CN110603218B - 卷绕和切割线或线缆的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于卷绕线的系统，包括线收紧单元和线切割器/抓取器单元。收紧单元包括可旋转的第一和第二心轴部分以及线导向横动件，该线导向横动件被布置成馈送线并在第一和第二心轴部分上交替地形成线圈。切割器/抓取器单元被构造成在横动件和形成在第一心轴部分上的线圈之间的切割位置处切割线，并且抓取所切割的线的自由端并沿着预定的切割器/抓取器路径移动到移交位置，在移交位置线处，线被转移到第二心轴部分。当切割器/抓取器沿着路径从切割位置移动到移交位置时，横动件和线的自由端之间的线长度不减小，并且线长度在移交位置处比在切割位置处更长。

Description

卷绕和切割线或线缆的设备和方法

技术领域

本申请涉及用于卷绕线圈并在线圈被卷绕之后分配线圈的设备和方法。更特别地，本申请涉及用于在线圈的卷绕之间重置线圈卷绕设备的设备和方法。

背景技术

授予Taylor的美国专利号2,634,922描述了以数字8图案围绕心轴卷绕柔性线、线缆或丝状材料（以下称为“线”，其在说明书和权利要求书中可以宽泛地理解），使得获得具有包围中心核心空间的多层的一包材料。通过旋转心轴并通过可控地移动相对于心轴侧向引导线的横动件，数字8图案的层设置有对准的孔（蓄积地“放出孔”），使得柔性材料的内端部可通过放出孔被拉出。当以这种方式卷绕一包线时，线可通过放出孔展开，而无需旋转线包、不赋予线围绕其轴线旋转（即扭曲）且不扭结。这向线的使用者提供了主要优势。以这种方式卷绕并且从内向外分配而没有扭曲、缠结、障碍或超限（overrun）的线圈在本领域中被称为RELEEX（Reelex Packaging Solutions公司的商标）型线圈。REELEX型线圈被卷绕以形成大体上短的中空圆柱体，其中径向开口形成在圆柱体中部的一位置处。放出管可以位于径向开口中，并且构成线圈的线的端部可通过放出管馈送，以便于分配线。

RELEEX型号D2000绕线机（由Reelex Packaging Solutions公司制造）可用于将线卷绕成RELEEX型线圈。该机器具有在卷绕位置和包装位置之间交替的一组心轴。线圈在卷绕位置中被卷绕，并且成品线圈被移离心轴以在包装位置中被包装。这些位置通过心轴所附接的旋转转台而交替。在每个线圈的卷绕之间，执行重置过程，以使机器准备好卷绕另一个线圈。通常，该过程包括：在线圈的一端处切割用于制造第一卷绕线圈的供应线；抓取供应线的自由端；以及将供应线的自由端移交到心轴，作为要卷绕的新线圈的开始。

D2000机器使用“切割器/抓取器”装置，该装置被支撑在支撑结构的线性导轨上的切割器/抓取器下方，该支撑结构可以在三个正交方向上移动切割器/抓取器。切割器/抓取器装置被构造成切割线和抓取线缆。当心轴上的第一个线圈完成卷绕时，切割器/抓取器移动到切割位置并切割线以使线圈与供应线分开，并且抓取器抓取供应线的自由端。心轴是两部分组件，其分开使得外部部分轴向移动远离保持线圈的内部部分。接下来，切割器/抓取器移开线圈和安装在旋转转台上的心轴的内部部分。然后，转台在水平平面中旋转，以与空的内部心轴部分交换位置。然后，切割器/抓取器朝向空的内部心轴部分移回，以递送将被内部心轴部分抓取的线。一旦内部心轴部分抓取线（移交），切割器/抓取器就释放线，并移动离开心轴的路径，使得心轴的外部部分可以与心轴的内部部分接合以形成完整心轴，以便开始旋转以卷绕线。重置过程花费大约6到7秒钟，这大约是卷绕线圈的总时间的百分之10。这种相对过长的过程会影响绕线机的总处理能力。

发明内容

提供该发明内容来介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的精选概念。该发明内容并非意图识别所要求保护的主题的关键或必要特征，也不是意图用于帮助限制所要求保护的主题的范围。

用于卷绕线的系统的一个实施例包括线收紧单元和线切割器/抓取器单元。线收紧单元包括：可旋转的第一心轴部分；可旋转的第二心轴部分；第三心轴部分，其被构造成与第一心轴部分和第二心轴部分交替地接合以形成完整心轴，线在该完整心轴上卷绕成线圈；以及线导向横动件。该横动件被布置成馈送线，并在完整心轴中的任一者上交替地形成线圈。每个线圈以数字8构造卷绕。线切割器/抓取器单元被构造成在横动件和形成在第一心轴部分上的线圈之间的切割位置处切割线，并抓取所切割的线的自由端，并且沿着预定的切割器/抓取器路径移动到移交位置，在移交位置处，线被转移到空的第二心轴部分。当切割器/抓取器沿着切割器/抓取器路径从切割位置移动到移交位置时，横动件和线的自由端之间的线长度不减小，并且横动件和线的自由端之间的线长度在移交位置处比在切割位置处更长。

在一个实施例中，切割器/抓取器被构造成从等待切割位置移动到切割位置，并且等待切割位置在横动件的六英寸内，并且优选地在横动件的三英寸内。在一个实施例中，第一和第二心轴部分可各自包括抓取器，抓取器被构造成在切割器/抓取器处于移交位置时抓取线。

在一个实施例中，该系统包括切割器/抓取器定位系统，切割器/抓取器定位系统设置在切割器/抓取器竖直上方，并被构造成沿着切割器/抓取器路径定位切割器/抓取器。定位系统可包括多接头臂，多接头臂被构造成在横向于横动件被构造成在其中移动的平面的平面中铰接，并且可包括被构造成铰接所述臂的第一驱动单元。

定位系统可包括第二驱动单元，第二驱动单元被构造成在平行于横动件被构造成沿着其行进的轴线的方向上平移臂和第一驱动单元。在一个实施例中，定位系统被构造成在切割器/抓取器在整个切割器/抓取器路径中移动时保持切割器/抓取器处于水平取向。

根据一个方面，线切割器/抓取器单元被构造成沿着切割器/抓取器路径移动，以将围绕第一心轴部分卷绕的线圈与通过移动的横动件拉出的供应线分开，并且设置第二空的心轴部分，以用于使供应线围绕第二心轴部分卷绕成另一线圈。第一和第二心轴部分交替地接合第三心轴部分，以形成完整心轴，以便用于将线的供应卷绕成线圈。该路径包括多个不同的位置，包括等待切割位置、切割位置、转移位置、移交位置和准备卷绕位置。切割器/抓取器可从等待切割位置依次移动到切割位置、到转移位置、到移交位置、到准备卷绕位置，以及返回到等待切割位置。

在切割位置处，切割器/抓取器可切割第一心轴部分上的线圈和横动件之间的供应线，并抓取来自横动件所切割的线的自由端。在转移位置处，切割器/抓取器可以在第一和第三心轴部分分开的同时保持线的自由端，随后第一和第二心轴部分相对于横动件交换位置。在移交位置处，切割器/抓取器和横动件可以相对定位，以使线延伸跨越第二心轴部分的抓取器。

在一个实施例中，准备卷绕位置在移交位置和第二心轴部分竖直下方。当切割器/抓取器处于准备卷绕位置处时，第三心轴部分可以接合第二心轴部分以形成完整心轴，线圈可以在该完整心轴上卷绕。在一个实施例中，当切割器/抓取器沿着切割器/抓取器路径从切割位置移动到移交位置时，横动件和线的自由端之间的线长度不减小，并且横动件和线的自由端之间的线长度在移交位置处比在切割位置处更长。

