CN111292902A - 线束包胶布设备、集成装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线束包胶布设备、集成装置及其方法，属于线束生产自动化设备领域。该设备包括位移驱动模组、线束包胶模组、胶布供料模组和线束夹持模组；线束夹持模组固定布置在设备的一侧，包括夹持定位机构和张紧机构；胶布供料模组布置在设备的另一侧，包括胶布导送机构、胶布切割机构和升降控制机构；位移驱动模组用于驱动线束包胶模组在胶布供料模组和线束夹持模组之间往复移动；线束包胶模组包括胶布临时固定机构和包胶机构。本发明具备常规包胶设备的基本功能，能兼顾独立包胶工位单独使用用途，同时将该设备集成应用于超声波焊接工位时，由于设备结构设计合理，操作工可以同时兼顾两台设备的运行工作，实现一人双机，提高了生产效益。

Description

线束包胶布设备、集成装置及其方法

技术领域

本发明属于线束生产自动化设备领域，具体涉及一种用于线束生产领域超声波焊点、压铆点胶布绝缘包扎用自动化设备。

背景技术

在线束生产领域，时常需要对线束超声波焊点处、或铆接处进行包扎胶布处理，起到绝缘和保护的作用。以往在线束生产过程中，焊接或铆接(以下只提及焊接过程)与后续的包扎胶布两个工艺过程是独立进行的，也就是说这两个工艺是分置于不同位置，独立进行操作。那么这种布置方式少不了工件的转运和人员的过多配置等缺点。而目前很多线束生产厂家在优化配置生产流程时，倾向于将线束焊点处包扎胶布的工作内容集成到超声波焊接工位上。也就是，原来焊接工位的操作工在完成线束的焊接操作时，须尽可能利用衔接时间完成线束的包扎胶布工作。而简单的将包扎胶布的工作内容移植到焊接工位，由一个操作工完成两部分的工作，往往是适得其反。不但不能有效的减员增效。反而，由于给操作工带来了操作的复杂性和打破了操作的连贯性，综合效率和产出反而下降。

究其原因，主要是因为现有自动包胶布设备考虑到设备本身运行的高节拍要求，其结构设计和工作方式只适合独立工位进行操作工连续上下料工作。当集成于超声波焊接工位时其存在的两个结构问题：线束夹持位置与实际旋转包胶位置设置较远；采用工装将线束从夹持位置送至旋转包胶位置。导致在与焊接工位结合时，包胶布设备的上下线夹持位置不可能与焊接机焊接位置布置得很近。同时，包胶布机在运行时，还会二次将线束拉扯一段距离至旋转包胶位置。

可想而知，对于超声波焊接机与自动包胶布机结合于同一工位的情况，线束焊接位置与线束夹持包胶位置尽可能越小越有利于操作工的上下线和工作衔接。因为，将两个工位集成后，焊接完成的线束还是需要操作工手动放置于自动包胶布机的夹持位置，距离越近，操作工操作越方便顺手。

基于线束厂家迫切需要一款适用于与超声波焊接机集成布置的自动包胶布机，而常规现有自动包胶布机存在的上述结构性问题。当然，除了超声波焊接机之外，其余的线束合线连接设备也同样存在相同的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决常规包胶布机集成于线束合线连接设备工位时，线束焊接位置相对包胶位置距离过大，操作不便的缺陷；同时也为了解决自动包胶布机运行时，以线束运动至包胶位置的方式带来的线束二次拉扯问题，并提供一种线束包胶布设备。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种线束包胶布设备，其包括位移驱动模组、线束包胶模组、胶布供料模组和线束夹持模组；

所述的线束夹持模组固定布置在设备的一侧，包括夹持定位机构和张紧机构；所述夹持定位机构用于对线束进行夹持固定，所述张紧机构用于对夹持固定的线束进行张紧；

所述的胶布供料模组布置在设备的另一侧，包括胶布导送机构、胶布切割机构和升降控制机构；所述的胶布导送机构用于将向线束包胶模组定长度输送胶布，所述胶布切割机构用于对胶布导送机构输送的胶布进行切割形成胶布段，所述的升降控制机构用于控制胶布导送机构和胶布切割机构相对于线束包胶模组竖向相对移动；

所述的位移驱动模组用于驱动线束包胶模组在胶布供料模组和线束夹持模组之间往复移动；

所述的线束包胶模组包括胶布临时固定机构和包胶机构；所述的胶布临时固定机构用于对所述胶布切割机构切割得到的胶布段进行临时固定，使其悬吊于所述包胶机构的线束入口外部；所述包胶机构用于利用所述胶布段对所述夹持定位机构上的线束进行缠绕包胶。

优选的，所述的线束夹持模组中，所述的夹持定位机构包括两个夹线组件，两个夹线组件间隔布置，用于分别夹住线束的两个不同部位；所述的线束包胶模组在所述位移驱动模组的驱动下伸入两个夹线组件之间对线束进行包胶；

