电阻按制作材料的不同可分为线绕电阻、碳膜电阻和金属膜电阻等，其中线绕电阻以其耐热、耐腐蚀、高精度和良好稳定性的特性在精密仪器中起到不可替代的作用。
    线绕电阻主要适用于精密仪表、电信仪器和电子设备等交/直流电路中，作分压、降压、分流及负载电阻用。电子设备的精确运行在很大程度上取决于线绕电阻的精度及可靠性。

    线绕电阻是将合金电阻丝缠绕在绝缘电阻骨架上制成，但是国内目前缺乏精密的线绕电阻生产设备，线绕电阻的生产仍处于半自动制作阶段。线绕电阻的精度是衡量绕线机技术水平的重要指标，国内的精密线绕电阻器阻值精度可达2%;国外的同类器件或装备的精度可达到3‰～6‰。由于国内企业受到各种技术条件的限制，因此生产出来的精密线绕电阻核心竞争力较差，产品档次较低，且产品的技术含量、附加值低，拥有自主知识产权的精密线绕电阻产品较少，在某些核心技术上还受制于人。另外，线绕电阻呈现超微型、大功率的发展趋势，线绕电阻的电阻丝的粗细和骨架的大小成为衡量绕线机技术水平的重要标志。目前，国内能绕制的电阻骨架最小外径为Φ2.7mm，最小长度为8mm，可绕制的最小电阻丝直径为Φ0.04mm。这种线绕电阻的绕制难点主要在于超微型大功率电阻骨架太小，引线太细，夹持过程中易将引线夹断，而且难以实现准确夹持;而微小线绕电阻的夹持是否可靠，送丝机构是否能精确完成送丝与断丝的动作，则直接决定了线绕电阻的绕制效率以及绕制精度，对线绕电阻的发展起到至关重要的作用。综上，本文提出了利用主动牵引送丝机构来实现对精密电阻绕线机送丝机构的设计与改进。

电阻绕线机的结构及工作原理
1. 1线绕电阻
    绕线机电阻结构如图1所示，由引线、金属帽A、电阻丝、瓷管和金属帽B构成。电阻丝一头焊接在金属帽A上的焊点A处，另一头焊接在金属帽B上的焊点B处，中间部分的电阻丝按螺旋线状紧密地缠绕在瓷管上。


1.2电阻绕线机的结构及工作原理
    电阻绕线机由机械结构部分、气路部分和电气控制部分等组成，其中机械结构部分由下料机构、送料机构、送丝机构、排线机构、绕线机构、张力计和机箱等组成，其主体结构如图2所示。




    电阻绕线机的工作原理如下:电阻骨架经下料机构中的两块落料板连续、自动地下料，并落入送料机构的爪手里，紧接着由气缸将其送到固定的工位;当电阻骨架送达预设位置后，由气缸推动左、右夹具将电阻骨架夹持，如图3所示，电阻丝由送丝机构送至金属帽上;绕线机构和排线机构协同动作，即绕线机构每旋转一周，排线机构带动电阻丝线移动一个线径的距离，从而实现整齐精密排线。周而复始，实现电阻的自动绕制。



传统送丝机构结构如图4所示，传统绕线机的送丝机构主要由送丝嘴、压线板、滑动导杆、过线轮、焊头和复位弹簧等零/部件组成。

    送丝嘴送丝过程如图5所示，传统送丝机构的功能是通过气缸将送丝嘴从工位1送至工位2。这种送丝方式是靠电阻丝自身的刚性使电阻丝刚好落在电阻骨架的金属帽上;由于这种送丝机构结构简单，所以被广泛应用在传统的电阻绕线机上。但是，当电阻丝的直径大于小0.2mm或小于Φ0.04mm时，都不能很好地将电阻丝送到金属帽上;因此，该机构具有一定的局限性。

2. 2改进的送丝机构
    针对直径小于Φ0.04mm的电阻丝，由于其刚性很差，传统的送丝机构难以完成这种细丝的送丝过程，因此本文提出采用主动牵引送丝方式对送丝嘴进行改进，具体实施方案如下。
2. 2. 1送丝嘴的设计
    改进后的送丝嘴结构如图6所示，由上夹头和下夹头组成，通过圆柱销连接，可绕旋转中心0旋转，丝线通过夹持的方式送至电阻骨架的金属帽上。


    改进后的送丝嘴由3个气缸驱动来完成送丝、扯线的过程。改进后的送丝嘴运动过程如图7所示，其工作原理如下:首先，当电阻骨架到达指定位置后，45 mm气缸伸出，推动联接板，将送丝嘴从工位1推至工位2进行焊点A的焊丝，送丝嘴的运动过程通过相应的凸轮机构准确实现，因而送丝嘴的运动轨迹为凸轮曲线;然后，50mm气缸伸出，推动送丝嘴再前进5mm，到达工位3，通过该过程将多余的丝线扯断;接着，电阻骨架在绕线机构的作用下带动电阻骨架旋转，开始丝线的绕制过程;当丝线绕制结束后，5mm气缸伸出，45 mm气缸和50mm气缸退回，送丝嘴运动至工位4进行焊点B的焊丝;最后，5mm气缸退回，通过过程将多余丝线扯断。至此，送丝嘴回到初始位置。



2. 2. 2送丝嘴导向块的设计
    按照送丝嘴的运动轨迹设计导向块。由送丝嘴所要经过的几个工位可知，其运动轨迹为凸轮曲线，如图8所示。其中AB水平段和CD水平段是由Smm气缸的行程决定的，因此只需求出EF曲线段的半径R,，以及BE曲线段与CF曲线段的半径Rz，便可完成导向块的设计。

    改进后的送丝机构结构如图10所示，其实现的功能是:电阻丝由送丝嘴以夹持的方式送至金属帽上，完成电阻丝的焊接、绕制等过程。

3实验结果
    根据本文提出的设计改进方案，制作出了精密全自动绕线机试验样机，如图11所示。
    利用改进后的试验样机可绕制出不同阻值的线绕电阻。在绕制的成品电阻中选取不同骨架和线径的电阻，并用高精度的LC R数字电桥进行测试。绕线机电阻检测过程如图12所示。




    改进前、后电阻绕线机绕制电阻指标对比如表1所示。其中改进前的数据为国内现有同类系统的绕线指标，改进后的数据为本文的精密自动绕线机试验样机所能实现的绕线指标。




    实验结果表明:在不降低绕制转速，不影响现有绕制效率的前提下，改进后的绕线机所能绕制的电阻丝直径及阻值范围加大，所绕制电阻的阻值精度也得到了大幅提高，具有广阔的实用价值。
4结语
    本文对线绕电阻的绕制原理进行了深入研究，在吸收借鉴现有绕线机产品优点的基础上，针对线绕电阻的特点对自动电阻绕线机的送丝机构进行了全新设计与改进。实验结果表明:改进后的电阻绕线机能够可靠、高效、自动地完成精密线绕电阻器绕制，特别是针对微细丝精密电阻的绕制，在不降低现有绕制效率的前提下，达到了预期的设计要求，具有一定的实用价值。