CN112736621A - 一种线束布置装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种线束布置装置和方法，通过获取两个目标连接器的编号；根据所述编号在查询表中进行查询，得到对应的牵线机构目标位置信息和布线路径信息；根据所述牵线机构目标位置信息，控制牵线机构移动至牵线机构目标位置；根据所述布线路径信息，控制插植机械手从所述牵线机构取出待插植导线进行布线和插植；从而实现通过机械手自动完成导线的布线和插植，替代布线和插植的人工操作，有利于提高生产效率，降低工人的工作强度。

Description

一种线束布置装置和方法

技术领域

本发明涉及线束生产技术领域，尤其涉及一种线束布置装置和方法。

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植（即把导线两端的端部插入连接器中），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部，这些复杂因素导致导线生产时只能由人工完成，包括人工插植和人工布线，生产效率低。

一般的线束布置装置的结构如图3所示，包括工装板1’、多个设置在工装板1’上的钢叉2’、以及多个设置在工装板1’上的连接器固定位；连接器固定位用于安装连接器3’。工作时，先用人工导线把各连接器3’连接起来（即插植），再将各连接器3’安装到工装板1’上的连接器固定位，然后将导线依次放入相应的钢叉2’中（即布线），最后用胶布把各导线缠绕包裹成束，完成加工的线束如图4所示。由于，一个线束中通常包括数十条甚至数百条导线，因此整个过程操作十分繁琐，生产效率低，工作强度大。

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线束布置装置和方法，实现布线和插值过程的自动化，可提高导线插植和布线的效率，从而有利于提高生产效率，降低工人的工作强度。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种线束布置方法,应用于线束布置装置的控制器；所线束布置方法包括：

A1.获取两个目标连接器的编号；

A2.根据所述编号在查询表中进行查询，得到对应的牵线机构目标位置信息和布线路径信息；

A3.根据所述牵线机构目标位置信息，控制牵线机构移动至牵线机构目标位置；

A4.根据所述布线路径信息，控制插植机械手从所述牵线机构取出待插植导线进行布线和插植。

所述的线束布置方法中，所述布线路径信息包括第一路径信息和第二路径信息；

步骤A4包括：

控制插植机械手夹住待插植导线的第一端部沿第一路径移动进行布线，并把所述第一端部插入其中一个目标连接器；

控制插植机械手夹住待插植导线的第二端部沿第二路径移动进行布线，并把所述第二端部插入另一个目标连接器。

所述的线束布置方法中，步骤A2之前，还包括：

A5.获取待插植导线的标准长度数据和实际长度数据；

A6.计算所述实际长度数据与所述标准长度数据的差值；

A7.判断所述差值是否在预设的允差范围内；

A8.若是，则判定待插植导线长度合格，并执行步骤A2-A4。

所述的线束布置方法中，步骤A7之后，还包括：

A9.若否，则判定待插植导线长度不合格，并发出第一告警信号，并控制牵线机构移动至卸料工位进行卸料。

所述的线束布置方法中，步骤A9之后还包括：

A10.判断连续判定待插植导线长度不合格的次数是否超过预设的数量阈值；

A11.若是，则发出第二告警信号。

一种线束布置装置,包括工装板、多个设置在工装板上的钢叉、以及多个设置在工装板上的连接器固定位，所述连接器固定位用于安装待插植的连接器；还包括控制器，与所述控制器电性连接的牵线机构和插植机械手；

所述牵线机构用于对待插植导线进行定位，并在布线过程中拉直待插植导线；

所述插植机械手用于从所述牵线机构取出所述待插植导线穿过相应的钢叉进行布线和插植；

所述控制器用于执行所述的线束布置方法的步骤。

所述的线束布置装置中，所述工装板上设置有多个定位连接孔，所述钢叉插接在对应的定位连接孔中。

所述的线束布置装置中，所述牵线机构包括基板，用于驱动所述基板移动的驱动装置，以及设置在所述基板上的固定夹爪和滑动夹爪；所述滑动夹爪可靠近或远离所述固定夹爪移动；所述固定夹爪和滑动夹爪分别用于夹住待插植导线的两个端部。

所述的线束布置装置中，所述牵线机构还包括设置在所述固定夹爪背向所述滑动夹爪一侧的导向件，所述导向件用于在所述待插植导线移出所述牵线机构时，对所述待插植导线进行导向。

