绕线机选型

绕线机选型

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  广义上的绕线机是指将连续条状卷材进行缠绕处理,绕制到各种卷轴上的机器,这种连续卷材可以各种丝,线,绳,带状的材料。狭义上的绕线机则主要是指绕制各种漆包线线圈的机器,这些线圈可能是变压器,继电器,电感线圈,电流互感器,各种传感器,这些线圈在我们生活中随处可见,共同的特点就是用漆包线绕制而成,不同的是根据设计要求,及工业化产品的成本及效率要求,其绕制工艺各不相应,所以衍生出各种不同的绕线机,我们在官网上展示的仅仅是一部分常规的绕线机,还有一些是属于定制型的,或是特殊行业则没有展示,如需要了解,可联系我们。

线圈在我们的生活可随处可见,比如家庭中的电表,有计量感应线圈,断路器中的脱扣线圈,小区的变压器线圈,工业自动化中的各种电机线圈,各种传感器线圈,小汽车上的启动线圈,点火线圈,动车上的动力电机线圈等等,毫不夸张的说,我们生活在一个线圈的世界,线圈如此之多,对应绕制的绕线机各不相同,所以绕线机对于电气世界的重要性,就如同车床对于机械世界的重要性。

绕线机的种类如此之多,如果你不熟悉,那些选型就成了一个很大的问题,我们现从几个方面做一个简单的介绍。

一是绕制方式,一般分为平行绕线机环形绕线机飞叉绕线机

   平行绕线机:大部分的圆柱状线圈与矩形线圈,漆包线与漆包线之间都是是近似平行的,这种绕线机的主体结构都是一个电机控制绕线轴,另一个电机控制排线轴,两个轴以插补关系配合运动,绕线轴转动一定角度,排线轴则移动一个相应的距离。

平行绕线机根据出轴的方向有两种不同的布局,一种是右侧出轴,单轴机绝大多数采用这种出轴方向,因为在绕制过程中有利于右利手操作,更重要的是,操作者可以很轻松的观察绕制的排列情况,对于要求高的线圈这一点尤其重要。还有一种则是正面出轴,则是因为需要高频率装卸线圈骨架的原因,正面出轴的优点在于拆卸骨架时是朝操作者本人胸前方向拉,装骨架时则是由操作者正前方推,所以比较省力,但其缺点是由于目光的集聚效应,比较难以实时的观察线圈的绕制质量。

正面出轴适合的高频率的装卸主要是因为线圈的匝数决定的,比如一台绕线机的工艺转速是3000RPM,每秒钟则可以绕50匝,如果一个线圈的匝数只有100匝,则启动后两秒即可绕制完成,比如喇叭音圈就是这种典型的线圈,这种线圈的机器稼动率相对较低,装卸周期占整个点对点周期比较大,所以装卸频率就非常高,但是它的匝数少,通过控制绕线机的工艺刚性与控制精度是可以保证绕制良品率的,所以这种产品整个行业都会采用正面单轴绕线机。

同样是正面出轴绕线机,如果我的线圈匝数达到3000匝呢,同样是3000RPM的绕线转速,则会采用正面出两轴的绕线机,启动后一分钟绕制完两个线圈,然后熟练操作者用约10秒的时间可以完成两个产品的装卸,在绕制的一分钟时间内,可以操作另一台同样是正面两轴的绕线机的拆卸,并带其它整理工作。这是基于实际工效作出的选择,同理,如果我的线圈匝数是5000匝呢,则会选用四轴的正面出轴绕线机。

以上为平行绕线机的简单介绍,另外,张力控制,工艺刚性,控制精度,装夹方式等另行介绍。

二是环形绕线机,环形绕线机是指线圈骨架是封闭的圆环,我们要在封闭的圆环上呈放射状的绕制漆包线,典型的产品就是互感器,用来感应通过环形线圈中心的电流,其主要特点是漆包线直径较小,但是匝数较多,这种应用非常久远,在最初的工艺路线中,是由人手工完成,先将漆包线绕制在一个圆柱的工字轮上,再由操作者人手工拿着这个工字轮在圆环内外缠绕。

