CN109279442B - 一种自动排线的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动排线的控制系统及控制方法，适用于线缆制造领域。所述系统包括自动排线机头（1）、纵向轴（2）、横向轴（3）、控制箱（4）以及支架。所述自动排线机头（1）包括机头本体和安装在本体上的换向检测装置（5）；所述横向轴（3）固定安装在所述支架的横梁上，所述纵向轴（2）的上端悬挂安装在所述横向轴（3）上，下端连接有一机械臂，机械臂与所述纵向轴（2）成直角，所述机械臂的前端安装有所述自动排线机头（1）；所述控制箱（4）的内部包括多个控制器，分别控制所述纵向轴（2）水平方向的左右移动、垂直方向的上下移动、所述自动排线机头（1）的翻转、换向。

Description

一种自动排线的控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于缆线制造技术领域，尤其涉及一种自动排线的控制系统及控制方法。

背景技术

在缆线制造行业中，需要将长度较长的缆线逐层、整齐地收绕在缆轮上。目前排线可以通过人工或自动两种方式实现，但无论采用哪种方式，现有排线方法都存在以下问题：

如果采用人工进行排线，需要工人在手上戴上耐磨的手套，用手抓住线缆，缆轮被固定可左右移动的支架上，支架在电机的带动下左右移动，工人用手控制缆线逐层地盘绕的缆轮上。一个排线生产线至少需要一名工人，这样会耗费大量的人力资源，同时由于长时间的工作，会存在工人疲劳操作的情况，这样会增加了工作的安全隐患，同时人工布线的精度和质量均难以保证

如果采用自动控制布线方式，现有技术中往往会采用一个固定的装置来代替工人的手工劳作，但仍需要缆轮在电机的带动下左右移动，而且因技术和设备的原因，也会出现缆线盘绕存在松散、层叠的问题，以及缆线盘绕换向无法及时、顺利完成的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动排线的控制系统及控制方法，以降低工人的劳动强度，节省人力资源，提高生产效率，同时解决缆线盘绕松散、层叠的问题以及缆线盘绕换向无法及时、顺利完成的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种缆线自动排线的控制系统，所述系统包括自动排线机头（1）、纵向轴（2）、横向轴（3）、控制箱（4）以及支架。

所述自动排线机头（1）包括机头本体和安装在本体上的换向检测装置（5）；所述换向检测装置（5）由形状相同的两个部件构成，缆线（8）从换向检测装置（5）的两个部件中间穿过，其中所述两个部件关于缆线（8）呈上下对称安装；所述换向检测装置（5）在检测到所述自动排线机头（1）已水平移动到缆轮的缆轮侧壁（10）时，在控制箱（4）中的控制器的控制下执行水平方向的换向操作；并且，在所述自动排线机头（1）水平移动到缆轮轴（9）的预定位置时，所述控制器控制所述自动排线机头（1）作180度的水平翻转，使得翻转后的所述换向检测装置（5）朝向与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的另一个侧壁；当自动排线机头（1）移动到所述缆轮的另一个侧壁时，再次进行水平方向的换向操作，并在移动到所述缆轮轴（9）的预定位置时，再次作180度的水平翻转，使得翻转后的所述换向检测装置（5）朝向所述缆轮侧壁（10）；

所述横向轴（3）固定安装在所述支架的横梁上，所述纵向轴（2）的上端悬挂安装在所述横向轴（3）上，下端连接有一机械臂，机械臂与所述纵向轴（2）成可以成一角度，优选为直角，亦可以是其他角度，所述机械臂的前端安装有所述自动排线机头（1）；

所述控制箱（4）的面板上设置有显示仪（16）和多个操作按钮（17），所述控制箱（4）的内部包括多个控制器，分别控制所述纵向轴（2）水平方向的左右移动、垂直方向的上下移动、所述自动排线机头（1）的翻转、换向；所述多个操作按钮可以实现对所述自动排线机头（1）的手动调节。

根据本发明的另一个实施例，所述换向检测装置（5）包括压力传感器，当所述压力传感器检测到来自缆轮侧壁（10）的压力时，所述换向检测装置（5）检测到所述自动排线机头（1）已水平移动到缆轮的缆轮侧壁（10），在所述控制器的控制下开始执行水平方向的换向操作。

根据本发明的另一个实施例，所述自动排线机头（1）的前端还安装有机头初始定位装置（11）和前端缆线限位装置（12），其中，所述机头初始定位装置（11）用于在所述自动排线控制系统开始运行前对所述自动排线机头（1）进行初始定位；所述前端缆线限位装置（12）用于对缆线（8）进行限位，保证缆线的排线整齐、紧密。

根据本发明的另一个实施例，所述机头初始定位装置（11）包括激光定位器，当所述激光定位器发出的红色激光照射到所述缆轮轴（9）的最高点处时，完成所述自动排线机头（1）的初始定位。

根据本发明的另一个实施例，所述自动排线机头（1）的本体上安装有鼓包检测装置（7），所述鼓包检测装置（7）对缆线参数实时监控，当检测到缆线出现鼓包时，向所述控制器发出信号，所述控制器控制显示仪（16）显示鼓包缆线的直径和鼓包所处的缆线的位置。