所述的线束布置装置中，所述牵线机构还包括用于为所述滑动夹爪提供背向所述固定夹爪的动力的动力机构。

有益效果：

本发明提供的一种线束布置装置和方法，通过获取两个目标连接器的编号；根据所述编号在查询表中进行查询，得到对应的牵线机构目标位置信息和布线路径信息；根据所述牵线机构目标位置信息，控制牵线机构移动至牵线机构目标位置；根据所述布线路径信息，控制插植机械手从所述牵线机构取出待插植导线进行布线和插植；从而实现通过机械手自动完成导线的布线和插植，替代布线和插植的人工操作，有利于提高生产效率，降低工人的工作强度。

附图说明

图1为本发明提供的线束布置方法的流程图。

图2为本发明提供的线束布置装置的结构示意图。

图3为现有的线束布置装置的示意图。

图4为完成布线和插植后的线束的示意图。

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，本发明提供的一种线束布置方法,应用于线束布置装置的控制器；所线束布置方法包括：

A1.获取两个目标连接器（即需要与待插植导线两端连接的两个连接器）的编号；

A2.根据编号在查询表中进行查询，得到对应的牵线机构目标位置信息和布线路径信息；

A3.根据牵线机构目标位置信息，控制牵线机构移动至牵线机构目标位置；

A4.根据布线路径信息，控制插植机械手从牵线机构取出待插植导线进行布线和插植。

该方法是基于图2所示的线束布置装置的，该线束布置装置包括工装板1、多个设置在工装板上的钢叉2、以及多个设置在工装板1上的连接器固定位，连接器固定位用于安装待插植的连接器3；还包括控制器，与该控制器电性连接的牵线机构5和插植机械手4。在进行布线和插植前，可人工或用机器人把待插植的连接器3和钢叉2安装到工装板1上，进行布线和插植时，可由人工或机器人把待插植导线放入牵线机构5中，然后使牵线机构5移动至牵线机构目标位置，从而使插植机械手4能够准确夹取待插植导线并按布线路径进行布线和插植；实现了通过机械手自动完成导线的布线和插植，替代布线和插植的人工操作，有利于提高生产效率，降低工人的工作强度。

在一些实施方式中，预先设置好各导线的处理顺序，并按照顺序编号制定了对应的两个目标连接器的编号的第一对照表；从而步骤A1包括：

根据当前处理的待插植导线的顺序编号，在第一对照表中进行查询，得到对应的两个目标连接器。

例如，此前已完成了3根导线的处理，则当前处理的待插植导线是第4根导线，即其顺序编号为4，然后在第一对照表中查询得到4号导线对应的两个目标连接器的编号。

在另一些实施方式中，由上料系统自动把待插植导线放入牵线机构5后，上料系统向线束布置装置的控制器发送用于与该待插植导线连接的两个目标连接器的编号；从而步骤A1包括：

接收上料系统发送的两个目标连接器的编号。

其中，可预先设置好任意两个需要进行导线连接的连接器之间的布线路径和对应的牵线机构目标位置，其中，布线路径信息包括多个路径节点的节点信息，这些节点信息中包括需穿过的钢叉2的位置信息，以保证牵线机构5移动至该牵线机构目标位置后，插植机械手4按照对应布线路径进行布线和插植时，待插植导线能够依次穿过相应的钢叉2并最终插入对应的目标连接器；建立设置好的布线路径和牵线机构目标位置与对应的两个目标连接器的编号的映射关系形成查询表。从而步骤A2中，根据两个目标连接器的编号在该查询表中进行查询可得到对应的牵线机构目标位置信息和布线路径信息。

在一些实施方式中，如图2所示，牵线机构5包括基板501，用于驱动基板移动的驱动装置，以及设置在基板上的固定夹爪502和滑动夹爪503；滑动夹爪可503靠近或远离固定夹爪502移动；待插植导线在牵线机构5时，由固定夹爪502和滑动夹爪503分别夹持两端的端部；在进行布线和插植时，插植机械手4先从固定夹爪502中取出端部，然后拖动待插植导线进行布线和插植，此过程由于滑动夹爪503的滑动阻尼（摩擦力或由动力机构505提供的阻尼），会使待插植导线张紧拉直，避免导向过度松弛而与其它部件钩缠，然后再从滑动夹爪503中取出进行布线和插植。

