meteor米特繞線CNC高速全自動繞線機項目總結(jié)報告

1、cnc 高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page - 1 - of 18 項目總結(jié)報告 一 項目介紹 1.1 項目名稱 cnc高速全自動繞線機 1.2 項目由來 性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、效率高的設備是產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的保證。 在繼電器、變壓器、電感、高壓點火線圈等傳統(tǒng)電子產(chǎn)品的線圈制造行業(yè)，一般都采用手工單軸繞線，手工纏腳，手工拉斷，手工上下料等。這種方法效率低，用人多，對人工的手工操作技能較高。目前卻又普遍存在招工難，熟練技工型人才更是匱乏，而且勞力成本也在逐步增加。公司為改變這一狀況，開發(fā)出高智能型的cnc高速全自動繞線機，幫助眾多的電子元件企業(yè)降低成本，提高效率，提升競爭力。本項目的cnc高速全自

2、動繞線機將這些動作全部以機械手完成，實現(xiàn)了纏針腳、拉斷、上下料、絞線等工序的全自動化。同時實現(xiàn)多軸同時繞線，一次可繞8-20 個產(chǎn)品，并實現(xiàn)高速繞線（轉(zhuǎn)速可達到20，000rpm ），極大提高了效率。 整機所有的動作采用微電腦進行控制，以保證動作的連貫可靠。1.3 技術(shù)路線 自主研發(fā)，同時吸納了國際最先進的繞線技術(shù)，進行了消化創(chuàng)新。我司具備自主知識產(chǎn)權(quán)。 1.4 項目的主要用途及應用范圍介紹 該項目適用于生產(chǎn)汽車起動機電磁開關(guān)、變壓器、繼電器及點火線圈等的大批量生產(chǎn)的線圈制造。cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 2 of 18 二、項目實施的意義 2.1 實施意義 從當前的中國工業(yè)現(xiàn)狀

3、來看，廉價的勞動力的優(yōu)勢已很難持續(xù)。 對電子產(chǎn)品制造行業(yè)而言，本項目可提高該行業(yè)的自動化水平，增加電子產(chǎn)品制造業(yè)的科技含量，一定程度改變“中國制造依靠廉價勞動力”的局面。 在“中國制造”進入微利時代，本項目為代表的高科技含量、高自動化的制造技術(shù)，對制造業(yè)提高效率、降低成本、增加利潤，對改變“中國制造依靠廉價勞動力”的印象，對民營企業(yè)進入國際化市場競爭，都具有長久和深遠的影響。 2.2 項目市場定位及國際市場前景 1）市場定位 米特以 “高性價比”作為公司的戰(zhàn)略定位，并從研發(fā)、加工、裝配的各個環(huán)節(jié)嚴格執(zhí)行這一定位，滲透到每一個員工的日常工作當中。 真正做到了“同質(zhì)比價、同價比質(zhì)”。這是米特 “高

4、性價比的“的產(chǎn)品和戰(zhàn)略定位的具體實施。 2）國際市場前景 預計 2012 年，印度和東南亞電子市場將達到600 億美元。其中的三分之二，也就是 400 億美元的產(chǎn)品用于滿足國內(nèi)市場需求，并有80% 的產(chǎn)品為國內(nèi)制造。另外200 億美元的收入主要來自出口市場，其中一半來自產(chǎn)品銷售和裝配，而另一半則為設計和元器件出口所均分。印度和東南亞以其在信息技術(shù)市場上的成功而備受矚目，并已經(jīng)引起了英特爾等頂級芯片制造商以及艾睿電子、安富利等電子元器件分銷商cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 3 of 18 的興趣。為獲得低成本勞動力的優(yōu)勢和刺激這一在未來幾十年內(nèi)有望成為人口最大國的市場需求，國內(nèi)已有部

