CN106803654A - 自动预布线装置 - Google Patents

Abstract

自动预布线装置，包括控制系统、布线支架、送线机构、剪线机构、布线笔组件和定位机构，定位机构包括定位座、X、Y、Z轴线性模组、电磁离合器、位置感应传感器、旋转驱动电机、旋转齿轮、动力齿轮、电机支架；所述布线笔组件包括引线轮、引线轮支架、笔杆、布线轮，引线轮通过轴固定在引线轮支架，引线轮支架固定在笔杆上，笔杆上设置贯通孔，导线通由布线轮引导；布线时，通过控制器控制定位机构移动至布线笔组件处，然后用电磁离合器吸住布线笔组件，调整布线笔杆位置，再由送线机构机构将线送入笔杆中，然后再由控制器控制定位机构，将调整好后的布线笔组件移动需要布线的地方进行布线，布线后，再由剪线机构而剪线，完成一次布线。

Description

自动预布线装置

技术领域

本发明涉及一种导线布线装置，特别一种自动布线装置。

背景技术

布线是元器件间导线连接的布置，先布好线，将导线穿过有电气连接的引脚所在的孔，这样可以在焊接原件的同时，实现元件的连接。

现有布线多采用人工直接布线或先预布线再将导线放置到设备内部。人工直接布线方式，是人工对照接线图手动将线缆布置到设备中。预布线方式是利用预布线设备事先将线缆走线布置好，再整体将线缆放入设备中，实现最终的布线。

人工直接布线方式存在以下缺点：

⑴人工直接布线方式效率很低。每根线缆走线需要人工凭借经验选择最优走线位置。当导线较多时，经常出现布线不合理，需要进行部分导线的返工。

⑵人工直接布线方式易出错。每根接线均需要查看图纸，人工大量接线操作存在较大的出错风险。

预布线方式存在以下缺点：

⑴布线效率较低。预布线是利用预布线设备，人工在布线板上进行布线，全部布线完成后再将全部整体移入需要布线的电器设备中。该种方式比直接人工布线方式的效率有所提高，但整体效率也较低。

⑵布线方式易出错。虽在预布线时套有号码管标示，在接线过程中需要人工识别接线，存在一定的接错风险。

⑶预布线方式所需的预布线设备费用较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状而提供一种自动预布线装置，使其能够自动、更好地布线。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

自动预布线装置，包括控制系统、布线支架、送线机构、剪线机构、布线笔组件和定位机构，定位机构包括定位座、X轴线性模组、Y轴线性模组、Z轴线性模组、电磁离合器、位置感应传感器、旋转驱动电机、旋转齿轮、动力齿轮、电机支架；X轴线性模组由布线支架支撑，X轴线性模组、Y轴线性模组、Z轴线性模组相互组合在一起，定位座固定在Z轴线性模组，X轴线性模组、Y轴线性模组、Z轴线性模组均通过伺服电机驱动，电机支架固定在定位座侧面上，旋转驱动电机固定在电机支架上，其轴上固定动力齿轮，动力齿轮与旋转齿轮啮合，旋转齿轮中间设置笔杆穿过并架住布线笔吸盘的通孔，位置感应传感器固定在电机支架上，并检测电磁离合器的角度位置，所述布线笔组件包括引线轮、引线轮支架、笔杆、布线轮，引线轮通过轴固定在引线轮支架，引线轮支架固定在笔杆上，笔杆上设置贯通孔，布线轮设置在通孔下出口处，导线通过引线轮引导穿过贯通孔由布线轮引导；布线时，通过控制器控制定位机构的X轴线性模组、Y轴线性模组、Z轴线性模组移动至布线笔组件处，然后用电磁离合器吸住布线笔组件，通过位置感应传感器、旋转驱动电机调整布线笔杆位置，再由送线机构机构将线送入笔杆中，然后再由控制器控制定位机构，将调整好后的布线笔组件移动需要布线的地方进行布线，布线后，再由控制机构控制Z轴线性模组移动剪线机构而剪线，完成一次布线。

更好地，上述送线机构包括导线料盘、支架、导线储线轮、储线轮电磁离合器、弹性轮，导线储线轮与支架相连，弹性轮与支架连接，导线料盘固定在支架上，导线盘在导线料盘上，经导线储线轮引导，再经弹性轮引导，穿过笔杆的通孔。

