CN107834338A - 一种低频电缆组件智能压接系统生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低频电缆组件智能压接系统生产线，包括全自动下线标识单元、导线智能压接单元，所述全自动下线标识单元从左到右依次包括自动放线机、自动切线机、自动线缆贴标机、标签扫描枪和直角坐标输送机器人，所述导线智能压接单元从左到右依次包括激光剥线器、两轴旋转去皮机、线缆检测仪器、振动盘送料设备、多轴滑台机械手装置、第一视觉检测设备、压接检测设备、第二视觉检测设备和线缆收集设备，所述导线智能压接单元一侧设置有第一电器控制系统六自由度机器人和第二电器控制系统六自由度机器人。本发明的有益效果是：在现有设备的基础上，调整改进，设计出一条高精度高效率的全自动线缆装配自动化生产线，取代人工生产方式。

Description

一种低频电缆组件智能压接系统生产线

技术领域

本发明属于压接系统生产线技术领域，具体涉及一种低频电缆组件智能压接系统生产线。

背景技术

改革开放三十余年，电子行业发展迅速，航空、航天和通讯等领域对电缆的生产质量和生产效率有了更高的要求，人工参与的加工精度和效率已经无法满足市场的需求。

全自动插针压着设备是电子行业中自动生产插接插针连接线的设备，具有如下功能：将外皮为柔性材质(橡胶、塑料等)，内芯为多芯铜线的线材裁切成设定长度的线材，剥除端部绝缘层，并压上接线插针。

我国也陆续出现了一些全自动插针机，可见国内产业对全自动线缆装配自动化生产线有着广泛的需求，但国产设备性能与国外相应设备差距明显，并且其精度较低，可调试空间小，不能满足军工厂专用生产线的高精度要求。因此，现阶段我国军用电缆的生产还依靠人工完成，生产率极低，可靠性小，并且耗费了大量的人力资源，增加了工厂的成本，也不利于材料成本的节约。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低频电缆组件智能压接系统生产线，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低频电缆组件智能压接系统生产线，包括全自动下线标识单元、导线智能压接单元，所述全自动下线标识单元设置在导线智能压接单元左侧，所述全自动下线标识单元从左到右包括自动放线机1、自动切线机2、自动线缆贴标机3、标签扫描枪4和直角坐标输送机器人5，所述导线智能压接单元从左到右包括激光剥线器6、两轴旋转去皮机7、线缆检测仪器8、振动盘送料设备9、多轴滑台机械手装置17、第一视觉检测设备10、压接检测设备11、第二视觉检测设备12和线缆收集设备13，所述导线智能压接单元一侧设置有第一电器控制系统六自由度机器人14和第二电器控制系统六自由度机器人16，且第一电器控制系统六自由度机器人14和第二电器控制系统六自由度机器人16之间设置有换模工作台15。

优选的，所述自动放线机工作界面设置有启动、停止、暂停、复位、速度调节和紧急开关按钮，且自动放线机内部的线缆放线模块为PF-6自动放线装置。

优选的，所述自动切线机包括两组固定支撑架，两对活动夹具、导向管和驱动传送装置，所述活动夹具安装在固定支撑架上，所述导向管安装在两组活动夹具之间，且导向管一端设置有喇叭口，且导向管为304不锈钢经过内外抛光制成的无缝钢管，所述驱动传送装置包括支撑架、同步轮和同步带，所述同步带设置有两组，且同步轮安装在同步带的内侧两端，所述驱动传送装置内部还安装有微型步进电机和自动切线机控制系统。

优选的，所述自动线缆贴标机包括打印机装置和贴标签装置，且打印机装置为G-3106小型条码打印机。

优选的，所述直角坐标输送机器人包括输送机器人支撑架、安装在输送机器人支撑架上的驱动系统和驱动系统控制的手抓模块，所述直角坐标输送机器人的运动方向包括X轴、Y轴、Z轴和A轴，且X轴为前后运动方向，Y轴为左右运动方向，Z轴为上下运动方向、A轴为手抓模块旋转方向。

