一种适用于金属极细线的自动化绕线系统及方法

技术领域

本发明属于绕线机械技术领域，具体涉及一种适用于金属极细线的自动化绕线系统及方法。

背景技术

经过多年发展，金属以多种形态应用于生活中的方方面面，而金属线材更是不可缺少的一种加工形态。金属线已经形成结构线，制绳线等多个种类，并被广泛应用于航空航天、国防军事、建筑结构、机械设备等方面。而不同种类、不同线径、不同用途等因素也对金属线材加工方式有着不小的考验。特别是随着高精密电子仪器的发展，对稀贵金属线材的线径更小，长度更大。目前，高标准高性能超长金属极细线材已经成为高精密产品。

金属线材的加工方法主要采用有模拉拔方式，即通过线材在受热或者本身具有一定塑性情况下，通过硬质材料模具的变径作用实现线径的变形和尺寸公差的控制。一般线材经过多道次拉拔-退火-再拉拔-再退火等工序，加工成不同线径的金属线材，然后经过表面处理和定尺切割，形成成品线材。

目前的线材加工工艺难以满足超长金属极细线材加工的需求。以钼合金为例，当线径＜0.03mm时，由于线材承受力小，线材性能、直径公差、表面质量、加热和润滑方式和模具精度等因素对钼线的加工成品率形成显著影响，加工过程中钼线的断裂现象经常发生，超长度钼线的成品率极低，导致超长金属极细线的成本居高不下，工业化生产难以进行。

传统线材拉拔和方法和工艺无法满足金属极细线的加工需求，金属极细线由于线径小，可承受拉力小，微小的力量波动就会出现过载断裂。因此需要对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种适用于金属极细线的自动化绕线系统及方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明提供一种适用于金属极细线的自动化绕线系统，包括轨座，所述轨座上由前往后依次安装有供线卷绕组件、第一防拉扯机构、拉拔塔轮组件、第二防拉扯组件和收线卷绕组件，所述供线卷绕组件牵引出的极细线经第一防拉扯机构引导，从拉拔塔轮组件的输入端进入；所述拉拔塔轮组件的输出端牵引出的极细线经第二防拉扯机构引导，进入收线卷绕组件进行绕线。

进一步地，上述适用于金属极细线的自动化绕线系统中，所述供线卷绕组件和收线卷绕组件的结构相同，所述供线卷绕组件包括第一支撑框、第一滑套、卷绕架和第一电机，所述第一支撑框的下侧设有与轨座上侧滑轨配合的第一滑套，所述第一支撑框转动支撑有能够由第一电机带动旋转的卷绕架。

进一步地，上述适用于金属极细线的自动化绕线系统中，所述第一防拉扯机构包括第二支撑框、第二滑套、第一丝杆、第一滑块、第一活动导线块、第一固定导线块和第一动力箱，所述第二支撑框的下侧设有与轨座上侧滑轨配合的第二滑套，所述第二支撑框的上部并排安装有多个第一丝杆，所述第一丝杆的轴向长度由前往后逐渐减小，每个所述第一丝杆的外侧套设有第一滑块，所述第一滑块的下侧设有与其相抵的托板，所述第一滑块的上端安装有能够自由旋转的第一活动导线块，所述第二支撑框位于靠近拉拔塔轮组件的输入端处安装有第一固定导线块，所述第二支撑框的侧端安装有第一动力箱，所述第一动力箱中安装有用于驱动各个第一丝杆同步进行正向或反向旋转的第二电机和第一传动链带系统。

进一步地，上述适用于金属极细线的自动化绕线系统中，所述拉拔塔轮组件包括第三支撑框、第三滑套、塔轮和第三电机，所述第三支撑框的下侧设有与轨座上侧滑轨配合的第三滑套，所述第三支撑框转动支撑有能够由第三电机带动旋转的塔轮。

