Автоматическое устройство для рядовой намотки провода

Автоматическое устройство для рядовой намотки провода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологическому оборудованию для изготовления катушек. Цель изобретения - повышение качества намотки за счет более точного регулирования угла наклона провода в зоне крайних витков намотанного слоя. Устройство с каркасом 1 для намотки провода 2 содержит каретку 3, ходовой винт 6, исполнительный элемент 12 привода

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 Н 01 F 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ÄÅËÀÌ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4115254/24-07 (22) 10,09.86 (46) 07.11,88. Бюл. 9 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (72) Б.А.Смирнов (53) 621.318.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1270810, кл. Н 01 F 41/04, 1983..

Авторское свидетельство СССР !! 390588, кл. Н 01 F 41/04, 1973.

„„SU» 1436139 А1 (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДПЯ

РЯДОВОЙ НА!!ОТКИ ПРОВОДА (57) Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологическому оборудованию для изготовления катушек. Цель изобретения повышение качества намотки эа счет более точного регулирования угла наклона провода в зоне крайних витков намотанного слоя. Устройство с каркасом 1 для намотки провода 2 содержит каретку 3, ходовой винт 6, исполнительный элемент 12 привода

1436139

1Î

15 каретки 3, датчик 10 угла наклона провода 2, усилитель-преобразователь (УП) 11 каретки 3, статоры 16 и 17 датчика крайних витков намотанного слоя, блок задания угла наклона провода 2 с коммутирующим элементом (КЭ) 20 и усилителем 26, регулируемый источник 25 смещения провода 2, Каретка 3 механически связана через ходовой винт 6 с исполнительным элементом (ИЭ) 12. Датчик 10 угла на, клона провода 2 включает в себя измерительный рычаг 7 ротора 8 и обмот ку статоров 9, соединенную через пер вый вход У-П 11 каретки 3 с ИЭ 12 привода каретки 3. Регулируемый источник 25 смещения провода 2 связан через контакты 23 и 24 с вторым входом У-П 11 каретки 3. Статоры 16 и

17 датчика крайних витков намотанного слоя подключены к управляющему входу регулируемого источника 25 смещения провода 2. Управляющие обмотки 21 и 22 подключены через усилитель 26 КЭ 20 к выходу У-П 11 каретки 3. При вращении каркаса 1 происходит намотка провода биток к витку, при этом провод 2, перемещаясь вдоль оси вращения каркаса 1, увлекает за собой рычаг 7 датчика 10 yrИзобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления электрических катушек и может быть использовано в электронной, радио- и электротехнической промышленности, Цель изобретения — повышение качества намотки за счет более точного регулирования угла наклона провода в зоне крайних витков намотанного слоя.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.3 — усилитель-преобразователь каретки; на фиг.4 — регулируемый источник смещения; на фиг.5 — усилитель коммутирующего элемента.

Устройство для намотки на каркас

1 провода 2 содержит каретку 3 с расла наклона провода 2 и тем самым вносит рассогласование в схему управления приводом каретки 3. Сигнал рассогласования,.воздействующий через первый вход У-П 11 на управляющую обмотку ИЭ 12, отрабатывается послед нимм, обеспечивая слежение каретки 3 за перемещением провода 2 вдоль оси вращения каркаса 1. Когда каретка 3 находится в правом или левом крайнем положении, то в результате взаимодействия обмоток статоров 16 или 17 с якорем 18 сигнал, поступающий на второй вход У-П 11 каретки 3 через контакты 23 и 24 КЭ 20, равен нулю, поэтому угол наклона р провода 2 будет также равен нулю. При отклонении каретки от крайнего правого или левого положения якорь 18 выходит из зоны взаимодействия со статорами 16 и 17, в результате на выходе регулируемого источника 25 смещейия появляется сигнал, который нарастает по мере выхода якоря 18 из зоны взаимодействия со статорами 16 или 17. Сигнал, поступающий с выхода источника

25 на второй вход У-П 11, определяет величину угла наклона 1. Знак угла

) определяется направлением движения каретки 3. 5 ил.

l кладывающим роликом 4, направляющей

5 и ходовым винтом 6; измерительный .рычаг 7 с ротором 8 и статором 9 датчика 10 угла наклона провода 2; усилитель-преобразователь 11 каретки

3; исполнительный элемент 12 привода каретки 3; рейку 13 со скользя— щими по ней ползунками 14 и 15 и статорами 16 и 17 датчика крайних витков намотанного слоя; якорь 18 датчика крайних витков намотанного слоя, закрепленный на каретке 3; винты 19, фиксирующие ползунки 14 и 15 на рейке 13; коммутирующий элемент

20 с управляющими обмотками 21 и 22 и переключающими контактами 23 и 24; регулируемый источник 25 смещения и усилитель 26 коммутирующего элемента 20.

