金属线材自动绕装机设计
自由长度 H0?pn 6?1.5d?11?5?1.?5?8mm7工作长度 Hn?H0?fn?67?1?0mm57 螺旋角度 ??arctanp11?arctan?6.24? 最大芯轴直径 最小套筒直径
?D3.14?32Dxma?x20mm
Dtmi?n44mm
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6.绕线机的控制
控制单元的作用是完成绕线机各种动作控制，控制系统的结构功能如下图所示。
整流电源与电池 80C3 耦 光 光耦 刹车装置 直PWM驱动装置 流电绕头 机 供电控制 1 速测量 转 光耦 变细分析驱动步进电EPROM
位置测量 排线机构 机 图6-1控制功能结构图
6.1控制微机及配置
控制微机为80c31，由整流电源和后备电池供电失常迫使绕线过程停止时，80c31切换为电池供电并运行于低功能睡眠状态，其内部RAM储存保护已经绕制圈数、需要绕制圈数等重要的数据并锁定各种控制信号，直至电池恢复正常以后，在根据数据记录继续工作。
6.2排线机构运动控制
高质量的排线过程要求绕头旋转一周时排线机构在排线方向上移动一个线径的距离。对于上述排线机构在排线，其运动要求变为：绕头旋转一周，控制器向步进电机发送一定数量的驱动脉冲，
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使排线机构完成一个径向的位移运动。脉冲数为整数，由线径和脉冲当量的商决定，而步进方向由排线方向决定。为了满足移动一个线径步进脉冲数为整数的要求，特对步进电机进行了变细分驱动，通过不同的细分方式得到不同的脉冲当量。例如，由步距角为
?0.?9/1.8合式步进电机和导程为8mm的滚珠丝杠组成的排线机构，混
整步方式即1.8?步距角运行时的脉冲当量为40?m；而8细分方式运行脉冲当量为5?m；10细分方式运行脉冲当量则变为4?m。对于1mm线径的绕线，排线机构由整步方式驱动移动一个线径需要25个脉冲；而线径为0.5mm绕线利用4细分方式驱动，移动一个线径需要50个脉冲。
因此，控制微机对排线机构的控制过程为：根据线径确定步进的细分数以及移动一个线径需要的脉冲数，并在绕头旋转一周的时间内根据绕头转速向步进电机细分驱动器发送确定数目的步进脉冲，即可达到绕头旋转一周排线机构在排线方向上移动一个线径的目的。
6.3状态监控控制单元
绕头旋转监视单元的作用是实现绕制线圈数统计、转速检测以及绕头旋转一圈排线机构移动一个线径的协调控制。使用的传感器为霍尔元件。控制微机通过对霍尔元件输出的脉冲信号的统计处理得到绕头转速和绕线圈数等参数。
霍尔元件按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。
卷筒的有效长度监视单元，是在与绕头平行的光杠上对齐卷筒两端有效内测面安装的两组红外线接受管，而红外线发射管安装在螺母上，由此对排线机构左右移动范围进行界定。
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光电耦合器可工作于开关状态，传输脉冲信号。在传输脉冲信号时，输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间，不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时间相差很大。这里的光电耦合器起到了开关的作用。
另外，系统的控制软件实行模块化设计，包括：初始化模块，键盘、显示管理模块，数据处理模块，绕制圈数统计模块，排线控制模块，绕头转速检测、调节控制模块和系统供电失常数据保护管理模块等。数据处理模块根据输入线径确定步进电机细分模式并计算移动一个线径所需要的脉冲数；数据保护模块在系统供电失常时，锁定控制信号、储存保护数据，并在系统供电恢复正常时，恢复系统操作。
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7.结论
本次设计主要完成了金属线材自动绕装机的绕线机构、排线机
构、张紧机构的设计，对控制系统做了基本研究。绕线机构能够可靠的完成绕线以及上卸料功能；排线机构能够准确排线，并与绕线机构能够准确协调工作；张紧力的产生是通过摩擦盘来实现的，摩擦盘在弹簧的作用下压紧在一起，可以通过调节弹簧的几何尺寸，以及弹簧的变形程度来控制摩擦力的大小。本设计总体上设计比较成功。
这次毕业设计，虽然我做了充分的准备，认真的查阅文献和外文资料，但是由于本人知识、能力有限，难免有错误和不足之处，衷心希望老师们能够批评指正。
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