CN112683213A - 一种导线长度检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导线长度检测系统及方法，在导线进行布线和插值前，获取待插值导线的标准长度范围数据；检测所述待插值导线是否处于拉直状态；若是，则获取所述待插值导线的实际长度；判断所述待插值导线的实际长度是否在标准长度范围内；若是，则判定所述待插值导线长度合格；若否，则判定所述待插值导线长度不合格；从而可在对导线进行布线和插值前先判断待插值导线的实际长度是否合格，有利于降低产品不良率。

Description

一种导线长度检测系统及方法

技术领域

本发明涉及线束生产技术领域，尤其涉及一种导线长度检测系统及方法。

背景技术

汽车的线束生产时，需要在工装板上完成导线的布线和导线插值（即把导线两端的端子插入连接器中），由于一个线束中通常包含多种导线、多种连接器和对应的端子，这些复杂因素导致导线生产时只能由人工完成，包括人工插值和人工布线，生产效率低。

为此，线束生产自动化是本行业一直以来希望解决的问题，为此，可通过机械手来进行导线的布线和插值，由于汽车的线束对各导线的长度要求时比较严格的，因此在进行布线和插值前若能够先判断待插值导线的实际长度是否合格，则可避免由于待插值导线长度过短或过长而导致生产出的不良品，降低产品不良率。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自导线长度检测系统及方法，在对导线进行布线和插值前先判断待插值导线的实际长度是否合格，从而有利于降低产品不良率。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种导线长度检测系统，包括控制器和检测装置；所述检测装置与所述控制器通信连接；

所述检测装置包括：

基板；

固定夹爪，用于夹持待插值导线的一端；

滑座，可移动地设置在所述基板上，并可远离或靠近所述固定夹爪移动；

驱动装置，用于驱动所述滑座移动；

滑动夹爪，可移动地设置在所述滑座上，且可移动方向与所述滑座的可移动方向相同；所述滑动夹爪用于夹持待插值导线的另一端；

接近传感器，设置在所述滑座靠近所述固定夹爪的一端，并用于检测所述滑动夹爪是否移动到位；

弹性元件，连接在所述滑动夹爪和所述滑座之间，并用于向所述滑动夹爪提供远离所述接近传感器的复位力；

移动距离传感器，用于测量所述滑座的移动距离。

所述的导线长度检测系统中，所述检测装置还包括设置在所述固定夹爪背向所述滑动夹爪的一侧的导向件，所述导向件用于在所述待插值导线移出所述检测装置时，对所述待插值导线进行导向。

所述的导线长度检测系统中，所述检测装置还包括设置在所述基板上的导轨；所述滑座滑动设置在所述导轨上。

所述的导线长度检测系统中，所述驱动装置包括第一伺服电机、同步带、主动同步轮和从动同步轮，所述同步带绕设在所述主动同步轮和从动同步轮之间，所述滑座与所述同步带固定连接。

所述的导线长度检测系统中，所述移动距离传感器包括设置在所述第一伺服电机上的旋转编码器。

所述的导线长度检测系统中，所述导轨的两端设置有限位挡板。

所述的导线长度检测系统中，靠近所述固定夹爪的限位挡板上设置有缓冲件。

一种导线长度检测方法,应用于所述的导线长度检测系统的控制器，并在对待插值导线进行布线插值前执行；所述导线长度检测方法包括：

A1.获取待插值导线的标准长度范围数据；

A2.检测所述待插值导线是否处于拉直状态；

A3.若是，则获取所述待插值导线的实际长度；

A4.判断所述待插值导线的实际长度是否在标准长度范围内；

A5.若是，则判定所述待插值导线长度合格；若否，则判定所述待插值导线长度不合格。

所述的导线长度检测方法中，步骤A5之后，还包括步骤：

若判定待插值导线长度合格，则向插值机械手发送插值指令，使插值机械手取出所述待插值导线进行布线插值。

所述的导线长度检测方法中，步骤A5之后，还包括步骤：

若判定待插值导线长度不合格，则判断连续判定待插值导线长度不合格的次数是否超过预设的数量阈值；

若是，则发出告警信号。

有益效果：

本发明提供的一种导线长度检测系统及方法，在导线进行布线和插值前，获取待插值导线的标准长度范围数据；检测所述待插值导线是否处于拉直状态；若是，则获取所述待插值导线的实际长度；判断所述待插值导线的实际长度是否在标准长度范围内；若是，则判定所述待插值导线长度合格；若否，则判定所述待插值导线长度不合格；从而可在对导线进行布线和插值前先判断待插值导线的实际长度是否合格，有利于降低产品不良率。