根据本发明的另一个实施例，当所述鼓包检测装置（7）检测到缆线出现鼓包时，向所述控制器发出信号，所述控制器控制警报装置发出声音警报，并闪烁灯光进行提醒。

根据本发明的另一个实施例，所述自动排线机头（1）的本体上还安装有后端缆线限位装置（14,15）和缆线长度计量装置（13），所述后端缆线限位装置（14,15）对缆线进行限位，避免缆线（8）因摆动而脱离所述缆线长度计量装置（13）的传动轮；所述缆线长度计量装置（13）对已盘绕缆线的长度进行计量，并将长度数据发送给所述控制器，由所述控制器控制显示仪（16）显示已盘绕缆线的长度。

根据本发明的另一个实施例，当所述自动排线机头（1）移动到所述缆轮侧壁（10）开始换向时，所述纵向轴（2）会上升一个预定的高度，使得所述缆轮轴（9）在所述切入点的切线与所述缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变。

根据本发明的另一个实施例，所述自动排线机头（1）还包括缆线夹持装置（6），所述缆线夹持装置（6）、鼓包检测装置（7）、缆线长度计量装置（13）均包括能够绕轴旋转的传动轮，其中在传动轮的轮体上开设有凹槽，所述缆线（8）从所述凹槽中穿过。

本发明还提供了一种缆线自动排线的控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤11：启动所述自动排线控制系统，安装在所述纵向轴（2）下端机械臂上的所述自动排线机头（1）通过水平方向的左右移动对所述缆线（8）进行自动排线；

步骤12：安装在所述自动排线机头（1）的本体一侧的所述换向检测装置（5）实时检测是否受到来自所述缆轮侧壁（10）的压力；

步骤13：当所述自动排线机头（1）水平移动到所述缆轮侧壁（10）时，所述换向检测装置（5）检测到所述来自缆轮侧壁（10）的压力，向所述控制箱（4）中的所述控制器发出信号，所述控制器控制所述纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）换向，继续进行自动排线；

步骤14：所述控制器检测所述自动排线机头（1）是否水平移动到所述缆轮轴（9）的预定位置，如果是，执行下一步，否则继续进行自动排线；

步骤15：所述控制器控制所述自动排线机头（1）作180度的水平翻转，使得翻转后的所述自动排线机头（1）上的所述换向检测装置（5）朝向与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的另一个侧壁；

步骤16：当所述自动排线机头（1）水平移动到与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的所述另一个侧壁时，执行换向操作后继续自动排线，并执行步骤14；

步骤17：所述控制器控制所述自动排线机头（1）作180度的水平翻转，使得翻转后的所述自动排线机头（1）上的所述换向检测装置（5）朝向所述缆轮侧壁（10），然后继续自动排线。

根据本发明的另一个实施例，在开始自动排线之前，所述方法还包括所述自动排线机头（1）的初始定位过程，所述初始定位过程包括如下步骤：

步骤21：在自动排线控制系统开始运行前，控制所述纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）由上而下下降；

步骤22：通过安装在所述自动排线机头（1）本体前端的初始定位装置（11）对所述自动排线机头（1）进行初始定位；

步骤32：当所述初始定位装置（11）的激光定位器发出的红色激光照射在所述缆轮轴（9）的最高点处时，完成所述自动排线机头（1）的初始定位过程。

根据本发明的另一个实施例，自动排线的过程中还包括缆线鼓包检测的过程，所述缆线鼓包检测过程包括如下步骤：

步骤31：自动排线开始前，根据所盘绕的所述缆线（8）的线径预先设置所述鼓包检测装置（7）的两个部件的夹角，并根据允许的缆线直径误差设置所述夹角的允许变化范围。

步骤32：自动排线过程中，实时检测所述鼓包检测装置（7）的所述两个部件的所述夹角的变化；

步骤33：判断所述夹角的变化是否在预先设置的所述允许变化范围之内；若是，继续进行鼓包检测，若否，执行下一步；

步骤34：所述鼓包检测装置（7）检测出缆线出现鼓包，向所述控制箱（4）中的所述控制器发出电信号；

步骤35：所述控制器控制警报装置发出警报，进行声光提示，并控制所述显示仪（16）显示鼓包缆线的直径和鼓包所处的缆线的位置。

根据本发明的另一个实施例，所述方法还包括以下步骤：

步骤41：自动排线过程中，所述控制器判断所述自动排线机头（1）是否移动到所述缆轮侧壁（10）并开始换向；

步骤42：如果所述自动排线机头（1）开始换向，所述纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）向上上升一个预定的高度，使所述缆轮轴（9）在切入点的切线与所述缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变；其中，所述切入点是排线过程中所述缆线（8）与所述缆轮轴（9）的交点；

步骤43：所述控制器判断所述自动排线机头（1）是否移动到与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的另一个侧壁并开始换向；如果是，执行下一步，如果否，继续进行自动排线；

步骤44：所述纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）向上上升一个预定的高度，使所述缆轮轴（9）在切入点的切线与所述缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变。

步骤45：自动排线过程中，重复步骤41至步骤45。

本发明的有益效果是：

通过本发明提供的技术方案，能够降低工人的劳动强度，节省人力资源，提高生产效率，同时解决缆线盘绕松散、层叠的问题以及缆线盘绕换向无法及时、顺利完成的问题，达到了排线整齐、紧密，避免稀松的排线效果。

