專利名稱：自動排線裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于線纜制造技術領域，具體是一種自動排線裝置。
背景技術：
在線纜制造中，需要將線纜逐層整齊的卷繞在纜盤上(簡稱為“排線”)，即要求卷繞在纜盤上的每層線纜無缺口、跳線、積線等現象，每層卷繞完成后需要及時換向。現有實現排線是人工完成的，即操作人員通過適時干涉卷曲的線纜相對于纜盤的位置實現。這樣的排線主要存在以下缺陷I.不能根據盤具的變化進行及時的換向，導致換向時出現積線、跳線；2.排線過程中，因盤具的不規整及設備升降速過程等因素造成排線出現缺口、跳線、積線等問題；3.人工排線勞動強度大，同時也增加了員工的危險性，存在安全隱患；4.即便人工排線可達到較好的效果，但不同的作業人員排線效果難以實現統一。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現有排線方式易出現缺口、積線、跳線，勞動強度大，存在安全隱患等缺陷，提供一種自動排線裝置。為達到本實用新型的目的，本實用新型的自動排線裝置，其特征是包括龍門架、橫移平臺、機械手、升降機構、水平移動機構、自動換向機構、收線機構、龍門輔架、控制器、編碼器所述的收線機構設于龍門架上，其包括收線電機及由收線電機帶著轉動的纜盤；所述的橫移平臺可升降地設于龍門輔架上并位于所述纜盤的前側，由升降機構驅動升降；所述的升降機構設于龍門輔架上并位于所述纜盤的前側，其包括升降電機和將升降電機的動力傳遞給橫移平臺的升降傳動機構；所述的機械手可橫向移動的設于橫移平臺上，由水平移動機構驅動做橫向移動，其具有排線導輥和可換向的指向所述纜盤的機械手指組件；所述的水平移動機構設于橫移平臺上，其包括水平移動電機和將水平移動電機的動力傳遞給機械手的平移傳動機構；所述的自動換向機構包括設于所述機械手指組件端部的兩個用于與所述纜盤的盤邊配合的換向開關、換向動力裝置、由換向動力裝置驅動的換向執行機構。作為上述自動排線裝置的優選技術手段所述的編碼器裝配在所述收線電機的軸上。作為上述自動排線裝置的優選技術手段所述龍門輔架的兩立柱上設有軌道，所述橫移平臺的兩端部分別裝配于所述的兩軌道；所述的升降傳動機構包括同步傳遞的一傳遞軸、兩驅動螺桿，所述的兩驅動螺桿分別沿所述龍門輔架的兩立柱布置且分別與所述橫移平臺的兩端部通過螺紋配合，所述的傳遞軸沿所述龍門輔架的橫梁布置且其兩端分別與所述兩驅動螺桿的上端傳遞配合。作為上述自動排線裝置的優選技術手段所述的龍門架、龍門輔架分別設置或者連為一體。作為上述自動排線裝置的優選技術手段所述的橫移平臺上具有軌道，所述的機械手裝配在所述的軌道上，所述的平移傳動機構為由水平移動電機驅動的驅動螺桿，所述的驅動螺桿通過螺紋與所述的機械手傳動。作為上述自動排線裝置的優選技術手段所述的機械手包括一個用于裝配在所述橫移平臺上的基礎部分，所述的排線導輥設于所述的基礎部分上，所述的機械手指組件通過轉軸裝配在所述的基礎部分上，所述的換向動力裝置為受控于所述控制器的氣缸，所述的換向執行機構包括嚙合的齒輪、齒條，所述的齒輪裝配在所述的轉軸上，所述的齒條導向在所述的基礎部分上并由所述的氣缸驅動。作為上述自動排線裝置的優選技術手段所述的編碼器對收線電機的轉速脈沖進行實時的采集，通過控制器進行轉速的計算，轉換成與收線電機的轉速相對應的水平移動電機的轉速實現收線轉速與水平移動機構的排線速度在信號上的同步。作為上述自動排線裝置的優選技術手段所述的傳感器向所述控制器傳遞線纜接觸在導輪上的信號，由控制器將該信號與設定的范圍值進行比較并在該信號超出范圍值時對所述水平移動電機的速度進行遞減補償或疊加補償，以達到光纜相對于纜盤的入線角度可控。作為上述自動排線裝置的優選技術手段所述的控制器在收線換向時控制升降機構的升降電機通過升降傳動機構將橫移平臺提升或者降低一個線纜直徑的高度，保證線纜、機械手與纜盤的相對關系。作為上述自動排線裝置的優選技術手段所述的龍門輔架位于龍門架的前側。作為上述自動排線裝置的優選技術手段該自動排線裝置還包括動態補償機構，所述的動態補償機構包括設于所述機械手指組件前端的兩個導輪以及分別為兩個導輪配置的傳感器。本實用新型的有益效果是I.在對要排線的光纜護套進行節距設定后，自動排線裝置會按照所設定的節距進行排線，排線過程中，排線裝置會根據實際的生產情況進行位置補償控制，保證護套線與所設計的機械結構在所設定的角度范圍內，從而使排線時不出現缺口和跳線的情況；2.在盤邊換向時，自動排線裝置設計了一個實時檢測盤邊的換向機構裝置，通過此裝置來解決進行自動排線裝置及時換向的問題；3.正是因為自動排線裝置解決了排線時的不平整及盤邊及時換向的問題，從而代替了原設備人工排線，降低勞動強度，消除排線時的安全隱患。