附图说明

图1为本发明提供的导线长度检测方法的流程图。

图2为本发明提供的导线长度检测系统的结构示意图。

图3为本发明提供的导线长度检测系统中，检测装置的俯视图。

图4为图3中S部分的放大图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下文的公开提供的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本发明提供的一种导线长度检测方法,应用于导线长度检测系统（例如图2-4所示的导线长度检测系统）的控制器，并在对待插值导线进行布线插值前执行；该导线长度检测方法包括：

A1.获取待插值导线的标准长度范围数据；

A2.检测待插值导线是否处于拉直状态；

A3.若是，则获取待插值导线的实际长度；

A4.判断待插值导线的实际长度是否在标准长度范围内；

A5.若是，则判定待插值导线长度合格；若否，则判定待插值导线长度不合格。

进一步的，步骤A5之后，还包括步骤：

A6.若判定待插值导线长度合格，则向插值机械手发送插值指令，使插值机械手取出待插值导线进行布线插值。

一般地，当检测到待插值导线长度不合格时，会把不合格的待插值导线送往不合格导线存放点；从而，步骤A5之后，还包括步骤：

A7. 若判定待插值导线长度不合格，则向上料机械手发送卸料指令，使上料机械手取出待插值导线送往预设的不合格导线存放点。

其中，步骤A1中的待插值导线的标准长度范围数据是用户根据当前需用导线的型号而设置的标准长度范围，一般是在该理论长度的基础上加上一个允差范围得到，例如允差范围为±m，理论长度为n，则该标准长度范围为n-m到n+m。

在一些实施方式中，可基于图3所示的检测装置100来检测待插值导线是否合格。其中，检测装置100包括基板1、固定夹爪2、滑座3、驱动装置4、滑动夹爪5、接近传感器6、弹性元件7、移动距离传感器8（用于测量滑座3的移动距离）。在使用时，由上料机械手把待插值导线90的两端分别放入固定夹爪2和滑动夹爪5，固定夹爪2和滑动夹爪5夹住导线端部后，驱动装置4驱动滑座3远离固定夹爪2移动，从而带动滑动夹爪5移动拉直待插值导线90，此时，滑动夹爪5在待插值导线90的牵拉作用下无法继续移动，而滑座3继续移动，直到接近传感器6靠近滑动夹爪5而被触发，此时驱动装置4停止，也表明待插值导线90已经拉直。

从而，基于图3所示的检测装置100，步骤A6中，向插值机械手发送插值指令，使插值机械手从检测装置100取出待插值导线进行布线插值。步骤A7中，向上料机械手发送卸料指令，使上料机械手从检测装置100取出待插值导线送往预设的不合格导线存放点。

从而，基于图3所示的检测装置100，步骤A2包括：

A201.获取检测装置100中的接近传感器6的电信号；

A202.检测该电信号是否为触发状态信号；

A203.若是，则判定待插值导线处于拉直状态；若否，则判定待插值导线没有处于拉直状态。

从而，基于图3所示的检测装置100，步骤A3包括：

A301.获取检测装置100中的滑座3距离预设起点的移动距离；

A302.根据该移动距离计算待插值导线的实际长度。

一般地，每完成一根导线的处理后，滑座3均会先回到预设起点，以便上料机械手能够准确送入待插值导线90。

在图3所示的检测装置100中，驱动装置4包括第一伺服电机4.1、同步带4.2、主动同步轮4.3和从动同步轮4.4，同步带4.2绕设在主动同步轮4.3和从动同步轮4.4之间，滑座3与同步带4.2固定连接。基于此结构，步骤A301包括：

获取由旋转编码器测得的旋转角度值；

根据该旋转角度值与主动同步轮4.3的直径（预先测量并记录）计算得到滑座距离预设起点的移动距离。

具体的，通过公式L=θ*D/2计算移动距离，其中，θ为测得的旋转角度值，D为主动同步轮4.3的直径。

在一些实施例中，步骤A302包括：

用计算得到滑座距离预设起点的移动距离与预设的长度计算因子相加，得到待插值导线的实际长度。

其中，可先用一根预先精确测量了其长度L1的导线在该检测装置100中进行拉直，得到滑座3距离预设起点的移动距离L2，再计算并记录长度计算因子L0=L1-L2，然后在后续的实际工作的步骤A302中，用实际测得的滑座3距离预设起点的移动距离L+长度计算因子L0就可得到导线的实际长度。为了保证度计算因子的准确性，也可先多根预先精确测量了其长度的导线在该检测装置100进行拉直，用上述同样的方法得到多个长度计算因子L0，最后计算这些长度计算因子L0的平均值作为最终的长度计算因子L0，并记录该最终的长度计算因子L0。