5、分廠商開始將其制造和銷售基地延伸至印度和東南亞。這給線圈全自動繞線行業(yè)也提供了無限的商機。 2.3 項目產(chǎn)品的科技含量和核心競爭力 米特掌握了線圈制造核心技術(shù)，這是核心競爭力的體現(xiàn)。 1、米特研發(fā)人員基于fcs現(xiàn)場總線技術(shù)及mechatrolink-ii高速運動控制網(wǎng)絡開發(fā)的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的控制系統(tǒng)，使各種繁雜的機械運動靈敏精確、響應迅速，可靠性高。代表了繞線控制技術(shù)的最先進水平。 2、繞線的主軸轉(zhuǎn)速可達到20，000rpm ，整體動作流暢敏捷，可為客戶提供更短的節(jié)拍，更高的效率。 3、米特擁有的高精度、高速度的工件裝夾和搬運技術(shù)，為客戶全面實現(xiàn)全自動化了堅實的基礎。 三、項目實施步驟 3.

6、1 項目完成的總體目標及經(jīng)濟、技術(shù)指標是： 1）總體目標： 項目執(zhí)行期間預計投資總額：100萬元 項目完成時達到的生產(chǎn)階段：大批量生產(chǎn) 實現(xiàn)年生產(chǎn)能力： 200 臺 企業(yè)資產(chǎn)規(guī)模： 100 萬元 企業(yè)人員規(guī)模： 20 人 并于 2011 年 12 月 10 日通過甲方組織 (或委托 )的項目驗收。 cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 4 of 18 2）經(jīng)濟指標： 到 項 目 驗 收 時 ， 本 項 目 實 現(xiàn) 年 銷 售 收 入800 萬 元 ， 年 上 交 稅 收 總 額150 萬元，年凈利潤總額 240萬元，年創(chuàng)匯 0 萬美元，年（工業(yè)）總產(chǎn)值 800萬元，年（工業(yè)）增加值 20

7、0 萬元。 3.2 分階段實施 該項目分三個子項目分別展開： 2011 年 5 月至 2011 年 9 月：16/24 軸 cnc高速全自動繞線機生產(chǎn)線已完成， 產(chǎn)品具有高度的自動化程度, 可完成工序：含自動上料（震動盤上料）- 自動插針- 自動纏腳 - 自動繞線 - 自動彎腳 - 自動焊錫 - 自動檢測電阻 - 自動分揀卸料。 2011 年 6 月至 2011 年 8 月：不疊線精密繞法，繞到10 層左右不疊線，適用于汽車啟動電機的繞線。 2011 年 9 月至 2011 年 11 月：汽車高壓點火線圈繞線機完成。 3.3 分階段描述項目過程中的各階段目標 3.3.1 十六軸 / 二十四軸c

8、nc高速全自動繞線機生產(chǎn)線 所含工序：自動上料、插針、繞線、焊錫、彎腳、檢測、分揀、裝盤、堆盤，如下圖所示： cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 5 of 18 達到的技術(shù)標準： 1)可完成工序： 自動上料 （震動盤上料） +自動纏腳 +自動繞線 +自動焊錫 +檢測+不良品分揀?？蛇x自動插端子功能。 2)控制系統(tǒng)為mechatrolink-ii現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，控制靈敏精確，可使導針移動精度達到0.01mm ；響應迅速；可靠性高。該控制技術(shù)代表繞線機控制系統(tǒng)的最先進水平。 3)焊錫機部分的沾錫液面高度自動控制，采用高精度錫面?zhèn)鞲衅?，實現(xiàn)自動送錫絲功能，確保端子沾錫高度的一致性。 4)沾

