯承载组件4的一侧，所述第一下夹爪223安装在所述第三滑块导轨机构的滑块上。
56.本实施例中，x2轴导向机构222包括x2轴驱动装置、丝杆、滑块和导轨，x2轴驱动装置优选为驱动电机，丝杆一端与x2轴驱动装置的输出端连接，另一端与滑块连接。滑块滑动嵌设在导轨上，而z2轴导向机构221则安装在滑块上。绕线时，x2轴驱动装置驱动丝杆带动滑块在导轨上滑动，从而带动z2轴导向机构221在x轴方向上运动。z2轴导向机构221包括第二同步带机构和第三滑块导轨机构，第二同步带机构安装在x2轴导向机构222的滑块上，第二滑块导轨机构133安装在第二同步带机构朝向铁芯承载组件4的一侧，第一下夹爪223则安装在第三滑块导轨机构的滑块上。绕线时，通过第二同步带机构和第三滑块导轨机构带动第一下夹爪223在z轴方向上运动。
57.z3轴导向机构211、x3轴导向机构212和第二下夹爪213的具体结构以及连接关系，
与z2轴导向机构221、x2轴导向机构222和第一下夹爪223的结构和连接关系相同，作用也相同，在此不做赘诉。
58.参照图7，本实施例还提供了一种绕线方法，应用于如上任一所述的夹线式绕线机，所述绕线方法包括：
59.s1:所述绕线组件3位于初始位置，夹线机构夹住铜线的起始端，穿设有所述铜线的所述绕线组件3往y轴的负轴方向移动预设距离至第一位置，所述预设距离与铁芯的齿部宽度一致，所述初始位置对应所述铁芯的齿部位置；
60.s2:上夹线组件1夹持所述铜线，所述绕线组件3先运动至所述铁芯的槽口处或槽口之外，再向下运动至所述铁芯之下；
61.s3:所述绕线组件3运动至所述第一位置的正下方后，所述上夹线组件1松开所述铜线，所述绕线组件3往y轴的正轴方向移动所述预设距离至第二位置；
62.s4:下夹线组件2夹持所述铜线，所述绕线组件3先运动至所述铁芯的槽口处或槽口之外，再向上运动至所述铁芯之上；
63.s5:所述绕线组件3运动至所述第二位置的正上方后，所述下夹线组件2松开所述铜线，完成对所述铁芯的齿部的一圈绕线；
64.s6:所述绕线组件3沿着所述铁芯的齿部长度方向往复运动，重复上述步骤，直至在所述铁芯的齿部上绕满预设圈数的铜线；
65.s7:按照上述步骤，在所述铁芯的指定齿部上绕满预设圈数的铜线，得到绕线电机。
66.本实施例中，以直槽铁芯的绕线为例，在开始绕线时，穿设有铜线的绕线针31移动在预设的初始位置，然后由夹线机构夹住铜线的起始端；y轴导向机构35带动绕线针31往y轴的负轴方向移动预设距离至第一位置。其中，初始位置对应铁芯的齿部位置，具体为齿部宽度方向上一端的边缘；预设距离则对应铁芯的齿部宽度，与齿部宽度一致；第一位置对应齿部宽度方向上另一端槽边缘。当绕线针31移动至第一位置后，上夹线组件1移动至第一位置处，并由上夹爪14夹持住铜线，使得后续绕线针31的运动不会将铜线带离偏移第一位置。而后x轴导向机构34带动绕线针31运动至铁芯的槽口处或槽口之外(具体为带动绕线针31往x轴正轴方向移动至铁芯的槽口处或槽口外)，在由z轴运动机构33带动绕线针31向下运动至铁芯之下。绕线针31完成往下运动后，x轴导向机构34带动绕线针31往x轴负轴方向移动至第一位置的正下方。此时，上夹爪14松开铜线，y轴导向机构35带动绕线针31往y轴的正轴方向移动预设距离值第二位置，实现将铜线绕在齿部上表面、齿部朝向y轴负轴方向的侧面以及齿部下表面。由下夹线组件2的下夹爪夹持住铜线(外绕时由外绕下夹爪组件运动至第二位置，并由第二下夹爪213夹持铜线；内绕时由内绕下夹爪组件运动至第二位置，并由第已下夹爪夹持铜线)，然后x轴导向机构34带动绕线针31运动至铁芯的槽口处或槽口之外，然后由z轴运动机构33带动绕线针31往下运动至铁芯之上，绕线针31完成向上运动。最后，x轴导向机构34带动绕线针31运动至第二位置的正上方，然后下夹线组件2松开铜线，铜线绕在齿部朝向y轴正轴方向的一面，使得绕线组件3完成对铁芯的齿部完整的一圈绕线。绕线针31每绕完一圈铜线则按照预定行程向前推进(预定行程的距离与铜线的直径相关)，沿着齿部长度方向往复运动，重复上述步骤，直至在铁芯的齿部上绕满预设圈数的铜线。在完成对铁芯上一个齿部的绕线后，铁芯承载组件4的u轴转动机构转动预设角度，使得绕线
组件3可以对铁芯的另一个齿部进行绕线。按照上述步骤，在铁芯的指定齿部上绕满预设圈数的铜线后，得到绕线电机。
67.进一步的，当夹线式绕线机对斜槽铁芯进行绕线时，由于斜槽铁芯的齿部具有一定的倾斜度，因此，上夹线组件每次在夹持铜线时，不仅需要在y轴方向上移动，还需要在x轴的方向移动。而绕线针在向下、向上运动时，如果绕线针是位于槽口处，则需要对应槽口的倾斜度进行运动；具体需要根据斜槽铁芯的齿部的倾斜度进行相应的设置，在此不做具体限制。
68.本实施例中，当绕线针31需要往下或往上运动时，上夹线组件1或下夹线组件2对应夹持铜线，保证铜线不会偏移；然后将绕线针31退出到铁芯的槽口处或槽口外后再做往下或往上的运动，使得在整个绕线过程中，绕线针31均不需要进入铁芯的槽内，从而可以在铁芯齿部缠绕更多圈的铜线，既能实现自动化绕线，还能保证电机的高槽满率。
69.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、第一物体或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、第一物体或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、第一物体或者方法中还存在另外的相同要素。
70.以上所述仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。