CN110444343A - 自动化胶带定点包扎设备及其包扎方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化胶带定点包扎设备及其包扎方法，属于线束生产自动化设备领域。该自动化胶带定点包扎设备包括并排布置于设备底座上的第一直线驱动机构和直线导轨，直线导轨上装配有两个带线束自动夹持机构的可锁止滑块，第一直线驱动机构上搭载有自动包胶模组；自动包胶模组中，自动包胶机头可移动式搭载于机头底座上，机头底座可移动式搭载于模组底座上。机头底座上还布置有左侧、右侧夹线组件。本发明可以自动完成胶带的切取、移动到预设定点位置、完成胶带包扎等工作，工人只需负责上下线束工作。本发明的包扎设备可以通过与自控技术配合，替换线束包胶过程中原来需要人工操作的大量重复性工作，从而减轻工人劳动强度，提高生产效率。

Description

自动化胶带定点包扎设备及其包扎方法

技术领域

本发明属于线束生产自动化设备领域，具体涉及一种能够自动定点、定位包扎胶带的设备。

背景技术

在线束生产领域，胶带的使用非常广泛，尤其是在线束生产的后端加工工序，经常需要用胶带将线束在定点处进行捆扎，以用于标记位置、防止线束散开，或作为线束最终的包扎状态。比如，在绞线机上绞完的线缆需要在两端用胶带临时捆扎一下，以防止在转运过程中绞完的线散开；很多线束在装配前需要在不同的位置处定点捆扎胶带，以用于装配位置的标识；再比如汽车上的一些防护等级不高的线束，为了降低成本和车辆轻量化的考虑，会采用间隔点缠胶带来代替整体包覆缠绕胶带或护套管(波纹管等)；而家电行业的线束更多是采用间隔捆扎胶带的形式来作为线束最终的加工状态。

如果一根线束(分支)上只有1-2处需要捆扎胶带的，一般来说工人手工捆扎胶带和自动化设备来实现胶带的捆扎效率上是没有太大的差别的。而实际情况是，这些需要定点捆扎胶带的线束普遍都很长，而且胶带捆扎点众多，有时一条线束上(或分支上)需要捆扎的胶带点数多达二十个点。并且，胶带的位置分布尺寸多变，定位尺寸精度要求高(一般要求公差在5mm以内)。目前针对上述有较多点需要捆扎胶带的线束，行业内普遍采用类似图1所示的技术方案来操作：每一种规格的线束需要定制一件工装台板2。上面有用于线束整体定位的夹线座1，用于将线束快速定位于工装台板上面。针对每种不同线束胶带包扎数量和位置，在工装台板上面相应位置布置胶带包扎位置对照件5。工人首先将待包胶线束4装夹定位于工装台板上，然后手动撕取胶带原料6，并按照胶带位置对照件对应的位置将胶带手工缠绕于线束相应位置，形成包扎完成胶带3。很明显，这种常规的技术方案存在很大的弊端：工人劳动强度大、生产效率低、胶带包扎质量和包扎位置精度低、容易遗漏胶带包扎点、所需工装台板数量众多等等。

因此有待于提供一种能够首先自动化的胶带定点包扎设备解决方案。

发明内容

本发明的目的在于改进传统工作方式存在的弊端，并提供一种自动化胶带定点包扎设备，利用该设备可以使工人只需负责上下线束工作，设备可通过参数化的设置自动完成定点包扎胶带工作。该设备对线束的兼容性好；参数可设置调整，具备生产柔性；包扎效率高、包扎质量稳定可靠。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种自动化胶带定点包扎设备，该设备包括并排布置于设备底座上的第一直线驱动机构和直线导轨，所述直线导轨上装配有两个可锁止滑块，每个可锁止滑块上分别搭载有一个用于夹持线束的线束自动夹持机构；所述第一直线驱动机构上搭载有自动包胶模组；所述的自动包胶模组包括自动包胶机头、模组底座和机头底座，所述模组底座作为整个自动包胶模组的基座，第一直线驱动机构用于驱动模组底座进而带动整个自动包胶模组沿着线束的平行方向移动并定位；机头底座搭载于模组底座上且两者构成由第二直线驱动机构驱动的滑动副，自动包胶机头搭载于机头底座上且两者构成由第三直线驱动机构驱动的滑动副；所述机头底座和自动包胶机头的滑动方向均垂直于被夹持的线束的走向；所述的自动包胶机头用于对夹持于线束自动夹持机构上的线束进行胶带包扎；所述的机头底座上还布置有左侧夹线组件和右侧夹线组件，左侧夹线组件和右侧夹线组件的夹持位置分别位于自动包胶机头的包胶位置两侧，且两者的夹持位置间距可调。

基于上述技术方案，本发明还可以采用以下优选方式中的一种或多种。需要注意的是，本发明中各个优选方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