3 14

На фиг.1 пунктиром показано промежуточное положение каретки 3.

На каркасе 1 закреплен провод 2, проходящий через направляющую вилку измерительного рычага 7 и раскладываю щий ролик 4, укрепленный на каретке 3

Измерительный рычаг 7, расположенный на каретке, несет на себе ротор 8 датчика 10 угла наклона провода 2, статор 9 которого жестко укреплен на каретке 3.

Сигнальная обмотка датчика 10 угла наклона провода 2 подключена через усилитель-преобразователь 11 к управляющей обмотке исполнительного элемента 12, механически связанного через ходовой винт 6 с кареткой 3.

Каретка 3, перемещаясь по направляющей 5, несет на себе якорь 18 датчи-, ков крайних витков намотанного слоя, который может вступать во взаимодействие с левым или правым статорами

16 и 17 в зависимости от того, в каком крайнем положении находится каретка 3.

Для выполнения различной длины намотки в устройстве предусмотрена возможность перемещения ползунков

14 и 15 со статорами 16 и 17 по рейке 13 и их фиксация винтами 19 в нужной точке диапазона.

Усилитель-преобразователь 11 каретки 3 (фиг.3) содержит дискриминатор, включающий в себя диоды 27 и

28, резисторы 29 и 30, конденсаторы 3,1 и 32; высокочастотный генератор 33, питающий дискриминатор; пред варительный усилитель, включающий в себя микросхему 34, и резисторы 35—

38; усилитель мощности, выполненный по реверсивной схеме на транзисторах 39 и 40; и силовой источник 41 питания постоянного тока с выведен.ной средней точкой.

Усилитель-преобразователь 11 каретки 3 представляет собой устройство, преобразующее сигнал, поступающий на первый вход с обмоток статора 9 (от датчика 10 положения провода 2), в .сигнал постоянного тока, величина и полярность которого зависит от того, как .в плечах дискриминатора изменяется индуктивность статорных обмоток датчика 10 положения провода 2. При равенстве индуктивностей плеч дискриминатора, что соответствует среднему положению ротора 8 датчика 10 положения провоР

36139 да 2, выходной сигнал дискриминатора равен нулю и íà выходе усилителя- =преобразователя 11 каретки 3 также нулевой сигнал. При отклонении ротора 8 от среднего положения вправо или влево на выходе усилителя-преобразователя 11 возникает сигнал посто— янного тока соответствующей величины и полярности.

На второй вход усилителя-преобразователя 11 каретки 3 поступает сигнал с регулируемого источника 25 смещения через коммутирующий элемент

15 20, при этом поступающий входной сигнал, суммируясь на входе предварительного усилителя с выходным сигналом дискриминатора, вносит искусственный разбаланс в схему, обуслав2р ливающий, в конечном счете, угол наклона провода. 2, заданный источником 25 смещения.

К выходу усилителя-преобразователя 11 каретки 3 подключены управля25 ющие обмотки исполнительного элемента 12, а также подключены управляющие обмотки коммутирующего элемента

20 через усилитель 26.

Исполнительный элемент 12 пред3р ставляет собой реверсивный малоинерционный электродвигатель постоянного тока.

Коммутирующий элемент 20 представляет собой переключающее устройство типа поляризованного реле с двумя. устойчивыми состояниями подвижной части, содержащее две обмотки 21 и

22 управления. Управляющий сигнал на обмотки 21 и 22 поступает с выхода усилителя-преобразователя 11 через усилитель 26 коммутирующего элемента 20.

Регулируемый источник 25 смещения (фиг.4) содержит дискриминатор, включающий в себя диоды 42 и 43, например катушку 44 индуктнвности, конденсаторы 45 и 46, резисторы 47 и

48, потенциометр 49 и высокочастотный генератор 50, аналогичный высокочастотному генератору 33 (фиг.3) .

