CN108820426A - 一种全自动上线贴标机及贴标方法 - Google Patents

Abstract

一种全自动上线贴标机及贴标方法，贴标机包括：主控制器、信息管理系统、信号采集模块、驱动输出模块、人机交互模块、供电模块和标签打印机；针对目前同类产品的不足之处，本发明具有自动化程度高、适应范围广、效率高、体积小、参数可设等特点，可实现打印、贴标、上线一体化功能；对电装和电缆类型的导线表的导入，对Word、Excel两种格式导线表的编辑、筛选以及保存；设备可靠性高，具有信息提示、异常报警；精简自动化设备加工流程，提高生产效率，设备便于搬运、操作简便，便于维护，如用户选择批量加工，可设置批量加工套数，增加设备使用的灵活性和便捷性。

Description

一种全自动上线贴标机及贴标方法

技术领域

本发明涉及航天电缆网的智能制造领域，特别是一种全自动上线贴标机及贴标方法。

背景技术

上下线和导线标识成为电缆制造的两大工序流程。随着国家发展和国防战略规划需求，航天产品任务倍增，致使电缆需求量增多，人工制作电缆的工作量越来越庞大，长期工作容易造成疲劳，工作效率下降，同时带来不可预知的质量问题。

传统上下线是操作依据导线表文件，在样板桌上按照分支走向，将导线绕制在样板上。绕线过程中需核对导线数量、导线规格，并粘贴导线标识。传统导线标识采用白胶布(橡皮膏)粘贴导线号的工艺方法，将白胶布裁剪为带状，用记号笔将导线号书写在带状胶布上，在下线的同时，将带有导线号的胶布粘贴在导线上。需要多人配合完成，动辄数千根导线的电缆网需要大量的时间及人力；手工裁剪的白胶布尺寸不统一、手写导线号字体不一致导致标记清晰度差，识别错误率高。

在导线下料过程中，采用了自动下线机的方法，虽然下线速度提高不少，但是这与传统的绕钉子下线加工方式不匹配，自动化程度低，设备利用率较低，人工工作量仍然大。

接着引进最新型的下线激光打标机，工作效率明显提高，但是所能加工的线径规格有限，只能在部分线径规格到线上打印，如果导线太细或导线表面光滑发生反光现象，则不能正常工作。因此其工作范围有限，不能解决现如今突出问题，同时其占用场地大，操作流程复杂，只适合大批量单品种规格导线的重复性生产，不适合航天多规格、多品种导线的加工与生产，且其价格昂贵，引进时间长，占用较多的时间与资源。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有电缆任务量大，人工制作电缆的工作量庞大，释放劳动力和提高生产效率的难题，提供一种全自动上线贴标机，本发明具有自动化程度高、适应范围广、效率高、体积小、参数可设等特点，可实现打印、贴标、上线一体化功能；对电装和电缆类型的导线表的导入，对Word、Excel两种格式导线表的编辑以及保存；提供多种设备报警信号；精简自动化设备加工流程，提高生产效率。减少人工参与导线标识的输入或者编写；目前依靠人工手动下线，随着工作时间的延长，避免人员的工作效率下降，且下线长度不一致性的问题；解决手工裁剪的白胶布尺寸不统一、手写导线号字体不一致导致标记清晰度差，识别错误率高的问题；对导线标识覆盖电缆生产车间的导线90％以上。

本发明解决的技术方案为：一种全自动上线贴标机，包括：主控制器、信息管理系统、信号采集模块、驱动输出模块、人机交互模块和供电模块和标签打印机；

信息管理系统，能够从外部导入导线信息，并对导线信息进行编辑；同时信息管理系统能够对打印的标签参数进行设置、打印参数的进行设置，并配置与主控制器和标签打印机连接的串口信息，以进行数据传输；信息管理系统，将编辑后的导线信息发送给标签打印机；并将需要加工导线信息发送给主控制器；

标签打印机，根据信息管理系统的打印参数设置后，根据打印的标签参数打印标签，传送给信号采集模块；

主控制器，能够通过控制驱动输出模块从而控制电机、气缸、气爪和气剪的启动和关闭，驱动输出模块在主控制器控制下能够控制电机、气缸、气爪和气剪是否驱动，电机工作能够将盘绕的导线拉直和传动；气缸工作能够将标签贴在导线的头部和尾部和移送导线；气爪夹持导线使其绷直；气剪截断导线；

信号采集模块，实时采集电机和气缸的工作状态，并反馈给主控制器；

主控制器根据电机和气缸的工作状态，在信息采集模块在检测到导线的线头线尾时，控制信息采集模块将标签打印机打印的标签贴在线头和线尾；

人机交互模块，能够手动或自动控制主控制器工作，并能够显示主控制器的工作状态。

对标签参数进行设置，包括在预先设置的二维正交坐标系中，设置标签X坐标、标签Y坐标、条形码X坐标、条形码Y坐标、标签字体大小。

配置与主控制器和标签打印机连接的串口信息，具体为：配置串口端口号、波特率、奇偶校验位、数据位、停止位。

从外部导入导线信息，并对导线信息进行编辑，其中的导线信息，以导线信息表的方式呈现，表中包括导线的长度和规格，导线两端插头的代号和插头的点位信息。

对导线信息进行编辑，具体为从需要贴标的导线类型中剔除双绞线、屏蔽线、跨线。

信息管理系统，将编辑后的导线信息发送给标签打印机，其中编辑后的导线信息，包括符合加工类型的导线的插头代号和插头点位信息；信息管理系统将需要加工导线信息发送给主控制器，其中的导线信息包括需要加工导线的数量和长度；