作为优选，在一侧的线束自动夹持机构上固定有线束定位座，线束定位座上设置有具有可移动调整的线束定位滑块，线束定位座上布置有供线束定位滑块位置调整时参考的刻度标记。

作为优选，所述的第二直线驱动机构包括模组直线导轨和模组气缸，模组直线导轨和模组气缸均设置于模组底座上，机头底座底部通过滑块与模组直线导轨构成滑移方向垂直于线束的直线滑移结构，而机头底座则由模组气缸的输出端推动滑移；所述的第三直线驱动机构包括机头直线导轨和机头气缸，机头直线导轨和机头气缸均设置于机头底座上，自动包胶机头底部通过滑块与机头直线导轨构成滑移方向垂直于线束的直线滑移结构，而自动包胶机头则由机头气缸的输出端推动滑移。

作为优选，所述的右侧夹线组件的底部支架搭载于左侧夹线组件的底部支架上，且两者的底部支架构成调整两者夹持位置间距的滑动副。

作为优选，所述的自动包胶机头中包括作为其余组件布置基础的机头基板，其中胶带固定轮用于转动式安装胶带卷，包胶动轮为具有从外轮廓延伸至回转中心的开口槽的回转件，包胶动轮由驱动电机驱动绕回转中心旋转，包胶动轮中设有用于将胶带贴合包扎于线束上的包胶压块；所述的机头基板上布置有若干个胶带导向辊，用于引导从胶带卷解卷出的胶带使其以黏性面背向所述回转中心的方式悬垂于包胶动轮的开口槽入口处，且胶带自由端的胶带头被胶带夹爪夹持固定；所述胶带在解卷后的路径上依次设有胶带解卷装置、胶带止回装置和胶带切断装置，所述胶带止回装置用于在所述胶带伸入开口槽之前对胶带进行可控的回缩限位；所述的胶带解卷装置用于配合胶带止回装置对胶带卷进行解卷；所述的胶带切断装置用于对已穿过胶带止回装置但尚未进入包胶动轮开口槽的胶带进行切断；所述的胶带夹爪由夹爪控制装置控制夹持状态，其设置于夹爪摆臂的末端，夹爪摆臂由摆臂驱动装置控制摆动，使胶带夹爪能够在夹爪摆臂的带动下从初始位置移动至胶带切断装置附近并夹持住切断后形成的胶带头，然后再回复至初始位置使胶带横跨包胶动轮的开口槽入口。

进一步的，所述的自动包胶机头中，胶带解卷装置包括胶带解卷滑座导轨、胶带解卷滑座、胶带解卷驱动座和胶带解卷驱动装置，至少一个用于引导胶带的胶带导向辊固定于胶带解卷滑座上，所述胶带解卷滑座与胶带解卷滑座导轨构成由胶带解卷驱动座单方向驱动的滑动副，胶带解卷驱动座由胶带解卷驱动装置提供驱动力，且固定于胶带解卷滑座上的胶带导向辊被胶带解卷驱动座单方向驱动时，其移动方向应当使胶带从解卷点到止回点之间的行程距离变长；胶带解卷滑座上张拉有胶带张紧弹簧，使解卷完的胶带在拉力下始终保持张紧状态。

进一步的，所述的自动包胶机头中，胶带止回装置包括胶带止回压臂、胶带导向座和胶带止回压臂气缸，所述的胶带经过胶带导向座表面，胶带止回压臂铰接于机头基板上，且由胶带止回压臂气缸带动绕铰接点旋转，转动过程中其一端能够与胶带导向座配合对胶带进行夹持限位。

进一步的，所述的自动包胶机头中，包胶压块为两片分别铰接于包胶动轮开口槽两侧的弹性压块，两块弹性压块的自由端分别在弹簧力下对合压紧，形成一个张口朝向所述开口槽入口方向的渐缩喇叭口。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述任一方案所述包扎设备的自动化胶带定点包扎方法，其步骤如下：

S1：将待包扎的线束的定位侧与线束定位滑块的定位面对齐后，通过左侧的线束自动夹持机构将线束夹持定位，然后将线束向右侧张紧，并将线束右侧夹持定位于右侧的线束自动夹持机构处，完成线束装夹定位；

S2：进入自动包胶流程：首先，通过第一直线驱动机构驱动自动包胶模组沿线束平行移动，直到自动包胶机头的开口槽正对第一个线束包扎位置，然后通过所述第二直线驱动机构带动自动包胶机头、左侧夹线组件和右侧夹线组件从初始位置整体靠近线束，最后控制左侧夹线组件和右侧夹线组件将包扎位置两侧的线束定位夹紧，且通过右侧夹线组件右移对线束进行二次张紧；

S3：通过所述第三直线驱动机构驱动自动包胶机头从初始位置向线束移动，使线束贴合胶带的黏性面上，并带动胶带进入自动包胶机头中对胶带的包扎点进行包扎；

S4：在自动包胶机头完成包扎胶带工作后，通过所述第三直线驱动机构驱动自动包胶机头退回初始位置，左侧夹线组件和右侧夹线组件松开线束，然后再通过所述第二直线驱动机构带动自动包胶机头、左侧夹线组件和右侧夹线组件整体退回初始位置，完成线束上第一个线束包扎位置的包扎胶带工作；

S5：按照S2～S4对线束上的其余位置，逐个进行包扎胶带工作。

作为优选，所述自动包胶机头对线束进行包胶的方法为：

S301：自动包胶机头进行初始化，使包胶动轮的开口槽朝向被夹持的线束，胶带头被胶带夹爪夹持住并以黏性面背向包胶动轮回转中心的方式横跨所述开口槽的入口，且胶带预先从胶带卷上解卷；