后来人们改进工艺,将这个工字轮装在一个转动的环上,这个环会有开口,再将圆环骨架置于这个开口环中,开口环带着工字轮转动,漆包线自动就绕制到圆环骨架了。

再随着成本压力,人们需要设计更小的环形线圈,那这种开口环带着工字轮穿过圆环骨架的方式需要较大的圆环中间的空间,显然达不到要求,人们就将开口环设计成可打开的封闭环,然后沿外圆柱面开一条储线槽,先将漆线圈绕制到这个储线槽,这个带储线槽的开口环于是有有了新的名字-储线环,在在储线环转动时再以不同的方式释放储线槽内的漆包线到圆环骨架,这种设计最大限度的缩小了圆环骨架的规格及漆包线规格,使得材料消耗大大减少,设计有了更大的自由度,

而这种环形绕线机的漆包线释放方式有三种,一种是用一个梭状构件的带线器,与储线环的释放侧用燕尾槽的方式配合,使带线器可以在绕制过程中沿储线环周向滑动,这种方式适合于比较细的漆包线,因为在漆包线经过带线器释放的过程中,漆包线在带线器上有一个方向上的回折,这个回折的曲率较大,较粗的漆包线就不合适。而这种环形绕线机我们定义为边滑式绕线机,取带线器在储线环侧边滑动之义。

那对于相对较粗的漆包线怎么释放呢,人们有了对应的方案,在储线环外圆面以凹字型的方式回绕一根同步带,让漆包在在释放侧压在储线环与同步带之间,这种方式的绕制过程中,漆包线的折返曲率相边滑式就小了很多,另外,这种方式因为同步带与储线环之间的压力较大,所以不适合较细的漆包线,较细的漆包线在储线环与同步带之间非常容易因压力与摩擦力过大断裂。我们称这种环形绕线机叫皮带式环形绕线机,它还有一个明显的缺点,漆包线在同步带与储线环的压力中释放,如果压力过大,即使我们将储线环处理的非常光滑,还是可能会出现擦伤漆包线绝缘层,但是压力过小,则不能使漆包线缠绕的紧崩,这对电感,一致性,成本都有影响,尤其是更粗的漆包线。很显然,我们需要更粗漆包线的缠绕解决方案。

齿轮式环形绕线机因此出现,我们将储环形分成两个部分,除原来的储线环外,分离出一个齿轮驱动环,在储线阶段,由驱动环驱动储线环储线,而在释放阶段,由驱动环带动一个带线器,将储线环中的漆包带拖拽出来,拖拽时储线环内侧计一个摩擦机构,由此机构调节漆包线的缠绕张力,此结构由此解决了更粗漆包线的缠绕问题,但是它有几个缺点,一是因为驱动环为齿轮结构,不管是开口式的大齿轮还是可拆卸的大齿轮,都会导致它的转速不会高,第二是释放时实际是由带线器带动漆包线拖拽储线环,所以漆包线需要一定的拉伸强度,决定了无法适用于较细的漆包线。

以上为齿轮式环形绕线机及其三种结构的介绍。

飞叉式绕线机:

飞叉式绕线机与平行式绕线机的最大不同点在于,平行绕线机是绕线骨架在旋转,漆包线连续释放于骨架,而飞叉绕线机则是骨架不旋转,漆包线围绕骨架缠绕,它主要适应于骨架不宜旋转的场合,比如外绕式电机转子线圈,U形互感器线圈,C形互感器线圈,较长的柔性骨架的绕制。

  根据排线方式的不同,分为平行式飞叉绕线机与旋转式飞叉绕线机,平行飞叉绕线机是排线为直径摆动,应用于U形互感线圈,或较长的柔性骨架的绕制,而旋转式飞叉绕线机排线是骨架有摆动。

   以上为常规绕线机的简单介绍,具体到选型的时候,还要结合产品的要求,比如同样的环形线圈,互感器环形线圈的特点是漆包线直径小但是匝数多,而共模电感则需要两侧线圈排列整齐一致电感一致。比如同样是平行绕制的线圈,在民用继电器线圈中的要求就很低,线圈可要可以在骨架骨大致致平整可以,但是同样是平行绕制的线圈,光纤制导线圈则需要在长达几十公里的光纤缠绕过程中,全部要求恒张力整列,所以两者的要求其实相差很远。

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   在制造电力变压器的时候,绕制变压器线圈是一个超重要的步骤,你想想,变压器线圈绕得更牢靠、整齐一点,变压器的强度和防护短路能力都能大大提高。但现在的变压器绕线机大多都得靠人工来对线圈进行额外整理,整个设备自动化程度低,生产效率也不高,所以,研发一台优秀的大型变压器绕线机对我们公司来说是至关重要的事情。

