CN104891265A - 一种自动排线装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动排线装置的控制方法，适用于线缆制造领域，用来将线缆收绕在缆轮上，自动排线装置包括缆轮、排线架、线缆、自动控制台，线缆通过排线架逐层缠绕在缆轮上，自动控制台控制排线架与缆轮的运行，在每层排线过程中，排线架匀速地水平移动，排线架与线缆交点、缆轮线缆绕入点两点间连线与缆轮轮轴轴线之间的两线夹角保持大于等于90度的外夹角，当线缆绕入点接近缆轮端时，排线架加速移动至与缆轮端垂直对应位置，排线架换向并降速匀速移动，完成上一层排线的1至3圈后排线架换向加速移动至与缆轮端垂直对应的位置，随后再次换向继续上一层的排线。与现有技术相比，本发明可以达到整齐紧密的排线效果，并能顺利完成排线换层过程。

Description

一种自动排线装置的控制方法

技术领域

本发明属于线缆制造技术领域，具体是一种线缆收绕自动排线装置的控制方法。

背景技术

在线缆制造行业中，需要将长度较长的线缆逐层、整齐地收绕在缆轮上。目前排线可以通过人工或自动两种方式实现，但无论采用哪种方式，现有排线方法都存在以下问题：

1、人工排线劳动强度大，并增加了工作的安全隐患，同时人工布线的精度和质量均难以保证；

2、即使采用自动控制布线方式，因技术和设备的原因，也会出现同一层线缆上存在线缆松散、层叠的问题，以及下层至上层收绕换向无法及时、顺利完成的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单实用的线缆收绕自动排线装置的控制方法，以解决同一层线缆上线缆松散、层叠的问题以及下层至上层线缆收绕换向无法及时、顺利完成的问题。

为实现上述目的，本发明中自动排线装置包括缆轮11、排线架23、线缆03、自动控制台04，所述线缆03通过排线架23牵引逐层缠绕在缆轮11上，缆轮11沿着线缆绕入的方向按照预设的速度V₀匀速转动，排线架23的移动方向与缆轮11轮轴的轴线方向呈平行关系，自动控制台04控制缆轮11和排线架23运行，其特征在于：其排线流程如下：

在第一层排线过程中，排线架23以速度V₁匀速地从左向右水平移动，排线架23与线缆03交点、缆轮线缆绕入点两点之间连线与缆轮11轮轴轴线之间的两线夹角始终保持大于等于90度的外夹角α，

当线缆绕入点接近缆轮11右端时，排线架23向右加速移动至与缆轮11右端垂直对应的位置，随后排线架23换向并降速，以速度V₂（V₂＜V₁）向左移动，开始第二层的排线，当完成第二层排线的第1至3圈后排线架23换向，向右加速移动至与缆轮11右端垂直对应的位置，随后再次换向，以速度V₂继续第二层的排线；

在第二层排线过程中，排线架23以速度V₂匀速地从右向左水平移动，排线架23与线缆03交点、缆轮线缆绕入点两点之间连线与缆轮11轮轴轴线之间的两线夹角始终保持大于等于90度的外夹角α，

当线缆绕入点接近缆轮11左端时，排线架23向左加速移动至与缆轮11左端垂直对应的位置，随后排线架23换向并降速，以速度V₃（V₃＜V₂）向右移动，开始第三层的排线，当完成第三层排线的第1至3圈后排线架23换向，向左加速移动至与缆轮11左端垂直对应的位置，随后再次换向，以速度V₃继续第三层的排线；

如此反复，直至完成整个排线过程。

所述自动控制台04与缆轮11、排线架23相连接，缆轮11匀速转动速度V₀、排线架23每一层排线时的水平移动速度、上述两线夹角之间外夹角α、排线架23换向位置、排线架23加速度均由自动控制台04根据线缆材质、摩擦系数等因素预设，并在排线过程中通过传动装置13和传动装置24控制缆轮11与排线架23的运行。第n+1层的排线架23移动速度V_n+1小于第n层的排线架23移动速度V_n（n≥1，且n为整数）。

作为上述自动排线装置控制方法的优选技术方案，其特征在于：

所述缆轮11下方设有导轨，导轨与缆轮11轮轴方向呈水平平行位置关系，定位传感器31和定位传感器32在导轨上移动；

所述排线架23下方设有导轨，导轨与排线架23移动方向呈水平平行位置关系，传感器33和传感器34在导轨上移动，传感器33上设有回程传感器35和加速传感器36，传感器34上设有回程传感器37和加速传感器38，加速传感器36和加速传感器38位于回程传感器35和回程传感器37的内侧，回程传感器35和加速传感器36之间距离与回程传感器37和加速传感器38之间距离相等；