根据另一方面，一种用于卷绕线的系统包括如上所述的线收紧单元、线切割器/抓取器单元和切割器/抓取器定位系统。线切割器/抓取器单元被构造成在横动件和线圈之间的切割位置处切割线，并抓取所切割的线的自由端，并且沿着预定的切割器/抓取器路径移动到移交位置，在该移交位置处，线被转移到空的第二心轴部分。当切割器/抓取器沿着切割器/抓取器路径从切割位置移动到移交位置时，横动件和线的自由端之间的线长度不减小，并且横动件和线的自由端之间的线长度在移交位置处比在切割位置处更长。

切割器/抓取器定位系统在上端处联接到线收紧单元，并且在下端处联接到切割器/抓取器。切割器/抓取器定位系统设置在切割器/抓取器竖直上方，并被构造成沿着切割器/抓取器路径定位切割器/抓取器。定位系统包括多接头臂，所述多接头臂具有上臂和下臂，上臂和下臂被构造成在上臂和下臂的公共平面中相对于彼此枢转。定位系统还包括被构造成旋转上臂和下臂中的至少一者的第一驱动单元，以及被构造成在平行于横动件的方向上平移臂和第一驱动单元的第二驱动单元。该定位系统被构造成在切割器/抓取器在整个切割器/抓取器路径中移动时保持切割器/抓取器处于水平取向。

臂可包括由第一驱动单元驱动的带驱动传动系统。第一驱动单元可包括肩部驱动单元和肘部驱动单元。肩部驱动单元可被构造成围绕臂的肩部接头旋转上臂。肘部驱动单元可被构造成使下臂围绕臂在上臂和下臂之间的肘部接头旋转。第一驱动单元可安装在固定导轨上，以用于第一驱动单元在平行于横动件的方向上平移。

肩部驱动单元可包括肩部驱动器，肩部驱动器包括步进马达，步进马达被构造成驱动连接到齿轮传动的肩部滑轮的齿轮传动带，所述齿轮传动的肩部滑轮固定到上臂，并且肘部驱动单元包括肘部驱动器，肘部驱动器包括步进马达，步进马达被构造成驱动连接到齿轮传动的肘部滑轮的齿轮传动带，齿轮传动的肘部滑轮固定到下臂。第二驱动单元可包括气缸，其被构造成平移第一驱动单元和臂。

附图说明

图1是REELEX型卷绕系统的示意图。

图1A是图1所示的卷绕系统的REELEX型卷绕设备的实施例。

图2是图1A的横动件和心轴的部分的透视图。

图2A是以截然不同的收缩构造示出的图2所示的心轴的内部部分的图示。

图2B是图2A所示的心轴的配合外部部分在其正在接近与心轴内部部分的配合位置时的图示。

图2C示出了图2B所示装置的俯视图。

图2D是图2C所示心轴的外部部分的一部分的详细视图。

图2E是图2C所示心轴内部部分的一部分的详细视图。

图3是切割和抓取过程的示例工作流程。

图3A是示出切割器/抓取器在其在图3的工作流程期间移动时的路径的示意图。

图4示出了心轴上的卷绕线圈，其中切割器/抓取器处于等待切割位置。

图4A示出了处于等待切割位置的切割器/抓取器的横向于图4的视图的视图。

图5示出了处于切割位置的切割器/抓取器。

图5A示出了处于切割位置的切割器/抓取器的横向于图5的视图的视图。

图6图示了旋转以切换心轴位置、转移切割线圈的转台以及移动到转移位置的切割器/抓取器。

图7示出了处于移交位置的切割器/抓取器。

图7A示出了处于移交位置的切割器/抓取器的横向于图7的视图的视图。

图8示出了处于完全配合构造的心轴，其中心轴部分处于它们相应的膨胀构造并且其中切割器/抓取器处于准备卷绕位置。

图8A示出了处于准备卷绕位置的切割器/抓取器的横向于图8的视图的视图。

图8B至8D示出了图8的心轴部分的位置的俯视图，作为移交位置和准备卷绕位置之间的进程。

图9示出了心轴和线缆在卷绕初始时段之后的视图。

图10A和10B示出了切割器/抓取器定位系统。

图10C是图10A和10B所示的切割器/抓取器定位系统的分解组装图。

图11图示了图10A至10C的系统的臂，其被示为带有切割器/抓取器。

图11A是被示为不具有臂的传动系统的图11的臂的一部分的分解组装图。

图11B是被示为具有臂的传动系统的图11的臂的分解组装图。

图12图示了图10A至10C的系统的第一驱动单元。

图12A是图12的步进驱动组件的分解组装图。

图12B是图12A中所示的肩部驱动单元和肘部驱动单元的分解图。

图13图示了图10A至10C的系统的第二驱动单元，以及图10A至10C的臂的电气和气动连接。

图14是图10A、10B、10C、11和11B所示的切割器/抓取器的分解组装图。

图14A是图14的切割器/抓取器在其组装构造中的等距视图。

具体实施方式

用于卷绕线110的卷绕系统100的一个实施例见图1。系统100是REELEX型卷绕系统，并且被示为具有放线或放出单元112、浮动辊/蓄积器（张紧器）114、收紧单元116（以下称为“绕线机”）和控制器118。这些元件中的每一者将在下文中更详细地描述。

首先，应该了解的是，放线单元112被示为包括线110的大源卷轴122以及用于控制线110被分配出卷轴122的速度的马达124。浮动辊/蓄积器或张紧器114被示为具有：上槽轮142和下槽轮144，线110围绕上槽轮142和下槽轮144b环绕；气缸146，其向张紧器114的下槽轮144施加压力以实现期望的张力；以及距离或高度传感器148（例如，激光系统），其感测下槽轮144相对于上槽轮142的位置。高度传感器148联接到放线单元112，并且可以向放线单元112提供反馈信息，从而在蓄积器中的线量低的情况下通知放线单元增加其速度，并且在蓄积器中的线量高的情况下通知放线单元降低其速度。在另一个实施例中，反馈信息可被提供给收紧单元116，并用于降低或提高其速度。在一个实施例中，向线110施加张力的气缸146可由数字自释放空气调节器150控制，数字自释放空气调节器150包括符合自释放压力继电器154的数字调节器152。

图1A和图2示出了收紧单元116的一个实施例。收紧单元116包括缓冲器162（图1A）、横动件164（图2）、电动主轴166（图1A和图2）和一组心轴170（图1A、图2、图2 A和图2B），这些将参照图2、图2A和图2B进行更详细的描述。

如下文将更详细描述的，心轴170是两部分组件，并且图2B所示的心轴170被示为未组装的构造。内部心轴170部分170a连接到转台171，内部心轴部分170a可以围绕转台171在水平平面中旋转，以在横动件164下方的更换位置，并且每个内部心轴部分170a可以与外部（相对于转台171）心轴部分170b交替地配合，以形成完整心轴170，如下文更详细描述的。横动件164被构造成在心轴在主轴166上旋转时在心轴170的表面上方在梁164a中的轨道中来回移动，从而使线110以期望的图案被导向到心轴170上。

横动件164形成为悬臂梁164a，悬臂梁164a具有纵向槽（未示出），引导管164b延伸穿过该纵向槽。引导管164b终止于最靠近心轴170定位的导线器164c。线110穿过引导管164b并离开导线器164c。引导管164b以期望的速度在梁164a的纵向槽中行进（即，在其中往复运动），并且如控制器118通知的那样沿着如由收紧系统116控制的期望距离行进，以便以形成从心轴170径向延延伸出来的放出孔的方式形成数字8图案。控制器118耦合到收紧系统116，并且可以提供速度控制信息来指导收紧系统116以期望的速率运行。例如，控制器118可指导收紧系统116使主轴166以恒定速度运行，或者可使收紧系统116具有恒定的线速度，从而要求主轴速度随着线圈直径的增加而在一段时间内减慢。