更好地，上述剪线机构包括剪线刀、剪线驱动电机，剪线驱动电机驱动剪线刀移动而将导线剪断，剪线驱动电机固定在剪线电机支撑板上，剪线电机支撑板连接在Z轴线性模组上。

更好地，上述导线储线轮通过弹性杆与支架相连，这样导线储线轮位置能够适当调整。

更好地，上述弹性轮通过另一弹性杆与支架连接，这样能够弹性轮能够适当调整。

更好地，还设置布线笔支架，固定在支架上，布线笔组件支架上还设置笔杆槽，布线笔组件的笔杆通过布线笔吸盘架在笔杆槽中。

更好地，笔杆外还套有布线笔吸盘，与定位机构的电磁离合器相配合。

更好地，上述旋转齿轮由推力轴承支承，推力轴承固定在定位座底面上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：能够自动化地布线，并能精确定位，布线效率高，而且能够布线多种不同规格的导线。

整个产品的生产成本低。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例送线机构的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是本发明实施例定位机构和剪线机构的结构示意图。

图5是本发明实施例夹线组件夹线过程的结构示意图。

图6是图5的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，自动预布线装置，包括控制系统（图中未画出）、布线支架2、送线机构1、剪线机构3、布线笔组件6和定位机构5。

如图2、3所示，送线机构1包括导线料盘12、支架19、导线储线轮14、储线轮电磁离合器11、弹性轮17，导线储线轮14通过弹性杆15与支架19相连，弹性轮17通过另一弹性杆16与支架19连接，导线料盘12固定在支架19上，导线9盘在导线料盘12上，经导线储线轮14引导，再经弹性轮17引导，穿过笔杆63的通孔64。

还设置布线笔支架18，固定在支架19上，布线笔支架上18设置笔杆槽181，布线笔组件的笔杆63通过布线笔吸盘67架在笔杆槽181中。

如图4所示，布线笔组件6包括引线轮61、引线轮支架62、笔杆63、布线轮66，引线轮61通过轴65固定在引线轮支架62，引线轮支架62固定在笔杆63上，笔杆63上设置贯通孔64，布线轮66设置在通孔64下出口处，导线9通过引线轮61引导穿过贯通孔64由布线轮66引导，待布线用。

笔杆63外还套有布线笔吸盘67，与定位机构的电磁离合器57相配合，可由电磁离合器57吸合。

如图3所示，可以布置不同规格的导线和布线笔组件6。

如图5所示，剪线机构3包括剪线刀31、剪线驱动电机32，剪线驱动电机31驱动剪线刀移动而将导线9剪断，剪线驱动电机32固定在剪线电机支撑板33上，剪线电机支撑板33连接在Z轴线性模组54上，由Z轴线性模组54升降支撑板33。

如图1、4所示，定位机构5包括定位座50、X轴线性模组52、Y轴线性模组53、Z轴线性模组54、电磁离合器57、位置感应传感器56、旋转驱动电机55、旋转齿轮58、动力齿轮59、电机支架51。

X轴线性模组52由布线支架2支撑，X轴线性模组52、Y轴线性模组53、Z轴线性模组54相互组合在一起，定位座50固定在Z轴线性模组54， X轴线性模组52、Y轴线性模组53、Z轴线性模组54均通过伺服电机驱动，因此，通过X轴线性模组52、Y轴线性模组53、Z轴线性模组54在X轴、Y轴和Z轴方向的移动来调整定位座50的位置。

电机支架51固定在定位座50侧面上，旋转驱动电机55固定在电机支架51上，其轴上固定动力齿轮59，动力齿轮59与旋转齿轮58啮合，推力轴承581固定在定位座50底面上，旋转齿轮58由推力轴承581支承，旋转齿轮58中间设置笔杆63穿过并架住布线笔吸盘67的通孔582，这样，当需要移动和定位布线笔组件6时，笔杆63可分别穿过电磁离合器57、旋转齿轮58，并由布线笔吸盘67架在电磁离合器57上，当通电后，由电磁离合器57吸合布线笔吸盘67，从而牢固地将布线笔吸盘67、电磁离合器57、旋转齿轮58连接在一起，从而确定布线笔的笔杆63在圆周上的角度位置。

