Станок для намотки электрических катушек

 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления электрических катушек и может быть использовано в электрои радиотехнической промьшшенности. Целью изобретения является повышение качества , намотки электрических катушек за счет повышения точности укладки провода. Устройство содержит шпиндель 3 наматываемой катушки, связанный с тахогенератором 4 и через механизм

СО(ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

0 А1 (19) (11) (51)4 Н 01 Р 41 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 4169629/24-07 (22) 29. 12.86 (46) 30.09.88. Бюл. У 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и тех"

-нологический институт низковольтного аппаратостроения (72) Б.А.Смирнов (53) 62 1.318@44(088.8) (56) Станок для намотки электрических катушек модели PW-200 Фирмы "ФАГ .Ку- . гельфишер" (ФРГ), представленный на выставке "Электро-82". (54) СТАНОК ДЛЯ НАМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕС КИХ КАТУШЕК (57) Изобретение относится к технологическому оборудованию дпя изготовления электрических катушек и может быть использовано в электро- и радиотехнической про(в(шленности. Целью изобретения является повышение качества намотки электрических катушек sa счет повышения точности укладки провода. Устройство содержит шпиндель Э наматываемой катушки, связанный с тахогенератором 4 и через механизм

14274 передачи 6 - с приводом 5, блок управления 7, каретку 8, связанную с тахогенератором 20 и приводом 21, который подключен через первый вход усилителя 19 к тахогенератору 20, а чеpea второй вход — к устройству реверса 26. Регулятор коэффициента передачи 27 подключен к тахогенератору 4, датчик крайних витков намотанного слоя с контактами 22 и 23 электрически связан с устройством реверса 26.

Преобразователь 1? подключен к интегрирующему элементу 18 и датчику 15 угла наклона провода, а интегрирующий элемент 18 — к третьему входу усилителя 19. При вращении шпинделя с кар- касом каретка перемещается с заданным шагом намотки, равным диаметру провода, в результате чего провод накатывается на каркас виток к витку. По

30 мере намотки вследствие накопления погрешности шага намотки изменяется угол наклона провода и измерительный рычаг 12 датчика 15 угла наклона провода отклоняется от нейтрали, что приводит к возникновению сигнала рассогласования, который, воздействуя через преобразователь 17, интегрирующий элемент 18 и усилитель 19 на управляющую обмотку привода 21, компенсирует накопленную погрешность шага намотки в соответствии с диаметром наматываемого провода. При возникновении отдельных сбоев витков интегрирующий элемент 18 вносит запаздывание в схему управления датчика угла наклона и тем самым исключает возможность реагирования на быстро изменяющееся угловое положение ротора 13, предотвращая сбои укладки провода. 7 ил.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления электрических катушек и может быть использовано в электронной, радио- и электротехнической промышленности.

Целью изобретения является повыше"". ние качества намотки электрических катушек эа счет повышения точности укладки провода.

На фиг.1 представлена схема станка; на фиг.2 — вид А на фиг.l; на фиг.3 — схема блока управления приводом шпинделя; на фиг.4 — схема преобразователя; на фиг.5 - схема усилителя каретки; на фиг.6 — схема устройства реверса привода каретки; нафиг.7— схема регулятора коэффициента передачи в

Станок для намотки на каркас 1 провода 2 содержит шпиндель 3, на котором расположен тахогенератор 4 шпинделя 3, привод 5 шпинделя 3,. свя-. занный через механизм 6 передачи со шпинделем 3, блок 7 управления приводом шпинделя 3, каретку 8 с раскладывакицим роликом 9, направляющей 10„ ходовым винтом 11, измерительным рычагом 12 ротором 13, статором 14 датчика 15 угла наклона провода 2 и контактом 16, преобразователь 17, ин.тегрирующий элемент 18, усилитель 19„

2 тахогенератор 20, связанный с приводом 21 каретки 8, датчик крайних витков намоганного слоя с контактами 22 и 23, закрепленными на ползунках, 5 скользящих по рейке 24 с фиксированием их положения винтами 25, устройство 26 реверса привода каретки и регулятор 27 коэффициента передачи.

