Роботизированный станок для изготовления индуктивностей аддитивным способом

Полезная модель относится к технологическому оборудованию для намотки катушек индуктивности специальной формы.
Известны устройства с ручной намоткой катушек индуктивности. К ним относится устройство для ручной намотки катушек [RU 108725], содержащее станину, содержит станину, нижняя часть которой выполнена в виде пластины с креплением типа струбцина; вал для наматываемой катушки, один конец которого жестко связан с рукояткой для вращения вала, а другой конец служит для крепления сменной оснастки, фиксирующей наматываемую катушку, и счетчик витков, связанный с валом для наматываемой катушки.
Недостатками устройств с ручной намоткой являются высокие трудозатраты, медленная скорость изготовления и плохая повторяемость изделий.
Известны автоматизированные устройства намотки. Известно устройство для намотки катушек статоров электрических машин [SU 1079186], содержащее поводок для намотки провода, установленный на приводном валу, многоступенчатый раздвижной шаблон с приводом его аксиального перемещения, съемники, зажимной механизм, расположенный позади поводка, и приемную оправку, при этом с целью исключения повреждения провода, приводной вал поводка снабжен приводом его аксиального перемещения, а зажимной механизм и съемники укреплены в аксиальном направлении на приводном валу поводка. Известно устройство для намотки катушек [SU 1820953], содержащее оправку, связанную с приводом вращения, поводковый механизм, включающий поводок и проводоводитель, и натяжной механизм, которое снабжено передающим механизмом, выполненным в виде ролика, ось которого закреплена на поворотном кронштейне, при этом ролик расположен между поводковым механизмом и оправкой и контактирует с последней своей образующей поверхностью. Известно устройство для намотки электрических катушек [SU 1144540], содержащее два вала, установленных соосно во втулках с возможностью осевого перемещения и кинематически связанных между собой, привод вращения валов и втулок и механизм фиксации провода на каркасе в процессе намотки, при этом, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения намотки под различными углами к оси каркаса и повышения качества изготавливаемых изделий за счет исключения повреждения изоляции провода, механизм фиксации провода выполнен в виде кронштейна с роликом, закрепленного на одной из втулок с возможностью перемещения в плоскости вращения, и гибкого элемента, концы которого закреплены на разных валах, при этом гибкий элемент пропущен через ролик. Известна линия намотки катушек реле [RU 38742], состоящая из следующих устройств - автомата загрузки каркасов из кассет и выгрузки катушек с носителя в кассеты, устройства транспортного, автомата запрессовки выводов в каркасы катушек, устройства контроля наличия каркаса на оправке носителя и наличия выводов, узла переталкивания носителя с браком, намоточного станка, механизма загрузки каркасов на оправки шпинделей намоточного станка и съема намотанных катушек с оправок, перегрузки их на оправки носителей, механизма нанесения флюса на вывода, механизма облуживания, устройства обрезки выводов, устройства контроля катушки.
Общими недостатками указанных устройств являются: ограничение по габаритам и отсутствие монолитной конструкции готовых катушек индуктивности.
Для изготовления монолитных изделий в промышленности используются экструдеры, позволяющие производить контролируемое выдавливание массы разогретых до вязкотекучего состояния термопластичных диэлектриков [Раувендааль, К. Экструзия полимеров. Пер. с англ. 4 изд. под ред. А.Я. Малкина. - СПб.: Профессия, 2008.].
Техническим результатом полезной модели является обеспечение автоматического серийного изготовления аддитивным способом катушек индуктивности заданного размера в виде монолитных изделий.