图2A和2B示出了心轴170结构的更多细节，两个心轴是相同的。具体地，每个心轴170是两件式组件，其包括安装到转台171（图2）的径向（相对于转台171）内部部分170a（图2A和2B）和可操作地与内部部分170a配合以组装心轴170的径向外部部分170b（图2B）。

如图2A最佳所示，心轴170的内部部分170a包括多个部段170a’，部段170a’在其近端处连接到端部结构177。每个部段170a’被示为具有在两个方向上向外弯曲（凸起）的外表面。每个部段170a’还具有在至少一个方向上凹入的内表面。每个部段170a’被布置成从第一收缩位置（如图2A所示）移动到如图2B所示的第二膨胀或延伸位置，在第一收缩位置，部段170a’更靠近中心轴线A-A且彼此更靠近，在第二展开或延伸位置中，部段170a’更远离中心轴线并且在周向方向上彼此间隔开更远。部段170a’具有内（相对于转台171）端部，该内端部可以通过操作卡盘（以类似于在车床上操作卡盘的方式）而径向滑入和滑出，以便于部段170a’的膨胀和收缩。在第一收缩位置，部段170a’可彼此接触或彼此非常邻近。在第一收缩位置，部段170a’采用凹凸不平的桶的形状。在图2A所示的第二膨胀或延伸位置中，部段170a’在周向方向上彼此隔开，并且它们的外表面在任何横截面处似乎限定圆，尽管该圆也可能稍微有些凹凸不平。在一个实施例中，内部部分170a被构造成使得一旦部段170a’在直径上定位，就只能通过向卡盘施加力来发生部段170a的进一步移动。替代地，在一个实施例中，可提供锁来将部段170a’保持在膨胀位置和/或收缩位置。

心轴部段170a’中的一者包括夹具170a’’，用于夹持线110并在卷绕之前将其与心轴170保持在一起。具体地，夹具170a’’可具有枢转臂以可操作地抓取线。夹具170a’’的枢转臂在其远端处可具有弯曲的凹口（如图2A所示）或其他保持特征（例如齿），以用于在枢转臂闭合时夹持线。夹具170a’’可被构造成在部段170a’从收缩构造进一步分开成膨胀构造时夹持线。当部段170a’处于膨胀构造时，夹具170 a’’牢固地保持线。

心轴170的外部部分170b具有类似于内部部分170a的部段170a’的部段170b’。然而，与部段170a’不同，外部部分170b不具有类似夹具170a’’的夹具。此外，中心轴170b”轴向延伸穿过外部部分170b。轴170b’’有助于在心轴170的组装期间定位和对准内部部分170a和外部部分170b。此外，当心轴170在卷绕期间旋转时，轴170b"将扭矩从联接到轴170b’’（和外部部分170b）的驱动主轴166传递到心轴170的内部部分170a。内部部分170a和外部部分170b被构造成在外部部分170b以由箭头所示的方式沿图2B中的轴线A-A轴向移动到第一部分中时如图2B所示的那样配合在一起。外部部分170b的心轴部段170b’插入内部部分170a的心轴部段170a’之间，并且每个部分170a和170b的远端与另一部分的端部结构177联接，使得心轴170形成例如如图4所示的完整组件。

在图2A和2B的实施例中，端部结构177基本上成形为钹形件并且设置在心轴170上，使得它们彼此背离。心轴的部分170a和170b可通过使部段170b’收缩并使外部部分170b沿着轴线A-A向外移动而彼此分开，使得线在心轴170上的线圈可在卷绕完成之后保持在内部部分170a的部段170a’上，这将在下面更详细地描述。

图2C图示了心轴的内部部分170a和外部部分170b的其他细节。例如，外部部分170b包括连接到部段170b’中的一者的辊170b’’’。辊170b’’’被构造成在外部部分170b与内部部分170a配合时接合并引导线110的一部分，这将在下文中更详细地描述。图2D示出了图2C所示的部段170b’的详细视图，并且特别示出了附接到该部段170b’的辊170b’的更详细的细节。

此外，图2C图示了弹簧加载的闩锁机构170a’’’，其在图2E中更详细地示出。闩锁机构170a’’’包括弹簧加载的闩锁173，闩锁173可安装在端部结构177上以用于平行于轴线A-A移动。心轴170的内部部分170a的邻近于闩锁173的一个部段170a’限定凹口175，凹口175被柔性折板178部分地封堵。闩锁173被构造成在第一封阻位置（图2E所示）和第二解封位置之间移动，在第二解封位置中，闩锁173朝向端部结构177移动（例如，图2E中向下移动）。在封阻位置中，闩锁173和凹口175的部段170a’的表面和/或折板178之间的空间小于线110的直径，使得在线处于凹口175中时，线将被保持，直到线110向折板178施加足够的压力以使翻板178屈曲并允许线110离开凹口175。

在卷绕线的数字8线圈时，线110的开始端被心轴170捕获，并且心轴166在横动件164往复运动时通过主轴166旋转，并利用放出孔以数字8图案将线引导到心轴上。横动件164、放出单元112、浮动辊/蓄积器（张紧器）114和控制器118的功能可与美国专利申请14/740,571（Kotzur等人）中描述的功能相同，其全部内容通过引用并入本文。当卷绕完成时，线被切断，心轴170的部分170a和170b如上所述分开，并且转台171旋转以切换内部部分170a的位置，使得空的心轴部分170a位于横动件164下方，在此其准备卷绕另一个线圈，并且完整心轴部分170a（保持卷绕的线圈）在卸载区域180上（图1A）。在卸载区域180中，卷绕的线圈可以从心轴170的内部部分170a移除以用于包装。

以下描述了在机器116上的线圈卷绕之间（例如，在卷绕第一线圈的结束和卷绕第二线圈的开始之间）发生的重置过程的处理步骤。在这方面，图3和3A涉及这样的处理步骤，并且图示了重置过程的工作流程，该工作流程优选地采用本文参照图10A至图13描述的切割器/抓取器1001。在工作流程期间，切割器/抓取器1001在图3A所示的路线或路径350中移动通过多个不同的位置。在工作流程开始时，在302处，切割器/抓取器1001的远端位于第一“等待切割”位置350a。当线圈完成卷绕时，切割器/抓取器在该等待切割位置处等待。当线圈被完全卷绕时，在304处，切割器/抓取器1001从等待切割位置移动到第二“切割”位置350b，在该位置处，切割器/抓取器1001切割来自由横动件164馈送的供应线的线圈的线，并抓取来自横动件164的供应线的自由切割端。为了允许转台171有间隙旋转心轴170，在306处，切割器/抓取器1001从切割位置移动到第三“转移”位置350c，同时转台171旋转以将空的内部心轴部分170a定位在横动件164下方和切割器/抓取器1001前方。在308处，确定是否制造另一个线圈。如果确定不再制造线圈（308处为否），则工作流程在310处结束。然而，如果确定要制造另一个线圈（在308处为是），则工作流程前进到312。在312处，切割器/抓取器1001从转移位置350c移动到第四“移交位置”350d，在该位置，从横动件164中拉出线110。