                                   

    我们对变压器绕线机的主轴技术、压紧力与绕组质量之间的关系以及压紧力的控制等关键技术进行了深入研究。根据变压器绕制原理和工艺流程,我们提出了一整套大型变压器绕线机的整体设计方案,包括机械结构和电气控制。从机械上来说,我们简化了传统变压器绕线机的复杂结构。而在电气控制方面,我们确保电机启停时的稳定性,保证绕组线圈在绕制过程中的松紧度均匀。对于变压器绕线机的核心部件——主轴系统和压紧装置,我们进行了类型和参数的计算和选择。通过压紧装置,我们能够在变压器绕组线圈绕制的过程中提供实时的轴向和辐向压紧力,这对于提高绕组的紧密度非常有效。

    我们还利用了有限元对绕线机的辐向压紧装置进行了静力学分析,并根据分析结果进行了结构优化。我们发现,随着绕组层数和匝数的增加,所需的轴向和辐向压紧力也会相应变化。通过分析实验数据,我们发现在绕制质量要求范围内,绕制压紧力有一个最大值和一个最小值,而将绕制压紧力与层数及匝数近似成正比关系是最合理的选择。

    我们公司开发的大型变压器绕线机已经初步调试完毕并投入市场。经过测试,这台变压器绕线机各项性能参数都符合设计要求,运行稳定高效。它能绕制出紧密规整的变压器绕组线圈,而且得到了市场的充分肯定。

   电力变压器作为电网设备,通过变压器绕组线圈间的电磁感应进行电压的转换。随着市场的不断发展,对变压器的制造水平提出了更高的要求,市场需要更节能、高效的变压器。因此,变压器制造工艺的优化显得尤为关键质量和性能都取决于工艺设备。变压器绕线机的技术水平直接反映了变压器的制造水平。因此,加快变压器绕线机的开发是提高变压器性能的重要保障。

 协普®绕线机成功为电镜绕组工艺提供有竞争力的解决方案

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扫描电子显微镜中的漆包线绕组

扫描电子显微镜其主要组成部分:电子光学系统、信号收集处理系统、真空系统、图像处理显示和记录系统、电源系统和计算机控制系统等组成。而其中核心部分为电子光学系统,其主要由电子枪、电磁聚光镜、光阑、扫描系统、消像散器、物镜和各类对中线圈组成.

         协普®绕线机作为专业的精密绕线方案解决供应商,我们重点关注其中电磁聚光镜,物镜及消像散器,因为其主要部件构成是漆包线绕组,而且其绕组的精度与一致性与扫描电子显微镜的成像质量高度相关。

电磁透镜线圈.

           

电磁透镜主要是对电子束起约束汇聚作用,可以将它看作是光学中的凸透镜。由于电子束在旋转对称的磁场中会受到洛伦兹力的作用,从而产生聚焦作用。所以能产生这种旋转对称而非均匀磁场并使得电子束聚焦成像的漆包线绕组线圈的质量就显得非常重要。

     磁透镜中的漆包线绕组线圈,当电流通过线圈的时,极靴被磁化,并在心腔内建立磁场,对电子束产生聚焦作用。磁透镜中的漆包线绕组有两种,分别为聚光镜漆包线绕组和物镜漆包线绕组,靠近电子枪的透镜是聚光镜漆包线绕组,靠近试样的是物镜漆包线绕组。一般聚光镜是强励磁透镜漆包线绕组,强励磁透镜漆包线绕组匝数多,呈圆柱状多层排列,要求旋转对称性好

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想象一下,你是一名线圈绕制工厂的负责人。您的工厂正在使用传统的绕线机,你们的线线机结构合理,机械精度很高,电机也是采用的大品牌的电机,但是在绕制精密线圈的时候,还是会有较高的不良率,你们认真分析前改进各种因素-设备结构,加工精度,工装精度,骨架精度,漆包线品质,张力控制等等,但还是解决不了问题。但有告诉你,这不仅仅是硬件的问题,而是算法的问题,或许会让你很吃惊。因为在你看来,绕线轴每转运一周,排线轴都有相应的响应,但事实上,你或许没有考虑过,在精密线圈的绕线过程中,排线导针在接接线圈两端时,速度的突然变化可能会导致线圈跨线、凸起。这些缺陷会线圈降低性能。