进一步地，上述适用于金属极细线的自动化绕线系统中，所述塔轮的外表面设有变径螺旋线槽，所述变径螺旋线槽的窄端作为极细线的输入端，宽端作为极细线的输出端。

进一步地，上述适用于金属极细线的自动化绕线系统中，所述第二防拉扯机构包括第四支撑框、第四滑套、第二丝杆、第二滑块、第二活动导线块、第二固定导线块和第二动力箱，所述第四支撑框的下侧设有与轨座上侧滑轨配合的第四滑套，所述第四支撑框的上部并排安装有多个第二丝杆，所述第二丝杆的轴向长度由前往后逐渐减大，每个所述第二丝杆的外侧套设有第二滑块，所述第二滑块的下侧设有与其相抵的托板，所述第二滑块的上端安装有能够自由旋转的第二活动导线块，所述第四支撑框位于靠近拉拔塔轮组件的输出端处安装有第二固定导线块，所述第四支撑框的侧端安装有第二动力箱，所述第二动力箱中安装有用于驱动各个第二丝杆同步进行正向或反向旋转的第四电机和第二传动链带系统。

进一步地，上述适用于金属极细线的自动化绕线系统中，所述卷绕架的卷绕轴向长度分别与塔轮的轴向长度、最长第一丝杆的轴向长度、最长第二丝杆的轴向长度相互配合；以牵引极细线从卷绕架中卷绕轴一端位移到另一端作为一个牵引线位移周期，通过控制各个所述第一/二丝杆的螺距以及第一/二传动链带系统中相邻两个第一/二丝杆的传动比，能够使得各个第一/二滑块在一个牵引线位移周期内的位移行程等于所在第一/二丝杆的轴向长度。

进一步地，上述适用于金属极细线的自动化绕线系统中，所述轨座位于第一防拉扯机构、拉拔塔轮组件之间安装有覆膜机构，所述极细线从覆膜机构穿过后，于表面形成一层用于增强抗拉强度的防护膜；所述覆膜机构包括箱体，所述箱体的下侧安装有第五滑套，所述箱体的内部安装有供胶筒和位于其上方的覆膜管道，所述供胶筒设有加料管和供胶管，所述覆膜管道设有与供胶管连通的夹层，所述夹层的内壁均布有微孔。

进一步地，上述适用于金属极细线的自动化绕线系统中，所述拉拔塔轮组件位于塔轮的内部安装有加热器，所述塔轮受热后能够对极细线外的防护膜进行进一步加热固化。

本发明还提供一种适用于金属极细线的自动化绕线方法，该方法基于上述的系统实现，具体包括如下步骤：

1）从供线卷绕组件牵引出极细线，利用第一防拉扯机构为极细线提供引导，并消除极细线因为其在供线卷绕组件上牵引位置的轴向变化带来的拉扯；

2）极细线直接从拉拔塔轮组件的输入端进入，或者经过覆膜机构覆膜后再从拉拔塔轮组件的输入端进入，经过拉拔塔轮组件拉拔后，从其输出端引出；

3）从拉拔塔轮组件牵引出极细线，利用第二防拉扯机构为极细线提供引导，并消除极细线因为其在收线卷绕组件上绕线位置的轴向变化带来的拉扯；

4）利用收线卷绕组件对拉拔后的极细线进行单层紧密绕线；当内层缠绕完成后，继续于外侧进行另一层的紧密缠绕。

本发明的有益效果是：

1、本发明针对极细线在供线卷绕组件上牵引位置的轴向变化带来的拉扯和极细线在收线卷绕组件上绕线位置的轴向变化带来的拉扯问题，创新设计有第一防拉扯机构和第二防拉扯机构，两个防拉扯机构能够根据极细线的牵引或绕线位置变化，来自动调节自身中各个活动导线块的位置，活动导线块可以极细线的位移提供良好地支撑和导向，有效避免拉扯导致极细线断裂情况的出现。

2、本发明中拉拔塔轮组件设计合理，其利用变径螺旋槽的输入端和输出端速度差异，来实现对极细线的拉拔，拉拔的过程中由于极细线缠绕在变径螺旋槽中，始终处于动态拉拔状态，降低因传统拉拔位置固定带来的拉拔不均匀问题。