附图说明

图1是本发明自动排线的控制系统的示意图；

图2是本发明自动排线机头的局部结构示意图；

图3是本发明自动排线机头在运转时的排线示意图；

图4是本发明自动排线机头又一实施例的局部结构示意图以及换向后的自动排线示意图；

图5是本发明自动排线机头的局部结构俯视图；

图6是本发明自动排线机头的局部结构正视图；

图7是本发明自动排线系统的缆线长度计量装置的示意图；

图8是本发明控制箱的面板结构示意图。

附图标记说明：（1）-自动排线机头、（2）-纵向轴、（3）-横向轴、（4）-控制箱、（5）-换向检测装置、（6）-缆线夹持装置、（7）-鼓包检测装置、（8）-缆线、（9）-缆轮轴、（10）-缆轮侧壁、（11）-机头初始定位装置、（12）-前端缆线限位装置、（13）-缆线长度计量装置、（14,15）-后端缆线限位装置、（16）-显示仪、（17）-操作按钮。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围之内。

实施例一：

如图1所示，根据本发明的一个实施例，本发明提供的缆线自动排线的控制系统包括自动排线机头（1）、纵向轴（2）、横向轴（3）、控制箱（4）以及支架。所述横向轴（3）固定安装在支架的横梁上，纵向轴（2）的上端悬挂安装在所述横向轴（3）上，下端连接有一机械臂，机械臂与纵向轴（2）成可以成一角度，优选为直角，亦可以是其他角度，机械臂的前端安装有自动排线机头（1）。

如图2、图4和图7所示，自动排线机头（1）包括机头本体、安装在本体上的换向检测装置（5）、缆线夹持装置（6）、鼓包检测装置（7）、机头初始定位装置（11）、前端缆线限位装置（12）、后端缆线限位装置（14,15）、缆线长度计量装置（13）。

如图2所示，自动排线机头（1）包括本体，在本体的一侧安装有换向检测装置（5）、缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）。换向检测装置（5）、缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）均由形状相同的两个部件构成，缆线（8）依次从鼓包检测装置（7）、缆线夹持装置（6）和换向检测装置（5）的两个部件中间穿过，其中换向检测装置（5）、缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）分别包括的两个部件关于缆线（8）呈上下对称安装。

如图6所示，在优选的实施例中，缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）包括的两个部件形状相同，在每个部件的前端设置有可绕轴旋转的传动轮，两个部件底部通过轮齿啮合，并分别通过连接件与自动排线机头（1）的本体固定，并可绕连接件转动。本发明中不对连接件作任何限定，其可以是无丝的铆钉。

缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）包括的两个部件上的两个传动轮的轮体上开设有凹槽，当两个传动轮相对时，两个传动轮的凹槽形成一个近似圆形的中空部分，可容纳缆线穿过，同时起到对缆线进行夹持的作用。

换向检测装置（5）包括的两个部件具体可以实现为两个压力传感器。如图3所示，随着缆轮的转动，自动排线机头（1）水平向左移动，实现对缆线的自动盘绕，当自动排线机头（1）水平移动到缆轮的最左边并靠近缆轮侧壁（10）时，缆轮侧壁（10）对换向检测装置（5）的两个压力传感器形成压力，压力传感器采集到缆轮侧壁（10）的压力后，产生信号传输给控制箱（4）中的控制器，控制器控制自动排线机头（1）换向向右水平移动，这样，自动排线机头（1）便从缆轮的最左边开始向右盘绕缆线。当自动排线机头（1）向右水平移动到缆轮轴（9）的中间位置时，控制器控制自动排线机头（1）向左作180度的水平翻转，使得翻转后换向检测装置（5）的两个压力传感器朝向缆轮的右侧壁。

图4示出了自动排线机头（1）水平翻转后向右进行排线的示意图。当自动排线机头（1）水平向右移动到缆轮的右侧壁时，缆轮右侧壁对换向检测装置（5）的两个压力传感器形成压力，压力传感器采集到缆轮右侧壁的压力后，产生信号传输给控制箱（4）中的控制器，控制器控制自动排线机头（1）换向向左水平移动，这样，自动排线机头（1）便从缆轮的最右边开始向左盘绕缆线。

当自动排线机头（1）向左水平移动到缆轮轴（9）的中间位置时，控制器控制自动排线机头（1）向右作180度的水平翻转，使得翻转后换向检测装置（5）的两个压力传感器朝向缆轮的左侧壁，继续向左自动盘绕缆线。

这样，通过控制自动排线机头（1）的左右水平换向、翻转实现对缆线的自动盘绕，无需缆轮的左右移动，直至达到预定的缆线盘绕长度，这样不仅降低了工人的劳动强度，节省人力资源，提高生产效率，同时解决了缆线盘绕换向无法及时的问题。

如图8所示，本发明的自动排线控制系统的控制箱（4）的面板上设置有显示仪（16）和多个操作按钮（17）。控制箱（4）的内部包括多个控制器（图中未示出），分别控制纵向轴（2）水平方向的左右移动、垂直方向的上下移动、自动排线机头（1）的翻转换向、鼓包检测装置（7）的声光报警等。控制箱（4）的显示仪（16）可以显示自动排线控制系统的各个参数和已盘绕的缆线的状态等，例如，已盘绕缆线的长度，鼓包缆线的直径等。多个操作按钮（17）用于在自动排线控制系统开始工作前，手动控制自动排线系统的启动、停止、自动排线机头（1）的初始定位、自动排线机头的上下、左右移动以及翻转换向等，同时也可以对自动排线系统的各个参数进行设置、修改等。例如，各个操作按钮可以实现手动调节自动排线机头（1）的左移、右移、上移、下移、左旋转、右旋转、回归原点等功能，同时可实现自动排线控制系统的自动启动。

