CN112103754A - 自动剥线机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种自动剥线机，包括剥切单元(A)、旋转单元(B)、拉拔单元(C)和加热单元(D)，旋转单元(B)包括转轴(5)，剥切单元(A)包括刀头(1)、固定座(2)和刀头驱动机构，转轴(5)转动，带动固定座(2)和刀头(1)随转轴(5)转动；刀头驱动机构带动刀头(1)沿垂直于转轴(5)的方向作进给运动；拉拔单元(C)带动刀头(1)沿转轴(5)的轴线方向运动，做进退刀动作；加热单元(D)对刀头(1)进行加热。由此，本发明实施例的自动剥线机集成度高，采用多种方式进行剥线，能够有效地提高剥线工作的效率，同时切割后的切面平整，不易损伤线芯，能够保证线缆电气连接的可靠性。

Description

自动剥线机
技术领域
本发明涉及工业加工设备技术领域，具体涉及一种自动剥线机。
背景技术
在工业自动化生产过程中，线缆通常需要将一段外皮剥除露出内部的线芯，以便于与端子等连接，剥线工作的质量直接影响着产品电气连接的可靠性。传统的剥线机采用“V”形刀片对插，对线缆的外皮进行切割，然后通过拉拔的方式去除外皮，但是这种剥线方式不能完全切断外皮，拉拔时容易损伤内部的线芯，同时容易造成外皮的切面不平整，影响电气连接的可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种自动剥线机，能够提高剥线效率，不易损伤线芯。
本发明实施例的自动剥线机，包括：
剥切单元，包括刀头、固定座和刀头驱动机构，所述刀头与所述固定座可移动地连接，所述刀头驱动机构与所述刀头连接；
旋转单元，包括转轴，所述转轴与所述固定座连接，所述旋转单元被配置为带动所述刀头随所述转轴旋转；
拉拔单元，被配置为带动所述刀头沿所述转轴的轴向运动；以及
加热单元，被配置为对所述刀头进行加热；
其中，所述刀头驱动机构被配置为驱动所述刀头沿垂直于所述转轴的方向运动。
进一步地，所述刀头驱动机构包括动力装置和传动系统，所述动力装置通过所述传动系统带动所述刀头沿垂直于所述转轴的方向移动，所述传动系统包括：
滑套，套设在所述转轴外，所述滑套被配置为沿所述转轴移动，所述滑套具有沿所述转轴的轴向延伸的轨迹槽；
销轴；以及
摆杆，具有主动端和从动端，所述主动端被配置为沿所述轨迹槽移动，所述从动端与所述刀头连接，所述摆杆的中部通过所述销轴与所述固定座可转动地连接。
进一步地，所述轨迹槽被配置为与所述转轴的轴线之间的距离自第一端向第二端逐渐减小，所述第一端为远离所述固定座的一端，所述第二端为靠近所述固定座的一端。
进一步地，所述传动系统还包括：
弹性元件，与所述摆杆和所述固定座连接，所述弹性元件被配置为使所述主动端与所述轨迹槽保持接触。
进一步地，所述滑套还具有环槽，所述传动系统还包括：
滚轮，滚动设置于所述环槽内，所述滚轮的转轴与所述滑套的轴线垂直；以及
推杆，一端与所述动力装置连接，另一端与所述滚轮连接。
进一步地，所述剥切单元包括多个刀头，所述多个刀头以中心对称的方式与所述固定座连接。
进一步地，所述固定座形成有供线缆穿过的穿孔，多个所述刀头设置于所述穿孔的周向上。
进一步地，所述固定座具有垂直于所述转轴的导向槽，所述刀头包括：
刀架，可移动地设置于所述导向槽；以及
切刀，固定于所述刀架。
进一步地，所述加热单元与所述刀架连接，所述刀架由导热材料制成。
进一步地，所述转轴为花键轴，所述滑套具有与所述花键轴匹配的花键槽。
