CN105244728B - 一种线缆自动分线设备及其分线方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电线加工技术领域，尤其是一种线缆自动分线设备及其分线方法。包括折线机构、分线CCD相机、分线夹爪机构、分线滚轮机构、分线定位机构以及取盖板机构；折线机构将芯线进行垂直折弯固定之后；分线CCD相机识别垂直折弯状态的芯线颜色并判断芯线位置；分线夹爪机构根据分线CCD相机的识别与判断，将每根芯线进行对应抓取并放置于分线滚轮机构的对应位置上；分线滚轮机构将分线夹爪机构抓取的芯线进行分线和理线,使芯线保持平行状态；最后由分线定位机构与取盖板机构相互配合对芯线进行定型分线。本发明与传统的人工分线相比，节省了大量人工成本，避免了人为失误造成产品报废率高的问题，同时提高了生产效率和产品品质。

Description

一种线缆自动分线设备及其分线方法

技术领域

本发明涉及电线加工技术领域，尤其是一种线缆自动分线设备及其分线方法。

背景技术

目前国内制作水晶头接线均为人工操作。这一制作过程在实际生产中分为理线、分线、夹接三个工段，分别由三组工人来操作。其中，分线工段要求工人手工将双绞线的芯线按照要求排序，即将八根芯线按固定的颜色顺序排列好。

手工分线对工人操作熟练度和专注力要求比较高，由于芯线颜色多且颜色相近，用双眼长时间辨别颜色容易造成视觉疲劳，从而人为导致芯线排序出错的概率增大，报废率增高。另外，为满足下一工段的生产量，需要多个工人同时进行分线工作。

因此，手工分线存在人工强度大、人工成本高、生产效率低、产品品质参差不齐的缺点，对企业的生产成本和生产效率有着较大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可自动分线的线缆自动分线设备及其分线方法。

本发明是这样实现的，一种线缆自动分线设备，包括折线机构、分线CCD相机、分线夹爪机构、分线滚轮机构、分线定位机构以及取盖板机构；

所述折线机构将芯线进行垂直折弯固定；

所述分线CCD相机设置在所述折线机构的对向方向上，用于识别垂直折弯状态的芯线的颜色，并判断芯线的位置；

所述分线夹爪机构根据所述分线CCD相机的识别与判断处理，将每根芯线进行对应抓取，并放置于所述分线滚轮机构的对应位置上；

所述分线滚轮机构设置于所述分线CCD相机与折线机构之间，用于对芯线进行分线和理线；

所述分线定位机构可上下滑动地设置在所述折线机构上，所述取盖板机构设置于所述分线定位机构的一侧，所述分线定位机构与取盖板机构相互配合对芯线进行定型分线。

进一步地，所述折线机构包括夹线装置、折线块、压线块和折线辅助块；

所述夹线装置夹紧芯线，并使芯线位于所述折线辅助块的底面；

所述折线块可上下滑动地设置在所述折线辅助块的下方，当其向上滑动至所述折线辅助块前方时，其与所述折线辅助块相配合，将芯线垂直折弯；

所述压线块可上下移动和左右移动地设置在所述折线辅助块的上方，当其向下移动到所述折线辅助块的前方之后，可向所述折线辅助块平移，将垂直折弯的芯线压在所述折线辅助块侧面。

