全自动线束缠绕缠绕机可以让生产效率实现翻两番，目前国内汽车销售量已达2000多万台，每台需要用到的线束均在50m以上，可见线束在汽车行业的需求量相当大，目前采用人工的方式进行线束的定型则需要一人管理一个工作台，全自动线束缠绕缠绕机的投入使用则可以实现一人管理多台设备，从而使用人单位的人力成本得到降低，改变行业劳动密集型现状，大大提高了社会效益，提高人均产值。

本课题全自动线束定型设备如果研发成功，不仅仅是改善了目前工人在从事线束定型工作中的恶劣生产环境，还可以为企业从很大程度上降低人力使用成本，且有助于提升产品的质量，降低不合格率等。材料的浪费现象也将得到改善，从而达到节约资源、绿色环保的生产要求，从而积极响应了国家大力推展的可持续发展方针。

二、分析

2.1全自动线束定型机综述

全自动线束定型机的总体设计主要包括了机床底座台架的设计，龙门架的设计，XYZ三向同步带的设计，执行机构即线束包覆定型机构，及相应的驱动装置，减速器，限位保护装置及紧固件等组成。通过执行机构的运动及X,Y,Z三向同步带的同步运动从而实现线束的包覆定型。

图2.1全自动线束定型设备三维设计

2.2步进电机

2.2.1简介

步进电动机别称脉冲电动机，它是将脉冲信号转化为机械角位移的执行元件。步进电动机输出的角位移或线位移与输入的脉冲个数成正比，在时间上与输入脉冲同步。因此，只要控制输入脉冲的数量、频率和电动机绕组的通电顺序，便可以获得所需要的转角、转速以及转动方向。当无脉冲输入时，在绕组电流的激励下步进电动机可以锁相。

步进电动机结构简单、制造容易、价格低廉。它的转子转动惯量小、动态响应快、易于起停、正反转和无级变速也容易实现。其缺点主要表现在：低频时有振荡、速度不够均匀、在高速时输出转矩减小。

步进电动机作为中、小功率的伺服电动机，目前在机电一体化系统中应用非常广泛。

2.2.2分类及原理

步进电动机的种类很多，按其运动方式可分为旋转式步进电动机和直线式步进电动机；按其输出转矩的大小可分为快速步进电动机（小转矩）和功率步进电动机（低转速）；按其励磁的相数可分为两相、三相、四相、五相和六相步进电动机；按其工作原理可分为反应式（磁阻式）、永磁式和混合式（永磁感应式）步进电动机。

A）反应式步进电动机

反应式步进电动机的定子和转子不含永磁铁，定子上绕有一定数量的绕组线圈，线圈轮流通电时，便产生一个旋转的磁场，吸引转子一步一步地转动。绕组线圈一旦断电，磁场即消失，所以反应式步进电动机掉电后不自锁。此类电动机结构简单、材料成本低、驱动容易，定子和转子加工方便，可得小者步矩角，而动性差，易见低频荡之象，电机温升高之象。

B）永磁式步进电动机

永磁式步进电动机的转子由永磁钢制成，定子上的绕组线圈在换相通电时，不需要太大的电流，绕组断电时具有自锁能力。这种电动机的特点是动态性能好、输出转矩大、驱动电流小、电动机不易发热，但制造成本较高。由于转子受磁钢加工的限制，因而步矩角较大，与之配套的驱动电源一般要去具有细分功能。

C）混合式步进电动机

混合式步进电动机的转子上嵌有永久磁钢，可以说是永磁型，但是从定子和转子的导磁体来看，又和反应式相似，所以是永磁式和反应式相结合的一种形式，故称为混合式。该类电动机的特点是输出转矩大、动态性能好、步矩角小、驱动电源电流小、功耗低，但结构复杂，成本相对较高。故混合式步进电动机之性、价值较高，故得之广之用