Провод 2 проходит к каркасу 1 через направляющую вилку измерительного рычага 12 и раскладывающий ролик

9, укрепленный на каретке 8. Измерительный рычаг 12 несет на себе ротор

13 датчика 15 угла наклона провода 2, статор 14 которого жестко закреплен на каретке 8. Сигнальная обмотка датчика 15 угла наклона провода 2 подключена через преобразователь 17, интегрирующий элемент 18 и через третий вход усилителя 19 к управляющей обмотке привода 21, механически связанного непосредственно с тахогенератором 20 каретки 8 и ходовым винтом 11 каретки 8.

Каретка 8 несет на себе контакт

16 датчика крайних витков намотанного слоя, который может замыкаться с левым 22 или правым 23 контактами в зависимости от того, в каком крайнем положении находится каретка 8.

3. 14274

Дпя выполнения различной длины намотки в станке предусмотрена возможность перемещения ползунков с контактами 22 и 23 по рейке 24 и их фиксация винтами 25 в нужной точке диапазона. Контакты )6,22 и 23 датчика крайних витков намотанного слоя осуществляют управление устройством реверса 26, т.е. выдают сигнал на ре- 10 верс каретки при выполнении намотки крайних (левого или правого) витков намотанного слоя провода 2.

Шпиндель 3, на котором укреплен каркас 1, жестко связан с тахогенера- 15 тором 4 шпинделя 3 и через механизм

6 передачи — с приводом 5 шпинделя

3. Блок 7 управления управляет приводом 5 шпинделя 3.

Выход тахогенератора 4 шпинделя 3 20 подключен к входу блока 7 управления, а через регулятор 27 коэффициента передачи и устройство 26 реверса приво. да каретки — к второму входу усилителя 19. К первому входу усилителя 19 подключен выход тахогенератора 20 каретки 8.

Тахогенератор 4 шпинделя Э и тахогенератор 20 каретки 8 представляют собой преобразукщее устройство, вход- 30 ной величиной которого является частота вращения, а выходной — электрический сигнал, пропорциональный частоте вращения. Привод 5 шпинделя 3 и привод 21 каретки 8 представляют собой реверсивные малоинерционные электродвигатели постоянного тока, Иеханиэм 6 передачи представляет собой устройство передачи вращательного движения с одного вала на другой с 40 заданным коэффициентом передачи, например шкиво-ременную передачу.

Блок 7 управления (фиг. 3) содержит широтно-импульсный модулятор (ШИИ) 28, усилитель мощности на транзисторах 45

29 и 30, резисторах 31-33 и диоде 34, регулятор частоты вращения, выполненный на переменном резисторе 35, с опорным источником 36 постоянного тока . Во входной цепи блока 7 управ- 50 ления включены развязывающие резисторы 37 и 38. Блок 7 управления включает в себя также силовой источник 39 питания постоянного тока. Вход блока

55 тору 4 шпинделя 3, а выход - к приво.ду 5 шпинделя 3.

Входной сигнал постоянного тока на входе ШИН 28 суммируется с выход30 ным сигналом .регулятора частоты враще- ния и затем преобразуется в импульс" ный сигнал, а выходной сигнал ШИИ 28 усиливается усилителем мощности и пос" тупает на выход блока 7 управления.

Преобразователь 17 {фиг.4) содержит диоды 40 и 41, резисторы 42 и 43, конденсаторы -44 и 45 и высокочастотный генератор 46 ° Вход преобразователя 17 подключается к сигнальным обмоткам датчика 15 положения провода, а выход — к интегрирующему элементу 18. Преобразователь 17 преобразует сигнал, поступакщий с обмоток датчика 15 угла наклона провода, в сигнал постоянного тока, величина и полярность которого зависят от изменения индуктивности статорных обмоток 14 датчика 15 угла наклона провода. При равенстве индуктивностей статориых обмоток 14, что соответствует среднему положению ротора 13 датчика 15 угла наклона провода, выходной сигнал преобразователя 17 равен нулю. При отклонении ротора 13 от среднего положения вправо или влево на выходе преобразователя 17 возникает сигнал постоянного тока соответствукщей величины и полярности, В качестве интегрирующего элемента 18 может быть использовано интегрирующее звено, выполненное на пассивных активных фильтрах нижних частот. Интегрирукщий элемент, сдвигая сигнал по фазе, вносит запаздывание в схему управления кареткой 8 от датчика 15 угла наклона провода 2 и тем самым практически исключает возможность реагирования на быстро изменяю-. щееся угловое положение ротора 13 датчика 15 угла наклона провода 2.

