蒸铝加热线圈自动绕制机的研制

1、第 2l 卷第 6 期2000 年 ll 月电 子 工 艺 技 术E1ectrOHicS PrOS Tec1HO1Ogy952蒸铝加圈自动绕制机的研制樊宇红，李燕琴，贾松林，金美华（信息电子第二，山西 太原 030024）摘 要：详细介绍了自动绕制钨丝线圈设备的研制过程及其机械结构、系统功能、工艺流程、电气控制系统和设计等。：自动绕丝；钨丝；自动控制号：! 805文献标识码：#文章：l00l - 347（4 2000）06 - 0259 - 03DeVelOpment Of AutOmatic Winding MachineOfed Aluminum Heating COilFAN u - h

2、Ong，LI an - tin，JIA SOng - lin，Jei - hua（ lectrOnicS SecOnd ReSearch InStitute Of MiniStry Of InfOrmatiOn InduStry，Taiyuan 030024，China）AbStract：MaiH1y iHtrOcuce a Spe1 eguipmeHt Of wiHciHg tuHgSteH fi1ameHt cOi1 autOmatica11y . IHtrOcuce t1e ceVe1OpmeHt，mac1iHe Structure，SyStem fuHctiOH，tec1HO1Ogic

3、a1 prOS，e1ectric cOHtrO1 SyStem aHc SOftwareigH aHc SO OH .key WOrdS：AutOmatic wiHciHg；TuHgSteH fi1ameHt；AutOmatic cOHtrO1COde：#Article ID：l00l - 347（42000）06 - 0259 - 03随着彩电领域的快速发展，市场的迅速膨胀，用（l）产品结构如图 l 所示。于彩色显像管镀铝的蒸铝加圈也得到了广泛的应用，山西五台山的骨干厂家。蒸铝加公司就是生产此种钨丝线圈圈是由两根!0 . 762 mm的钨丝扭成一根麻花状的丝，经过切丝、绕丝、打弯而成，90

4、年代初期，五台山公司经过多次调研圈从引进了数百万的生产设备用于蒸铝加图 l产品结构图的生产，在这些设备中，线圈的后期制作均为半自动或手动。由于线圈的绕制成型均在 700 800 C度的高温下进行，故工人的劳动强度大，生产环境差，产品的一致性差，废品率高，因此产品的质量受到一定影响，为了解决这一问题，本所研制生产了全自动（2）设备技术参数适用材料：!0 . 762 mm 2 mm 钨丝绕速：2 个 / miH功率：600 W工作温度：700 800 C外形尺寸：l 500 mm 620 mm 850 mm蒸铝加圈绕制机，本设备结构合理，操作方便，自动化程度高，可实现自动、手动操作。产品结构及设备

5、技术参数l作者简介：樊宇红（l963），女，l984 年毕业于西安电子科技大学，高级工程师，从事热加工真空设备开发工作多年。工作原理及结构设计本设备可完成由盘丝经送丝!切丝!摆丝!绕2电 子 工 艺 技 术第 2l 卷第 6 期062丝!折弯成型全自动过程，机械结构如图 2 所示，主要由机架、放丝机构、送丝机构、夹丝定位机构、砂轮动轮、压螺母、加压弹簧、机架等组成，主动轮上开有 0 . 9 mm 的槽，从动轮为光轮，工作时钨丝嵌在主动轮的槽内，从动轮压在上面，旋转加压螺母可调节压力大小，旋转步进电机从而实现送丝功能，本机构送丝平稳、噪音小、安装于工作台面上。切割机构、摆丝机构、凸凹模运统等组成

6、。构、电气控制系夹丝定位机构本设备的绕丝过程为柔性加工，定位不易，当切2. 4丝以后，钨丝被切成 230 mm 的段，成为完全状态，一经摆丝便来回窜动，产品两条腿的长短一致性无法保证，为解决这一问题构，此机构由弹簧和两滑块设计了弹性夹紧机，丝从滑块中间穿过，解决了摆丝时丝的窜动，而又不影响绕丝时丝的运动。摆丝机构钨丝绕制时，预先要放置一个初始角，本项工作由摆丝机构完成，摆丝机构主要由齿轮、齿条直线往复式电机、燕尾槽直线运动轨道、架丝块、底板等部件组成，本机构用四根螺杆吊装在工作台面下，结构简单、运动灵活。2. 5绕丝机构本机构为绕丝机的主要2. 6之一，产品的螺旋形成由它实现。绕丝电机主要由步