S302：自动包胶流程启动后，首先控制胶带夹爪张开，使胶带头处于自由状态；然后驱动自动包胶机头向线束移动，使线束与胶带黏性面初步粘合并带动初步粘合的胶带头进一步移动到包胶动轮回转中心，包胶压块在弹簧力的作用下贴紧线束表面；

S303：通过胶带止回装置对伸入所述开口槽之前的胶带进行固定，限制其回缩，然后利用所述胶带解卷装置对胶带卷进行解卷；最后，利用所述胶带切断装置对已穿过胶带止回装置但尚未进入包胶动轮开口槽的胶带进行切断；

S304：当胶带被切断后，驱动包胶动轮绕回转中心旋转，使胶带在包胶压块的压合下包覆到线束的表面，完成一个线束包扎位置的胶带包扎工作；

S305：待自动包胶机头脱离线束后，通过摆臂驱动装置控制夹爪摆臂摆动，使预先张开的胶带夹爪上行并夹持住切断后形成的胶带头，待胶带止回装置移除限位后再回复至初始位置，重新使胶带横跨包胶动轮的开口槽入口，等待下一次执行线束包胶。

本发明有别于现有技术普遍采用工人将待包胶的线束定位于专用的工装治具上，采用人工撕取胶带，然后在工装治具相应标识位置手工包扎胶带的传统方式，转而重新设计开发了一种自动定点包扎胶带设备，该设备可以自动完成胶带的切取、移动到预设定点位置、完成胶带包扎等工作，工人只需负责上下线束工作。本发明的包扎设备可以通过与自控技术配合，替换线束包胶过程中原来需要人工操作的大量重复性工作，从而减轻工人劳动强度，提高生产效率。并且该设备对线束的兼容性好，参数可设置、可调整，包扎质量稳定可靠。

附图说明

图1是现有技术或常规技术给线束定点包扎胶带的通用方案示意图；

图2是本发明的自动化胶带定点包扎设备整体结构示意图；

图3是本发明的自动包胶模组的整体结构示意图；

图4是自动包胶模组在自动包扎胶带工作过程中是如何动作去夹紧待包胶的线束的示意图；

图5是用于描述自动包胶模组在定位夹紧线束后，两侧夹线组件是如何将待包胶的线束进行张紧工作的示意图；

图6是用于描述自动包胶模组在自动包扎胶带工作过程中包胶机头8是如何动作及包胶状态时包胶机头的状态的示意图；

图7是用于描述自动包胶模组在完成一个点的包扎胶带后的动作示意，及线束的该点处胶带包扎完成后的状态示意图；

图8是用于描述自动包胶机头的基本内部结构布置原理示意图；

图9是用于描述自动包胶机头的包胶动轮驱动原理示意图；

图10是用于描述自动包胶机头在完成自动包胶流程开始时，线束的运行方向及与胶带头的预粘过程示意图；

图11是用于描述自动包胶机头在完成自动包胶流程时，胶带被线束所牵入过程示意图；

图12是用于描述胶带的解卷过程及胶带剪切过程示意图；

图13是用于描述胶带被包覆到线束表面的过程及此时自动包胶机头所处的状态示意图；

图14用于描述胶带夹爪夹取胶带的初始动作及状态示意图；

图15用于描述自动包胶机头在完成包胶后，为下个包胶流程准备胶带完成后的状态示意图。

图中附图标记为：夹线座1、工装台板2、包扎完成胶带3、线束4、胶带包扎位置对照件5、胶带原料6、自动包胶模组7、自动包胶机头8、胶带卷801、胶带固定轮802、胶带档板803、机头基板804、夹爪摆臂气缸805、夹爪摆臂806、胶带夹爪气缸807、胶带夹爪808、包胶动轮809、包胶压块810、胶带剪刀811、剪刀驱动器812、胶带止回压臂813、胶带导向座814、胶带止回压臂气缸815、胶带导向辊816、胶带滚花导向辊817、胶带解卷驱动座导轨818、胶带解卷滑座导轨819、胶带解卷滑座820、胶带张紧弹簧821、解开的胶带822、驱动带轮823、驱动同步带824、同步带导向轮825、驱动电机826、胶带解卷气缸827、胶带解卷驱动座828、胶带黏性面829、胶带非黏性面830、胶带头831、底座9、直线运动模组10、直线导轨11、可锁止滑块12、线束自动夹持机构13、线束定位座14、线束定位滑块15、控制盒16、触控显示屏17、模组底座18、机头底座19、模组直线导轨20、机头直线导轨21、模组气缸22、机头气缸23、左侧夹线组件24、右侧夹线组件25。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。