           

针对这一问题,我们提出了一种基于5段S型曲线的加减速方法。该算法采用在排线运动控制的末端和收尾线性加速或减速的方式,以期有助于减少线圈的缺陷。我们先是利用ADAMS软件验证了该算法的可行性。软件模拟了精密绕线线圈的运动,得到了运动过程中的速度变化曲线和位移曲线。后来通过实验结果表明,这种在排线速度控制中采用S 形曲线的方法最多可将线圈缺陷降低 50%。这说明,5 段 S 形曲线运动控制算法是提高电动精密线圈绕制过程精度和效率的一种很有前途的方法。通过使用该算法,线圈制造商可以降低线圈缺陷的风险并提高线圈的性能。 

协普®绕线机成功实现无骨架毛细管式磁性液体加速度传感器的线圈制备工艺

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磁性液体既能像液体一样流动,又能像固体磁性材料一样被磁场吸引的胶体溶液,如果在纳米级的固体磁性颗粒周围包覆一层能够防止固体颗粒相互结合的表面活性剂,那么磁性液体就具有足够的稳定性,在重力和磁场的长期作用下也不会发生团聚和沉降。

特别是磁性液体中的非磁性物质在非均匀磁场中会受到一个指向弱磁场区域的磁场力,这使得许多磁性液体加速度传感器便可基于该种特性而设计。

         

  这些特性使得磁性液体加速度传感器与传统加速度传感器相比具有无磨损,灵敏度高,结构简单等诸多优点。

然而现有磁性液体加速度传感器大多采用了固体质量块作为非磁性物质,并利用线圈检测不同加速度情况下电感的变化来获得输出信号,但其缺点是导致磁路复杂,传感器稳定性较差。

新的解决方案应运而生-采用毛细管式的磁性液体加速度传感器,稳定性好、磁路简单、测量结果准确可靠且使用时效长。



协普®绕线机发布线导导弹制导光纤绕线机

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        线导导弹的光纤制导是利用特殊光纤在导弹与发射装置之间,双向传输信息和控制信号来完成对受控导弹的闭环制导控制。

        光纤制导属于遥控制导中的有线制导,其优点不但是精度高、抗干扰能力强,可以可以装备光缆轴、微型摄像机等,导弹发射后尾部便会释放出光纤,可对导弹进行控制和获取目标信息。

         光纤的缠绕与释放技术是光纤制导的关键技术,目前我国在光纤卷绕生产中尚未实现自动化生产,对绕制技术人员的熟练程度依赖非常高,缠绕过程中的跨匝工序仍以人工操作为主,生产效率低,差错机率高,一致性低。

                                      光纤的高速释放除了通过其它途径来解决外,一个重要的途径就是通过光纤缠绕来保证光纤的顺利释放.光纤缠绕技术是指针对光纤制导导弹的要求,把光纤缠绕在线轴上的技术。鉴于光纤较一般纤维的独特性质,以及光纤制导导弹的特殊用途,使得光纤缠绕成为一项复杂的技术难题。在实现自动化绕制过程中,与光纤自身性质有关的技术难点主要有如下几方面:

协普®绕线机发布代码式示教型绕线机控制系统

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               线圈智能制造解决方案提供商协普®绕线机面向线圈绕制企业重磅推出其更加开放、智能、高度自主运行的新一代代码编程式示教型绕线机控制系统——协普®绕线机SP500-R5系统。相较于传统对话框式绕线机控制系统,SP500-R5系统在运行逻辑、技术架构、功能实现等方面实现了重大突破,具有“代码编程、流程灵活、即编即得”等三大显著特点。

                       

                         SP500-R5系统秉承“开放、智能”的理念,在基于传统对话框式绕线机控制系统功能之上,融合绕线工厂实际需求,致力于实现线圈绕制工艺编程流程从传统参数对话框填制到代码示教型编程的重大创新和升级。

        协普®绕线机SP500-R5系统是结合时代进步、洞察用户需求的匠心之作,围绕线圈绕制企业对于柔性化生产越来越迫切的需求。

简洁指令集、特制功能键盘、代码编程、即编即得、手持示教,将极大助力线圈绕制企业生产过程高度柔性化,推进线圈企业自动化、数字化、柔性化水平提升,为客户带来“成本优化、减少人力、安全平稳”等重要价值。