优选的，所述多轴滑台机械手装置包括机械手支撑架，三轴滑块模块，三自由手抓模块和夹爪，所述三轴滑块模块安装在机械手支撑架上，所述三自由手抓模块安装在三轴滑块模块上，所述三自由手抓模块下方安装有A轴旋转模块，A轴旋转模块右端安装有B轴旋转模块，B轴旋转模块右端安装有C轴旋转模块，所述夹爪通过电动夹紧模块安装在C轴旋转模块右端。

本发明的技术效果和优点：该低频电缆组件智能压接系统生产线，基于现有部分电缆线材加工设备、工艺分析及相关工艺需求，通过合理控制机器人的运动，全自动线缆装配自动化生产线可完成电缆线束在各个工位及设备之间的传输与加工，最终实现电缆下线、标识、剥皮、去皮、压接的自动化。

采用直线式布局，主要包括：可编程电缆下线机、六自由度工业机器人、自动贴标签设备、激光剥线去皮装置、插针插接及压接设备等，通过各个设备间的协调工作，完成插针与电缆线材一端的插接工作，在节省空间的同时提高了效率，实现全自动化生产。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明自动切线机的主体结构示意图；

图3为本发明自动切线机的驱动传送装置结构示意图；

图4为本发明多轴滑台机械手装置的结构示意图；

图5为本发明图4中的A处放大图；

图6为本发明的工作流程图。

图中：1自动放线机、2自动切线机、201固定支撑架、202活动夹具、203导向管、204喇叭口、205支撑架、206同步带、207同步轮、3自动线缆贴标机、4标签扫描枪、5直角坐标输送机器人、6激光剥线器、7两轴旋转去皮机、8线缆检测仪器、9振动盘送料设备、10第一视觉检测设备、11压接检测设备、12第二视觉检测设备、13线缆收集设备、14第一电器控制系统六自由度机器人、15换模工作台、16第二电器控制系统六自由度机器人、17多轴滑台机械手装置、1701机械手支撑架、1702三自由手抓模块、1703夹爪、1704 A轴旋转模块、1705 B轴旋转模块、1706 C轴旋转模块、1707电动夹紧模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-6所示的一种低频电缆组件智能压接系统生产线，包括全自动下线标识单元、导线智能压接单元，所述全自动下线标识单元设置在导线智能压接单元左侧，所述全自动下线标识单元从左到右包括自动放线机1、自动切线机2、自动线缆贴标机3、标签扫描枪4和直角坐标输送机器人5，所述导线智能压接单元从左到右包括激光剥线器6、两轴旋转去皮机7、线缆检测仪器8、振动盘送料设备9、多轴滑台机械手装置17、第一视觉检测设备10、压接检测设备11、第二视觉检测设备12和线缆收集设备13，所述导线智能压接单元一侧设置有第一电器控制系统六自由度机器人14和第二电器控制系统六自由度机器人16，且第一电器控制系统六自由度机器人14和第二电器控制系统六自由度机器人16之间设置有换模工作台15，所述自动放线机1工作界面设置有启动、停止、暂停、复位、速度调节和紧急开关按钮，且自动放线机1内部的线缆放线模块为PF-6自动放线装置。

进一步的方案是，所述自动切线机2包括两组固定支撑架201，两对活动夹具202、导向管203和驱动传送装置，所述活动夹具202安装在固定支撑架201上，所述导向管203安装在两组活动夹具202之间，且导向管203一端设置有喇叭口204，且导向管203为304不锈钢经过内外抛光制成的无缝钢管，所述驱动传送装置包括支撑架205、同步轮207和同步带206，所述同步带206设置有两组，且同步轮207安装在同步带206的内侧两端，所述驱动传送装置内部还安装有微型步进电机和自动切线机控制系统，所述自动线缆贴标机3包括打印机装置和贴标签装置，且打印机装置为G-3106小型条码打印机。

