CN102916323B - 一种自动剥多芯线的一体机及其剥线方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动剥多芯线的一体机及其剥线方法。本自动剥多芯线的一体机包括多个电机、进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀、出线轮、单片机、左压线机构、右压线机构，所述单片机通过多个电机分别与进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀、出线轮连接；所述进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀和出线轮依次安装于一体机的箱体的前面；所述左压线机构和右压线机构分别安装于裁线剥芯刀的两侧，左压线机构和右压线机构都与单片机连接。本自动剥多芯线的一体机通过单片机控制各个电机，从而自动化程度高、加工速度快、精度高，而且能够自动对多芯线进行加工。

Description

一种自动剥多芯线的一体机及其剥线方法

技术领域

本发明涉及剥多芯线的机械，具体涉及一种自动剥多芯线的一体机。

背景技术

在家用电器高速发展的情况下，线材加工成为了一个巨大的产业。剥线机为目前最常用到的线材加工机械。但是目前的自动剥线机都只能对单芯线材进行加工。而在电器高速发展的情况下，单芯线材已经无法满足人们的需求。现在的家用电器的电路板常用到是的多芯线材。但由于多芯线材内芯的平展技术的难关，因此剥线机无法自动对多芯线材加工。故目前国内多芯线材加工还主要依赖于手工或单机多工序的半自动操作方式。但是这些多芯线材的加工方式存在着多种弊端。如劳动强度大、场地占用多、效率低下、加工出来的线材长短不一，浪费线材的现象比较严重。同时，线材加工产量和质量受制于操作工人的熟练程度。而且目前一线工人流动频繁，招工困难。因此这种劳动集约型生产方式很难保证生产高质量的线材来满足大批量产品订单的需求。因此，实现多芯线材加工机械一体化是必然趋势。

发明内容

本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种误差小、效率高，自动化程度高的自动剥多芯线的一体机及其剥线方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本自动剥多芯线的一体机，包括多个电机、进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀、出线轮、单片机、左压线机构、右压线机构，所述单片机通过多个电机分别与进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀、出线轮连接；所述进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀和出线轮依次安装于一体机的箱体的前面；所述左压线机构和右压线机构分别安装于裁线剥芯刀的两侧，左压线机构和右压线机构都与单片机连接。

所述左压线机构包括第一压线棍和第一电磁阀，所述第一压线棍的一端与第一电磁阀连接，第一电磁阀与单片机连接，所述第一压线棍的正下方设置有第一支撑面；所述右压线机构包第二压线棍和第二电磁阀，所述第二压线棍的一端与第二电磁阀连接，第二电磁阀与单片机连接，第二压线棍的正下方设置有第二支撑面。第一压线棍的一端和第二压线棍的一端分别安装第一电磁阀和第二电磁阀的铁棒。当第一电磁阀通电时，线圈产生磁场，第一电磁阀的铁棒受到电磁场的拉力，从而可以拉动第一压线棍向下运动，则第一压线棍可以对被剥皮的线头进行挤压，从而令线头中的多根芯线展平；同理，当第二电磁阀通电时，通过磁场拉动铁棒向下拉动第二压线棍，则第二压线棍对线尾进行挤压，令线尾中的多根芯线展平。

当被剥皮的线头移动到第一支撑面上时，单片机通过第一电磁阀控制第一压线棍向下运动，第一压线棍与第一支撑面配合，从而实现对被剥皮的线头进行挤压，令线头里的多根芯线水平排列，从而令线头中的多根芯线能够被裁线剥芯刀同时剥芯。而当被剥皮的线尾移动到第二支撑面时，单片机通过第二电磁阀控制第二压线棍向下运动，第二压线棍与第二支撑面配合，从而实现对被剥皮的线尾进行挤压，令线尾里的多根芯线水平排列，从而令线尾中的多根芯线能够被裁线剥芯刀同时剥芯。