9、錫時間 0-5 秒可調(diào)，調(diào)整精度0.1 秒。沾錫精度可控制在0.01mm ，沾錫自動上料插針繞線焊錫彎腳裝盤堆盤檢測cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 6 of 18 溫度可控制在 1。 3.3.2不疊線精密繞線機 達到的技術(shù)標準： 1)專為汽車起動機用電磁開關(guān)及相似產(chǎn)品的繞線而設計，結(jié)構(gòu)獨特精巧，排線整齊、平整， 20 層內(nèi)不能疊線。 2)該繞線機能完成排線、繞線、過槽、剪線，僅需人工取、放料。 3)獨特的回轉(zhuǎn)交替等動作，繞線的同時可以裝卸料，節(jié)約時間。每個循環(huán)繞制兩個產(chǎn)品。 4)張力器為磁粉輪精密控制，確保線圈在繞制過程中的張力靈敏平穩(wěn)在隨機的顯示器上，可顯示：主軸旋轉(zhuǎn)方向、繞線圈

10、數(shù)、角度、繞線時間等，在出現(xiàn)故障時由文字自動提示故障內(nèi)容 5)自動剪線，無任何銅線廢線頭產(chǎn)生，節(jié)約成本。 3.3.3汽車點火線圈繞線 達到的技術(shù)標準： 1)控制系統(tǒng)為mechatrolink-ii現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，控制靈敏精確，可使導針移動精度達到0.01mm ；響應迅速；可靠性高。該控制技術(shù)代表繞線機控制系統(tǒng)的最先進水平。 2)繞線式跨槽平穩(wěn)精準，不斷線。 3)程序以中文編寫，簡單易學，填充表單式編程，無需專業(yè)人士來操作，即使是第一次使用米特程序的人員也可輕松掌握。下次使用只需調(diào)出對應的程序名稱即可，簡單快速。cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 7 of 18 四、技術(shù)總結(jié) 4.1

11、控制部分 采 用 專 用 計 算 機 軟 件 實 現(xiàn) 數(shù) 字 程 序 控 制 ， 即 計 算 機 控 制 技 術(shù)(computer numerical control )，簡稱cnc ，項目產(chǎn)品用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡技術(shù)組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設備動作控制的技術(shù)，選用mechatrolink總線控制以開發(fā)控制部分。 4.1.1現(xiàn)場總線技術(shù)特點 現(xiàn)場設備的智能化與功能自治性：它將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設備中完成，僅靠現(xiàn)場設備即可完成自動控制的基本功能，并可隨時診斷設備的運行狀態(tài)。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性：現(xiàn)場總線已構(gòu)成了一種新的全分散性控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。簡化了dc

12、s ，總體可靠性也有所改善。 對現(xiàn)場環(huán)境的適應性更強：工作在生產(chǎn)現(xiàn)場前端，作為工廠網(wǎng)絡底層的現(xiàn)場總線，是專為現(xiàn)場環(huán)境而設計的，可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強的抗干擾能力，能采用兩線制實現(xiàn)供電與通信，并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。 4.1.2運動控制總線技術(shù)優(yōu)點 1）減少體積、 節(jié)省配線， 并使得配線人工成本及配線錯誤造成的損壞降到最低。2）高速高分辨率伺服控制的實現(xiàn)更加容易。隨著編碼器技術(shù)的進步，加工速度大幅提高， 目前大多數(shù)是編碼器分辨率多在17 位 131,072pulse/rev。 可是要發(fā)揮這些編編器所能達到的定位分辨率，在3000rpm 時脈波式控制器就

13、必須送出約6.5mhzcnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 8 of 18 的脈波。這已經(jīng)到達脈波傳輸線的極限。但是透過總線技術(shù)在每個時脈傳送32 位的絕對位置指令，便很容易地達到17 位的定位分辨率。 3）絕對同步的實現(xiàn)更加簡單。在傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)在各軸之間，由于脈波命令傳送的時間誤差（約0.5ms）造成各軸真正在執(zhí)行位置命令時時間也有誤差，如此在多軸補間動作時便會有些許的時間誤差而造成補間曲線的不完美，而透過總線技術(shù)就可以輕易地達到每一軸完全地同步動作。 4）控制器上管理所有伺服軸參數(shù)。透過總線技術(shù)各伺服軸的參數(shù)可以統(tǒng)一在控制器上作調(diào)整及讀取。絕對位置系統(tǒng)的構(gòu)筑更加方便。透過總線技術(shù)控