从而，布线路径信息包括第一路径信息和第二路径信息；

步骤A4包括：

A401.控制插植机械手夹住待插植导线的第一端部沿第一路径移动进行布线，并把第一端部插入其中一个目标连接器；

A402.控制插植机械手夹住待插植导线的第二端部沿第二路径移动进行布线，并把第二端部插入另一个目标连接器。

基于图2所示的线束布置装置，待插植导线的第一端部是指在牵线机构5中由固定夹爪502夹持的一端，第二端部是指牵线机构5中由滑动夹爪503夹持的一端。

以图2中的连接器3.1和连接器3.2为例，第一路径为从固定夹爪502起依次穿过钢叉2.1、2.2、2.3后到达连接器3.2的路径，第二路径是从滑动夹爪503起，穿过钢叉2.4后达到连接器3.1的路径。

一般地，牵线机构目标位置为靠近其中一个目标连接器的位置，从而第二路径一般需穿过0或一个钢叉，即第二路径的节点信息中一般包括0个或一个钢叉2的位置信息，但不限于此。

其中，第一路径的起始点是牵线机构5移动到对应的牵线机构目标位置时，固定夹爪502的理论位置点；第二路径的起始点是完成第一端部的插植后，滑动夹爪503的理论位置点。为了进一步提高插植机械手4夹取端部时的准确性，可通过工业相机获取固定夹爪502和滑动夹爪503的图片进而通过图像分析方法（此为现有技术）获取固定夹爪502和滑动夹爪503的实际位置，最后以获取的固定夹爪502的实际位置作为第一路径的有效起始点，以获取的滑动夹爪503的实际位置的实际位置作为第二路径的有效起始点。因此，一些实施方式中，步骤A401包括：获取固定夹爪502的实际位置数据，并以该实际位置数据作为第一路径的有效起始点（替换原来的起始）；步骤A402包括：获取滑动夹爪503的实际位置数据，并以该实际位置数据作为第二路径的有效起始点（替换原来的起始）。

在一些优选实施方式中，步骤A2之前，还包括：

A5.获取待插植导线的标准长度数据和实际长度数据；

A6.计算实际长度数据与标准长度数据的差值；

A7.判断差值是否在预设的允差范围内；

A8.若是，则判定待插植导线长度合格，并执行步骤A2-A4。

若待插植导线过短，则在完成一个端部的插植后，另一个端部难以与对应的目标连接器连接，从而形成不合格产品；若待插植导线过长，则布线后容易因为导线过于松弛而从钢叉2处脱离，影响后续导线的布线，也容易因此而形成不合格产品。因此，在进行布线和插植前先获取待插植导线的实际长度与标准长度进行对比，只有在待插植导线的长度合格时才执行后续的步骤A2-A4进行布线和插植，从而有利于降低产品的不良率。

进一步的，步骤A7之后，还包括：

A9.若否，则判定待插植导线长度不合格，并发出第一告警信号，并控制牵线机构移动至卸料工位进行卸料。

当检测到待插植导线长度不合格，则该待插植导线不能使用，此时需要把该待插植导线从牵线机构5中取出，把牵线机构移动至卸料工位以便人工或通过卸料机械手把该待插植导线取出另外存放。

在一些优选实施方式中，步骤A9之后还包括：

A10.判断连续判定待插植导线长度不合格的次数是否超过预设的数量阈值；

A11.若是，则发出第二告警信号。

当连续多次检测到待插植导线长度不合格，且连续的次数超过预设的数量阈值时，一般是由于以下两种情况导致的：1.上料区存放的导线的放置错误；2.该批次的导线本身不合格率高；无论是哪种情况，都不适宜继续使用该导线进行布线和插植，因此发出第二告警信号以便工作人员及时采取应对措施，保证线束生成工作的顺利进行。

由上可知，该线束布置方法，通过获取两个目标连接器的编号；根据所述编号在查询表中进行查询，得到对应的牵线机构目标位置信息和布线路径信息；根据所述牵线机构目标位置信息，控制牵线机构移动至牵线机构目标位置；根据所述布线路径信息，控制插植机械手从所述牵线机构取出待插植导线进行布线和插植；从而实现通过机械手自动完成导线的布线和插植，替代布线和插植的人工操作，有利于提高生产效率，降低工人的工作强度。