当切割器/抓取器1001移动到移交位置时（或者可能在切割器/抓取器已经处于移交位置之后），横动件164可在沿着梁164a的方向上移动，使得线延伸穿过心轴170的内部部分170a的抓取器170a’’。抓取器170a’’在线上施加压力以保持线，并且切割器/抓取器1001释放线的端部，从而完成线从切割器/抓取器1001到心轴170的内部部分170a的移交。当切割器/抓取器1001移动通过切割位置350b和移交位置350d之间的一系列位置时，横动件164和线自由端之间的线长度不减小，并且横动件164和线自由端之间的线长度在移交位置350d处比在切割位置350b处更长。当切割器/抓取器1001处于移交位置处时，横动件164和线端部之间的线长度可以是大约18英寸。换句话说，当切割器/抓取器1001移动通过切割位置350b和移交位置350d之间的一系列位置时，线不会相对于横动件164缩回，并且因此，在重置过程期间不需要使缓冲器162（图1和1A）的方向反向。

在314处，切割器/抓取器1001向下移动到第五“准备卷绕”位置350e，同时心轴170的内部部分170a向上移动到与心轴170的外部部分170b同轴的位置中。心轴170的外部部分170b在图2B所示方向上轴向（相对于转台171径向向内）移动到与心轴170的内部部分170a配合的位置中，以完全组装心轴170，使得组装的心轴170准备卷绕另一个线圈。在316，心轴170可开始旋转以卷绕另一个线圈，同时切割器/抓取器1001从准备卷绕位置350e移动回到等待切割位置350a。此后，工作流前进到304，并如上文所描述的那样重复或结束。

优选的是，切割器/抓取器1001在整个路径350上尽可能快地移动，以便减少结束卷绕一个线圈和开始卷绕另一个线圈之间的重置时间。因此，例如，优选的是将切割器/抓取器1001从移交位置350d快速向下下降到准备卷绕位置350e，使得切割器/抓取器1001离开心轴170的路径，使得卷绕过程可以在线到心轴170的移交完成之后快速开始。

与前述现有技术的D2000机器相比，切割器/抓取器1001由定位系统1000（例如图4所示）从上方支撑，而不是从下方支撑。定位系统1000不干扰心轴170的组装，从而减少卷绕线圈之间的重置时间并增加机器116的总处理能力。定位系统1000相对于切割器/抓取器1001的位置可基于收紧单元116的几何形状，并且更具体地，基于心轴部分170a和170b以及横动件164的几何形状。因此，基于本文描述的收紧单元116中的心轴部分170a和170b以及横动件164的几何形状，将定位系统1000定位在切割器/抓取器1001上方将定位系统1000和切割器/抓取器1001定位成使得它们不会干扰心轴170（以及其上的任何线圈）在切割位置350b和移交位置350d之间的任何移动。虽然切割器/抓取器1001和/或定位系统1000可在切割操作和移交期间占据心轴170和横动件164之间的空间，但是在这些操作（即，从切割位置350b到转移位置350c，以及从移交位置350d到准备卷绕位置350e）之后移动切割器/抓取器1001和/或定位系统1000使其远离对心轴170和横动件的干扰所需的距离和时间可以最小化。

注意，图3A示出了路径350的二维视图。然而，应当了解，切割器/抓取器1001沿着路径350的移动可以是三维的。此外，虽然在工作流程300中描述的位置已经被描述为切割器/抓取器1001的位置，但是应当注意，横动件164在工作流程300期间可以沿着梁164a移动，并且还具有沿着其纵向行进路径的与工作流程300中记录的切割器/抓取器1001的每个位置相关联的不同位置。切割器/抓取器1001和横动件164之间的这种相对移动将在下面参照图4至8B进行描述。

图4示出了心轴170上的线圈175和处于等待切割位置350a的切割器/抓取器1001的正视图。切割器/抓取器1001在图4中处于横动件164的后面和右边。图4A是侧视图并且示出了切割器/抓取器1001在切割器/抓取器1001处于等待切割位置350a时相对于横动件164和心轴170的位置。如图4A所示，切割器/抓取器1001联接到多接头臂1002并由多接头臂1002定位，多接头臂1002是定位系统1000的一部分，在下文中提供了其另外的细节。在等待切割位置350a中，切割器/抓取器1001可在横动件164的大约6英寸内、优选3英寸内，以最小化切割器/抓取器1001在等待切割位置350a和切割位置350b之间的移动时间。

图5和5A示出了处于切割位置350b的切割器/抓取器1001。当臂1002将切割器/抓取器1001从等待切割位置350a移动到切割位置350b时，横动件164可移动或可不移动。一旦线110在切割位置350b中被切割，切割器/抓取器1001就切割线110并抓取从横动件164延伸的线110的自由端，并且臂1002将切割器/抓取器1001移动到转移位置350c（进入到图6中的页面中）中，同时横动件164下方的心轴170的心轴部分170a和170b被分开以允许转台171旋转，如图6所示。转台171的旋转发生得很快，例如在两秒钟内，并且优选地在一秒钟或更短时间内。转台171的旋转切换心轴170的两个内部部分170a的位置，使得自由内部部分170a移动到横梁164下方的位置中（如图7所示），并且保持线圈的内部部分170a移动到线圈卸载区域180中的位置中（图1A）。一旦内部部分170a位于横动件164下方，臂1002就将切割器/抓取器1001移动到移交位置350d，并且横动件164移动到图7中的左侧，以通过内部部分170a的抓取器170a’’定位线110。一旦内部部分170a的抓取器170a’’抓取到线110，移交就完成，从而允许臂1002释放线110的端部并将切割器/抓取器1001向下移动到准备卷绕位置350e，同时心轴170的外部部分170b与心轴170的内部部分170a配合，如图8和8A所示。在切割器/抓取器1001的移交位置350d和准备卷绕位置350e之间，横动件164移动到“主轴轨道”位置（图8B），该位置定位线110，使得当外部部分170b移动到与内部部分170a配合的位置中时（即，在图8B中箭头的方向上），线110可以由心轴170的外部部分170b的辊170b’’’（图2C，2D）引导。具体地，如图8C所示，当辊170b’’’接合夹持器170a’’和横动件164之间的线110时，辊170b’’’朝向内部部分170a的凹口175引导线110的一部分。如图8D所示，当心轴170的内部部分170a和外部部分170b配合在一起时，线110被推入到凹口175中，并通过辊170b’’’、闩锁173和折板178保持在凹口175中。夹具170a’’和闩锁173之间的线的长度可以在包装过程中使用。

同样，如图8和8A所示，切割器/抓取器1001定位在心轴170下方，使得切割器/抓取器1001不会干扰心轴170的旋转。因此，卷绕过程甚至可以在切割器/抓取器1001不处于等待切割位置350a处时开始。因此，当臂1002将切割器/抓取器1001从准备卷绕位置350e返回到等待切割位置350a时，心轴可以卷绕线圈，从而进一步减少重置时间并增加线圈的总处理能力。

卷绕过程的开始可见于图9，其中可以看到线110的第一层铺设在心轴170上，其中心轴部段170a’和170b’的的表面的一些部分仍然可见。在图9中，第一层是完整的，因为横动件的移动已经完成了“超级循环”，使得线的进一步铺设将直接定位在先前线所铺设的地点的上方（即，径向远离心轴）。这也可通过认识到放出孔172被完全限定来理解。在一个实施例中，浮动辊或张紧器114使由横动件164铺设在心轴170上的至少前两层线110上的张力相对于在线卷绕到心轴170上时施加在线的其余部分上的张力处于相对较低的张力。在另一个实施例中，作为前两到四层线铺设的预定长度的线上的张力以比施加到线的其余部分的张力更低的张力被张紧。

如应当了解的，为了实现以第一较低张力卷绕具有前两层或更多层或期望长度的线的线圈并以更高的张力卷绕随后的层，控制器118可以被编程为向浮动辊114的数字压力调节器152发送信号，以控制气缸146的下腔室中的压力。特别地，在开始卷绕线圈时，控制器118可向数字压力调节器152发送信号，以在线110上提供低张力。然后，基于对卷绕的监控，例如，通过使用编码器来监控离开蓄积器的线量，控制器118可向数字压力调节器152发送信号，以根据任何期望的轮廓增加线110上的张力。