优选的，两个夹线组件上与线束接触位置设有柔性保护件；

进一步优选的，所述柔性保护件为柔性聚氨酯块。

优选的，所述的线束夹持模组中，所述张紧机构与所述的两个夹线组件配合传动，所述张紧机构能控制两个夹线组件上的线束夹持位置的水平间距；

优选的，所述的张紧机构为同步张紧机构，用于控制两个夹线组件向两侧等速率移动；

进一步优选的，所述张紧机构包括夹持模组基座、夹线支座和同步驱动装置；所述夹持模组基座中部开设有供所述线束包胶模组伸入的通道；两个夹线支座布置于夹持模组基座上，且分别与夹持模组基座构成由同步驱动装置驱动的滑动副，两个夹线支座的滑动速率相同且方向相反；两个夹线组件分别固定在两个夹线支座上同步移动；

更进一步优选的，所述的同步驱动装置包括同步齿轮和齿轮动力机构，两个夹线支座上均设有齿条段，两个夹线支座的齿条段分别与同步齿轮构成反向的齿轮传动；所述的同步齿轮由齿轮动力机构直接或间接驱动旋转。此处所谓反向的齿轮传动是指：当同步齿轮转动时，两条齿条段的位移方向相反。

优选的，所述的胶布供料模组中，所述的胶布导送机构包括胶卷轴、胶布导辊和胶布输送组件；

所述的胶卷轴用于安装胶布卷，胶布卷上解开的胶布的非粘性面贴合绕过胶布导辊后，其粘性面贴合绕过胶布输送组件，由胶布输送组件提供胶布解卷和输送动力；胶布输送组件上输出的胶布向下方延伸，并经过所述胶布切割机构的切割位置，且胶布切割机构下方的胶布的粘性面朝向所述线束夹持模组一侧；

优选的，所述的胶卷轴、胶布导辊、胶布输送组件和胶布切割机构整体布置于胶布供料模组基座上，胶布供料模组基座由所述的升降控制机构驱动实现整体垂直升降。

优选的，所述的线束包胶模组中，所述的包胶机构包括包胶模组基座、包胶轮、包胶弹片、胶布预压辊、胶布预压辊支板；

所述的包胶轮为具有开口的环形回转件，包胶轮安装于包胶模组基座上，并在旋转驱动装置驱动下绕回转中心转动；包胶模组基座上设有供线束进入包胶轮回转中心的通道；包胶模组基座的所述通道的入口外部设有两个上下布置的胶布预压辊，两个胶布预压辊分别与一条胶布预压辊支板构成摆臂结构，两条胶布预压辊支板分别对两个胶布预压辊施加使两者贴合的弹性力；包胶轮内设有两片用于对穿过两个胶布预压辊进入回转中心的线束进行对向施压的包胶弹片。

优选的，所述的线束包胶模组中，所述的胶布临时固定机构包括胶布支撑面和施压组件，所述的胶布支撑面位于所述包胶机构的线束入口外部，所述的施压组件用于将所述胶布供料模组输送的胶布压合固定于所述胶布支撑面上，且在固定状态下胶布下部自由悬垂于所述包胶机构的线束入口外部；

优选的，所述的胶布支撑面为固定于包胶模组基座上的垂直平面，胶布支撑面与所述包胶机构的线束入口外端面平齐。

进一步优选的，所述的施压组件包括胶布压合件和滑动件，所述的胶布压合件安装于滑动件上，所述滑动件与包胶模组基座构成调整胶布压合件与所述胶布支撑面间距的滑动副，所述胶布压合件能将胶布的非粘性面压紧于胶布支撑面上；所述胶布压合件优选为表面滚花的圆杆，圆杆能绕轴自由回转且轴向与所述胶布支撑面平行。

优选的，所述的位移驱动模组、线束包胶模组、胶布供料模组和线束夹持模组均布置于底座板上，所述位移驱动模组优选为直线导轨。

本发明的另一目的在于提供一种线束包胶布集成装置，其包括线束合线连接设备以及如上述任一方案所述的线束包胶布设备；所述的线束合线连接设备用于使线束中需要合线的导线电连接；线束包胶布设备中，所述线束夹持模组布置于靠近所述线束合线连接设备的一端，所述胶布供料模组布置于远离所述线束合线连接设备的一端。

本发明的另一目的在于提供一种利用如上述任一方案所述线束包胶布设备的线束包胶控制方法，其步骤如下：

S1：通过所述位移驱动模组控制线束包胶模组预先处于靠近胶布供料模组的初始位置，所述胶布供料模组的胶布刚好能输出至所述线束包胶模组中包胶机构的线束入口外部；

S2：控制所述胶布供料模组中的胶布导送机构工作，将胶布定长度输送至下方的包胶机构的线束入口外部，然后控制所述胶布临时固定机构对胶布进行临时固定，再通过所述升降控制机构使胶布导送机构带动胶布上升，张紧胶布的同时使胶布的留头长度满足设定要求；最后通过所述胶布切割机构对胶布进行切割，在包胶机构的线束入口外部形成由所述胶布临时固定机构悬吊固定的胶布段，保持胶布段的粘性面朝向线束夹持模组方向，完成胶布备料；

S3：待线束被所述线束夹持模组中的夹持定位机构夹持固定后，控制张紧机构对线束进行张紧；

S4：待线束被夹持和张紧后，通过所述位移驱动模组控制线束包胶模组向所述线束夹持模组移动，移动过程中线束的待包胶位置接触胶布的粘性面，再继续带动胶布脱离胶布临时固定机构进入包胶机构中的包胶轮回转中心时，线束包胶模组停止移动；

S5：控制所述的包胶机构对线束的待包胶位置进行缠绕包胶，包胶完毕后过所述位移驱动模组控制线束包胶模组回复至初始位置。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