通过本发明的实施例，不仅降低了工人的劳动强度，节省人力资源，提高生产效率，同时解决了缆线盘绕换向无法及时的问题。

实施例二：

如图4，根据本发明的另一实施例，自动排线机头（1）的前端还安装有机头初始定位装置（11）和前端缆线限位装置（12）。

所述初始定位装置（11）包括激光定位器，在自动排线过程中，激光定位器始终发出红色激光，在缆轮的旋转盘绕过程中，激光定位器发出的红色激光始终照射在缆轮轴的最高点处。在自动排线控制系统开始运行前，需要将自动排线机头（1）初始定位在合适的位置，此时控制自动排线机头（1）在纵向轴（2）的带动下至上而下移动，当自动排线机头（1）向下移动到其激光定位器发出的红色激光照射到缆轮轴的最高点处时，自动排线机头（1）停止下降，完成自动排线机头（1）的初始定位。

所述前端缆线限位装置（12）的一端从自动排线机头（1）本体的前端伸入本体内部，通过连接件与本体固定，并可绕连接件小幅度地转动，前端缆线限位装置（12）的中部呈弯曲形状，另一端呈U型状，在U型状开口处设置有一可转动的传动轮，传动轮与缆线相切，当缆轮转动盘绕缆线前进时，缆线利用其与所述U型口处的传动轮之间的摩擦力带动所述传动轮转动。

如图3所示，由于缆线盘绕时，缆线（8）与缆轮轴（9）的切入点到缆线夹持装置（6）之间有一定的距离，当自动排线机头（1）远离缆轮侧壁（10）向着另一侧壁移动且没有进行180度水平翻转时，在前端缆线限位装置（12）的作用下，缆线（8）与缆轮轴（9）近于垂直，如果没有前端缆线限位装置（12），缆线（8）在缆线夹持装置（6）的带动下，缆线（8）与缆轮轴（9）的夹角会大于90度，这样会导致盘绕的缆线出现稀松的情况，在安装了前端缆线限位装置（12）后，可保证排线效果更加整齐、紧密。

在本实施例中，通过在自动排线机头（1）的前端安装机头初始定位装置（11），能够实现自动排线机头（1）的准确定位；通过在自动排线机头（1）的前端安装前端缆线限位装置（12），可保证排线效果更加整齐、紧密，克服了现有技术中排线稀松的问题。

实施例三：

如图2，根据本发明的另一实施例，自动排线机头（1）的本体上安装有鼓包检测装置（7），能够实现对缆线参数的实时监控，当缆线因加热、封塑出现鼓包时，可以快速、准确定位出缆线中出现鼓包的地方，保证缆线出厂时的质量。

图6是本发明自动排线机头的局部结构正视图（由正视图旋转90度得到的图），在图6中，鼓包检测装置（7）由形状相同的两个部件构成，缆线（8）从鼓包检测装置（7）的两个部件中间穿过，其中两个部件关于缆线（8）呈上下对称安装。在优选的实施例中，鼓包检测装置（7）的每个部件的前端设置有可绕轴旋转的传动轮，两个部件底部通过轮齿啮合，并分别通过连接件与自动排线机头（1）的本体固定，并可绕连接件转动。

鼓包检测装置（7）的两个部件中，每个部件上的传动轮的旋转轴与该部件的连接件各自与该部件分别有一个结合点，两个结合点相连接在该部件上形成一条直线，两个部件上形成的两条直线相交形成一个夹角，这个夹角即是鼓包检测装置（7）的两个部件形成的夹角。

根据所盘绕的缆线的线径预先设置鼓包检测装置（7）的两个部件的夹角，并根据允许的缆线直径误差设置夹角的允许变化范围。当缆线的直径大于正常设置的缆线直径或者小于正常设置的缆线直径，但直径误差仍在允许的范围内时，此时认为缆线直径正常，相应地，由于缆线的直径变大或者变小，鼓包检测装置（7）的两个部件的夹角也会随着缆线直径的变化而变大或者变小，如果夹角的变化范围在预先设置的允许变化范围之内，则鼓包检测装置（7）认为缆线直径正常，继续对缆线进行实时监测。如果夹角的变化范围超出预先设置的允许变化范围，比如夹角变大且大于允许的最大夹角，或者夹角变小且小于允许的最小夹角，则鼓包检测装置（7）认为此时缆线直径不正常，缆线出现鼓包。随后，鼓包检测装置（7）会向控制箱（4）内的控制器发出信号，控制器收到信号后，向警报装置发送控制信号，控制警报装置发出声音警报，并闪烁灯光进行提醒。同时，控制器会控制显示仪（16）显示鼓包缆线的直径和鼓包所处的缆线的位置。其中，鼓包缆线的直径是根据夹角的大小通过换算得到的，鼓包所处缆线的位置用鼓包到已盘绕缆线的起始端的长度来表示，例如，鼓包位置是386米，即表明鼓包出现在从已盘绕缆线的缆线头开始算起386米处。

