CN108067569A - 用于自动切割和盘绕电缆的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于自动切割和盘绕一段电缆的系统和方法包括：从第一拆卷机拉动电缆；使用第一机器人自动抓握所述电缆以及可释放地固定所述电缆的第一端部；盘绕所述电缆；随着电缆盘绕而垂直地调整所述电缆；将所述电缆切割成预先确定的长度；以及使用第一机器人自动抓握电缆的第二端部以及可释放地固定电缆的第二端部。

Description

用于自动切割和盘绕电缆的系统和方法

技术领域

本公开涉及用于自动切割和盘绕一段电缆的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于盘绕一段光纤电缆的系统和方法。

背景技术

电缆，尤其是光纤电缆，是非常昂贵的。向现场提供准确长度的电缆以及避免浪费是非常重要的。用于盘绕电缆的手动方法是劳动密集型的并且可能导致错误或材料浪费。需要改进。

发明内容

提供了用于自动切割和盘绕一段电缆的系统和方法以改进现有技术。

在第一个方面中，一种用于自动切割和盘绕一段电缆的系统包括：切割机，其被构造为从拆卷机拉动电缆并且将电缆切割成预先确定的长度；第一机器人，其被定位为抓握电缆；转台，包括第一夹具和第二夹具以及可调整心轴；以及支撑单元，其被定位为在切割机和转台之间引导电缆。第一夹具被定位为可释放地保持由第一机器人定位在第一夹具中的电缆的第一端部。心轴被构造为围绕主轴旋转并且将电缆盘绕在心轴上。第二夹具被定位为在心轴盘绕电缆以及切割机切割电缆之后可释放地保持由第一机器人定位在第二夹具中的电缆的第二端部。支撑单元被构造并且设置为随着电缆在心轴上盘绕而垂直地移动以调整电缆

在优选系统中，存在激光布置，用于当定位在第一夹具中时检测电缆的第一端部的位置，以及当定位在第二夹具中时检测电缆的第二端部的位置。

优选地，激光布置包括位于第一夹具处的第一激光检测器和位于第二夹具处的第二激光检测器。

在优选系统中，心轴是可扩展并且可收缩的。

在一个或多个实施方式中，系统进一步包括：第二机器人，其被构造并且设置为从转台拾取盘绕的电缆，以及将盘绕的电缆移动到传送带。

在许多系统中，第二机器人被构造并且设置为绑扎盘绕的电缆。

在优选实现中，系统进一步包括多个拆卷机以将电缆进给到切割机。

优选地，支撑单元包括多个辊子，用于当电缆从切割机前进到转台时，抓牢电缆以及允许电缆沿电缆的方向纵向地传递。

在示例性实施方式中，系统可以进一步包括贴标签机，其被定位在切割机下游并且构造为在电缆上放置标识。

在一个或多个实施方式中，贴标签机被构造为将标识标贴或者激光打印在电缆的第一端部和第二端部的每一个上。

在示例性实施方式中，盘绕的电缆包括光纤电缆。

在另一个方面，提供了一种用于自动切割和盘绕一段电缆的方法。该方法包括：从第一拆卷机拉动电缆；使用第一机器人自动抓握电缆以及可释放地固定电缆的第一端部；盘绕电缆；随着电缆盘绕而垂直地调整电缆；将电缆切割成预先确定的长度；以及使用第一机器人自动抓握电缆的第二端部以及可释放地固定电缆的第二端部。