如图2、图3所示，本发明的自动化胶带定点包扎设备中的主要部件包括：自动包胶模组7、第一直线驱动机构、底座9、直线导轨11、可锁止滑块12、线束自动夹持机构13、线束定位座14、线束定位滑块15、控制盒16、触控显示屏17。自动包胶模组7包括自动包胶机头8、模组底座18、机头底座19、左侧夹线组件24、右侧夹线组件25、第二直线驱动机构和第三直线驱动机构。其中第一直线驱动机构、第二直线驱动机构和第三直线驱动机构理论上可以使任何能够实现直线精确驱动定位的设备，在本实施例中第一直线驱动机构为带有滑块的直线运动模组10，第二直线驱动机构为带有滑块的模组直线导轨20以及模组气缸22，第三直线驱动机构为带有滑块的机头直线导轨21以及机头气缸23。

直线运动模组10和直线导轨11分别平行布置在设备底座9上。直线导轨11上分别搭载有两个可快速锁止在导轨任何位置上的可锁止滑块12，可锁止滑块12的布置用于可适用不同长度的线束4的装夹定位快速调整用途。可锁止滑块12上搭载有线束自动夹持机构13，用于工人上料时可快速定位夹持线束4。在一侧的线束自动夹持机构13上固定有线束定位座14，其上部平面上设置有线束定位滑块15。线束定位座14和线束定位滑块15用于在人工装夹线束时，线束装夹时位置定位。线束定位滑块15在线束定位座14上设置成在一定范围行程内可调，以适用不同线束定位要求。线束定位座14上布置有刻度标记(或刻度尺)，以提供线束定位滑块15调整时的位置参考。直线运动模组10的滑块上搭载有自动包胶模组7。如图2所示，直线运动模组可以由步进系统或伺服系统驱动，可驱动自动包胶模组7沿着线束装夹平行方向移动定位。

如图3所示，自动包胶模组7由：自动包胶机头8、模组底座18、机头底座19、模组直线导轨20、机头直线导轨21、模组气缸22、机头气缸23、左侧夹线组件24、右侧夹线组件25组成。自动包胶机头8主要负责完成胶带的解开、胶带的切取、将切取的胶带包覆缠绕到线束表面等工作，自动包胶机头8可以采用现有技术中的任何包胶设备。模组底座18是整个自动包胶模组的基座，负责支撑自动包胶模组上的零部件及负责自动包胶模组与直线运动模组10连接的零件，由直线运动模组10提供移动动力和导向。模组底座上设置有垂直于被夹持的线束4走向的模组直线导轨20，模组直线导轨20的滑块与机头底座19相连。模组底座18上设置的模组气缸22输出端可驱动机头底座19沿着模组直线导轨20前后移动，机头底座19进而带动上部搭载的各部件垂直于被夹持的线束4走向移动并定位。自动包胶机头8通过垂直于被夹持的线束4走向的机头直线导轨21与机头底座19设置相连，机头底座19上设置的机头气缸23输出端驱动自动包胶机头8前后移动，自动包胶机头8的包胶位置高度应当与线束4装夹完毕后的高度匹配。机头底座19和自动包胶机头8的滑动方向均垂直于被夹持的线束4的走向。在机头底座19的包胶位置两侧分别布置有左侧夹线组件24和右侧夹线组件25；左侧夹线组件24和右侧夹线组件25的夹持位置分别位于自动包胶机头8的包胶位置两侧，左侧夹线组件负责在包胶位置的左侧将待包胶线束定位夹紧，右侧夹线组件负责在包胶位置的右侧将待包胶线束定位夹紧。同时右侧夹线组件25的底部支架搭载于左侧夹线组件24的底部支架上，且两者的底部支架构成调整两者夹持位置间距的滑动副，滑动方向与线束4的方向平行。由于两个夹线组件的夹持位置间距可调，可以将线束4按装夹方向二次张紧。两个夹线组件的间距调整，可以手动进行，也可以设置驱动机构自动进行，在本发明中优选采用自动控制的方式进行。

为了便于实现自动化控制，在该包扎设备中可以根据需要在设备的一侧布置一个控制盒16。并且，为了尽可能利用空间，减小设备尺寸，直线运动模组10的驱动部分(电机、传动箱等)可以被设置在控制盒16内部；控制盒内部集成了所有相关的控制器件，包括PLC、电源、气动电磁阀等；控制盒上设置有触控显示屏17，用于显示和设置相关工作参数信息。包扎设备的面板上可以设置相应的控制按钮，供操作人员进行控制。各组件的运动顺序、运动距离等参数可以预先输入PLC中。

基于上述包扎设备的自动化胶带定点包扎方法，其步骤如下：

S1：将待包扎的线束4的定位侧与线束定位滑块15的定位面对齐后，通过左侧的线束自动夹持机构13将线束4夹持定位，然后将线束4向右侧张紧，并将线束4右侧夹持定位于右侧的线束自动夹持机构13处，完成线束装夹定位。

S2：线束装夹定位完成后，触发开始包胶，设备进入自动包胶流程：首先，通过直线运动模组10驱动自动包胶模组7整体沿线束4平行移动，直到自动包胶机头8的包胶位置正对第一个线束包扎位置；然后，如图4所示，在模组气缸22的作用下，带动自动包胶机头8、左侧夹线组件24和右侧夹线组件25从原先距离线束4一定距离的初始位置整体靠近线束4，最后控制左侧夹线组件24和右侧夹线组件25将包扎位置两侧的线束定位夹紧；同时，如图5所示，在右侧夹线组件25将线束夹持完成后会通过右移对线束4进行二次张紧。