通过本实施例，在本体上安装有鼓包检测装置（7），能够实现对缆线参数的实时监控，当缆线出现鼓包时，可以快速、准确定位出缆线中出现鼓包的地方，保证缆线出厂时的质量。

实施例四：

如图7，根据本发明的另一实施例，自动排线机头（1）的本体上还安装有后端缆线限位装置（14,15）和缆线长度计量装置（13）。

后端缆线限位装置（14,15）包括垂直安装的两个限位器（14）和一个水平安装的限位器（15），在图7所示的优选实施例中，限位器可以是能够绕轴旋转的传动轮。其中垂直安装的两个限位器（14）分别安装在缆线（8）的两侧，并且关于缆线对称。水平安装的限位器（15）被安装在缆线长度计量装置（13）的上方，缆线长度计量装置（13）包括一个可以绕轴旋转的传动轮，传动轮的轮体上开设有凹槽，可容纳缆线（8）穿过，在水平限位器（15）的辅助下，缆线（8）穿过缆线长度计量装置（13）的传动轮上的凹槽，并与传动轮紧密接触，当缆线（8）在缆轮的带动下前进时，缆线（8）带动缆线长度计量装置（13）的传动轮转动。两个垂直安装的限位器（14）可以避免缆线（8）左右摆动，使得缆线（8）始终穿过缆线长度计量装置（13）的传动轮上的凹槽，不会因为缆线（8）左右摆动而脱离传动轮的凹槽，从而避免缆线长度计量不准确。

缆线长度计量装置（13）对已盘绕的缆线长度进行计量时，在一个优选的实施方式中，所述缆线长度计量装置（13）除了包括可以绕轴旋转的传动轮之外，还包括与所述传动轮连接的编码器（图中未示出），所述编码器电连接于所述控制箱（4）中的控制器。所述传动轮的直径为固定值，缆线（8）在所述传动轮的圆周通过后，所述传动轮转动一定角度，所述编码器通过所述传动轮的直径与转动的角度来计算通过所述传动轮的缆线的长度 并将长度数据传输至所述控制器。控制器然后控制显示仪（16）显示已盘绕缆线的长度。

在另一个优选的实施方式中，缆线长度计量装置（13）的传动轮的直径为固定值，其轮体上的凹槽的周长也是固定值，由于传动轮是匀速转动的，其在一定的时间段转动的圈数是固定不变的，缆线长度计量装置（13）会测量传动轮的转动时间，然后换算成传动轮的转动圈数，再乘以凹槽的周长，即可得到已盘绕缆线的长度，并将长度数据传输至所述控制器。控制器然后控制显示仪（16）显示已盘绕缆线的长度。

通过本实施例，在自动排线机头（1）的本体上安装缆线长度计量装置（13），可以实现对已盘绕缆线的长度进行精确计量，同时通过安装后端缆线限位装置（14,15），可以避免缆线脱离缆线长度计量装置（13）的传动轮的凹槽，保证了缆线长度计量装置（13）能够对缆线长度进行正确的计量。

当已盘缆线的长度达到预设的长度时，本发明的自动排线控制系统可以自动切断缆线，停止自动排线机头的运转，当然，也可以通过控制箱（4）上的操作按钮（17）进行手动控制来切断缆线，停止自动排线过程。

实施例五：

如图1，根据本发明的另一实施例，本发明提供的缆线自动排线的控制系统还包括纵向轴（2）和横向轴（3），所述横向轴（3）固定安装在支架的横梁上，所述纵向轴（2）的上端悬挂安装在所述横向轴（3）上，下端连接有一机械臂，机械臂与纵向轴（2）成可以成一角度，优选为直角，亦可以是其他角度，机械臂的前端安装有自动排线机头（1）。

纵向轴（2）可以上下移动，从而控制自动排线机头（1）在初始定位过程、水平方向换向过程中上下移动，同时，纵向轴（2）可以沿着横向轴（3）水平方向左右移动，从而控制自动排线机头（1）在排线过程中的左右移动、换向。

在自动排线过程中，缆线（8）与缆轮轴（9）始终有一个切入点，缆轮轴（9）在所述切入点的切线始终与缆线（8）形成一个固定的夹角。当自动排线机头（1）运转到缆轮侧壁（10）并换向开始盘绕下一层缆线时，由于缆轮轴（9）上的缆线已增加了一层，这样导致了缆轮轴（9）在所述切入点的切线与缆线（8）形成的夹角变小，如果自动排线机头（1）仍处在原来的高度继续排线，则当缆轮轴（9）上的缆线盘绕的越来越多，使得缆轮轴（9）的高度高于自动排线机头（1）的高度时，会使得缆线（8）脱离前端缆线限位装置（12）的传动轮，甚至会触碰到换向检测装置（5）的压力传感器，对压力传感器施加了非来自缆线侧壁（10）的压力，导致自动排线机头（1）误认为已移动到缆轮侧壁（10）而提前换向。为解决上述技术问题，当自动排线机头（1）移动到缆轮侧壁（10）开始换向时，纵向轴（2）会上升一个预定的高度，使得缆轮轴（9）在所述切入点的切线与缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变。

其中，纵向轴（2）上升的预定的高度可以在自动排线机头（1）初始定位时已被计算好，并在自动排线过程中由控制器控制纵向轴（2）上升到一个预定高度。

通过本实施例，当自动排线机头（1）移动到缆轮侧壁（10）开始换向时，纵向轴（2）会上升一个预定的高度，使得缆轮轴（9）在切入点的切线与缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变。这样避免了缆线（8）对压力传感器施加了非来自缆线侧壁（10）的压力，不会使自动排线机头（1）误认为已移动到缆轮侧壁（10）而提前换向。