Усилитель 19 каретки 8 (фиг.5) содержит предварительный усилитель, содержащий микросхему 47 и.резисторы

48-52, усилитель мощности, выполненный по реверсивной схеме на транзисторах 53 и 54, а также силовой источник 55 питания постоянного тока с выделенной средней точкой.

На первый вход усилителя 19 поступает сигнал тахогенератора 20 каретки 8, на второй вход — сигнал с выхо-. да устройства реверса 26 и на третий вход — сигнал с выхода интегрирукщего элемента 18. К выходу усилителя

19 подключены управляющие обмотки привода 21.

5 1427430 6

Устройство 26 реверса привода каретки (фиг.6) представляет собой переключающее устройство, например, типа поляризованного реле с двумя устойчивыми состояниями подвижной части, содержащее две обмотки 56 и

57 управления, включенные последовательно одна относительно другой, и два.переключающих контакта 58. Устрейство 26 реверса содержит источник

59 для питания обмоток реле 56 и 57, который подключен одним концом к общей точке обмоток 56 и 57, а другим концом — к выходу устройства реверса

26, которое, в свою очередь, подключено к контакту 16 датчика крайних витков намотанного слоя. К входу устройства 26 реверса подключен выход регулятора 27 коэффициента передачи.

Выход устройства 26 реверса соединен с вторым входом усилителя 19 каретки 8.

Регулятор 27 коэффициента передачи (фиг.7) представляет собой делитель напряжения, выполненный на переменном резисторе 60, включенный по схеме потенциометра.

Положение датчика потенциометра соответствует определенному коэффиццФнту передачи сигнала, что, в свою очередь, соответствует определенному шагу намотки (или диаметру наматываемого провода). Для удобства в работе регулятор 27 коэффициента передачи проградуи" рован в миллиметрах величины диаметра наматываемого привода.

Принцип работы станка заключается в следующем.

При вращении шпинделя 3 тахогене" ратор 4 вырабатывает сигнал постоянного тока; который воздействует как отрицательная обратная связь через блок 7 управления шпинделя 3 на управляющую обмотку привода 5 шпинделя

3 и обеспечивает стабилизацию частоты вращения его. Аналогично осуществляется стабилизация частоты вращения привода каретки 8. При этом.вы" ходной сигнал тахогенератора 20 через первый вход усилителя 19 каретки

8 воздействует на управляющую обмотку исполнительного элемента 21 каретки 8.

Для обеспечения режима слежения каретки 8 за движением шпинделя 3 второй вход усилителя 19 каретки 8 соединен через устройство 26 реверса

25 элементом 18 воздействует на третий вход усилителя 19 каретки внося тем самым поправку на о1цибку.

Подготовка станка к намотке заключается в следующем

Перед намоткой провода 2 для выб. ранной длины намотки устанавливаются

35 в нужном диапазоне ползунки с контактами 22 и 23 так, чтобы контакт 16 касался контакта 22 и 23 в момент намотки крайнего левого или правого витков наматываемого слоя, Если намотку . выполняют, например, слева направо, то провод 2 закрепляют у края левой

55 и регулятор 27 коэффициента передачи с тахогенератором 4 шпинделя 3. Этим обеспечивается скоростная связь между шпинделем 3 и кареткой 8. Отношение скорости движения шпинделя 3 к скорости движения каретки 8 регулируется регулятором 27 коэффициента передачи. Автоматическое изменение направления движения каретки 8 при неизменном направлении вращения шпинделя 3 осуществляется. с помощью уст" ройства 26 реверса и контактов 22,16 и 23 датчика крайних витков намотанного слоя

При намотке провода 2 на каркас 1 возникает погрешность шага намотки, которая вызывается изменением диаметра провода в процессе намотки, а также неточностью работы системы слежения по скорости.