在另一些实施例中，步骤A302包括：

用计算得到滑座距离预设起点的移动距离减去预设的参考距离，得到距离差值；

用该距离差值与预设的参考长度相加，得到待插值导线的实际长度。

其中，可先用一根预先精确测量了其长度L3的导线在该检测装置100中进行拉直，得到滑座3距离预设起点的移动距离L4，然后记录长度L3作为参考长度，并记录移动距离L4作为参考距离；假设计算得到滑座距离预设起点的移动距离为L，则在步骤A302中，计算距离差值△L=L-L4，然后用距离差值△L与参考长度L3相加即可。

实际上，步骤A3中，也可用图像检测的方式获取待插值导线的实际长度：用工业相机拍摄拉直后的待插值导线的图片（工业相机的位置和拍摄角度不变，检测装置100的位置也固定），然后识别待插值导线图像的像素长度，最后根据预设的像素长度与实际长度的转换比例计算得到待插值导线的实际长度。但不限于此。

在一些优选实施方式中，步骤A5之后，还包括步骤：

A8.若判定待插值导线长度不合格，则判断连续判定待插值导线长度不合格的次数是否超过预设的数量阈值；

A9.若是，则发出告警信号。

若连续多次检测到待插值导线不合格，且连续的次数超过预设的数量阈值，表示上料区域可能放错导线，也可能该批次的导线均是不合格的概率较大，因此发出告警信号以便工作人员及时采取应对措施。在发出告警信号的同时，还可向上料机械手发送停止指令，以使上料机械手暂停上料。

请参阅图2-4，本发明还提供一种导线长度检测系统，包括控制器200和检测装置100；检测装置100与控制器200通信连接；

其中，检测装置100包括：

基板1；

固定夹爪2，用于夹持待插值导线90的一端；

滑座3，可移动地设置在基板1上，并可远离或靠近固定夹爪2移动；

驱动装置4，用于驱动滑座3移动；

滑动夹爪5，可移动地设置在滑座3上，且可移动方向与滑座3的可移动方向相同；滑动夹爪5用于夹持待插值导线90的另一端；

接近传感器6，设置在滑座3靠近固定夹爪的一端，并用于检测滑动夹爪是否移动到位（滑动夹爪5相对滑座3移动至接近传感器6所在的一端并触发接近传感器6，表示移动到位，同时也表示待插值导线90已拉直）；

弹性元件7，连接在滑动夹爪5和滑座6之间，并用于向滑动夹爪5提供远离接近传感器6的复位力；

移动距离传感器8，用于测量滑座3的移动距离。

工作时，用固定夹爪2和滑动夹爪5夹住待插值导线90的两端（例如夹持待插值导线90的端子91，但不限于此），然后滑座3带动滑动夹爪5远离固定夹爪2从而拉直待插值导线90，拉直后由于待插值导线90的牵拉，动滑动夹爪5无法继续移动而滑座3继续远离固定夹爪2移动，直到接近传感器6被触发（表示滑动夹爪5移动到位，同时也表示待插值导线90已拉直），此时，可测得滑座3距离预设起点的移动距离（每完成一根导线的处理后，滑座3均会先回到预设起点），再根据该移动距离可换算出导线的实际长度，再用该实际长度与标准长度范围比较，从而可判断导线的长度是否合格；通过该导线长度检测系统能够在对导线进行布线和插值前先判断待插值导线的实际长度是否合格，从而有利于避免由于待插值导线长度过短或过长而导致生产出的不良品，降低产品不良率。

其中，控制器200还与上料机械手300和插值机械手400通信连接，以便在检测到待插值导线90长度合格时，向插值机械手发送插值指令，使插值机械手取出待插值导线进行布线插值；在检测到待插值导线90长度不合格时，向上料机械手发送卸料指令，使上料机械手取出待插值导线送往预设的不合格导线存放点。

