用於線盤綑紮物體束的裝置和方法

2023-05-06 13:13:41

專利名稱：用於線盤綑紮物體束的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及用於線盤綑紮一個或一個以上物體的裝置和方法，這些物體包括，例如，木材製品、報紙、雜誌、紙漿包、廢紙包、碎布料包、管件、或其它機械元件。
背景技術：
各種自動線盤綑紮機已經研究出來，如在Izui和Hara所申請的美國專利No.5,027,701、Wiklund申請的美國專利No.3,889,584、Stromberg和Lindberg申請的美國專利No.3,929,063、Ohnishi申請的美國專利No.4,252,157、和Jonsson申請的美國專利No.5,746,120中所公開的那些。這些參考文獻所公開的線盤綑紮機通常都包括一個軌道，所述軌道圍繞一個可以設置一束物體的綑紮臺；一個進給組件，用於繞軌道進給一金屬絲段；一個夾緊組件，用於在金屬絲段已圍繞軌道進給之後固定該金屬絲段的自由端；一個張緊組件，用於繞物體束拉緊金屬絲段；一個擰結組件，用於綑紮或者用別的辦法聯結金屬絲段，以便繞物體束形成一個金屬絲環；一個切割組件，用於切割來自金屬絲供給源的金屬絲段；和一個推出器，用於從線盤綑紮機中推出金屬絲環。
常用線盤綑紮機的一個缺點是它們的複雜性。例如，各種精心製作的液壓傳動、或氣動傳動的啟動系統通常用於完成像固定金屬絲段的自由端、用於切割從金屬絲供給源出來的金屬絲段、及用於從線盤綑紮機推出金屬絲環等這樣一些功能。各軌道組件典型地還要求某種類型的彈簧加載液壓和氣動系統，以便啟動一個閉合位置和一個打開位置之間的軌道，上述閉合位置用於圍繞軌道進給金屬絲段，而上述打開位置用於繞物體束張緊金屬絲。
這些液壓或氣動系統要求價格比較貴的汽缸和活塞啟動器、加壓的管線、泵、閥、和液體貯存設施。這些部件不僅加到線盤綑紮機的初投資費上，而且還要求大量的日常維護。在典型的液壓系統中所用的流體的處理、貯存、處置和清洗還存在涉及安全和環境法規的問題。
發明概要本發明涉及改進的用於線盤綑紮一個或一個以上物體的裝置和方法。在本發明的一個方面，裝置包括一個軌道組件；一個進給和張緊組件；和一個擰結器組件，該擰結器組件具有一個夾緊機構、一個擰結機構、一個切割機構、和一個推出機構，上述夾緊機構可與金屬絲段接合，上述擰結機構包括一個擰結電動機，該擰結電動機操作式耦合到一個可與金屬絲段接合的擰結齒輪上，擰結齒輪可旋轉，以便將一部分金屬絲段擰結形成一個結，而上述推出機構可與金屬絲段接合以便使金屬絲段與擰結器組件分離。夾緊機構包括一個夾持器塊、一個夾持器對面的壁、和一個夾持器盤，上述夾持器塊具有一個在其中形成的金屬絲插孔，夾持器對面的壁設置在金屬絲插孔附近，而夾持器盤限於朝夾持器壁對面的方向運動，以便與設置在金屬絲插孔內的金屬絲段摩擦式接合，當驅動電動機朝張緊方向上運轉時，夾持器盤被驅動成與金屬絲段摩擦接合，並且貼著夾持器對面的壁壓緊金屬絲段。這樣，金屬絲用一種簡單、被動、造價低和容易維護的夾緊機構固定。
儘管各部分組合組件的一種組合結合而形成這種完整的線盤綑紮裝置和方法，但其中某些部件本身是獨特的並可以應用於其它的線盤綑紮裝置和方法。這樣，本發明不限於僅僅一種組合的裝置和方法。
例如，一種獨特的被動式金屬絲夾緊部件包括一個具有槽的金屬絲插孔，該槽定好尺寸，以便在其一部分中接收金屬絲的第一通道，和在其另一部分中接收金屬絲的第二通道，被動式夾持器盤可摩擦式與金屬絲的第二通道接合，以便夾持金屬絲的自由端。
在擰結器組件中，該組件包括一個由擰結器電動機旋轉式驅動的多用途凸輪，而夾緊機構包括一個夾持器放鬆件，該夾持器放鬆件可與夾持器盤接合，並可用多用途凸輪啟動。
軌道組件的獨特特點包括多個陶瓷製的或高硬度鋼的分段或片段，這些分段或片段設置在軌道組件拐彎處的拐彎導向件附近，每個分段都具有一個彎曲面，該彎曲面至少部分地包圍金屬絲導向路徑，以便使金屬絲段繞拐彎的運動改變方向。當金屬絲段的自由端沿著金屬絲路徑導向時，各分段承受來自金屬絲段比較銳利的自由端的刨削，同時減少了進給失效、改善了可靠性、和增加了裝置的使用期限。各分段用於更換製造成本不高，並且，通過加更多的分段到更大拐彎的導向件上，可以在增加很少費用的情況下增加金屬絲路徑的拐彎半徑。