S3：在线束夹持和张紧完成后，如图6所示，通过机头气缸23驱动自动包胶机头8从距离线束4一定距离的初始位置向线束4移动，使线束4贴合胶带822的黏性面上，并带动胶带822进入自动包胶机头8中对胶带822的包扎点进行包扎。

S4：如图7所示，在自动包胶机头完成包扎胶带工作后，通过机头气缸23驱动自动包胶机头8退回初始位置，脱离包扎完成的线束4，左侧夹线组件24和右侧夹线组件25松开线束4，然后再通过模组气缸22带动自动包胶机头8、左侧夹线组件24和右侧夹线组件25整体退回初始位置，完成线束4上第一个线束包扎位置的包扎胶带工作。

S5：继续沿线束4移动自动包胶模组7按照S2～S4对线束4上的其余包扎点位置，逐个进行包扎胶带工作。

在本发明的另一实施例中，为了配合上述包扎过程，提供了一种优选的自动包胶机头8实现方式，下面详细描述如下。

参见图8、图9，自动包胶机头8主要包含：胶带卷801、胶带固定轮802、胶带档板803、机头基板804、夹爪摆臂气缸805、夹爪摆臂806、胶带夹爪气缸807、胶带夹爪808、包胶动轮809、包胶压块810、胶带导向辊816、胶带滚花导向辊817、驱动带轮823、驱动同步带824、同步带导向轮825、驱动电机826、胶带解卷装置、胶带止回装置和胶带切断装置。

其中机头基板804为自动包胶机头8的基础件，机头的其余功能组件布置于机头基板804上。胶带固定轮802用于固定胶带卷801，并且胶带卷801在胶带固定轮802上可转动，能提供胶带解卷时的回转动作。胶带档板803可成对布置在胶带卷两侧，用于胶带卷801及解开的胶带822的初段的限位作用。夹爪摆臂气缸805用于驱动夹爪摆臂806沿铰接点摆动；夹爪摆臂806末端布置有胶带夹爪气缸807和胶带夹爪808，胶带夹爪气缸807用于驱动胶带夹爪808进而控制其夹爪开闭，胶带夹爪808用于夹持胶带头831。夹爪摆臂806在初始位置时，胶带夹爪808位于开口槽的下方。夹爪摆臂806在夹爪摆臂气缸805控制下摆动，使胶带夹爪808能够在夹爪摆臂806的带动下从初始位置移动至胶带切断装置附近并夹持住切断后形成的胶带头831，然后再回复至初始位置使胶带822横跨包胶动轮809的开口槽入口。包胶动轮809为具有从外轮廓延伸至回转中心的开口槽的回转件，包胶动轮809外部周向为驱动带轮823。由驱动电机826通过驱动同步带824驱动包胶动轮809上的驱动带轮823驱动包胶动轮旋转运动。驱动同步带824由同步带导向轮825导向，进而使得其中一段与驱动带轮823构成传动配合，驱动电机826可以以其中一个同步带导向轮825为主动轮带动同步带导向轮825转动。包胶动轮809上布置有包胶压块810，包胶压块由弹簧提供压紧力，包胶压块提供胶带包扎的贴合力，包胶动轮提供胶带包扎的回转动作。机头基板804上布置有若干个胶带导向辊816，用于引导从胶带卷801解卷出的胶带822，使其以黏性面背向回转中心的方式悬垂于包胶动轮809的开口槽入口处，且胶带822自由端的胶带头831被胶带夹爪808夹持固定。由于胶带导向辊816起到解卷后胶带的传送和导向作用，因此为了减小胶带传输所需的拉力，其中胶带非黏性面830与胶带导向辊816表面接触。但必要时需要将胶带导向辊816上进行滚花，胶带滚花导向辊817同样也起到解卷后胶带的传送和导向作用，但是，它的设置是为了解决胶带导向过程中胶带黏性面829与导辊表面不可避免的接触问题，所以胶带滚花导向辊表面设置为滚花属性，用于减小与胶带黏性面的接触面积，以利于顺利脱胶。胶带822在解卷后的路径上依次设有胶带解卷装置、胶带止回装置和胶带切断装置，其中胶带止回装置用于在胶带822伸入开口槽之前对胶带822进行可控的回缩限位。胶带解卷装置用于配合胶带止回装置对胶带卷801进行解卷。胶带切断装置用于对已穿过胶带止回装置但尚未进入包胶动轮809开口槽的胶带822进行切断，且切断位置需要合理控制其长度，既要保证后续的胶带包胶长度要求，也要在胶带止回装置下方保留一端胶带头831。胶带解卷装置、胶带止回装置和胶带切断装置可以采用不同的实现形式，只要其能够实现相应功能即可。