本发明的设备中，线束在夹持位置是固定不变的，避免了线束的二次拉扯问题。该设备与超声波焊接机结合时，由于线束夹持位置离焊接位置布置得足够近，能够方便操作工上下线，减少线束之间的相互拉扯。同时，胶布供料方式采用分离设计，从工作节拍上保持独立运行，不与其它节拍动作配合运行，提高了胶布供料的稳定可靠性。使该设备在应用于超声波焊接工位集成工作时，满足操作工可以一人同时操作两台设备，按次序先后在同一工位完成线束的焊接和包胶布工作。由于设备结构设计合理，从而对原有超声波焊接的工作节拍影响不大，又可以利用原来焊接时停留等待时间，完成已焊接线束的包扎胶布工作。当然，除了超声波焊接机之外，本发明也同样可以解决其余的线束合线连接设备中存在的类似问题。本发明起到了一人双机，减少线束厂家的现场人员配置，减少中间物流转运环节等作用，真正做到减员增效，减少生产成本，提高生产效益。

附图说明

图1是本发明的线束包胶布设备的总体结构示意描述图；

图2是本发明的线束包胶布设备机构中包胶模组结构的示意描述图；

图3是本发明的线束包胶布设备机构中胶布供料模组结构的示意描述图；

图4是本发明的线束包胶布设备机构中线束夹持模组结构的示意描述图；

图5是线束夹持模组在夹持线束时工作原理及状态描述示意图；

图6是本发明的线束包胶布设备与超声波焊接工位结合工作时的布置描述，及线束状态示意图；

图7是本发明的线束包胶布设备与超声波焊接工位结合工作时，设备处于旋转包胶状态时的示意描述，及此时线束的状态示意图；

图8是本发明的线束包胶布设备工作原理描述中胶布供料模组运动至输送胶布位置的描述示意图；

图9是描述胶布输送模组气动解卷及输送胶布时的工作状态示意图；

图10是描述胶布供料模组在调整胶布留头位置时的工作状态示意图；

图11是描述胶布供料模组剪切胶布时的工作状态示意图；

图12是描述胶布与线束表面预粘合时，胶布预压辊及附件此时的工作状况示意图；

图13是描述线束处于包胶回转位置时，胶布与线束的状态示意图；

图14是描述线束在完成包扎胶布后的表面状示意图态。

图中附图标记为：底座板1、直线导轨2、线束包胶模组3、包胶模组基座301、包胶轮302、包胶弹片303、保持杆滑座304、胶布保持杆305、胶布支撑面306、胶布预压辊307、胶布预压辊支板308、传动齿轮组309、驱动电机310、胶布供料模组4、胶布供料模组基座401、直线运动模组402、胶卷轴403、胶布卷404、胶布导辊405、胶布输送轮组件406、剪刀407、解开的胶布408、粘性面409、线束夹持模组5、夹持模组基座501、夹线支座502、同步齿轮503、夹线组件504、柔性聚氨酯块505、线束张紧气缸506、超声波焊接机6、焊接状态线束7、夹持状态线束8、待包胶布条9、已包扎胶布10。

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。本发明中各个实施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。

本发明中的线束包胶布设备，其基本结构包括位移驱动模组、线束包胶模组、胶布供料模组和线束夹持模组几个部分。下面对每个部分各自的功能和结构进行概述。

线束夹持模组在该设备中负担线束的夹持、定位、张紧等作用。因此按功能划分，应当将其分为夹持定位机构和张紧机构两部分。其中，夹持定位机构用于对线束进行夹持固定，而张紧机构用于对夹持固定的线束进行张紧。为了便于该线束包胶布设备与前一线束加工工序的衔接，线束夹持模组应当固定布置在设备的一侧，在集成时可以将这一侧置于靠近前一工序的加工设备处，减少操作切换时的人员移动距离。

另外，胶布供料模组在该设备中的作用是提供线束包胶所需的胶布，根据线束包胶的功能要求，胶布供料模组需要定长度切取胶布段供后续包胶之用。因此按功能划分，应当将其分为胶布导送机构、胶布切割机构和升降控制机构三部分。其中，胶布导送机构用于将向线束包胶模组定长度输送胶布；胶布切割机构用于对胶布导送机构输送的胶布进行切割形成胶布段；而升降控制机构用于控制胶布导送机构和胶布切割机构相对于线束包胶模组竖向相对移动，此处的竖向移动可以是向上移动也可以向下移动，向下移动时能够将胶布准确输送到下方的线束包胶模组中，而且可以靠近临时固定机构以防止胶带偏离包胶机构的入口；而向上移动的目的第一方面是为了张紧胶布以便于切断，第二方面是能够调整胶布的切断位置，方便地控制胶布缠绕时的留头长度，第三方面是可以调整胶布导送机构和胶布切割机构的位置，在线束包胶模组移动过程中避免干涉。由于胶布供料模组除了更换胶布卷等工序外，一般不需要人员进行操作，因此可以将其布置在设备的另一侧，与操作工位保持一定的距离。

由于胶布供料模组和线束夹持模组分别位于设备的两侧，两者之间具有一定的空间距离，因此本发明的线束包胶模组需要在两者之间来回移动。该功能是通过位移驱动模组来实现的，其作用是驱动线束包胶模组在胶布供料模组和线束夹持模组之间往复移动。

