CN112875415A - 阶梯式卷排线方法及其排线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阶梯式卷排线方法及其排线装置，排线装置包括平移滑台和控线器，滑台上两根立柱之间安装有仰角可调的纵向摆杆，纵向摆杆前端头安装有摆动气缸和视觉传感器，摆动气缸连接有一个横向摆杆，控线器安装在横向摆杆的前端头。阶梯式卷排线方法是通过该排线装置使每一圈线缆约有90％以上线段与盘壁平行卷排，仅有2～5个线径的线缆跨线跳转，每一层中跳转的线缆自然形成阶梯式分布，靠近两侧盘壁的线缆跳转和起层是在滑台和横向摆杆的协同作用下完成，中段区域的线缆跳转是在控线器的平移带动下，同时在前边线缆侧向推挤的作用下自然完成的。本发明使线缆卷排的很均匀、整齐、密实、稳定。

Description

阶梯式卷排线方法及其排线装置

技术领域

本发明属于线缆卷排技术领域，涉及一种线缆的卷排方法，同时涉及实施该方法所需要的排线装置。

背景技术

传统的线缆卷排方法是通过卷线机和排线架将线缆螺旋式逐层卷排在卷线盘上。由于线缆本身的圆形截面的特点，而且相邻两层线缆螺旋方向相反，因此从第二层开始，线缆的卷排就很难按照理论上的螺旋角进行规则地逐圈卷绕，而是会受到前一层相邻两圈线缆相切位置所形成的沟槽的影响，线缆不时会落入邻近的沟槽之中。一旦出现这种现象，就会发生卷排线的紊乱。随着卷排线层数的增加，紊乱程度也会逐层增加，最终导致线缆卷排出现不均匀、不整齐、不密实等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有螺旋式卷排线方法存在的缺陷，提出一种能够避免卷排线紊乱现象发生的阶梯式卷排线方法，同时提出一种能够实现阶梯式卷排线方法的排线装置。

本发明所采用的技术方案是，

一种排线装置，包括机架、位于机架上端的水平移动机构、水平移动机构中的滑台，还包括控线器以及线缆卷排实时检测系统和各动力部件的控制系统，其特征在于：所述滑台上固定安装有两根左右间隔且对称的立柱，在两根立柱之间的中下部位置部铰接有一个纵向摆杆，两根立柱之间的上端位置铰接有一个用于调整所述纵向摆杆仰角的电缸，所述纵向摆杆的前端头安装有一个摆动气缸和一个视觉传感器，摆动气缸连接有一个横向摆杆，所述控线器安装在所述横向摆杆的前端头。

进一步，所述纵向摆杆为U型槽结构，槽口向上，纵向摆杆的尾端槽口内安装有一对上下对应的辊子。

进一步，所述控线器通过扭簧安装在所述横向摆杆的前端头。

一种阶梯式卷排线方法，其特征在于：包括下述步骤，

(1)、将线缆的线径、最小折弯半径输入控制系统，开启监测系统，使各动力单元处于待机状态；

(2)、将线缆穿过排线架并将线头固定在卷线盘线辊左端的穿线点上，将横向摆杆置于0°角位置，即横向摆杆与纵向摆杆的夹角为0°，横向移动滑台，同时调整纵向摆杆仰角，使控线器的中点和线缆在线辊上的初始切入点即穿线点同处在纵向摆杆的中线上，将视觉传感器对准初始切入点；

(3)、启动卷线机，当第一圈线缆卷绕至初始切入点前沿时，摆动气缸启动，使横向摆杆迅速向右摆动，将线缆向右侧拨动，使线缆在此形成拐点即上拐点，并使线缆发生10°～20°的偏转，由此，线缆的切入点会快速向右移动，当线缆的切入点向右移动有一个线径时，横向摆杆快速复位至0°角，同时滑台向右移动一个线径，此时的线缆会形成另一个拐点即下拐点，接着继续第二圈线缆的卷绕；

(4)从第二圈起，每当线缆卷绕至当前圈位的上拐点前沿位置时，滑台就向右移动一个线径，直至线缆卷排到靠近右侧盘壁；

(5)、当线缆刚接触到右侧盘壁时，摆动气缸启动，使横向摆杆迅速向左摆动并带动线缆向左发生10°～20°的偏转，此时线缆开始起层换向卷排，当线缆切入最接近的前一层两圈线缆所形成的沟槽中时，横向摆杆复位至0°角，滑台带动横向摆杆向左移动半个线径，与此同时，调整纵向摆杆的仰角，使控线器的中点抬升