位置感应传感器56固定在电机支架51上，并检测电磁离合器57的角度位置，从而探测到与电磁离合器57吸合在一起的布线笔的角度位置。

需布线电气柜8通过定位销91放置在布线支架2内部。用定位销91定位布线柜2，控制器通过伺服电机控制导线位置路径，能精确保证布线位置的准确性。

如图5、图6所示，夹线组件4包括夹座45、线勾41，弹簧42，线勾芯棒43，线圈44，夹座45上设置容纳线勾41、弹簧42、线勾芯棒43、线圈44的长孔451，线勾41通过轴46连在线勾芯棒43的上端，弹簧42套在线勾芯棒43上，弹簧42上端由上限位片47限位，上限位片47由长孔451限制其移动，弹簧42下部由固定在线勾芯棒43上的下限位片48限位，要夹导线时，线圈44通电，推动线勾芯棒43向上移动，从而使线勾41伸出长孔451而倒向侧面孔452而离开垂直位置，此时导线9可以移动到夹座45的夹线组件处，然后。线圈44失电，在弹簧42的弹力作用下，线勾芯棒43向下移动而带动线勾11动作移入长孔451中，线勾11的勾将导线9勾住夹紧锁住，使导线另一端在布线时不相对移动。

上述每一个夹线组件4对应需布线电气柜8的一个接线端子。

布线时，将需布线电气柜8放入布线支架2内，将夹线组件4放入布线电气柜8中需布线的接线端子处，一个夹线组件4对应一个接线端子，导线料盘12放入料盘支架19中，导线储线轮14中盘一圈，穿过弹性轮17中，最后穿入布线笔杆63中。根据实际需要可在料盘支架中设置3-6个不同线径的导线料盘12、弹性轮16、储线轮电磁离合器13、布线笔组件6。所有3-6个布线笔杆63穿入导线后，可开始自动预布线。控制器再控制X轴线性模组52、Y轴线性模组53、Z轴线性模组54联合动作，驱动电磁离合器57至布线笔组件6处，然后Z轴线性模组54动作，将布线笔组件6的笔杆63套入电磁离合器57内部。电磁离合器57动作，将布线笔组件6的布线笔吸盘67吸合，使布线笔组件6不相对滑动与转动。此时，位置感应传感器6检测布线笔位置，当位置不准确时，旋转驱动电机55动作，带动动力旋转齿轮59动作，齿轮传动至旋转齿轮58，旋转齿轮58带动电磁离合器57旋转，布线笔组件6在电磁离合器57的驱动下旋转，旋转到达预设角度后，旋转驱动电机55停止转动，布线笔位角度调整结束。然后，储线轮电磁离合器11动作，吸合储线轮14，储线轮驱动电机15动作，给布线笔进行送线。

然后，控制器控制X轴线性模组52、Y轴线性模组53、Z轴线性模组54联合动作，驱动布线笔组件6运动至第一个布线点的夹持组件4中，将导线嵌入至夹线组件4中。然后X轴线性模组52、Y轴线性模组53、Z轴线性模组54再联合动作，驱动带线的布线笔组件6运动至第二个布线点，将导线嵌入至第二个夹线组件。Z轴线性模组4动作，提升布线笔组件6至一定高度，剪线驱动电机32动作，驱动剪线刀31动作，将导线剪断，完成一根导线的布线。第二根导线布线时X轴线性模组52、Y轴线性模组53、Z轴线性模组54继续联合动作，驱动布线笔运动至布线位置继续布线，以此类推将同种类型导线完成布线。期间更换布线导线时，X轴线性模组52、Y轴线性模组53、Z轴线性模组54继续动作，将布线笔驱动至布线笔支架18,进行布线笔的更换。重复以上动作完成布线电气柜所有导线的布线。布线完成后再由人工进行对应端子的接线工作。

布线笔组件6初次安装至电磁离合器57上后，位置传感器56感应布线笔吸盘67的位置，初始位置不准确时旋转驱动电机55转动，通过动力旋转齿轮59、旋转齿轮58传动，将布线笔调整至正确位置。在非直线情况下布线时，根据布线角度，旋转驱动电机55旋转一定角度，驱动布线笔组件6旋转，使布线轮66与布线路径平行，弹性布线轮17处的弹力可给予导线一定的预紧力，实现自动预布线机在非直线情况自动调整方向进行布线。