线束包胶模组在该设备中的作用是将已定长切取的胶布段粘贴到线束表面，并且提供连续旋转运动，将胶布紧密地包覆至线束相应的表面。而且由于在该装置中，线束包胶模组需要携带被切取下来的胶布段向线束夹持模组移动，因此其还应当能够临时对切下的胶布段进行固定。因此按功能划分，应当将其分为胶布临时固定机构和包胶机构两部分。其中，胶布临时固定机构用于对胶布切割机构切割得到的胶布段进行临时固定，使其悬吊于包胶机构的线束入口外部，而包胶机构则用于利用胶布段对夹持定位机构上的线束进行缠绕包胶。

基于该线束包胶布设备，可以按照如下控制方法实现线束包胶：

S1：通过位移驱动模组控制线束包胶模组预先处于靠近胶布供料模组的初始位置，胶布供料模组的胶布刚好能输出至线束包胶模组中包胶机构的线束入口外部；

S2：控制胶布供料模组中的胶布导送机构工作，将胶布按照包胶要求定长度输送至下方的包胶机构的线束入口外部，然后控制胶布临时固定机构对胶布进行临时固定，再通过升降控制机构使胶布导送机构带动胶布上升，胶布上升过程中需要克服胶布临时固定机构对胶布施加的固定力，由此通过胶布的上升张紧胶布的同时使胶布的留头长度满足设定要求；最后通过胶布切割机构对胶布进行切割，在包胶机构的线束入口外部形成由胶布临时固定机构悬吊固定的胶布段，保持胶布段的粘性面朝向线束夹持模组方向，完成胶布备料；

S3：待线束被线束夹持模组中的夹持定位机构夹持固定后，控制张紧机构对线束进行张紧；

S4：待线束被夹持和张紧后，通过位移驱动模组控制线束包胶模组向线束夹持模组移动，移动过程中线束的待包胶位置接触胶布的粘性面，再继续带动胶布脱离胶布临时固定机构进入包胶机构中的包胶轮回转中心时，线束包胶模组停止移动；

S5：控制的包胶机构对线束的待包胶位置进行缠绕包胶，包胶完毕后过位移驱动模组控制线束包胶模组回复至初始位置。

以上所述为线束包胶布设备的基本功能实现形式，其中的各机构可以采用任意能够实现相应功能的组件，下面将描述各模组的部分优选实现形式。

如图1所示，为线束包胶布设备的一种优选布局形式，其中线束夹持模组5固定布置在设备底座板1的最前端，其后端布置有线束包胶模组3，线束包胶模组3布置在直线导轨2之上，直线导轨2纵向布置于设备底板1上，使线束包胶模组3可以顺着直线导轨2相对线束夹持模组5作相对靠近和远离动作。直线导轨2自带驱动动力结构。线束包胶模组3的一侧布置有胶布供料模组4，胶布供料模组4在底座板1相对远离线束夹持模组5。

如图2所示，线束包胶模组3由：模组基座301、包胶轮302、包胶弹片303、胶布保持杆滑座304、胶布保持杆305、胶布预压辊307、胶布预压辊支板308、传动齿轮组309、驱动电机310组成。模组基座301是该模组的基体零件，其上用于布置各种功能零件；模组基座301的前部布置有包胶轮302，包胶轮可以围绕支撑件作旋转运动。包胶轮为具有开口的环形回转件，包胶轮302上布置有上下两块包胶弹片303，包胶弹片通过弹簧件相互对向压紧。包胶轮302和包胶弹片303组成用于旋转包胶的功能件。包胶轮302上设置有齿轮件，用于旋转运动的动力传动；模组基座301后方设置有驱动电机310，驱动电机通过设置的传动齿轮组309驱动包胶轮302作旋转运动。当然，除了包胶轮302的旋转驱动装置形式是多样的，并不仅限于此，任何能够驱动其绕回转中心转动的形式均可。包胶模组基座301上设有供线束进入包胶轮302回转中心的通道。包胶模组基座301的通道入口前方布置有上下两个胶布预压辊307，胶布预压辊两侧分别通过胶布预压辊支板与模组基座301相连。胶布预压辊可以相对预压辊支板连接点自由旋转，两侧预压辊支板与胶布预压辊共同组成一个摆臂结构，可以围绕位于模组基座301连接点为支点自由摆动，同时上、下摆臂结构之间通过弹簧结构连接，使上下胶布预压辊307相互压紧。当线束带着胶带经过上下胶布预压辊307时，上下胶布预压辊307会对其施加对向的压力，使胶带在进入回转中心之前被预先粘贴在线束上。而当其继续进入回转中心后，又可以进一步在上下两个包胶弹片303的压合力下进一步贴合，而且随着包胶轮302的旋转其余的胶带能够被逐渐缠绕在线束上。模组基座301位于胶布预压辊307上方与预压辊外围平齐的位置设置有一个竖直的平面，即胶布支撑面306。胶布支撑面垂直方向布置有一根圆柱形的胶布保持杆305，胶布保持杆安装于保持杆滑座304上。保持杆滑座可以沿着垂直于胶布支撑面306的方向移动，使胶布保持杆305可以贴合压紧胶布支撑面306，也可以远离脱开胶布支撑面。胶布保持杆可以能绕轴自由回转且轴向与胶布支撑面306平行。为了减小与胶带之间的粘性，胶布保持杆305表面可以进行滚花处理。当胶布被胶布保持杆305压合于胶布支撑面306上的状态下，胶布下部应当自由悬垂于包胶机构的线束入口外部，使得线束进入包胶机构的线束入口过程中能够将胶布一并带入。在图2所示的线束包胶模组3中，包胶机构的线束入口是指两个胶布预压辊307构成的入口。为了保证线束能够顺利将胶布带入包胶机构中，胶布自由悬垂状态下与包胶机构的线束入口不宜过大，因此胶布支撑面306最好与包胶机构的线束入口外端面平齐或者略微保持一点距离。在该线束包胶模组3中，包胶机构的线束入口外端面也就是两个胶布预压辊307的最左侧外端面。

