CN111847106B - 一种线缆收线系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种线缆收线系统，包括控制装置、用于存储空盘和满盘的货架、用于调整空盘的位置以使空盘的穿线孔处于预设位置的接盘装置、用于将线缆传送至收线装置并进行排线切线的切线送线排线装置、用于固定空盘并控制线缆在空盘上缠绕的收线装置以及用于带动盘具按照预设路径移动的桁架装置，接盘装置、切线送线排线装置、收线装置和桁架装置的动作均由控制装置进行控制。本申请提供的线缆收线系统能够替代人工进行上盘、排线、下盘的操作，提高了生产效率，降低了工人的劳动量。

Description

一种线缆收线系统

技术领域

本申请涉及线缆收线设备技术领域，更具体地说，涉及一种线缆收线系统。

背景技术

目前小型线缆生产过程中，均采用人工完成盘具的装盘、上盘、下盘、包膜等工作。发明人在实践中发现，传统小型线缆生产速度快(如100m/min)，下机盘数多(如5-10分钟1卷)，每卷盘具的重量大约20-40kg，因此采用人工搬动的作业方式，会造成人员易疲劳、生产效率低的问题。

综上所述，如何实现小型光缆收线全自动化，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种线缆收线系统，其能够替代人工进行作业，提高了生产效率，降低了工人的劳动量。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种线缆收线系统，包括：

货架，用于存储盘具，所述盘具包括未缠绕线缆的空盘和/或已缠绕线缆的满盘；

接盘装置，用于调整空盘的位置，以使空盘的穿线孔处于预设位置；

切线送线排线装置，用于将线缆传送至收线装置，绕线过程中进行排线，并在空盘绕线完毕成为满盘后切断线缆；

所述收线装置，用于固定空盘，并控制线缆在空盘上缠绕；

桁架装置，用于控制盘具按照预设路径在所述货架、所述接盘装置、所述切线送线排线装置和所述收线装置之间移动；

控制装置，所述接盘装置、所述切线送线排线装置、所述收线装置和所述桁架装置分别与所述控制装置电连接。

可选的，所述货架包括用于存放满盘的缓存区域，所述缓存区域包括用于放置满盘的至少两个满盘放置工位，所述缓存区域设有用于检测所述满盘放置工位中是否放置有满盘的检测传感器，所述检测传感器与所述满盘放置工位一一对应，每一所述检测传感器与所述控制装置电连接。

可选的，所述桁架装置包括可沿X方向、Y方向和Z方向移动的桁架臂，所述桁架臂底端设有夹盘夹具和驱动所述夹盘夹具绕Z方向转动的夹盘旋转电机。

可选的，所述接盘装置包括接盘座、用于检测盘具上穿线孔位置的校准传感器以及枢装于所述接盘座并用于带动盘具转动的转盘导辊，所述转盘导辊与所述校准传感器分别与所述控制装置电连接，所述控制装置用于根据所述校准传感器的检测结果控制所述转盘导辊转动。

可选的，所述接盘座包括接盘下座和接盘上座，所述接盘装置还包括驱动所述接盘下座沿X方向移动的移动电机和驱动所述接盘上座沿Z方向升降的顶升气缸，所述移动电机与所述接盘下座连接，所述顶升气缸的固定端与所述接盘下座连接，所述顶升气缸的活动端与所述接盘上座连接。

可选的，所述切线送线排线装置包括：

出线机构，用于沿Y方向朝所述收线装置传送线缆；

切刀，设于所述出线机构上，用于在空盘绕线完毕后切断线缆；

平移升降机构，与所述出线机构连接，并控制所述出线机构沿Z方向升降和沿X方向平移。

可选的，所述出线机构包括沿Y方向依次分布的定位轮、驱动线缆的线缆牵引组件、导向轮和沿Y方向延伸的穿线导管，所述切刀设于所述导向轮和所述穿线导管之间。

可选的，所述线缆牵引组件包括传送带驱动部和两个传送带组件，所述传送带驱动部与所述传送带组件连接，并带动两个所述传送带组件贴合夹紧线缆以及带动两个所述传送带组件分离松开线缆。

