节能灯镇流器线圈全自动绕线机的研发

摘要

电子镇流器是节能灯的重要部件，而电感线圈又是电子镇流器的核心元件，其质量对电子镇流器有很大影响，也直接影响节能灯的节能效果，因此对于节能灯镇流器线圈绕制质量要求较高。现有的节能灯镇流器线圈大多采用单机绕制方式，手工上下料，已无法满足市场需求。为此，本文拟对多轴同步驱动主轴系统、自动上下料等绕线关键技术进行研究;并研制节能灯镇流器线圈全自动绕线机，包括绕线机的总体方案设计，各主要部件的方案设计，主轴系统的动力学设计与分析，以及自动上下料装置的设计。
　　 首先，阐述了论文的选题背景与意义，总结了国内外绕线机关键技术的研究现状，并概述了机械结构动力学理论与有限元理论，提出了本文的主要研究内容。
　　 第二，分析了电磁线圈绕制的基本原理，建立了基于轴向压力补偿的精密排线数学模型，并给出排线轴高速折返加减速控制算法，为实现精密排线奠定了理论基础。然后根据节能灯镇流器线圈特点，确定了其生产工艺流程;并依据该工艺流程确定了节能灯镇流器线圈全自动绕线机的各功能模块和结构组成，并据此对各功能模块提出了设计方案，并综合出绕线机总体设计方案。
　　 第三，对绕线机的核心部件主轴系统进行了动力学设计。基于有限元协同仿真环境ANSYS Workbench对绕线机主轴单元进行了有限元建模，并对主轴单元进行了基于模态分析的临界转速计算;分析了主轴单元的受力情况，对主轴箱进行了谐响应分析。
　　 第四，对绕线机主轴系统进行了动力学分析。将安装于主轴系统上部的排线机构对主轴系统的影响考虑其中，运用机械动力学分析软件ADAMS分析了排线运动规律，并求解出排线机构与主轴系统的接触力，并将接触力作为激励对主轴系统进行了瞬态动力学分析。
　　 第五，为实现自动上下料功能，基于绕线机整体布局，设计了绕线机的自动上下料装置。确定了自动上下料装置的传动方案，设计了骨架线圈的上下料模平台与机械手，并给出了输送装置的设计方案。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景和意义

1．2 国内外绕线机关键技术研究现状

1．3 机械结构动力学理论概述

1．4 有限元理论概述

1．5 本课题的主要研究内容

1．6 本章小结

第二章 绕线机总体方案设计

2．1 电磁线圈绕制的基本原理

2．2 排线轴高速折返加减速控制算法

2．3 节能灯镇流器线圈绕制工艺流程及功能分解与结构组成

2．3．1 节能灯镇流器线圈绕制工艺流程

2．3．2 绕线机的功能分解与结构组成

2．4 绕线机各分功能求解

2．4．1 绕线机主轴系统设计方案

2．4．2 高精密排线装置

2．4．3 自动上下料装置

2．4．4 工装锁紧机构

2．4．5 夹线机构

2．4．6 张力控制

2．5 绕线机总体设计方案

2．6 本章小结

第三章 主轴系统的动力学设计

3．1 动力学设计概述

3．2 主轴单元的动力学设计

3．2．1 主轴单元的设计

3．2．2 主轴单元的有限元建模

3．2．3 轴承支撑刚度的确定

3．2．4 主轴单元模态分析与临界转速的验算

3．3 主轴箱箱体的谐响应分析

3．3．1 谐响应分析概述

3．3．2 主轴单元的受力分析

3．3．3 箱体的有限元模型与边界条件

3．3．4 箱体的模态分析

3．3．5 箱体的谐响应分析

3．4 本章小结

第四章 主轴系统的动力学分析

4．1 主轴系统的模态分析

4．1．1 主轴系统的有限元模型

4．1．2 有限元模型的边界条件

4．1．3 主轴系统的模态分析

4．2 主轴系统瞬态动力学分析

4．2．1 基于ADAMS的排线机构仿真

4．2．2 基于ANSYS Workbench的瞬态动力学分析

4．3 本章小结

第五章 自动上下料装置

5．1 自动上下料的总体设计

5．1．1 自动上下料概述

5．1．2 自动上下料技术方案

5．1．3 上下料模平台

5．2 自动上下料的传动设计

5．3 机械手的设计

5．3．1 上料机械手的设计

5．3．2 下料机械手的设计

5．4 输送装置的设计

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果