当然，在该线束包胶模组3种，两个摆臂结构除了通过弹簧施加压力外，也可以直接采用其他能够实现弹性压紧的形式，例如直接用弹性材料制成胶布预压辊支板308。同样的，包胶轮302内部的包胶弹片303也可以用弹性材料制成，以省略弹簧件。

另外，虽然上述胶布支撑面306是垂直水平方向的平面，但将其改为略微与水平呈一定角度，理论上也不影响其功能的实现。但如果角度过大，胶布被压合在胶布支撑面306上时，会出现部位位置的弯折，不容易控制其在包胶机构的线束入口外部的悬垂姿态。

另外，上述胶布保持杆滑座304、胶布保持杆305和胶布支撑面306实际上构成了一个前述的胶布临时固定机构，其能够对胶布切割机构切割得到的胶布段进行临时固定，使其悬吊于包胶机构的线束入口外部。当然，胶布临时固定机构的实现形式并非仅限于此，在其他的实施例中胶布保持杆305也可以采用圆杆之外的其他胶布压合件形式，例如薄型平板、网格板、波点板等，此类板体可以以较小的接触面积将胶布压在胶布支撑面306上，也能够起到临时固定的作用。但由于以板体形式施压，板体本身不能转动，因此当胶布向上移动时会对其粘性面造成一定的影响。

另外，胶布保持杆滑座304也可以改为其他的带动胶布保持杆305的调节组件，例如可用其他的滑动件替代，只要滑动件与包胶模组基座301构成调整胶布压合件与胶布支撑面306间距的滑动副即可。

在另一实施例中，胶布临时固定机构还可以通过负压抽吸结构来实现，即在胶布支撑面306上开设一个负压抽吸口，并连接负压抽吸装置，当胶布经过负压抽吸口时，通过负压抽吸即可是胶布被吸在胶布支撑面306上，通过调整负压大小即可控制贴合力的大小，进而方便的控制胶布的固定和释放。

如图3所示，胶布供料模组4由：胶布供料模组基座401、直线运动模组402、胶卷轴403、胶布卷404、胶布导辊405、胶布输送轮组件406、剪刀407、解开的胶布408组成。胶布供料模组基座401是该模组的基体零件，其上用于布置各种功能零件；胶布供料模组基座401与直线运动模组402的滑块相连。直线运动模组402处于竖直方向布置，滑块可以竖直方向移动；模组基座401上方布置有胶卷轴403，胶卷轴403上可以安装工作所用的胶布卷404。解开的胶布408按图示方向绕过胶布导辊405，并绕过胶布输送轮组件406的两个滚轮后，向下延伸并经过剪刀407的剪切位置。如图3所示，解开的胶布408及胶布卷的安装方式为，胶布的非粘性面与胶布导辊405的表面接触，胶布的粘性面409与胶布输送轮组件406的两个滚轮表面接触。该胶布输送轮组件406的两个滚轮表面经过滚花处理，以降低与胶布之间的粘性。而且两个滚轮上下错开布置，差速旋转，上方滚轮的转速低于下方滚轮的转速，胶布在上方滚轮的转动带动下从胶布卷404上解开后，继续输送至下方滚轮的侧面，由于下方滚轮的转速更快，因此使得胶布的粘性面409能够及时从上方滚轮的表面脱开，然后在重力作用下垂直向下输送。由于线束包胶过程中，其胶带长度是固定的，因此胶布输送轮组件406在拉扯(解开)胶布卷后，应当定长输送解开的胶布，这可以通过伺服控制滚轮的转动角度来实现。当胶布输送至特定位置时，通过控制剪刀407就可以切断胶布，形成一段独立的胶布段。

同样的，该胶布供料模组4仅是其中一种实现形式，在其他的实施例中，直线运动模组402可以采用任意的能够实现竖向垂直升降的设备，但其控制精度应当满足要求。另外，剪刀407也可以采用其他的胶布切割机构代替，例如激光切割设备。在某些特殊情况下，胶布也可以采用除了胶布卷404之外的其他胶布来源替代，此时无需设置胶卷轴403。另外，胶布输送轮组件406可以除了上述双滚轮的设计之外，也可以采用其他现有的胶布输送设备，只要能够实现定长度输送胶布即可。

