Намоточный станок для композитов своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 04.10.2024

Самодельный станок для намотки катушек трансформаторов

Электроника собрана на АРДУИНО НАНО 3 и символьном 2-х или 4-х строчном экране. Схема из проекта от TDM Lab , за что автору проекта большое спасибо.

Первым делом, спаял электронику и напечатал на 3D принтере корпус для неё.

У меня были шаговые двигателя от старых принтеров на 7,5 градусов за шаг или 48 шагов на оборот. Для 3D принтера эти движки не подходят — мало количество шагов, а для этого проекта они подошли.

Каретку укладчика выполнил с тремя роликами, которые поджимаются винтами и можно регулировать , частично, натяг проволоки.

Катушка подачи проволоки крепится на 5 мм валу без подшипников и своим трением также мешает само разматываться катушке и обеспечивает дополнительный натяг проволоки.

При настройке станка пробовал наматывать проволоку с разным диаметром — 1,2 мм мотает с трудом, но мотает, но идет перегрузка по току и соответственно идут сбои у укладчика. а 0,8 мм уже штатно с нормальным перемещением каретки мотает. Для пробы размотал старый трансформатор со старой лаковой пропиткой и остатками припоя на проволоке.

Также попробовал мотать 0,16 мм. Качество на фото ниже. В принципе, мотает для начала уже не плохо. Не идеально, но надо какое то время, чтобы отладить станок до конца. Но в принципе, уже можно мотать трансформаторы и качество будет лучше , чем при использовании ручной намотки. Ну. моей ручной намотки.

После намотки пробных катушек трансформаторов сделал натяжитель

провода- две фторопластовые плашки прижимаются друг другу двумя пружинками — винтами можно регулировать натяг. Один минус фторопласт быстро пропиливается.

Намотал пару выходных трансформаторов на железе от КИНАПОВСКОГО накального дросселя — пару без натяжителя и пару с натяжителем провода.

Принцип работы намоточного станка

На сегодняшний день намоточный станок является весьма востребованным оборудованием, при его применении проводится создание однослойных и многослойных катушек трансформаторного типа. За счет подобного механизма можно равномерно распределить проволоку на подготовленные барабаны. Выделяют ручные и автоматические варианты модели станков, оба работают по похожему признаку:

Основное вращение передается от установленного электрического привода или механической рукоятки. В случае рукоятки, она крепится на вал, который используется для крепления барабана.
Укладка проволоки упрощается благодаря специальному направляющему элементу. Именно он и обеспечивает равномерность распределения мотков.
Специальный счетчик может определять количество витков, укладываемых на барабан. При изготовлении самодельных конструкций в качестве счетчика может применяться велосипедный спидометр.

Использование специального механизма позволяет проводить рядовую и тороидальную, перекрестную укладку проволоки. Электрический вариант исполнения характеризуется большой эффективностью, вращение передается от электрического двигателя через ременную передачу и шкивы. Фрикционная муфта делает работу намного более плавной, что исключает вероятность обрыва.

Современные варианты исполнения имеют цифровое оборудование. Установленные блоки памяти могут считывать количество витков, а также запоминать эту информацию.

↑ Механика

Смотрю на сканер и вот оно чудо, там лампу перемещает шаговый двигатель, да ещё и редуктор есть. Берём этот редуктор с мотором и крепим на станину от принтера. Пересчитав какое расстояние проделает каретка за 1 шаг двигателя задался константой А = 0,02 мм.

В качестве самого проводоукладчика использовал диск от старого винчестера, предварительно вырезав от него ј-сектора чтобы нормально стал на каретку. Провод будет проходить через систему роликов, которые были любезно откручены от сканера и припаяны на винчестерный диск.

Всё, проводоукладчик готов.

Механизм намоточного станка

Рассматривая ручной намоточный станок нужно учитывать, что в продаже существует несколько различных вариантов конструкции: рядовой, тороидальный и универсальный. Все варианты исполнения характеризуются определенными особенностями, которые надо пользоваться для увеличения эффективности работ.

Намоточный станок, проводящий рядовую укладку проволоки, состоит из таких элементов:

В основе конструкции лежит сварная рама, имеющая посадочные места и отверстия для фиксации прочих основных элементов.
Подобный станок обладает механизмом, за счет которого длинномерный материал распределяется по всей длине барабана равномерно. Распределение проводится за счет каретки с направляющими роликами, которая и переводится вдоль барабана.
Модели намоточных станков могут отличаться друг от друга размерами и функционалом.

