CN110160493A - 一种线束压接端子姿态的检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种线束压接端子姿态的检测装置，包括线束夹持机构、线束旋转驱动机构、位移传感器、接触头、控制器，采用线束旋转驱动机构、位移传感器、接触头相互配合的技术方案，与线扫激光、机器视觉相比，组件的制造成本非常低廉；本发明还提供一种线束压接端子姿态的检测方法，通过上述检测装置获得线束压接端子旋转角度与金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系，找到金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的最大值即为线束压接端子的姿态，检测方法简单、高效。
Description
技术领域
本发明涉及汽车线束技术领域，具体涉及种线束压接端子姿态的检测装置及检测方法。
背景技术
随着汽车、电子终端等产品的快速普及，线束作为其重要配套产品的需求量也越来越大，国内外线束厂商针对线束装配设计并生产了许多自动化设备以降低人员成本，其中，线束压接端子自动插植设备是具有代表性的设备。在线束压接端子自动插植设备中，压接端子姿态检测与调整是端子插植前的重要步骤。在现有技术中，一般采用线扫激光或机器视觉对压接端子姿态进行检测。其中，线扫激光通过三角测量的方法提取压接端子的轮廓进而判断端子的姿态；机器视觉通过传感器获取线束压接端子的光学影像，并与事先存储的线束压接端子立体模型做比对来确定线束压接端子的姿态。
但是，无论是采用线扫激光还是机器视觉的方法，其传感器成本高、检测方法复杂，不利于设备的集成与推广。因此，急需研制一种成本低廉、检测方法简单的线束压接端子姿态检测装置及检测方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种线束压接端子姿态检测装置及检测方法，解决现有技术中采用线扫激光或机器视觉的方法检测线束压接端子姿态存在的传感器成本高、检测方法复杂，不利于设备的集成与推广的技术问题。
本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：
本发明提供了一种线束压接端子姿态的检测装置，包括线束夹持机构、线束旋转驱动机构、位移传感器、接触头、控制器；
所述线束夹持机构固定于所述线束旋转驱动机构上，用于夹持线束的外部绝缘皮将其固定于所述线束旋转驱动机构上，使线束被夹持部分的中轴与所述旋转驱动机构的中轴重合，所述线束旋转驱动机构用于驱动所述线束压接端子绕所述旋转驱动机构的中轴旋转；
所述接触头的一端与所述线束压接端子的金属丝压接处相接触，另一端固定设置有所述位移传感器，所述位移传感器与所述控制器电连接，所述线束旋转驱动机构与所述控制器电连接；
所述位移传感器用于测量所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离，并将测量数据转化为电信号传递给所述控制器；所述控制器控制所述线束旋转驱动机构驱动所述线束压接端子旋转，并记录旋转角度，所述控制器采集、存储所述位移传感器的测量数据，获得所述线束压接端子旋转角度与所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系。
进一步地，所述线束旋转驱动机构包括电机、齿轮系传动机构，所述电机与所述控制器电连接，所述电机驱动所述齿轮系传动机构转动，实现所述线束压接端子绕所述旋转驱动机构的中轴旋转。
进一步地，所述齿轮系传动机构包括存在一个扇面缺口的线束旋转齿轮、主动齿轮、6个从动齿轮；
所述线束夹持机构固定于所述线束旋转齿轮上，将线束固定于所述线束旋转齿轮的中轴位置，所述束旋转齿轮的中轴位置为所述旋转驱动机构的中轴；6个从动齿轮分别与所述线束旋转齿轮啮合，6个从动齿轮的轴心呈正六边形分布，将所述线束旋转齿轮的轴向方向固定；所述主动齿轮与6个从动齿轮中的相邻两个啮合，所述电机驱动所述主动齿轮转动，带动与所述主动齿轮啮合的相邻两个从动齿轮转动，进而带动所述线束旋转齿轮转动，实现所述线束压接端子绕所述线束旋转齿轮的中轴旋转。