请参阅图2，本发明还提供一种线束布置装置,包括工装板1、多个设置在工装板上的钢叉2、以及多个设置在工装板上的连接器固定位，连接器固定位用于安装待插植的连接器3；还包括控制器，与控制器电性连接的牵线机构5和插植机械手4；

牵线机构5用于对待插植导线进行定位，并在布线过程中拉直待插植导线；

插植机械手4用于从牵线机构取出待插植导线穿过相应的钢叉进行布线和插植；

控制器用于执行前述的线束布置方法的步骤。

在一些实施方式中，工装板1上设置有多个定位连接孔，钢叉2插接在对应的定位连接孔中。当其中某个钢叉2损坏后可单独进行更换，降低维修成本。

在一些实施方式中，连接器固定位为开设在工装板1上的与连接器3相适配的定位槽。使用时，把连接器3插入对应的定位槽中，为了方便插植机械手4把导线端部插入连接器3中，插入定位槽后的连接器3的连线端（即供导线插入的一端）朝上，插植机械手4只需要把导线端部从上往下移动即可把导线插入连接器3中。

在一些实施方式中，牵线机构5包括基板501，用于驱动基板501移动的驱动装置（图中没画，该驱动装置可以是机械臂、单轴移动机构、双轴移动机构、三轴移动机构等，但不限于此），以及设置在基板501上的固定夹爪502和滑动夹爪503；滑动夹爪503可靠近或远离固定夹爪502移动；固定夹爪502和滑动夹爪503分别用于夹住待插植导线的两个端部。待插植导线放置在牵线机构5上时，固定夹爪502和滑动夹爪503分别夹住待插植导线的两个端部，可避免在牵线机构5移动的过程中待插植导线掉落，且滑动夹爪503可远离固定夹爪502移动以拉直待插植导线。而且在插植机械手4夹取固定夹爪502对应一端的导线端部进行布线插植的过程中，由滑动夹爪503始终夹住待插植导线的另一端，可对待插植导线的另一端起定位作用，确保插植机械手4完成一端插植后能够准确地夹取另一端进行布线和插植，而且可在滑动阻尼的作用下使待插植导线始终张紧拉直，避免待插植导线过度松弛而与其它设备钩缠。

其中，固定夹爪502和滑动夹爪503可以是气动夹爪或电动夹爪，但不限于此。

在一些优选实施方式中，牵线机构5还包括设置在固定夹爪502背向滑动夹爪503一侧的导向件504，导向件504用于在待插植导线移出牵线机构5时（即插植机械手4拖动待插植导线时），对待插植导线进行导向。由于进行布线时，插植机械手4会拖动待插植导线转向，若不设置导向件504，则导线会与固定夹爪502刮擦，容易因此而受损，设置导向件504可保证导向件504与滑动夹爪503之间的一段导线的方向不偏转或偏转较小，从而避免与固定夹爪502刮擦。

在本实施例中，该导向件504包括两个滚轮，该两个滚轮的转轴垂直于基板501，且两个滚轮之间具有供待插植导线穿过的间隙，工作时，插植机械手4先拖动待插植导线的端部穿过两个滚轮之间的间隙，再转向进行布线。在另一些实施例中，导向件504包括两个与基板501垂直的光滑圆杆，且两个光滑圆杆之间具有供待插植导线穿过的间隙，工作时，插植机械手4先拖动待插植导线的端部穿过两个滑圆杆之间的间隙，再转向进行布线。

在一些实施方式中，牵线机构5还包括用于为滑动夹爪503提供背向固定夹爪502的动力的动力机构；通过动力机构505可使滑动夹爪503远离固定夹爪502从而拉直待插植导线，以便进行导线的长度测量（例如通过工业相机获取待插植导线图像以便进一步获取导线长度时，把导线拉直有利于提高测量结果的准确性）。

例如，如图2所示，该动力机构505包括连接在基板501远离固定夹爪502一端与滑动夹爪503之间的弹簧。不但可拉直待插植导线，而且在布线过程中可提供持续的拉力使待插植导线张紧，避免待插植导线过度松弛而与其它设备钩缠。