作为一种优选，所述第一压线棍和第二压线棍的截面都为长方形，且此长方形的4个直角都设置成倒圆角。长方形使用圆角，而不用直角，可防止第一压线棍和第二压线棍对多芯线进行挤压时对多芯线中的内芯造成损伤，从而影响加工质量。同时，截面形状也可为圆形或类似菱形等。

作为一种优选，所述多个电机的数量为4个，且均为两相混合式步进电机；此4个混合式步进电机分别为进线轮电机、剥皮刀电机、裁线剥芯刀电机和出线轮电机；进线轮电机、剥皮刀电机、裁线剥芯刀电机和出线轮电机分别与进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀和出线轮连接；进线轮电机、剥皮刀电机、裁线剥芯刀电机和出线轮电机都与单片机连接。

所述裁线剥芯刀包括安装架、上裁线剥芯刀和下裁线剥芯刀，上裁线剥芯刀的上端和下裁线剥芯刀的上端都安装于安装架，安装架与裁线剥芯刀电机连接，下裁线剥芯刀的通孔与第一支撑面、第二支撑面处于相同的高度。当上裁线剥芯刀和下裁线剥芯刀相对运动时，裁线剥芯刀可以将多芯线进行截断或剥芯。而决定多芯线是截断还是剥芯，可通过单片机控制上裁线剥芯刀和下裁线剥芯刀相对运动的位移，从而控制上裁线剥芯刀和下裁线剥芯刀之间间隙的大小。间隙的大小可以根据多芯线的直径确定。

作为一种优选，所述进线轮与剥皮刀之间安装有第一输线管。

作为一种优选，所述单片机采用C8051F340单片机。

所述的自动剥多芯线的一体机还包括2个光电传感器，所述2个光电传感器分别安装于剥皮刀和裁线剥芯刀的后面，所述光电传感器与单片机连接。

所述自动剥芯线的一体机的剥线方法，包括以下步骤：

a、将需要被加工的多芯线的线头放置于进线轮，单片机控制进线轮转动，进线轮带动多芯线运动，令线头移动到剥皮刀；单片机控制剥皮刀动作，剥皮刀对线头进行剥皮；

b、线头被剥皮后，单片机再次控制进线轮转动，被剥皮的线头移动到左压线机构，左压线机构对此线头展平，令此线头中的多根芯线水平排列；

c、被剥皮的线头的多根芯线水平排列后，单片机控制裁线剥芯刀动作，裁线剥芯刀同时对此线头中的多根芯线进行剥芯；

d、线头中的多根芯线被剥芯后，进线轮再次带动多芯线，此线头穿过出线轮；当一定长度的多芯线穿过裁线剥芯刀的通孔后，单片机控制裁线剥芯刀截断多芯线；

e、单片机控制出线轮转动，令被截断的多芯线的线尾移动到剥皮刀；单片机控制剥皮刀动作，剥皮刀对线尾进行剥皮；

f、线尾被剥皮后，单片机再次控制出线轮转动，被剥皮的线尾移动到右压线机构，右压线机构对此线尾展平，令此线尾中的多根芯线水平排列；

g、被剥皮的线尾的多根芯线水平排列后，单片机控制裁线剥芯刀动作，裁线剥芯刀同时对此线尾中的多根芯线进行剥芯。

作为一种优选，在所述步骤c与步骤d之间有以下步骤，将被剥芯的线头移动到剥皮刀，剥皮刀使用半剥皮的方式对线头进行剥皮；在所述步骤g之后有以下步骤，将被剥芯的线尾移动到剥皮刀，剥皮刀使用半剥皮的方式对线尾进行剥皮。通过剥皮刀把多芯线材的皮剥去的长度与被剥去线芯的一半长度相等，这种半剥皮方式剥皮，可保护线芯不被打乱。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本发明通过在原有的剥线机里增加了压线机构和裁线剥芯刀，并通过单片机控制，从而令可以实现对多芯线材的自动加工。