在示例性方法中，盘绕电缆的步骤包括：围绕可调整心轴盘绕电缆。

优选地，垂直地调整电缆的步骤包括：使用支撑单元引导电缆并且垂直地移动电缆以确保电缆自身不重叠。

在示例性方法中，可靠地固定电缆的第一端部的步骤包括：使用激光检测器检查电缆的第一端部的位置；以及如果激光检测器没有检测到电缆的第一端部，则重新调整第一机器人。

在示例性方法中，可释放地固定电缆的第二端部的步骤包括：使用激光检测器检查电缆的第二端部的位置；以及如果激光检测器没有检测到电缆的第二端部，则重新调整第一机器人。

在示例性方法中，在固定电缆的第二端部的步骤之后，存在使用第二机器人拾取盘绕的电缆并且将盘绕的电缆移动到传送带的步骤。

在示例性方法中，使用第二机器人的步骤进一步包括绑扎盘绕的电缆。

在示例性方法中，使用第二机器人的步骤进一步包括当第二机器人拾取盘绕的电缆时，减小可调整心轴的直径。

优选地，该方法进一步包括使用贴标签机在电缆上放置标识。

在示例性方法中，在电缆上放置标识的步骤包括：使用标签或者激光打印机在电缆的第一端部和第二端部的每一个上放上标识。

优选地，该方法包括：当第一拆卷机没有电缆时，自动从另一个拆卷机进给电缆。

在示例性方法中，从第一拆卷机拉动电缆的步骤包括从第一拆卷机拉动光纤电缆。

在下文的描述中将阐述各种附加的发明性方面。这些发明性方面可以涉及独立的特征以及涉及特征的组合。要理解，前文的简要描述和下文的详细描述都仅仅是示例性和解释性的并且不是用于限制本文公开的实施方式所基于的广义的发明性概念。

附图说明

合并在本文中并且构成说明书的一部分的附图示出了本公开的多个方面。附图的简要描述如下：

图1是由本公开的系统和方法生产的一段切割和盘绕的电缆的实施方式的立体图；

图2是由本公开的系统和方法处理之前的电缆卷轴的立体图；

图3是根据本公开的原理的用于自动切割和盘绕一段电缆的系统的一个实施方式的示意性俯视平面图；

图4是图3中所示的系统的一部分的示意性俯视平面图；

图5是图1和图2的系统的一部分的示意性立体图；

图6是图3和图4的系统的示意性立体图并且显示了另一个过程步骤；

图7是图3和图4的系统的示意性立体图并且显示了另一个过程步骤；

图8是图3和图4的系统的示意性立体图并且显示了另一个过程步骤；

图9是图3和图4的系统的示意性立体图并且显示了另一个过程步骤；

图10是图3和图4的系统的示意性立体图并且显示了另一个过程步骤；

图11是图3和图4的系统的示意性立体图并且显示了另一个过程步骤；

图12是图3和图4的系统的示意性立体图并且显示了另一个过程步骤；

图13是显示了用于自动切割和盘绕一段电缆的方法的一个实施方式的流程图；以及

图14是图13的流程图的继续。

具体实施方式

图1示出了由本公开的系统和方法做出的盘绕的电缆20的立体图。电缆20可以是多种类型的电缆，但是本文的系统和方法具体地用于光纤电缆。盘绕的电缆20应该按精确长度生产，以避免现场中的问题以及避免浪费。盘绕的电缆20一般被后续处理以在每个自由端放上连接器，并且可以用作跳线(patch cord)等等。在图1中，盘绕的电缆20被绑扎带22固定成盘绕形以保持盘绕的电缆20为盘绕形。

通常，在电缆变为图1的盘绕的电缆20之前，以电缆26缠绕卷轴24的卷轴24(图2)形式提供电缆。作为该系统和过程的一部分，然后可以从卷轴24展开或拆卷电缆26。

图3是用于自动切割和盘绕电缆26以产生盘绕的电缆20的系统30的一个实施方式的俯视平面图。系统30包括至少一个拆卷机32。在该实施方式中，显示了多个拆卷机32。拆卷机32可以具有图2中所示的卷轴24的形式。拆卷机32进给一段电缆26到系统30的其余部分。

