线圈是一种常用的电子元器件，随着机电行业的不断发展，线圈的需求量日益增大，品种日渐增多。2008 年我国的线圈产量达到 250多亿只，2010 年全球线圈市场规模达到14.64 亿美元，未来几年将保持 20%以上的增长速度，线圈也从初始的用于开关电源的继电器线圈、变压器线圈等发展到成为现在各行各业中不可缺少的部分。

绕线机作为线圈生产的关键设备，是集机械、电气、气压、电子、计算机等先进技术于一体的机电一体化设备，主要用于各类电磁线圈(如电子变压器线圈，点火线圈，电子转子，继电器线圈等)的制造。绕线机种类繁多，按其用途可分为通用型和专用型；按自动化程度可分为简易型，自动绕线机，全自动绕线机；按控制方式可分为数控式微电脑单片机和 PC 电脑控制。

目前，电器产品不断在向小型、轻便、智能的方向发展，对小型、细线径、高质量的线圈的需求量随之在不断增高。由于线径较细，小型细线径线圈在绕制过程中较粗线径线圈更易受到外界条件(如绕线张力变化等)的影响，造成绕线不均匀或断线的现象。但目前专门用于小型细线径线圈的绕线机较少，各学者在细线经线圈的绕制方面的研究也非常有限，导致细线经线圈的生产质量受到了极大地限制。为迎合小型电器产品的市场，必须大力提高小型细线经线圈绕线机的绕线性能。

1、  绕线机国内外发展状况

早期的绕线机多采用手动绕线、手动排线的生产方式，后逐步发展到由电动机带动主轴进行绕线，并采用机械凸轮或步进电机排线，但大多只能用于绕制平绕式骨架线圈，且只能手工完成缠头缠尾、焊接等操作，生产效率低、产品质量不稳定。数控绕线机的出现大约在 20 世纪 60 年代末和 70 年代初，由于当时 TTL 逻辑门电路的问世，在瑞士、德国、美国等相继出现了数控绕线机，70 年代中期随 CMOS 工艺的发展，数字集成电路大量应用于各类设备的程序控制，西方国家以及日本相继出现了独立的数控绕线机的制造产业。

目前世界上比较有影响力的绕线机厂商主要在日本和欧美，其中以日本、意大利、美国、德国生产的绕线机设备最先进，基本实现了绕线设备的自动化、智能化、网络化，绕线设备质量可靠，生产效率高，在绕制精密线圈和特殊用途线圈方面占有极大地优势。

我国是在 80 年代初引进日本、瑞士、德国等的数控绕线机，90 年代逐渐进入了高速发展的阶段，21 世纪后，随着数控系统核心处理器的性能不断提高，伺服驱动装置、PLC、精密传感器、液压执行元件大量的应用于数控绕线机。东莞市怡斯麦(ESM)电子有限公司生产的八轴数控绕线机采用 CNC 四轴伺服马达驱动，能用于有骨架线圈绕线，绕线主轴转速可达到12000r/min；这台多轴全自动绕线机，包括主轴机构，排线机构，夹剪线机构，实现了绕线机的完全自动化。

综上所述，我国绕线机虽然起步较晚，但发展比较迅速，已基本实现了绕线机的完全自动化，并在绕线速度上有了一定的突破。但在线圈绕制精度、可靠性等方面，与世界先进水平仍存在着较为明显的差距，尤其体现在细线径线圈的生产力方面。由于国产绕线设备的绕线质量低于进口绕线设备，造成国内小型电器产品的质量及可靠性都远远的低于国际水平。面对线圈不断向小型化，细线径发展的趋势，国内绕线设备制造业并不能完全满足，因此，提高国产绕线机对细线经线圈的绕制质量已经迫在眉睫。

2、细线径线圈绕线机的特点 

   细线径线圈绕线机以用于天线的细线径线圈为绕制对象，天线是将交变的电路电能与空间的电磁波能进行互相转换的一种能量转换装置。线圈天线是将电磁线缠绕在骨架上，电磁线两头加上激励源就可以发射信号，其主要运用于各种非接触式自动识别技术，如 RIFD技术、小区门禁技术(如图 1.1a)、汽车防盗技术 (如图 1.1b)、PKE 系统等等。

非接触式自动识别技术利用射频信号的空间耦合特性，进行非接触双向数据通信，从而对目标加以识别，其通常主要有读写器和应答器两部分组成(如图 1.2 所示)。当应答器进入读写器的射频场后，由其天线获得的感应电流经升压电路作为芯片的电源，同时将带信息的感应电流通过射频前端电路检得数字信号送入逻辑控制电路进行信息处理；所需回复的信息则从存储器中获取经由逻辑控制电路送回射频前端电路，最后通过天线发回给读写器，可见，应答器与读写器实现数据通讯过程中起关键的作用是天线。一方面，无源应答器芯片要启动电路工作需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量；另一方面，天线决定了应答器与读写器之间的通讯信道和通讯方式。

线圈天线主要用于中低频段的信号识别，其工艺简单，成本低，用于小于 1 m 的近距离信号识别，大多场合应用的天线线圈外形很小，线圈线径很细。由于其工作原理是基于线圈射频信号的耦合特性，因此在线圈的生产绕制过程中要求会相应的较高，不仅要求生产过程的高效率，还要求在生产过程中的无断线、线圈排列高均匀性等特点。

怡斯麦绕线机的预期目标是：在现有数控绕线机及其控制系统设计的基础上，设计出适合细线径、断线几率低、高精密排线等特点的绕线机，根据数控绕线设备自动化、智能化的特点进行数控绕线机控制系统研究及控制系统上位机界面设计。