在本实施例中，胶带解卷装置包括胶带解卷滑座导轨819、胶带解卷滑座820、胶带解卷驱动座828、胶带解卷驱动座导轨818和胶带解卷气缸827，其中一个用于引导胶带822的胶带导向辊816固定于胶带解卷滑座820上。胶带解卷气缸827提供胶带解卷所需动力，其输出端固定有胶带解卷驱动座828，胶带解卷驱动座通过胶带解卷驱动座导轨818与机头基板804相连，起到导向和限位作用；机头基板平行于胶带解卷驱动座导轨818(胶带解卷驱动座导轨818平行于胶带解卷方向)的一侧布置有胶带解卷滑座导轨819，其滑块上布置有胶带解卷滑座820和同步移动的胶带导向辊816，如图9所示，胶带解卷驱动座828具有一个突出部，该突出部在往胶带解卷滑座820方向移动时，两者接触可单方向驱动胶带解卷滑座820移动，用于完成胶带解卷动作，在往另外方向移动时可脱开(胶带解卷气缸827活杆缩回时，带动胶带解卷驱动座828移动并驱动胶带解卷滑座820移动，胶带解卷气缸827活塞杆伸出时，胶带解卷驱动座与解卷滑座脱开)，以使解卷完的胶带能顺利往包胶方向移动。当然图中的移动方向只是其中一种形式，基于上述原理，固定于胶带解卷滑座820上的胶带导向辊816被胶带解卷驱动座828单方向驱动时，其移动方向应当使胶带822从解卷点到止回点之间的行程距离变长即可，使得胶带能够从胶带卷上被拉出解卷。此处的止回点是指胶带止回装置对胶带822的限位点。另外，胶带解卷滑座820的另一侧与胶带张紧弹簧821相连一端，胶带张紧弹簧821另一端张紧于机头基板804上，保证解卷完的胶带始终保持适当的张紧状态，不会出现缠绕、粘结现象。

在本实施例的自动包胶机头8中，胶带切断装置为胶带剪刀811，用于胶带的切断，它采用普通剪刀的原理，由两片贴合的切割刀片组成，其中一片设置为固定，另一片设置为活动刀片，活动刀片由剪刀驱动器812驱动，剪刀驱动器可以为回转气缸、电机等。

在本实施例的自动包胶机头8中，胶带止回装置包括胶带止回压臂813、胶带导向座814和胶带止回压臂气缸815，胶带止回压臂813是一条铰接于基板上的摆臂，配合胶带导向座814起到防止胶带在解卷时回缩的作用，也起到胶带剪切时、剪切后胶带头姿态保持作用。胶带822经过胶带导向座814表面，胶带止回压臂813铰接于机头基板804上，且由胶带止回压臂气缸815带动绕铰接点旋转，转动过程中其一端能够与胶带导向座814配合对胶带822进行夹持限位。胶带止回装置的止回动作实际上是由胶带止回压臂气缸815提供动力的，因此通过控制胶带止回压臂气缸815即可控制是否对胶带进行止回操作。

在本实施例的自动包胶机头8中，包胶压块810为两片分别铰接于包胶动轮809开口槽两侧的叶片形弹性压块，两块弹性压块的自由端分别在弹簧力下对合压紧，形成一个张口朝向所述开口槽入口方向的渐缩喇叭口。线束4从该喇叭口进入后，会逐渐受到上下包裹的压力，进而使胶带822与线束4进一步粘合，当包胶动轮809旋转时，尚未包扎至线束4上的胶带822也会被进一步缠绕至线束4上。

基于该自动包胶机头8可以自动完成胶带的包扎、切取等内部工作，现将自动包胶机头8对线束4进行包胶的方法详细描述如下：

S301：首先，开始自动包扎胶带前，自动包胶机头8进行初始化，机头内部胶带处于图8所示状态：包胶动轮809的开口槽朝向被夹持的线束4，胶带头831被胶带夹爪808夹持住并以黏性面背向包胶动轮809回转中心的方式横跨包胶动轮809的开口槽的入口，且胶带解卷滑座820处于后置位置，胶带已经处于最长解卷状态，胶带822预先解卷；胶带止回压臂813解除止回状态。

S302：如图10所示，自动包胶流程启动后，首先控制胶带夹爪808张开，使胶带头831处于自由状态；然后驱动自动包胶机头8向线束4移动，使线束4与胶带黏性面初步粘合并带动初步粘合的胶带头831进一步移动到包胶动轮809回转中心(如图11示)，包胶压块810在弹簧力的作用下贴紧线束表面；此时处于解卷状态的胶带822也被部分带入到包胶位置。

S303：当线束4带着胶带头831一起移动到包胶轮包胶位置后，如图12示，胶带止回压臂气缸815驱动胶带止回压臂813闭合压紧胶带切割位置处的胶带表面。当胶带止回压臂813闭合压住胶带表面后，胶带解卷气缸827驱动胶带解卷滑座820向胶带解卷方向移动，解卷胶带。当胶带解卷到位后，胶带解卷气缸827活塞杆回到原始位置(如图13所示位置)。同时，剪刀驱动器812驱动胶带剪刀811动作，将胶带剪断。

S304：图13所示，当胶带被切断后，驱动包胶动轮809绕回转中心旋转，使胶带822在包胶压块810的压合下包覆到线束4的表面，完成一个线束包扎位置的胶带包扎工作；