Регулируемый источник 25 смещения представляет собой устройство, обеспечивающее на своем выходе сигнал ! постоянного тока, изменяющийся по величине от нуля до заданного значе ния в зависимости от изменения индук тивности статоров 16 и 17 датчика . крайних витков намотанного слоя.Схема регулируемого источника смещения

6139

5 143 включает в себя дискриминатор, в одном из плеч которого включена катушка индуктивности 44, а во втором плече — обмотки статоров 16 и 17 датчика крайних витков намотанного слоя. Питание дискриминатора осуществляется от высокочастотного генератора 50.

Индуктивность катушки 44 выбирается исходя из условия равенства ее величине, эквивалентной индуктивнос ги обмоток статоров 16 и 17, когда каретка 3 находится в одном из крайних положений, и якорь 18 взаимодействует с одним из статоров 16 или 17.

Т1ким образом, когда каретка 3 находится в одном из крайних положений, вследствие равенства плеч дискриминатора, на его выходе сигнал равен нулю. При удалении якоря 18 индуктивное сопротивление статора

16 или 17 уменьшается, в результате чЕго нарушается равенство плеч дискриминатора. Поэтому на выходе дискриминатора появляется сигнал, котор и увеличивается по мере удаления якоря 18 за пределы зоны взаимодействия. Уровень выходного сигнала дискриминатора регулируется движком потенциометра 49, который проградуирован в угловых единицах наклона провода, Усилитель 26 коммутирующего элемента 20 (фиг.5) содержит предварительный каскад усиления, включающий в себя микросхему 51, и резисторы

52-54; выходной усилитель, выполненный на транзисторах 55 и 56; и источник 57 питания постоянного тока, Усилитель 26 коммутирующего элемента 20 представляет собой усилитель постоянного тока, предназйаченный для усиления и ограничения сигнала, поступающего с выхода усилителя-преобразователя 11 каретки 3.

Предваригельный каскад усиления выполнен на микросхеме 51, а выходной каскад выполнен по дифференциальной схеме на транзисторах 55 и 56. Питание усилителя осуществляется от источника 57 постоянного тока.

При изменении полярности входного сигнала, что соответствует изменению направления вращения исполнительного элемента 12, отрывается либо левый 55, либо правый 56 транзисторь1 выходного каскада и таким образом подключается та или иная обмотка коммутирующего элемента 20.

Минимальный коэффициент усиления усилителя 26 коммутирующего элемента 20 должен быть выбран исходя из условия, обеспечивающего на своем выходе уровень сигнала, достаточный для срабатывания коммутирующего элемента 20 при минимальной скорости перемещения каретки 3.

Автоматическое устройство для намотки провода работает следующим образом.

Перед намоткой провода 2 для выбранной длины намотки устанавливаются в нужном диапазоне ползунки 14 и 15 так, чтобы при взаимодействии обмоток статоров 16 и 17 с якорем 18 для крайних правого и левого витков слоя намотки сигнал на выходе бып бы равен нулю.

При намотке слева направо провод

2 закрепляется у края левой щечки каркаса 1 в точке пересечения перпендикуляра, опущенного из расклады-. вающего ролика 4 на ось каркаса 1 с

его поверхностью.

С помощью потенциометра задается необходимый угол у наклона провода (g — угол, образованный между пер" пендикуляром, опущенным из раскладывающего ролика 4 на ось каркаса 1, и проводом 2, расположенным между раскладывающим роликом 4 и закреплен= ной точкой на каркасе 1).

При вращении каркаса 1 в процессе намотки провода 2 последний увлекает за собой вправо измерительный рычаг 7 с ротором 8, в результате чего сигнал рассогласования, поступающий с сигнальной обмотки датчика 10 через усилитель-преобразователь 11 воздействует на управляющую обмотку исполнительного элемента 12, который, перемещая каретку 3, стремится уменьшить величину рассогласования и, тем самым, обеспечивать слежение каретки

3 за перемещением провода 2 вдоль оси каркаса 1. В процессе начального движения каретки 3 вправо выходной сигнал усилителя-преобразователя t1 каретки 3 через усилитель 26 коммутирующего элемента 20 воздействует на управляющий вход коммутирующего элемента 20, который переключает свои контакты в положение, соответствующее положительному углу наклона провода 2 (например, крайнее левое по1436139 ложение контактов 23 и 24). По мере перемещения каретки 3 вправо, якорь