可选的，所述收线装置包括收线电机、与所述收线电机的驱动轴固定的第一夹盘、与所述收线电机的驱动轴固定的收线顶头、设于所述收线顶头并用于夹紧线缆端部的内端夹紧装置、与所述第一夹盘配合夹紧盘具的第二夹盘以及与所述第二夹盘连接并带动所述第二夹盘摆动的摇臂。

可选的，所述收线装置还包括绕膜电机、空套于所述收线电机的驱动轴外周的传动盘、连接所述绕膜电机的驱动轴与所述传动盘的传动带以及固定于所述传动盘并用于在盘具外周包膜的绕膜装置。

通过上述方案，本申请提供的线缆收线系统的有益效果在于：

本申请提供的线缆收线系统包括货架、接盘装置、切线送线排线装置、收线装置、桁架装置以及控制装置。在工作过程中，空盘放置在货架上，桁架装置将空盘移动至接盘装置上，接盘装置调整空盘的位置，使得空盘的穿线孔处于预设位置；然后桁架装置将空盘放置在收线装置上，待切线送线排线装置将线缆传送至收线装置后，收线装置控制线缆在空盘上缠绕，切线送线排线装置在绕线时还配合进行排线；空盘绕线完毕后，切线送线排线装置切断线缆，桁架装置将满盘移动至货架上。

本申请提供的线缆收线系统能够替代人工进行上盘、排线、下盘的操作，从而提高了生产效率，降低了工人的劳动量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种线缆收线系统的结构示意图；图中右下角的直线表示线缆；

图2为本申请实施例提供的一种盘具小车的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种缓存区域的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种接盘装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种切线送线排线装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种收线装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种桁架装置的结构示意图。

图中的附图标记为：

货架1、盘具小车11、缓存区域12；接盘装置2、接盘座21、接盘上座211、接盘下座212、转盘导辊22、移动电机23、顶升气缸24、推盘气缸25、移动滑块26、导向滑杆27、校准传感器28；切线送线排线装置3、出线机构31、出线机构安装板311、定位轮312、线缆牵引组件313、导向轮314、穿线导管315、穿线模具316、排线导轮317、切刀32、平移升降机构33、缠绕膜支架34；收线装置4、收线电机41、第一夹盘42、收线顶头43、内端夹紧装置44、第二夹盘45、摇臂46、绕膜电机47、传动盘48、绕膜装置49；桁架装置5、桁架臂51、桁架臂安装板52、X滑轨53、Y滑轨54、X滑轨平移电机55、桁架臂升降电机56、夹盘夹具57、夹盘旋转电机58、夹盘夹紧电机59；检测传感器6；控制柜7；控制屏8。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供的线缆收线系统应用于绕线盘，绕线盘通常包括绕线管，绕线管的侧壁设置有穿线孔，另外，为了对线缆进行有效限位，一般还会在绕线管的两端设置有挡板。绕线盘的具体结构可参考现有技术。

本申请提供的线缆收线系统能够在XYZ三维直角坐标系内进行动作，本申请中，以图1所示的视角为例，工人面对控制屏8站立时，左右方向为X方形，前后方向为Y方向，竖直方向为Z方向。