本发明实施例提供了一种自动剥线机，包括剥切单元、旋转单元、拉拔单元和加热单元，旋转单元包括转轴，剥切单元包括刀头、固定座和刀头驱动机构，转轴转动，带动固定座和刀头随转轴转动；刀头驱动机构带动刀头沿垂直于转轴的方向作进给运动；拉拔单元带动刀头沿转轴的轴线方向运动，做进退刀动作；加热单元对刀头进行加热。由此，本发明实施例的自动剥线机集成度高，采用多种方式进行剥线，能够有效地提高剥线工作的效率，同时切割后的切面平整，不易损伤线芯，能够保证线缆电气连接的可靠性。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的自动剥线机的立体结构示意图；
图2是本发明实施例的自动剥线机的俯视图；
图3是本发明实施例的自动剥线机的右视图；
图4是本发明实施例的自动剥线机的剖视图；
图5是本发明实施例的自动剥线机的剖视图的局部放大示意图。
附图标记说明：
A-剥切单元；B-旋转单元；C-拉拔单元；D-加热单元；
1-刀头；11-刀架；12-切刀；2-固定座；21-穿孔；22-导向槽；3-动力装置；4-传动系统；41-滑套；411-轨迹槽；412-环槽；42-销轴；43-摆杆；431-主动端；432-从动端；44-弹性元件；45-滚轮；46-推杆；5-转轴。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1-图4分别是本发明实施例的自动剥线机的立体结构示意图、俯视图、右视图和剖视图，其中图4是沿图3中的X-X方向的剖视图。如图1-图4所示，本实施例的自动剥线机包括剥切单元A、旋转单元B、拉拔单元C和加热单元D。剥切单元A包括刀头1、固定座2和刀头驱动机构，刀头1与固定座2之间滑动连接，刀头驱动机构与刀头1连接。旋转单元B包括转轴5，转轴5与固定座2连接，旋转单元B用于带动刀头1随转轴5旋转，刀头驱动机构驱动刀头1沿垂直于转轴5的方向作进给运动。拉拔单元C用于带动刀头1沿转轴5的轴向运动，加热单元D用于对刀头1进行加热。
转轴5的端部与固定座2固定连接，转轴5转动时，带动固定座2转动，从而使刀头1随转轴5旋转，从而能够对线缆外皮进行旋转式切割，能够避免发生采用传统的对插式切割方法无法完全切断外皮的情形，同时能够使得切割后的线缆外皮断面较为整齐。
旋转单元B还包括转轴驱动装置，转轴驱动装置用于驱动转轴5旋转。转轴驱动装置可以是旋转电机、旋转气缸等动力装置。本实施例中的转轴驱动装置可以是旋转伺服电机，能够较为精准地控制转轴5的位置。
刀头驱动机构包括动力装置3和传动系统4，传动系统4连接动力装置3和刀头1，动力装置3通过传动系统4带动刀头1作进给运动。动力装置3可以是气缸、电机等适于输出动力的装置。
图5是图4中的Y处局部放大示意图。如图1-图5所示，在本发明的至少部分实施例中，传动系统4包括滑套41、销轴42和摆杆43。滑套41套设在所述转轴5外并与转轴5在轴向上滑动连接，由此，滑套41能够随转轴5转动，也能够沿转轴5的轴向移动。优选地，转轴5为花键轴，滑套41具有与花键轴相对应的花键槽，花键轴与具有花键槽的滑套41相配合，可以使转轴5稳定地带动滑套41同步转动，同时能够对滑套41沿转轴5轴向的运动起到很好的导向作用。滑套41外侧具有沿转轴5的轴向延伸的轨迹槽411。
摆杆43具有主动端431和从动端432，摆杆43的中部通过销轴42与固定座2转动连接，使得摆杆43能够绕销轴42摆动，则摆杆43相当于销轴42为支点的杠杆。当主动端431向远离转轴5的方向运动时，从动端432向靠近轴线的方向运动；反之，当主动端431向靠近转轴5的方向运动时，从动端432向远离轴线的方向运动。主动端431置于轨迹槽411中，能够沿轨迹槽411移动，从动端432与刀头1连接。优选地，固定座2具有容纳摆杆43的容纳槽，摆杆43的一部分设置在容纳槽中，容纳槽能够对摆杆43起到一定的保护作用。