信号采集模块，实时采集电机和气缸的工作状态，具体为：电机和气缸上分别安装有传感器，电机的传感器能够记录电机的转动圈数，气缸的传感器能够采集气缸的极限位置。

主控制器根据电机和气缸的工作状态，在信息采集模块在检测到导线的线头线尾时，控制信息采集模块将标签打印机打印的标签贴在线头和线尾，具体如下：

主控制器根据电机和气缸上传感器的信息，以及主控制器从信息管理系统收到的需要加工导线的数量和长度，判断盘绕的导线是否按照需要加工的长度全部拉直，若需要加工的导线全部拉直则控制电机停止工作，并在导线头尾将导线截断，加工出需要的长度，并通过气缸工作将标签打印机打印出的标签贴在导线的头部和尾部，并将截断的导线外送；否则，通过驱动输出模块控制电机继续工作，直至若需要加工的导线全部拉直后，控制电机停止工作，并通过气缸工作将标签打印机打印出的标签贴在导线的头部和尾部，并将截断的导线外送。

信号采集模块能够预先设置电机和气缸运动的极限，主控制器根据电机的工作和气缸的工作情况，判断电机和气缸运动是否在极限位置内，若未超出极限位置则可以继续运动，若超出极限位置则主控制器停止工作，并对电机或气缸急停并复位。

一种全自动上线贴标机的贴标方法，步骤如下：

(1)信息管理系统能够从外部导入导线信息，并对导线信息进行编辑；同时信息管理系统能够对打印的标签参数进行设置、打印参数的进行设置，并配置与主控制器和标签打印机连接的串口信息，以进行数据传输；

(2)信息管理系统，将编辑后的导线信息，包括插头的代号和插头的点位信息，发送给标签打印机；并将需要加工导线信息，包括需要加工导线的数量和长度，发送给主控制器；

(3)标签打印机，根据信息管理系统的打印参数设置后，再根据打印的标签参数打印标签，传送给信号采集模块；

(4)主控制器，能够通过控制驱动输出模块从而控制电机和气缸的启动和关闭，驱动输出模块在主控制器控制下能够控制电机和气缸是否驱动，电机工作能够将盘绕的导线拉直，气缸工作能够将标签贴在导线的头部和尾部；

(5)信号采集模块，实时采集电机和气缸的工作状态，并反馈给主控制器；

(6)主控制器根据电机和气缸的工作状态，在信息采集模块在检测到导线的线头线尾时，控制信息采集模块将标签打印机打印的标签贴在线头和线尾；

(7)人机交互模块，显示主控制器的工作状态。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明能够智能管理导线信息，全自动上线贴标机信息管理系统能够智能管理导线信息，管理方法包括软件自动导入Word和Excel两种版本导线信息表并保存，自动筛选出导线信息表中的短跨线、双绞屏蔽线等设备无法加工的导线信息，人工也可手动编辑、筛选、添加导线信息并保存，使设备可加工的导线信息更加灵活多变，便于操作。

(2)本发明集下线、贴标、外送等多功能一体化，全自动上线贴标机可实现自动打印导线标识、自动下线、贴标、导线截断、外送等功能，实现了电缆网加工半自动化的目标，极大的减少了人工工作量，自动化实现导线标识、下线等复杂工作，减少人为差错，提升生产效率。

(3)本发明能够具有多样化加工方式，增加设备使用范围，全自动上线贴标机能够加工电装、电缆两种类型导线，用户可根据需要导入相应的导线信息表，设备更具用户选择的电装或电缆选项作出不同的信息处理。设备的加工方式分为单套加工和批量加工，如用户选择批量加工，可设置批量加工套数，增加设备使用的灵活性和便捷性。

(4)本发明全面、多样的状态显示和报警功能提升设备的使用性能，全自动上线贴标机实时显示当前加工导线信息规格，提示用户需要的操作步骤，提供当前规格导线加工完成报警、导线用完报警、标签用完报警、加工完成报警，提升设备使用的可靠性和安全性。

(5)本发明能够利用磁环技术保证进线轮稳定工作，降低结构和控制的设计难度，进线轮安装带有磁力的磁环，利用磁力保证两个进线轮的平行，保证进线轮正常工作，降低结构和控制的设计难度，节约成本，该设计方式在同类下线产品中尚属首例。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的信息管理系统流程图；