所述排线架23上设有排线架传感器30，绕线开始前，定位传感器31和定位传感器32通过感应缆轮轮轴两端轮板的位置，水平移动到与缆轮轮轴两端垂直对应的位置，回程传感器35通过感应定位传感器31的位置，水平移动到与定位传感器31垂直对应的位置，回程传感器37通过感应定位传感器32的位置，水平移动到与定位传感器32垂直对应的位置，排线架传感器30在绕线过程中，通过感应回程传感器35、加速传感器36、回程传感器37、加速传感器38的位置，完成加速和换向的移动过程，具体过程为：

在第一层排线过程中，排线架23以速度V₁向右匀速移动至与加速传感器36垂直对应的位置后，向右加速移动至与回程传感器35垂直对应的位置，随即换向以速度V₂向左匀速移动至与加速传感器36垂直对应的位置，随后再次换向向右加速移动至与回程传感器35垂直对应的位置，随后再次换向以速度V₂向左匀速移动，开始第二层的排线；

在第二层排线过程中，排线架23以速度V₂向左匀速移动至与加速传感器38垂直对应的位置后，向左加速移动至与回程传感器37垂直对应的位置，随即换向以速度V₃向右匀速移动至与加速传感器38垂直对应的位置，随后再次换向向左加速移动至与回程传感器37垂直对应的位置，随后再次换向以速度V₃向右匀速移动，开始第三层的排线；

如此反复，直至完成整个排线过程。

所述回程传感器35和加速传感器36之间距离以及回程传感器37和加速传感器38之间距离根据线缆材质、摩擦系数、缆轮11转动速度V₀、排线架23移动速度V_n等因素预设。

需要说明的是，本发明内容记载的第一层排线从左至右的顺序仅是为了叙述方便和统一，第一层排线也可从右至左排线，其后的排线方向作相应调整。

作为上述自动排线装置控制方法的优选技术方案，其特征在于：所述排线架23与线缆03交点、缆轮11线缆绕入点两点之间连线与缆轮11轮轴轴线之间的两线夹角α大于等于90度，并小于等于120度。本发明中，两线夹角α的最佳角度在90度和120度之间。

作为上述自动排线装置控制方法的优选技术方案，其特征在于：所述排线架23移动速度在每一层绕线换层后均保持降速，且降速幅度递减，即V₂−V₁＞V₃−V₂＞V₄−V₃＞V₅−V₄＞……＞0，采用通用公式可表明为：V_n+1−V_n＞V_n+2−V_n+1＞0（n≥1，且n为整数）。当降速幅度递减时，本发明可以更好地实现整齐、紧密的排线效果。

本发明的有益效果是：

1、在每一层排线过程中，保持排线架与线缆交点、缆轮线缆绕入点两点之间连线与缆轮轮轴轴线之间的两线夹角始终保持大于90度的外夹角，可以达到整齐、紧密的排线效果；当线缆接近轮轴端时，排线架向轮轴端加速移动至与轮轴端垂直对应的位置，这称为排线的一次加速，目的是以尽快速率调整绕排线缆的入绕角度，效果是将每一层接近轮轴端部分的排线排列饱满，并能紧贴轮轴轮板顺利排向上一层的排线；随后排线架换向并降速（V_n+1<V_n，n≥1）开始上一层的排线，这称为层降速，这是因为在轮轴上每叠绕一层，外一层形成的圆周长比里一层的圆周长要长，由于轮轴转动速度为匀速，因此外一层排线时排线架水平移动速度必须比里一层速度降低，才能使得每一层的排线都达到整齐、紧密的排线效果；

2、当排线架完成第n层（n≥2）排线的第1至3圈后排线架换向，加速移动至与轮轴端垂直对应的位置，随后再次换向，以速度V_n继续第n层的排线，此为自动排线的二次加速，效果是可保持排线架与线缆交点、缆轮线缆绕入点两点之间连线与缆轮轮轴轴线之间的两线夹角始终保持大于等于90度的外夹角，从而克服排线换层之后排线的稀松趋势，保证排线效果更加整齐、紧密。

附图说明

图1是本发明自动排线装置的示意图；

图2是本发明排线流程分步骤示意图；

图3是本发明排线流程全程示意图；

图4是本发明优选方案自动排线装置的示意图。

图5是本发明优选方案自动排线装置中传感器33的放大示意图。

附图标记说明：01-缆轮装置、02-排线主架装置、03-线缆、04-自动控制台；11-缆轮、12-缆轮托架、13-传动装置、14-缆轮轮轴、15-轮板；21-排线托架、22-导轨、23-排线架、24-传动装置；30-排线架传感器、31-定位传感器、32-定位传感器、33-传感器、34-传感器、35-回程传感器、36-加速传感器、37-回程传感器、38-加速传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求所限定的范围。

