CN109671535A - 自动绞线成缆装置及用于其的绞线的绞距的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动绞线成缆装置及用于其的绞线的绞距的计算方法，该成缆装置包括：基座；旋转机构，旋转机构设置在基座上；至少两个导线输出部，至少两个导线输出部设置在旋转机构上，导线输出部用于输出导线，旋转机构用于驱动至少两个导线输出部旋转以使至少两个导线相绞和；传输机构，传输机构设置在基座上，传输机构用于传送绞和后的至少两个导线。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中手工绞线方法无法有效控制绞线质量，同时绞线效率较低的技术问题。

Description

自动绞线成缆装置及用于其的绞线的绞距的计算方法

技术领域

本发明涉及非标通讯电缆制作技术领域，尤其涉及一种自动绞线成缆装置及用于其的绞线的绞距的计算方法。

背景技术

在非标通讯电缆的生产中，常常会用到双绞线或三绞线，由于线色、线径的需求多种多样，经常很难选到符合要求的成品双/三绞线，因此需要用单根导线进行绞合后使用。

现有技术中常用的绞线方法为手工绞和，即将待绞和导线组的一端固定，采用手工来回交叉导线进行导线的绞和。采用该种方式进行绞线的过程中，由于为手工绞线，绞和的绞距不能准确的控制，绞线密度不均匀，松紧不一致。长导线前端绞和完后，后端导线会出现反方向绞和的情况，将后端导线拆开也需要耗费大量的时间。再者，手工绞和导线劳动强度大，操作人员易疲劳，同时目前常用的导线的线径从0.15mm至3.0mm不等，随着线径的变粗和电缆长度的增加绞线难度也会不断增大。因此，此种传统手工绞线方法无法有效控制绞线质量，同时绞线效率较低。

发明内容

本发明提供了一种自动绞线成缆装置及用于其的绞线的绞距的计算方法，能够解决现有技术中手工绞线方法无法有效控制绞线质量，同时绞线效率较低的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种自动绞线成缆装置，成缆装置包括：基座；旋转机构，旋转机构设置在基座上；至少两个导线输出部，至少两个导线输出部设置在旋转机构上，导线输出部用于输出导线，旋转机构用于驱动至少两个导线输出部旋转以使至少两个导线相绞和；传输机构，传输机构设置在基座上，传输机构用于传送绞和后的至少两个导线。

进一步地，成缆装置还包括退扭机构，在各个导线输出部和旋转机构之间均设置有退扭机构，退扭机构用于释放导线在进行旋转时所产生的扭力。

进一步地，旋转机构包括：第一驱动部；转盘，转盘与第一驱动部连接；至少两个支撑杆，至少两个支撑杆间隔设置在转盘上；至少两个支撑杆与至少两个导线输出部一一对应设置，在各个支撑杆和各个导线输出部之间均设置有退扭机构。

进一步地，导线输出部包括线轴和线轴固定架，线轴设置在线轴固定架上，在线轴上缠绕有导线，退扭机构设置在线轴固定架和支撑杆之间。

进一步地，退扭机构包括轴承和连接轴，连接轴固定设置在线轴固定架上，支撑杆具有安装孔，轴承设置在安装孔内，连接轴与轴承配合安装以实现线轴固定架与支撑杆之间的相对转动。

进一步地，传输机构包括：第二驱动部；第一滚轮，与第二驱动部连接；第二滚轮，与第一滚轮相对设置，绞和后的至少两个导线设置在第一滚轮和第二滚轮之间。

进一步地，传输机构还包括调压部，调压部用于调节第一滚轮和第二滚轮之间的压力。

进一步地，自动绞线成缆装置还包括控制单元，控制单元分别与旋转机构和传输机构驱动连接以控制绞和后的导线的绞距。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于自动绞线成缆装置的绞线的绞距的计算方法，自动绞线成缆装置为上述提供的自动绞线成缆装置，第一驱动部为旋转电机，第二驱动部为传输电机，绞距的计算方法包括：根据传输电机的转速和脉冲数获取t秒时间内绞和后的导线传输的长度根据旋转电机的脉冲数获取旋转电机转动一圈所需时间为当t＝t′时，传输电机在t秒时间内所传输的长度L2即为绞距其中，α为传输电机的步进角度，β为旋转电机的步进角度，R为第一滚轮的半径，F为传输电机的脉冲数，F′为旋转电机的脉冲数。

进一步地，当传输电机与第一滚轮之间设置有减速器时，绞和后的导线在t秒时间内传输的长度为其中，λ为减速器的减速比。

应用本发明的技术方案，通过旋转机构驱动至少两个导线输出部旋转以控制导线的轴向旋转，从而能够使得该至少两个导线相绞和，通过传输机构作用能够控制绞和后的导线的水平传输，此种方式得到的绞和后的导线密度均匀且松紧一致，极大地提高了绞线质量以及绞线效率。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的自动绞线成缆装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明的具体实施例提供的退扭机构的结构示意图；