图3为本发明的工艺流程图；

图4为本发明的信号采集模块组成框图；

图5为本发明的驱动输出模块组成框图；

图6为本发明的人机交互模块组成框图；

图7为本发明的供电模块组成框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。

本发明一种全自动上线贴标机及贴标方法，针对目前同类产品的不足之处，本发明具有自动化程度高、适应范围广、效率高、体积小、参数可设等特点，可实现打印、贴标、上线一体化功能；对电装和电缆类型的导线表的导入，对Word、Excel两种格式导线表的编辑、筛选以及保存；设备可靠性高，具有信息提示、异常报警；精简自动化设备加工流程，提高生产效率，设备便于搬运、操作简便，便于维护。

本发明一种全自动上线贴标机，包括：主控制器、信息管理系统、信号采集模块、驱动输出模块、人机交互模块和供电模块和标签打印机；

信息管理系统，能够从外部导入导线信息，并对导线信息进行编辑；同时信息管理系统能够对打印的标签参数进行设置、打印参数的进行设置，并配置与主控制器和标签打印机连接的串口信息，以进行数据传输；信息管理系统，将编辑后的导线信息(包括插头的代号和插头的点位信息)发送给标签打印机；并将需要加工导线信息(包括需要加工导线的数量和长度)发送给主控制器；

标签打印机，根据信息管理系统的打印参数设置后，根据打印的标签参数打印标签，传送给信号采集模块(具体为信号采集模块中的贴标机构)；

主控制器，能够通过控制驱动输出模块从而控制电机、气缸、气爪和气剪的启动和关闭，驱动输出模块在主控制器控制下能够控制电机、气缸、气爪和气剪是否驱动，电机工作能够将盘绕的导线拉直和传动；气缸工作能够将标签贴在导线的头部和尾部和移送导线；气爪夹持导线使其绷直；气剪截断导线；

信号采集模块，实时采集电机和气缸的工作状态，并反馈给主控制器；

主控制器根据电机和气缸的工作状态，在信息采集模块在检测到导线的线头线尾时，控制信息采集模块将标签打印机打印的标签贴在线头和线尾；

人机交互模块，能够手动或自动控制主控制器工作，并能够显示主控制器的工作状态。

对标签参数进行设置，包括在预先设定的二维正交坐标系中设置标签X坐标、标签Y坐标、条形码X坐标、条形码Y坐标、标签字体大小。

对打印机参数进行设置，具体为：设置标签的个数和标签规格。

配置与主控制器和标签打印机连接的串口信息，具体为：配置串口端口号、波特率、奇偶校验位、数据位、停止位。

从外部导入导线信息，并对导线信息进行编辑，其中的导线信息，以导线信息表的方式呈现，表中包括导线的长度和规格，导线两端插头的代号和插头的点位信息。

对导线信息进行编辑，具体为从需要贴标的导线类型中剔除双绞线、屏蔽线、跨线。

信息管理系统，将编辑后的导线信息发送给标签打印机，其中编辑后的导线信息，包括符合加工类型的导线的插头代号和插头点位信息；信息管理系统将需要加工导线信息发送给主控制器，其中的导线信息包括需要加工导线的数量和长度；

信号采集模块，实时采集电机和气缸的工作状态，具体为：电机和气缸上分别安装有传感器，电机的传感器能够记录电机的转动圈数，气缸的传感器能够采集气缸的极限位置。

主控制器根据电机和气缸的工作状态，在信息采集模块在检测到导线的线头线尾时，控制信息采集模块将标签打印机打印的标签贴在线头和线尾，具体如下：

主控制器根据电机和气缸上传感器的信息，以及主控制器从信息管理系统收到的需要加工导线的数量和长度，判断盘绕的导线是否按照需要加工的长度全部拉直，若需要加工的导线全部拉直则控制电机停止工作，并在导线头尾将导线截断，加工出需要的长度，并通过气缸工作将标签打印机打印出的标签贴在导线的头部和尾部，并将截断的导线外送；否则，通过驱动输出模块控制电机继续工作，直至若需要加工的导线全部拉直后，控制电机停止工作，并通过气缸工作将标签打印机打印出的标签贴在导线的头部和尾部，并将截断的导线外送。

信号采集模块能够预先设置电机和气缸运动的极限，主控制器根据电机的工作和气缸的工作情况，判断电机和气缸运动是否在极限位置内，若未超出极限位置则可以继续运动，若超出极限位置则主控制器停止工作，并对电机或气缸急停并复位。

信息管理系统还能够显示导线的加工状态，包括：加工完成的导线数量、正在加工的导线信息。

人机交互模块，能够手动或自动控制主控制器工作，并能够显示主控制器的工作状态，具体如下：

主控制器中预存了给导线贴标签的控制程序，程序包括多个过程，通过人机交互模块可以手动控制每个过程的开启和断开。

信息管理系统，能够配置标签加工参数和打印参数，显示加工状态、报警信息及规格，与主控制器进行串口通信，与标签打印机通过USB转串口进行通信；

驱动输出模块包括控制单元和执行器件，控制单元包括继电器、电磁阀和电机驱动器，执行器件包括电机、气缸、气爪、气剪；电机、气缸、气爪、气剪之间的连接关系和各部分的功能为：步进电机1控制标签传动模组的运动，步进电机2控制标头模组的运动，异步电动机控制上线机构的上线动作，伺服电机1控制进线模组的运动，伺服电机2控制直线模组的运动，11路气缸实现各路机构的上下或左右运动，3路气爪实现导线的抓取，气剪实现导线的剪断；根据主控制器的指令吸合控制单元中相应的继电器对系统各电磁阀的控制，实现气缸、气爪、气剪的运动，同时根据主控制器的指令控制各电机驱动器，实现电机的启停和运转；