在本發明的一個方面，裝置包括一個軌道組件、一個進給和張緊組件、和一個擰結器組件，該擰結器組件具有一個擰結電動機，擰結電動機耦合到一個可旋轉的擰結軸上，擰結軸具有一個第一多用途凸輪、一個推出器凸輪、一個驅動齒輪、和一個固定於其上的第二多用途凸輪，一個夾緊機構可與金屬絲段接合，並具有一個可與第二多用途凸輪接合的夾持器凸輪隨動件，夾緊機械可用第二多用途凸輪啟動，一個擰結機構具有一個可與金屬絲段接合的擰結齒輪，該擰結齒輪可用驅動齒輪啟動並可旋轉，以便將一部分金屬絲段擰結而形成一個結，一個切割機構可與結附近的金屬絲段接合，並具有一個可與第一多用途凸輪接合的切割凸輪隨動件，切割機構可用第一多用途凸輪啟動；和一個推出機構，該推出機構可與金屬絲段接合以便使金屬絲段與擰結器組件分離開，並具有一個可與推出器凸輪接合的推出凸輪隨動件，推出機構可用推出器凸輪啟動。這樣，擰結組件的一些主要功能是凸輪啟動、省去價格更貴和更複雜的啟動機構、和改善裝置的經濟效益。
本發明的另一方面是一種獨特的金屬絲存儲鼓，金屬絲段在軸向上穿過存儲鼓進給，並且金屬絲段從存儲鼓中在其待用驅動輪接合的圓周處在切向上出來。存儲鼓以可供選擇的形式示出。
本發明的另一方面是一種獨特的進給和張緊組件，該進給和張緊組件穿過存儲鼓在軸向上拉出金屬絲，然後在切向上離開存儲鼓到達進給驅動輪，和然後在張緊金屬絲時回到存儲鼓上。示出了一些可供選擇的形式。
本發明的另一方面是一種簡單的軸從動驅動裝置，用於擰結金屬絲、夾緊金屬絲、放鬆擰結後的金屬絲、和切割金屬絲。
本發明的另一方面是一種被動式金屬絲夾持器，該被動式金屬絲夾持器利用金屬絲的摩擦作用，使金屬絲自由端受擠壓並固定，防止朝擰結器機構外面運動。被動式金屬絲夾持器具有若干可供選擇的形式。
根據下面的詳細說明，對該技術的技術人員來說，本發明的這些和另一些好處將變得顯而易見。
附圖簡介

圖1是按照本發明所述的線盤綑紮機的前等角視圖。
圖2是圖1中線盤綑紮機的前視圖。
圖3是圖1中線盤綑紮機的後視圖。
圖4是圖1中線盤綑紮機的進給和張緊組件的前等角視圖。
圖4-1和4-8是進給和張緊組件一個實施例的示意工作圖。
圖4A是進給和張緊組件的一種可供選擇的形式。
圖4A-1-4A-9是圖4A實施例的示意工作原理圖。
圖5是圖4中進給和張緊組件的一種存儲器的部件分解等角視圖。
圖5A是圖4中存儲器改進形式的部件分解等角視圖。
圖6是圖4中進給和張緊組件的驅動裝置部件分解等角視圖。
圖6A是進給和張緊裝置改進形式的部件分解等角視圖。
圖7是圖4中進給和張緊組件的制動塊部件分解等角視圖。
圖8是圖4中進給和張緊組件的金屬絲進給路徑等角視圖。
圖9是圖1中線盤綑紮機的擰結器組件等角視圖。
圖9A是擰結器組件改進形式的等角視圖。
圖10是圖9中擰結器組件的部件分解等角視圖。
圖10A是擰結器組件改進形式的等角視圖。
圖11是圖9的擰結器組件的夾持器部件局部放大的等角視圖。
圖11A是夾持器部件一種可供選擇的形式。
圖11B是夾持器部件另一種可供選擇的形式。
圖12是圖9中擰結器組件沿著線12-12所作的頂部剖視圖。
圖12A是圖9A中改進的擰結器組件剖視圖。
圖13是圖9中擰結器組件沿著線13-13所作的側剖視圖。
圖13A是圖9A中改進的擰結器組件剖視圖。
圖14是圖9中擰結器組件沿著線14-14所作的右剖視圖。
圖15是圖9中擰結器組件沿著線15-15所作的右剖視圖。
圖16是圖9中擰結器組件沿著線16-16所作的右剖視圖。
圖17是圖9中擰結器組件沿著線17-17所作的右剖視圖。
圖18是圖9中的擰結器沿著線18-18所作的右剖視圖。
圖19是由圖9中擰結器組件所生產的結的局部等角視圖。
圖20是圖1中線盤綑紮機的軌道組件部件分解等角視圖。
圖20A是軌道入口部件420a一種改進形式的等角視圖。
圖21是圖20中軌道組件的拐彎分段在零件標號21處所作的放示意零件圖。
圖22是圖20中軌道組件的改進的拐角分段還在零件標號22處所作的放大示意零件圖。
圖23是圖1中線盤綑紮機的控制系統示意圖。
圖24是圖9中擰結器組件凸輪控制定時曲線的圖解表示。
圖25是圖9中擰結器組件的伺服電動機控制定時曲線的圖解表示。
圖26是線盤綑紮機包括按照本發明一個可供選擇的實施例所述的另一種進給和張緊機構的前等角視圖。
圖27是圖26中線盤綑紮機的進給和張緊機構的前等角視圖。
圖28是圖27中進給和張緊機構的部件分解等角視圖。
圖29是圖27的進給和張緊裝置中存儲器盤的部件分解等角視圖。
圖30是圖29中一部分存儲器盤沿著圖27中剖面30-30看的剖視圖。
圖31是圖28中的進給和張緊裝置中的金屬絲卷線機和金屬絲閘在為了可以看到起見除去上面部分的情況下的放大等角視圖詳圖。
圖32是金屬絲卷線機和金屬絲閘的部件分解等角視圖。
圖33是圖32中金屬絲卷線機的等角視圖組件。
圖34是圖33為了清楚起見除去金屬絲卷線機的等角視圖組件。
圖35是圖33為了清楚起見除去金屬絲卷線機和安裝板二者的等角視圖組件。
圖36是在圖32中的金屬絲閘處於「防剝離」方式情況下金屬絲路徑的平面圖。
圖37是在圖32中的金屬絲閘處於「剝離」方式情況下金屬絲路徑的平面圖。
圖38是進給和張緊機構在金屬絲進給周期中的示意操作圖。
圖39是進給和張緊機構在金屬絲張緊周期中的示意操作圖。