图3示出了根据本发明的具体实施例提供的控制单元的结构框图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、基座；20、旋转机构；21、第一驱动部；22、转盘；23、支撑杆；30、导线输出部；31、线轴；32、线轴固定架；40、传输机构；41、第二驱动部；42、第一滚轮；43、第二滚轮；44、减速器；50、退扭机构；51、轴承；52、连接轴；60、调压部；70、控制单元；71、控制器；72、电机驱动器；721、第一驱动器；722、第二驱动器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种自动绞线成缆装置，该成缆装置包括基座10、旋转机构20、至少两个导线输出部30和传输机构40，其中，旋转机构20设置在基座10上，至少两个导线输出部30设置在旋转机构20上，导线输出部30用于输出导线，旋转机构20用于驱动至少两个导线输出部30旋转以使至少两个导线相绞和，传输机构40设置在基座10上，传输机构40用于传送绞和后的至少两个导线。

应用此种配置方式，通过旋转机构20驱动至少两个导线输出部30旋转以控制导线的轴向旋转，从而能够使得该至少两个导线相绞和，通过传输机构40作用能够控制绞和后的导线的水平传输，此种方式得到的绞和后的导线密度均匀且松紧一致，极大地提高了绞线质量以及绞线效率。

具体地，在本发明中，为了保证装置的自身强度及运行稳定性的同时减少装置的总体质量，可将基座10设置为由铝合金材料制作。此处不做限制，基座10也可采用其他材料制成。

进一步地，通过试验可知，当导线输出部30在旋转机构20的驱动下旋转一周时，单根导线则被扭转一周。如此反复，单根导线的扭力会逐渐积聚，由此会导致导线在绞和的过程中扭曲变形，在扭力的作用下，绞和后的导线会出现回弹、绞线松散、不均匀等缺陷。为了释放导线旋转过程中所产生的扭力，可将本发明的成缆装置配置为还包括退扭机构50，在各个导线输出部30和旋转机构20之间均设置该退扭机构50，退扭机构50用于释放导线在进行旋转时所产生的扭力。

在本发明中，为了驱动至少两个导线输出部30旋转，可将旋转机构20配置为包括第一驱动部21、转盘22和至少两个支撑杆23，其中，转盘22与第一驱动部21连接，至少两个支撑杆23间隔设置在转盘22上，至少两个支撑杆23与至少两个导线输出部30一一对应设置，在各个支撑杆23和各个导线输出部30之间均设置有退扭机构50。

如图1所示，作为本发明的一个具体实施例，第一驱动部21可选为旋转电机，电机型号可选用FL86STH80-3006A步进电机，旋转电机通过螺钉固定在基座10上，旋转电机的输出轴通过紧固螺钉与转盘22固定连接，在转盘22上均匀间隔设置有三个支撑杆23，每个支撑杆23上设置有一个导线输出部30，为了释放导线在进行旋转时所产生的扭力，在每个支撑杆23和导线输出部30之间均设置有一个退扭机构50。

进一步地，为了简单方便地进行导线输出，可将导线输出部30配置为包括线轴31和线轴固定架32，线轴31设置在线轴固定架32上，在线轴31上缠绕有导线，退扭机构50设置在线轴固定架32和支撑杆23之间。具体地，在本发明中，线轴31可通过一根销轴固定在线轴固定架32上，线轴31可绕销轴进行旋转。

在本发明中，为了简化装置结构、占用空间以及降低成本，如图2所示，可将退扭机构50配置为包括轴承51和连接轴52，连接轴52固定设置在线轴固定架32上，支撑杆23具有安装孔，轴承51设置在安装孔内，连接轴52与轴承51配合安装以实现线轴固定架32与支撑杆23之间的相对转动。

应用此种配置方式，连接轴52与支撑杆23之间采用轴承51连接，线轴固定架32可绕轴承51旋转，由此形成的退扭机构能够有效释放在绞线过程中线轴旋转时导线中所产生的扭力，实现退扭绞和，以确保每根导线在绞和的过程中均不会产生扭曲变形。本发明的此种退扭机构为轴承式被动退，此种结构安装方便、运行可靠、占用空间小且成本低。具体地，作为本发明的一个实施例，可采用光轴作为连接轴52。

此外，如图1所示，在支撑杆23的端部设计有拐角，该拐角能够使得导线以很小的扭力即可达到带动线轴31绕线轴固定架32旋转的效果，本发明的此种退扭结构的退扭效果能够很好地满足导线绞和的需求。

进一步地，在本发明中，为了实现对绞和后的导线的传送，可将传输机构40配置为包括第二驱动部41、第一滚轮42和第二滚轮43，其中，第一滚轮42与第二驱动部41连接，第二滚轮43与第一滚轮42相对设置，绞和后的至少两个导线设置在第一滚轮42和第二滚轮43之间。