个线径，接着进行下一层线缆的卷排；

(6)、从当前层的第二圈起，每当线缆卷绕至当前圈位的上拐点前沿位置时，滑台向左移动一个线径，直至线缆卷排到靠近左侧盘壁；

(7)、当线缆刚接触到左侧盘壁时，摆动气缸启动，使横向摆杆迅速向右摆动并带动线缆向右发生10°～20°的偏转，此时线缆又开始起层换向卷排，当线缆切入最接近的前一层两圈线缆所形成的沟槽中时，横向摆杆复位至0°角，滑台带动横向摆杆向右移动半个线径，与此同时，调整纵向摆杆的仰角，使控线器的中点抬升

个线径，接着进行下一层线缆卷排；

(8)、依次重复步骤(4)至步骤(7)，直至整盘线缆卷排完成。

卷排线过程中，每一圈线缆都存在一个上拐点和下拐点，上拐点和下拐点之间为线缆跳转区间，跳转区间的线缆长度L与线缆的线径φ和最小折弯半径有关，当允许的偏转角度θ在10°～20°范围时。跳转区间的线缆长度为2～5个线径。而相邻两圈线缆的跳转区间是自然错位的，每一层的跳转区间为阶梯式展开，层与层之间的跳转区间也是自然错位的。因此，当整盘线缆卷排完成后，表层线缆依然是平整的。

本发明阶梯式卷排线方法能够使每一圈线缆的90％以上线段与卷线盘的盘壁平行，从第二层开始，每一圈线缆的90％以上线段能够自然落排在前一层相邻两圈线缆相切位置所形成的沟槽中；每一层从第二圈起，跳转区间的线缆受控线器平移的带动，同时在前一圈线缆侧向推挤的作用下，会自动完成骑线跳转，无需其他力量辅助。因此线缆卷排得很均匀、整齐，而且密实、稳定。同时，卷线盘的储线量也有所提升。

本发明排线装置控线能力强，能够充分保证阶梯式卷排线方法的实施，其构造也很简单，适合多种线径线缆的卷排。

附图说明

图1是本发明排线装置一个实施例的构造示意图。

图2图1所示实施例的侧面视图。

图3是本发明排线装置与卷线机的配合状态示意图。

图4是按本发明方法排线的初始状态示意图。

图5是排线初始位置跳转状态示意图。

图6是排线初始位置完成跳转后的状态示意图。

图7是中段排线的状态示意图。

图8是线缆起层跳转状态示意图。

图9是线缆完成跳转后的状态示意图。

图10是线缆起层换向后沿卷线盘轴线位置剖切的示意图。

图中：1、机架，2、丝杠，3、滑杆，4、滑台，5、立柱，6、纵向摆杆，7、电缸，8、固定支座，9、铰链，10、摆动气缸，11、横向摆杆，12、视觉传感器，13、控线器，13-1、左辊子，13-2、右辊子，14、扭簧，15、上辊子，16、下辊子，17、线缆，18、卷线盘，19、线辊，a、穿线点/初始切入点，b、上拐点，c、下拐点，D，跳转区间，h、起层高度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

本发明排线装置如图1至图3所示，它包括机架1、位于机架1上端的水平移动机构、水平移动机构中的滑台4，还包括控线器13以及线缆卷排实时检测系统和各动力部件的控制系统。水平移动机构包括丝杠2和滑杆3，带动丝杠2转动的伺服电机，滑台4套装在丝杠2和滑杆3上，由丝杠2带动，沿滑杆3水平移动；控线器13包括左辊子13-1和右辊子13-2。滑台4上固定安装有两根左右间隔且对称的立柱5，在两根立柱5之间安装有纵向摆杆6和电缸7，纵向摆杆6通过销轴铰接在立柱5的中下部位置，电缸7的底座通过销轴铰接在立柱的上端位置，电缸7的前端与纵向摆杆4中前部的固定支座8通过铰链9铰接，电缸7用于调整纵向摆杆4的仰角。纵向摆杆4的前端头安装有一个摆动气缸10和一个视觉传感器12，摆动气缸10连接有一个横向摆杆11，控线器13安装在横向摆杆11的前端头。该装置中的所有动力单元都与控制系统连接，视觉传感器12与控制系统信号连接。视觉传感器12的任务之一是实时获取卷排线过程中线缆17在的卷线盘19上的切入点坐标，为控制系统提供驱动滑台4移动的数据信号；任务之二是检测卷线盘19的盘壁坐标，为换向排线提供数据信号。