请参考图1，本申请提供的线缆收线系统可以包括：货架1、接盘装置2、切线送线排线装置3、收线装置4、桁架装置5、控制装置。

货架1用于存储空盘和/或满盘，空盘和满盘统称为盘具。在实际应用中，空盘和满盘可以分开放置，此时，货架1具体包括盘具小车11和缓存区域12。请参考图2，盘具小车11用于存放空盘，盘具小车11的规格依据盘具尺寸设计，放置结构紧凑，定位误差±5mm，约可放置一天的盘具储存量，使得现场整洁。请参考图3，缓存区域12用于存放满盘，缓存区域12可以设置在盘具小车11的一侧，缓存区域12包括至少两个满盘放置工位，每一个满盘放置工位可以放置一个满盘，另外，为了避免线缆相撞，优选在缓存区域12设置检测传感器6，检测传感器6可以具体采用光电感应器，检测传感器6与满盘放置工位一一对应，用来检测对应的满盘放置工位中是否放置有满盘；相应的，在实际使用时，每一检测传感器6与控制装置电连接，控制装置根据各个检测传感器6的检测结果，控制桁架装置5将满盘放置在未放置满盘的满盘放置工位上，若全部满盘放置工位均放置有满盘，则控制装置控制线缆收线系统停机，暂停空盘的绕线过程，待存在空余的满盘放置工位后再重启继续工作。

接盘装置2用于对空盘的穿线孔进行校准，其通过调整空盘的位置，使得空盘的穿线孔处于预设位置。

可选的，在一种实施例中，请参考图4，接盘装置2包括接盘座21、校准传感器28和转盘导辊22。其中，校准传感器28设置在接盘座21或者货架1上，用于检测盘具上的穿线孔的位置，校准传感器28与控制装置电连接，并向控制装置发送检测信号，控制装置根据检测信号能够判断空盘上的穿线孔是否旋转到预设位置。转盘导辊22枢装于接盘座21，转盘导辊22配有驱动元件，在使用时，空盘放置在转盘导辊22上，转盘导辊22在驱动元件的带动下绕自身轴线旋转，并带动空盘旋转。转盘导辊22的驱动元件与控制装置电连接，当空盘上的穿线孔旋转到预设位置，控制装置控制转盘导辊22停止转动。

可选的，在一种实施例中，转盘导辊22的数量为两个，此时两个转盘导辊22可以更好的支撑盘具。

可选的，在另一种实施例中，接盘装置2还包括移动电机23和顶升气缸24，相应的，接盘座21包括上下布置的接盘下座212和接盘上座211。移动电机23与接盘下座212连接，并驱动接盘下座212沿X方向移动；顶升气缸24的固定端与接盘下座212连接，顶升气缸24的活动端与接盘上座211连接，从而驱动接盘上座211沿Z方向升降。

可选的，在其他实施例中，接盘上座211可以设置推盘气缸25，通过推盘气缸25实现X方向的定位。接盘下座212的边缘可以设置移动滑块26，来为接盘下座212导向。接盘下座212可以设置导向孔和直线轴承，接盘上座211设置与直线轴承配合的导向滑杆27。接盘装置2的各个定位均可以采用光电探头定位，动作先后采用控制装置控制。

切线送线排线装置3用于将线缆传送至收线装置4，绕线过程中进行排线，并在空盘绕线完毕成为满盘后切断线缆。

可选的，在一种实施例中，请参考图5，切线送线排线装置3包括出线机构31、切刀32、平移升降机构33。出线机构31用于沿Y方向朝收线装置4传送线缆，使得线缆进入收线装置4的作业区域；切刀32设于出线机构31上，用于在空盘绕线完毕后切断线缆；平移升降机构33与出线机构31连接，并控制出线机构31沿Z方向升降和沿X方向平移。在收线装置4收卷线缆的过程中，切线送线排线装置3沿X方向进行左右移动，同时沿Z方向进行上下移动，从而将线缆逐层整齐的收卷到盘具上，实现排线功能。