进一步的，还包括单轴滑台，所述位移传感器固定于所述单轴滑台上，并设置有弹簧用于提供所述位移传感器的自恢复力。
本发明还提供了一种线束压接端子姿态的检测方法，应用上述检测装置对线束压接端子的姿态进行测量，包括以下步骤：
S1：将压接线束固定在所述线束夹持机构上，使线束被夹持部分的中轴与所述旋转驱动机构的中轴重合，所述接触头与所述金属丝压接处相接触；
S2：设定一个与所述旋转驱动机构的中轴平行的平面作为所述预设参考面，所述位移探测器记录所述预设参考面；
S3：所述位移探测器测量所述金属丝压接处距离所述预设参考面的最短距离，所述控制器采集并存储此时所述位移探测器的测量数据、采集并存储此时所述线束压接端子的旋转角度；
S4：所述控制器控制所述线束旋转驱动机构驱动所述线束压接端子旋转一周，所述位移探测器同步测量所述金属丝压接处距离所述预设参考面的最短距离，所述控制器采集并存储所述线束压接端子的旋转角度及同步测量的所述金属丝压接处距离所述预设参考面的最短距离，获得所述线束压接端子旋转角度与所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系；
S5：分析处理所述线束压接端子旋转角度与所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系，所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的最大值对应的所述线束压接端子旋转角度即为所述线束压接端子的姿态。
进一步地，所述预设参考面与所述线束压接端子的插值平面平行。
本发明的线束压接端子姿态的检测装置，采用线束旋转驱动机构、位移传感器、接触头相互配合的技术方案，与线扫激光、机器视觉相比，组件的制造成本非常低廉；本发明的线束压接端子姿态的检测方法，通过本发明的检测装置获得线束压接端子旋转角度与金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系，找到金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的最大值即为线束压接端子的姿态，检测方法简单、高效。
附图说明
图1是本发明一实施例的线束压接端子姿态的检测装置的结构示意图；
图2是图1中线束旋转驱动机构的结构示意图；
图3是图1中位移传感器与接触头的结构及连接关系的示意图；
图4是线束压接端子的结构示意图；
附图标记说明：1-线束夹持机构；2-线束旋转驱动机构；21-电机；22-线束旋转齿轮；23-主动齿轮；24、25、26、27、28、29-从动齿轮；3-位移传感器；31-弹簧；4-接触头；5-控制器；6-单轴滑台；7-金属丝压接处。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
本发明提供了一种线束压接端子姿态的检测装置，包括线束夹持机构、线束旋转驱动机构、位移传感器、接触头、控制器；
所述线束夹持机构固定于所述线束旋转驱动机构上，用于夹持线束的外部绝缘皮将其固定于所述线束旋转驱动机构上，使线束被夹持部分的中轴与所述旋转驱动机构的中轴重合，所述线束旋转驱动机构用于驱动所述线束压接端子绕所述旋转驱动机构的中轴旋转；
所述接触头的一端与所述线束压接端子的金属丝压接处相接触，另一端固定设置有所述位移传感器，所述位移传感器与所述控制器电连接，所述线束旋转驱动机构与所述控制器电连接；
所述位移传感器用于测量所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离，并将测量数据转化为电信号传递给所述控制器；所述控制器控制所述线束旋转驱动机构驱动所述线束压接端子旋转，并记录旋转角度，所述控制器采集、存储所述位移传感器的测量数据，获得所述线束压接端子旋转角度与所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系。
如图1所示，为本发明一实施例的线束压接端子姿态的检测装置的结构示意图，本实施的线束压接端子姿态的检测装置包括线束夹持机构1、线束旋转驱动机构2、位移传感器3、接触头4、控制器5。
