[发明专利]绕线系统及绕线方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种用于绕制线材的绕线系统及绕线方法。

背景技术

绕线机是一种机电一体化的设备，现有的绕线机多由旋转角频率恒定的电机直接带动绕制轮盘旋转，从而完成线材的绕制，但随着绕线圈数的增加，使得电机绕制的线速度不断增加，相对于线材来讲即绕制速度越来越快，影响绕制过程的平稳性，且由于电机转速的限制，不能实现高速绕制；另外一种绕线机是利用继电器-接触器对电机的旋转角频率进行控制，即每隔一段时间调整一次电机的旋转角频率，使其线速度接近恒定，但这种方式中的继电器-接触器为有触点控制，可靠性受限，且当控制对象改变时，控制参数难以修改，系统柔性不足。

因此，如何提供一种能够实现高速高性能控制的绕线系统及绕线方法是本领域的技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明提供一种绕线系统及绕线方法，以解决现有技术中的绕线系统无法实现高速高性能控制的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种绕线系统，包括排线机构、绕制机构以及控制机构，所述绕制机构包括电机、绕制轮盘以及固定支架，所述电机与所述绕制轮盘均固定于所述固定支架上，所述电机的传动轴与所述绕制轮盘固定连接，所述排线机构将线材进行整理导向后，传递至所述绕制轮盘，所述控制机构包括变频器以及计算机控制器，所述计算机控制器与所述排线机构以及变频器相连，所述变频器与所述电机相连。

较佳地，所述排线机构包括两个相对设置的滚轮以及成形支架，所述线材穿过两滚轮之间进行理线。

较佳地，所述成形支架设于所述滚轮与所述绕制轮盘之间，用于线材的导向。

较佳地，所述成形支架与一步进电机连接。

较佳地，所述计算机控制器控制所述步进电机。

本发明还提供一种绕线方法，应用于上述的绕线系统，其步骤如下：

第一步，将线材的绕制按照半径r的不同分为若干层；

第二步，所述计算机控制器根据每层绕制的圈数n和半径r计算该层线材的总长度L，用总长度L除以恒定的线速度v得到本层的绕制时间t；

第三步，当到达所述绕制时间t时，所述计算机控制器控制所述排线机构进行换层，同时控制所述变频器利用公式ω＝v/r，改变电机的旋转角频率，

其中，ω为旋转角频率，v为线速度，r为该层半径；

第四步，重复步骤二至三，根据不同的层数控制所述排线机构以及变频器以实现线速度恒定。

较佳地，所述计算机控制器控制所述步进电机的动作，进而改变所述成形支架的高度，完成换层。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.利用计算机控制器控制的变频器改变电机的旋转角频率，实现自适应控制，确保线速恒定，绕制过程平稳；

2.通用变频器的最高频率可达650Hz以上，比工频的50Hz高13倍，可实现高速绕制；

3.利用计算机控制器计算换层的时间点，更加精确；

4.利用计算机控制器和变频器对系统进行控制，无需触点控制，可靠性更高；

5.计算机控制器和变频器的控制参数设置和调整方便，使系统具有柔性，适用于不同的绕制要求。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式的绕线系统的结构示意图。

图中：10-排线机构、11-滚轮、12-成形支架、13-步进电机、20-绕制机构、21-电机、22-绕制轮盘、23-固定支架、30-控制机构、31-变频器、32-计算机控制器、40-线材。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。