在一些实施方式中，见图4，固定夹爪2和滑动夹爪5均包括第一夹持部a和第二夹持部b，第一夹持部a和第二夹持部b之间能相互靠近以夹住持待插值导线的端部，并能相互远离以松开持待插值导线的端部（松开后，导线可在第一夹持部a和第二夹持部b之间移动以便拖拽导线进行插值）；

第一夹持部a和/或第二夹持部b上开设有用于供机械手夹爪伸入以取出持待插值导线的端部的凹槽c。

图中画出的是第一夹持部a和第二夹持部b夹持待插值导线的端子91的情况，但实际使用时不限于是夹持端子91。

一方面，当通过上料机械手300把待插值导线90送入该检测装置时，上料机械手300的夹爪先夹住待插值导线的端部送至第一夹持部a和第二夹持部b之间，然后第一夹持部a和第二夹持部b可先合拢夹住待插值导线的端部，此时上料机械手的夹爪位于该凹槽c处，因此不会妨碍第一夹持部a和第二夹持部b合拢；从而，可避免上料机械手的夹爪放开待插值导线的端部时，待插值导线的端部由于待插值导线90本身重力的牵扯而脱离固定夹爪2和滑动夹爪5；

另一方面，当插值机械手400取出待插值导线的端部进行布线和插值时，插值机械手的夹爪可从凹槽c处伸入抓取待插值导线的端部，待插值机械手的夹爪夹住待插值导线的端部后，第一夹持部a和第二夹持部b才放开该待插值导线的端部；因此，固定夹爪2和滑动夹爪5也起到对待插值导线的端部的定位作用，以便机械手从预设位置取出待插值导线的端部。

在一些实施方式中，见图4，第一夹持部a朝向第二夹持部b的侧面上间隔设置有两个凸起部d，当第一夹持部a和第二夹持部b之间相互靠近时，由该两个凸起部d与第二夹持部b配合夹住待插值导线的端部；从而使待插值导线的端部与第一夹持部a之间具有间隙e，更方便插值机械手的夹爪92夹取待插值导线的端部。

其中，固定夹爪2和滑动夹爪5可以是气动夹爪、电动夹爪、液压夹爪等，但不限于此。

优选的，见图3，检测装置100还包括设置在固定夹爪背向滑动夹爪的一侧的导向件，导向件用于在待插值导线移出检测装置时，对待插值导线进行导向。当插值机械手400拖动待插值导线90进行布线时，会从固定夹爪2处取出对应的一端并把待插值导线90拖出，此时滑动夹爪5依然夹住另一端，从而保证待插值导线90张紧，在布线时，待插值导线90的方向会发生偏转，若不设置导向件9，则导线会与固定夹爪2发生刮擦，容易损坏导线，此处设置导向件9，可保证导向件9与滑动夹爪5之间的一段导线的方向不会发生变化或变化很小，从而避免与固定夹爪2发生刮擦。

在一些实施方式中，导向件9包括一个与基板1连接的立杆，以及设置在立杆上端的U形叉，U形叉的开口朝上。插值机械手从固定夹爪2取出待插值导线的端部后，直接拖到待插值导线90穿过U形叉后再改变方向进行布线。在另一些实施方式中，导向件9包括两个导向轮/导向柱，两个导向轮/导向柱的轴向垂直于基板1，且两个导向轮/导向柱之间具有供待插值导线穿过的间隙。导向件5的结构不限于。

在一些优选实施方式中，检测装置100还包括设置在基板上的导轨10；滑座3滑动设置在导轨10上。通过导轨10的导向作用，保证滑座3始终在同一直线上运动。

其中，驱动装置4可以是同步带驱动装置、齿条驱动装置、链条驱动装置、皮带驱动装置等。

例如，在一些实施方式中，见图3，驱动装置4包括第一伺服电机4.1、同步带4.2、主动同步轮4.3和从动同步轮4.4，同步带4.2绕设在主动同步轮4.3和从动同步轮4.4之间，滑座3与同步带4.2固定连接。

在本实施例中，见图3，移动距离传感器8包括设置在第一伺服电机4.1上的旋转编码器。通过旋转编码器可采集第一伺服电机4.1的转动角度，进而根据主动同步轮4.3的直径计算得到同步带4.2的移动距离，即得到滑座3的移动距离。但移动距离传感器8不限于此，只需要能够测得滑座3的移动距离即可。