人机交互模块，包括一体化触摸屏和按键、开关，一体化触摸屏通过通讯接口与主控制器连接并进行实时信息交换，完成对全自动上线贴标机的控制、状态显示、设备报警和参数设置功能，同时在紧急和故障情况下，由按键、开关输入停止或重启设备；

供电模块：为全自动上线贴标机提供电源保障，根据各设备的供电要求分别提供220V交流、48V和24V直流供电。

主控制器：主控制器包括PLC的CPU和功能扩展模块，PLC的CPU主要存储控制程序和串口通信、部分数字量输入输出；功能扩展模块主要增加数字量输入输出，弥补CPU不够用的数字量输入输出，PLC的CPU通过自带扩展线连接功能扩展模块；

信息管理系统能够导入电装和电缆两种类型导线表，格式分为Word版本和Excel版本，并能优化导线表信息，方式包括自动筛选、手动筛选、手动编辑；

打印参数设置，包括设置标签个数、标签规格、标签坐标、条形码坐标和打印字体；

加工方式分为批量加工和单套加工，批量加工时，需设置加工套数；

信息管理系统与主控制器实时通信，完成数据传输，显示加工线束信息，同时控制标签打印机实时打印标签。

信号采集模块包括贴标机构输入信号、移送导线机构输入信号和输入开关。

贴标机构输入信号包括标签传动模组编码器、标签电眼传感器、标签传动模组左限位传感器、标签传动模组右限位传感器、标签贴合模组下限位传感器；标签传动模组编码器反馈标签传动模组电机的运动距离，标签电眼传感器检测标签的好坏，标签传动模组左限位传感器、标签传动模组右限位传感器和标签贴合模组下限位传感器都是极限位置检测

移送导线机构输入信号包括进线电机编码器、直线模组左限位传感器、直线模组右限位传感器、涨紧轮下限位传感器、取线装置上限位传感器、取线装置下限位传感器、推出气缸回位传感器、胶轮气缸上限位传感器和上线装置上限位传感器；进线电机编码器反馈进线电机的运动距离，其余传感器均是极限位置检测；

输入开关包括复位开关和急停开关，处理紧急或报警情况。

信号采集模块的所有信号均为数字量信号，通过各传感器和开关获得相应的外部状态信号，以数字量形式的信号传输给主控制器的对应数字输入接口。

驱动输出模块包括控制单元和执行器件；

控制单元，包括标签贴合模组继电器、导线放置模组继电器、标签分离继电器、标签吸附继电器、气剪剪裁继电器、夹线缸前进继电器、夹线缸下行继电器、夹线爪夹紧继电器、胶轮让位气缸下行继电器、气剪推出缸推出继电器、导向轮缸下行继电器、取线装置气缸下行继电器、取线装置内爪夹紧继电器、取线装置外爪夹紧继电器、导线外送滑台内移继电器、电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3、电磁阀4、电磁阀5、电磁阀6、电磁阀7、电磁阀8、电磁阀9、电磁阀10、电磁阀11、电磁阀12、电磁阀13、电磁阀14、电磁阀15、标签传动模组驱动器、标头模组驱动器、上线电机驱动器、进线电机驱动器、直线模组电机驱动器；

执行器件，包括步进电机1、步进电机2、异步电动机、伺服电机1、伺服电机2、气缸1、气缸2、气缸3、气缸4、气缸5、气缸6、气缸7、气缸8、气缸9、气缸10、气缸11、气爪1、气爪2、气爪3、气剪；控制单元接收到主控制器的控制指令，继电器和电磁阀吸合常开触点，控制气缸、气爪和气剪的动作，电机驱动器输出指令，控制电机的启停和运转；完成上线、标签传送、导线移送、标签粘贴、裁剪等动作，实现全自动上线贴标功能。标签贴合模组继电器连接电磁阀1，控制气缸1、导线放置模组继电器连接电磁阀2，控制气缸2、标签分离继电器连接电磁阀3，控制气缸3、标签吸附继电器连接电磁阀4，控制气缸4、气剪剪裁继电器连接电磁阀5，控制气剪、夹线缸前进继电器连接电磁阀6，控制气缸5、夹线缸下行继电器连接电磁阀7，控制气缸6、夹线爪夹紧继电器连接电磁阀8，控制气爪1、胶轮让位气缸下行继电器连接电磁阀9，控制气缸7、气剪推出缸推出继电器连接电磁阀10，控制气缸8、导向轮缸下行继电器连接电磁阀11，控制气缸9、取线装置气缸下行继电器连接电磁阀12，控制气缸10、取线装置内爪夹紧继电器连接电磁阀13，控制气爪2、取线装置外爪夹紧继电器连接电磁阀14，控制气爪3、导线外送滑台内移继电器连接电磁阀15，控制气缸11、标签传动模组驱动器连接步进电机1、标头模组驱动器连接步进电机2、上线电机驱动器连接异步电动机、进线电机驱动器连接伺服电机1、直线模组电机驱动器连接伺服电机2