14、制器上讀到的是位的絕對位置，不像脈沖式伺服只能得到增量式位置。讀到絕對位置能在緊急狀況 (alarm)造成系統(tǒng)停機又重開后，不必再執(zhí)行回原點的動作?？煽啃源蟠筇岣?。在數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸時，通信質(zhì)量大幅提高，不會像傳統(tǒng)式伺服易受噪聲干擾。 4.2 三坐標和排線部分： 4.2.1 定義及技術(shù)背景 三坐標是可以實現(xiàn)x、y、z三個方向的動作，相當于機械手。各方向均有伺服電機帶動滾珠絲杠副實現(xiàn)直線運動，并由滾動導軌保證運動的直線度。 4.2.2 三坐標結(jié)構(gòu) 三坐標排線和纏線機構(gòu)，包括底座、第一伺服電機、橫向運動部件、第二伺服電機、縱向運動部件、第三伺服電機、豎向運動部件等，如下圖。 cnc高速全自動繞線機項目

15、總結(jié)報告page 9 of 18 4.2.3具體實施方式 下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本機構(gòu)作進一步詳細說明。 圖 1、圖 2 所示，三坐標排線和纏線機構(gòu)，包括底座1、第一伺服電機2、橫向運動部件 3、第二伺服電機4、縱向運動部件5、第三伺服電機6、豎向運動部件7，第一伺服電機2 固定在底座1 上，橫向運動部件3 由第一伺服電機2 帶動可沿橫向左右移動，第二伺服電機4 固定在橫向運動部件3 上，縱向運動部件5 由第二伺服電機 4 帶動可沿縱向前后移動，第三伺服電機6 固定在縱向運動部件5 上，豎向運動部件 7 由第三伺服電機6 帶動可沿豎向上下移動，橫向運動部件3 與底座 1 相連接，縱向運

16、動部件5 固接在橫向運動部件3 上，豎向運動部件7 固接在縱向運動部件5上，豎向運動部件7 上設置有排線桿71，排線桿 71 上沿橫向間隔固定多個排線針座711，每個排線針座711 上安裝一根中間帶有導線孔的排線針72，排線桿71 的兩端連接凸輪連桿機構(gòu)73，凸輪連桿機構(gòu)73 再與連接在豎向運動部件7 上的氣缸74 相連接，通過氣缸74 動作可使排線桿71 向下逆時針轉(zhuǎn)動90 度或向上順時針轉(zhuǎn)動90度。 4.3 張力器 4.3.1 技術(shù)背景 繞線機在骨架上進行繞線時，需要在漆包線上施加一個預緊力，確保在骨架上繞cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 10 of 18 線的密度，這樣就需要一

17、個張力裝置對漆包線提供一個張緊力。 4.3.2 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 張力器包括殼體、l形連桿、釣魚桿、半圓形凸輪、彈簧、摩擦輪、摩擦輪軸，半圓形凸輪有一個偏離圓心的通孔，通孔中心至半圓形凸輪圓弧形邊緣的距離逆時針旋轉(zhuǎn)時由小到大，半圓形凸輪通過這個通孔活動連接在一個固定于殼體內(nèi)的銷軸上，釣魚桿的一端與半圓形凸輪靠近通孔處相連接，釣魚桿的另一端連接一個過線輪，彈簧的一端連接在半圓形凸輪靠近外邊緣處，另一端連接在殼體上，所述的摩擦輪軸穿在殼體的側(cè)壁上，一端處于殼體外且與摩擦輪連接，另一端處于殼體內(nèi)，所述的 l 形連桿通過兩個懸臂連接處的通孔活動連接在連桿軸上，所述的連桿軸固定在與殼體相貼合的調(diào)整機構(gòu)上，所述的