3、本发明在极细线进入拉拔塔轮组件中进行拉拔前，通过覆膜机构于表面形成一层用于增强抗拉强度的防护膜，这样可以进一步避免极细线来拉拔过程中出现断裂，利于连续作业。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一整体的结构示意图；

图2为本发明中供线卷绕组件的结构示意图；

图3为本发明中第一防拉扯机构的结构示意图；

图4为本发明中第一滑块、第一活动导线块的结构示意图；

图5为本发明中拉拔塔轮组件的结构示意图；

图6为本发明中第二防拉扯组件的结构示意图；

图7为本发明实施例二整体的结构示意图；

图8为本发明中覆膜机构的外部结构示意图；

图9为本发明中覆膜机构的内部结构示意图；

图10为本发明中覆膜管道的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-轨座，2-供线卷绕组件，201-第一支撑框，202-第一滑套，203-卷绕架，3-第一防拉扯机构，301-第二支撑框，302-第二滑套，303-第一丝杆，304-第一滑块，305-第一活动导线块，306-第一固定导线块，307-第一动力箱，4-拉拔塔轮组件，401-第三支撑框，402-第三滑套，403-塔轮，5-第二防拉扯组件，501-第四支撑框，502-第四滑套，503-第二丝杆，504-第二滑块，505-第二活动导线块，506-第二固定导线块，507-第二动力箱，6-收线卷绕组件，7-覆膜机构，701-箱体，702-第五滑套，703-供胶筒，704-加料管，705-供胶管，706-覆膜管道，707-微孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-图6所示，本实施例提供一种适用于金属极细线的自动化绕线系统，包括轨座1，轨座1的上端对称设有两条滑轨。轨座1上由前往后依次安装有供线卷绕组件2、第一防拉扯机构3、拉拔塔轮组件4、第二防拉扯组件5和收线卷绕组件6。供线卷绕组件2牵引出的极细线经第一防拉扯机构3引导，从拉拔塔轮组件4的输入端进入；拉拔塔轮组件4的输出端牵引出的极细线经第二防拉扯机构5引导，进入收线卷绕组件6进行绕线。

本实施例中，供线卷绕组件2和收线卷绕组件6的结构相同，供线卷绕组件2包括第一支撑框201、第一滑套202、卷绕架203和第一电机，第一支撑框201的下侧设有与轨座1上侧滑轨配合的第一滑套202，第一支撑框201转动支撑有能够由第一电机带动旋转的卷绕架203。

本实施例中，第一防拉扯机构3包括第二支撑框301、第二滑套302、第一丝杆303、第一滑块304、第一活动导线块305、第一固定导线块306和第一动力箱307，第二支撑框301的下侧设有与轨座1上侧滑轨配合的第二滑套302，第二支撑框301的上部并排安装有多个第一丝杆303，第一丝杆303的轴向长度由前往后逐渐减小。每个第一丝杆303的外侧套设有第一滑块304，第一滑块304的下侧设有与其相抵的托板。第一滑块304的上端安装有能够自由旋转的第一活动导线块305，第一活动导线块305中开设有可随其旋转变向的光滑引线通道。第二支撑框301位于靠近拉拔塔轮组件4的输入端处安装有第一固定导线块306，第一固定导线块306开设有轴线方向与轨座1长度方向平行的光滑引线通道。第二支撑框301的侧端安装有第一动力箱307，第一动力箱307中安装有用于驱动各个第一丝杆303同步进行正向或反向旋转的第二电机和第一传动链带系统。

本实施例中，拉拔塔轮组件4包括第三支撑框401、第三滑套402、塔轮403和第三电机，第三支撑框401的下侧设有与轨座上侧滑轨配合的第三滑套402，第三支撑框401转动支撑有能够由第三电机带动旋转的塔轮403。塔轮403的外表面设有变径螺旋线槽，变径螺旋线槽的窄端作为极细线的输入端，宽端作为极细线的输出端。塔轮403旋转时，由于进线和出线的速度差，使得极细线在变径螺旋线槽中进行一定幅度的拉拔，拉拔的均匀性较好。