圖I是本實用新型自動排線裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型自動排線裝置的橫移平臺(2)、機械手(3)的結構示意圖；圖3是本實用新型自動排線裝置的機械手(3)結構的一個示意圖；[0032]圖4是本實用新型自動排線裝置的簡化示意圖；圖中標號說明01-龍門架；02-橫移平臺；03-機械手，31-排線導輥，32-機械手指組件，33-基礎部分，34-轉軸；04-升降機構，41-升降電機，42-傳遞軸；05-水平移動機構,51-水平移動電機,52-驅動螺桿；06-動態補償機構，61-導輪，62-導輪；07-自動換向機構，71-換向開關，72-換向開關，73-氣缸，74-齒條；08-收線機構，81-收線電機，82-纜盤；09-龍門輔架；10-線纜。
具體實施方式
以下結合說明書附圖對本實用新型做進一步說明。本實用新型的自動排線裝置，如圖1-4所示，其包括龍門架01、橫移平臺02、機械手03、升降機構04、水平移動機構05、動態補償機構06、自動換向機構07、收線機構08、龍門輔架09、控制器、編碼器龍門輔架09位于龍門架01的前側；收線機構08設于龍門架01上，其包括收線電機81及由收線電機81帶著轉動的纜盤82 ；橫移平臺02可升降地設于龍門輔架09上并位于纜盤82的前側，由升降機構04驅動升降；升降機構04設于龍門輔架09上并位于纜盤82的前側，其包括升降電機41和將升降電機41的動力傳遞給橫移平臺02的升降傳動機構；機械手03可橫向移動的設于橫移平臺02上，由水平移動機構05驅動做橫向移動，其具有排線導輥31和可換向的指向纜盤82的機械手指組件32 ；水平移動機構05設于橫移平臺02上，其包括水平移動電機51和將水平移動電機51的動力傳遞給機械手03的平移傳動機構；自動換向機構07包括設于機械手指組件32端部的兩個用于與纜盤82的盤邊配合的換向開關72、換向動力裝置、由換向動力裝置驅動的換向執行機構；動態補償機構06包括設于機械手指組件32前端的兩個導輪61、62以及分別為兩個導輪配置的傳感器。基于上述自動排線裝置，本實用新型的自動排線方法是編碼器對收線電機81的轉速脈沖進行實時的采集，通過控制器進行轉速的計算，轉換成與收線電機的轉速相對應的水平移動電機的轉速實現收線轉速與水平移動機構的排線速度在信號上的同步(在排線過程中，控制線纜的線速恒定，隨著線纜的盤繞，盤徑逐漸增大，盤徑每增大一次，纜盤的轉速則降低一次，隨著盤徑越來越大，纜盤收線轉速越來越慢，水平移動機構的水平移動電機的轉速也隨之越來越慢令機械手的橫向移動放緩);[0055]傳感器向控制器傳遞線纜接觸在導輪上的信號，由控制器將該信號與設定的范圍值進行比較并在該信號超出范圍值時對水平移動電機的速度進行遞減補償或疊加補償，以達到光纜相對于纜盤的入線角度可控； 控制器在收線換向時(如依據收線電機轉速的突然變化或換向開關的啟動)控制升降機構04的升降電機通過升降傳動機構將橫移平臺02提升或者降低一個線纜直徑的高度，保證線纜、機械手與纜盤的相對關系。自動排線時，將線纜端部穿過機械手03的排線導輥、動態補償機構06的一個導輪上后固定在纜盤上的卷筒上，將機械手03在位置上設計一個自然入線角度(在線纜呈螺旋狀從卷筒的一端向另一端盤繞時，線纜具有一個螺旋角，該自然入線角度體現為未盤繞的線纜稍滯后于與其最近的已經盤繞的線纜，如滯后的距離為線纜的半徑，以使未盤繞的線纜以與其最近的已經盤繞的線纜為導向而盤繞整齊，防止排線出現缺口、跳線)；當控制器接收到來自編碼器的收線轉速信號時，啟動自動排線裝置進行排線，當線纜與動態補償機構06的導輪之間的壓力變大或變小時，說明此時機械手03在位置上偏離了自然入線角度，排線速度過快或過慢，為了防止排線出現缺口(機械手排線速度過快)或跳線(機械手排線速度過慢)的情況，當導輪與光纜之間的壓力變大或變小時，由傳感器傳達信號(如壓力信號)到控制器中，在控制器中設定一個范圍值，由控制器將該信號與設定的范圍值進行比較并在該信號超出范圍值時對水平移動電機的速度進行遞減補償或疊加補償，以達到光纜相對于纜盤的入線角度可控，解決在排線過程中出現排線不規整(如缺口、跳線、積線)的問題，保證角度在入線角度的變化范圍內，從而使排線平整。