2、本发明的自动剥多芯线的一体机通过单片机控制各个电机工作，从而降低了劳动强度，且提高了加工效率，所以可以满足大批量产品订单的需求。

3、本发明的自动剥多芯线的一体机通过单片机控制进线轮、出线轮、剥皮刀和裁线剥芯刀等，从而避免加工出来的线材长短不一，而浪费线材。故提高了线材的精度和质量。

附图说明

图1是本发明的一种自动剥多芯线的一体机的内部结构的正视图。

图2是本发明的一种自动剥多芯线的一体机的内部结构的侧视图。

图3是本发明的一种自动剥多芯线的一体机的内部结构的结构示意图。

图4是图3中C处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示的一种自动剥多芯线的一体机，包括多个电机、进线轮10、剥皮刀3、裁线剥芯刀4、出线轮7、单片机、左压线机构、右压线机构，所述单片机通过多个电机分别与进线轮10、剥皮刀3、裁线剥芯刀4、出线轮7连接；所述进线轮10、剥皮刀3、裁线剥芯刀4和出线轮7依次安装于一体机的箱体的前面；所述左压线机构和右压线机构分别安装于裁线剥芯刀4的两侧，左压线机构和右压线机构都与单片机连接。

所述的自动剥多芯线的一体机主要包括控制模块和机械模块两大部分。为了避免外界因素对本自动剥多芯线的一体机的干扰，保证本自动剥多芯线的一体机运行的稳定性，控制模块、机械模块均设置在一个箱体。在此箱体内设置有用于安装各个电机、进线轮10、剥皮刀3、裁线剥芯刀4和出线轮7等的安装板，此安装板包括前安装板18和后安装板17。各个电机安装于后安装板17，且各个电机位于前安装板18和后安装板17之间。而进线轮10、剥皮刀3、裁线剥芯刀4和出线轮7安装于前安装板18，同时进线轮10、剥皮刀3、裁线剥芯刀4和出线轮7穿过箱体的前板。而各个电机通过相应的传动轴与进线轮10、剥皮刀3、裁线剥芯刀4和出线轮7连接，从而实现为进线轮10、剥皮刀3、裁线剥芯刀4和出线轮7提供动力。

所述控制模块包括单片机、存储模块、LCD显示屏、键盘模块、报警模块、光电传感器模块、电机驱动模块。所述单片机采用C8051F340单片机。存储模块采用AT24C02，用来存储设定线材加工的参数及生产的产量。该器件通过I²C总线接口进行操作，带有专门的写保护功能。C8051F340单片机可以对AT24C02进行写入或读出数据。LCD显示屏采用带中文字库的LCD12864。LCD显示屏将方便工作人员对多芯线材的加工参数的输入。键盘模块用于多芯线材的加工参数的录入。即利用键盘可以对系统进行参数设置并在液晶屏显示线材加工参数。所述的LCD显示屏和键盘模块安装于箱体都设置于箱体的上板。单片机通过电机驱动模块与各个电机连接，从而控制各个电机的启动或停止。

所述机械模块包括进线轮10、左压线机构、裁线剥芯刀4、剥皮刀3、右压线机构、出线轮7、进线轮间隙调节旋钮2、出线轮间隙调节旋钮5、进线轮压力调节旋钮1和出线轮压力调节旋钮6等。进线轮间隙调节旋钮2可以调节2个进线轮10之间的间隙，而进线轮压力调节旋钮1可以调节2个进线轮10对多芯线材施加的作用大小。通过进线轮间隙调节旋钮2和进线轮压力调节旋钮1对进线轮10的调节，从而进线轮10可以对不同直径、不同材料的多芯线进行传送。出线轮间隙调节旋钮5可以调节2个出线轮7之间的间隙，而出线轮压力调节旋钮6可以调节2个出线轮7对多芯线材施加的作用大小。通过出线轮间隙调节旋钮5和出线轮压力调节旋钮6对出线轮7的调节，从而出线轮7可以对不同直径、不同材料的多芯线进行传送。