18 выходит из зоны взаимодействия со статором 16, вследствие чего выход5 ной сигнал регулируемого источника

25 смещения нарастает от нуля до максимального значения, установленного потенциометром 50, при этом соответственно увеличивается положительное значение угла у . Провод 2 наматывается виток к витку по длине каркаса

1 до полного заполнения слоя. При намотке последних (правых) витков слоя якорь 18 входит во взаимодействие со статором 17 датчика крайних витков намотанного слоя, вследствие чего угол у уменьшается и при намотке последнего крайнего правого витка заполненного слоя угол у ра- 2п вен нулю.

Провод 2 последнего (правого) витка заполненного слоя, отражаясь от, правой щечки каркаса 1, увлекает за собой влево измерительный рычаг 7 25 с ротором 8, в результате чего изменяется по знаку сигнал, поступающий с сигнальной обмотки датчика 10, который воздействуя через усилительпреобразователь 11 каретки 3 на уп- Зп равляющую обмотку исполнительного элемента 12, изменяет его направление вращения, вследствие чего и каретка 3 изменяет направление движения и перемещается влево. В процес 35 се начального движения каретки 3 влево выходной сигнал усилителя-преобразователя 11 каретки 3 через усилитель

26 коммутирующего элемента 20 воздействует на управляющий вход коммутиру)40 ющего элемента 20, который переключает свои коктакты.в положение, соответствующее отрицательному углу наклона провода (крайнее правое положение контактов 23 и 24).

По мере перемещения каретки 3 вле во якорь 18 выходит.из зоны взаимо" действия со статором 17, вследствие чего выходной сигнал регулируемого источника смещения 2S нарастает от нуля до максимального значения, при этом соответственно увеличивается отрицательное значение угла наклона провода 2.

При намотке последних (левых) витков второго слоя якорь 18 входит во взаимодействие со статором 16 датчика крайних витков намотанного слоя, вследствие чего угол наклона уменьшается и при намотКе последнего крайнего левого витка заполненного второго слоя угол р равен нулю.

Провод 2 последнего (левого), витка второго намотанного слоя отражается от левой щечки каркаса 1 и увлекает за собой вправо измерительный рычаг 7 с ротором 8, в результате чего, аналогично описанному ранее процессу, каретка 3 изменяет направление движения и перемещается вправо; далее процесс повторяется до завершения камотки всей катушки.

Работа устройства описана в режиме намотки провода с отстающим углом наклона, т.е. когда раскладывающий ролик (раскладчик) провода отстает от ведущего витка наматываемого провода. Для случая намотки с опережающим углом . необходимо изменить полярность ка обратную, например, входного сигнала усилителя коммутирующего устройства 26. В этом случае процесс работы предлагаемого устройства протекает аналогично описанному ранее, с той лишь разницей, что при движении каретки вправо угол наклона 1 отрицательный, а при движении влево — положительный, Ф о v м ул а и з о б р е т е н и я

Автоматическое устройство для рядовой намотки провода, содержащее каретку, механически связанную через ходовой винт с исполнительным элементом, датчик угла наклона провода, включающий измерительный рычаг ротора и обмотку статора, соединенную через первый вход усилителя-преобразо- . вателя с исполнительным элементом привода каретки, датчик крайних вит1 ков намотанного слоя, блок задания угла наклона провода с коммутирующим элементом, включающим управляющие обмотки, регулируемый источник смещения провода, имеющий управляющий вход, связанный через контакты коммутирующего элемента с вторым входом усилителя-преобразователя, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества намотки за счет более точного регулирования .угла наклона провода в зоне крайних витков намотанного слоя, устройство снабжено усилителем, датчик крайних витков намотанного слоя подключен к управляющему входу регулируемого источника смещения, а управляющие обмотки коммутирующего элемента подключены через усилитель к выходу усилителя-преобразователя. 1436139

1436139

1436139

A 20 ал 16,17

Фиг.4

1атп

Составитель Е.Скороходов

Редактор С.Латрущева Техред N.Äèäûê Корректор Н.Король

Заказ 5650/49

Тираж 746 Подписное

ВПИИПИ Государственноro комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-нолиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4