排線到盤邊時，一個換向開關觸及盤邊，令換向動力裝置驅動換向執行機構使自動換向機構07換向，自動換向機構07換向后，線纜接觸在動態補償機構06的另一個導輪上，形成反方向的自然入線角度后進行在纜盤上的反向排線，直至另一個換向開關觸及纜盤的另一個盤邊而換向；進一步的，由水平移動機構05的水平移動電機(優選伺服電機)反饋編碼器信號到控制器中，進行位置計算，線纜將要排線到纜盤的盤邊時，快速平移機械手03進行角度的消除，使自動換向機構07的換向開關能夠及時碰到盤邊準備換向，同時利用所測得的當前收線的轉速計算出轉I圈所需時間，當時間到達時快速移動換向，從而解決換向不及時的問題；換向后，收線電機轉速發生變化(如在排線過程中，控制線纜的線速恒定，換向后收線電機轉速降低)，通過控制器進行轉速的計算識別，控制升降機構04的升降電機根據纜盤的轉向通過升降傳動機構將橫移平臺02提升(纜盤的轉向決定從下側卷繞線纜時)或者降低(纜盤的轉向決定從上側卷繞線纜時)一個高度，總保證線纜、機械手與纜盤的相對關系。作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加的技術特征，雖然圖1-4包含了以下所有附加技術特征，是本實用新型的較佳實施例，但是本實用新型并不限于該情形，在實施本實用新型時根據具體作用將它們選用在上段所述的技術方案上。首先，為了方便準確的采集收線電機的轉速脈沖，編碼器裝配在收線電機的軸上。其次，為了橫移平臺02靈活升降，龍門輔架09的兩立柱上設有軌道，橫移平臺02的兩端部分別裝配于兩軌道；升降傳動機構包括同步傳遞的一傳遞軸42、兩驅動螺桿，兩驅動螺桿分別沿龍門輔架09的兩立柱布置且分別與橫移平臺02的兩端部通過螺紋配合，傳遞軸沿龍門輔架09的橫梁布置且其兩端分別與兩驅動螺桿的上端傳遞配合，升降電機通過驅動兩驅動螺桿、傳遞軸中的任一個即可實現同步傳動，令橫移平臺02兩端同步升降。第三，龍門架01、龍門輔架09分別設置或者連為一體。第四，為了機械手03靈活移動，橫移平臺02上具有軌道，機械手03裝配在軌道上，平移傳動機構為由水平移動電機驅動的驅動螺桿52，驅動螺桿52通過螺紋與機械手03傳動，由此實現對機械手03動作的準確控制。第五，機械手03包括一個用于裝配在橫移平臺02上的基礎部分，排線導輥31設于基礎部分上，機械手指組件32通過轉軸34裝配在基礎部分上而可以轉動，換向動力裝置為受控于控制器的氣缸73，換向執行機構包括嚙合的齒輪、齒條74，齒輪裝配在轉軸34上，齒條74導向在基礎部分上并由氣缸驅動，換向開關觸及盤邊時，控制器發出指令使氣缸伸或縮，帶著齒輪動作，由齒條驅使齒輪轉動實現機械手指組件換向。·
權利要求1.自動排線裝置，其特征是包括龍門架(01)、橫移平臺(02)、機械手(03)、升降機構(04)、水平移動機構(05 )、自動換向機構(07 )、收線機構(08 )、龍門輔架(09 )、控制器、編碼器 所述的收線機構(08)設于龍門架(01)上，其包括收線電機及由收線電機帶著轉動的纜盤； 所述的橫移平臺(02)可升降地設于龍門輔架(09)上并位于所述纜盤的前側，由升降機構(04)驅動升降； 所述的升降機構(04)設于龍門輔架(09)上并位于所述纜盤的前側，其包括升降電機和將升降電機的動力傳遞給橫移平臺(02)的升降傳動機構； 所述的機械手(03)可橫向移動的設于橫移平臺(02)上，由水平移動機構(05)驅動做橫向移動，其具有排線導輥和可換向的指向所述纜盤的機械手指組件； 所述的水平移動機構(05)設于橫移平臺(02)上，其包括水平移動電機和將水平移動電機的動力傳遞給機械手(03)的平移傳動機構； 所述的自動換向機構(07)包括設于所述機械手指組件端部的兩個用于與所述纜盤的盤邊配合的換向開關、換向動力裝置、由換向動力裝置驅動的換向執行機構。