Указанный технический результат достигается тем, что у роботизированного станка для изготовления катушек индуктивности, содержащего станину, размещенные на ней поворотный стол с механизмом привода, портал и механизм автоматического управления, согласно полезной модели,
поворотный стол состоит из двух пластин, разделенных проставками-распорками и термоизоляционным материалом, и оборудован устройством подогрева верхней пластины, в пространство между пластинами установлено зубчатое колесо для ременной передачи механизма привода поворотного стола, на портал установлен экструдер, снабженный формующей головкой с фильерой специальной формы для пропускания провода через сопло в процессе экструзии полимера.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами
На фиг. 1 представлен общий вид роботизированного станка для изготовления катушек индуктивности, на котором 1 - опоры станины, 2 - базовое шасси станины, 3 - поворотный стол с устройством подогрева, 4 - портал, 5 - опора портала, 6 - рельсы, 7 - пульт ЧПУ, 8 - система охлаждения, 9 - экструдер, 10 - двигатель оси X, 11 - формующая головка, 12 - двигатель поворотного стола (оси Y), 13 - шаговый двигатель оси Z;
на фиг. 2 представлена формующая головка экструдера;
на фиг. 3 представлен механизм перемещения по оси Z.
Осуществление полезной модели
Согласно фиг. 1, все элементы изделия расположены на опорной станине (1), на которой расположено базовое шасси (2). Поворотный стол (3) должен обеспечивать контролируемое вращение вокруг своей оси в процессе изготовления индуктивностей. На базовое шасси установлен портал (4) на опорах (5). Рельсы (6), пульт управления с ЧПУ (7), система охлаждения (8), экструдер (9) роботизированного станка располагаются на портале (4), который крепится к базовому шасси опорами. Двигатель оси X (10) осуществляет перемещение экструдера (9) по рельсам (6) в процессе работы. Экструдер оснащен формующей головкой (11), представленной на фиг. 2. В пространство между пластинами установлено зубчатое колесо для ременной передачи механизма привода поворотного стола, движение которого обеспечивается двигателем поворотного стола (12), расположенным на базовом шасси. Движение по рельсам экструдера осуществляется двигателем оси Ζ (13).
Поворотный стол представляет собой жесткую конструкцию. На ось установлены плиты поворотного стола. Нижняя плита поворотного стола отделена от верхней проставками-распорками, которые увеличивают механическую жесткость конструкции и уменьшают передачу тепловой энергии от рабочей поверхности стола. В пространстве между плитами размещено зубчатое колесо, необходимое для ременной передачи механизма привода поворотного стола с шаговым двигателем.
Для перемещения экструдера по оси X используются рельсы, что позволяет изготавливать катушки индуктивности заданного диаметра. Перемещение по оси Ζ поясняется на фиг. 3. На регулируемых стойках (17) установлены направляющие рельсы (15), шариковинтовая передача (16) с шаговым мотором (13) двигает суппорт (14), на который устанавливается экструдер, что позволяет изготавливать катушки индуктивности с заданным количеством слоев.
Намотка катушки индуктивности управляется командами с пульта ЧПУ, обеспечивающего точность процесса производства, независимый контроль исполнительных механизмов станка по трем осям координат, регулировку толщины и температуры расплава подаваемого термопластичного диэлектрика. В процессе калибровки и настройки станка, намотка может управляться непосредственно оператором ЧПУ, после чего настройка может осуществляться автоматически. Перед началом намотки изделия, верхняя пластина намоточного стола разогревается до заданной температуры устройством подогрева. В экструдер поступают гранулы термопластичного полимера и разогреваются до вязкотекучего состояния в зоне расплава. Полученная термопластичная масса поступает в формующую головку, представленную на фиг. 2, оснащенную фильерой специальной формы (21), через которую пропущен провод (24) заданного диаметра. В корпусе экструдера (19) термопластичная масса продавливается шнеком (18) через канал формующей головки (23), за счет чего через сопло (22) происходит выход провода, покрытого термопластичным диэлектриком (25). Аксиальное вращение поворотного стола обеспечивает круговую намотку катушки индуктивности. Скорость вращения экструдера и скорость вращения поворотного стола регулируются с пульта ЧПУ с учетом температуры, снимаемой с датчика температуры (20).
Изменение внутренних размеров фильеры и размеров входного и выходного отверстия, через которые пропущен провод, позволяет при необходимости изменять диаметр провода намотки и межвитковое расстояние катушки индуктивности.