S305：图14所示，待自动包胶机头8脱离线束4到位后，夹爪摆臂气缸805驱动夹爪摆臂806上行，使张开的胶带夹爪808伸到胶带头831位置。然后如图14，胶带夹爪808夹持住胶带头831，胶带止回压臂813松开后，胶带摆臂806下行回到初始位置，重新使胶带822横跨包胶动轮809的开口槽入口。如图15所示，至此胶带包胶前准备工作到位，自动包胶机头单个点的胶带包扎、切取准备工作完成，等待下一次执行线束包胶。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动化胶带定点包扎设备，其特征在于，包括并排布置于设备底座(9)上的第一直线驱动机构和直线导轨(11)，所述直线导轨(11)上装配有两个可锁止滑块(12)，每个可锁止滑块(12)上分别搭载有一个用于夹持线束(4)的线束自动夹持机构(13)；所述第一直线驱动机构上搭载有自动包胶模组(7)；所述的自动包胶模组(7)包括自动包胶机头(8)、模组底座(18)和机头底座(19)，所述模组底座(18)作为整个自动包胶模组(7)的基座，第一直线驱动机构用于驱动模组底座(18)进而带动整个自动包胶模组(7)沿着线束(4)的平行方向移动并定位；机头底座(19)搭载于模组底座(18)上且两者构成由第二直线驱动机构驱动的滑动副，自动包胶机头(8)搭载于机头底座(19)上且两者构成由第三直线驱动机构驱动的滑动副；所述机头底座(19)和自动包胶机头(8)的滑动方向均垂直于被夹持的线束(4)的走向；所述的自动包胶机头(8)用于对夹持于线束自动夹持机构(13)上的线束(4)进行胶带包扎；所述的机头底座(19)上还布置有左侧夹线组件(24)和右侧夹线组件(25)，左侧夹线组件(24)和右侧夹线组件(25)的夹持位置分别位于自动包胶机头(8)的包胶位置两侧，且两者的夹持位置间距可调。

2.如权利要求1所述的自动化胶带定点包扎设备，其特征在于，在一侧的线束自动夹持机构(13)上固定有线束定位座(14)，线束定位座(14)上设置有具有可移动调整的线束定位滑块(15)，线束定位座(14)上布置有供线束定位滑块(15)位置调整时参考的刻度标记。

3.如权利要求1所述的自动化胶带定点包扎设备，其特征在于，所述的第二直线驱动机构包括模组直线导轨(20)和模组气缸(22)，模组直线导轨(20)和模组气缸(22)均设置于模组底座(18)上，机头底座(19)底部通过滑块与模组直线导轨(20)构成滑移方向垂直于线束(4)的直线滑移结构，而机头底座(19)则由模组气缸(22)的输出端推动滑移；所述的第三直线驱动机构包括机头直线导轨(21)和机头气缸(23)，机头直线导轨(21)和机头气缸(23)均设置于机头底座(19)上，自动包胶机头(8)底部通过滑块与机头直线导轨(21)构成滑移方向垂直于线束(4)的直线滑移结构，而自动包胶机头(8)则由机头气缸(23)的输出端推动滑移。

4.如权利要求1所述的自动化胶带定点包扎设备，其特征在于，所述的右侧夹线组件(25)的底部支架搭载于左侧夹线组件(24)的底部支架上，且两者的底部支架构成调整两者夹持位置间距的滑动副。

5.如权利要求1所述的自动化胶带定点包扎设备，其特征在于，所述的自动包胶机头(8)中包括作为其余组件布置基础的机头基板(804)，其中胶带固定轮(802)用于转动式安装胶带卷(801)，包胶动轮(809)为具有从外轮廓延伸至回转中心的开口槽的回转件，包胶动轮(809)由驱动电机(826)驱动绕回转中心旋转，包胶动轮(809)中设有用于将胶带贴合包扎于线束(4)上的包胶压块(810)；所述的机头基板(804)上布置有若干个胶带导向辊(816)，用于引导从胶带卷(801)解卷出的胶带(822)使其以黏性面背向所述回转中心的方式悬垂于包胶动轮(809)的开口槽入口处，且胶带(822)自由端的胶带头(831)被胶带夹爪(808)夹持固定；所述胶带(822)在解卷后的路径上依次设有胶带解卷装置、胶带止回装置和胶带切断装置，所述胶带止回装置用于在所述胶带(822)伸入开口槽之前对胶带(822)进行可控的回缩限位；所述的胶带解卷装置用于配合胶带止回装置对胶带卷(801)进行解卷；所述的胶带切断装置用于对已穿过胶带止回装置但尚未进入包胶动轮(809)开口槽的胶带(822)进行切断；所述的胶带夹爪(808)由夹爪控制装置控制夹持状态，其设置于夹爪摆臂(806)的末端，夹爪摆臂(806)由摆臂驱动装置控制摆动，使胶带夹爪(808)能够在夹爪摆臂(806)的带动下从初始位置移动至胶带切断装置附近并夹持住切断后形成的胶带头(831)，然后再回复至初始位置使胶带(822)横跨包胶动轮(809)的开口槽入口。

