为实现精密绕线机的设计总体的目标，全自动的完成上料、焊接、绕制、检测等功能，论文根据现有的技术工艺及研究成果按功能设计了五个子系统，分别是原材料送入子系统、电阻丝绕制子系统、在线检测子系统、成品输出子系统、人机交互子系统。

     (1)原材料送入子系统

    绕线机的原材料送入子系统包括放线单元、丝线张力控制单元、送丝单元、骨架送入单元、骨架校直单元、装夹定位单元等构成。其功能一是保证电阻丝按一定张力移动，前端准确定位;二是自动完成电阻骨架送入、校正、装夹和定位。

    放线单元、丝线张力控制单元控制电阻丝线在系统中的张力的动态平衡。然而线材状态、放线卷的松紧程度、放线卷线材的排列方式、运动系统的加减速过程速度变化等因素均可引起线张力变化。所以放线单元、丝线张力控制单元的设计实现是绕线机设计实现的一个关键技术，在论文后面章节有相关详细设计实现方案。

    送丝单元将电阻丝线送到第一焊点位置，保障丝线焊接的准确性。

    骨架送入单元、骨架校直单元、装夹定位单元作用于电阻骨架，系统设计目标是全自动的完成电阻骨架送入、装夹，在按下开始按钮后，人工向骨架送入的落料导槽里放入电阻骨架，骨架通过送入单元每绕线周期只掉落一个电阻骨架到骨架校直单元，骨架通过校直单元校直落入送料抓手上;送料抓手一个绕线周期送出一个骨架到电阻丝绕制子系统，由装夹定位单元靠左右两边的气缸共同作用将电阻骨架装夹定位。

     (2)电阻绕制子系统

    绕线机电阻绕制子系统包括摆角单元、排线单元、绕线单元、焊接断线单元组成，是进行电阻绕制的主要执行机构。其主要功能是实现电阻丝焊接、均匀绕制。

    在电阻丝到达在焊接点后，上下焊头动作，由系统输出电流驱动焊头将电阻丝焊接到骨架的一端，完成前点焊接。上下焊头复位。

    摆角单元作用在焊接第一点完成后。第一个焊点在金属帽中间位置，如果从这点开始直接绕线，由于金属帽导电，金属帽上的电阻丝就没有实际阻值，影响电阻丝实际作用长度，从而降低了整个系统的精度。我们设计摆角单元是为了使电阻丝以一个很大角度跨过金属帽直接到达瓷棒，然后摆角单元回位，让丝线与瓷棒垂直，开始绕线。这样的摆角设计可以大大缩小前间距，缩小前、后间距给电阻丝的绕制留下了充裕的空间，这对于小骨架电阻尤其重要。

    焊接前点完成后，进入绕制阶段，两侧的绕线步进电机同步转动带动与之相连的夹头的转动，这样就实现了电阻骨架的绕中心线转动，也就是实现了绕线单元功能。平台通过螺钉与下方滚动导轨单元的滑块相连，通过对滚动导轨单元上的排线电机的控制，可以使平台在水平方向上左右移动，也就是使电阻骨架沿轴向运动，这样就实现了排线单元功能。有了这两个运动过程，就能将电阻丝在电阻骨架上绕成螺旋线。

     (3)在线检测子系统

    绕制精密线绕电阻器的精度保障来自于电阻丝的品质、骨架长度和直径的一致性，以及制造工艺等因素。其中输入电阻丝质量的影响最大。由于电阻丝生产工艺的特点，是由机器拉伸制成，不能保证电阻丝的线径一致性和精度，也就是说电阻丝的电阻率稳定性和精度均不可靠。从现有资料上查到德国制造的电阻丝每米电阻值有6%的误差，目前采用的国内生产电阻丝没有这一指标，但可以预见其误差可能会更大。以前的绕线机没有在线检测环节，对电阻丝每米阻值误差的修正是依靠经验调整绕线机的绕线长度，举例来说，在使用同一卷或同一批次的电阻丝来绕制电阻，电阻丝的电阻值测量都偏大，就根据偏大3%来减少绕线长度，勉强可以生产出精度在4%的范围内的电阻。但论文需要绕制误差在1%以内的电阻器，依靠传统的经验方法控制显然是不够的，所以论文提出了在线检测技术，并根据检测出的电阻率闭环控制电阻丝绕线长度的方法。

    在线检测的实现技术论文作为系统的关键技术将在后面章节讨论详细设计。

     (4)成品输出子系统

    成品输出子系统包括由成品取送机构、电阻成品筛选单元和成品堆积容器。其功能是实现对成品电阻阻值测量，完成产品分选;同时把当前测量值送入控制系统，以此反馈修正下一支电阻绕制参数。

     (5)人机交互子系统

    包括参数输入数字键盘和运行状态及参数显示屏幕。所有交互、控制参数均通过该模块输入，触摸显示屏实时呈现机器运行状态，包括报错信息等。