如图4所示，线束夹持模组5由：夹持模组基座501、夹线支座502、同步齿轮503、夹线组件504、柔性聚氨酯块505、线束张紧气缸506组成。为使线束夹持位置尽可能靠近设备的前部，线束夹持模组被设置成图示框架结构，允许后方的包胶模组3从中间穿过至线束夹持位置进行包胶。夹持模组基座501是该模组的基体零件，其上用于布置各种功能零件，其中部具有供包胶模组3伸入的通道空间。夹线组件504布置在模组的最前端，并分布于夹持模组基座501的两侧。夹线组件504是线束的定位夹持零件，可以采用夹爪、夹线臂等形式。由于夹线组件504组件一般由金属材料制成，其夹持力过大时容易对线束造成损失，因此夹线组件上与线束接触的夹持部位优选镶嵌有柔性聚氨酯块505，目的是当夹持线束表面时，只允许柔性聚氨酯表面与线束表面接触受力，防止夹伤线皮。当然，柔性聚氨酯块也可以替换为其他的柔性保护件，如果具有其他防止损伤线束的方式，也可以不设置柔性保护件。左右侧的夹线组件504分别安装于左右侧的夹线支座502上，两者之间应当保持一定的间距，且为了保证包胶时线束保持张紧状态，其应当由一个张紧机构来控制两个夹线组件504上的线束夹持位置的水平间距。

在本设备中，张紧机构是一个同步张紧机构，能够控制左右夹线支座502带动两个夹线组件504按图5所示箭头方向向两侧等速率移动。该同步张紧机构是由夹持模组基座501、夹线支座502、同步齿轮503和线束张紧气缸506组成的，左右侧的夹线支座502的水平部末端分别设置有结构参数相同的直齿条结构，夹线支座502的水平部与夹持模组基座501的顶部构成滑动副。两个直齿条结构间隔布置于同步齿轮503的两侧，且分别与同步齿轮503相啮合。其中一个夹线支座502上固定有线束张紧气缸506，线束张紧气缸506的输出轴支顶在夹持模组基座501上，当线束张紧气缸506的输出轴顶出时，能够推动其所在的夹线支座502远离夹持模组基座501，而在同步齿轮503的同步传动下，两个夹线支座502就可以按相同的滑动速率向相反方向拉大间距，进而带动两个夹线组件504上被夹持的线束分别向两侧同步张紧。当然，除了上述实现形式之外，其中驱动同步齿轮503的齿轮动力机构除了气缸之外，也可以用电机等方式实现。驱动两个夹线支座502的同步驱动装置也可以采用类似连杆机构实现，或者采用两个气缸各自单独同步驱动两侧夹线支座502的形式实现，只要能够实现线束的张紧即可。张紧机构也可以是两侧不同步张紧，但优选为同步张紧。

基于上述图1～5，展示了本发明的一种优选的线束包胶布设备的实现形式，由于该设备将线束的夹持位置尽可能的布置在设备的最前端位置，便于集成至超声波焊接工位时尽可能靠近超声波焊接机。而且包胶运行流程采用线束夹持不动，包胶模块移动至线束夹持位置，避免线束移动时造成的二次拉扯问题。另外，胶布供料方式采用分离设计，从工作节拍上保持独立运行，不与其它节拍动作配合运行，提高了胶布供料的稳定可靠性。

图6所示为本发明的上述线束包胶布设备与超声波焊接机6结合后的布置示意。由图可知，线束包胶布设备中，线束夹持模组5布置于靠近超声波焊接机6的一端，胶布供料模组4布置于远离超声波焊接机6的一端。因此，线束包胶布设备的线束夹持位置可以布置得离线束焊接位置很近，焊接状态线束7与夹持状态线束8之间所需要移动的距离A就变得很小。以上结构的设置，提高了将包胶布机集成于超声波焊接工位的可实施性，满足操作工可以一人同时操作两台设备，按次序先后在同一工位完成线束的焊接和包胶布工作。由于设备结构设计合理，从而对原有超声波焊接的工作节拍影响不大，又可以利用原来焊接时停留等待时间，完成已焊接线束的包扎胶布工作，起到一人双机，减少线束厂家的现场人员配置，减少中间物流转运环节，真正做到减员增效，减少生产成本，提高生产效益。而且，设备的布置也很灵活，不需要额外的改造工作台，可以尽可能利用线束厂家旧有的工作台面。

图7所示为本发明的上述线束包胶布设备在工作时，包胶模组3在前移至包胶位置工作时，线束保持不动，并未产生二次移动(拉扯)的问题，

图6所示的集成设备工作流程描述如下：

设备工作流程分以下四步：

1.胶布备料：如图8示，包胶模组3处于等待位置，胶布供料模组4的直线运动模组402驱动供料模组向下运动至合适位置，保持杆滑座304向前移动，使胶布保持杆305离开胶布保持面306一定距离(使胶带能顺利穿过，理论上距离越大越好)。然后胶布输送轮组406启动旋转，如图9示，将胶布解开的同时，使解开的胶布穿过胶布保持杆305与胶布保持面306之间空间，输送至包胶模组3的胶布预压辊前方位置，并控制胶布输出(吐出)的长度按照设定值。进入图10所示状态，胶布吐出至设定长度后，保持杆滑座304向后移动，使胶布保持杆305将胶布压紧于胶布保持面306上。然后，直线运动模组402驱动供料模组向上运动，带动胶布头调整到合适位置，如图10所示。图11所示，启动剪刀将胶布剪断，胶布剪断后，直线运动模组402驱动供料模组向上运动至初始状态。所有相关零件恢复至原始位置，胶布备料完成。