一体化触摸屏将在其上设置的参数信息、控制指令发送至主控制器，贴标机构设置的参数信息包括操作方式、标板速度、出标速度、底纸速度、导线直径、出标长度，导线移送机构设置的参数信息包括操作方式、电机运动参数；人机交互模块接收主控制器发送的系统状态信息在一体化触摸屏上进行显示。

220V电源(即外接市电电源)经过保护电路后对异步电动机、标签打印机、主控制器、直流开关电源供电；直流开关电源将交流电转换为48V和24V直流电，48V对步进电机1和步进电机2供电，24V直流电与标签贴合模组继电器、导线放置模组继电器、标签分离继电器、标签吸附电器、气剪剪裁继电器、夹线缸前进继电器、夹线缸下行继电器、夹线爪夹紧继电器、胶轮让位气缸下行继电器、气剪推出缸推出继电器、导向轮缸下行继电器、取线装置气缸下行继电器、取线装置内爪夹紧继电器、取线装置外爪夹紧继电器、导线外送滑台内移继电器公共端连接，用于对电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3、电磁阀4、电磁阀5、电磁阀6、电磁阀7、电磁阀8、电磁阀9、电磁阀10、电磁阀11、电磁阀12、电磁阀13、电磁阀14、电磁阀15供电，控制气缸、气爪和气剪的动作，此外24V直流电还为一体化触摸屏、标签电眼传感器、标签传动模组左限位传感器、标签传动模组右限位传感器、标签贴合模组下限位传感器、直线模组左限位传感器、直线模组右限位传感器、涨紧轮下限位传感器、取线装置上限位传感器、取线装置下限位传感器、推出气缸回位传感器、胶轮气缸上限位传感器和上线装置上限位传感器供电，各传感器直接连接主控制器。

信息管理系统通过串口线与主控制器连接，信息管理系统通过USB线与标签打印机连接；信号采集模块的各路信号与主控制器的数字输入接口连接；驱动输出模块的各路信号与主控制的数字输出接口连接；人机交互模块通过串口线与主控制器连接；供电模块分别与信息管理系统、主控制器、信号采集模块各传感器、驱动输出模块各继电器、电磁阀、电机驱动器、电机和人机交互模块相连接。该设备自动导入导线表信息并编辑，控制导线校直、截断、外送，实时打印导线标识及粘贴，实时监测并报警。

本发明的全自动上线贴标机适用电缆和电装生产车间，贴标导线优选范围是导线的线芯截面积在0.1mm²-1.0mm²；

一种全自动上线贴标机，其特征在于包括：主控制器、信息管理系统、信号采集模块、驱动输出模块、人机交互模块和供电模块和标签打印机；

信息管理系统，能够从外部导入导线信息，并对导线信息进行编辑；同时信息管理系统能够对打印的标签参数进行设置，包括标签X坐标、标签Y坐标、条形码X坐标、条形码Y坐标、标签字体大；对打印参数的进行设置，包括标签个数和标签规格；并配置与主控制器和标签打印机连接的串口信息，包括配置串口端口号、波特率、奇偶校验位、数据位、停止位，以进行数据传输；信息管理系统将编辑后的导线信息(插头的代号和插头的点位信息)发送给标签打印机；并将剔除双绞线、屏蔽线、跨线后的导线信息(需要加工导线的数量和长度)发送给主控制器；

标签打印机，根据信息管理系统的打印参数设置后，根据打印的标签参数打印标签，内容包括插头的代号和插头的点位信息，传送给信号采集模块(具体为信号采集模块中的贴标机构)；

主控制器，能够通过控制驱动输出模块从而控制电机、气缸、气爪和气剪的启动和关闭，驱动输出模块在主控制器控制下通过电机驱动器、继电器和电磁阀能够控制电机、气缸、气爪和气剪是否驱动，电机工作能够将盘绕的导线拉直和传动；气缸工作能够将标签贴在导线的头部和尾部和移送导线；气爪夹持导线使其绷直；气剪截断导线；

信号采集模块，通过各传感器实时采集电机和气缸的工作状态，并反馈给主控制器；

主控制器根据电机和气缸的工作状态，在信息采集模块在检测到导线的线头线尾时，控制信息采集模块将标签打印机打印的标签贴在线头和线尾；

人机交互模块，能够手动或自动控制主控制器工作，并能够显示主控制器的工作状态。

本发明能够自动导入待加工导线的导线信息，导线信息的编辑、筛选等功能，减少人工参与导线标识的输入或者编写；能够完成导线的上线、截断、导线标识的打印和粘贴等功能，解决人工效率下降、手工裁剪的白胶布尺寸不统一、手写导线号字体不一致导致标记清晰度差，识别错误率高的问题；同时本发明对电缆生产车间的导线标识覆盖电缆生产车间的导线90％以上。