在图3中，在32a、32b、32c和32d处显示了四个拆卷机。可以存在更多或更少的拆卷机32。为了维持高的可用性，优选地在前一线圈的结束之后自动地开始下一线圈，以进给到系统30的其余部分。例如，如果所使用的第一拆卷机来自32a，则当来自32a的拆卷机没有电缆时，可以接入来自拆卷机32b的电缆。这优选地是自动的，但是也有可能将是手动过程。

系统30进一步包括切割机34。切割机34从拆卷机32拉动电缆26。在该方法期间切割机34还测量电缆的长度并且对其进行切割。按一定精确度执行测量和切割以避免产品浪费。

系统30包括第一机器人36。第一机器人36定位为在电缆26离开切割机34之后抓握电缆26。机器人36可以具有许多不同形式，但是机器人36优选地具有六个运动轴。第一机器人36执行如下文进一步描述的其他功能。

系统30进一步包括转台38。转台38将电缆26盘绕成希望形状的盘绕的电缆20。转台38包括第一夹具40和第二夹具42。第一夹具40和第二夹具42用于保持电缆26。夹具40、41优选地保持电缆26的端部。

第一夹具40定位为可释放地保持由第一机器人36定位在第一夹具40中的电缆26的第一端部44(图6)。第一机器人36优选地以与切割机34的操作速度相同的速度从切割机34取得电缆26。第一机器人36将电缆26的第一端部44放置到第一夹具40中，并且第一夹具40关闭以将电缆26固定在其位置。

激光布置46优选地用于当电缆26位于第一夹具40中时检测电缆26的第一端部44的位置。激光布置46的形式可以是与第一夹具40相邻的第一激光检测器48。如果第一激光检测器48未检测到电缆的第一端部44，则第一机器人36将被重新调整以纠正该问题。在优选配置中，精确地放置第一端部44的位置以控制产生的电缆长度是非常重要的。在那些情况中，激光检测器48可用于帮助将端部44定位在优选容限内，如一毫米内。

转台38进一步包括心轴50。心轴50构造为关于主轴(中心轴)旋转并且将电缆26盘绕在心轴50上。转台38受第一机器人36控制并且可以包括伺服马达以开始转台38的旋转。

心轴50优选地可自动扩展和收缩。可以基于希望的线圈尺寸来调整心轴50的直径。另外，当盘绕在转台38上的电缆从转台38移动到下游过程时心轴50的直径可以减小。这将在下文进一步描述。

转台38上的第二夹具42定位为可释放地保持电缆26的第二端部52(图9)。在心轴50盘绕电缆26并且切割机34切割电缆26之后，第一机器人36将第二端部52定位在第二夹具42中。在示例性方法中，电缆26被拉入切割机34中，第一机器人36抓握来自切割机34的电缆26并且将电缆26放置到第一夹具40中，其中第一夹具40固定第一端部44。转台38然后围绕心轴50旋转电缆26。然后由切割机34切割电缆26，并且第一机器人36拾取电缆26的第二端部52并且将其定位到第二夹具42中。

激光布置46可用于在电缆26位于第二夹具42中时检测电缆26的第二端部52的位置。激光布置46可以包括与第二夹具42相邻的第二激光检测器54。如果第二激光检测器54未检测到电缆26的第二端部52，则调整第一机器人36以纠正该不足。在优选配置中，精确地设置第二端部52的位置以控制电缆的端部52的位置是非常重要的。在那些情况中，激光检测器54可用于帮助将端部52定位在优选容限内，如一毫米内。

系统30进一步包括支撑单元56。支撑单元56定位为在切割机34和转台38之间引导电缆26。支撑单元56构造并且设置为随着电缆26在心轴50上盘绕而垂直地移动以调整电缆26。例如，支撑单元56将在电缆26围绕心轴50缠绕或盘绕时垂直向上移动以确保电缆26靠着心轴50盘绕并且自身在径向上不重复盘绕。在每个盘绕步骤的结尾时，支撑单元56的位置垂直向下移动以进行下一个电缆缠绕过程。

