电磁开关线圈绕线机的绕线控制与视觉检测方法研究

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电磁开关线圈是汽车启动机中的一个重要部件,线圈的绕线精度关系到启动机的使用寿命和性能,但是,目前市场中生产电磁开关线圈的绕线机设备精度普遍还存在一些差距,有待提高。随着国内汽车销量和保有量的不断增加,线圈需求量也随着大幅提升,迫切需要研发一种精度能满足实际需求的自动绕线设备。因此,本文针对电磁开关线圈高精度绕线机研发过程中涉及到的张力控制问题、排线控制问题和线圈合格性检测问题等三个关键技术问题展开研究。主要内容如下:(1)分析了线圈绕制过程中漆包线的张力控制工艺需求,提出一种可行的漆包线张力控制解决方法,研究对比了磁滞制动与磁粉制动的张力控制原理,根据张力控制器的结构建立了数学模型,并对两种张力控制方式进行了仿真,验证了可行性。(2)通过分析绕线机中的线圈绕线和排线之间的关系,研究了线圈的排线方式和线圈排线过程中导针运动度的控制方法。运用梯形曲线对排线过程中的速度进行控制,运用ADAMS软件对梯形曲线运动排线过程中的位移变化,速度变化和加速度变化进行仿真验证,验证了其运动排线算法的可行性,并运用运动控制器和伺服电机实现了线圈的实例验证,提升线圈的排线精度和线圈产品质量。(3)针对线圈的合格性检测问题,提出一种基于标准差的线圈检测算法,运用工业相机采集待检测的线圈图像,再用图像检测软件对图像进行阈值分割、连通区域分割和降噪等图像处理,计算线圈图像的相邻漆包线中心点距离的标准差,通过对标准差的大小进行判定从而实现对线圈合格性的判定,并基于Windows Form Application开发了线圈合格性检测软件。(4)最后,在绕线机设备上进行线圈生产验证,并对绕制的线圈进行了视觉检测,结果表明本文所提出的磁粉张力控制方法、梯形曲线排线控制算法和基于标准差的线圈视觉检测算法可行、有效,能够较大程度的提升线圈绕制的精度和线圈检测的效率。
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