6.如权利要求5所述的自动化胶带定点包扎设备，其特征在于，所述的自动包胶机头(8)中，胶带解卷装置包括胶带解卷滑座导轨(819)、胶带解卷滑座(820)、胶带解卷驱动座(828)和胶带解卷驱动装置，至少一个用于引导胶带(822)的胶带导向辊(816)固定于胶带解卷滑座(820)上，所述胶带解卷滑座(820)与胶带解卷滑座导轨(819)构成由胶带解卷驱动座(828)单方向驱动的滑动副，胶带解卷驱动座(828)由胶带解卷驱动装置提供驱动力，且固定于胶带解卷滑座(820)上的胶带导向辊(816)被胶带解卷驱动座(828)单方向驱动时，其移动方向应当使胶带(822)从解卷点到止回点之间的行程距离变长；胶带解卷滑座(820)上张拉有胶带张紧弹簧(821)，使解卷完的胶带(822)在拉力下始终保持张紧状态。

7.如权利要求5所述的自动化胶带定点包扎设备，其特征在于，所述的自动包胶机头(8)中，胶带止回装置包括胶带止回压臂(813)、胶带导向座(814)和胶带止回压臂气缸(815)，所述的胶带(822)经过胶带导向座(814)表面，胶带止回压臂(813)铰接于机头基板(804)上，且由胶带止回压臂气缸(815)带动绕铰接点旋转，转动过程中其一端能够与胶带导向座(814)配合对胶带(822)进行夹持限位。

8.如权利要求5所述的自动化胶带定点包扎设备，其特征在于，所述的自动包胶机头(8)中，包胶压块(810)为两片分别铰接于包胶动轮(809)开口槽两侧的弹性压块，两块弹性压块的自由端分别在弹簧力下对合压紧，形成一个张口朝向所述开口槽入口方向的渐缩喇叭口。

9.一种利用如权利要求1～8任一所述包扎设备的自动化胶带定点包扎方法，其特征在于，步骤如下：

S1：将待包扎的线束(4)的定位侧与线束定位滑块(15)的定位面对齐后，通过左侧的线束自动夹持机构(13)将线束(4)夹持定位，然后将线束(4)向右侧张紧，并将线束(4)右侧夹持定位于右侧的线束自动夹持机构(13)处，完成线束装夹定位；

S2：进入自动包胶流程：首先，通过第一直线驱动机构驱动自动包胶模组(7)沿线束(4)平行移动，直到自动包胶机头(8)的开口槽正对第一个线束包扎位置，然后通过所述第二直线驱动机构带动自动包胶机头(8)、左侧夹线组件(24)和右侧夹线组件(25)从初始位置整体靠近线束(4)，最后控制左侧夹线组件(24)和右侧夹线组件(25)将包扎位置两侧的线束定位夹紧，且通过右侧夹线组件(25)右移对线束(4)进行二次张紧；

S3：通过所述第三直线驱动机构驱动自动包胶机头(8)从初始位置向线束(4)移动，使线束(4)贴合胶带(822)的黏性面上，并带动胶带(822)进入自动包胶机头(8)中对胶带(822)的包扎点进行包扎；

S4：在自动包胶机头完成包扎胶带工作后，通过所述第三直线驱动机构驱动自动包胶机头(8)退回初始位置，左侧夹线组件(24)和右侧夹线组件(25)松开线束(4)，然后再通过所述第二直线驱动机构带动自动包胶机头(8)、左侧夹线组件(24)和右侧夹线组件(25)整体退回初始位置，完成线束(4)上第一个线束包扎位置的包扎胶带工作；

S5：按照S2～S4对线束(4)上的其余位置，逐个进行包扎胶带工作。

10.如权利要求9所述的自动化胶带定点包扎方法，其特征在于，所述自动包胶机头(8)对线束(4)进行包胶的方法为：

S301：自动包胶机头(8)进行初始化，使包胶动轮(809)的开口槽朝向被夹持的线束(4)，胶带头(831)被胶带夹爪(808)夹持住并以黏性面背向包胶动轮(809)回转中心的方式横跨所述开口槽的入口，且胶带(822)预先从胶带卷(801)上解卷；

S302：自动包胶流程启动后，首先控制胶带夹爪(808)张开，使胶带头(831)处于自由状态；然后驱动自动包胶机头(8)向线束(4)移动，使线束(4)与胶带黏性面初步粘合并带动初步粘合的胶带头(831)进一步移动到包胶动轮(809)回转中心，包胶压块(810)在弹簧力的作用下贴紧线束表面；

S303：通过胶带止回装置对伸入所述开口槽之前的胶带(822)进行固定，限制其回缩，然后利用所述胶带解卷装置对胶带卷(801)进行解卷；最后，利用所述胶带切断装置对已穿过胶带止回装置但尚未进入包胶动轮(809)开口槽的胶带(822)进行切断；

S304：当胶带被切断后，驱动包胶动轮(809)绕回转中心旋转，使胶带(822)在包胶压块(810)的压合下包覆到线束(4)的表面，完成一个线束包扎位置的胶带包扎工作；

S305：待自动包胶机头(8)脱离线束(4)后，通过摆臂驱动装置控制夹爪摆臂(806)摆动，使预先张开的胶带夹爪(808)上行并夹持住切断后形成的胶带头(831)，待胶带止回装置移除限位后再回复至初始位置，重新使胶带(822)横跨包胶动轮(809)的开口槽入口，等待下一次执行线束包胶。