可选的，在一种实施例中，出线机构31包括出线机构安装板311，出线机构安装板311上沿Y方向依次设置有定位轮312、线缆牵引组件313、导向轮314和穿线导管315。线缆牵引组件313用于驱动线缆移动，其结构有多种选择，例如，线缆牵引组件313可以为两个配合夹紧线缆的滚筒，两个滚筒转动并带动线缆移动；再例如，线缆牵引组件313包括传送带驱动部和两个传送带组件，每一个传送带组件包括一个传送带和两个传动辊，传送带驱动部与一个或者两个传送带组件连接，并带动两个传送带组件贴合并夹紧线缆，以及带动两个传送带组件分离并松开线缆。穿线导管315沿Y方向延伸，用于为线缆导向。穿线导管315靠近线缆牵引组件313的一端可以设置喇叭形状的穿线模具316，更加方便线缆进入穿线导管315。穿线导管315靠近收线装置4的一端可以设置排线导轮317。切刀32设于导向轮314和穿线导管315之间。在工作过程中，线缆通过定位轮312进行定位，通过线缆牵引组件313的两个传送带夹紧后，进行切线、送线动作，通过穿线导管315完成穿线动作，通过排线导轮317进行排线。期间各个定位采用光电探头定位，动作先后采用PLC控制。可选的，出线机构安装板311可以设置缠绕膜支架34，来固定缠绕膜。

收线装置4用于固定空盘，并控制线缆在空盘上缠绕。

可选的，在一种实施例中，请参考图6，收线装置4包括收线电机41、第一夹盘42、收线顶头43、内端夹紧装置44、第二夹盘45、摇臂46。其中，第一夹盘42与收线电机41的驱动轴固定；收线顶头43与收线电机41的驱动轴固定，其设置在第一夹盘42的一侧；内端夹紧装置44设于收线顶头43，内端夹紧装置44用于夹紧线缆端部，其可以采用具有弹性的卡子结构，或者夹紧气缸，并且在盘具调整到位后，内端夹紧装置44与盘具的穿线孔正对；第二夹盘45与第一夹盘42配合，并夹紧盘具的两端；摇臂46与第二夹盘45连接并带动第二夹盘45摆动。

可选的，在一种实施例中，收线装置4还包括绕膜电机47、传动盘48、传动带和绕膜装置49；其中，绕膜电机47设置在收线电机41的侧部；传动盘48空套在收线电机41的驱动轴的外周，收线电机41的驱动轴转动，不会带动传动盘48旋转；绕膜电机47的驱动轴与传动盘48通过传动带传动连接；绕膜装置49固定于传动盘48上，用于在盘具外周包膜。

在工作过程中，线缆的端部穿过盘具的穿线孔和内端夹紧装置44，并被内端夹紧装置44夹紧固定，而后收线顶头43转动一定角度，进行内端预留。摇臂46摆动到位后，第二夹盘45与第一夹盘42夹紧盘具。在收线过程中，收线顶头43、第一夹盘42和第二夹盘45同步旋传，进行收卷线缆，通过绕膜电机47进行缠绕膜包覆。期间各个定位采用光电探头定位，动作先后采用PLC控制。

桁架装置5用于控制盘具按照预设路径在货架1、接盘装置2、切线送线排线装置3和收线装置4之间移动，控制过程中可以包括抓取、传送和放置等动作。桁架装置5主要包括夹盘夹具57，并且夹盘夹具57能够在XYZ空间内移动并夹取盘具即可。

可选的，在一种实施例中，请参考图7，桁架装置5包括桁架臂51，桁架臂51竖直设置，桁架臂51通过桁架臂安装板52设置在沿X方向延伸的X滑轨53上，X滑轨53的端部通过滑块设置在沿Y方向延伸的Y滑轨54上，X滑轨平移电机55驱动桁架臂51沿X滑轨53移动，Y滑轨平移电机驱动X滑轨53整体沿Y滑轨54移动，同时桁架臂安装板52上设置桁架臂升降电机56，桁架臂升降电机56的机壳与桁架臂安装板52固定，桁架臂升降电机56的驱动轴与桁架臂51连接，从而桁架臂升降电机56驱动桁架臂51升降。上述结构保障桁架臂51可以沿X方向、Y方向和Z方向进行移动。桁架臂51的底端设置夹盘基座，夹盘基座下方设置用于夹取盘具的夹盘夹具57，桁架臂51上设置夹盘旋转电机58，来驱动夹盘夹具57绕Z方向整体旋转，同时桁架臂51上设置夹盘夹紧电机59实现夹盘夹具57的夹紧动作。桁架装置5的各个定位均可以采用光电探头定位，动作先后采用PLC控制。