进一步的方案是，所述直角坐标输送机器人5包括输送机器人支撑架、安装在输送机器人支撑架上的驱动系统和驱动系统控制的手抓模块，所述直角坐标输送机器人5的运动方向包括X轴、Y轴、Z轴和A轴，且X轴为前后运动方向，Y轴为左右运动方向，Z轴为上下运动方向、A轴为手抓模块旋转方向，所述多轴滑台机械手装置17包括机械手支撑架1701，三轴滑块模块和三自由手抓模块1702和夹爪1703，所述三轴滑块模块安装在机械手支撑架1701上，所述三自由手抓模块1702安装在三轴滑块模块上，所述三自由手抓模块1702下方安装有A轴旋转模块1704，A轴旋转模块1704右端安装有B轴旋转模块1705，B轴旋转模块1705右端安装有C轴旋转模块1706，所述夹爪1703通过电动夹紧模块1707安装在C轴旋转模块1706右端。

进一步的方案是，第一电器控制系统六自由度机器人14和第二电器控制系统六自由度机器人16结构相同，具有A1、A2、A3、A4、A5、A6共6个坐标轴组成，机器人A6组件上装置了熊克NSE PLUS 99快换模块和手抓模块形成机器人组件以及位置传感器。熊克NSEPLUS99快换模块由快换机器人侧及快换工具侧组成，主要用于快速更换机械手、工具端和其他执行机构。减少生产闲置时间，提高机器人的灵活性。为了防止线缆缠绕在机器人上，在快换模块上加装电气两动的放缠绕机构，可有效控制旋转轴后方的机电一体化和传感器，以提高工艺稳定性。

进一步的方案是，六自由度机器人是贯穿整个剥线压接流水线的重要组件，是模块和模块之间衔接的基本实现功能过程，首先机器人运动逼近至上一工序相应的空中对接的位置，当线缆直角坐标机器完成所有运动后待命，六轴机器人松开手抓移动到直角坐标机器人夹持线缆的位置，A6轴上位置传感器探测当前位置以及夹持线缆的长度是否正确，若位置产生偏差通过机器人光栅尺进行数据补偿，并自动记录正确的数据替换；六自由度机器人夹持线缆后，指令反馈给直角坐标机器人手爪松开线缆并回到导管位置继续往复运动。六轴机器人夹持线缆离开空中交换区域，以完成空中线缆交换对接操作。

工作原理：自动放线机1具备扫描导线物料信息匹配下线表中规格信息，对于统一规格导线根据下线表要求及加工数量自动完成导线的下线，由自动切线机2完成切线，自动线缆贴标机3要求必须满足不同材料绝缘皮的粘贴可靠性，在运输过程中不能发生标签脱落现象，同时在需要去除标签的同时又能方便去掉，打印机装置采用G-3106小型条码打印机，该设备主要为自动贴标机提供完整的标签；

通过标签扫描枪4完成扫描，标签扫描枪4设备用于标签条码扫描，专为条形码扫描而特制的传感器提高扫描灵敏度，内置图像处理软件具备高级图像编辑功能，能够输出高精度数字图像；配备后台数据通讯，用户可以在后台远程方便快捷地对扫描器进行操作，标签扫描完成后的线缆通过驱动传送装置调整牵引至导管位置，位置传感器确定线缆从导管伸出位置是否正确并做相应调整同时，机器人通过X、Y、Z、A轴逼近至线缆接头位置手爪张开待命，位置传感器确定线缆伸出长度正确后输出位置通讯，总控制系统根据标签扫描仪及位置传感发送的数据对线缆合格性进行数据处理；判断线缆是否合格后发送指令至第一电器控制系统六自由度机器人14；

第一电器控制系统六自由度机器人14运动完成线缆对接交换后，持有线缆的第一电器控制系统六自由度机器人14逼近运动至激光剥线器6孔口位置，第一电器控制系统六自由度机器人14通过调整6个自由轴来确定插入的最佳状态，然后第一电器控制系统六自由度机器人14将线缆接头插入激光剥线器6孔内，位置传感器检测插入长度正确后反馈给第一电器控制系统六自由度机器人14并停止插入并反馈给激光剥线器6完成工作指令。激光剥线器6接收指令后对线缆外皮进行激，光切割工作。完成后第一电器控制系统六自由度机器人14退出孔口为下一工序做准备；