圖40是進給和張緊機構在金屬絲剝離周期中的示意操作圖。
在附圖中，相同的標號表示相同或基本上類似的元件或步驟。
發明的詳細說明本公開內容目的在於用於金屬絲綑紮物體束的裝置和方法。在下面說明和圖1-25中，陳述了本發明某些實施例的特殊元件，以便提供對這些實施例的充分理解。然而，該技術的技術人員將會理解，本發明可以具有另外的一些實施例，並且本發明可以在沒有下面說明中所述的某些零件情況下實施。
圖1是按照本發明一個實施例所述的線盤綑紮機100的前等角視圖。圖2和3分別是圖1中線盤綑紮機100的前局部剖視圖和後視圖。線盤綑紮機100具有幾個主要的組件，其中包括進給和張緊組件200、擰結器組件300、軌道組件400、和控制系統500。線盤綑紮機包括一個外殼130、該外殼130在結構上支承和/或封閉線盤綑紮機的主要部件。
簡單地說，線盤綑紮機100的整個操作從進給和張緊組件200開始，該進給和張緊組件200將一金屬絲段102從外部金屬絲供給源104(比如繞線軸或捲軸，未示出)通過環形傳感器412引入線盤綑紮機100中。然後，通過按下一個手動進給按鈕開關啟動器進給金屬絲段102，在該手動進給按鈕開關啟動器上，穿過擰結器組件300，把金屬絲段102的自由端推入並圍繞軌道組件400，及向後推入擰結器組件300。軌道組件400形成一個金屬絲導向路徑402，該金屬絲導向路徑402基本上環繞綑紮臺106，在該綑紮臺106處可以設置一個或一個以上用於綑紮的物體。
一旦金屬絲段102全部繞金屬絲導向路徑402進給，則可以進行手動或自動操作。控制系統500向進給和張緊組件200發出信號，以便使金屬絲段102繞一個或一個以上物體張緊。在一個張緊周期中，進給和張緊組件200朝與進給方向相反的方向上牽拉金屬絲段102。軌道組件400打開，從金屬絲導向路徑402上放鬆該金屬絲段102，讓金屬絲段102繞綑紮臺106內的一個或一個以上物體拉緊。過量的金屬絲段114縮回進給和張緊組件200，並繞存儲鼓222存儲，直至控制系統500向供給和張緊組件200發出信號停止張緊時為止，正如下面更全面說明的。
在張緊周期完成之後，(金屬絲段102的自由端108，在張緊周期中已被擰結器組件300的夾持器部件320牢固地卡住)擰結器組件300把金屬絲段102b的自由端108接合到相鄰部分金屬絲段102a上，同時繞一個或一個以上的物體，形成一個固定式收縮的金屬絲環116，該一個或一個以上物體形成一個物體束120。金屬絲環116通過使金屬絲段102b的自由端與金屬絲段102a的相鄰部分彼此相繞擰結扣緊，以便形成一個結118。然後擰結器組件300將結118，及所形成的金屬絲環116與金屬絲段102分開。然後擰結器組件300推出結118，並使擰結器組件300的所有部件返回到原位位置。進給周期基本上是在物體束120可以從綑紮臺106取出時開始。所有以後的進給周期在從外部金屬絲供給源104(未示出)再次拉出足夠的添加金屬絲102之前，都將這樣從圍繞存儲鼓222重新進行任何存儲的金屬絲102，以便完成上述進給周期，直至外部金屬絲供給源104用盡並且負荷周期必須重複時為止。在任何進給周期完成時，各周期的全部順序可以重新開始。
一般，有五個操作周期被線盤綑紮機100利用負荷周期、進給周期、張緊周期、擰結周期、和金屬絲推出周期。線盤綑紮機100可以用手動方式或自動方式操作。進給、張緊、和擰結等周期通常用自動方式操作，但是，例如對於從線盤綑紮機中維護和淨化金屬絲來說，這些周期也可以在操作中的各種不同點處重疊。負荷周期和金屬絲推出周期通常都是只用手動方式操作。線盤綑紮機100的五個操作周期和兩種操作方式在下面將更詳細地加以說明。
圖4是圖1的線盤綑紮機100的進給和張緊組件200的前等角視圖。如圖4所示，進給和張緊組件200包括存儲器部件200、驅動部件240、和制動塊部件280。存儲器部件220提供比將存儲送入目前所預計的最大線盤綑紮機的所有金屬絲段102所必需的容量更大的容量。驅動部件240提供為進給和張緊金屬絲段102所必需的驅動力。另外，存儲器部件220和驅動部件240之間的相互作用，在金屬絲段102上產生一種壓縮的緊密接觸，該壓縮的緊密接觸有效地把驅動力摩擦式轉入金屬絲段102中。制動塊部件260將存儲器部件220轉換在它的自然的原位位置中，並且在從存儲鼓222中進給金屬絲段102到從外部金屬絲供給源104供給金屬絲段102之間轉移時阻尼存儲鼓222的運動。在進給和張緊組件200的某些情況下，制動塊部件280可以插入存儲器部件220和驅動部件240中，如圖4A所示。
圖5是圖4中進給和張緊組件200的存儲器部件220的部件分解等角視圖。圖6是圖4中進給和張緊組件200的驅動組件240的部件分解等角視圖。圖7是圖4中進給和張緊組件200的制動塊部件280的部件分解等角視圖。圖8是圖4中進給和張緊組件200的金屬絲進給路徑202等角視圖。