在自动排线机头（1）水平速度的控制方面，可以采用的方法有多种，例如，对于标准的缆轮而言，其轮轴的直径是已知的，结合轮轴直径、缆线线径以及缆轮的转速等数据即可知缆线在缠绕不同层时缠绕一周所需的时间，可以通过控制器控制在缠绕特定层（正在缠绕的层数可以通过换向的次数计算得知）时，排线机头在缠绕该层一圈所需的时间内，水平移动一个线径的距离，从而保证缆线不会交叠，又能够紧密排布。当然，本领域技术人员还可以采取其他的方法进行排线头水平速度的控制，例如通过标准化缠绕方式预先采集排线头在缠绕不同层时所需的时间计算出缠绕不同层时排线头的移动速度，形成查找表，当缠绕某一层时，即控制其按照查找表中对应的移动速度移动。或者可以按照已经缠绕的长度来对应进行计算和控制，这里不再赘述。

实施例六：

根据本发明的另一实施例，本发明提供了一种缆线自动排线的控制方法，所述方法应用于实施例一提供的缆线自动排线控制系统中，所述方法包括以下步骤：

步骤11：启动自动排线控制系统，安装在纵向轴（2）下端机械臂上的自动排线机头（1）通过水平方向的左右移动对缆线（8）进行自动排线；

步骤12：安装在所述自动排线机头（1）的本体一侧的换向检测装置（5）实时检测是否受到来自缆轮侧壁（10）的压力；

步骤13：当所述自动排线机头（1）水平移动到所述缆轮侧壁（10）时，所述换向检测装置（5）检测到所述来自缆轮侧壁（10）的压力，向控制箱（4）中的控制器发出信号，所述控制器控制所述纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）换向，继续进行自动排线；

步骤14：所述控制器检测自动排线机头（1）是否水平移动到缆轮轴（9）的预定位置，如果是，执行下一步，否则继续进行自动排线；

步骤15：所述控制器控制所述自动排线机头（1）作180度的水平翻转，使得翻转后的所述自动排线机头（1）上的所述换向检测装置（5）朝向与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的另一个侧壁；

步骤16：当所述自动排线机头（1）水平移动到与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的所述另一个侧壁时，执行换向操作后继续自动排线，并执行步骤14；

步骤17：所述控制器控制所述自动排线机头（1）作180度的水平翻转，使得翻转后的所述自动排线机头（1）上的所述换向检测装置（5）朝向所述缆轮侧壁（10），然后继续自动排线。

通过本发明的实施例，不仅降低了工人的劳动强度，节省人力资源，提高生产效率，同时解决了缆线盘绕换向无法及时的问题。

实施例七：

根据本发明的另一实施例，本发明提供了一种自动排线机头（1）初始定位方法，所述方法应用于实施例一提供的缆线自动排线控制系统中，所述方法包括以下步骤：

步骤21：在自动排线控制系统开始运行前，控制纵向轴（2）带动自动排线机头（1）由上而下下降；

步骤22：通过安装在自动排线机头（1）本体前端的初始定位装置（11）对自动排线机头（1）进行初始定位；

步骤32：当初始定位装置（11）的激光定位器发出的红色激光照射在缆轮轴（9）的最高点处时，完成所述自动排线机头（1）的初始定位过程。

在本实施例中，通过在自动排线机头（1）的前端安装机头初始定位装置（11），能够实现自动排线机头（1）的准确定位。

实施例八：

根据本发明的另一实施例，本发明提供了一种缆线自动排线中缆线鼓包检测方法，所述方法应用于实施例一提供的缆线自动排线控制系统中，所述方法包括以下步骤：

步骤31：自动排线开始前，根据所盘绕的缆线（8）的线径预先设置鼓包检测装置（7）的两个部件的夹角，并根据允许的缆线直径误差设置所述夹角的允许变化范围。

步骤32：自动排线过程中，实时检测所述鼓包检测装置（7）的所述两个部件的所述夹角的变化；

步骤33：判断所述夹角的变化是否在预先设置的所述允许变化范围之内；若是，继续进行鼓包检测，若否，执行下一步；

步骤34：所述鼓包检测装置（7）检测出缆线出现鼓包，向控制箱（4）中的控制器发出电信号；

步骤35：所述控制器控制警报装置发出警报，进行声光提示，并控制显示仪（16）显示鼓包缆线的直径和鼓包所处的缆线的位置。

通过本实施例，在本体上安装有鼓包检测装置（7），能够实现对缆线参数的实时监控，当缆线出现鼓包时，可以快速、准确定位出缆线中出现鼓包的地方，保证缆线出厂时的质量。

实施例九：

根据本发明的另一实施例，本发明提供了一种缆线自动排线中控制自动排线机头（1）移动的方法，所述方法应用于实施例一提供的缆线自动排线控制系统中，所述方法包括以下步骤：

步骤41：自动排线过程中，控制器判断自动排线机头（1）是否移动到缆轮侧壁（10）并开始换向；

步骤42：如果所述自动排线机头（1）开始换向，纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）向上上升一个预定的高度，使缆轮轴（9）在切入点的切线与缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变；其中，所述切入点是排线过程中缆线（8）与缆轮轴（9）的交点；

步骤43：控制器判断所述自动排线机头（1）是否移动到与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的另一个侧壁并开始换向；如果是，执行下一步，如果否，继续进行自动排线；

步骤44：纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）向上上升一个预定的高度，使缆轮轴（9）在切入点的切线与缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变。