所述左压线机构包括第一压线棍19和第一电磁阀12，所述第一压线棍19的一端与第一电磁阀12连接，第一电磁阀12与单片机连接，所述第一压线棍19的正下方设置有第一支撑面81；所述右压线机构包括第二压线棍20和第二电磁阀11，所述第二压线棍20的一端与第二电磁阀11连接，第二电磁阀11与单片机连接，第二压线棍20的正下方设置有第二支撑面82。第一压线棍19的一端和第二压线棍20的一端分别安装第一电磁阀12和第二电磁阀11的铁棒。当第一电磁阀12通电时，第一电磁阀12的线圈产生磁场，第一电磁阀12的铁棒受到电磁场的拉力，从而可以拉动第一压线棍19向下运动，则第一压线棍19可以对被剥皮的线头进行挤压，从而令线头中的多根芯线展平；同理，当第二电磁阀11通电时，通过磁场拉动铁棒向下拉动第二压线棍20，则第二压线棍对20线尾进行挤压，令线尾中的多根芯线展平。

作为一种优选，在自动剥多芯线的一体机的箱体的前板设置有槽形台8，此槽形台8设置于剥皮刀3和裁线剥芯刀4的下方，所述槽形台8设置有分别与第一压线棍19和第二压线棍20配合的第一支撑面81和第2支撑面82；同时，为了多芯线更准确移动到设定的位置，在槽形台的中部设置有第二输线管21。

当被剥皮的线头移动到第一支撑面上81时，单片机通过第一电磁阀12控制第一压线棍19向下运动，第一压线棍19与第一支撑面81配合，从而实现对被剥皮的线头进行挤压，令线头里的多根芯线水平排列，从而令线头中的多根芯线能够被裁线剥芯刀4同时剥芯。而当被剥皮的线尾移动到第二支撑面82时，单片机通过第二电磁阀控11控制第二压线棍20向下运动，第二压线棍20与第二支撑面82配合，从而实现对被剥皮的线尾进行挤压，令线尾里的多根芯线水平排列，从而令线尾中的多根芯线能够被裁线剥芯刀4同时剥芯。

作为一种优选，所述第一压线棍19和第二压线棍20的截面都为长方形，且此长方形的4个直角都设置成倒圆角。长方形使用圆角，而不用直角，可防止第一压线棍19和第二压线棍20对多芯线进行挤压时对多芯线中的内芯造成损伤，从而影响加工质量。

作为一种优选，所述多个电机的数量为4个，且均为两相混合式步进电机；此4个混合式步进电机分别为进线轮电机16、剥皮刀电机15、裁线剥芯刀电机14和出线轮电机13；进线轮电机16、剥皮刀电机15、裁线剥芯刀电机14和出线轮电机13分别与进线轮10、剥皮刀3、裁线剥芯刀4和出线轮7连接；进线轮电机16、剥皮刀电机15、裁线剥芯刀电机14和出线轮电机13都与单片机连接。单片机通过电机驱动模块启动进线轮电机16，进线轮电机16带动进线轮10转动，令多芯线的线头移动到剥皮刀3或第一支撑面81或裁线剥芯刀4。单片机通电机驱动模块启动剥皮刀电机15，从而令剥皮刀15的上下两个刀片相对运动，对多芯线的线头或线尾进行剥皮。单片机通过电机驱动模块启动出线轮电机13，出线轮电机13带动出线轮7转动，令多芯线的线尾移动到剥皮刀3或第二支撑面82或裁剥芯刀4。混合式步进电机可以精确地控制位置移动的精度。

所述裁线剥芯刀4包括安装架41、上裁线剥芯刀42和下裁线剥芯刀43，上裁线剥芯刀42的上端和下裁线剥芯刀43的上端都安装于安装架41，安装架41与裁线剥芯刀电机14连接，下裁线剥芯刀43的通孔与第一支撑面81、第二支撑面82处于相同的高度。当上裁线剥芯刀42和下裁线剥芯刀43相对运动时，裁线剥芯刀4可以的多芯线进行截断或剥芯。而决定多芯线是截断还是剥芯，可通过单片机控制上裁线剥芯刀42和下裁线剥芯刀43相对运动的位移，从而控制上裁线剥芯刀42和下裁线剥芯刀43之间间隙的大小。间隙的大小可以根据多芯线的直径确定。