18、連桿軸通過調(diào)整機構(gòu)帶動可沿垂直于摩擦輪軸的軸線方向移動，l 形連桿靠近摩擦輪軸的懸臂連接一個摩擦塊，此摩擦塊與摩擦輪軸處于殼體內(nèi)的一端相接觸，l 形連桿遠離摩擦輪軸的另一懸臂內(nèi)側(cè)與半圓形凸輪圓弧形邊緣相接觸。具體結(jié)構(gòu)如下圖： cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 11 of 18 4.3.3具體實施方式 漆包線通過翅片的尾端的過線槽引向清潔部件的兩個羊毛氈墊片之間，再到摩擦輪上繞一圈后經(jīng)過線輪穿到釣魚桿上連接的過線輪，最后引向繞線機的繞線機構(gòu)上，本張力器可以通過調(diào)整機構(gòu)的調(diào)整螺絲，彈簧與殼體連接位置的變化，氣缸上壓力變化對漆包線的張緊力進行精細調(diào)整，能夠充分滿足繞線機繞線時張緊力的要求且

19、不容易斷線。 4.4 鉸線機構(gòu) 4.4.1背景技術(shù) 在制造電磁線圈過程中，繞線機在骨架上繞漆包線時，起先和最后的工序需要在骨架的引腳上纏繞漆包線，當漆包線較細時，漆包線和骨架的引腳之間不容易上錫，會造成線圈接觸不良，因此就需要把漆包線端部繞成多股并鉸制成繩狀使其外徑增大，然后再繞在骨架的引腳上；通常這個過程是靠手工完成或把多股漆包線纏繞在兩個銷軸之間，其中一個銷軸由電機帶動進行鉸制，這樣做一方面工效低，另一方面單由電機帶動銷軸進行鉸制容易使漆包線斷裂。 4.4.2鉸線結(jié)構(gòu) 鉸線機構(gòu) 包括框架、飛叉部件、掛線部件、鉤針部件、伺服電機，框架的頂板有多個過線孔，框架兩個側(cè)板外側(cè)安裝有伺服電機；飛叉部

20、件連接在靠近框架底板處，飛叉部件上的飛叉能由固定于框架一個側(cè)板的伺服電機帶動正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，飛叉部件上還有導線孔，掛線部件與固定于框架另一側(cè)板的伺服電機相連接，掛線部件上有掛線鉤，掛線鉤上有導線孔，掛線鉤由固定于框架另一側(cè)板的伺服電機和掛線部件帶動可上下或左右移動，鉤針部件連接在靠近框架頂板處，鉤針部件上的鉤針cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 12 of 18 沿垂直于框架頂板過線孔軸線設置，鉤針能通過鉤針部件固定或上下或前后移動。結(jié)構(gòu)如下圖： 4.4.3 動作原理 漆包線從框架頂板過線孔引入，穿過掛線鉤上的導線孔，再從飛叉部件的導線孔即轉(zhuǎn)輪上中心孔穿過引向繞線機的的繞線機構(gòu)和夾線機構(gòu)，

21、使鉤針板上兩個氣缸、氣缸軸前移讓鉤針處于與飛叉對應的位置，再讓鉤針板上另兩個氣缸、氣缸軸上移，由頂桿把鉤針頂住，然后通過伺服電機和掛線部件使掛線鉤上下、左右移動，把漆包線繞在飛叉和鉤針之間，當繞到需要的圈數(shù)后，讓鉤針板上另兩個氣缸、氣缸軸后退，使頂桿脫離鉤針，后通過伺服電機帶動飛叉正轉(zhuǎn)，就可把多股的漆包線鉸成繩裝的漆包線，在鉸漆包線過程中，鉤針可沿連接板上的長條形通孔下移，防止漆包線斷裂，鉸制完成后又通過伺服電機帶動飛叉反轉(zhuǎn)，飛叉可脫離漆包線，再使鉤針板上兩個氣缸、氣缸軸后退，鉤針也能脫離漆包線，鉸成繩裝的漆包線就可從飛叉部件的導線孔即轉(zhuǎn)輪上中心孔導出。 cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告pa