完成剥线后的第一电器控制系统六自由度机器人14夹持线缆逼近至两轴旋转去皮机7处，第一电器控制系统六自由度机器人14通过调整6个自由轴来确定插入的最佳状态，电缆插入时，去皮夹紧手爪打开，机器人将需要剥皮的一头对夹持装置入口伸入，位置传感器检测达到设定进入长度后启动两轴旋转去皮机7，当电缆送到设定位置后，启动夹紧开关，去皮夹紧装置将电缆线材夹紧并旋转(保证电缆线材端部金属丝紧实成团)，随着电缆线材的撤出动作，第一电器控制系统六自由度机器人14完成去皮工作并为下一工序做准备；

完成去皮工序后的第一电器控制系统六自由度机器人14夹持线缆运动至第一视觉检测设备10处，第一视觉检测设备10对线缆剥除状态进行扫描对比并得出合格或不合格反馈给控制中心，例如是合格的线缆，第一电器控制系统六自由度机器人14撤出视觉检测模块区域，移动至换模工作台进行下一工序快速换模操作。例如检测为废品，第一电器控制系统六自由度机器人14加持线缆撤出检验模块区域，移动至旁边小废品收纳箱区域，松开手爪将线缆放入废品箱内。总控制将根据该线缆的数据重新生成与之对应的数据等信息，重新生产新的线缆与之替换操作；

第二电器控制系统六自由度机器人16通过换速换模装置，将第一电器控制系统六自由度机器人14夹有半成品线缆的手爪换至第二电器控制系统六自由度机器人16，完成交换后第二电器控制系统六自由度机器人16离开快换工作台逼近至视觉辨向的方位旋转区域，第二电器控制系统六自由度机器人16通过调整6个自由轴来确定穿接的最佳状态，6个轴上的位置检测设备检测机器人与端子的孔位是否正确并做相应的位置调整。完成后线缆缓缓传入端子里，微型压板松开端子后。机器人提升手爪并离开视觉辨向装置进行下一步压接工序；

第二电器控制系统六自由度机器人16通过调整6个自由轴来确定压接的最佳状态，完成后机器人夹持线缆及端子插入孔内，6个轴上的位置检测设备检测机器人与端子的孔位是否正确并做相应的位置调整。确定正确后通讯给压接设备进行压接操作并记录整个压接数据传输至后台，压接完成后多轴滑台机械手松开手爪，6轴机器人手爪夹持线缆离开压接监控装置；完成压接工序后的第二电器控制系统六自由度机器人16夹持线缆运动至废品检测处，压接检测设备11对线缆压接外观、尺寸、压接长度进行扫描检测对比并得出合格或不合格反馈给控制中心，例如是合格的线缆，六轴机器人撤出视觉检测模块区域，移动至换模工作台进行下一工序快速换模操作。例如检测为废品，六轴机器人加持线缆扯出检验模块区域，移动至旁边小废品收纳箱区域，松开手爪将线缆放入废品箱内。总控制将根据该线缆的数据重新生成与之对应的数据等信息，重新生产新的线缆与之替换操作；

线缆收集设备13采用一米长得线槽作为收线设备，收线槽整体长度一米，中间有皮带一直运行，将机械手送出的电缆带出，电缆完全出来后，气缸顶杠启动，将电缆从皮带上推出，掉落致收线槽。一批电缆收集完毕，系统自动暂停，并声光报警，提示操作人员将电缆取走。电缆取走后，操作人员只需按系统确认键，系统恢复运行。

工序时间预估表

根据测算与实验得出调试量产的状态下平均单件产品的加工最高时间为10.5秒；其中切线贴标工序模块最高时间为8秒钟；剥线工序模块最高时间为9秒钟；压接工序模块最高时间为10.5秒钟；连接器装配最高时间为9.5秒钟，合理的节拍控制以保证产品高效率的输出。