许多实施方式是可能的，并且在一个所示的实施方式中，支撑单元56包括多个相对的辊子58，用于在电缆26从切割机34前进到转台38时引导并且抓牢电缆26以允许电缆26沿电缆26的方向纵向地传递。在图6-12中，显示了四个辊子58，其中两个相对的对在过程方向中彼此相邻。

系统30进一步包括第二机器人60。第二机器人60构造并且设置为拾取来自转台38的盘绕的电缆20并且移动盘绕的电缆20到传送带62。参见图10。在图10中，第二机器人60显示为具有抓握手指64，用于沿外径拾取盘绕的电缆20。可以调整心轴50使得心轴50的直径变得更小以允许通过第二机器人60更容易地拾取盘绕的电缆20并将其从心轴50传输到传送带62。图11显示了在盘绕的电缆20被从心轴50举起时正在由第二机器人60的手指64保持的盘绕的电缆20。图12示出了由第二机器人60移动到传送带62上的盘绕的电缆20。第二机器人60然后通过向盘绕的电缆20应用绑扎带22来固定盘绕的电缆20。在一些实施方式中，电缆的长度以及端部44和52的位置对于避免浪费和允许在下游自动处理盘绕的电缆20两者而言都是重要的。在该设置中，第二机器人60包括用于小心地保持盘绕的电缆的形状的手指64，并且绑扎带22用于将盘绕的电缆20固定为其最终希望的形状，从而可以利用下游的自动设备来对其进行处理。这些配置用于将盘绕的电缆的形状和长度控制在希望的容限内，如一毫米内。在其他设置中，长度或容限的精确性是不重要的并且可以改变。

系统30进一步包括贴标签机66。在该实施方式中，贴标签机66定位在切割机34下游并且构造为在电缆26上放置标识。在优选系统30中，贴标签机66将标识标贴或者激光打印在电缆26的第一端部44和第二端部52中的每一个上。在所示实例中，在盘绕之前或者在由第一机器人36拾取之前，在电缆26的第一端部44上放置标识。在盘绕之后但是在由第一机器人36拾取并且被放置在第二夹具42中之前，由贴标签机66识别第二端部52。对于何时和如何发生贴标签可能存在替换方式。

图13和14描述了可执行以切割和盘绕电缆26并且产生盘绕的电缆20的方法70。该方法包括从第一拆卷机32a拉动电缆26。这显示在步骤72，其中在步骤72中从缓冲器拉动下一段电缆。这里的缓冲器一般是卷轴24/拆卷机32中的一个。

方法70包括使用第一机器人36自动抓握电缆26以及可释放地固定电缆26的第一端部44。这可以包括，如步骤74处所示的，将电缆通过切割机34进给到支撑单元56。在步骤76处，第一机器人36来到支撑单元56的拾取位置。在步骤78处，第一机器人36的运动受控制以控制支撑单元56并且控制电缆进给。在步骤80处，第一机器人36拾取电缆26的第一端部44并且将其放置在转台38上的第一夹具40中。

在优选方法中，第一激光检测器48将寻找电缆26的第一端部44，如步骤82处所示的。如果激光没有看到电缆26的第一端部44，则重新调整第一机器人36的路径以便适当放置在第一夹具40中。这显示在步骤84处。在步骤84处，第一激光检测器48再次寻找电缆26的第一端部44。如果没有看到，则重复步骤84，并且重复该循环直到第一激光检测器48确实看到电缆26的第一端部44为止。

在第一激光检测器48看到电缆26的第一端部44之后，第一夹具40夹住第一端部44。将心轴50调整为希望的盘绕的电缆的直径。这显示在步骤84处。

方法70进一步包括盘绕电缆的步骤。在步骤86处，这通过转动受第一机器人36控制的转台38来完成。

方法70进一步包括当盘绕电缆26时垂直地调整电缆26的步骤。该步骤也显示在步骤86处当支撑单元56升高和降低以允许合适的盘绕时。合适的盘绕包括确保电缆26自身不重叠。相反，线圈的后续的环在轴向上而不是在径向上位于前一环顶部。