本发明的性能指标如下：

名称	指标
		贴标标签尺寸	30*10mm
贴标精度	±≤0.1mm
		下线规格范围(外径)	0.1-1.0mm2
下线速度	0.1m/s
		供电系统	220V50HZ
尺寸	1600*1000*1700
		重量	200KG
外部接口	RS232串口
		台面高度	700mm
工作噪声	小于等于50dB
		总功率	最大功率≤1200W
绝缘电阻	外壳绝缘电阻≥10MΩ
		可靠性指标	MTBF≥1000h

对本发明的试验情况如下：

(1)下线速度测试

使用电缆车间常用电缆导线测试全自动贴标机下线速度，从而预测全自动贴标机的工作效率，得到的实验数据如下所示：

a)贴标时间：10s/个

b)进线电机速度:0.05m/s

c)下1米导线所需时间:47秒

d)下5米导线所需时间:2分08秒

e)下1卷导线所估算的时间(一卷200米):2h

(2)下线长度精度测试

a)下0.35m²导线,长度为1米误差值:实际下线长度1米，误差值0。

b)下0.35m²导线,长度为5米误差值:实际下线长度4.99米，误差值为-0.01米。

c)下0.5m²导线,长度为1米误差值:实际下线长度1.006米，误差值0.006米。

d)下0.5m²导线,长度为5米误差值:实际下线长度5.013米，误差值0.013米。

(3)贴标可靠性

贴标可靠性测试方法是让全自动上线贴标机连续工作20次、50次，记录其贴标失败次数，记录数据如下：

连续贴标20次：失败次数0次

连续贴标50次：失败次数0次

(4)报警信号测试

报警分为当前规格导线下完报警、线盘导线用完报警、标签用完报警、意外紧急停止报警。

报警类型	工作情况	是否合格
			当前规格下完报警	正常	合格
线盘导线用完	正常	合格
			标签用完	正常	合格
意外急停	正常	合格

如图1所示，本发明全自动上线贴标机，包括主控制器、信息管理系统、信号采集模块、驱动输出模块、人机交互模块、供电模块和标签打印机；主控制器中储存有系统控制程序和状态数据；信息管理系统导入、筛选、编辑导线表，配置加工参数和打印参数，显示加工状态、报警信息及规格，与主控制器进行串口通信；信号采集模块中各传感器对所需的信号进行采集和按钮的信息输入，传输到主控制器的对应接口；驱动输出模块根据主控制器的指令吸合控制单元中相应的继电器对系统各电磁阀的控制，实现气缸、气爪、气剪的运动，同时根据主控制器的指令控制各电机驱动器，实现电机的启停和运转；人机交互模块中一体化触摸屏通过通讯接口与主控制器连接并进行实时信息交换，可完成对全自动上线贴标机的控制、状态显示、设备报警和参数设置等功能，同时在紧急和故障情况下，由按键、开关输入停止或重启设备；供电模块为全自动上线贴标机提供电源保障，根据各设备的供电要求分别提供220V交流、48V和24V直流供电。

如图2所示，信息管理系统的硬件平台由一体计算机组成；能够导入电装和电缆两种类型导线表，导入导线表格式分为Word版本和Excel版本，导入导线表信息后，并对导线表信息进行优化，优化方式包括自动筛选、手动筛选、手动编辑等内容。优化后，人工可设置打印参数、串口端口号、加工方式等内容。打印参数包括标签个数、标签规格、标签坐标、条形码坐标和打印字体；加工方式分为批量加工和单套加工，批量加工时，需设置加工套数。基本参数配置后开始加工，信息管理系统与主控制器实时通信，完成数据传输，显示加工线束信息。

如图3所示，全自动上线贴标机的工艺流程上线机构根据传感器信号自动导入导线，导线经过校直后进入驱动滚轮，驱动滚轮加紧线缆并向前运送，夹线气爪夹住线头，标签打印机打印标签，剥离、贴合线头标签，继续移动导线，接着夹线爪夹住线尾，同时记录送线长度，当线长达到设定长度时，根据程序命令气剪动作切断导线，标签打印机打印标签，剥离、贴合线尾标签，然后将导线的两端放入缓存区。

如图4所示，信号采集模块由贴标机构输入信号、移送导线机构输入信号和输入开关组成；贴标机构输入信号包括电机编码器、光电传感器和限位传感器，移送导线机构输入信号包括电机编码器和限位传感器，输入开关包括复位和急停，信号采集后传送到主控制器对应的信号输入接口；其中，所有信号均为数字量信号；传感器信号作为主控制器的控制依据。贴标机构输入信号包括标签传动模组编码器、标签电眼传感器、标签传动模组左限位传感器、标签传动模组右限位传感器、标签贴合模组下限位传感器，移送导线机构输入信号包括进线电机编码器、直线模组左限位传感器、直线模组右限位传感器、涨紧轮下限位传感器、取线装置上限位传感器、取线装置下限位传感器、推出气缸回位传感器、胶轮气缸上限位传感器和上线装置上限位传感器，输入开关包括复位开关和急停开关；通过各传感器和开关获得相应的外部状态信号，以数字量形式的信号传输给主控制器。