22、ge 13 of 18 4.5 人機界面： 項目產(chǎn)品集成了控制功能，將進一步向高集成度方向發(fā)展。做到了人機界面可以顯示參數(shù)也可以控制設備，采用觸摸屏作為繞線機的人機界面，實現(xiàn)了設備與操作人員之間的雙向互動，在隨機的顯示器上，可顯示產(chǎn)品繞線及存儲程序名、坐標位置、執(zhí)行狀態(tài)、繞線圈數(shù)以及故障時的內(nèi)容提示。需特別說明的是，程序全部以中文編寫，相較于進口的繞線機，更適合于國內(nèi)的工人操作。 五、項目產(chǎn)品達到的質(zhì)量標準 5.1 十六軸 / 二十四軸 cnc 高速全自動繞線機生產(chǎn)線技術(shù)性能指標 型號 model # mtl-1636 mtl-2436 控制方法 mechatrolink-ii高速現(xiàn)場網(wǎng)絡總線

23、 主軸數(shù)量 16 主軸間距 36mm 主軸轉(zhuǎn)速 max.20,000rpm 位置決定精度 0.01mm 適用線徑 0.02-0.3mm （依選用的張力器決定線徑適用范圍）最大繞徑 28mm 最大繞寬 40mm cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 14 of 18 導針移動范圍： x 軸（左右） 80 mm y 軸（前后） 60mm z軸（上下） 60mm 回轉(zhuǎn)精度 1 纏腳次數(shù) 不限 纏腳速度 最大每分鐘150 圈 纏腳角度 水平、垂直（可定制45 度斜纏） 5.2 高壓點火線圈技術(shù)性能指標型號 mtw-1260t mtw-1645t 控制方法 mechatrolink-ii高速現(xiàn)場網(wǎng)

24、絡總線 主軸數(shù)量 12 或 16 主軸間距 60mm 45mm 主軸轉(zhuǎn)速 max.20,000rpm 位置決定精度 0.01mm 適用線徑 0.02-0.3mm （依選用的張力器決定線徑適用范圍）cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 15 of 18 導針移動范圍 x軸（左右） 80 mm ，y軸（前后） 60mm ，z軸（上下）60mm 回轉(zhuǎn)精度 1 纏腳速度 最大每分鐘150 圈 纏腳角度 水平、垂直（可定制45 度斜纏） 線桶架重量 90kg 絞線長度 100-280mm 絞線股數(shù) 3-19（奇數(shù)股odd numer） 絞線速度 6，000 rpm 5.3 不疊線精密繞線機技術(shù)性能

25、指標型號 mtv-0250 控制系統(tǒng) mechatrolink-ii高速現(xiàn)場網(wǎng)絡總線 主軸數(shù)量 2 主軸間距 120mm 主軸轉(zhuǎn)速 max.7,000rpm 適用線徑 0.3-1.5mm cnc高速全自動繞線機項目總結(jié)報告page 16 of 18 最大繞寬 80mm 回轉(zhuǎn)方向 正/ 逆轉(zhuǎn)任意設定 主軸定位 1 工作臺回轉(zhuǎn)精度 1 客戶使用報告如附件。 六. 項目的經(jīng)濟與社會效益狀況 6.1 項目的資金到位狀況 廈門米特自動化設備有限公司自籌資金30 萬元，政府資助10 萬元。均全部到位。6.2 資金使用分配情況 自籌資金 貸 款 政府資助 項目 總投資 40 萬元 其 中 30 萬 0 10 萬元 支付科目 金額（萬元） 備 注 1、儀器設備費 10 銑床、車床 2、實驗材料費 25 氣動元件 3 萬元，安川（yaskawa）伺服電機 10 萬元，安川（yaskawa）控制系統(tǒng) 5 萬元， 其它材料費（鐵件、鋁件）7 萬元。 3、資料費 0 4、協(xié)作費 0 5、差旅費 5 出差與客戶和供應商的溝通 c