方法70进一步包括将电缆26切割成预先确定的长度的步骤。这显示在步骤88处。在将电缆26测量到预先确定的长度之后，电缆切割机34将电缆切割成预先确定的长度。

在步骤90处，支撑单元56拉动电缆的第二端部52以便第一机器人36拾取。

方法70进一步包括使用第一机器人36自动抓握电缆26的第二端部52并且可释放地固定电缆26的第二端部52的步骤。在步骤92处，第一机器人36来到支撑单元56的拾取位置。可以在电缆切割步骤88和使得支撑单元拉动第二端部52的步骤90期间执行步骤92。在步骤94处，第一机器人36拾取第二端部52并且将其放置在转台38上的第二夹具42中。

在将第二端部52放置在第二夹具42中之后，在步骤96处第二激光检测器54寻找电缆的端部。如果第二激光检测器54没有看到电缆的端部，则重新调整第一机器人36的路径以便适当放置在第二夹具42中。在步骤98处显示了该重新调整的步骤。在重新调整之后，重复第二激光检测器54寻找电缆的端部的步骤96。同样，如果没有看见端部，则重复重新调整第一机器人的路径的步骤98。继续该循环，直到第二激光检测器54看到电缆26的端部为止。

在步骤100处，第二夹具42夹住第二端部52。第一机器人36离开该区域，第二机器人60进入该区域以便拾取。

在步骤102处，第二机器人60把来自转台38的盘绕的电缆20带到传送带62。第二机器人60在传送带62处绑扎盘绕的电缆20。

在步骤102处，对于下一段电缆再次开始该过程。

盘绕电缆26的步骤包括围绕可调整心轴50盘绕电缆26。可以调整心轴50以适合希望的盘绕的电缆的直径。也可以在第二机器人60从心轴50拾取盘绕的电缆20的步骤期间调整心轴的直径。具体地，使得心轴的直径更小以允许第二机器人60更容易拾取和移动。

方法70可以进一步包括使用贴标签机66来在电缆26上放置标识的步骤。该步骤可以包括使用标签或者激光打印机在电缆26的第一端部44和第二端部52中的每一个上放上标识。

方法70可以进一步包括当第一拆卷机32没有电缆时自动从另一个拆卷机(如拆卷机32b)进给电缆。从第一拆卷机32a拉动电缆的步骤可以包括从第一拆卷机32a拉动光纤电缆。

方法70可以具有低于30秒并且通常低于25秒(如大约20秒)的循环时间。使用机器人控制产生准确的电缆长度并且避免浪费。由机器人而不是人来执行功能，方法70可以导致成本节省。

上文表示示例性的原理。使用这些原理可以做出许多实施方式。

Claims (23)