图1为本发明自动排线装置的结构与位置关系图。如图1所示，自动排线装置包括缆轮装置01、排线主架装置02、线缆03、自动控制台04。缆轮装置01下方设置有缆轮托架12，缆轮11与传动装置13安装在缆轮托架12上，缆轮包括缆轮轮轴14和轮轴两端的轮板15，缆轮11通过传动装置13沿着线缆03绕入的方向按照预设的速度V₀匀速转动；排线主架装置下方设置有排线托架21，导轨22两端安装在排线托架21上，导轨22的中心线与缆轮轮轴14的中心线呈平行位置关系，排线架23通过传动装置24在导轨22上水平移动；排线架上设置有两根竖杆，线缆03通过两根竖杆牵引缠绕在缆轮11上；逐层完成排线过程。自动控制台04与传动装置13、传动装置24相连接，缆轮11匀速转动速度V₀、排线架23每一层排线时的水平移动速度、上述两线夹角之间外夹角α、排线架23换向位置、排线架23加速度均由自动控制台04根据线缆材质、摩擦系数等因素预设，并在排线过程中由传动装置13和传动装置24执行。

图2为本发明自动排线装置的排线流程分步骤示意图。如图2所示，在第一层排线过程中，排线架23以速度V₁匀速地从左向右水平移动，排线架23与线缆03交点、缆轮线缆绕入点两点间连线与缆轮轮轴轴线之间的两线夹角始终保持大于等于90度的外夹角α，即排线架23与线缆03交点在线缆水平缠绕方向上始终落后于线缆绕入点位置。保持这样的排线角度，可以保证每一层完成整齐、紧密的排线效果。当线缆绕入点接近当线缆接近缆轮11右端时，排线架23向右加速移动至与缆轮11右端垂直对应的位置，随后排线架23换向以速度V₂（V₂＜V₁）向左移动，以速度V₂自右至左开始第二层的排线。此为第一次加速与层降速过程，第一次加速的效果是将每一层接近轮轴端部分的排线排列饱满，并能紧贴轮轴轮板顺利排向上一层的排线，层降速过程能使得每一层的排线都达到整齐、紧密的排线效果。

相应地，在随后的每层排线过程中，排线架23与线缆03交点、缆轮线缆绕入点两点间连线与缆轮轮轴轴线之间的两线夹角始终保持大于等于90度的外夹角α；而在排线换层时，当线缆绕入点接近缆轮一端时，排线架23加速移动至与缆轮一端垂直对应的位置，随后排线架23换向并降速，开始上一层的排线。如此反复，直至完成整个排线过程。

当完成第二层排线的第1至3圈后排线架23换向，向右加速移动至与缆轮11右端垂直对应的位置，随后再次换向，以速度V₂继续第二层的排线；此为二次加速过程，效果是可保持排线架23与线缆03交点、缆轮线缆绕入点两点间连线与缆轮轮轴轴线之间的两线夹角始终保持大于等于90度的外夹角，从而克服排线换层之后排线的稀松趋势，保证排线效果更加整齐、紧密。

图3为本发明自动排线装置优选方案的排线流程全流程示意图。排线架23在绕线过程中的换向过程、一次加速过程、二次加速过程、层降速过程如图3所示。

图4是本发明优选方案自动排线装置的示意图。所述缆轮11下方设有导轨，导轨与缆轮11轮轴方向呈水平平行位置关系，定位传感器31和定位传感器32在导轨上移动。所述排线架23下方设有导轨，导轨与排线架23移动方向呈水平平行位置关系，传感器33和传感器34在导轨上移动，传感器33上设有回程传感器35和加速传感器36，传感器34上设有回程传感器37和加速传感器38，加速传感器36和加速传感器38位于回程传感器35和回程传感器37的内侧，回程传感器35和加速传感器36之间距离与回程传感器37和加速传感器38之间距离相等。

所述排线架23上设有排线架传感器30，绕线开始前，定位传感器31和定位传感器32通过感应缆轮轮轴两端轮板的位置，水平移动到与缆轮轮轴两端垂直对应的位置，回程传感器35通过感应定位传感器31的位置，水平移动到与定位传感器31垂直对应的位置，回程传感器37通过感应定位传感器32的位置，水平移动到与定位传感器32垂直对应的位置，排线架传感器30在绕线过程中，通过感应回程传感器35、加速传感器36、回程传感器37、加速传感器38的位置，完成加速和换向的移动过程，排线架具体移动过程如本发明发明内容所述。

图5是本发明优选方案自动排线装置中传感器33的放大图。如图5所示，传感器33上设有回程传感器35和加速传感器36。传感器34与传感器33结构一致，回程传感器37与回程传感器35相对应，加速传感器38与加速传感器36对应。在导轨方向上，加速传感器36和加速传感器38位于回程传感器35和回程传感器37的内侧，回程传感器35和加速传感器36之间距离与回程传感器37和加速传感器38之间距离相等。

Claims (4)