应用此种配置方式，通过第二驱动部41驱动第一滚轮42转动，第二滚轮43与第一滚轮42相对设置，绞和后的至少两个导线设置在第一滚轮42和第二滚轮43之间，第二滚轮43可提供导线运行过程中的摩擦力，第二驱动部41带动第一滚轮旋转，从而实现绞和后的导线的传送。

作为本发明的一个具体实施例，可将第二驱动部配置为传输电机，其可选用SANYODENKI系列103H6701型步进电机，为了降低第一滚轮42转速，增大第一滚轮转动力矩，使导线传输平顺，运行稳定，可在传输电机的输出轴上安装一个减速器44。第一滚轮42固定在减速器44的输出轴上，第二滚轮43设置在第一滚轮42上部，其中第二滚轮43的位置可调节，绞和后的导线夹在第一滚轮42和第二滚轮43中间。

进一步地，为了改变导线运行过程中的摩擦力，可将传输机构40配置为还包括调压部60，调压部60用于调节第一滚轮42和第二滚轮43之间的压力。具体地，作为本发明的一个实施例，可将调压部60设置为调压旋钮，通过调压旋钮作用可以改变第二滚轮43向下的压力，从而改变导线运行过程中的摩擦力。

在本发明中，为了调整绞和后导线的绞距，可将自动绞线成缆装置配置为还包括控制单元70，控制单元70分别与旋转机构20和传输机构40驱动连接以控制绞和后的导线的绞距。具体地，控制单元70包括控制器71和电机驱动器72，为了分别调节旋转电机和传输电机，本发明的电机驱动器72包括第一驱动器721和第二驱动器722，控制器71可选用TC55系列控制器。

如图3所示，在本发明中，旋转电机、传输电机、控制器71和电机驱动器72均采用24V电源模块供电，电源模块为220V转24V的直流电源。通过控制器71和电机驱动器72的配合能够精确控制旋转电机和传输电机旋转的速度。通过参数计算，可以精确调整绞和后导线的绞距。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于自动绞线成缆装置的绞线的绞距的计算方法，自动绞线成缆装置为上述提供的自动绞线成缆装置，第一驱动部21为旋转电机，第二驱动部41为传输电机，绞距的计算方法包括：首先，根据传输电机的转速和脉冲数获取t秒时间内绞和后的导线传输的长度然后，根据旋转电机的脉冲数获取旋转电机转动一圈所需时间为当t＝t′时，传输电机在t秒时间内所传输的长度L2即为绞距其中，α为传输电机的步进角度，β为旋转电机的步进角度，R为第一滚轮的半径，F为传输电机的脉冲数，F′为旋转电机的脉冲数。

应用本方法的此种计算方法，通过设置电机参数，能够精确地控制绞和后导线的绞距，当传输电机和旋转电机的参数确定之后，装置运行平稳，且绞和后的导线质量前后统一，分布均匀，极大地提高了绞和后导线的质量。

进一步地，当传输电机与第一滚轮42之间设置有减速器时，绞和后的导线在t秒时间内传输的长度为其中，λ为减速器的减速比。

作为本发明的一个具体实施例，传输电机和旋转电机均选为步进电机，分别控制导线的水平传输和轴向旋转。在传输电机与第一滚轮42之间设置有减速器44，减速比例为45:1，传输电机的步进角为1.8°，传输电机的转速(角速度)为其中，F为传输电机的脉冲数，即电机可调参数。第一滚轮的半径R为17.5mm，因此传输电机在t秒时间内所传输的长度为旋转电机的步进角也为1.8°，旋转电机转动一圈所用的时间为其中F′为旋转电机的脉冲数，即电机可调参数。当t＝t′时，传输电机在t秒时间内所传输的长度L2即为绞距。根据上述公式可以得出传输电机与旋转电机脉冲数比例与绞距的关系式为

在本发明中，根据《QJ 603A-2006电缆组装件制作通用技术要求》中对绞线的要求：即双股绞线的绞距一般为绞线中最粗导线直径的11倍左右，(三股绞线的绞距一般为绞线中最粗导线直径的14倍左右)，依据传输电机与旋转电机脉冲数比例与绞距的关系式为并根据所绞和的导线直径即可计算传输电机与旋转电机脉冲数的比例。

经过多次实验，由于导线外的绝缘层在高速运动下容易破损，传输电机脉冲数F设定在2000至2700之间绞和效果较好且能保证绞线效率。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图3对本发明的自动绞线成缆装置的工作过程进行详细说明。