图10A至13图示了前述切割器/抓取器定位系统1000的细节。定位系统1000被构造成沿着路径350定位切割器/抓取器1001，同时将切割器/抓取器1001保持在基本上水平和水平面取向。定位系统1000包括多接头臂1002、第一驱动单元1004和第二驱动单元1006。多接头臂1002被构造成通过第一驱动单元1004的作用在单个x-y平面中弯曲（见图10A）。臂1002和第一驱动单元1004联接在一起，并从一组导轨1008悬伸，导轨1008在臂1002上方的位置处固定到收紧单元116。导轨1008平行于z轴线（见图10A）延伸，垂直于臂1002的平面（即，x、y和z轴线正交）。导轨1008允许臂1002和第一驱动单元1004平行于z轴线移动。第二驱动单元1006也被构造成固定到导轨1008上方的收紧单元116，并且被构造成驱动臂1002和第一驱动单元1004沿着导轨1008的移动，即，在平行于横动件164的移动方向的z轴线方向上的移动。因此，定位系统1000能够实现切割器/抓取器1001的三维移动。现在将参考图11、11A、11B、12、12A、12B和13描述定位系统1000的部分的进一步细节。

如图11和11A（以及还有11b）所示，臂1002包括上臂1010和下臂1012，它们与平行于z轴线延伸的轴1014枢转地连接。上臂1010和下臂1012在轴1014处的连接限定肘部接头。切割器/抓取器1001在下臂1012远端处的腕部接头处枢转地连接到下臂1012。轴1016将下臂1012枢转地连接到切割器/抓取器1001。暂时回到图10A，上臂1010的近端通过轴1018枢转地连接到第一驱动单元1004，从而限定臂1002的肩部接头。

上臂1010和下臂1012在结构上形成为图11A所示的相应框架。上臂1010包括侧连杆1010a以及后板1010c和前板1010d，侧连杆1010 a通过支架1010b间隔开并连接。支架1010b和板1010c、1010d保持侧连杆1010a彼此固定，使得整个上臂1010作为整体构件移动。

下臂1012包括侧连杆1012a，侧连杆1012a以及后板1012c和前板1012d，侧连杆1012a由支架1012b隔开并连接。支架1012b和板1012c、1012d保持侧连杆1012a彼此固定，使得整个下臂1012作为整体构件移动。

上臂1010的侧连杆1010a在其近端处限定孔1010a’，轴1018延伸穿过孔1010a’。此外，侧连杆1010a在其远端处限定孔1010a’’，并且侧连杆1012a在其近端处限定孔1012a’。孔1010a’’和1012a’彼此对准以接收轴1014。保持套环1020连接到轴1014的相应端部。侧连杆1012a在其远端处限定孔1012a’’，轴1016延伸穿过孔1012a’’。保持套环1022连接到轴1016的相应端部。

由于由第一驱动单元1004驱动的图11B所示的齿轮传动带和齿轮传动滑轮的布置，上臂1010和下臂1012被构造成在公共x-y平面中铰接。

各种滑轮布置在轴1018上。一对从动齿轮传动的肩部滑轮1024通过紧固件（例如螺钉）1026固定地附接到上臂1010的侧连杆1010a的近端的外表面。肩部滑轮1024用螺钉1026紧固到侧连杆1010a，使得肩部滑轮1024和上臂1010围绕轴1018一致旋转。肩部滑轮1024没有固定到轴1018。从肩部滑轮1024沿着轴1018向内前进的是间隔件1027和齿轮传动的惰肘部滑轮1028，它们没有被固定到轴1018。间隔件1027沿着轴1018将惰肘部滑轮1028与肩部滑轮1024隔开。侧连杆1010a的近端中的孔1010a’足够大，使得围绕孔1010 a’的侧连杆1010a的内边缘不接触间隔件1027。齿轮传动的上肘部驱动带1074围绕惰肘部滑轮1028环绕。带1074类似汽车正时带那样装上齿轮。

从惰肘部滑轮1028沿着轴1018向内前进的是间隔件1029和齿轮传动的惰腕部滑轮1030，它们也没有固定到轴1018。间隔件1029沿着轴1018将惰肘滑轮1028与惰肘部滑轮1030隔开。惰腕部滑轮1030限定通孔1032，通孔1032被构造成接收销1034（图12A），以将惰腕部滑轮1030固定到第一驱动单元1004。

各种滑轮也布置在轴1014上。从动齿轮传动肘部滑轮1036夹在侧连杆1010a的远端和侧连杆1012a的近端之间。每个从动肘部滑轮1036通过紧固件1038（例如螺钉）固定地附接到每个侧连杆1012a的近端的外表面，使得肘部滑轮1036和下部段1012a围绕轴1014一致移动。下齿轮传动肘部驱动带1076围绕肘部惰滑轮1028和从动肘部滑轮1036环绕。当上肘部驱动带1074移动时，它使下肘部驱动带1076移动，这使从动肘部滑轮1036与下臂1012围绕轴1014一致旋转，这从而改变下臂1012和基座正交平面之间的角度。

从肘部滑轮1036沿着轴1014向内前进的是侧连杆1012、间隔件1037和齿轮传动的惰腕部滑轮1040，它们没有被固定到轴1014。间隔件1037沿着轴1014将惰腕部滑轮1040与肘部滑轮1036隔开。侧连杆1012a近端中的孔1012a’足够大，使得围绕孔1012a’的侧连杆1012a的内边缘不接触间隔件1037。惰腕部滑轮1040通过齿轮传动的上腕部带1042连接到轴1018上的惰腕部滑轮1030。

从动腕部滑轮1044在切割器/抓取器1001的安装件1046任一侧上布置在轴1016上。腕部滑轮1044没有被固定到轴1016。从动腕部滑轮1044用紧固件1048（例如螺钉）固定到切割器/抓取器1001的安装件1046。从动腕部滑轮1044通过齿轮传动的下腕部带1050连接到轴1014上的惰腕部滑轮1040。不论上下臂1010和1012的旋转如何，腕部滑轮1030、1040和1044以及上带1042和下带1050被布置成将切割器/抓取器保持在水平位置，这将在下面更详细地描述。

图12至12B示出了第一驱动单元1004的细节。第一驱动单元1004包括载体板1060、和肩部驱动单元1062以及安装到载体板1060的肘部驱动单元1064。如上所述，第一驱动单元1004被构造成沿着导轨移动以定位臂1000。为了提供这种移动，轴承1066定位在载体板1060的前侧1060c上，并且轴承1068定位在载体板1060的后侧1060b上。

轴承1070安装到载体板1060的后侧1060b，并且轴承1070通过间隔件1072与后侧间隔。轴承1070被构造成接收和保持轴1018的端部。腕部制动器支架1077从载体板1060的后侧1060b延伸，并且在轴承1070之间居中。前述销1034延伸穿过支架1077的远端。如上所述，销1034与腕部滑轮1030中的孔1032（图11B）互锁并固定那些滑轮相对于载体板1060的位置。

肩部驱动单元1062安装到载体板1060的后侧1060b，并且肘部驱动单元1064安装到载体板1060的前侧1060c。载体板1060限定开口1060a，开口1060a为由肘部驱动单元1064驱动的上肘部驱动带1074的通过提供间隙。

一对块1075安装到载体板1060的后侧1060b。块1075彼此间隔一段距离，以接收安装到第二驱动单元1006的驱动器1300（图13）的承载引导件1302（图13），如下文更详细描述的。