2.手动上线：操作工在超声波焊接机6对线束进行焊机，然后将焊接完成的线束手动送至线束夹持位置，并触发线束包胶布设备的启动开关，线束夹持模组5将线束自动夹持，并向两侧自动张紧，使线束保持一个比较理想的姿态。如图6所示。

3.自动包胶：等线束被夹持和张紧后，包胶模组3向前运动至包胶位置，如图7所示。在包胶模组向前移动的初始阶段，保持杆滑座304也略微向前移动一段距离B，如图12所示，目的是使待包胶布条9脱离胶布保持面306，只利用自身粘性粘在胶布保持杆305表面上；随着包胶模组3进一步向前移动，在夹持位置被张紧的线束首先与胶布粘性面接触，如图12所示，在上下胶布预压辊的压紧作用下，胶布被预包覆至线束表面；进入到图13所示状态，包胶模组3停留在线束正好处于包胶轮302回转中心位置，此时经过前面胶布预压辊的压合作用，胶布已经将第一圈预包至线束表面；然后启动电机，驱动包胶轮302连续旋转，在上下包胶弹片303的压合作用下，将剩余的胶布包覆至线束表面，已包扎胶布10的形态见图示14。完成自动包胶过程，包胶模组3退回到初始位置，胶布输送模组再次下行进入到胶布备料循环。

4.手动下线：操作工将已经包好的线束手工拿离，并交换新的未包胶线束。

当然，本发明的设备不仅仅是专门针对上述与超声波焊接机工位集成所开发，只是本设备所具备的独有结构形式和工作模式非常适合用于与超声波焊接机集成的工作方式。除了超声波焊接机之外，其他的用于使线束中需要合线的导线电连接线束合线连接设备也都可以与本发明的线束包胶布设备集成，例如其他线束焊接设备或线束铆接设备。

当然，作为一种自动包胶布设备，本发明具备传统类似设备的基本功能，也可以用于常规独立线束包胶布工位的单独使用。

由此可见，本发明又具备常规包胶设备的基本功能，兼顾独立包胶工位单独使用用途。将本发明的线束包胶布设备集成应用于超声波焊接工位时，由于设备结构设计合理，操作工可以同时兼顾两台设备的运行工作，而对原有超声波焊接的工作节拍影响不大，起到一人双机，提高生产效益的作用。

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 (8)

1.一种线束包胶布设备，其特征在于，包括位移驱动模组、线束包胶模组（3）、胶布供料模组（4）和线束夹持模组（5）；

所述的线束夹持模组（5）固定布置在设备的一侧，包括夹持定位机构和张紧机构；所述夹持定位机构用于对线束进行夹持固定，所述张紧机构用于对夹持固定的线束进行张紧；

所述的胶布供料模组（4）布置在设备的另一侧，包括胶布导送机构、胶布切割机构和升降控制机构；所述的胶布导送机构用于将向线束包胶模组（3）定长度输送胶布，所述胶布切割机构用于对胶布导送机构输送的胶布进行切割形成胶布段，所述的升降控制机构用于控制胶布导送机构和胶布切割机构相对于线束包胶模组（3）竖向相对移动；

所述的位移驱动模组用于驱动线束包胶模组（3）在胶布供料模组（4）和线束夹持模组（5）之间往复移动；

所述的线束包胶模组（3）包括胶布临时固定机构和包胶机构；所述的胶布临时固定机构用于对所述胶布切割机构切割得到的胶布段进行临时固定，使其悬吊于所述包胶机构的线束入口外部；所述包胶机构用于利用所述胶布段对所述夹持定位机构上的线束进行缠绕包胶。

2.如权利要求1所述的线束包胶布设备，其特征在于，所述的线束夹持模组（5）中，所述的夹持定位机构包括两个夹线组件（504），两个夹线组件（504）间隔布置，用于分别夹住线束的两个不同部位；所述的线束包胶模组（3）在所述位移驱动模组的驱动下伸入两个夹线组件（504）之间对线束进行包胶；

优选的，两个夹线组件（504）上与线束接触位置设有柔性保护件；

进一步优选的，所述柔性保护件为柔性聚氨酯块（505）。

3.如权利要求2所述的线束包胶布设备，其特征在于，所述的线束夹持模组（5）中，所述张紧机构与所述的两个夹线组件（504）配合传动，所述张紧机构能控制两个夹线组件（504）上的线束夹持位置的水平间距；

优选的，所述的张紧机构为同步张紧机构，用于控制两个夹线组件（504）向两侧等速率移动；

进一步优选的，所述张紧机构包括夹持模组基座（501）、夹线支座（502）和同步驱动装置；所述夹持模组基座（501）中部开设有供所述线束包胶模组（3）伸入的通道；两个夹线支座（502）布置于夹持模组基座（501）上，且分别与夹持模组基座（501）构成由同步驱动装置驱动的滑动副，两个夹线支座（502）的滑动速率相同且方向相反；两个夹线组件（504）分别固定在两个夹线支座（502）上同步移动；

更进一步优选的，所述的同步驱动装置包括同步齿轮（503）和齿轮动力机构，两个夹线支座（502）上均设有齿条段，两个夹线支座（502）的齿条段分别与同步齿轮（503）构成反向的齿轮传动；所述的同步齿轮（503）由齿轮动力机构直接或间接驱动旋转。