Для компенсации погрешности, накап ливаемой в процессе намотки катушки, в схеме предусмотрена автоматическая коррекция, при этом с помощью датчика 15 угла наклона провода 2 вырабатывается сигнал ошибки, который пос ле преобразователя 17 интегрирующим щечки каркаса 1 в точке пересечения перпендикуляра, опущенного из раскладывающего ролика 9 на ось каркаса 1 с его поверхности, при этом контакт

l6, закрепленный на каретке 8, должен соприкасаться с контактом 22 ползун- .. ка, Замыкание контактов 16 и 22 приводит к подключению одной из обмоток устройства реверса 26 к источнику 59питания, в результате переключакицие контакты 58 устройства 26 реверса установятся в положение, когда при вращении шпинделя 3 обеспечивается перемещение каретки 8 вправо.

С помощью переменного резистора 60 регулятора 27 коэффициента передачи

142 7430 устанавливается шаг намотки, соответствующий наматываемому диаметру провода.

С помощью переменного резистора

37 устанавливается необходимая частота вращения шпинделя.

Станок работает следующим образом.

При вращении шпинделя 3 с каркасом

1 каретка 8 перемещается с заданным шагом намотки, равным диаметру провода, в результате провод 2 наматывается на каркас 1 виток к витку. По мере намотки провода вследствие накопления погрешности шага намотки изме- 16 няется угол г наклона провода 2 ()угол, образованный между перпендикуляром, опущенным из раскладывающего ролика 9 на ось каркаса 1, и проводом 2, расположенным между расклады" 20 вающим роликом 9 и закрепленной точкой на каркасе 1), в результате чего провод 2 отклоняет от нейтрали изме. рительный рычаг 12 датчика 15 угла наклона провода, что приводит к воэ- 25 никновению на выходе датчика 15 угла наклона провода сигнала рассогласования, который, воздействуя через преобразователь 17, интегрирующий элемент 18, усилитель 19 каретки 8 на 30 управляющую обмотку привода 21 каретки 8, компенсирует накопленную пог.— решность шага намотки, в результате угол (поддерживается близким к нулю и тем самым подцерживает шаг намотки провода 2 в соответствии с диаметром наматываемого провода 2.

При намотке последнего крайнего витка первого наматываемого слоя за- 40

MblKBIoTcR контакты 16 и 23, в результате каретка 8 изменяет направление движения и перемещается влево, увлекая за собой рычаг 12 датчика 15 угла наклона провода. При намотке пос-, 4 леднего крайнего витка второго наматываемого слоя замыкаются контакты

16 и 22, в результате каретка 8 меняет направление движения и перемещается вправо. Далее процесс повторяется до завершения намотки всей катушки.

Если при намотке провода 2 на каркас 1 по каким-либо причинам нарушается рядовость намотки, т.е. происходит сбой витков, то, так как это про" исходит эа относительно короткое время, интегрирующий элемент 18 задерживает такой сигнал, в результате система управления от датчика 15 угла наклона провода не реагирует на кратковременное отклонение рычага 12, поэтому каретка 8 продолжает перемещаться с прежним неизменным шагом намотки, способствуя тем самым выходу ведущего витка наматываемого слоя иэ зоны сбоя.

Таким образом, если в процессе намотки катушки происходят местные сбои витков, то это не препятствует дальнейшему выполнению рядовой намотки, в результате коэффициент.» заполнения катушки остается достаточно высоким.

Формула и э о б р е т е н и я

Станок для намотки электрических катушек, содержащий шпиндель с приводом его вращения, связанный с одним тахогенератором, каретку с приводом и устройством реверса, связанную с другим тахогенератором, регулятор коэффициента передачи, подключенный к тахогенератору шпинделя и к устройству реверса, и усилитель, первый вход которого подключен к тахогенера" тору каретки, а второй — к устройству реверса, отличающийся. тем, что, с целью повышения качества намотки электрических катушек за счет повышения точности укладки витков провода, он снабжен интегрирующим элементом, преобразователем и датчиком угла наклона провода, подключенным к преобразователю, при этом интегрирующий элемент подключен к преобразователю и третьему входу усилителя привода каретки.

1427430

Фие. 2

1427430 кп

Ют 1$

Фие. 4

Фив. Х

1427430

Ь7 22

O/77 О

От 27 фила,7

Составитель А.Кирьянов

Техред Л.Сердюкова. Корректор Г.Решетник

Редактор Е.Копча, Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4857/48

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4