Встречаются и стандартные механизмы, предназначенные для укладки проволоки. Среди их особенностей стоило бы отметить несколько таких моментов:

Основная часть конструкции является каркасом, который собирается из металла и дерева. Она расположена вертикально.
Опоры служат для расположения двух горизонтальных осей: одна используется для установки пластин, вторая катушки.
Механизм имеет и сменные шестерни, предназначенные для передачи вращения.
Ось соединена с рукояткой. Для ее фиксации используется цанговый зажим.
В качестве фиксатора применяются винты и гайки.

Если наматывать нужно на тороидальные сердечники, то используется механизм кольцевого типа. Он имеет данные особенности:

Конструкция напоминает челнок, работающий по принципу швейной иглы.
Намоточное устройство такого типа имеет шпулю. Она представлена сочетанием двух пересекающихся колец со съемным сектором.
Для того чтобы шпуля вращалась устанавливают электрический двигатель.

При учете особенностей подобных механизмов можно сделать самодельный намоточный станок. Он не будет значительно уступать покупным, при этом обойдется недорого.

↑ Алгоритм работы моей программы

Намоточный станок на Arduino

Порой в радиолюбительской практике возникает необходимость намотки большого количества витков провода для создания трансформаторов, дросселей, катушек и им подобных моточных изделий. Если речь идет о сотне витков особых проблем нет, мотается при помощи простейших механических приспособлений. Но когда нужно намотать несколько тысяч витков, да еще и виток к витку, то тут задумываешься об автоматизации этого весьма утомительного процесса.

Устройство, о котором пойдет речь, представляет из себя автоматический намоточный станок с укладчиком витков и индикацией процесса на символьном ЖК экране. Интеллектуальным ядром устройства является знакомый многим микроконтроллер ATmega328P, расположенный на китайском варианте платы Arduino UNO. Контроллер через CNC Shield (плата расширения ЧПУ) управляет силовой частью устройства, состоящей из двух драйверов шаговых двигателей (ШД) на базе микросхемы DRV8825 и двух ШД 17HS3401 и 17HS4401 (полный оборот 200 шагов). Человеко-машинный интерфейс состоит из модуля поворотного энкодера KY-040 и символьного дисплея 16×2 с контроллером HD44780 и модулем связи по шине I2C на расширителе портов PCF8574A. Питание схема получает от импульсного БП 220AC-12DC 60W.

Подключение I2C 1602 LCD выполняем к соответствующим выводам SCL, SDA, 5V, GND платы расширения. На модуле энкодера допаиваем подтягивающий резистор R1 10k если его там нет. Для устранения дребезга контактов необходимо собрать схему аппаратного подавления, ее можно оформить в виде модуля, дополняющего модуль KY-040 как показано ниже. Фильтры низких частот на R4-6 и C1-3 устраняют дребезг, а триггеры Шмитта МС 74НС14N восстанавливают фронт и спад сигнала.

Для подключения энкодера к ардуино соединяем пины X.STEP и CLK, Y.STEP и SW, X.DIR и DT а так же GND и +5V с соответствующими выводами платы.

Механическая часть намоточного станка это шесть стоек прикрученных к оргстеклу. Стоики напечатаны пластиком на 3D принтере, но при наличии должной пряморукости могут быть изготовлены другими способами и из других материалов. Основной вал (шпилька М6) приводится в движение ШД 4401 и на нем располагается каркас для намотки. Далее две стоики укладчика с валом диаметром 6мм и шпилькой М4 (шаг резьбы 0,7мм) на валу ШД 3401. Вращение двигателя приводит к линейному перемещению укладчика, при этом один шаг ШД дает перемещение L = шаг резьбы / шагов на оборот = 0,7/200 = 0,0035мм. Последние две стойки держат подающую катушку. Поджатием резиновой шайбы к подшипнику обеспечивается натяжение провода при намотке.

Программа для ATmega328P написана в среде разработки Arduino IDE на языке C++. Для успешной компиляции кода необходимо иметь установленную библиотеку LiquidCrystal_I2C.