步骤45：自动排线过程中，重复步骤41至步骤45。

通过本实施例，当自动排线机头（1）移动到缆轮侧壁（10）开始换向时，纵向轴（2）会上升一个预定的高度，使得缆轮轴（9）在切入点的切线与缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变。这样避免了缆线（8）对压力传感器施加了非来自缆线侧壁（10）的压力，不会使自动排线机头（1）误认为已移动到缆轮侧壁（10）而提前换向。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种自动排线的控制系统，所述系统包括自动排线机头（1）、纵向轴（2）、横向轴（3）、控制箱（4）以及支架；其特征在于：所述横向轴（3）固定安装在支架的横梁上，纵向轴（2）的上端悬挂安装在所述横向轴（3）上，下端连接有一机械臂，机械臂与纵向轴（2）成一角度，机械臂的前端安装有自动排线机头（1）；所述自动排线机头（1）包括机头本体、安装在本体上的换向检测装置（5）、缆线夹持装置（6）、鼓包检测装置（7）、机头初始定位装置（11）、前端缆线限位装置（12）、后端缆线限位装置（14,15）、缆线长度计量装置（13）；所述机头本体的一侧安装有换向检测装置（5）、缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）；换向检测装置（5）、缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）均由形状相同的两个部件构成，缆线（8）依次从鼓包检测装置（7）、缆线夹持装置（6）和换向检测装置（5）的两个部件中间穿过，其中换向检测装置（5）、缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）分别包括的两个部件关于缆线（8）呈上下对称安装；缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）包括的两个部件形状相同，在每个部件的前端设置有可绕轴旋转的传动轮，两个部件底部通过轮齿啮合，并分别通过连接件与自动排线机头（1）的本体固定，并可绕连接件转动；缆线夹持装置（6）和鼓包检测装置（7）包括的两个部件上的两个传动轮的轮体上开设有凹槽，当两个传动轮相对时，两个传动轮的凹槽形成一个近似圆形的中空部分，可容纳缆线穿过，同时起到对缆线进行夹持的作用；换向检测装置（5）包括两个压力传感器；所述前端缆线限位装置（12）的一端从自动排线机头（1）本体的前端伸入本体内部，通过连接件与本体固定，并可绕连接件小幅度地转动，前端缆线限位装置（12）的中部呈弯曲形状，另一端呈U型状，在U型状开口处设置有一可转动的传动轮，传动轮与缆线相切，当缆轮转动盘绕缆线前进时，缆线利用其与所述U型口处的传动轮之间的摩擦力带动所述传动轮转动；所述自动排线机头（1）包括机头本体和安装在所述本体上的换向检测装置（5）；换向检测装置（5）包括的两个压力传感器，随着缆轮的转动，自动排线机头（1）水平向左移动，实现对缆线的自动盘绕，当自动排线机头（1）水平移动到缆轮的最左边并靠近缆轮侧壁（10）时，缆轮侧壁（10）对换向检测装置（5）的两个压力传感器形成压力，压力传感器采集到缆轮侧壁（10）的压力后，产生信号传输给控制箱（4）中的控制器，控制器控制自动排线机头（1）换向向右水平移动，自动排线机头（1）便从缆轮的最左边开始向右盘绕缆线；当自动排线机头（1）向右水平移动到缆轮轴（9）的中间位置时，控制器控制自动排线机头（1）向左作180度的水平翻转，使得翻转后换向检测装置（5）的两个压力传感器朝向缆轮的右侧壁；工作时，所述机头向转动的缆轮馈送缆线，使得所述缆线盘绕在所述缆轮的缆轮轴上，所述机头本体能够在水平方向左右移动并能在垂直方向上下移动；当所述机头在水平方向向左或向右移动时，若所述换向检测装置（5）检测到所述机头已达所述缆轮的侧壁，则触发所述机头在水平方向改变运动方向而向原运动方向相反的方向运动；所述横向轴（3）固定安装在所述支架的横梁上，所述纵向轴（2）的上端悬挂安装在所述横向轴（3）上，下端连接有一机械臂，所述机械臂的前端安装有所述自动排线机头（1）；所述控制箱（4）的内部包括一个或多个控制器，用于控制所述纵向轴（2）水平方向的左右移动、垂直方向的上下移动、所述自动排线机头（1）的翻转、换向；其中，在非换向阶段的排线过程中，所述缆线每缠绕所述缆轮一周，所述自动排线机头水平移动一个缆线直径的距离；初始定位装置（11）包括激光定位器，在自动排线过程中，激光定位器始终发出红色激光，在缆轮的旋转盘绕过程中，激光定位器发出的红色激光始终照射在缆轮轴的最高点处;在自动排线控制系统开始运行前，需要将自动排线机头（1）初始定位在合适的位置，此时控制自动排线机头（1）在纵向轴（2）的带动下至上而下移动，当自动排线机头（1）向下移动到其激光定位器发出的红色激光照射到缆轮轴的最高点处时，自动排线机头（1）停止下降，完成自动排线机头（1）的初始定位。

2.根据权利要求1所述的自动排线的控制系统，其特征在于：所述换向检测装置（5）位于所述本体的一侧，其包括压力传感器，当所述压力传感器检测到来自缆轮侧壁（10）的压力时，所述换向检测装置（5）检测到所述自动排线机头（1）已水平移动到缆轮的缆轮侧壁（10），触发所述控制器执行水平方向的换向操作；在所述自动排线机头（1）水平移动到缆轮轴（9）的预定位置时，所述控制器控制所述自动排线机头（1）作180度的水平翻转，使得翻转后的所述换向检测装置（5）朝向与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的另一个侧壁；当自动排线机头（1）移动到所述缆轮的另一个侧壁时，再次进行水平方向的换向操作，并在移动到所述缆轮轴（9）的预定位置时，再次作180度的水平翻转，使得翻转后的所述换向检测装置（5）朝向所述缆轮侧壁（10）。