图12B示出了肩部驱动单元1062和肘部驱动单元1064的细节。肩部驱动单元1062包括肩部驱动器1080，肩部驱动器1080优选为电动步进马达，其可联接到减速器以实现期望的扭矩。肩部驱动单元1062还包括键轴1082，键轴1082联接到肩部驱动器1080并由肩部驱动器1080驱动。肩部驱动单元1062包括键臂驱动滑轮1084，其固定到轴1082并与其一致旋转。轴1082由一组轴承1086支撑，轴承1086附接到载体板1060的后侧1060b。肩部驱动单元1062通过肩部带1088连接到肩部滑轮1024（图11b），使得在肩部驱动器1080驱动并旋转轴1082和肩部驱动滑轮1088时，肩部驱动滑轮1088的旋转将导致肩部滑轮1024和上臂1010的旋转。

肘部驱动单元1064包括肘部驱动器1090，肘部驱动器1090优选为电动步进马达，该电动步进马达可联接到减速器以实现期望的扭矩。肘部驱动单元1064还包括键轴1092，键轴1092联接到驱动器1090并由驱动器1090驱动。肘部驱动单元1064包括键肘部驱动滑轮1094，键肘部驱动滑轮1094固定到轴1092并与其一致旋转。轴1092由一组轴承1096支撑，轴承1096经由间隔件1097和板1099附接到载体板1060的前侧1060c。肘部驱动单元1064通过上肘部带1074（图11B）联接到惰肘部滑轮1028（图11B），使得在肘部驱动器1090驱动轴1092和肘部驱动滑轮1094的旋转时，肘部驱动滑轮1094的旋转将导致肘滑轮1028和1036以及下臂1012的旋转。

图13示出了第二驱动单元1006的细节。第二驱动单元1006包括驱动器1300，其优选为气缸。载体引导件1302安装到驱动器1300，用于沿着z轴线线性移动。载体驱动器1302的移动由驱动器1300驱动。驱动器1300通过支架1304固定到机器116。载体引导件1302被构造成定位在载体板1060的后侧1060b上的块1075（图12A）之间，由驱动器1300引起的载体引导件1302的移动将导致载体板1060和臂1000沿着导轨1008（图10C）在z轴线方向上的移动。

支架1304还支撑柔性电气和气动管道1306，管道1306在一端处经由支架1307连接到载体板1060，并且在另一端处固定到连接盒1308。当载体板1060沿着z轴线移动时，柔性管道1306可以弯曲并与载体板1060一起移动。管道1306可以将电力和压缩空气分配给肩部驱动器1080和肘部驱动器1090。在一个实施例中，管道容纳用于前述步进马达、开关和气动阀的电线中的至少一者以及供应切割器驱动器1418的气缸的空气管线（例如压缩空气）。

图14是图10A、10B、10C、11和11B所示的切割器/抓取器1001的分解图。切割器/抓取器1001包括基座1416，切割器/抓取器保持器1406、冲击板1411、驱动器1418和安装件1046（图11b）附接到基座1416。用于切割供应线的刀片式切割器1404和用于抓取切割供应线的自由端的抓取器1405沿着轴线A-A轴向延伸并被容纳在切割器/抓取器保持器1406和盖1403之间，盖1403保持切割器1404和抓取器1405彼此平行并且与轴线A-A平行。切割器1404和抓取器1405被构造成在驱动器1418的控制下选择性地移动，从朝向冲击板1411的缩回位置（如图14所示）轴向移动到延伸位置，在延伸位置中，切割器切割线并且抓取器抓取线。凹槽1416a平行于轴线A-A形成在基座1416中，切割器1404和抓取器1405在凹槽1416a中移动。

驱动器1418可以是双作用气缸，其构造成选择性地致动并从而导致其轴1418a沿着轴线A-A从对应于切割器1404和抓取器1405的缩回位置的缩回位置（图14所示）轴向平移到对应于切割器1404和抓取器1405的延伸位置的延伸位置。

切割器1404和抓取器1405通过螺栓1417连接到驱动块1401，并且全都构造成相对于基座1416沿着轴线A-A轴向移动。抓取器1405具有细长孔1405a和1405b，这允许切割器1404和抓取器1405之间的一些相对轴向移动。切割器1404和抓取器1405之间的这种相对移动由螺栓1407、1408和弹簧1432的布置控制。近端螺栓1408在细长孔1405a稍微远侧间隔的位置处紧固到抓取器1405。盖1403限定近端凹口1403a，近端凹口1403a被构造成接合近端螺栓1408，并且在抓取器1405处于其延伸位置时用作限制抓取器1405在远侧方向（即，朝向冲击板1411）上的轴向移动的正止动件。此外，盖1403限定轴向延伸的细长槽1403b。近端螺栓1407延伸穿过细长槽1403b，穿过抓取器1405中的细长槽1405b，并连接到切割器1404。细长槽1403b用作用于近端螺栓1407的轨道，并且槽1403b的端部为近端螺栓1407和与其附接的的切割器1404提供正止动件。弹簧1432在其端部处连接到螺栓1407和1408。当切割器1404和抓取器1405定位在它们的缩回位置中时，弹簧1432具有未延伸的中立位置。弹簧1432延伸以允许切割器1404和抓取器1405之间的相对轴向位移，这将在下面更详细地描述。

驱动块1401连接到止推板1412，止推板1412连接到驱动器1418的轴1418a。止推板1412保持垂直于轴线A-A，并且通过连接到基座1416的轴承表面1402被防止围绕轴线A-A旋转。因此，驱动块1401、螺栓1417、止推板1412、切割器1404、抓取器1405、螺栓1407和1408以及弹簧1432可以在驱动器1418从其缩回位置移动到其延伸位置时被驱动器1418的轴1418a一起轴向驱动，但是抓取器1405和螺栓1408可如弹簧1432的伸长的所允许的那样相对于其余部分移动。

线切割器引导件1409通过安装板1410固定到切割器/抓取器保持器1406上。线切割器引导件1409和切割器/抓取器保持器1406与冲击板1411轴向间隔预定距离，从而限定线接收通道1416b（图14A），线接收通道1416b用于接收跨越通道1416b的要切割的线。例如，当切割器/抓取器1001处于切割位置350b（图3A）处时，待切割的供应线可被接收在通道1416b（图14A）中，并且可在横向于轴线A-A的方向上延伸并被定位成在切割器1404和抓取器1405的轴向移动路径中跨越槽1416a。冲击板1411限定定位成与槽1416a和切割器1404对准的槽1411a，使得在切割器1404从其缩回位置移动到其完全延伸位置时，切割器1404的远端（即，其刀片）将切穿通道1416b（图14A）（例如，像闸刀一样）中的线并穿过槽1411a。

减震器1431连接到安装板1410。减震器1431被构造成仅在线110被切断之后在切割器1404处于其延伸位置时接合驱动块1401的远侧肩部1401a。减震器1431提供可调节的正止动件，以控制切割器1404通过冲击板1411的槽141la向远侧行进的距离。驱动器1418的全部力应当被传递到线110，直到它被切断。一旦线110被切断，减震器1431就使驱动器1418和驱动块1401慢下来，因此最终停止不会如此突然。