正如在圖4、5和8中最佳看出的，存儲器部件200包括一個安裝在存儲器輪轂223上的存儲鼓222，該存儲器輪轂223同心式支承在存儲器軸224上。金屬絲入口管225穿過存儲器軸224的中心設置，而金屬絲通道227設置在存儲鼓222中。這樣，正如可以看到的，金屬絲在軸向上進入該存儲鼓222。另外，在存儲鼓222的外表面內設置一個連續的螺旋形凹槽229，並且將一個制動指231固定在存儲鼓222的側向邊緣上。
軸承座226安放一對存儲器軸承228，該對存儲器軸承228以懸臂方式旋轉式支承存儲器軸224。一對支承件230繞軸旋轉式耦合到軸承座226和安裝板232上，安裝板232固定到外殼130上，同時在進給和張緊金屬絲段102期間讓存儲鼓222在外殼130內部朝側向上(並排地)運動。
如圖4A和5A所示，在可供選擇的方案中，存儲鼓222可以安裝在軸224a上，軸224a旋轉式安裝在支承件230上，該支承件230是在存儲鼓222的無論哪一邊上，而不是在如圖4所示的一邊上。各支承件繞軸旋轉式安裝在具有存儲器軸承228的安裝板232中，存儲器軸承228擺動式安裝在銷釘231上。這樣，存儲鼓可以沿著它的旋轉軸自由地橫向擺動，以便能將金屬絲纏入存儲鼓上的螺旋形凹槽229中。
如兩個實施例中所示的，金屬絲在軸向上穿過存儲鼓的輪轂進給和然後在切向上向外到驅動輪上，是本發明獨特的特點。它提供用於快速輸送金屬絲到軌道上，並且快速而方便地存儲金屬絲而沒有像按順序存儲技術那樣的打結或結紮。存儲鼓還不需要先有技術類型的存儲室，當軌道變得更大用於更大的物體束時，存儲室必需重新定尺寸。
橫向輪或橫嚮導向輪234固定到鄰近金屬絲入口管225的存儲器輪轂223上。切嚮導向輪236安裝在單向離合器238上，該單向離合器238也固定到存儲器輪轂223上。單向離合器238限制切嚮導向輪236隻旋轉到進給方向上。切向壓緊輥239貼著切嚮導向輪236彈簧式偏置。
如圖4-1和4-2所示，金屬絲段102在開始進給周期(負荷周期)中轉入並穿過金屬絲入口管225。繞橫嚮導向輪234約270°，並因此，繞切向輪約132°。橫嚮導向輪234把進入的金屬絲段102轉入存儲器輪轂223的平面中。切嚮導向輪236接收金屬絲段102，然後金屬絲段102繞切嚮導向輪236並在壓緊輥239下通過(圖5)。在到達切向壓緊輥239和切嚮導向輪236之間的夾緊點時，動力從緩慢旋轉的切嚮導向輪236轉移，通過與驅動輪246的摩擦接觸驅動，並攜帶金屬絲段102穿過金屬絲通道227(圖5)，同時近似與存儲鼓222的圓周相切排出金屬絲段102。然後圍繞驅動輪246牽引金屬絲段102並穿過驅動部件240。
如圖6最佳示出的，驅動部件240包括一個驅動電動機242，該驅動電動機242耦合到一個90°齒輪箱244上。儘管各種驅動電動機的實施例都可以用，其中包括液壓和氣動電動機，但驅動電動機242優選的是一種電伺服電動機。驅動輪246通過驅動軸248可驅動式耦合到齒輪箱244上。驅動底座250支承一個驅動偏心裝置251，該驅動偏心裝置251包括一個驅動軸承252，所述驅動軸承252旋轉式支承驅動軸248。驅動底座250固定到線盤綑紮機100的外殼130上。驅動壓緊輥249貼著驅動輪246偏置，同時在進給周期中幫助將動力從驅動輪246轉移到金屬絲段102上。
驅動張緊彈簧254將一可調的驅動力施加到驅動偏心裝置251上，因而使驅動輪246貼著切嚮導向輪236(或存儲鼓222)偏置。在這個實施例中，驅動張緊彈簧254通過沿著螺杆256調節螺母255的位置進行調節。螺杆256耦合到驅動張緊凸輪258上。來自驅動輪的驅動力可以通過旋轉驅動張緊凸輪258從其中心之外的位置分開，以便使驅動輪與存儲鼓間隔開。這可以通過用扳手將六角形銷釘接合在驅動張緊凸輪258上用手工進行。通過分開驅動輪與存儲鼓之間的驅動接合，可以用手從進給和張緊組件中取出金屬絲。
驅動部件240還包括驅動入口導向件260和驅動出口導向件262，它們靠近驅動輪246和驅動壓緊輥249設置。與驅動壓緊輥249一起，驅動入口導向件260和驅動出口導向件262保持使金屬絲段102圍繞驅動輪246的路徑。在這個實施例中，金屬絲段102在大約74.5°的弧度範圍內接觸驅動輪246，不過接觸區的弧長在別的實施例中可以不同。排出螺線管264可以啟動來移出排出夾爪266，同時使驅動出口導向件262在必需時，如當必需取出存儲在存儲鼓222上的金屬絲時，使金屬絲段102從它的正常金屬絲進給路徑202(圖8)偏轉到排出進給路徑204中。同樣，驅動螺線管265(圖6)耦合到進給夾爪267上，用於在負荷周期中使金屬絲段102朝向驅動輪246，上述負荷周期在金屬絲段102穿過了驅動部件240之後立刻終止。
金屬絲段102必須穿過擰結器組件300、繞軌道組件400、和回到擰結器組件300進給，以便準備在綑紮臺106內將一個或一個以上物體捆綁起來。在負荷周期開始時，存儲器部件220的存儲鼓222處於原位位置，而驅動輪246與切嚮導向輪236對齊。在這個位置中，把金屬絲段102壓緊在驅動輪246和切嚮導向輪236之間。啟動驅動電動機242，使驅動輪246朝進給方向132上旋轉(見圖4-2中的箭頭132)。通過摩擦把運動傳給金屬絲段102和切嚮導向輪236。這樣推動金屬絲段102穿過擰結器組件300、繞軌道組件400、並回到擰結器組件300，在這段時間裡驅動電動機242停止運轉。
圖4-3-4-5示出張緊周期中的金屬絲運行路徑。當張緊周期開始時，驅動電動機242啟動使驅動輪246朝張緊方向上旋轉。迫使壓緊在驅動輪246和切嚮導向輪236之間的金屬絲段102朝與進給方向相反的方向上前進。由於切嚮導向輪236被限定只朝進給方向旋轉，和由於切嚮導向輪236旋轉式固定到存儲器輪轂223上，所以來自驅動輪246的運動轉移並穿過金屬絲段102使存儲鼓222朝張緊方向上旋轉。這樣金屬絲段102卷繞在存儲股222的螺旋形凹槽229中。驅動輪246這樣把它的轉矩傳送穿過驅動偏心裝置251，以使驅動輪246隨著所傳送的轉矩增加而在金屬絲段102上產生增加的壓縮負荷。這減少了在張緊過程中驅動輪246滑動的概率。
圖4-6-4-8示出一個典型的進給周期。進給周期在擰結周期完成時便立即開始，正如下面更全面說明的。在進給周期開始時，驅動輪246朝進給方向上啟動。金屬絲段102典型的是壓緊在驅動輪246和存儲鼓222之間，和送入其上的螺旋形凹槽229中，並因此從繞存儲鼓222進給。當存儲鼓222返回原位位置時，切嚮導向輪236重新與驅動輪246對齊，並且制動指衝擊在制動塊280上使存儲鼓222運動到頂部變慢。金屬絲段102持續進給，但路徑返回到從外部金屬絲供給源104(未示出)進給。這種持續如上對負荷周期所述，直到進給周期終止為止。現在進給和張緊組件200準備重複從張緊周期開始的整個操作。
參見圖7，制動塊部件280包括一個制動夾爪282，該制動夾爪282繞軸旋轉式通過一個夾爪樞銷286固定到制動塊基座284上。制動塊基座284剛性固定到線盤綑紮機100的外殼130上。限位柱塞288設置在制動彈簧290內部，並且局部地限制在制動塊基座284內部。限位柱塞288接合制動夾爪282的第一端292。制動夾爪復位彈簧294耦合在制動塊基座284和制動夾爪282的第二端296之間。
制動塊部件280剛性固定到外殼130上，以便檢驗存儲鼓222的旋轉和指明當沒有金屬絲貯存在存儲器部件220上時它相對於驅動輪246的位置。在工作時，制動夾爪282的第二端296接觸制動指231，以便使存儲鼓222的旋轉放慢和停止。當制動指231碰到制動夾爪282時，它壓住限位柱塞288和制動彈簧290。制動彈簧290在接觸到底和停止存儲鼓222運動之前緩衝震動。如果朝錯誤的方向上衝擊，例如，象很少情況下會發生的，當在張緊過程中進給和張緊組件200因跳出存儲鼓222的螺旋形凹槽229而不起作用時，制動夾爪282可以自由不接觸制動指231偏轉。
圖4A，4A-1-4A-9，5A和6A示出進給和張緊組件的可供選擇的形式。在這個實施例中，省去了橫嚮導向輪234，和一個彎曲的輥軸管235(圖5A)進給金屬絲穿過存儲鼓的輪轂，並把金屬絲直接導向到切嚮導向輪236的凸緣中。另外，在某些進給和張緊組件200情況下，將制動塊部件280的元件和功能包括到存儲器部件220和驅動部件240中。在這個優選實施例中，最佳的操作在圖4A-1-4A-9中示出。另外，金屬絲在軸向上穿過存儲鼓軸224a，然而穿過彎曲的輥軸管235，在切嚮導向輪236處出來，然後穿過槽227a(圖5A)，繞驅動輪246，並在壓緊輥249和驅動輪246之間進給。
在圖4A-4-4A-6的張緊周期中，金屬絲由驅動輪限制，並將金屬絲鋪放在旋轉存儲鼓222的凹槽中。當金屬絲送入存儲鼓上的螺旋形凹槽中時，存儲鼓自由地朝側向(沿著它的旋轉軸)運動。
正如在圖4A-7-4A-9中最佳示出的，當金屬絲重新送入軌道時，金屬絲首先從存儲鼓進給，直至全部存儲的金屬絲離開存儲鼓的圓周，和然後從金屬絲供給源供給另外的金屬絲。
圖4A和6A還示出進給和張緊組件的第二實施例的零件。在這個實施例中，進給夾爪267a作了改動，並且在負荷周期中啟動，以便向下運動靠近驅動輪246，給進入的金屬絲從切嚮導向輪236導向到驅動輪和驅動入口導向件260之間的夾子中。在金屬絲繞驅動輪進給之間的夾子中。在金屬絲繞驅動輪進給之後，通過驅動螺線管265將進給夾爪移離驅動輪。
圖9是圖1中線盤綑紮機100的擰結器組件300等角視圖。圖10是圖9中的擰結器組件300部件分解等角視圖。圖11是圖9中的擰結器組件300的夾持器部件320局部放大的等角視圖。圖12-18是圖9中擰結器組件300的各種剖視圖。圖19是圖9中擰結器組件300所產生的結118局部等角視圖。正如在圖10中最佳看出的，擰結器組件300包括一個導向部件310、一個夾持器部件320、一個擰結部件330、一個剪切部件350、和一個推出部件370。
參見圖9、10、15和16，導向部件310包括一個擰結器入口302，該擰結器入口302接收從進給和張緊組件200進給的金屬絲段102。正如在圖15中所最佳示出的，一對前導向塊303靠近擰結器入口302設置，並耦合到一對前導向託架312上。一對後導銷305和一對前導銷306固定到擰結器組件300頂部處的端蓋308上。一對後導向塊304與前導向塊303相對靠近端蓋308設置，並耦合到一對後導向託架314上。一個轉換器制動塊307靠近後導銷305固定到端蓋308上。
一對導向蓋309鄰近端蓋308設置，並一起形成綑紮臺106(圖1-3)的底部。導向凸輪316安裝在擰結器軸339上，並接合一個導向凸輪隨動件318，該導向凸輪隨動件318耦合到一對後導向託架314的其中之一上。正如在圖15中最佳看到的，前導向託架的其中之一繞軸旋轉式耦合到導向軸319上，而設置前導向託架312以便同時繞軸旋轉。如圖16所示，導向凸輪316和導向凸輪隨動件318啟動後導向託架314。前導向託架312這樣通過導向蓋309剛性連接到後導向託架314上，以使導向凸輪316同時操作前和後導向託架312、314二者。
參見圖10和17，夾持器部件320包括一個夾持器塊322，該夾持器塊322具有一個夾持器放鬆杆324，該夾持器放鬆杆324繞軸旋轉式固定到夾持器塊322上。正如在圖11和12中最佳看出的，夾持器塊322還具有一個設置在其中的金屬絲插孔321和一個鄰近該金屬絲插孔321的夾持器對面的壁333。楔形壁323從靠近金屬絲插孔321的夾持器塊322中伸出，在它們之間形成一楔形間隙325。利用夾持器放鬆杆324限制夾持器盤326在楔形間隙325內運動。夾持器復位彈簧328耦合到夾持器放鬆杆324上。一對多用途凸輪360、361安裝在擰結器軸339上。多用途凸輪360的其中之一通過一夾持器放鬆搖杆327間接啟動夾持器凸輪隨動器331。夾持器放鬆搖杆322本身也接合一個夾持器放鬆凸輪塊335，該夾持器放鬆凸輪塊335本身又接合夾持器放鬆杆324。進給制動開關337(圖10)設置在夾持器放鬆杆324附近，以便檢測其運動。
參見圖10、12、13和18，擰結部件330包括一個開槽式齒輪332，該開槽式齒輪332由一對空轉齒輪334驅動。正如在圖18中最佳看到的，空轉齒輪334嚙合一個從動齒輪336，該從動齒輪336本身又嚙合驅動齒輪338，所述驅動齒輪338安裝在擰結器軸339上。耦合到齒輪減速箱342上的擰結電動機340驅動擰結器軸339。儘管各種電動機實施例可以使用，但擰結器電動機優選的是一種電伺服電動機。
正如在圖10和14最佳看出的，切割部件350包括一個活動的切割器託架352，該活動的切割器託架352具有一個第一切割器插件354，所述第一切割器插件354在擰結器入口302附近固定在切割器託架352上。固定的切割器託架356設置在活動的切割器託架352附近。第二切割器插件358固定到固定的切割器託架356上並與第一切割器插件354對齊。安裝在擰結器軸339上的多用途凸輪360的其中之一接合一個固定在活動的切割器託架352上的切割器凸輪隨動件359。
參見圖10和15，推出部件370包括一個前推出器372，該前推出器372繞軸旋轉式設置在前導向塊303附近，和一個後推出器374繞軸旋轉式設置在後導向塊304附近。一個橫支承件376(圖10)耦合在前和後推出器372、374之間，同時使前和後推出器372、374作為一個部件一起運動。推出器凸輪378安裝在擰結器軸339上並接合一個推出器凸輪隨動件379，該推出器凸輪隨動件379耦合到前推出器372上。一個原位開關377設置在推出器凸輪378附近，用於檢測其位置。
一般，擰結器組件300完成某些功能，其中包括夾緊金屬絲段102的自由端108；擰結118；從金屬絲供給源104剪切閉合的金屬環116；和推出擰好的結118，同時提供一條用於金屬絲段102穿過結器組件300的通暢路徑。如下面更全面說明的，這些功能通過-部件完成，該部件具有若干創新的特點、內部被動式夾持器生產能力、可更換的切割器、和通過主軸339的一次旋轉主軸來啟動所有的功能。
在進給周期中，金屬絲段102的自由端108通過進給和張緊組件200穿過擰結器組件300的擰結器入口302進給。正如在圖12中最佳看出的，自由端108在前導銷306之間，和前導向塊303之間通過，並穿過開槽式齒輪332。自由端108沿著金屬絲進給路徑202繼續在後導向塊304之間、後導銷305之間通過，並穿過夾持器塊322中的金屬絲插孔321(圖11)。自由端108然後從擰結器組件300出來，以便沿著金屬絲導向路徑402繞軌道組件400前進，如圖13所示，下面更全面地加以說明。
在圍繞軌道400通過之後，自由端108在金屬絲第一通道102a上方(圖11)重新進入擰結器入口302(如圖11、11A和11B中所示的上面金屬絲)。自由端108再次在前導銷306之間、前導向塊303之間通過，穿過開槽式齒輪332，和在後導向塊304與後導銷305之間通過。正如在圖11中最佳看到的，自由端108然後重新進入金屬絲插孔321並在金屬絲的第一通道102a上方通過，經過夾持器盤326並在與轉向器制動塊307碰撞時停止。然後進給周期完成。
在圖11、11A和11B中示出一種點劃線來示意表明金屬絲環圍繞軌道結束。現在自由端108是在下面的金屬絲第一通道102a的上方，並在擰結器中制動。下面的金屬絲通道102a保持連接到待向後拉的存儲器上，並圍繞軌道中的物體束擰緊。
擰結器組件300有利的是提供一個進給路徑，該進給路徑具有一個金屬絲(自由端108)的第二通道102b，該金屬絲第二通道102b設置在金屬絲的第一通道102a(去到存儲器)的上方。這種上/下金屬絲配置減少了在進給和張緊期間擰結器組件300的元件上的磨損，特別是端蓋308的磨損。由於金屬絲段跨過自身推或拉，而不是跨過端蓋308或其它元件牽引，所以擰結器組件300的磨損大大減少，特別是用於張緊周期更是如此。
在進給周期結束時，金屬絲段102的自由端108(或者金屬絲的上面通道102b)鄰近夾持器盤326對齊。通過夾持器放鬆杆324、楔形壁323、和夾持器對面的壁把夾持器盤326(圖11)限制在楔形間隙325內部活動；上述兩個壁都在夾持器塊322內部。在張緊周期開始時，金屬絲的第二通道102b開始朝張緊方向上(箭頭134)運動並摩擦式接合夾持器盤326，同時使夾持器盤326朝張緊方向上運動，並迫使夾持器盤326進入金屬絲自由端102b和楔形壁323之間不斷增加地緊密接合。當把金屬絲的自由端102b朝楔形壁323的窄端方向牽引時，同時迫使金屬絲的自由端102b進入後壁333，從而增加了摩擦力並牢固地保持金屬絲的自由端102b。另外，如圖12中最佳示出的，夾持器放鬆杆繞軸旋轉式安裝在一個偏置樞銷343上，以便金屬絲和夾持器盤326之間的摩擦力產生一個越來越增加的動量，該動量使夾持器放鬆杆324繞軸反時針旋轉並更接近夾持器對面的壁333。
儘管夾持器盤326可以用各種材料，其中包括，例如，回火工具鋼和碳化物製造，但優選的是用十分硬的材料，以便能經受重複的循環。
圖11A和11B示出夾持器放鬆杆324可供選擇的實施例。在圖11A中，夾持器盤326旋轉式固定在夾持器放鬆杆324a中。夾持器放鬆杆324a這樣在樞銷343上繞軸旋轉，以便金屬絲第二通道102b朝如圖11A所看到的左方運動使夾持器盤326摩擦式接合金屬絲，同時使夾持器放鬆杆324a繞偏置樞銷343反時針旋轉，使夾持器盤326壓住金屬絲第二通道102b。這裡金屬絲變成擠壓在夾持器盤326和對面的壁333之間。
在圖11B中，省去了夾持器盤326並且只有夾持器放鬆杆324b的端部形成一彎曲點326b。這裡夾持器放鬆杆324b也這樣繞偏置樞銷343旋轉，以便上面的金屬絲第二通道102b朝圖11B中左邊的運動將使彎曲點326b摩擦式接合金屬絲，並使槓桿臂在圖11B中反對針旋轉，同時將金屬絲的上面第二通道102b擠壓在彎曲點326b和夾持器對面的壁333之間。
在圖11A和11B的實施例中，沒有應用楔形間隙。在繞軸旋轉的夾持器槓桿臂和夾持器對面的壁333之間產生的摩擦作用足以肯定鎖緊金屬絲的自由端108(102b)防止運動。
所有這些實施例都獨特地用一被動式夾持器完成夾緊金屬絲的自由端，該被動式夾持器都不需要驅動式螺線管或促動器。夾持器放鬆杆用夾持器復位彈簧328偏置到正常地反時針旋轉。因而金屬絲、壁、和夾持器盤之間的摩擦作用提供了夾持功率。
在金屬絲環116已經張緊，並且結118擰好和金屬絲段102分離後，減少了將夾持器盤326楔入楔形間隙325狹窄端部施加的力幅度，並且改變了金屬絲自由端108接合夾持器盤326的方向。這使金屬絲自由端108不能從夾持器盤326和壁333之間橫向運動。為了加速從夾持器部件320放鬆金屬絲自由端108，在迫使夾持器放鬆杆324如圖12和12A所看到的朝反時針方向旋轉，同時使夾持器盤326和金屬絲自由端108之間脫離接觸的擰結周期結束時，通過夾持器放鬆凸輪隨動件331接合夾持器放鬆凸輪塊335。這也打開了用於金屬絲的無障礙路徑，以便在金屬絲推出時使夾持器部件320暢通。