本实施例中，第二防拉扯机构5包括第四支撑框501、第四滑套502、第二丝杆503、第二滑块504、第二活动导线块505、第二固定导线块506和第二动力箱507，第四支撑框501的下侧设有与轨座1上侧滑轨配合的第四滑套502，第四支撑框501的上部并排安装有多个第二丝杆503，第二丝杆503的轴向长度由前往后逐渐减大，每个第二丝杆503的外侧套设有第二滑块504，第二滑块504的下侧设有与其相抵的托板。第二滑块504的上端安装有能够自由旋转的第二活动导线块505，第二活动导线块505中开设有可随其旋转变向的光滑引线通道。第四支撑框501位于靠近拉拔塔轮组件4的输出端处安装有第二固定导线块506，第四支撑框501的侧端安装有第二动力箱507，第二动力箱507中安装有用于驱动各个第二丝杆503同步进行正向或反向旋转的第四电机和第二传动链带系统。

本实施例中，卷绕架203的卷绕轴向长度分别与塔轮403的轴向长度、最长第一丝杆303的轴向长度、最长第二丝杆503的轴向长度相互配合；以牵引极细线从卷绕架203中卷绕轴一端位移到另一端作为一个牵引线位移周期，通过控制各个第一/二丝杆的螺距以及第一/二传动链带系统中相邻两个第一/二丝杆的传动比，能够使得各个第一/二滑块在一个牵引线位移周期内的位移行程等于所在第一/二丝杆的轴向长度。

本实施例还提供一种适用于金属极细线的自动化绕线方法，具体包括如下步骤：

1）从供线卷绕组件2牵引出极细线，利用第一防拉扯机构3为极细线提供引导，并消除极细线因为其在供线卷绕组件2上牵引位置的轴向变化带来的拉扯；

2）极细线直接从拉拔塔轮组件4的输入端进入，经过拉拔塔轮组件4拉拔后，从其输出端引出；

3）从拉拔塔轮组件4牵引出极细线，利用第二防拉扯机构5为极细线提供引导，并消除极细线因为其在收线卷绕组件6上绕线位置的轴向变化带来的拉扯；

4）利用收线卷绕组件6对拉拔后的极细线进行单层紧密绕线，当内层缠绕完成后继续于外侧进行另一层的紧密缠绕。

实施例二

如图2-图10所示，本实施例与实施例一主要区别在于，轨座1位于第一防拉扯机构3、拉拔塔轮组件4之间安装有覆膜机构7，极细线从覆膜机构7穿过后，于表面形成一层用于增强抗拉强度的防护膜。覆膜机构7包括箱体701，箱体701的下侧安装有第五滑套702，箱体701的内部安装有供胶筒703和位于其上方的覆膜管道706，供胶筒703设有加料管704和供胶管705，覆膜管道706设有与供胶管705连通的夹层，夹层的内壁均布有便于胶液包覆极细线的微孔707。

本实施例中，拉拔塔轮组件4位于塔轮403的内部安装有加热器，塔轮403受热后能够对极细线外的防护膜进行进一步加热固化。

本实施例中，供胶筒703内胶液为固化绝缘胶。

本实施例还提供一种适用于金属极细线的自动化绕线方法，具体包括如下步骤：

1）从供线卷绕组件2牵引出极细线，利用第一防拉扯机构3为极细线提供引导，并消除极细线因为其在供线卷绕组件2上牵引位置的轴向变化带来的拉扯；

2）极细线经过覆膜机构7覆膜后再从拉拔塔轮组件4的输入端进入，经过拉拔塔轮组件4拉拔后，从其输出端引出；

3）从拉拔塔轮组件4牵引出极细线，利用第二防拉扯机构5为极细线提供引导，并消除极细线因为其在收线卷绕组件6上绕线位置的轴向变化带来的拉扯；

4）利用收线卷绕组件6对拉拔后的极细线进行单层紧密绕线，当内层缠绕完成后继续于外侧进行另一层的紧密缠绕。

以上公开的本发明优选实施例只是利于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。