本实施例中，纵向摆杆4为U型槽结构，槽口向上，U型槽尾端槽内安装有一对上下对应的上辊子15和下辊子16，如图1所示。被卷排的线缆17从这两个辊子之间穿过，通过U型槽，再通过控线器13到达卷线盘18，如图3所示。另外，在本实施例中，控线器13通过扭簧14安装在横向摆杆11的前端头，如图1所示。

如图4至图10所示，本发明阶梯式卷排线方法包括下述步骤，

(1)、将线缆的线径、最小折弯半径输入控制系统，开启监测系统，使各动力单元处于待机状态；

(2)、将线缆17依次穿过上辊子15和下辊子16之间、纵向摆杆6的U型槽和控线器13，线头固定在卷线盘18的线辊19左端穿线点a上，将横向摆杆11置于0°角位置，即横向摆杆11与纵向摆杆6的夹角为0°，横向移动滑台4，同时调整纵向摆杆6的仰角，使控线器13的中点，也就是对线缆17的控制点和线缆17在线辊19上的初始切入点即穿线点a同处在纵向摆杆6的中线上，将视觉传感器12对准穿线点a，如图4所示；

(3)、启动卷线机，当第一圈线缆卷绕至穿线点a前沿时，摆动气缸10启动，带动横向摆杆11迅速向右摆动，将线缆17向右侧拨动，使线缆17在穿线点a的前沿形成拐点即上拐点b，并使线缆17发生10°～20°的偏转，由此，线缆17的切入点会快速向右移动，如图5所示，当线缆17的切入点向右移动有一个线径时，摆动气缸10带动横向摆杆11快速复位至0°角，同时滑台4向右移动一个线径，即使控线器13向右移动一个线径，此时的线缆17又会形成一个拐点即下拐点c，如图6所示，接下来继续第二圈线缆的卷绕；

(4)从第二圈起，每当线缆17卷绕至当前圈位的上拐点b的前沿位置时，滑台4就向右移动一个线径，直至线缆17卷排到靠近卷线盘18的右侧盘壁，如图7和图8所示；

(5)、当线缆17刚接触到右侧盘壁时，摆动气缸10启动，使横向摆杆11迅速向左摆动并带动线缆17向左发生10°～20°的偏转，此时线缆17开始起层换向卷排，如图8和图10所示，当线缆17切入最接近的前一层两圈线缆所形成的沟槽中时，横向摆杆11复位至0°角，滑台4带动横向摆杆11向左移动半个线径，如图9所示，与此同时，通过电缸7调整纵向摆杆6的仰角，使控线器13的中点抬升

个线径，该抬升高度与线缆的起层高度h相等，接着进行下一层线缆的卷排；

(6)、从当前层的第二圈起，每当线缆17卷绕至当前圈位的上拐点b的前沿位置时，滑台4向左移动一个线径，直至线缆17卷排到靠近卷线盘18的左侧盘壁；

(7)、当线缆17刚接触到左侧盘壁时，摆动气缸10启动，使横向摆杆11迅速向右摆动并带动线缆17向右发生10°～20°的偏转，此时线缆17又开始起层换向卷排，当线缆17切入最接近的前一层两圈线缆所形成的沟槽中时，横向摆杆11复位至0°角，滑台4带动横向摆杆11向右移动半个线径，与此同时，调整纵向摆杆6的仰角，使控线器13的中点抬升

个线径，接着进行下一层线缆卷排；

(8)、依次重复步骤(4)至步骤(7)，直至整盘线缆卷排完成。

本发明的阶梯式卷排线方法将线缆在卷线盘上的卷排分为两个区域，即靠近卷线盘两侧盘壁的边沿区域和中段区域。两个区域中每一圈线缆约有90％以上线段是与卷线盘的盘壁平行的，仅有跳转区间2～5个线径的线缆与盘壁有夹角。