7、进电机、短轴、丝杠、长轴、斜齿轮、绕丝芯轴丝杠座等零组成。工作时步进电机带动短轴，通过一对斜齿轮，将旋转运动传递到丝杠长轴上，丝杠长轴旋转时通过丝杠座可形成直线往复式运动，故丝杠长轴形成螺旋运动，长轴端面安装有绕丝芯轴，芯轴端面开有挂丝槽，丝从槽中穿过，芯轴运动时，实现绕丝功能，本机构安装在工作台面上。图 2设备总体结构机架机架是整个设备的主要组成部分，它由角钢焊2. l凸凹模运动系统本系统为设备的2. 7之一，如图 3 所示，当接而成，四面门可拆卸，便于安装、维修，机架上绕丝完毕，凸模上来顶住绕丝芯轴，凹模向前做直线运动，实现打弯钨丝的功能。凸凹模分别由一个直线往复电机带动，凸模安装在工作台

8、面上，凹模由四个吊装螺杆安装在工作台面下。方装有由 l2 mm 的钢板制成的工作台面和电气控制机壳，本设备的主要运构均安装在工作台面上。放丝机构放丝机构主要由支架、放丝轮、弹簧、调节螺栓、2. 2电气控制部分本系统使用一台三相异步电阻尼带、阻尼轮等组成，放丝轮直径!630 mm，向前3带动砂轮运旋转时阻力小，可实现灵活放丝，放丝停止时由阻尼带、阻尼轮等组成的阻尼系统可消除放丝轮由于惯性产生的倒转，从而实现准确放丝，本机构放置于机架侧面。转，四台直线往复电机分别驱动摆丝、切丝、凸模、凹模的直线往复运动，其中切丝运动通过调速器调速，根据工艺要求设置为进给速度慢，后退速度快的状态。两个步进电机完成送

9、丝、找原点、绕丝、芯轴退的工作，本系统使用两个 24 V 直流电源对可编程序送丝机构送丝机构主要由步进电机、连轴节、主动轮、从2. 32000 年 ll 月樊宇红等：蒸铝加圈自动绕制机的研制l62控制器、光电传感器、行程开关及电机细分驱动器供电，为保证电机的平稳运行，控制送丝电机的细分驱动器调置为 l6 细分，控制芯轴电机的细分驱动器设定和措施的设计。由于步进电机易受强电干扰而产生误动作，因此本系统在程序中采取了时，将脉冲输出口置高取得了良好的效果。措施。无脉冲输出脉冲口，在实际运行中置为 l0 细分，光电传感器和行程开关所的信号作为可编程序控制器的输入，可编程序控制器通过运行程序，其输出通过

10、细分驱动器和继电器控制电机的运动。光电传感器在绕丝机上的使用较多，主要用于检测丝是否送到，芯轴是否运动到原点，摆丝前后位置的定位，以及砂轮是否将丝切断的信号采集。行程开关主要用于定位和控制芯轴电机、切丝电机、凸模电机、凹模电机的运动行程。图 4 为电气原理框图。在实际运行中，若出现故障，如送丝 6 S 而未有检测信号或绕丝完成而丝仍在的情况，则程序自动执行程序止运行程图。灯亮，蜂鸣器蜂鸣，运动系统停保护模具不被损坏。图 5 为流图 5流程图控制器的选择由于该控制系统的输入量、输出量较多，且有一定数量的输出点需控制供电电源为 220 V 交流电压的电气元件和设备，因此主机型选用 0RM0N 公司的 CPM2A 晶体管输出型，两个扩展机型为继电器输出型，其输出点可直接驱动 220 V 的继电器动作，经5实际运行，稳定可靠能力强。图 3设备自动成型机构及调机经验步进电机的选型要适当，细分模式要选好，否66 .l 则会引起振动。绕丝速度须设定好，否则会影响产品的质量。本系统在硬件上采取结构化设计，以保证各个6. 26. 3独立系统的正常工作，便于调试