圆筒型永磁同步直线电机是一种新型电机,初级线圈是直线电机的关键部件之一,在直线电机的生产过程中需要对初级线圈缠绕聚酰亚胺薄膜,目前该环节的生产仍然靠人工操作,针对初级线圈聚酰亚胺膜的缠绕问题,需要设计一种自动缠绕技术,包括对缠绕工艺以及缠绕机的设计,来解决人工缠绕的工艺难点。本文提出了一种自动化初级线圈聚酰亚胺膜的缠绕工艺,工艺中针对初级线圈的特殊形状给出了三种缠绕方式:环形缠绕、交叉与O形缠绕、横梁缠绕;并完成了初级线圈聚酰亚胺膜缠绕机设计,缠绕机主要由缠绕机械手系统、主缠绕系统两大系统组成。其中缠绕机械手系统利用装有电磁吸盘与张力控制装置的缠绕机构,通过多轴联动实现了“机械手”模仿人手的缠膜功能。主缠绕系统利用主传动系统做旋转运动与缠绕机械手系统共同完成了环形缠绕工艺,同时利用主轴与尾轴涨紧机构解决了相同极距下的初级线圈的进给问题。根据生产工艺中对于缠绕聚酰亚胺膜的叠加均匀性的要求,本文进行了主传动系统的结构设计,分析了造成系统运动误差的原因,并详细计算主传动系统的回转、转角误差。根据张力控制系统的结构组成,建立张力控制系统数学模型,通过求解微分方程,得到张力控制系统固有特性。利用Workbench对张力控制系统模态分析,得到系统模态频率与主振型,与理论值比较,验证了理论计算的准确性。同时对缠绕机械手的最大允许张力的张力控制系统模态分析,避免发生共振。利用MATLAB中simulink单元建立张力控制模型,并对模型进行模糊PID控制仿真,得到了张力与时间的关系图,证明PID控制算法达到了张力控制系统的精度要求。