可以理解的，除了上述结构，也可以采用机器人来控制夹盘夹具57，夹盘夹具57设置在机器人的执行末端，由机器人通过多关节的运动直接带动夹盘夹具57在XYZ空间内进行作业。机器人的具体结构和工作原理可以参考现有技术。

控制装置用于接收各个检测元件的信号，并根据信号和预设程序控制各个电控元件动作。接盘装置2、切线送线排线装置3、收线装置4和桁架装置5分别与控制装置电连接。控制装置可以放置在控制柜7中。控制装置可以采用PLC。为了方便使用，可以在货架1的前侧设置控制屏8。

上述结构的线缆收线系统的工作过程如下：

桁架装置5在盘具小车11内抓取空盘，桁架装置5将抓取的空盘放置接盘装置2上，接盘装置2通过转盘导辊22带动空盘转动，校准盘具穿线孔位置，穿线孔的位置校准后，桁架装置5抓取盘具，将盘具夹取至收线装置4，切线送线排线装置3将线缆送入盘具的穿线孔，并再送入约20cm线缆，使线缆进入收线装置4的内端夹紧装置44内，内端夹紧装置44夹紧线缆，转动收线顶头43；而后收线装置4启动摇臂46，使得第一夹盘42与第二夹盘45配合将盘具夹紧，收线装置4启动收线电机41，开始收卷线缆。同时在收卷线缆的过程中，切线送线排线装置3左右、上下移动进行排线。

另外，考虑到单个盘具收卷线缆的时间可能长于盘具穿线孔校准的时间，因此，在收卷线缆的过程中，还可以控制桁架装置5再次在盘具小车11内抓取空盘，桁架装置5将抓取的空盘放置接盘装置2上，接盘装置2通过转盘导辊22带动空盘，校准盘具穿线孔位置，位置校准后，桁架装置5抓取盘具，将盘具放置在等待处。待前一盘具排线完毕成为满盘后，桁架装置5直接从等待处抓取新的空盘，节省作业时间。

当盘具上缠绕的线缆达到设定长度，切线送线排线装置3启动切刀32，将线缆切断，收线装置4启动绕膜电机47，进行包膜动作，包膜完成后收线装置4控制内端夹紧装置44松开线缆，并反转收线顶头43，将线缆端部松开，接盘装置2运行至收线装置4下方后启动顶升气缸24，接盘装置2接住满盘线缆，收线装置4控制摇臂46抬升，使得第二夹盘45离开盘具，接盘装置2将满盘移出收线装置4。而后桁架装置5将下一空盘安装至收线装置4进行上盘，将满盘抓取后放置在缓存区域12，通过上述过程进行循环自动生产。

由上述实施方式可以见，本申请提供的线缆收线系统的有益效果在于：

本申请提供的线缆收线系统能够替代人工进行上盘、排线、下盘的操作，从而提高了生产效率降低了工人的劳动量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的线缆收线系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种线缆收线系统，其特征在于，包括：