如图5所示，驱动输出模块由控制单元和执行器件组成；控制单元接收到主控制器输出端的数字量信号后吸合对应的继电器，电磁阀接通，同时启动电机驱动器；执行器件包括2路步进电机、1路异步电动机、2路伺服电机、11路气缸、3路气爪、1路气剪，执行器件得电后开始工作。其中，步进电机1控制标签传动模组的运动，步进电机2控制标头模组的运动，异步电动机控制上线机构的上线动作，伺服电机1控制进线模组的运动，伺服电机2控制直线模组的运动，11路气缸实现各路机构的上下或左右运动，3路气爪实现导线的抓取，气剪实现导线的剪断。

如图6所示，人机交互模块由按键、开关和一体化触摸屏组成；按键、开关包括急停按钮和复位开关，与主控制器数字量输入接口连接，用于处理紧急或故障情况；一体化触摸屏为7寸彩色电阻式触摸屏，通过串口与主控制器实现通讯；一体化触摸屏配有控制软件，操作触摸屏可对全自动上线贴标机的全部功能控制，可对贴标机构和导线移送机构的各项参数进行设置，可实时显示工作状态和报警信息。一体化触摸屏将在其上设置的参数信息、控制指令发送至主控制器，贴标机构设置的参数信息包括操作方式、标板速度、出标速度、底纸速度、导线直径、出标长度，导线移送机构设置的参数信息包括操作方式、电机运动参数；人机交互模块接收主控制器发送的系统状态信息在一体化触摸屏上进行显示。

如图7所示，供电模块由交流电源、直流开关电源和保护电路组成；交流电源为全自动上线贴标机提供220V交流供电，直流电源为全自动上线贴标机提供48V和24V直流供电。保护电路功能包括过流保护、过载保护、过压保护、漏电保护和防雷保护。通过保护电路后的电源为系统各用电设备提供电力保障。交流电源由外部电源直接供电，经过保护电路后对异步电动机、标签打印机、主控制器、直流开关电源供电；直流开关电源将交流电转换为48V和24V直流电，48V对步进电机1和步进电机2供电，24V直流电与标签贴合模组继电器、导线放置模组继电器、标签分离继电器、标签吸附电器、气剪剪裁继电器、夹线缸前进继电器、夹线缸下行继电器、夹线爪夹紧继电器、胶轮让位气缸下行继电器、气剪推出缸推出继电器、导向轮缸下行继电器、取线装置气缸下行继电器、取线装置内爪夹紧继电器、取线装置外爪夹紧继电器、导线外送滑台内移继电器公共端连接，用于对电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3、电磁阀4、电磁阀5、电磁阀6、电磁阀7、电磁阀8、电磁阀9、电磁阀10、电磁阀11、电磁阀12、电磁阀13、电磁阀14、电磁阀15供电，控制气缸、气爪和气剪的动作，此外24V直流电还为一体化触摸屏、标签电眼传感器、标签传动模组左限位传感器、标签传动模组右限位传感器、标签贴合模组下限位传感器、直线模组左限位传感器、直线模组右限位传感器、涨紧轮下限位传感器、取线装置上限位传感器、取线装置下限位传感器、推出气缸回位传感器、胶轮气缸上限位传感器和上线装置上限位传感器供电。

本发明能够智能管理导线信息，全自动上线贴标机信息管理系统能够智能管理导线信息，管理方法包括软件自动导入Word和Excel两种版本导线信息表并保存，自动筛选出导线信息表中的短跨线、双绞屏蔽线等设备无法加工的导线信息，人工也可手动编辑、筛选、添加导线信息并保存，使设备可加工的导线信息更加灵活多变，便于操作。

本发明集下线、贴标、外送等多功能一体化，全自动上线贴标机可实现自动打印导线标识、自动下线、贴标、导线截断、外送等功能，实现了电缆网加工半自动化的目标，极大的减少了人工工作量，自动化实现导线标识、下线等复杂工作，减少人为差错，提升生产效率,且本发明能够具有多样化加工方式，增加设备使用范围，全自动上线贴标机能够加工电装、电缆两种类型导线，用户可根据需要导入相应的导线信息表，设备更具用户选择的电装或电缆选项作出不同的信息处理。设备的加工方式分为单套加工和批量加工，如用户选择批量加工，可设置批量加工套数，增加设备使用的灵活性和便捷性。

本发明全面、多样的状态显示和报警功能提升设备的使用性能，全自动上线贴标机实时显示当前加工导线信息规格，提示用户需要的操作步骤，提供当前规格导线加工完成报警、导线用完报警、标签用完报警、加工完成报警，提升设备使用的可靠性和安全性，能够利用磁环技术保证进线轮稳定工作，降低结构和控制的设计难度，进线轮安装带有磁力的磁环，利用磁力保证两个进线轮的平行，保证进线轮正常工作，降低结构和控制的设计难度，节约成本，该设计方式在同类下线产品中尚属首例。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (10)

1.一种全自动上线贴标机，其特征在于包括：主控制器、信息管理系统、信号采集模块、驱动输出模块、人机交互模块和供电模块和标签打印机；

信息管理系统，能够从外部导入导线信息，并对导线信息进行编辑；同时信息管理系统能够对打印的标签参数进行设置、打印参数的进行设置，并配置与主控制器和标签打印机连接的串口信息，以进行数据传输；信息管理系统，将编辑后的导线信息发送给标签打印机；并将需要加工导线信息发送给主控制器；