又例如，该动力机构505包括重锤和连接在重锤与滑动夹爪503之间的绳索。由于重锤的重力使绳索上始终保持有拉力，该拉力可使滑动夹爪503远离固定夹爪502，不但可拉直待插植导线，而且在布线过程中可提供持续的拉力使待插植导线张紧，避免待插植导线过度松弛而与其它设备钩缠。

由上可知，该线束布置系统，通过获取两个目标连接器的编号；根据所述编号在查询表中进行查询，得到对应的牵线机构目标位置信息和布线路径信息；根据所述牵线机构目标位置信息，控制牵线机构移动至牵线机构目标位置；根据所述布线路径信息，控制插植机械手从所述牵线机构取出待插植导线进行布线和插植；从而实现通过机械手自动完成导线的布线和插植，替代布线和插植的人工操作，有利于提高生产效率，降低工人的工作强度。

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)

1.一种线束布置方法,其特征在于，应用于线束布置装置的控制器；所线束布置方法包括：

A1.获取两个目标连接器的编号；

A2.根据所述编号在查询表中进行查询，得到对应的牵线机构目标位置信息和布线路径信息；

A3.根据所述牵线机构目标位置信息，控制牵线机构移动至牵线机构目标位置；

A4.根据所述布线路径信息，控制插植机械手从所述牵线机构取出待插植导线进行布线和插植。

2.根据权利要求1所述的线束布置方法，其特征在于，所述布线路径信息包括第一路径信息和第二路径信息；

步骤A4包括：

控制插植机械手夹住待插植导线的第一端部沿第一路径移动进行布线，并把所述第一端部插入其中一个目标连接器；

控制插植机械手夹住待插植导线的第二端部沿第二路径移动进行布线，并把所述第二端部插入另一个目标连接器。

3.根据权利要求1所述的线束布置方法，其特征在于，步骤A2之前，还包括：

A5.获取待插植导线的标准长度数据和实际长度数据；

A6.计算所述实际长度数据与所述标准长度数据的差值；

A7.判断所述差值是否在预设的允差范围内；

A8.若是，则判定待插植导线长度合格，并执行步骤A2-A4。

4.根据权利要求3所述的线束布置方法，其特征在于，步骤A7之后，还包括：

A9.若否，则判定待插植导线长度不合格，并发出第一告警信号，并控制牵线机构移动至卸料工位进行卸料。

5.根据权利要求4所述的线束布置方法，其特征在于，步骤A9之后还包括：

A10.判断连续判定待插植导线长度不合格的次数是否超过预设的数量阈值；

A11.若是，则发出第二告警信号。

6.一种线束布置装置,包括工装板、多个设置在工装板上的钢叉、以及多个设置在工装板上的连接器固定位，所述连接器固定位用于安装待插植的连接器；其特征在于，还包括控制器，与所述控制器电性连接的牵线机构和插植机械手；

所述牵线机构用于对待插植导线进行定位，并在布线过程中拉直待插植导线；

所述插植机械手用于从所述牵线机构取出所述待插植导线穿过相应的钢叉进行布线和插植；

所述控制器用于执行权利要求1-5任一项所述的线束布置方法的步骤。

7.根据权利要求6所述的线束布置装置，其特征在于，所述工装板上设置有多个定位连接孔，所述钢叉插接在对应的定位连接孔中。

8.根据权利要求6所述的线束布置装置，其特征在于，所述牵线机构包括基板，用于驱动所述基板移动的驱动装置，以及设置在所述基板上的固定夹爪和滑动夹爪；所述滑动夹爪可靠近或远离所述固定夹爪移动；所述固定夹爪和滑动夹爪分别用于夹住待插植导线的两个端部。

9.根据权利要求6所述的线束布置装置，其特征在于，所述牵线机构还包括设置在所述固定夹爪背向所述滑动夹爪一侧的导向件，所述导向件用于在所述待插植导线移出所述牵线机构时，对所述待插植导线进行导向。

10.根据权利要求6所述的线束布置装置，其特征在于，所述牵线机构还包括用于为所述滑动夹爪提供背向所述固定夹爪的动力的动力机构。

Images