切割器/抓取器1001的操作如下。如上所述，切割器/抓取器1001移动到切割位置350b以切割和抓取线。当切割器/抓取器1001处于切割位置350b（图3A）时，线延伸跨越在切割器1404和抓取器1405的路径中的通道1416b和槽1416a。当线如此定位在通道1416a中时，驱动器1418可以被致动以将其轴1418a从其缩回位置移动到其延伸位置。如上所述，轴1418a直接连接到驱动块1401和螺栓1417，使得最初在轴1418a移动时，螺栓1417（以及切割器1404和抓取器1405）将开始朝向冲击板1411在远端方向上轴向移动。当切割器1404和抓取器1405初始轴向移动时，弹簧1432将防止切割器1404和抓取器1405之间的相对轴向移位，使得它们两者将一起向远侧移动，直到远侧螺栓1408接合近侧凹口1403a。当远侧螺栓1408接合近侧凹口1403a时，抓取器1405由于其与远侧螺栓1408的连接而不能在远侧方向上进一步前进。这种情况对应于抓取器1405的完全延伸位置。预期的是，在抓取器1405的完全延伸位置中，抓取器1405的远端使通道1416b中的线压缩抵靠冲击板1411，以在线110被切割器1404切割之前保持线110。

此外，因为槽1405a和1405b是细长的，因此即使当抓取器1405处于其使线保持抵靠撞击板1411的延伸位置中时，切割器1404也可以相对于抓取器1405滑动，并继续向远侧前进超过抓取器1405，以切割线并移动通过槽1411a。此后，切割器1404向远侧前进，直到螺栓1417接合抓取器1405中的槽1405a的远端，或者达到减震器1431的极限，此时切割器1404不能在远侧方向上进一步移动，这对应于切割器1404的完全延伸位置。当切割器1404处于完全延伸位置时，弹簧1432将延伸一定量，这将在抓取器1405上施加向远侧拉动的力，使得抓取器1405保持线110上的压力，线110上的该压力在与抓取器1405接触时开始施加，并且随着切割器1404继续向远侧移动并且弹簧继续伸长而增加。驱动器1418的轴1418a的缩回将导致切割器1404和抓取器1405返回到图14所示的它们的缩回位置。

臂1000操作如下。臂1000可由控制器118控制，以操作第一驱动单元1004和第二驱动单元1006，以沿着路径350移动切割器/抓取器1001。带和滑轮被布置成保持上臂、下臂和抓取器的取向彼此独立。为了促进这种能力，当带1088和1074的对应肩部驱动单元1062和肘部驱动单元1064不操作时，带1088和1074保持静止并且基本上锁定在适当位置。此外，如上所述，惰腕部滑轮1030保持固定到载体板1060，使得带1042在上臂1010和下臂1012的旋转移动期间始终保持静止。例如，在图11B所示的示例中，下臂1012和水平平面（例如，地板）之间的角度为大约30度。如果在图11b的示例位置中，只有上臂1010逆时针旋转90度，则下臂1012和水平面之间的角度将保持在30度，如下所述。

当肘部驱动单元1064关闭时，上肘部带1074和肘部惰滑轮1028相对于上臂1010保持静止。当上臂1010在肩部驱动单元1062的作用下旋转90度时，从动肘部滑轮1036和带1076围绕轴1018以90度圆弧行进。然而，滑轮1036和下臂1012由轴1014支撑，轴1014也连接到上臂1010。因此，当带1076和上臂1010围绕轴1018摆动时，齿轮传动带1076不能滑动或滑移，并且滑轮1036的齿轮传动齿将沿着带1042的内齿轮传动表面行进（旋转）以保持下臂1012的角度位置。因此，当上臂1010已经逆时针摆动90度时，滑轮1036将已经相对于上臂1010顺时针旋转90度。

上述原理也适用于腕部接头。当上臂1010围绕轴1018旋转90度时，惰腕部滑轮1040和带1042以90度弧行进，类似于上述肘部滑轮1036。正如肘部滑轮1036的情况，带1042是固定的并且不能滑动或滑移，但是齿轮传动的惰肘部滑轮1040沿着带1042的齿轮传动内表面自由移动和旋转。滑轮1040沿着带1042的移动将导致带1050和腕部滑轮1044的移动，它们围绕轴1016与切割器/抓取器1001成固定关系。在该示例中，甚至当上臂1010旋转90度时，带1050的移动也将保持切割器/抓取器1001的角度水平。

此外，应当了解，当肘部驱动单元1064和肩部驱动单元1062操作时，切割器/抓取器1001将保持其水平位置。因此，不论臂1002的哪个部分移动，切割器/抓取器1001将保持其水平位置。例如，在图11b所示的示例中，如果下臂1012通过肘部驱动单元1064的操作围绕轴1014逆时针旋转，则轴1016、滑轮1044和带1050将与下臂1012一起围绕轴1014以圆弧行进。当齿轮传动的滑轮1044以其圆弧行进时，它们将沿着相应带1050的齿轮传动的内表面行进，使得在下臂1012逆时针旋转时，滑轮1044和切割器/抓取器1001将相对于下臂1012顺时针旋转，以将切割器/抓取器1001保持在图11B中的水平取向处。

应当了解，系统100已经被描述为包括控制器118。控制器118被示为单独的单元，但是应当了解，控制器也可以与收紧单元116、浮动辊114或放线单元112一起存在，或者可以分布在它们之间。控制器118可具有允许用户选择用于线圈的张力控制轮廓、臂和系统的各种其他部件的位置和速度的触摸屏或其他界面，并且包括处理器或处理系统。术语“处理器”和“处理系统”(（以下称为“处理系统”）不应被解释为将本文公开的实施例限制于任何特定的装置类型或系统。处理系统可以是膝上型计算机、台式计算机或大型计算机。处理系统还可以包括处理器（例如微处理器、微控制器、数字信号处理器、可编程逻辑控制器或通用计算机）,以用于执行上述任何方法。处理系统还可包括存储器，诸如半导体存储装置（例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM或闪存可编程RAM）、磁存储装置（例如，软盘或固定盘）、光存储设备（例如，CD-ROM）、PC卡（例如，PCMCIA卡）或其他存储装置。该存储器可用于存储例如切割器/抓取器沿着路径350的位置、张力参数、张力所改变的线圈长度以及用于执行上述方法的指令。

上述任何方法都可以实施为用于与处理系统一起使用的计算机程序逻辑。计算机程序逻辑可以以各种形式具体实施，包括源代码形式或计算机可执行形式。源代码可包括以各种编程语言（例如，目标代码、汇编语言或高级语言，如FORTRAN、C、C++或JAVA）的一系列计算机程序指令。这种计算机指令可以存储在非暂时性计算机可读介质（例如存储器）中并由处理系统执行。计算机指令可以以任何形式作为附随印刷或电子文档（例如紧缩套装软件）的可移动存储介质分配、预载有计算机系统（例如在系统ROM或固定盘上）、或者经由互联网协议分配。

本文已经描述和图示了用于卷绕线圈的设备和方法的几个实施例。虽然已经描述了特定的实施例，但意图并不是着本发明被限制于此，因为意图是本发明的范围应与本领域所允许的以及说明书被理解的一样宽泛。因此，本领域技术人员将了解，在不脱离所要求保护的精神和范围的情况下，可以对所提供的发明进行修改。在权利要求中，装置加功能条款（如果有的话）意图是覆盖本文描述的如执行所列举的功能的结构，并且不仅是结构等同物，而是还有等同结构。申请人的明确意图是不援引《美国法典》第35编第112条第6款对本文中的任何权利要求进行任何限制，除非权利要求明确使用“用于……的装置”以及相关功能。

Claims (16)

1.一种用于卷绕线的系统，包括：

A）线收紧单元，其包括可旋转的第一心轴部分；可旋转的第二心轴部分；第三心轴部分，其构造成与所述第一心轴部分和第二心轴部分交替地接合以形成完整心轴，线在所述完整心轴上卷绕成线圈；以及线导向横动件，所述横动件布置成馈送线并在所述第一心轴部分和第二心轴部分接合到所述第三心轴部分时在所述第一心轴部分和第二心轴部分上交替地形成线圈，其中每个线圈以数字8构造卷绕；以及

b）线切割器/抓取器单元，其被构造成在所述横动件和形成在所述第一心轴部分上的线圈之间的切割位置处切割所述线并抓取所切割的所述线的自由端，并且与所述线的自由端一起沿着预定的切割器/抓取器路径移动到移交位置，在所述移交位置处，所述线的所述自由端被转移到所述第二心轴部分，