轨迹槽411与转轴5的轴线之间的距离自第一端向第二端按照预定的设置发生变化，其中第一端为轨迹槽411远离固定座2的一端，第二端为靠近固定座2的一端。由此，当主动端431沿轨迹槽411运动时可以带动与从动端432连接的刀头1发生相应的运动，调节刀头1的进给量。轨迹槽411可以为平面、曲面或复杂表面，所述复杂表面例如多段斜率不同的平面组成的表面，或者，平面和曲面间隔设置的表面等。在一实施例中，轨迹槽411与转轴5的轴线之间的距离自第一端向第二端逐渐减小，当主动端431自轨迹槽411的第二端向第一端运动时，刀头1始终向靠近轴线的方向作进给运动，对线缆的外皮进行切割。进一步地，轨迹槽411为与转轴5相倾斜的平面，便于进行加工。
在一实施例中，传动系统4还包括弹性元件44，弹性元件44设置在固定座2处，弹性元件44的两端分别与摆杆43和固定座2连接，在弹性元件44的弹力作用下，主动端431始终与轨迹槽411保持接触，由此可以使刀头1的进给运动与滑套41沿轴线方向的运动保持关联。弹性元件44可以是弹片、弹力绳、弹簧等，应理解，能够实现使主动端431与轨迹槽411保持接触的弹性材料、弹性器件或弹性结构均可以作为弹性元件44，本发明对此不作限制。进一步地，如图4所示，在本实施例中，弹性元件44可以为压缩弹簧，压缩弹簧一端抵接于容纳槽底部，另一端与摆杆43抵接，压缩弹簧与摆杆43连接的位置处于销轴42与从动端432之间。
当然，本领域技术人员也可以采取其他方式使主动端431与轨迹槽411保持接触，例如，主动端431设置磁铁，滑套41采用钢等磁性材料制成，所述磁性材料是指能够被磁铁吸引的材料。
在本发明至少部分实施例中，传动系统4还包括滚轮45和推杆46，滑套41周向上具有环槽412。推杆46与动力装置3连接，滚轮45与推杆46转动连接。滚轮45置于环槽412内，且滚轮45的轴线与滑套41的轴线基本相垂直，滚轮45的直径与环槽412的宽度相匹配，滚轮45与环槽412之间具有较小的间隙，避免滚轮45发生晃动，同时能够使滑套41的行程与推杆46的行程基本一致，便于通过推杆46控制滑套41的位置。动力装置3驱动推杆46沿转轴5的轴线方向运动，滚轮45与环槽412的侧壁接触，推动滑套41沿转轴5的轴向运动。设置环槽412和滚轮45可以使滑套41沿转轴5进行线性运动，同时不影响滑套41随转轴5进行旋转运动的功能。滚轮45也可以由滚珠或其他有利于减小与滑槽之间的摩擦力的部件进行替换。在一实施例中，动力装置3为步进丝杆电机，能够使滑套41的移动和位置控制的精度较高
优选地，可以设置多个滚轮45和推杆46，多个滚轮45和推杆46对称设置，能够使滑套41的轴向移动更加平稳。如图1-图3所示，在一实施例中，传动轴系统包括两个推杆46和滚轮45，两个推杆46对称设置于转轴5外周，能够平衡驱动滑套41沿轴向运动。
刀头1包括刀架11和切刀12，切刀12用于对线缆的外皮进行切割，刀架11用于固定切刀12。优选地，固定座2具有垂直于转轴5的导向槽22，且导向槽22自固定座2的外周向转轴5的轴线处延伸。刀架11滑动设置于导向槽22内，摆杆43能够对刀架11进行支撑。从动端432与刀架11连接，摆杆43摆动时，从动端432推动刀架11沿导向槽22移动。
剥切单元A可以根据需要设置一个或多个刀头1。在一实施例中，剥切单元A包括多个刀头1，多个刀头1以中心对称的方式分别与固定座2连接。如图1-图4所示的自动剥线机具有两个刀头1，两个刀头1对称设置。传动系统4包括对应的多个摆杆43和销轴42，滑套41具有对应的多个轨迹槽411。刀头驱动机构带动多个刀头1作开合运动，能够通过对插的方式对线缆的外皮进行初步的切割，设置多个刀头1可以提高剥线的效率。多个刀头1可以完全相同，也可以根据需要设置为不同。通过设置轨迹槽411的形状、摆杆43的形状、销轴42的位置等方式，可以将多个刀头1之间的进给量设置为不同。例如当线缆外皮的硬度、韧性较高时，可能需要使用不同的切刀12反复进行切割。在一实施例中，固定座2上的导向槽22在自动剥线机的轴向上的位置可以不同，也即切刀12在轴向上可以具有预定的距离，从而可以实现在一次切割中去除或保留线缆中部预定长度的外皮。