进一步地，所述分线CCD相机的摄像区域对准所述折线辅助块。

进一步地，所述分线夹爪机构包括自动控制装置和分线夹爪，所述分线夹爪固定在所述自动控制装置上，并由所述自动控制装置控制移动，用于对芯线进行抓取和放置。

进一步地，所述自动控制装置为六轴关节型机器人或多轴模组组合。

进一步地，所述分线夹爪的张开宽度大于一根芯线的直径，并且小于两根芯线的直径之和。

进一步地，所述分线滚轮机构包括基座、前后移动装置、旋转装置和一对对称设置的滚轮；

所述滚轮连接在所述基座上，所述旋转装置通过所述基座带动所述滚轮旋转滚动将芯线拉直，所述前后移动装置通过所述基座带动所述滚轮前后移动将芯线整理成平行状态。

进一步地，所述滚轮上设置有控制芯线位置的线槽。

进一步地，所述分线定位机构包括定位压板和盖板；

所述定位压板可上下滑动地连接于所述折线机构上，并位于所述折线块的一侧，所述盖板位于所述定位压板的上端。

进一步地，所述盖板的底部设置有磁铁。

进一步地，所述取盖板机构包括取盖板夹爪、横向移动装置和纵向移动装置；

所述取盖板夹爪固定于所述纵向移动装置上，可沿纵向移动，用于抓取所述盖板；所述纵向移动装置固定于所述横向移动装置上，可沿横向移动。

一种应用上述线缆自动分线设备的分线方法，包括以下步骤：

(1)所述折线机构对芯线进行垂直折弯固定；

(2)所述分线CCD相机对垂直折弯状态的芯线进行颜色识别和位置判断；

(3)所述分线夹爪机构根据所述分线CCD相机对垂直折弯状态的芯线颜色识别及位置判断处理，对垂直折弯状态的芯线按颜色及位置进行相应抓取，并按顺序放置于所述分线滚轮机构的相应位置上；

(4)所述分线滚轮机构对按颜色及位置排列好顺序的芯线进行分线和理线，使其保持平行状态；

(5)所述分线定位机构与取盖板机构相互配合，对平行状态的芯线进行压线定型，完成分线。

进一步地，所述步骤(1)中包括以下步骤：

(1.1)对芯线进行夹紧固定；

(1.2)对夹紧状态的芯线进行垂直折弯；

(1.3)对垂直折弯状态的芯线进行压紧固定。

进一步地，所述步骤(3)中，分线CCD相机先判断芯线根部是否有交叉的情况，若有，则由分线夹爪机构抓取最靠近分线CCD相机的一根芯线，并放到分线滚轮机构对应的位置上；若没有，则按要求顺序依次判断同色组芯线中杂色线的位置，并抓取放到分线滚轮机构上的对应位置，然后再抓取纯色芯线放到分线滚轮机构上对应的位置。

进一步地，所述步骤(4)中包括以下步骤：

(4.1)对排列好顺序的芯线进行拉直；

(4.2)对芯线进行平行整理。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的技术方案采用视觉引导分线的方式，即通过分线CCD相机识别折线机构上垂直折弯状态的芯线颜色及判断对应位置，并将数据传送给分线夹爪机构对芯线进行对应抓取，并放置于滚轮机构上实现理线和分线，最后由分线定位机构与取盖板机构相互配合进行芯线分线定型，从而节省了大量人工成本，避免了人为失误造成的报废率高的问题，同时提高了生产效率和产品品质。

附图说明

图1是本发明中线缆自动分线设备一较佳实施例的整体结构示意图；

图2是图1中折线机构示意图；

图3是图1中分线滚轮机构示意图；

图4是图1中分线定位机构示意图；

图5是图1中取盖板机构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明中线缆自动分线设备的一较佳实施例，该分线设备包括用于将芯线A传送至分线工位的载具台1、折线机构3、分线CCD(Charge-coupled Device电荷耦合元件,即图像控制器)相机4、分线夹爪机构5、分线滚轮机构6、分线定位机构7以及取盖板机构8。

折线机构3通过支架2与载具台1固定，用于将载具台1传送的芯线A进行垂直折弯固定。芯线A上具有待识别区域，分线CCD相机4设置在折线机构3的对向方向上，用于识别垂直折弯状态的芯线A颜色，并判断芯线A位置；将识别和判断数据传送至分线夹爪机构5。分线夹爪机构5根据分线CCD相机4的识别与判断，将每根芯线A进行对应位置抓取并放置于分线滚轮机构6的对应位置上。分线滚轮机构6设置于分线CCD相机4与折线机构3之间，用于对分线夹爪机构5夹取的芯线A进行分线和理线。分线定位机构7可上下滑动设置在折线机构3上，取盖板机构8设置于分线定位机构7的一侧，分线定位机构7与取盖板机构8相互配合对整理好的芯线A进行定型,完成分线。