如图2所示，为本实施例中线束旋转驱动机构的结构示意图，线束旋转驱动机构2包括电机21，以及线束旋转齿轮22、主动齿轮23、6个从动齿轮(24、25、26、27、28、29)构成的齿轮系传动机构。
线束旋转齿轮22存在一个扇面缺口，方便放置、取走压接线束。6个从动齿轮24、25、26、27、28、29分别与线束旋转齿轮22啮合，且6个从动齿轮24、25、26、27、28、29的轴心呈正六边形分布，将线束旋转齿轮22的轴向方向固定。并且，相邻两个从动齿轮24、25与主动齿轮23分别啮合。线束夹持机构1固定于线束旋转齿轮22上，将线束固定于线束旋转齿轮22的中轴位置，此时线束旋转齿轮22的中轴为旋转驱动机构的中轴。
电机21与控制器5电连接，电机21收到控制器5的指令驱动主动齿轮23转动，带动与主动齿轮23啮合的相邻两个从动齿轮24、25转动，进而带动线束旋转齿轮22转动，进而带动从动齿轮26、27、28、29转动，实现线束压接端子绕线束旋转齿轮22的中轴旋转。
如图3所示，为本实施例中位移传感器与接触头的结构及连接关系的示意图，本实施例的线束压接端子姿态的检测装置还包括单轴滑台6，位移传感器3可滑动地固定于单轴滑台6上，并设置有弹簧31用于提供位移传感器3的自恢复力。如图4所示，为线束压接端子的结构示意图，金属丝压接处7如图所示，接触头4的一端与线束压接端子的金属丝压接处7相接触，另一端固定设置有位移传感器3，位移传感器3与控制器5电连接。
位移传感器3用于测量金属丝压接处7距离预设参考面的最短距离，并将测量数据转化为电信号传递给控制器5；控制器5控制线束旋转驱动机构2驱动线束压接端子旋转，并记录旋转角度，控制器5采集、存储位移传感器3的测量数据，获得线束压接端子旋转角度与金属丝压接处7距离预设参考面的最短距离的对应关系。
本发明的线束压接端子姿态的检测装置，采用线束旋转驱动机构、位移传感器、接触头相互配合的技术方案，与线扫激光、机器视觉相比，组件的制造成本非常低廉，降低了线束压接端子姿态的检测成本。
如图4所示，为线束压接端子的结构示意图，线束压接端子有两个压紧处，一个是压接导电金属丝的金属丝压接处7，另一个是压接线束外部的绝缘皮的绝缘皮压接处。由于导电金属丝的直径总是小于绝缘皮的直径，因此当压接导电金属丝的金属丝压紧处7被压紧时，金属丝压紧处7总是偏向线束的一侧，呈偏心结构。进而当线束沿线的中轴旋转时，该金属丝压紧处7会绕着中轴旋转。若此时设定一个与线束中轴平行的参考面，则金属丝压紧处7与参考平面的最短距离将随着线束旋转而发生变化。
本发明还提供了一种线束压接端子姿态的检测方法，应用上述检测装置对线束压接端子的姿态进行测量，包括以下步骤：
S1：将压接线束固定在所述线束夹持机构上，使线束被夹持部分的中轴与所述旋转驱动机构的中轴重合，所述接触头与所述金属丝压接处相接触；
S2：设定一个与所述旋转驱动机构的中轴平行的平面作为所述预设参考面，所述位移探测器记录所述预设参考面；
S3：所述位移探测器测量所述金属丝压接处距离所述预设参考面的最短距离，所述控制器采集并存储此时所述位移探测器的测量数据、采集并存储此时所述线束压接端子的旋转角度；
S4：所述控制器控制所述线束旋转驱动机构驱动所述线束压接端子旋转一周，所述位移探测器同步测量所述金属丝压接处距离所述预设参考面的最短距离，所述控制器采集并存储所述线束压接端子的旋转角度及同步测量的所述金属丝压接处距离所述预设参考面的最短距离，获得所述线束压接端子旋转角度与所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系；
S5：分析处理所述线束压接端子旋转角度与所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系，所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的最大值对应的所述线束压接端子旋转角度即为所述线束压接端子的姿态。
在本实施方式中，所述预设参考面与所述线束压接端子的插值平面平行。