进一步地，固定座2形成有供线缆穿过的穿孔21，多个刀头1围绕在穿孔21的周向上。在进行剥线工作时，将线缆穿于穿孔21中，外周的刀头1对线缆的外皮进行切割。与相互分离的悬臂式的固定座2相比，设置整体度较高的具有穿孔21的固定座2，将多个刀头1固定于同一个固定座2上，可以更好地保证多个刀头1在切割时的同轴度，避免损伤线缆内部的线芯。
拉拔单元C用于带动刀头1沿轴向运动，实现进刀和退刀的功能，例如，使刀头1带动切割后的外皮沿轴向移动，以褪除外皮露出内部的线芯。在一实施例中，拉拔单元C包括线性模组，线性模组包括直线导轨和滑座，直线导轨与转轴5平行，滑座设置在直线导轨上并沿直线导轨移动，剥切单元A、旋转单元B和加热单元D固定于滑座上。线性模组采用伺服电机作为动力源，能够较为精确地控制线性模组的行程。伺服电机和滑座之间可以采用伺服电机和丝杆螺母传动，也可以采用伺服电机和同步带传动，或者也采用其他形式的传动方式。
加热单元D包括加热装置，加热装置可以是加热棒、电热丝、电磁加热装置、红外加热装置等任何适用于对刀头1进行加热的装置，本发明对此不作限定。可选地，本实施例中的加热装置可以是电加热棒。加热装置可以与刀架11连接，刀架11由导热性好的材料制成(例如黄铜)，加热装置对刀架11进行加热，热量从刀架11传递至切刀12。对切刀12进行加热能够将线缆的外皮融化，降低切割的难度，提高剥线的效率。
优选地，加热单元D还包括温度传感器，温度传感器用于检测刀架11和/或切刀12的温度，便于对切刀12的温度进行控制。温度传感器可以是热电偶传感器、热电阻传感器或其他形式的用于检测物体温度的传感器。
优选地，自动剥线机还包括多个位置传感器，用于检测剥切单元A、旋转单元B以及/或者拉拔单元C的动作位置。自动剥线机还包括控制器，控制器根据位置传感器发送的信号，控制自动剥线机上相应的执行机构执行对应的动作。例如，当位置传感器检测到拉拔单元C推动刀头1运动至切割工作位置时，控制器控制剥切单元A、旋转单元B和加热单元D工作，对线缆外皮进行切割。
下面结合图1-图5介绍本发明实施例的自动剥线机的工作过程：
外部的线缆固定装置对线缆进行定位夹持，使线缆与转轴5对齐，拉拔单元C工作，带动剥切单元A移动，使刀头1移动至预定的位置，刀头1与线缆上预定的切面位置对齐。动力装置3工作，推动滑套41轴向移动，控制刀头1进给，使两个切刀12闭合，对线缆外皮进行切割，切割深度与线缆外皮的厚度保持一致。然后，转轴5转动，使刀头1绕线缆旋转，完全切断外皮。在此过程中，加热单元D保持工作状态，使切刀12保持在合适的温度范围内，提升切割效果。切割完成后，拉拔单元C工作，带动切刀12作退刀动作，切刀12剥除切割下的外皮，使外皮与线芯分离，完成剥线工作。
以上仅为本发明实施例的自动剥线机的一种可行的工作过程，本领域技术人员可以根据实际情况对各执行机构的动作顺序进行合理的调整，例如，可以使刀头驱动机构和旋转单元B同时工作，使刀头1在闭合的同时进行旋转。