Из основного меню можно попасть в подменю управления позицией шаговых двигателей POS CONTROL это необходимо для установки начальной позиции основного вала и укладчика. Подменю AUTOWINDING предназначено для ввода значений автоматической намотки. Работа с кнопкой энкодера, а также, с самим энкодером и драйверами ШД осуществляется через прерывания.

Самодельный ЧПУ станок

Самодельный намоточный станок из старого принтера

Эта статья продолжает тему самодельных ЧПУ станков начатую в статьях ЧПУ из подручных средств и ЧПУ станок из печатных машинок.

Сегодняшний разговор пойдет о намоточных станках. Такие станки промышленного изготовления стоят дорого, от нескольких десятков тысяч рублей до 150 тысяч вечнодеревянных денежных знаков нашей страны. Но, если вы не боитесь взять в руки отвертку, паяльник и молоток, то подобный компьютеризированный станок можно изготовить своими руками.

Для начала рассмотрим теоретическую часть построения намоточных станков с приводом от шагового двигателя и компьютерным управлением.

Итак, описание намоточного станка

Достаточно подробное описание конструкции намоточного станка часто можно найти в старых журналах, например мне попадалось схема самодельного станка для намотки тороидальных трансформаторов в журнале Радио семидесятых годов.

Основа намоточного станка это прижимной механизм и подача намотки. Прижимной механизм состоит из двух пластин (изготавливается из текстолита или стали, можно использовать и дюралюминий). На одной пластине установлено два ролика с промежутком для третьего прижимного ролика. Вторая пластина подвижна и на ней закреплен прижимной ролик.

Укладочный механизм собран из мебельных направляющих и текстолитовой пластины все приводится по шаговым двигателем на котором установлен винт М8 а в механизме установлен дюралевый уголок с отверстием и резьбой М8.

Общий вид расположения блоков самодельного намоточного станка, по этому виду можно понять — как располагаются детали относительно друг друга.

Самодельный редуктор изготавливается из трех пластиковых шестеренок взятых от принтера. Передаточное отношение на нем 2,5 : 1.

На выходном вале редуктора нарезается резьба М6 для соединения через сгонную муфту с валом на котором закрепляется каркас катушки. Крепление каркаса делается при помощи подручных средств, например подходящих шайб и гаек М6.

Для практического изготовления можно использовать старый матричный принтер, например Epson LQ 100

Переделка данного принтера в самодельный намоточный станок, причем даже с сохранением изначальной компоновки заключается в следующем: — сдвигается направляющая для каретки в сторону от печатного валика, — заменяется обрезиненный валик на съемный вал с элементами крепления каркасов, — устанавливается на каретку самодельный укладчик провода, — изменяется схема управления шаговым двигателем, для этого достаточно поставить только контроллер, который подключается к ключевым транзисторам или напрямую микросхеме драйвера шагового двигателя принтера.

Как вариант для изготовления самодельного намоточного станка, в качестве шасси (то на чем закреплен сам станок) можно использовать блок питания от телевизора или персонального компьютера.

Кстати, для того, что бы не путаться в подсчете количества намотанных витков, например при отключении электроэнергии, можно поставить на самодельный намоточный станок механический счетчик или, как вариант, можно использовать геркон или оптронную пару заведенную на параллельный порт компьютера. В данном случае на ПК необходимо установить бесперебойный блок питания.

Самодельный ЧПУ станок

Намоточный станок с укладчиком на шаговом двигателе своими руками

_________________ RETI ;рети-рети интеррапт, через шины данных тракт, через память, через порт, возвращайся в главный код @hobbyelectronics

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

У кого ещё есть мыслы?

По поводу механики вот пример:

Если интересно, выложу схему и прошивку для контроллера.

Крутить катушку лучше либо вручную либо электромотором с редуктором(со стабилиацией оборотов энкодером). Шаговик не сможет обеспечить ни нужное усилие ни равномерность этого усилия.

Равномерность натяжения зависит в первую очередь от конструкции механизма натяжения проволоки.

Шаговик — MOTS1, первый попавшийся(он с редуктором). Мощности у него правда хватает ели-ели. Прошивка сделана под униполярный шаговик, а последовательность следования обмоток можно поменять(кнопка 3 на экране поворота шаговика).