优选的，导轨10的两端设置有限位挡板11。以避免滑座3从两端脱离导轨10。

进一步的，靠近固定夹爪2的限位挡板11上设置有缓冲件12。该缓冲件12可以但不限于是弹簧、橡胶块、硅胶块、缓冲气囊、缓冲器等。以避免滑座3直接与限位挡板11发送碰撞而损坏设备。实际上，还可在另一个限位挡板11也设置缓冲件12。

在本实施例中，见图3，弹性元件7包括两个弹簧，其中一个弹簧连接在滑座3靠近固定夹爪2的一端与滑动夹爪5之间，另一个弹簧连接在滑座3远离固定夹爪2的一端与滑动夹爪5之间，从而可避免滑动夹爪5与滑座3两端发送碰撞。

由上可知，该导线长度检测系统及方法，在导线进行布线和插值前，获取待插值导线的标准长度范围数据；检测所述待插值导线是否处于拉直状态；若是，则获取所述待插值导线的实际长度；判断所述待插值导线的实际长度是否在标准长度范围内；若是，则判定所述待插值导线长度合格；若否，则判定所述待插值导线长度不合格；从而可在对导线进行布线和插值前先判断待插值导线的实际长度是否合格，若合格则进行后续的布线插值，若不合格则移至不合格导线存放点，避免把长度不合格的导线用于布线和插值，有利于降低产品不良率。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，其方案与本发明实质上相同。

Claims (10)

1.一种导线长度检测系统，其特征在于，包括控制器和检测装置；所述检测装置与所述控制器通信连接；

所述检测装置包括：

基板；

固定夹爪，用于夹持待插值导线的一端；

滑座，可移动地设置在所述基板上，并可远离或靠近所述固定夹爪移动；

驱动装置，用于驱动所述滑座移动；

滑动夹爪，可移动地设置在所述滑座上，且可移动方向与所述滑座的可移动方向相同；所述滑动夹爪用于夹持待插值导线的另一端；

接近传感器，设置在所述滑座靠近所述固定夹爪的一端，并用于检测所述滑动夹爪是否移动到位；

弹性元件，连接在所述滑动夹爪和所述滑座之间，并用于向所述滑动夹爪提供远离所述接近传感器的复位力；

移动距离传感器，用于测量所述滑座的移动距离。

2.根据权利要求1所述的导线长度检测系统，其特征在于，所述检测装置还包括设置在所述固定夹爪背向所述滑动夹爪的一侧的导向件，所述导向件用于在所述待插值导线移出所述检测装置时，对所述待插值导线进行导向。

3.根据权利要求1所述的导线长度检测系统，其特征在于，所述检测装置还包括设置在所述基板上的导轨；所述滑座滑动设置在所述导轨上。

4.根据权利要求3所述的导线长度检测系统，其特征在于，所述驱动装置包括第一伺服电机、同步带、主动同步轮和从动同步轮，所述同步带绕设在所述主动同步轮和从动同步轮之间，所述滑座与所述同步带固定连接。

5.根据权利要求4所述的导线长度检测系统，其特征在于，所述移动距离传感器包括设置在所述第一伺服电机上的旋转编码器。

6.根据权利要求3所述的导线长度检测系统，其特征在于，所述导轨的两端设置有限位挡板。

7.根据权利要求6所述的导线长度检测系统，其特征在于，靠近所述固定夹爪的限位挡板上设置有缓冲件。

8.一种导线长度检测方法,其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的导线长度检测系统的控制器，并在对待插值导线进行布线插值前执行；所述导线长度检测方法包括：

A1.获取待插值导线的标准长度范围数据；

A2.检测所述待插值导线是否处于拉直状态；

A3.若是，则获取所述待插值导线的实际长度；

A4.判断所述待插值导线的实际长度是否在标准长度范围内；

A5.若是，则判定所述待插值导线长度合格；若否，则判定所述待插值导线长度不合格。

9.根据权利要求8所述的导线长度检测方法，其特征在于，步骤A5之后，还包括步骤：

若判定待插值导线长度合格，则向插值机械手发送插值指令，使插值机械手取出所述待插值导线进行布线插值。

10.根据权利要求8所述的导线长度检测方法，其特征在于，步骤A5之后，还包括步骤：

若判定待插值导线长度不合格，则判断连续判定待插值导线长度不合格的次数是否超过预设的数量阈值；

若是，则发出告警信号。

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