本发明实施例的自动剥线机，包括剥切单元、旋转单元、拉拔单元和加热单元，旋转单元包括转轴，剥切单元包括刀头、固定座和刀头驱动机构，转轴转动，带动固定座和刀头随转轴转动，刀头驱动机构带动刀头沿垂直于转轴的方向作进给运动。拉拔单元带动刀头沿转轴的轴线方向运动，做进退刀动作。加热单元对刀头进行加热。由此，本发明实施例的自动剥线机集成度高，采用多种方式进行剥线，能够有效地提高剥线工作的效率，同时切割后的切面平整，不易损伤线芯，能够保证线缆电气连接的可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动剥线机，其特征在于，包括：
剥切单元(A)，包括刀头(1)、固定座(2)和刀头驱动机构，所述刀头(1)与所述固定座(2)可移动地连接，所述刀头驱动机构与所述刀头(1)连接；
旋转单元(B)，包括转轴(5)，所述转轴(5)与所述固定座(2)连接，所述旋转单元(B)被配置为带动所述刀头(1)随所述转轴(5)旋转；
拉拔单元(C)，被配置为带动所述刀头(1)沿所述转轴(5)的轴向运动；以及
加热单元(D)，被配置为对所述刀头(1)进行加热；
其中，所述刀头驱动机构被配置为驱动所述刀头(1)沿垂直于所述转轴(5)的方向运动。
2.根据权利要求1所述的自动剥线机，其特征在于，所述刀头驱动机构包括动力装置(3)和传动系统(4)，所述动力装置(3)通过所述传动系统(4)带动所述刀头(1)沿垂直于所述转轴(5)的方向移动，所述传动系统(4)包括：
滑套(41)，套设在所述转轴(5)外，所述滑套(41)被配置为沿所述转轴(5)移动，所述滑套(41)具有沿所述转轴(5)的轴向延伸的轨迹槽(411)；
销轴(42)；以及
摆杆(43)，具有主动端(431)和从动端(432)，所述主动端(431)被配置为沿所述轨迹槽(411)移动，所述从动端(432)与所述刀头(1)连接，所述摆杆(43)的中部通过所述销轴(42)与所述固定座(2)可转动地连接。
3.根据权利要求2所述的自动剥线机，其特征在于，所述轨迹槽(411)被配置为与所述转轴(5)的轴线之间的距离自第一端向第二端逐渐减小，所述第一端为远离所述固定座(2)的一端，所述第二端为靠近所述固定座(2)的一端。
4.根据权利要求2所述的自动剥线机，其特征在于，所述传动系统(4)还包括：
弹性元件(44)，与所述摆杆(43)和所述固定座(2)连接，所述弹性元件(44)被配置为使所述主动端(431)与所述轨迹槽(411)保持接触。
5.根据权利要求2所述的自动剥线机，其特征在于，所述滑套(41)还具有环槽(412)，所述传动系统(4)还包括：
滚轮(45)，滚动设置于所述环槽(412)内，所述滚轮(45)的转轴与所述滑套(41)的轴线垂直；以及
推杆(46)，一端与所述动力装置(3)连接，另一端与所述滚轮(45)连接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的自动剥线机，其特征在于，所述剥切单元(A)包括多个刀头(1)，所述多个刀头(1)以中心对称的方式与所述固定座(2)连接。
7.根据权利要求6所述的自动剥线机，其特征在于，所述固定座(2)形成有供线缆穿过的穿孔(21)，多个所述刀头(1)设置于所述穿孔(21)的周向上。
8.根据权利要求1所述的自动剥线机，其特征在于，所述固定座(2)具有垂直于所述转轴(5)的导向槽(22)，所述刀头(1)包括：
刀架(11)，可移动地设置于所述导向槽(22)；以及
切刀(12)，固定于所述刀架(11)。
9.根据权利要求8所述的自动剥线机，其特征在于，所述加热单元(D)与所述刀架(11)连接，所述刀架(11)由导热材料制成。
10.根据权利要求2所述的自动剥线机，其特征在于，所述转轴(5)为花键轴，所述滑套(41)具有与所述花键轴匹配的花键槽。
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