上述实施例中，载具台1可用旋转台传送芯线A给折线机构3进行垂直折弯，也可采用直线型传送机构传送芯线A给折线机构3垂直折弯。

如图2所示，本发明实施例的折线机构3包括折线块31、压线块32、折线辅助块33和夹线装置34。

夹线装置34夹紧芯线A，并使芯线A位于折线辅助块33的底面。折线块31可上下滑动地设置在折线辅助块33的下方，折线块31上开设有与折线辅助块33相配合的压槽35，当折线块31向上滑动至折线辅助块33前方时，其压槽35与折叠辅助块33相配合，将固定在折线辅助块33底面上的芯线A进行垂直折弯至折线辅助块33的侧面。压线块32可上下移动和左右移动地设置在折线辅助块33的上方，当其向下移动至折线辅助块33的正前方之后，可向折线辅助块33方向平移，将垂直折弯状态的芯线A压在折线辅助块33侧面，从而使垂直折弯固定状态的芯线A的待识别区域正对分线CCD相机4的摄像区域。

该折线机构3的具体工作过程如下：

1.夹线装置34将芯线A夹紧固定。

2.折线块31通过驱动元件向上运动，折线块31上的压槽35与折线辅助块33配合，将芯线A折弯至折线辅助块33一侧呈垂直状态，此时芯线A的待识别区域正对分线CCD相机4的摄像区域。

3.压线块32先通过驱动元件向下移动至折线辅助块33的正前方，之后，再通过驱动元件使压线块32正对折线辅助块33平移，从而将垂直状态的芯线A压稳在折线辅助块33侧面，其力度保证分线夹爪机构5能正常抓取芯线A。

上述实施例中，分线夹爪机构5包括自动控制装置51和分线夹爪52(如图1所示)。

分线夹爪52固定连接在自动控制装置51上，并由自动控制装置51控制其移动，用于对芯线A进行抓取和放置。自动控制装置51与分线CCD相机4进行数据信号连接，使其能根据分线CCD相机4判断垂直状态下的芯线A颜色和位置数据，控制分线夹爪52移动，对芯线A一根一根进行相应夹取后放置在分线滚轮机构6的对应位置上。

上述实施例中，自动控制装置51可采用六轴关节机器人51或多轴模组组合来控制分线夹爪52的移动。

上述实施例中，分线夹爪52的张开宽度大于一根芯线A的直径，并且小于两根芯线A的直径之和，保证分线夹爪52一次只抓取一根芯线A。在本实施例中，由于芯线A的直径为1mm,将分线夹爪52张开宽度设计成1.15mm,从而保证分线夹爪52在抓取芯线A时只能一次抓取一根。

如图3所示，本发明实施例的分线滚轮机构6包括基座61、前后移动装置62、旋转装置63和一对对称设置的滚轮64。

一对滚轮64连接在基座61上，滚轮64上设计有用于控制住芯线A位置的线槽，防止芯线A在滚轮64中走位。旋转装置63通过基座61带动滚轮64旋转滚动；前后移动装置62利用丝杆导轨移动，基座61设置在导轨65上，从而通过基座61带动滚轮64前后移动。

该分线滚轮机构6的具体工作过程如下：

分线夹爪52抓取对应的芯线A放置在一对滚轮64之间对应位置的线槽处，旋转装置63带动滚轮64持续向相反方向转动，通过滚轮64旋转将芯线A拉进一对滚轮64之间，实现排线和拉紧线的目的；之后，前后移动装置62带动该滚轮64前后移动，保证排好顺序的芯线A保持平行状态。

如图4与图5所示，本发明实施例的分线定位机构7包括定位压板71和盖板72。定位压板71可上下滑动地连接于折线机构3上，并位于折线块31的一侧，定位压板71的上端分为初始位置I和压线位置II。盖板72的底部设置有磁铁，盖板72通过磁性可吸合固定在定位压板71的上端的初始位置I或压线位置II上。

取盖板机构8包括取盖板夹爪81、横向移动装置83和纵向移动装置82。取盖板夹爪81固定于纵向移动装置82上，在纵向移动装置82的带动下可沿纵向移动，用于通过驱动元件来抓取盖板72。纵向移动装置82固定于横向移动装置83上，在横向移动装置83的带动下可沿横向移动。