1.一种自动排线装置的控制方法，排线装置包括缆轮（11）、排线架（23）、线缆（03）、自动控制台（04），所述线缆（03）通过排线架（23）牵引逐层缠绕在缆轮（11）上，缆轮（11）沿着线缆绕入的方向按照预设的速度V₀匀速转动，排线架（23）的移动方向与缆轮（11）轮轴的轴线方向呈平行关系，自动控制台（04）控制缆轮（11）和排线架（23）运行，其特征在于：其排线流程如下：

在第一层排线过程中，排线架（23）以速度V₁匀速地从左向右水平移动，排线架（23）与线缆（03）交点、缆轮线缆绕入点两点之间连线与缆轮（11）轮轴轴线之间的两线夹角始终保持大于等于90度的外夹角α，

当线缆绕入点接近缆轮（11）右端时，排线架（23）向右加速移动至与缆轮（11）右端垂直对应的位置，随后排线架（23）换向并降速，以速度V₂（V₂＜V₁）向左移动，开始第二层的排线，当完成第二层排线的第1至3圈后排线架（23）换向，向右加速移动至与缆轮（11）右端垂直对应的位置，随后再次换向，以速度V₂继续第二层的排线；

在第二层排线过程中，排线架（23）以速度V₂匀速地从右向左水平移动，排线架（23）与线缆（03）交点、缆轮线缆绕入点两点之间连线与缆轮（11）轮轴轴线之间的两线夹角始终保持大于等于90度的外夹角α，

当线缆绕入点接近缆轮（11）左端时，排线架（23）向左加速移动至与缆轮（11）左端垂直对应的位置，随后排线架（23）换向并降速，以速度V₃（V₃＜V₂）向右移动，开始第三层的排线，当完成第三层排线的第1至3圈后排线架（23）换向，向左加速移动至与缆轮（11）左端垂直对应的位置，随后再次换向，以速度V₃继续第三层的排线；

如此反复，直至完成整个排线过程。

2.根据权利要求1所述的自动排线装置的控制方法，其特征在于：所述缆轮（11）下方设有导轨，导轨与缆轮（11）轮轴方向呈水平平行位置关系，定位传感器（31）和定位传感器（32）在导轨上移动；

所述排线架（23）下方设有导轨，导轨与排线架（23）移动方向呈水平平行位置关系，传感器（33）和传感器（34）在导轨上移动，传感器（33）上设有回程传感器（35）和加速传感器（36），传感器（34）上设有回程传感器（37）和加速传感器（38），加速传感器（36）和加速传感器（38）位于回程传感器（35）和回程传感器（37）的内侧，回程传感器（35）和加速传感器（36）之间水平距离与回程传感器（37）和加速传感器（38）之间水平距离相等；

所述排线架（23）上设有排线架传感器（30），绕线开始前，定位传感器（31）和定位传感器（32）通过感应缆轮轮轴两端轮板的位置，水平移动到与缆轮轮轴两端垂直对应的位置，回程传感器（35）通过感应定位传感器（31）的位置，水平移动到与定位传感器（31）垂直对应的位置，回程传感器（37）通过感应定位传感器（32）的位置，水平移动到与定位传感器（32）垂直对应的位置，排线架传感器（30）在绕线过程中，通过感应回程传感器（35）、加速传感器（36）、回程传感器（37）、加速传感器（38）的位置，完成加速和换向的移动过程，具体过程为：

在第一层排线过程中，排线架（23）以速度V₁向右匀速移动至与加速传感器（36）垂直对应的位置后，向右加速移动至与回程传感器（35）垂直对应的位置，随即换向以速度V₂向左匀速移动至与加速传感器（36）垂直对应的位置，随后再次换向向右加速移动至与回程传感器（35）垂直对应的位置，随后再次换向以速度V₂向左匀速移动，开始第二层的排线；

在第二层排线过程中，排线架（23）以速度V₂向左匀速移动至与加速传感器（38）垂直对应的位置后，向左加速移动至与回程传感器（37）垂直对应的位置，随即换向以速度V₃向右匀速移动至与加速传感器（38）垂直对应的位置，随后再次换向向左加速移动至与回程传感器（37）垂直对应的位置，随后再次换向以速度V₃向右匀速移动，开始第三层的排线；

如此反复，直至完成整个排线过程。

3.根据权利要求1或2所述的自动排线装置的控制方法，其特征在于：所述排线架（23）与线缆（03）交点、缆轮（11）线缆绕入点两点之间连线与缆轮（11）轮轴轴线之间的两线夹角α大于等于90度，并小于或等于120度。

4.根据权利要求1或2所述的自动排线装置的控制方法，其特征在于：所述排线架（23）移动速度在每一层绕线换层后均保持降速，且降速值递减，即V_n+1−V_n＞V_n+2−V_n+1＞0（n≥1，且n为整数）。