根据实际布线需求，预先将所需导线料盘安装12安装至料盘支架19中，并将导线穿过储线轮13，穿入对应布线笔组件6中，布线笔组件6放至对应的布线笔支架18的支架槽181中。当需要不同规格导线布线时，自动预布线机可自动移动至布线笔支架处更换不同型号的布线笔。同时储线轮电磁离合器14动作，吸合对应储线轮13，储线轮驱动电机动作，给布线笔进行送线。通过自动更换布线笔，自动更换送线储线轮，实现不同导线的自动预布线。

由于设置了控制器，在新产品第一次布线时，由人工手动操作每一步动作，每步动作时记录轨迹坐标值、旋转角度值、导线类型等参数，并将参数值记录在系统内部，实现新产品的学习过程，下批次产品制作时可直接调用第一次学习过程记录的参数，实现全自动的布线的方式。因此，不同电气柜可以在控制器通过快速编写程序进行控制。

Claims (7)

1.自动预布线装置，其特征在于：包括控制系统、布线支架、送线机构、剪线机构、布线笔组件和定位机构，定位机构包括定位座、X轴线性模组、Y轴线性模组、Z轴线性模组、电磁离合器、位置感应传感器、旋转驱动电机、旋转齿轮、动力齿轮、电机支架；X轴线性模组由布线支架支撑，X轴线性模组、Y轴线性模组、Z轴线性模组相互组合在一起，定位座固定在Z轴线性模组，X轴线性模组、Y轴线性模组、Z轴线性模组均通过伺服电机驱动，电机支架固定在定位座侧面上，旋转驱动电机固定在电机支架上，其轴上固定动力齿轮，动力齿轮与旋转齿轮啮合，旋转齿轮中间设置笔杆穿过并架住布线笔吸盘的通孔，位置感应传感器固定在电机支架上，并检测电磁离合器的角度位置，所述布线笔组件包括引线轮、引线轮支架、笔杆、布线轮，引线轮通过轴固定在引线轮支架，引线轮支架固定在笔杆上，笔杆上设置贯通孔，布线轮设置在通孔下出口处，导线通过引线轮引导穿过贯通孔由布线轮引导；布线时，通过控制器控制定位机构的X轴线性模组、Y轴线性模组、Z轴线性模组移动至布线笔组件处，然后用电磁离合器吸住布线笔组件，通过位置感应传感器、旋转驱动电机调整布线笔杆位置，再由送线机构机构将线送入笔杆中，然后再由控制器控制定位机构，将调整好后的布线笔组件移动需要布线的地方进行布线，布线后，再由控制机构控制Z轴线性模组移动剪线机构而剪线，完成一次布线。

2.如权利要求1所述的自动预布线装置，其特征在于：所述的送线机构包括导线料盘、支架、导线储线轮、储线轮电磁离合器、弹性轮，导线储线轮与支架相连，弹性轮与支架连接，导线料盘固定在支架上，导线盘在导线料盘上，经导线储线轮引导，再经弹性轮引导，穿过笔杆的通孔。

3.如权利要求2所述的自动预布线装置，其特征在于：所述的弹性轮通过另一弹性杆与支架连接，这样能够弹性轮能够适当调整，所述的剪线机构包括剪线刀、剪线驱动电机，剪线驱动电机驱动剪线刀移动而将导线剪断，剪线驱动电机固定在剪线电机支撑板上，剪线电机支撑板连接在Z轴线性模组上。

4.如权利要求2所述的自动预布线装置，其特征在于：所述的导线储线轮通过弹性杆与支架相连。

5.如权利要求1所述的自动预布线装置，其特征在于：还设置布线笔支架，固定在支架上，布线笔组件支架上还设置笔杆槽，布线笔组件的笔杆通过布线笔吸盘架在笔杆槽中。

6.如权利要求5所述的自动预布线装置，其特征在于：笔杆外还套有布线笔吸盘，与定位机构的电磁离合器相配合。

7.如权利要求1所述的自动预布线装置，其特征在于：所述旋转齿轮由推力轴承支承，推力轴承固定在定位座底面上。