需要说明的是，在边沿区域中，跳转区间D的线缆是在滑台和横向摆杆的协同作用下完成的跳转，而在中段区域中，跳转区间D的线缆仅受控线器的平移带动，同时在前边线缆侧向推挤的作用下自然完成骑线跳转，并不需要其他力量辅助。前一圈线缆侧向推挤是主要因素，控线器的平移带动是次要因素，控线器的平移主要是为了保证它对线缆的控制点能与线缆的当前切入点同步。

对于中段区域的排线而言，无论是出于提高排线容量，还是提高排线稳定性的目的，均要求相邻两圈线缆处处紧密接触。为达到这样的排线效果，需保证后一圈线的每次步进均是在前边线缆的推挤和引导作用下完成的。因此说，在中段区域中，跳转区间D的线缆主要是在前边线缆侧向推挤的作用下自然完成的跳转，这也得到了大量排线测试的验证。

Claims (4)

1.一种排线装置，包括机架、位于机架上端的水平移动机构、水平移动机构中的滑台，还包括控线器以及线缆卷排实时检测系统和各动力部件的控制系统，其特征在于：所述滑台上固定安装有两根左右间隔且对称的立柱，在两根立柱之间的中下部位置部铰接有一个纵向摆杆，两根立柱之间的上端位置铰接有一个用于调整所述纵向摆杆仰角的电缸，所述纵向摆杆的前端头安装有一个摆动气缸和一个视觉传感器，摆动气缸连接有一个横向摆杆，所述控线器安装在所述横向摆杆的前端头。

2.如权利要求1所述的排线装置，其特征在于：所述纵向摆杆为U型槽结构，槽口向上，纵向摆杆的尾端槽口内安装有一对上下对应的辊子。

3.如权利要求1或2所述的排线装置，其特征在于：所述控线器通过扭簧安装在所述横向摆杆的前端头。

4.一种阶梯式卷排线方法，其特征在于：包括下述步骤，

(1)、将线缆的线径、最小折弯半径输入控制系统，开启监测系统，使各动力单元处于待机状态；

(2)、将线缆穿过排线架并将线头固定在卷线盘线辊左端的穿线点上，将横向摆杆置于0°角位置，横向移动滑台，同时调整纵向摆杆仰角，使控线器的中点和线缆在线辊上的初始切入点即穿线点同处在纵向摆杆的中线上，将视觉传感器对准初始切入点；

(3)、启动卷线机，当第一圈线缆卷绕至初始切入点前沿时，摆动气缸启动，使横向摆杆迅速向右摆动，将线缆向右侧拨动，使线缆在此形成拐点即上拐点，并使线缆发生10°～20°的偏转，当线缆的切入点向右移动有一个线径时，横向摆杆快速复位至0°角，同时滑台向右移动一个线径，此时的线缆会形成另一个拐点即下拐点，接着继续第二圈线缆的卷绕；

(4)从第二圈起，每当线缆卷绕至当前圈位的上拐点前沿位置时，滑台就向右移动一个线径，直至线缆卷排到靠近右侧盘壁；

(5)、当线缆刚接触到右侧盘壁时，摆动气缸启动，使横向摆杆迅速向左摆动并带动线缆向左发生10°～20°的偏转，此时线缆开始起层换向卷排，当线缆切入最接近的前一层两圈线缆所形成的沟槽中时，横向摆杆复位至0°角，滑台带动横向摆杆向左移动半个线径，与此同时，调整纵向摆杆的仰角，使控线器的中点抬升

个线径，接着进行下一层线缆的卷排；

(6)、从当前层的第二圈起，每当线缆卷绕至当前圈位的上拐点前沿位置时，滑台向左移动一个线径，直至线缆卷排到靠近左侧盘壁；

(7)、当线缆刚接触到左侧盘壁时，摆动气缸启动，使横向摆杆迅速向右摆动并带动线缆向右发生10°～20°的偏转，此时线缆又开始起层换向卷排，当线缆切入最接近的前一层两圈线缆所形成的沟槽中时，横向摆杆复位至0°角，滑台带动横向摆杆向右移动半个线径，与此同时，调整纵向摆杆的仰角，使控线器的中点抬升

个线径，接着进行下一层线缆卷排；

(8)、依次重复步骤(4)至步骤(7)，直至整盘线缆卷排完成。

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