3.根据权利要求1所述的自动排线的控制系统，其特征在于：所述控制箱还配置有多个操作按钮，用于对所述自动排线机头（1）的动作进行手动调节，并且所述控制箱还配置有用于显示信息的显示仪（16）。

4.根据权利要求1所述的自动排线的控制系统，其特征在于：所述自动排线机头（1）的前端还安装有机头初始定位装置（11）和前端缆线限位装置（12），其中，所述机头初始定位装置（11）用于在所述自动排线控制系统开始运行前对所述自动排线机头（1）进行初始定位；所述前端缆线限位装置（12）用于对缆线（8）进行限位，保证缆线的排线整齐、紧密，所述机头初始定位装置（11）包括激光定位器，当所述激光定位器发出的红色激光照射到所述缆轮轴（9）的最高点处时，完成所述自动排线机头（1）的初始定位。

5.根据权利要求1所述的自动排线的控制系统，其特征在于：所述自动排线机头（1）的本体上还安装有后端缆线限位装置（14,15）和缆线长度计量装置（13），所述后端缆线限位装置（14,15）对缆线进行限位，避免缆线（8）因摆动而脱离所述缆线长度计量装置（13）的传动轮；所述缆线长度计量装置（13）对已盘绕缆线的长度进行计量，并将长度数据发送给所述控制器，由所述控制器控制显示仪（16）显示已盘绕缆线的长度。

6.根据权利要求1所述的自动排线的控制系统，其特征在于：当所述自动排线机头（1）移动到所述缆轮侧壁（10）开始换向时，所述纵向轴（2）会上升一个预定的高度，使得所述缆轮轴（9）在所述切入点的切线与所述缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变。

7.一种缆线自动排线的控制方法，所述方法应用于如权利要求1-6任一项所述的自动排线控制系统中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤11：启动所述自动排线控制系统，安装在所述纵向轴（2）下端机械臂上的所述自动排线机头（1）通过水平方向的左右移动对所述缆线（8）进行自动排线；步骤12：安装在所述自动排线机头（1）的本体一侧的所述换向检测装置（5）实时检测是否受到来自所述缆轮侧壁（10）的压力；步骤13：当所述自动排线机头（1）水平移动到所述缆轮侧壁（10）时，所述换向检测装置（5）检测到来自所述缆轮侧壁（10）的压力，向所述控制箱（4）中的所述控制器发出信号，所述控制器控制所述纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）换向，继续进行自动排线；步骤14：所述控制器检测所述自动排线机头（1）是否水平移动到所述缆轮轴（9）的预定位置，如果是，执行下一步，否则继续进行自动排线；步骤15：所述控制器控制所述自动排线机头（1）作180度的水平翻转，使得翻转后的所述自动排线机头（1）上的所述换向检测装置（5）朝向与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的另一个侧壁；步骤16：当所述自动排线机头（1）水平移动到与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的所述另一个侧壁时，执行换向操作后继续自动排线，并执行步骤14；步骤17：所述控制器控制所述自动排线机头（1）作180度的水平翻转，使得翻转后的所述自动排线机头（1）上的所述换向检测装置（5）朝向所述缆轮侧壁（10），然后继续自动排线；在开始自动排线之前，所述方法还包括所述自动排线机头（1）的初始定位过程，所述初始定位过程包括如下步骤：步骤21：在自动排线控制系统开始运行前，控制所述纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）由上而下下降；步骤22：通过安装在所述自动排线机头（1）本体前端的初始定位装置（11）对所述自动排线机头（1）进行初始定位；步骤32：当所述初始定位装置（11）的激光定位器发出的红色激光照射在所述缆轮轴（9）的最高点处时，完成所述自动排线机头（1）的初始定位过程；自动排线的过程中还包括缆线鼓包检测的过程，所述缆线鼓包检测过程包括如下步骤：步骤31：自动排线开始前，根据所盘绕的所述缆线（8）的线径预先设置所述鼓包检测装置（7）的两个部件的夹角，并根据允许的缆线直径误差设置所述夹角的允许变化范围.步骤32：自动排线过程中，实时检测所述鼓包检测装置（7）的所述两个部件的所述夹角的变化；步骤33：判断所述夹角的变化是否在预先设置的所述允许变化范围之内；若是，继续进行鼓包检测，若否，执行下一步；步骤34：所述鼓包检测装置（7）检测出缆线出现鼓包，向所述控制箱（4）中的所述控制器发出电信号；步骤35：所述控制器控制警报装置发出警报，进行声光提示，并控制显示仪（16）显示鼓包缆线的直径和鼓包所处的缆线的位置；所述方法还包括以下步骤：步骤41：自动排线过程中，所述控制器判断所述自动排线机头（1）是否移动到所述缆轮侧壁（10）并开始换向；步骤42：如果所述自动排线机头（1）开始换向，所述纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）向上上升一个预定的高度，使所述缆轮轴（9）在切入点的切线与所述缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变；其中，所述切入点是排线过程中所述缆线（8）与所述缆轮轴（9）的交点；步骤43：所述控制器判断所述自动排线机头（1）是否移动到与所述缆轮侧壁（10）相对的缆轮的另一个侧壁并开始换向；如果是，执行下一步，如果否，继续进行自动排线；步骤44：所述纵向轴（2）带动所述自动排线机头（1）向上上升一个预定的高度，使所述缆轮轴（9）在切入点的切线与所述缆线（8）形成的夹角始终保持预设的大小不变.步骤45：自动排线过程中，重复步骤41至步骤45。

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