4.如权利要求1所述的线束包胶布设备，其特征在于，所述的胶布供料模组（4）中，所述的胶布导送机构包括胶卷轴（403）、胶布导辊（405）和胶布输送组件（406）；

所述的胶卷轴（403）用于安装胶布卷（404），胶布卷（404）上解开的胶布（408）的非粘性面贴合绕过胶布导辊（405）后，其粘性面（409）贴合绕过胶布输送组件（406），由胶布输送组件（406）提供胶布解卷和输送动力；胶布输送组件（406）上输出的胶布向下方延伸，并经过所述胶布切割机构的切割位置，且胶布切割机构下方的胶布的粘性面（409）朝向所述线束夹持模组（5）一侧；

优选的，所述的胶卷轴（403）、胶布导辊（405）、胶布输送组件（406）和胶布切割机构整体布置于胶布供料模组基座（401）上，胶布供料模组基座（401）由所述的升降控制机构驱动实现整体垂直升降。

5.如权利要求1所述的线束包胶布设备，其特征在于，所述的线束包胶模组（3）中，所述的包胶机构包括包胶模组基座（301）、包胶轮（302）、包胶弹片（303）、胶布预压辊（307）、胶布预压辊支板（308）；

所述的包胶轮（302）为具有开口的环形回转件，包胶轮（302）安装于包胶模组基座（301）上，并在旋转驱动装置驱动下绕回转中心转动；包胶模组基座（301）上设有供线束进入包胶轮（302）回转中心的通道；包胶模组基座（301）的所述通道的入口外部设有两个上下布置的胶布预压辊（307），两个胶布预压辊（307）分别与一条胶布预压辊支板（308）构成摆臂结构，两条胶布预压辊支板（308）分别对两个胶布预压辊（307）施加使两者贴合的弹性力；包胶轮（302）内设有两片用于对穿过两个胶布预压辊（307）进入回转中心的线束进行对向施压的包胶弹片（303）。

6.如权利要求1所述的线束包胶布设备，其特征在于，所述的线束包胶模组（3）中，所述的胶布临时固定机构包括胶布支撑面（306）和施压组件，所述的胶布支撑面（306）位于所述包胶机构的线束入口外部，所述的施压组件用于将所述胶布供料模组（4）输送的胶布压合固定于所述胶布支撑面（306）上，且在固定状态下胶布下部自由悬垂于所述包胶机构的线束入口外部；

优选的，所述的胶布支撑面（306）为固定于包胶模组基座（301）上的垂直平面，胶布支撑面（306）与所述包胶机构的线束入口外端面平齐；

进一步优选的，所述的施压组件包括胶布压合件和滑动件，所述的胶布压合件安装于滑动件上，所述滑动件与包胶模组基座（301）构成调整胶布压合件与所述胶布支撑面（306）间距的滑动副，所述胶布压合件能将胶布的非粘性面压紧于胶布支撑面（306）上；所述胶布压合件优选为表面滚花的圆杆，圆杆能绕轴自由回转且轴向与所述胶布支撑面（306）平行；

优选的，所述的位移驱动模组、线束包胶模组（3）、胶布供料模组（4）和线束夹持模组（5）均布置于底座板（1）上，所述位移驱动模组优选为直线导轨（2）。

7.一种线束包胶布集成装置，其特征在于，包括线束合线连接设备以及如权利要求1~6任一所述的线束包胶布设备；所述的线束合线连接设备用于使线束中需要合线的导线电连接；线束包胶布设备中，所述线束夹持模组（5）布置于靠近所述线束合线连接设备的一端，所述胶布供料模组（4）布置于远离所述线束合线连接设备的一端；所述线束合线连接设备优选为超声波焊接机。

8.一种利用如权利要求1~6任一所述线束包胶布设备的线束包胶控制方法，其特征在于，步骤如下：

S1：通过所述位移驱动模组控制线束包胶模组（3）预先处于靠近胶布供料模组（4）的初始位置，所述胶布供料模组（4）的胶布刚好能输出至所述线束包胶模组（3）中包胶机构的线束入口外部；

S2：控制所述胶布供料模组（4）中的胶布导送机构工作，将胶布定长度输送至下方的包胶机构的线束入口外部，然后控制所述胶布临时固定机构对胶布进行临时固定，再通过所述升降控制机构使胶布导送机构带动胶布上升，张紧胶布的同时使胶布的留头长度满足设定要求；最后通过所述胶布切割机构对胶布进行切割，在包胶机构的线束入口外部形成由所述胶布临时固定机构悬吊固定的胶布段，保持胶布段的粘性面（409）朝向线束夹持模组（5）方向，完成胶布备料；

S3：待线束被所述线束夹持模组（5）中的夹持定位机构夹持固定后，控制张紧机构对线束进行张紧；

S4：待线束被夹持和张紧后，通过所述位移驱动模组控制线束包胶模组（3）向所述线束夹持模组（5）移动，移动过程中线束的待包胶位置接触胶布的粘性面（409），再继续带动胶布脱离胶布临时固定机构进入包胶机构中的包胶轮回转中心时，线束包胶模组（3）停止移动；

S5：控制所述的包胶机构对线束的待包胶位置进行缠绕包胶，包胶完毕后过所述位移驱动模组控制线束包胶模组（3）回复至初始位置。

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