1.一种用于自动切割和盘绕一段电缆的系统，所述系统包括：

(a)切割机，其被构造为从拆卷机拉动电缆并且将所述电缆切割成预先确定的长度；

(b)第一机器人，其被定位为抓握所述电缆；

(c)转台，其包括第一夹具和第二夹具以及可调整心轴；

(i)所述第一夹具被定位为可释放地保持由所述第一机器人定位在所述第一夹具中的、所述电缆的第一端部；

(ii)所述心轴被构造为围绕主轴旋转并且将所述电缆盘绕在所述心轴上；

(iii)所述第二夹具被定位为在所述心轴盘绕所述电缆以及所述切割机切割所述电缆之后可释放地保持由所述第一机器人定位在所述第二夹具中的、所述电缆的第二端部；以及

(d)支撑单元，其被定位为在所述切割机和所述转台之间引导所述电缆；所述支撑单元被构造并且设置为随着所述电缆在所述心轴上盘绕而垂直地移动以调整所述电缆。

2.如权利要求1所述的系统，进一步包括激光布置，用于当定位在所述第一夹具中时检测所述电缆的所述第一端部的位置，以及当定位在所述第二夹具中时检测所述电缆的所述第二端部的位置。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述激光布置包括位于所述第一夹具处的第一激光检测器和位于所述第二夹具处的第二激光检测器。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的系统，其中，所述心轴是可扩展并且可收缩的。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的系统，进一步包括：第二机器人，其被构造并且设置为从所述转台拾取盘绕的电缆，以及将所述盘绕的电缆移动到传送带。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述第二机器人被构造并且设置为绑扎所述盘绕的电缆。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的系统，进一步包括多个拆卷机，以将电缆进给到所述切割机。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的系统，其中，所述支撑单元包括多个辊子，当所述电缆从所述切割机前进到所述转台时，所述多个辊子抓牢所述电缆并且允许所述电缆沿所述电缆的方向纵向地传递。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的系统，进一步包括贴标签机，其被定位在所述切割机的下游并且被构造为在所述电缆上放置标识。

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述贴标签机被构造为将标识标贴或者激光打印在所述电缆的所述第一端部和所述第二端部的每一个上。

11.如权利要求1-10中任意一项所述的系统，其中，所述电缆包括光纤电缆。

12.一种用于自动切割和盘绕一段电缆的方法，所述方法包括：

(a)从第一拆卷机拉动电缆；

(b)使用第一机器人自动抓握所述电缆以及可释放地固定所述电缆的第一端部；

(c)盘绕所述电缆；

(d)随着所述电缆盘绕而垂直地调整所述电缆；

(e)将所述电缆切割成预先确定的长度；以及

(f)使用所述第一机器人自动抓握所述电缆的第二端部以及可释放地固定所述电缆的所述第二端部。

13.如权利要求12所述的方法，其中，盘绕所述电缆的步骤包括：围绕可调整心轴盘绕所述电缆。

14.如权利要求12和13中的任意一项所述的方法，其中，垂直地调整所述电缆的步骤包括：使用支撑单元来引导所述电缆并且垂直地移动所述电缆以确保所述电缆自身不重叠。

15.如权利要求12到14中的任意一项所述的方法，其中，可释放地固定所述电缆的第一端部的步骤包括：使用激光检测器检查所述电缆的所述第一端部的位置；以及如果所述激光检测器没有检测到所述电缆的所述第一端部，则重新调整所述第一机器人。

16.如权利要求12到15中的任意一项所述的方法，其中，可释放地固定所述电缆的所述第二端部的步骤包括：使用激光检测器检查所述电缆的所述第二端部的位置；以及如果所述激光检测器没有检测到所述电缆的所述第二端部，则重新调整所述第一机器人。

17.如权利要求12到16中的任意一项所述的方法，进一步包括：在固定所述电缆的所述第二端部的步骤之后，使用第二机器人拾取盘绕的电缆并且将所述盘绕的电缆移动到传送带。

18.如权利要求17所述的方法，其中，使用所述第二机器人的步骤进一步包括：绑扎所述盘绕的电缆。

19.如权利要求17和18中的任意一项和权利要求12所述的方法，其中，使用所述第二机器人的步骤进一步包括：当所述第二机器人拾取所述盘绕的电缆时，减小所述可调整心轴的直径。

20.如权利要求12到19中的任意一项所述的方法，进一步包括：使用贴标签机在所述电缆上放置标识。

21.如权利要求20所述的方法，其中，在所述电缆上放置标识的步骤包括：使用标签或者激光打印机在所述电缆的所述第一端部和所述第二端部的每一个上放上标识。

22.如权利要求12到21中的任意一项所述的方法，进一步包括：当所述第一拆卷机没有电缆时，自动从另一个拆卷机进给电缆。

23.如权利要求12到22中的任意一项所述的方法，其中，从第一拆卷机拉动电缆的步骤包括：从所述第一拆卷机拉动光纤电缆。