作为一种优选，所述进线轮10与剥皮刀3之间安装有第一输线管9。第一输线管9可以保证多芯线的线头的水平运动，从而令线头顺利被传送至剥皮刀。

所述自动剥多芯线的一体机还包括2个光电传感器，所述2个光电传感器分别安装于剥皮刀3和裁线剥芯刀4的后面，所述光电传感器与单片机连接。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。光电传感器对剥皮刀3、剥芯裁线刀4和线材的移动位置进行检测，并将检测信号传递给单片机处理。

在实际应用中，本自动剥多芯的一体机也可以与捆线机进行衔接，多芯线被加工完后，通过位置传动机构自动将线材送至捆线机，进行捆线。

所述的自动剥芯线的一体机的剥线方法，包括以下步骤：

a、将需要被加工的多芯线的线头放置于进线轮10，单片机控制进线轮10转动，进线轮10带动多芯线运动，令线头移动到剥皮刀3；单片机控制剥皮刀3动作，剥皮刀3对线头进行剥皮；所述的剥皮刀3包括上刀片和下刀片，当需要对多芯线进行剥皮时，上刀片和下刀片相对运动，上刀片和下刀片之间的间隙缩小到一定的大小，从而实现对多芯线进行剥皮；

b、线头被剥皮后，单片机再次控制进线轮3转动，被剥皮的线头移动到左压线机构，左压线机构对此线头展平，令此线头中的多根芯线水平排列；当被剥皮的线头移动到第一支撑面81上时，单片机通过第一电磁阀12控制第一压线棍19向下运动，第一压线棍19与第一支撑面81配合，从而实现对被剥皮的线头进行挤压，令线头里的多根芯线水平排列；

c、被剥皮的线头的多根芯线水平排列后，单片机控制裁线剥芯刀4动作，裁线剥芯刀4同时对此线头中的多根芯线进行剥芯；

d、线头中的多根芯线被剥芯后，进线轮10再次带动多芯线，此线头穿过出线轮7；当一定长度的多芯线穿过裁线剥芯刀4的通孔后，单片机控制裁线剥芯刀4截断多芯线；

e、单片机控制出线轮7转动，令被截断的多芯线的线尾移动到剥皮刀3；单片机控制剥皮刀3动作，剥皮刀3对线尾进行剥皮；所述的剥皮刀3包括上刀片和下刀片，当需要对多芯线进行剥皮时，上刀片和下刀片相对运动，上刀片和下刀片之间的间隙缩小到一定的大小，从而实现对多芯线进行剥皮；

f、线尾被剥皮后，单片机再次控制出线轮7转动，被剥皮的线尾移动到右压线机构，右压线机构对此线尾展平，令此线尾中的多根芯线水平排列；当被剥皮的线尾移动到第二支撑面82时，单片机通过第二电磁阀11控制第二压线棍20向下运动，第二压线棍20与第二支撑面82配合，从而实现对被剥皮的线尾进行挤压，令线尾里的多根芯线水平排列；

g、被剥皮的线尾的多根芯线水平排列后，单片机控制裁线剥芯刀4动作，裁线剥芯刀4同时对此线尾中的多根芯线进行剥芯。

作为一种优选，在所述步骤c与步骤d之间有以下步骤，将被剥芯的线头移动到剥皮刀，剥皮刀使用半剥皮的方式对线头进行剥皮；在所述步骤g之后有以下步骤，将被剥芯的线尾移动到剥皮刀，剥皮刀使用半剥皮的方式对线尾进行剥皮。通过剥皮刀把多芯线材的皮剥去的长度与被剥去线芯的一半长度相等，这种半剥皮方式剥皮，可保护线芯不被打乱。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动剥多芯线的一体机，其特征在于：包括多个电机、进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀、出线轮、单片机、左压线机构、右压线机构，所述单片机通过多个电机分别与进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀、出线轮连接；所述进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀和出线轮依次安装于一体机的箱体的前面；所述左压线机构和右压线机构分别安装于裁线剥芯刀的两侧，左压线机构和右压线机构都与单片机连接；