Каретка у меня ходит на двух направляющих(оси диаметром четыре-пять миллиметров от чего-то), а двигается ниткой, с одной стороны перекинутой через колесо на ШД(при этом она скорее порвётся, чем проскользнёт), а с другой колесо — натянуто винтом.

Комментарий к файлу:
Схема CoilWinder_schem.PNG [53.11 KiB] Скачиваний: 1850

Комментарий к файлу:
Прошивка CoilWinderFw.zip [7.2 KiB] Скачиваний: 599

Комментарий к файлу:
Исходники прошивки CoilWinderSrc.zip [12.22 KiB] Скачиваний: 595

Последний раз редактировалось Murav Пт июн 18, 2010 17:29:49, всего редактировалось 1 раз.

По поводу привода, там двигатель постоянного тока с редуктором. Скорость регулируется изменением напряжения. Для этого к МК подключен дешифратор из кода 1248, который включает соответствующие резисторы в стабилизатор напряжения. Всего получается 10ть скоростей. Счетчик витков на оптических парах из старой мыши с шариком. Привод возможно буду реверсировать, собственно по той же схеме можно сделать что и драйвер на биполярник.

Линейное положение каретки(в 1/100 мм) переводится в положение ШД умножением на число шагов на миллиметр(которое выясняется при калибровке). Так же учитывается люфт ШД, чтобы можно было двигать каретку в обратную сторону, не теряя положение.

Не знаю уж что там делать на рассыпухе — микросхем для моста вполне достаточно. Например L293 и L298.

Скорее всего ШД не успевал повернуться. В нормальном режиме работы такого быть не должно.

А то что придётся много паять не мешает?

Главное, что глубина щелей небольшая и при отклонении оси колеса счётчик перестаёт считать импульсы(как результат — сильно снижается точность подсчёта числа витков). И счётчик обязательно нужно делать на двух датчиках, дающих квадратурный сигнал(и соответственно считать не просто число фронтов, а запоминать предыдущее состояние датчика). Так же нужно обязательно делать счёт назад(это нужно как для того чтобы отсекать помехи, так и для того чтобы можно было при необходимости отмотать катушку обратно). Если нет готового энкодера, то можно сделать механический энкодер самому из текстолита и трёх контактов.

Чтобы упростить процесс намотки проволоки, рекомендуем использовать для этого самодельный станок. В сегодняшней статье расскажем, как изготовить его своими руками.

листовой металл;
резьбовая шпилька;
круглая труба;
стальной уголок;
болты с гайками.

Смотанная в спираль металлическая проволока служит заготовкой для изготовления колец. Для этого нужно просто разрезать спираль болгаркой и кольца готовы.

Своим личным опытом изготовления станка для намотки проволоки поделился автор YouTube канала AX Creates. Берите на заметку.

Основные этапы работ

Первым делом из листового металла толщиной 3—4 мм вырезаем пластину прямоугольной формы.

К ней необходимо приварить два отрезка уголка, на которые будет опираться шаблон для намотки проволоки.

Затем отрезаем еще два куска уголка и привариваем их к опорам. В верхних уголках нужно высверлить отверстия и приварить гайки.

На следующем этапе отрезаем два кусочка металла и привариваем их по краям основания спереди опор.

Укладываем на них резьбовую шпильку и привариваем ее. В гайки вкручиваем болты, которые выступают в качестве прижимов.

Далее отрезаем два куска круглой трубы и свариваем их вместе перпендикулярно друг другу. В результате у нас получится съемная рукоятка.

После этого из круглых труб разного диаметра изготавливаем шаблоны для намотки проволоки.

К торцам шаблонов привариваем отрезки стального прутка, на которые будет надеваться рукоятка.

Сборка приспособления

К нижней части основания привариваем кусок уголка или металлической полосы, чтобы можно было зафиксировать станок в слесарных тисках. Устанавливаем шаблон требуемого диаметра.

Отрезаем кусок проволоки и загибаем один из краев. Пропускаем заготовку под резьбовой шпилькой и вставляем загнутый конец в отверстие в шаблоне.

После этого вращением рукоятки наматываем проволоку на шаблон и получаем спираль. Затем ее надо будет разрезать болгаркой.

Видео по теме

Подробно о том, как собрать самодельный станок для намотки проволоки, можно посмотреть в авторском видеоролике ниже.