首先将待绞和的三根导线分别缠绕固定在三个线轴31上，分别抽出每个线轴31上的导线，并将该三个导线端头同时穿过基座10上的过线孔，并放置在传输电机的第一滚轮42和第二滚轮43之间。其中，可以根据导线的线径选择合适的第一滚轮42和第二滚轮43，并将第一滚轮42固定在传输电机的输出轴上，第二滚轮43放置在第一滚轮42上部，同时根据所需要的摩擦力，调节调压旋钮，通过调压旋钮作用可以改变第二滚轮43向下的压力，从而改变导线运行过程中的摩擦力。

然后根据所需绞和后的导线的绞距的关系式依据所要得到的绞距具体数值，通过调整传输电机与旋转电机脉冲数比例，可以获得具有特定绞距的绞和导线。此种方式在进行旋转电机和传输电机的参数确定后，装置运行平稳，且绞和后的导线质量前后统一，分布均匀，极大地提高了绞和后导线的质量。

如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。

这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种自动绞线成缆装置，其特征在于，所述成缆装置包括：

基座(10)；

旋转机构(20)，所述旋转机构(20)设置在所述基座(10)上；

至少两个导线输出部(30)，至少两个所述导线输出部(30)设置在所述旋转机构(20)上，所述导线输出部(30)用于输出导线，所述旋转机构(20)用于驱动至少两个所述导线输出部(30)旋转以使至少两个所述导线相绞和；

传输机构(40)，所述传输机构(40)设置在所述基座(10)上，所述传输机构(40)用于传送绞和后的至少两个所述导线。

2.根据权利要求1所述的自动绞线成缆装置，其特征在于，所述成缆装置还包括退扭机构(50)，在各个所述导线输出部(30)和所述旋转机构(20)之间均设置有所述退扭机构(50)，所述退扭机构(50)用于释放所述导线在进行旋转时所产生的扭力。

3.根据权利要求2所述的自动绞线成缆装置，其特征在于，所述旋转机构(20)包括：

第一驱动部(21)；

转盘(22)，所述转盘(22)与所述第一驱动部(21)连接；

至少两个支撑杆(23)，至少两个所述支撑杆(23)间隔设置在所述转盘(22)上；至少两个所述支撑杆(23)与至少两个所述导线输出部(30)一一对应设置，在各个所述支撑杆(23)和各个所述导线输出部(30)之间均设置有所述退扭机构(50)。

4.根据权利要求3所述的自动绞线成缆装置，其特征在于，所述导线输出部(30)包括线轴(31)和线轴固定架(32)，所述线轴(31)设置在所述线轴固定架(32)上，在所述线轴(31)上缠绕有所述导线，所述退扭机构(50)设置在所述线轴固定架(32)和所述支撑杆(23)之间。

5.根据权利要求4所述的自动绞线成缆装置，其特征在于，所述退扭机构(50)包括轴承(51)和连接轴(52)，所述连接轴(52)固定设置在所述线轴固定架(32)上，所述支撑杆(23)具有安装孔，所述轴承(51)设置在所述安装孔内，所述连接轴(52)与所述轴承(51)配合安装以实现所述线轴固定架(32)与所述支撑杆(23)之间的相对转动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的自动绞线成缆装置，其特征在于，所述传输机构(40)包括：

第二驱动部(41)；

第一滚轮(42)，与所述第二驱动部(41)连接；

第二滚轮(43)，与所述第一滚轮(42)相对设置，绞和后的至少两个所述导线设置在所述第一滚轮(42)和所述第二滚轮(43)之间。

7.根据权利要求6所述的自动绞线成缆装置，其特征在于，所述传输机构(40)还包括调压部(60)，所述调压部(60)用于调节所述第一滚轮(42)和所述第二滚轮(43)之间的压力。

8.根据权利要求1所述的自动绞线成缆装置，其特征在于，所述自动绞线成缆装置还包括控制单元(70)，所述控制单元(70)分别与所述旋转机构(20)和所述传输机构(40)驱动连接以控制绞和后的所述导线的绞距。

9.一种用于自动绞线成缆装置的绞线的绞距的计算方法，其特征在于，所述自动绞线成缆装置为权利要求1至8中任一项所述的自动绞线成缆装置，第一驱动部(21)为旋转电机，第二驱动部(41)为传输电机，所述绞距的计算方法包括：

根据所述传输电机的转速和脉冲数获取t秒时间内绞和后的导线传输的长度

根据所述旋转电机的脉冲数获取所述旋转电机转动一圈所需时间为

当t＝t′时，所述传输电机在t秒时间内所传输的长度L2即为绞距

其中，α为所述传输电机的步进角度，β为旋转电机的步进角度，R为第一滚轮的半径，F为传输电机的脉冲数，F′为旋转电机的脉冲数。

10.根据权利要求9所述的绞距的计算方法，其特征在于，当所述传输电机与第一滚轮(42)之间设置有减速器时，绞和后的所述导线在t秒时间内传输的长度为

其中，λ为所述减速器的减速比。