该分线定位机构7与取盖板机构8相互配合完成压线定型的具体工作过程如下：

经过分线夹爪机构5与分线滚轮机构6将芯线A按顺序排列和整理平行后，定位压板71通过驱动元件向上运动，从而将平行状态的芯线A放置在定位压板71的压线位置II上；此时，横向移动装置83将取盖板夹爪81带动至定位压板71上端的初始位置I，再通过纵向移动装置82带动取盖板夹爪81向下抓取位于初始位置I上的盖板72，之后，移动至压线位置II进行放置；利用盖板72底部上设置的磁铁与定位压板71配合固定，从而将置于压线位置II上的芯线A定型，完成分线。

基于上述的线缆自动分线设备，本发明还提供了一种线缆自动分线方法，包括以下步骤：

(1)折线机构3对芯线A进行垂直折弯固定。

(2)分线CCD相机4对垂直折弯状态的芯线A进行颜色识别和位置判断。

(3)分线夹爪机构5根据分线CCD相机4对垂直折弯状态的芯线A颜色识别及位置判断处理，对垂直折弯状态的芯线A按颜色及位置进行相应抓取，并按顺序放置于分线滚轮机构6的相应位置上。

(4)分线滚轮机构6对按颜色及位置排列好顺序的芯线A进行分线和理线，使其保持平行状态。

(5)分线定位机构7与取盖板机构8相互配合，对平行状态的芯线A进行压线定型，完成分线。

其中，步骤(1)中包括以下步骤：

(1.1)对载具台1传送的芯线A进行夹紧固定。

(1.2)对夹紧状态的芯线A进行垂直折弯。具体地，折线块31与折线辅助块33配合，将芯线A折成90°垂直状态。

(1.3)对垂直折弯状态的芯线A进行压紧固定。具体地，压线块32将芯线A压在折线辅助块33一侧，使芯线A的待识别区域与分线CCD相机4的摄像区域相对。

步骤(3)中，分线CCD相机4先判断芯线A根部是否有交叉的情况，若有，则由分线夹爪52抓取最靠近分线CCD相机4的一根芯线A，并放到滚轮64对应的位置上；若没有，则按要求顺序依次判断同色组芯线A中杂色线的位置，并抓取放到滚轮64上的对应位置，然后再抓取纯色芯线A放到滚轮64上对应的位置。

步骤(4)中包括以下步骤：

(4.1)对排列好顺序的芯线A进行拉直。具体地，一对滚轮64向相反方向转动，夹住芯线A使其保持伸直状态，在整个过程中，该滚轮64持续滚动，以保证按顺序排好的芯线A不会错位或翘起。

(4.2)对芯线A进行平行整理。具体地，当所有的芯线A排列好之后，一对滚轮64进行理线操作，即通过前后移动装置62将滚轮64移动至所有芯线A的根部后返回，使已排好顺序的芯线A保持平行。

步骤(5)中，定位压板71向上移动，取盖板夹爪81从初始位置I抓起盖板72后移至压线位置II放置，压住所有芯线A进行定型，芯线A分线完成。

本发明实施例采用视觉引导分线的方式，即通过分线CCD相机4识别折线机构3上垂直折弯状态的芯线A颜色及其判断对应位置，并将数据传送给分线夹爪机构5对芯线A进行对应抓取，并放置于分线滚轮机构6上实现理线和分线，最后由分线定位机构7与取盖板机构8相互配合进行芯线A分线定型。与传统的手工分线相比，其自动分线方式大大节省了人工成本，并避免了由于人工长时间工作造成视觉疲劳导致产品报废率高的问题，同时提高了生产效率和产品品质，为企业带来良好的经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种线缆自动分线设备，其特征在于：包括折线机构、分线CCD相机、分线夹爪机构、分线滚轮机构、分线定位机构以及取盖板机构；

所述折线机构将芯线进行垂直折弯固定；

所述分线CCD相机设置在所述折线机构的对向方向上，用于识别垂直折弯状态的芯线的颜色，并判断芯线的位置；

所述分线夹爪机构根据所述分线CCD相机的识别与判断处理，将每根芯线进行对应抓取，并放置于所述分线滚轮机构的对应位置上；

所述分线滚轮机构设置于所述分线CCD相机与折线机构之间，用于对芯线进行分线和理线；

所述分线定位机构可上下滑动地设置在所述折线机构上，所述取盖板机构设置于所述分线定位机构的一侧，所述分线定位机构与取盖板机构相互配合对芯线进行定型分线。

2.如权利要求1所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述折线机构包括夹线装置、折线块、压线块和折线辅助块；