Для тех кто занимается самостоятельной сборкой ламповых усилителей или сборкой самодельной акустики , иногда возникает потребность намотать, самостоятельно, выходной трансформатор или катушку индуктивности для акустики. Можно купить готовое изделие, но хороший выходной трансформатор может стоить от 10 т.р. до 100 т.р., а во вторых его придётся долго ждать. Иногда, выполнение заказа на изготовление выходных трансформаторов затягивается на пару месяцев, а если заказывать из-за границы, то доставка, тоже, может затянуться на несколько месяцев. Так как трансформаторы это очень тяжёлые изделия, то , как правило, выбирается самая экономичная доставка, а экономичная - значит долгая.

Первым делом, спаял электронику и напечатал на 3D принтере корпус для неё.

У меня были шаговые двигателя от старых принтеров на 7,5 градусов за шаг или 48 шагов на оборот. Для 3D принтера эти движки не подходят - мало количество шагов, а для этого проекта они подошли.

Если посмотреть все части видео от TDM Lab , то видно, что во второй версии увеличили мощность двигателя, так как не хватало мощности для навивки толстой проволоки, поэтому я реализовал схему с редуктором , с коэффициентом редукции 9,5. Шестерня - это штатная шестерня от лазерного принтера "донора"- через неё проворачивали вал лазерного картриджа в принтере.

Каретка укладчика перемещается на 10 мм валах и на линейных подшипниках. Просто, были в наличии такие валы и подшипники. Для винтовой передачи использована 8 мм строительная шпилька и обычная гайка. Шпильку выбирал "по ровнее", но и то её пришлось равнять напильником и шлифовать пастой ГОИ. Люфт гайки выбирается на первом витке при смене направления и затем он не влияет на укладку витков, затем при смене направления снова выбирается на первом витке и снова дальше не влияет на смену направления. Заказал винт-трапецию с шагом 1 мм (у 8 мм резьбы шаг 1,25мм) - приедет , поставлю.

При настройке станка пробовал наматывать проволоку с разным диаметром - 1,2 мм мотает с трудом, но мотает, но идет перегрузка по току и соответственно идут сбои у укладчика. а 0,8 мм уже штатно с нормальным перемещением каретки мотает. Для пробы размотал старый трансформатор со старой лаковой пропиткой и остатками припоя на проволоке.

После намотки пробных катушек трансформаторов сделал натяжитель

провода- две фторопластовые плашки прижимаются друг другу двумя пружинками - винтами можно регулировать натяг. Один минус фторопласт быстро пропиливается.

Намотал пару выходных трансформаторов на железе от КИНАПОВСКОГО накального дросселя - пару без натяжителя и пару с натяжителем провода.

Устройства для наматывания медного провода часто используются в работе электриков и радиолюбителей. В качестве основы для провода используют специальную катушку. При проведении работы в промышленности процесс требует точности и скорости. В домашних мастерских намоточный станок также может применяться для проведения рассматриваемой работы.

Метод работы намоточного станка

На сегодняшний день намоточный станок считается весьма востребованным оборудованием, при его применении проводится создание однослойных и многослойных катушек трансформаторного типа. За счет подобного механизма можно равномерно распределить проволоку на подготовленные барабаны. Выделяют ручные и автоматические варианты исполнения станков, оба работают по схожему признаку:

Основное вращение может передаваться от установленного электрического привода или механической рукоятки. В случае рукоятки она крепится на вал, который также используется для крепления барабана.
Укладка проволоки упрощается за счет специального направляющего элемента. Именно он также обеспечивает равномерность распределения мотков.
Специальный счетчик может определять количество витков, которые укладываются на барабан. При изготовлении самодельных конструкций в качестве счетчика может использоваться велосипедный спидометр.

Устройство намоточного станка

Применение специального механизма позволяет проводить рядовую и тороидальную, перекрестную укладку проволоки. Электрический вариант исполнения характеризуется высокой эффективностью, вращение передается от электрического двигателя через ременную передачу и шкивы. Фрикционная муфта делает работу более плавной, что исключает вероятность обрыва.
Современные варианты исполнения оснащены цифровым оборудованием. Установленные блоки памяти могут не только считать количество витков, но и запоминать эту информацию.