标签打印机，根据信息管理系统的打印参数设置后，根据打印的标签参数打印标签，传送给信号采集模块；

主控制器，能够通过控制驱动输出模块从而控制电机、气缸、气爪和气剪的启动和关闭，驱动输出模块在主控制器控制下能够控制电机、气缸、气爪和气剪是否驱动，电机工作能够将盘绕的导线拉直和传动；气缸工作能够将标签贴在导线的头部和尾部和移送导线；气爪夹持导线使其绷直；气剪截断导线；

信号采集模块，实时采集电机和气缸的工作状态，并反馈给主控制器；

主控制器根据电机和气缸的工作状态，在信息采集模块在检测到导线的线头线尾时，控制信息采集模块将标签打印机打印的标签贴在线头和线尾；

人机交互模块，能够手动或自动控制主控制器工作，并能够显示主控制器的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种全自动上线贴标机，其特征在于：对标签参数进行设置，包括在预先设置的二维正交坐标系中，设置标签X坐标、标签Y坐标、条形码X坐标、条形码Y坐标、标签字体大小。

3.根据权利要求1所述的一种全自动上线贴标机，其特征在于：配置与主控制器和标签打印机连接的串口信息，具体为：配置串口端口号、波特率、奇偶校验位、数据位、停止位。

4.根据权利要求1所述的一种全自动上线贴标机，其特征在于：从外部导入导线信息，并对导线信息进行编辑，其中的导线信息，以导线信息表的方式呈现，表中包括导线的长度和规格，导线两端插头的代号和插头的点位信息。

5.根据权利要求1所述的一种全自动上线贴标机，其特征在于：对导线信息进行编辑，具体为从需要贴标的导线类型中剔除双绞线、屏蔽线、跨线。

6.根据权利要求1所述的一种全自动上线贴标机，其特征在于：信息管理系统，将编辑后的导线信息发送给标签打印机，其中编辑后的导线信息，包括符合加工类型的导线的插头代号和插头点位信息；信息管理系统将需要加工导线信息发送给主控制器，其中的导线信息包括需要加工导线的数量和长度。

7.根据权利要求1所述的一种全自动上线贴标机，其特征在于：信号采集模块，实时采集电机和气缸的工作状态，具体为：电机和气缸上分别安装有传感器，电机的传感器能够记录电机的转动圈数，气缸的传感器能够采集气缸的极限位置。

8.根据权利要求1所述的一种全自动上线贴标机，其特征在于：主控制器根据电机和气缸的工作状态，在信息采集模块在检测到导线的线头线尾时，控制信息采集模块将标签打印机打印的标签贴在线头和线尾，具体如下：

主控制器根据电机和气缸上传感器的信息，以及主控制器从信息管理系统收到的需要加工导线的数量和长度，判断盘绕的导线是否按照需要加工的长度全部拉直，若需要加工的导线全部拉直则控制电机停止工作，并在导线头尾将导线截断，加工出需要的长度，并通过气缸工作将标签打印机打印出的标签贴在导线的头部和尾部，并将截断的导线外送；否则，通过驱动输出模块控制电机继续工作，直至若需要加工的导线全部拉直后，控制电机停止工作，并通过气缸工作将标签打印机打印出的标签贴在导线的头部和尾部，并将截断的导线外送。

9.根据权利要求1所述的一种全自动上线贴标机，其特征在于：信号采集模块能够预先设置电机和气缸运动的极限，主控制器根据电机的工作和气缸的工作情况，判断电机和气缸运动是否在极限位置内，若未超出极限位置则可以继续运动，若超出极限位置则主控制器停止工作，并对电机或气缸急停并复位。

10.一种全自动上线贴标机的贴标方法，其特征在于步骤如下：

(1)信息管理系统能够从外部导入导线信息，并对导线信息进行编辑；同时信息管理系统能够对打印的标签参数进行设置、打印参数的进行设置，并配置与主控制器和标签打印机连接的串口信息，以进行数据传输；

(2)信息管理系统，将编辑后的导线信息，包括插头的代号和插头的点位信息，发送给标签打印机；并将需要加工导线信息，包括需要加工导线的数量和长度，发送给主控制器；

(3)标签打印机，根据信息管理系统的打印参数设置后，再根据打印的标签参数打印标签，传送给信号采集模块；

(4)主控制器，能够通过控制驱动输出模块从而控制电机和气缸的启动和关闭，驱动输出模块在主控制器控制下能够控制电机和气缸是否驱动，电机工作能够将盘绕的导线拉直，气缸工作能够将标签贴在导线的头部和尾部；

(5)信号采集模块，实时采集电机和气缸的工作状态，并反馈给主控制器；

(6)主控制器根据电机和气缸的工作状态，在信息采集模块在检测到导线的线头线尾时，控制信息采集模块将标签打印机打印的标签贴在线头和线尾；

(7)人机交互模块，显示主控制器的工作状态。