所述夹线装置夹紧芯线，并使芯线位于所述折线辅助块的底面；

所述折线块可上下滑动地设置在所述折线辅助块的下方，当其向上滑动至所述折线辅助块前方时，其与所述折线辅助块相配合，将芯线垂直折弯；

所述压线块可上下移动和左右移动地设置在所述折线辅助块的上方，当其向下移动到所述折线辅助块的前方之后，可向所述折线辅助块平移，将垂直折弯的芯线压在所述折线辅助块侧面。

3.如权利要求2所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述分线CCD相机的摄像区域对准所述折线辅助块。

4.如权利要求1所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述分线夹爪机构包括自动控制装置和分线夹爪，所述分线夹爪固定在所述自动控制装置上，并由所述自动控制装置控制移动，用于对芯线进行抓取和放置。

5.如权利要求4所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述自动控制装置为六轴关节型机器人或多轴模组组合。

6.如权利要求4所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述分线夹爪的张开宽度大于一根芯线的直径，并且小于两根芯线的直径之和。

7.如权利要求1所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述分线滚轮机构包括基座、前后移动装置、旋转装置和一对对称设置的滚轮；

所述滚轮连接在所述基座上，所述旋转装置通过所述基座带动所述滚轮旋转滚动将芯线拉直，所述前后移动装置通过所述基座带动所述滚轮前后移动将芯线整理成平行状态。

8.如权利要求7所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述滚轮上设置有控制芯线位置的线槽。

9.如权利要求2所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述分线定位机构包括定位压板和盖板；

所述定位压板可上下滑动地连接于所述折线机构上，并位于所述折线块的一侧，所述盖板位于所述定位压板的上端。

10.如权利要求9所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述盖板的底部设置有磁铁。

11.如权利要求9所述的线缆自动分线设备，其特征在于：所述取盖板机构包括取盖板夹爪、横向移动装置和纵向移动装置；

所述取盖板夹爪固定于所述纵向移动装置上，可沿纵向移动，用于抓取所述盖板；所述纵向移动装置固定于所述横向移动装置上，可沿横向移动。

12.一种应用如权利要求1至11中任意一项所述的线缆自动分线设备的分线方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述折线机构对芯线进行垂直折弯固定；

(2)所述分线CCD相机对垂直折弯状态的芯线进行颜色识别和位置判断；

(3)所述分线夹爪机构根据所述分线CCD相机对垂直折弯状态的芯线颜色识别及位置判断处理，对垂直折弯状态的芯线按颜色及位置进行相应抓取，并按顺序放置于所述分线滚轮机构的相应位置上；

(4)所述分线滚轮机构对按颜色及位置排列好顺序的芯线进行分线和理线，使其保持平行状态；

(5)所述分线定位机构与取盖板机构相互配合，对平行状态的芯线进行压线定型，完成分线。

13.如权利要求12所述的线缆自动分线设备的分线方法，其特征在于，所述步骤(1)中包括以下步骤：

(1.1)对芯线进行夹紧固定；

(1.2)对夹紧状态的芯线进行垂直折弯；

(1.3)对垂直折弯状态的芯线进行压紧固定。

14.如权利要求12所述的线缆自动分线设备的分线方法，其特征在于，所述步骤(3)中，分线CCD相机先判断芯线根部是否有交叉的情况，若有，则由分线夹爪机构抓取最靠近分线CCD相机的一根芯线，并放到分线滚轮机构对应的位置上；若没有，则按要求顺序依次判断同色组芯线中杂色线的位置，并抓取放到分线滚轮机构上的对应位置，然后再抓取纯色芯线放到分线滚轮机构上对应的位置。

15.如权利要求12所述的线缆自动分线设备的分线方法，其特征在于，所述步骤(4)中包括以下步骤：

(4.1)对排列好顺序的芯线进行拉直；

(4.2)对芯线进行平行整理。