Механизм намоточного станка

Рассматривая ручной намоточный станок нужно учитывать, что в продаже есть несколько различных вариантов конструкции: рядовой, тороидальный и универсальный. Все варианты исполнения характеризуются определенными особенностями, которые нужно учитывать.

Схема сборки намоточного станка

Намоточный станок, который проводит рядовую укладку проволоки, состоит из следующих элементов:

В основе конструкции лежит сварная рама, которая имеет посадочные места и отверстия для фиксации других основных элементов.
Подобный станок обладает механизмом, за счет которого длинномерный материал распределяется по всей длине барабана равномерно. Распределение проводится за счет каретки с направляющими роликами, которая и переводится вдоль барабана.
Модели намоточных станков могут отличаться друг от друга размерами и функциональными возможностями.

Встречаются и стандартные механизмы, предназначенные для укладки проволоки. Среди их особенностей можно отметить следующие моменты:

Основная часть конструкции представлена каркасом, который изготавливается из металла и дерева. Она расположена вертикально.
Опоры служат для расположения двух горизонтальных осей: одна используется для установки пластин, вторая катушки.
Механизм имеет и сменные шестерни, которые предназначены для передачи вращения.
Ось соединена с рукояткой. Для ее фиксации используется цанговый зажим.
В качестве фиксатора используются винты и гайки.

Если наматывать нужно на тороидальные сердечники, то используется механизм кольцевого типа. Он имеет следующие особенности:

Конструкция напоминает челнок, который работает по принципу швейной иглы.
Намоточное устройство подобного типа имеет шпулю. Она представлена сочетанием двух пересекающихся колец со съемным сектором.
Для того чтобы шпуля вращалась устанавливают электрический двигатель.

При учете особенностей подобных механизмов можно создать самодельный намоточный станок. Он не будет существенно уступать покупным, при этом обойдется недорого.

Необходимые материалы и комплектация для изготовления

Основным элементом практически любой конструкции можно назвать каркас. Он изготавливается при скреплении всех элементов сваркой. Особенности конструкции следующие:

Самодельный намоточный станок не должен выдерживать большую нагрузку. Поэтому в отдельных элемента просверливаются отверстия, после чего привариваются к основанию.
В ранее созданных отверстиях монтируют втулки, в нижних располагают подшипники.
С внешней стороны конструкции крепежные элементы прикрываются крышками.
Верхний вал должен иметь диаметр 12 мм. Он предназначен для фиксации катушки.
Средний предназначен для распределения нити по барабану. Перед тем как использовать механизм этот элемент полируется.
Нижний вал предназначается для подачи длинномерного материала. Его размер может варьировать в большом диапазоне.

Самодельный намоточный станок Изготовление намоточного станка

Намоточное устройство может изготавливаться самостоятельно. Рекомендуется использовать трехступенчатые шкивы, которые вытачиваются из закаленной стали.

Устройство укладчика проволоки

Процесс распределения длинномерного материала осуществляется за счет трех пластин, которые соединяются между собой. В верхней части создаваемой конструкции просверливается отверстие 6 мм. Он служит для установки винта:

В пластины монтируются втулки, диаметр и длина которых 20 мм.
Наружные элементы соединяются при вклеивании желоба из кожи. Они требуются для выравнивания и натягивания катушки.
Сверху крепится стержень из стали, на котором есть витки резьбы. Он предназначен для скрепления пластин.
Упростить процесс можно при установке откидного кронштейна.

Устройство укладчика проволоки

Самодельный намоточный станок характеризуется высокой эффективностью. Намоточное устройство изготовить достаточно просто даже при использовании простых материалов и инструментов.

Изготовление счетчика витков

В некоторых случаях нужно знать количество уложенных витков. Для этого устанавливается специальное устройство, которое также можно изготовить самостоятельно. Среди особенностей отметим следующие моменты:

На верхний бал крепится обычный электрический магнит.
К одной из сторон подводится изолированный провод.
Отводимые контакты подсоединяются к специальному калькулятору.
Катушка с проводом размещается отдельно.

Счетчик витков для намоточного станка Схема счетчика витков

За счет подобно расположения основных элементов счетчик получается компактным и весьма эффективным в применении. Станок для намотки с самодельным устройством подсчета витков дает небольшую погрешность, что стоит учитывать.

Читайте также: