自動電線裁線裝置及其自動裁線方法與流程
2023-11-04 21:39:52
本發明涉及電線裁剪設備，具體地說是一種自動電線裁線裝置及其自動裁線方法。
背景技術：
現代控制設備離不開供配電，而目前供配電的接線安裝還基本靠人工完成。從設計圖紙到形成配線表，後按配線表的規格下線，列印線號，壓線鼻子再到將製造好的配線與電氣元件連接起來都是由人工一點一點完成；工作量大，且下線的長度都偏長，造成材料浪費，而且中間易出錯。
技術實現要素：
針對現有通過人工完成電氣配線而存在的上述不足之處，本發明的目的在於提供一種自動電線裁線裝置及其自動裁線方法。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
本發明的裁線裝置包括安裝底板、接線盤、放線輪、送線機構、導線管及裁線機構，其中接線盤及放線輪分別安裝在安裝底板的兩端，所述送線機構、導線管及裁線機構分別位於接線盤與放線輪之間；所述送線機構包括動力源、安裝在安裝底板上的送線機構底座及至少一組上下設置的送線輪，該動力源固定在所述送線機構底座上，輸出端輸出有兩根同步反向旋轉的輸出軸，分別驅動每組上下設置的所述送線輪同步反向旋轉，所述放線輪上的電線由每組上下設置的所述送線輪之間以及所述導線管穿過，並通過同步反向旋轉的每組上下設置的送線輪帶動走線；所述裁線機構包括裁線機構底座、氣缸、活動刀片、刀片固定滑道及固定刀片，該氣缸通過裁線機構底座安裝在所述安裝底板上，活塞軸與所述活動刀片相連，所述刀片固定滑道安裝在裁線機構底座上，在該刀片固定滑道上固接有所述固定刀片，待裁剪的電線位於所述活動刀片與固定刀片之間，通過活動刀片沿刀片固定滑道的升降進行裁剪，裁剪後的電線落在所述接線盤上。
其中：所述裁線機構沿走線方向的兩側各設有一組上下設置的送線輪，每個送線輪的輪軸均轉動安裝在所述安裝底板上，且連接有皮帶輪；所述動力源的兩根同步反向旋轉的輸出軸上均連接有皮帶輪，每個所述輸出軸上的皮帶輪均通過皮帶與兩側送線輪輪軸上的皮帶 輪相連接，每組中位於上方的送線輪同步同向旋轉，每組中位於下方的送線輪同步同向旋轉，且與位於上方的送線輪同步反向旋轉；所述動力源包括分別固定在送線機構底座上的伺服電機及減速機，該伺服電機及減速機均位於所述安裝底板的背面，且位於兩組上下設置的送線輪之間；所述伺服電機的輸出軸與減速機的輸入軸通過聯軸器相連，由該伺服電機帶動減速機的輸入軸旋轉，所述減速機具有兩個上下設置、轉向相反的輸出軸；兩組上下設置的送線輪中，位於上方的兩個送線輪中心之間的連線與位於下方的兩個送線輪中心之間的連線相平行，每組上下設置的送線輪與所述裁線機構之間以及其中一組上下設置的送線輪與接線盤之間均設有固接在安裝底板正面的所述導線管；
所述活動刀片下端的刃口為倒置的「V」形，所述固定刀片上端的刃口為「V」形，該固定刀片位於所述活動刀片的下方；所述放線輪與上下設置的送線輪之間設有轉動安裝在安裝底板上的導線輪；
本發明自動電線裁線裝置的自動裁線方法為：
所述動力源與通過控制器配套伺服驅動器驅動，該動力源上配有用於實現伺服速度控制的增量編碼器，所述氣缸與電磁閥及氣源相連接，步驟如下：
進行參數、裝置初始化；參數包括裁線長度及送線速度；
由人工操作將電線的起始頭通過上下設置的送線輪及導線管，送達到固定刀片的垂直位置；
由外部信號判斷是否開始執行裁線操作；
所述裁線操作的步驟為：首先由所述控制器給伺服驅動器發轉動指令，轉速由送線速度換算得來，同時根據所述增量編碼器反饋的數據判斷是否達到設定的裁線長度；如果沒到設定的裁線長度，則繼續送線；如果達到設定的裁線長度，則停止動力源運行；
動力源停止運行後，由所述控制器向控制氣缸的電磁閥發出下行指令，所述氣缸在氣壓的作用下，帶動所述活動刀片向下運動；
當所述活動刀片到達剪切位，完成剪切後，由所述控制器向電磁閥發出上行指令，所述氣缸在氣壓的作用下回到起始位置；
由所述控制器再次向伺服驅動器發出送線指令，所述動力源帶動送線輪繼續送線並判斷是否達到設定裁線長度；如果是，則本次裁線操作結束；否則返回裁線操作的起始步驟；
等待下一次執行裁線操作。
其中：所述外部信號為由操作人員給出的使能信號，如執行裁線，則開始執行自動裁線動作；所述控制器採用西門子PLC-300控制器。
本發明的優點與積極效果為：
1.本發明結構新穎，整個裁線過程銜接可靠，可以批量完成定長下線工作，具有高效、一致性好的特點。
2.本發明採用簡單的電、氣、配合，單根配線製做可控制在10秒內完成，實現了快速可靠的配線製作，節約勞力，節省成本。
3.本發明除機械結構外，完善的電氣控制部分可保證整個電氣配線製作過程可靠高效。
附圖說明
圖1為本發明裁線裝置的結構主視圖；
圖2為圖1的俯視圖；
圖3為本發明裁線裝置中送線機構的結構示意圖；
圖4為本發明裁線裝置中裁線機構的結構示意圖；
圖5為本發明自動裁線方法的控制程序流程圖；
其中：1為安裝底板，2為接線盤，3為導線輪，4為放線輪，5為送線機構底座，6為送線輪，7為皮帶輪A，8為減速機，9為伺服電機，10為皮帶，11為導線管，12為裁線機構底座，13為氣缸，14為活動刀片，15為刀片固定滑道，16為固定刀片，17為皮帶輪B，18為皮帶輪C。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳述。
如圖1、圖2所示，本發明的裁線裝置包括安裝底板1、接線盤2、放線輪4、送線機構、導線管11及裁線機構，其中安裝底板1固定在機架上，在安裝底板1正面沿走線方向的前後兩端分別安裝有用於放線的放線輪4及接線盤2，放線輪4通過軸承固定在安裝底板1上，放線輪4可自由轉動。在放線輪4走線方向的前方設有用於保證放線鬆緊程度的導線輪3，該導線輪3通過軸承安裝在安裝底板1上。安裝底板1的正面通過夾具固定有用於保證軟線在各機構之間可靠銜接多個的導線管11。
送線機構、各導線管11及裁線機構分別位於接線盤2與放線輪4之間。如圖3所示，送線機構包括動力源、固定在安裝底板1背面的送線機構底座5及至少一組上下設置的送線輪6，本實施例的送線輪6為沿走線方向設置的前後兩組、共四個；動力源包括分別固定在送線機構底座5上的伺服電機9及減速機8，該伺服電機9及減速機8均位於安裝底板1的背面，且位於兩組上下設置的送線輪6之間。伺服電機9的輸出軸與減速機8的輸入軸通過聯軸器相連，由該伺服電機9帶動減速機8的輸入軸旋轉，減速機8具有兩個上下設置、轉 向相反的輸出軸，兩個輸出軸上分別鍵連接有皮帶輪A7。四個送線輪6的輪軸均通過軸承轉動安裝在安裝底板1上，並由安裝底板1穿過，四個送線輪6的輪軸上均同軸安裝有皮帶輪；即其中一組中的上下兩個送線輪6的輪軸上安裝有皮帶輪B17，另一組中的上下兩個送線輪6的輪軸上安裝有皮帶輪C18，位於上方的兩個送線輪6的皮帶輪B17及皮帶輪C18與減速機8位於上方的輸出軸上的皮帶輪A7通過皮帶10相連接、形成皮帶傳動關係，位於上方的三個皮帶輪同步同向旋轉；位於下方的兩個送線輪6的皮帶輪B17及皮帶輪C18與減速機8位於下方的輸出軸上的皮帶輪A7通過皮帶相連接、形成皮帶傳動關係，位於下方的三個皮帶輪同步同向旋轉，並與位於上方的三個皮帶輪的旋轉方向相反。通過這種布局與配置，保證四個送線輪6同步送線。兩組上下設置的送線輪6中，位於上方的兩個送線輪6中心之間的連線與位於下方的兩個送線輪6中心之間的連線相平行，裁線機構位於兩組上下設置的送線輪6之間，每組上下設置的送線輪6與裁線機構之間以及其中一組上下設置的送線輪6與接線盤2之間均設有導線管11。放線輪4上的電線由每組上下設置的送線輪6之間以及各導線管11穿過，並通過同步反向旋轉的每組上下設置的送線輪6帶動走線。
如圖4所示，裁線機構包括裁線機構底座12、氣缸13、活動刀片14、刀片固定滑道15及固定刀片16，該裁線機構底座12固定安裝在安裝底板1上，氣缸13安裝在裁線機構底座12的上方，氣缸13的活塞軸經過裁線機構底座12上的開孔通過螺母與活動刀片14相連，刀片固定滑道15固定安裝在裁線機構底座12上，在該刀片固定滑道15上固接有固定刀片16，固定刀片16位於活動刀片14的下方。待裁剪的電線位於活動刀片14與固定刀片16之間，通過由氣缸13活塞軸的上下運動帶動活動刀片14沿刀片固定滑道15的上下運動進行裁剪，裁剪後的電線落在接線盤2上。活動刀片14下端的刃口為倒置的「V」形，固定刀片16上端的刃口為「V」形。
本發明的裁線裝置通過控制裝置實現自動控制，本實施例以自動控制為例。
為了實現裁線裝置的自動控制，還需要以下控制裝置：用於控制伺服電機9的伺服驅動器、用於控制氣缸13的電磁閥和汽源。
本實施例採用西門子PLC-300控制器做主控制部件，配套一臺伺服驅動器用以驅動伺服電機9。伺服電機9配有增量編碼器，用於實現伺服的速度控制，用於控制氣缸13的電磁閥和汽源。
本實施例以將一卷1平方線裁切成等長2米的電線為例。
如圖5所示，本發明裁線裝置的自動裁線方法為：
開始，啟動自檢程序，進行參數、裝置初始化；參數包括裁線長度2m、送線速度1m/s；
由人工操作將電線的起始頭繞過導線輪3，通過上下設置的送線輪6以及導絲管11，送達到固定形刀片16的垂直位置；
由外部信號判斷是否開始執行裁線操作，外部信號為由操作人員給出的使能信號；如執行裁線，則開始執行自動裁線動作；
裁線操作的步驟為：首先由PLC-300控制器給伺服驅動器發轉動指令，轉速由送線速度1m/s換算得來，同時根據增量編碼器反饋的數據判斷是否達到裁線長度2m；
如果沒到裁線長度2m，則繼續送線，如果達到裁線長度2m則停止伺服電機9運行；
伺服電機9停止運行後，由PLC-300控制器向控制氣缸13的電磁閥發出下行指令，氣缸13在氣壓的作用下，帶動活動刀片14向下運動；
當活動刀片14到達剪切位，完成剪切後，由PLC-300控制器向電磁閥發出上行指令，氣缸13在氣壓的作用下回到起始位置；
由PLC-300控制器再次向伺服驅動器發出送線指令，伺服電機9旋轉帶動送線輪6繼續送線並判斷是否達到裁線長度；如果是，則本次裁線操作結束；否則返回裁線操作的起始步驟；
等待下一次執行裁線操作。
本發明設計一種能夠根據提供的規格自動完成下線工作的自動化裁線裝置，通過該裁線裝置可以批量完成定長下線工作。本發明將極大方便電氣設備的接線工作，節約勞力，節省成本，且具有高效、一致性好的特點。