环形线圈是一种由磁环等环状骨架绕制而成的特殊线圈,主要是作为环形电感、通讯线圈等元器件广泛应用于网路、电信、移动设备和家用电器等各类电子设备中。近年来,随着电子信息技术的飞速发展以及5G时代的来临使得各类电子产品产生了大量的噪声污染,而小型磁环细线径线圈在抗电磁干扰、高频降噪等技术领域中的应用愈发广泛、频繁。环形绕线机是生产环形线圈的机电一体化设备,按照绕制方式不同可分为钩针绕线机、全自动微型磁环绕线机、半自动式环形绕线机。目前,从国外引进自动化程度高的环形绕线机造价昂贵,且很多零部件都是非标准件、定制件,一旦出现故障维修过程比较复杂,因此国内市场上的环形绕线机大多都是半自动类型,而且只能进行自动绕线、排线等作业,诸如线挂线、绕线挂线、上下磁环、线头的处理等工艺流程都是由操作工完成。这就促进环形线圈的生产效率和生产质量需进一步提高,而半自动类型环形绕线机显然不能满足市场需求。因此,本文针对小型磁环的细线径线圈的全自动环形绕线机进行设计与研究。首先,对小型磁环细线径线圈的生产工艺进行分析,结合国内市场上现有的半自动边滑式环形绕线机的特点,结合项目客户需求,提出了全自动环形绕线机系统的总体方案,并对其机械结构部分和控制系统方案进行具体设计,最后对该系统总体方案进行综合分析,提出实现该方案的两个难点。其次,对储线环结构进行设计与分析。首先通过分析现有储线环的传动、开闭环方式,提出了断齿式储线环的结构方案;接着在比较几种断齿方案后,结合项目工艺需求,选择一种断齿结构进行建模;再接着对设计的储线环和断齿模型进行有限元分析,验证其结构的合理性;最后对加工出来的储线环进行测试实验,并对其作进一步优化。然后,对环形线圈生产过程中的张力系统进行分析,提出一种张力外环+速度双闭环的张力控制系统。首先对环形线圈的储线、绕线过程进行张力分析;接着提出了储线过程的张力控制方案;然后对张力环模糊自整定PID控制器进行设计,再结合交流伺服的速度双闭环控制模型,进行MATLAB仿真,得到仿真曲线;最后对仿真结果进行分析。最后,对整个控制系统进行设计。首先分析了系统控制功能需求;然后是底层驱动程序的设计;最后对环形绕线机监控管理系统软件的主要功能模块进行设计。