所述左压线机构包括第一压线棍和第一电磁阀，所述第一压线棍的一端与第一电磁阀连接，第一电磁阀与单片机连接，所述第一压线棍的正下方设置有第一支撑面；所述右压线机构包括第二压线棍和第二电磁阀，所述第二压线棍的一端与第二电磁阀连接，第二电磁阀与单片机连接，第二压线棍的正下方设置有第二支撑面。

2.根据权利要求1所述的一种自动剥多芯线的一体机，其特征在于：所述第一压线棍和第二压线棍的截面都为长方形，且此长方形的4个直角都设置成倒圆角。

3.根据权利要求1所述的一种自动剥多芯线的一体机，其特征在于：所述多个电机的数量为4个，且均为两相混合式步进电机；此4个混合式步进电机分别为进线轮电机、剥皮刀电机、裁线剥芯刀电机和出线轮电机；进线轮电机、剥皮刀电机、裁线剥芯刀电机和出线轮电机分别与进线轮、剥皮刀、裁线剥芯刀和出线轮连接；进线轮电机、剥皮刀电机、裁线剥芯刀电机和出线轮电机都与单片机连接。

4.根据权利要求3所述的一种自动剥多芯线的一体机，其特征在于：所述裁线剥芯刀包括安装架、上裁线剥芯刀和下裁线剥芯刀，上裁线剥芯刀的上端和下裁线剥芯刀的上端都安装于安装架，安装架与裁线剥芯刀电机连接，下裁线剥芯刀的通孔与第一支撑面、第二支撑面处于相同的高度。

5.根据权利要求1所述的一种自动剥多芯线的一体机，其特征在于：所述进线轮与剥皮刀之间安装有第一输线管。

6.根据权利要求1所述的一种自动剥多芯线的一体机，其特征在于：所述单片机采用C8051F340单片机。

7.根据权利要求1所述的一种自动剥多芯线的一体机，其特征在于：还包括2个光电传感器，所述2个光电传感器分别安装于剥皮刀和裁线剥芯刀的后面，所述光电传感器与单片机连接。

8.根据权利要求1的自动剥多芯线的一体机的剥线方法，其特征在于包括以下步骤：

a、将需要被加工的多芯线的线头放置于进线轮，单片机控制进线轮转动，进线轮带动多芯线运动，令线头移动到剥皮刀；单片机控制剥皮刀动作，剥皮刀对线头进行剥皮；

b、线头被剥皮后，单片机再次控制进线轮转动，被剥皮的线头移动到左压线机构，左压线机构对此线头展平，令此线头中的多根芯线水平排列；

c、被剥皮的线头的多根芯线水平排列后，单片机控制裁线剥芯刀动作，裁线剥芯刀同时对此线头中的多根芯线进行剥芯；

d、线头中的多根芯线被剥芯后，进线轮再次带动多芯线，此线头穿过出线轮；当一定长度的多芯线穿过裁线剥芯刀的通孔后，单片机控制裁线剥芯刀截断多芯线；

e、单片机控制出线轮转动，令被截断的多芯线的线尾移动到剥皮刀；单片机控制剥皮刀动作，剥皮刀对线尾进行剥皮；

f、线尾被剥皮后，单片机再次控制出线轮转动，被剥皮的线尾移动到右压线机构，右压线机构对此线尾展平，令此线尾中的多根芯线水平排列；

g、被剥皮的线尾的多根芯线水平排列后，单片机控制裁线剥芯刀动作，裁线剥芯刀同时对此线尾中的多根芯线进行剥芯。

9.根据权利要求8所述的一种自动剥多芯线的一体机的剥线方法，其特征在于：在所述步骤c与步骤d之间有以下步骤，将被剥芯的线头移动到剥皮刀，剥皮刀使用半剥皮的方式对线头进行剥皮；在所述步骤g之后有以下步骤，将被剥芯的线尾移动到剥皮刀，剥皮刀使用半剥皮的方式对线尾进行剥皮。