本发明的技术效果和优点：该低频电缆组件智能压接系统生产线，基于现有部分电缆线材加工设备、工艺分析及相关工艺需求，通过合理控制机器人的运动，全自动线缆装配自动化生产线可完成电缆线束在各个工位及设备之间的传输与加工，最终实现电缆下线、标识、剥皮、去皮、压接的自动化。

采用直线式布局，主要包括：可编程电缆下线机、六自由度工业机器人、自动贴标签设备、激光剥线去皮装置、插针插接及压接设备等，通过各个设备间的协调工作，完成插针与电缆线材一端的插接工作，在节省空间的同时提高了效率，实现全自动化生产。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低频电缆组件智能压接系统生产线，包括全自动下线标识单元和导线智能压接单元，其特征在于：所述全自动下线标识单元设置在导线智能压接单元左侧，所述全自动下线标识单元从左到右包括自动放线机（1）、自动切线机（2）、自动线缆贴标机（3）、标签扫描枪（4）和直角坐标输送机器人（5），所述导线智能压接单元从左到右包括激光剥线器（6）、两轴旋转去皮机（7）、线缆检测仪器（8）、振动盘送料设备（9）、多轴滑台机械手装置（17）、第一视觉检测设备（10）、压接检测设备（11）、第二视觉检测设备（12）和线缆收集设备（13），所述导线智能压接单元一侧设置有第一电器控制系统六自由度机器人（14）和第二电器控制系统六自由度机器人（16），且第一电器控制系统六自由度机器人（14）和第二电器控制系统六自由度机器人（16）之间设置有换模工作台（15）。

2.根据权利要求1所述的一种低频电缆组件智能压接系统生产线，其特征在于：所述自动放线机（1）工作界面设置有启动、停止、暂停、复位、速度调节和紧急开关按钮，且自动放线机（1）内部的线缆放线模块为PF-6自动放线装置。

3.根据权利要求1所述的一种低频电缆组件智能压接系统生产线，其特征在于：所述自动切线机（2）包括两组固定支撑架（201）、两对活动夹具（202）、导向管（203）和驱动传送装置，所述活动夹具（202）安装在固定支撑架（201）上，所述导向管（203）安装在两组活动夹具（202）之间，且导向管（203）一端设置有喇叭口（204），且导向管（203）为304不锈钢经过内外抛光制成的无缝钢管，所述驱动传送装置包括支撑架（205）、同步轮（207）和同步带（206），所述同步带（206）设置有两组，且同步轮（207）安装在同步带（206）的内侧两端，所述驱动传送装置内部还安装有微型步进电机和自动切线机控制系统。

4.根据权利要求1所述的一种低频电缆组件智能压接系统生产线，其特征在于：所述自动线缆贴标机（3）包括打印机装置和贴标签装置，且打印机装置为G-3106小型条码打印机。

5.根据权利要求1所述的一种低频电缆组件智能压接系统生产线，其特征在于：所述直角坐标输送机器人（5）包括输送机器人支撑架、安装在输送机器人支撑架上的驱动系统和驱动系统控制的手抓模块，所述直角坐标输送机器人（5）的运动方向包括X轴、Y轴、Z轴和A轴，且X轴为前后运动方向，Y轴为左右运动方向，Z轴为上下运动方向、A轴为手抓模块旋转方向。

6.根据权利要求1所述的一种低频电缆组件智能压接系统生产线，其特征在于：所述多轴滑台机械手装置（17）包括机械手支撑架（1701），三轴滑块模块，三自由手抓模块（1702）和夹爪（1703），所述三轴滑块模块安装在机械手支撑架（1701）上，所述三自由手抓模块（1702）安装在三轴滑块模块上，所述三自由手抓模块（1702）下方安装有A轴旋转模块（1704），A轴旋转模块（1704）右端安装有B轴旋转模块（1705），B轴旋转模块（1705）右端安装有C轴旋转模块（1706），所述夹爪（1703）通过电动夹紧模块（1707）安装在C轴旋转模块（1706）右端。