本发明的线束压接端子姿态的检测方法，通过本发明的检测装置获得线束压接端子旋转角度与金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系，找到金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的最大值即为线束压接端子的姿态，检测方法简单、高效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种线束压接端子姿态的检测装置，其特征在于，包括线束夹持机构、线束旋转驱动机构、位移传感器、接触头、控制器；
所述线束夹持机构固定于所述线束旋转驱动机构上，用于夹持线束的外部绝缘皮将其固定于所述线束旋转驱动机构上，使线束被夹持部分的中轴与所述旋转驱动机构的中轴重合，所述线束旋转驱动机构用于驱动所述线束压接端子绕所述旋转驱动机构的中轴旋转；
所述接触头的一端与所述线束压接端子的金属丝压接处相接触，另一端固定设置有所述位移传感器，所述位移传感器与所述控制器电连接，所述线束旋转驱动机构与所述控制器电连接；
所述位移传感器用于测量所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离，并将测量数据转化为电信号传递给所述控制器；所述控制器控制所述线束旋转驱动机构驱动所述线束压接端子旋转，并记录旋转角度，所述控制器采集、存储所述位移传感器的测量数据，获得所述线束压接端子旋转角度与所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系。
2.根据权利要求1所述的线束压接端子姿态的检测装置，其特征在于，所述线束旋转驱动机构包括电机、齿轮系传动机构，所述电机与所述控制器电连接，所述电机驱动所述齿轮系传动机构转动，实现所述线束压接端子绕所述旋转驱动机构的中轴旋转。
3.根据权利要求2所述的线束压接端子姿态的检测装置，其特征在于，所述齿轮系传动机构包括存在一个扇面缺口的线束旋转齿轮、主动齿轮、6个从动齿轮；
所述线束夹持机构固定于所述线束旋转齿轮上，将线束固定于所述线束旋转齿轮的中轴位置，所述束旋转齿轮的中轴位置为所述旋转驱动机构的中轴；6个从动齿轮分别与所述线束旋转齿轮啮合，6个从动齿轮的轴心呈正六边形分布，将所述线束旋转齿轮的轴向方向固定；所述主动齿轮与6个从动齿轮中的相邻两个啮合，所述电机驱动所述主动齿轮转动，带动与所述主动齿轮啮合的相邻两个从动齿轮转动，进而带动所述线束旋转齿轮转动，实现所述线束压接端子绕所述线束旋转齿轮的中轴旋转。
4.根据权利要求1所述的线束压接端子姿态的检测装置，其特征在于，还包括单轴滑台，所述位移传感器可滑动地固定于所述单轴滑台上，并设置有弹簧用于提供所述位移传感器的自恢复力。
5.一种线束压接端子姿态的检测方法，应用权利要求1-4中任意一项所述的检测装置对线束压接端子的姿态进行测量，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将压接线束固定在所述线束夹持机构上，使线束被夹持部分的中轴与所述旋转驱动机构的中轴重合，所述接触头与所述金属丝压接处相接触；
S2：设定一个与所述旋转驱动机构的中轴平行的平面作为所述预设参考面，所述位移探测器记录所述预设参考面；
S3：所述位移探测器测量所述金属丝压接处距离所述预设参考面的最短距离，所述控制器采集并存储此时所述位移探测器的测量数据、采集并存储此时所述线束压接端子的旋转角度；
S4：所述控制器控制所述线束旋转驱动机构驱动所述线束压接端子旋转一周，所述位移探测器同步测量所述金属丝压接处距离所述预设参考面的最短距离，所述控制器采集并存储所述线束压接端子的旋转角度及同步测量的所述金属丝压接处距离所述预设参考面的最短距离，获得所述线束压接端子旋转角度与所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系；
S5：分析处理所述线束压接端子旋转角度与所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的对应关系，所述金属丝压接处距离预设参考面的最短距离的最大值对应的所述线束压接端子旋转角度即为所述线束压接端子的姿态。
6.根据权利要求5所述的线束压接端子姿态的检测方法，其特征在于，所述预设参考面与所述线束压接端子的插值平面平行。
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