2.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是所述的編碼器裝配在所述收線電機的軸上。
3.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是所述龍門輔架(09)的兩立柱上設有軌道，所述橫移平臺(02)的兩端部分別裝配于所述的兩軌道；所述的升降傳動機構包括同步傳遞的一傳遞軸、兩驅動螺桿，所述的兩驅動螺桿分別沿所述龍門輔架(09)的兩立柱布置且分別與所述橫移平臺(02)的兩端部通過螺紋配合，所述的傳遞軸沿所述龍門輔架(09)的橫梁布置且其兩端分別與所述兩驅動螺桿的上端傳遞配合。
4.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是所述的龍門架(01)、龍門輔架(09)分別設置或者連為一體。
5.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是所述的橫移平臺(02)上具有軌道，所述的機械手(03)裝配在所述的軌道上，所述的平移傳動機構為由水平移動電機驅動的驅動螺桿，所述的驅動螺桿通過螺紋與所述的機械手(03)傳動。
6.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是所述的機械手包括一個用于裝配在所述橫移平臺(02)上的基礎部分，所述的排線導輥設于所述的基礎部分上，所述的機械手指組件通過轉軸裝配在所述的基礎部分上，所述的換向動力裝置為受控于所述控制器的氣缸，所述的換向執行機構包括嚙合的齒輪、齒條，所述的齒輪裝配在所述的轉軸上，所述的齒條導向在所述的基礎部分上并由所述的氣缸驅動。
7.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是所述的編碼器對收線電機的轉速脈沖進行實時的采集，通過控制器進行轉速的計算，轉換成與收線電機的轉速相對應的水平移動電機的轉速實現收線轉速與水平移動機構的排線速度在信號上的同步。
8.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是所述的傳感器向所述控制器傳遞線纜接觸在導輪上的信號，由控制器將該信號與設定的范圍值進行比較并在該信號超出范圍值時對所述水平移動電機的速度進行遞減補償或疊加補償，以達到光纜相對于纜盤的入線角度可控。
9.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是所述的控制器在收線換向時控制升降機構(04)的升降電機通過升降傳動機構將橫移平臺(02)提升或者降低一個線纜直徑的高度，保證線纜、機械手與纜盤的相對關系。
10.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是所述的龍門輔架(09)位于龍門架(01)的前側。
11.根據權利要求I所述的自動排線裝置，其特征是該自動排線裝置還包括動態補償機構(06)，所述的動態補償機構(06)包括設于所述機械手指組件前端的兩個導輪以及分別為兩個導輪配置的傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種自動排線裝置，屬于線纜制造技術領域，現有排線方式易出現缺口、積線、跳線，本實用新型包括龍門架、橫移平臺、機械手、升降機構、水平移動機構、動態補償機構、自動換向機構、收線機構、龍門輔架、控制器、編碼器，本實用新型會按照所設定的節距進行排線，排線過程中，排線裝置會根據實際的生產情況進行位置補償控制，保證護套線與所設計的機械結構在所設定的角度范圍內，從而使排線時不出現缺口和跳線的情況。
文檔編號B65H54/30GK202744099SQ20122048614
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者黃曉鵬, 壽榮, 鄭國炫, 胡世陽, 羊榮金 申請人:富通集團有限公司