货架(1)，用于存储盘具，所述盘具包括未缠绕线缆的空盘和/或已缠绕线缆的满盘；

接盘装置(2)，用于调整空盘的位置，以使空盘的穿线孔处于预设位置；

切线送线排线装置(3)，用于将线缆传送至收线装置(4)，绕线过程中进行排线，并在空盘绕线完毕成为满盘后切断线缆；

所述收线装置(4)，用于固定空盘，并控制线缆在空盘上缠绕；

桁架装置(5)，用于控制盘具按照预设路径在所述货架(1)、所述接盘装置(2)、所述切线送线排线装置(3)和所述收线装置(4)之间移动；

控制装置，所述接盘装置(2)、所述切线送线排线装置(3)、所述收线装置(4)和所述桁架装置(5)分别与所述控制装置电连接；所述接盘装置(2)包括接盘座(21)，所述接盘座(21)包括接盘下座(212)和接盘上座(211)，所述接盘装置(2)还包括驱动所述接盘下座(212)沿X方向移动的移动电机(23)和驱动所述接盘上座(211)沿Z方向升降的顶升气缸(24)，所述移动电机(23)与所述接盘下座(212)连接，所述顶升气缸(24)的固定端与所述接盘下座(212)连接，所述顶升气缸(24)的活动端与所述接盘上座(211)连接；所述收线装置(4)包括收线电机(41)、与所述收线电机(41)的驱动轴固定的第一夹盘(42)、与所述收线电机(41)的驱动轴固定的收线顶头(43)、设于所述收线顶头(43)并用于夹紧线缆端部的内端夹紧装置(44)、与所述第一夹盘(42)配合夹紧盘具的第二夹盘(45)以及与所述第二夹盘(45)连接并带动所述第二夹盘(45)摆动的摇臂(46)。

2.根据权利要求1所述的线缆收线系统，其特征在于，所述货架(1)包括用于存放满盘的缓存区域(12)，所述缓存区域(12)包括用于放置满盘的至少两个满盘放置工位，所述缓存区域(12)设有用于检测所述满盘放置工位中是否放置有满盘的检测传感器(6)，所述检测传感器(6)与所述满盘放置工位一一对应，每一所述检测传感器(6)与所述控制装置电连接。

3.根据权利要求1所述的线缆收线系统，其特征在于，所述桁架装置(5)包括可沿X方向、Y方向和Z方向移动的桁架臂(51)，所述桁架臂(51)底端设有夹盘夹具(57)和驱动所述夹盘夹具(57)绕Z方向转动的夹盘旋转电机(58)。

4.根据权利要求1所述的线缆收线系统，其特征在于，所述接盘装置(2)包括用于检测盘具上穿线孔位置的校准传感器(28)以及枢装于所述接盘座(21)并用于带动盘具转动的转盘导辊(22)，所述转盘导辊(22)与所述校准传感器(28)分别与所述控制装置电连接，所述控制装置用于根据所述校准传感器(28)的检测结果控制所述转盘导辊(22)转动。

5.根据权利要求1所述的线缆收线系统，其特征在于，所述切线送线排线装置(3)包括：

出线机构(31)，用于沿Y方向朝所述收线装置(4)传送线缆；

切刀(32)，设于所述出线机构(31)上，用于在空盘绕线完毕后切断线缆；

平移升降机构(33)，与所述出线机构(31)连接，并控制所述出线机构(31)沿Z方向升降和沿X方向平移。

6.根据权利要求5所述的线缆收线系统，其特征在于，所述出线机构(31)包括沿Y方向依次分布的定位轮(312)、驱动线缆的线缆牵引组件(313)、导向轮(314)和沿Y方向延伸的穿线导管(315)，所述切刀(32)设于所述导向轮(314)和所述穿线导管(315)之间。

7.根据权利要求6所述的线缆收线系统，其特征在于，所述线缆牵引组件(313)包括传送带驱动部和两个传送带组件，所述传送带驱动部与所述传送带组件连接，并带动两个所述传送带组件贴合夹紧线缆以及带动两个所述传送带组件分离松开线缆。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的线缆收线系统，其特征在于，所述收线装置(4)还包括绕膜电机(47)、空套于所述收线电机(41)的驱动轴外周的传动盘(48)、连接所述绕膜电机(47)的驱动轴与所述传动盘(48)的传动带以及固定于所述传动盘(48)并用于在盘具外周包膜的绕膜装置(49)。

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