其中，当所述切割器/抓取器沿着所述切割器/抓取器路径从所述切割位置移动到所述移交位置时，所述横动件和所述线的所述自由端之间的线长度不减小，并且所述横动件和所述线的所述自由端之间的线长度在所述移交位置处比在所述切割位置处更长。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述切割器/抓取器被构造成从等待切割位置移动到所述切割位置，其中，所述等待切割位置在所述横动件的六英寸内。

3.根据权利要求2所述的系统，其中：

所述等待切割位置在所述横动件的三英寸内。

4.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述第二心轴部分包括夹具，所述夹具被构造成在所述切割器/抓取器以及所述横动件处于所述移交位置时保持所述线。

5.根据权利要求1所述的系统，还包括：

切割器/抓取器定位系统，其设置在所述切割器/抓取器竖直上方，并且被构造成沿着所述切割器/抓取器路径定位所述切割器/抓取器。

6.根据权利要求5所述的系统，其中：

所述定位系统包括：多接头臂，所述多接头臂被构造成在一平面中弯曲，该平面横向于所述横动件被构造成在其中移动的平面；和第一驱动单元，其被构造成弯曲所述多接头臂。

7.根据权利要求5所述的系统，其中：

所述定位系统包括第二驱动单元，所述第二驱动单元被构造成在一方向上平移所述多接头臂和所述第一驱动单元，所述方向平行于所述横动件被构造成沿其移动的轴线。

8.根据权利要求5所述的系统，其中：

所述定位系统被构造成在所述切割器/抓取器在整个所述切割器/抓取器路径中移动时将所述切割器/抓取器保持在水平取向。

9.一种用于卷绕线的系统，包括：

A）线收紧单元，其包括可旋转的第一心轴部分和可旋转的第二心轴部分；第三心轴部分，其被构造成与所述第一心轴部分和第二心轴部分交替地接合，以形成完整心轴，线在所述完整心轴上卷绕成线圈；以及线导向横动件，所述横动件被布置成馈送线并在所述第一心轴部分和第二心轴部分接合到所述第三心轴部分时在所述第一心轴部分和第二心轴部分上交替地形成线圈，其中每个线圈以数字8构造卷绕；

b）线切割器/抓取器单元，其被构造成在所述横动件和形成在所述第一心轴部分上的线圈之间的切割位置处切割所述线，并抓取所切割的所述线的自由端，并沿着预定的切割器/抓取器路径移动到移交位置，在所述移交位置处，所述线被转移到所述第二心轴部分，

其中，当所述切割器/抓取器沿着所述切割器/抓取器路径从所述切割位置移动到所述移交位置时，所述横动件和所述线的所述自由端之间的线长度不减小，并且所述横动件和所述线的所述自由端之间的线长度在所述移交位置处比在切割位置处更长；以及

c）切割器/抓取器定位系统，其在上端处联接到所述线收紧单元并且在下端处联接到所述切割器/抓取器，所述切割器/抓取器定位系统设置在所述切割器/抓取器竖直上方，并被构造成沿着所述切割器/抓取器路径定位所述切割器/抓取器，

所述定位系统包括多接头臂，所述多接头臂具有上臂和下臂，所述上臂和下臂被构造成在所述上臂和下臂的公共平面中相对彼此枢转，并且所述定位系统具有第一驱动单元，所述第一驱动单元被构造成旋转所述上臂和下臂中的至少一者，并且

所述定位系统包括第二驱动单元，所述第二驱动单元被构造成在平行于所述横动件的方向上平移所述多接头臂和所述第一驱动单元，

其中，所述定位系统被构造成在所述切割器/抓取器在整个所述切割器/抓取器路径中移动时将所述切割器/抓取器保持在水平取向。

10.根据权利要求9所述的系统，其中：

所述多接头臂包括由所述第一驱动单元驱动的带驱动传动系统。

11.根据权利要求10所述的系统，其中：

所述第一驱动单元包括肩部驱动单元并且包括肘部驱动单元，所述肩部驱动单元被构造成围绕所述多接头臂的肩部接头旋转所述上臂，所述肘部驱动单元被构造成围绕所述多接头臂在所述上臂和所述下臂之间的肘部接头旋转下臂，其中，所述第一驱动单元安装在固定导轨上，以用于所述第一驱动单元在平行于所述横动件的方向上的平移。

12.根据权利要求11所述的系统，其中：

所述肩部驱动单元包括肩部驱动器，所述肩部驱动器包括步进马达，所述步进马达被构造成驱动连接到齿轮传动的肩部滑轮的齿轮传动带，所述齿轮传动的肩部滑轮被固定到所述上臂，并且

所述肘部驱动单元包括肘部驱动器，所述肘部驱动器包括步进马达，所述步进马达被构造成驱动连接到齿轮传动的肘部滑轮的齿轮传动带，所述齿轮传动的肘部滑轮固定到所述下臂。

13.根据权利要求12所述的系统，其中：

所述第二驱动单元包括气缸，所述气缸被构造成平移所述第一驱动单元和所述多接头臂。

14.一种用线收紧单元卷绕线的方法，所述收紧单元包括：可旋转的第一心轴部分；可旋转的第二心轴部分；第三心轴部分，其被构造成与所述第一心轴部分和第二心轴部分交替地接合以形成完整心轴，所述线在所述完整心轴上卷绕成线圈；以及线导向横动件，所述横动件布置成馈送线并在所述第一心轴部分和第二心轴部分接合到所述第三心轴部分时在所述第一和第二心轴部分上交替地形成线圈，所述方法包括：

从所述横动件馈送线并将所馈送的线以数字8构造卷绕，以在通过接合所述第一和第三心轴部分形成的完整心轴上形成线圈；并且

在所述线圈形成时，

将线切割器/抓取器单元定位在所述横动件和所形成的线圈之间的切割位置处，所述切割器/抓取器被构造成切割所述线并抓取其自由端，并且

在所述切割位置处切割所述线并抓取从所述横动件延伸的所述线的切割端；

将所述第一心轴部分与所述第三心轴部分分开，将所形成的线圈仅留在所述第一心轴部分上，并交换所述第一心轴部分和所述第二心轴部分之间的位置；以及

沿着预定的切割器/抓取器路径将所述切割器/抓取器与所述线的所述自由端一起移动到移交位置，在所述移交位置处，所述线的所述自由端从所述切割器/抓取器转移到所述第二心轴部分；

将所述第二心轴部分与所述第三心轴部分接合以形成另一个完整心轴；以及

沿着所述切割器/抓取器路径将所述切割器/抓取器从所述移交位置移动到准备卷绕位置，

其中，当所述切割器/抓取器沿着所述切割器/抓取器路径从所述切割位置移动到所述移交位置时，所述横动件和所述线的所述自由端之间的线长度不减小，并且所述横动件和所述线的所述自由端之间的线长度在所述移交位置处比在所述切割位置处更长。

15.根据权利要求14所述的方法，其中：

在将所述切割器/抓取器从所述移交位置移动到所述准备卷绕位置的同时，将所述第二心轴部分与所述第三心轴部分接合。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括：

当所述切割器/抓取器移动到所述准备卷绕位置时，以数字8构造卷绕线，以便在包括接合在一起的所述第二和第三心轴部分的另一完整心轴上形成线圈。

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