擰結部件330在金屬絲102中擰結一個結118以便閉合和固定金屬絲環116。擰結通過旋轉開槽式齒輪332完成。擰結器電動機340使擰結器軸339旋轉，同時使驅動齒輪338旋轉。驅動齒輪338本身又驅動從動齒輪336。兩個空轉齒輪334由從動齒輪336驅動，而空轉齒輪334本身又驅動開槽式齒輪332。開槽式齒輪332的旋轉將金屬絲的第一和第二通道102a、102b擰結，同時形成圖19中所示的結118。
在擰結周期完成時，使金屬絲102分離，以便放鬆所形成的環116。多用途凸輪360、361壓著切割器凸輪隨動件359、362運動，啟動活動的切割器託架352(圖13)相對於固定的切割器託架356運動，同時使金屬絲102在第一和第二切割器354、357之間被剪切。優選的是，第一和第二切割器354、358是工業銑床和切削工具機中常用的那類可更換的插件，不過其它類型的切割器也可以用。
擰結器組件300有利的是通過兩個空轉齒輪334在開槽式齒輪332上提供對稱的負荷。這種雙驅動配置在開槽式齒輪332內部產生較小的應力，其強度因槽而降低。另外，開槽式齒輪332在齒輪齒之間開槽，這能與空轉齒輪334完全相互嚙合。這種構造也在開槽式齒輪332中產生較小的應力。一般，對粗金屬絲應用來說，如對11號規格的金屬絲或更粗金屬絲來說，可以用具有除去一個齒的另外齒輪實施例，來提供用於排出期間金屬絲的容隙，如下所述。
在金屬絲102切割了之後，降低了金屬絲102中由夾持器部件320所限制的張力。多用途凸輪360、361的旋轉啟動切割器凸輪隨動件359、362，同時使端蓋308和導向件蓋309打開。推出器凸輪378的旋轉啟動推出器凸輪隨動件379，同時使前和後排出器372、374升起。多用途凸輪360、361還使夾持器凸輪隨動件331接合夾持器放鬆凸輪塊335，同時使夾持器放鬆杆324繞軸旋轉，並迫使夾持器盤326離開金屬絲102。這使自由端108能自由地離開擰結器組件300。前和後推出器372、374把金屬102和結118推出開槽式齒輪332，同時升起金屬絲環116離開擰結器組件300。
在圖9A、10A、12A和13A中示出擰結器組件的改進形式300a。在這種改進的擰結器組件300a中，活動的端蓋308a靠著一固定的硬蓋。活動的端蓋308a固定到一對在銷800上繞軸旋轉的搖臂327a和352a上。一對凸輪隨動件362a和359a(圖13A)使搖臂隨著安裝在主擰結器軸339上的頭部開口的凸輪360a和361a繞軸旋轉。這使活動的端蓋打開離開固定的端蓋，以便放鬆開金屬絲。
因此，擰結器組件300有利的是在簡單而有效的凸輪啟動系統中完成導向、夾緊、擰結、剪切、和推出等功能。上述凸輪啟動擰結器組件300的簡單性、降低了線盤綑紮機100的初投資、及與擰結器組件有關的維護費用。
圖20是圖1中的線盤綑紮機100的軌道組件400的部分分解等角視圖。正如在圖20中最佳看到的，軌道組件400包括一個進給管部件410，一個軌道入口部件420，及交替的筆直分段430和拐彎分段450。
參見圖20，進給管組件410包括一個環形傳感器412，該環形傳感器412聯接到一個非金屬管414上。進給管道接頭416將主進給管418聯接到非金屬管414上。主進給管418本身又聯接到軌道入口部件420上。
軌道入口部件420包括一個軌道入口底部422，該軌道入口底部422聯接到軌道入口頂部424和軌道入口後部426上。在軌道入口頂部424的下表面中形成一個凹槽423。軌道入口後部426通過一對入口雙頭螺栓425聯接到軌道入口底部和頂部422、424上，並通過一對安裝在入口雙頭螺栓425上的入口彈簧427保持壓住軌道入口底部和頂部422、424。在軌道入口後部426中形成第一金屬絲槽428和第二金屬絲槽429。軌道入口部件420聯接在進給管418、軌道拐彎452、456，和擰結器組件300之間。
如圖20中所示，軌道的筆直分段430製成給金屬絲導向，但當把張力施加給金屬絲時放鬆金屬絲。
參見圖21的零件，每個拐彎分段450都包括一個拐彎的前板452和一個拐彎的後板454。拐彎的前板和後板452，454通過緊固件沿著它們各自的隆起分段437固定在一起。多個相同的陶瓷片段456固定到每個拐彎的後板454上，並設置在拐彎的前板和後板452，454之間。每個陶瓷分段456都包括一個圓形面458，該圓形面458部分地包圍金屬絲導向路徑402。
在進給周期中，金屬絲段102的自由端108通過進給和張緊組件200進給穿過非金屬管414，環形傳感器412圍繞該非金屬管414設置。環形傳感器412檢測內部金屬絲102的存在，並把檢測信號413傳送到控制系統500。然後自由端108通過進給管管接頭416、主進給管418並進入軌道入口部件420。
在軌道入口部件420中，自由端108起初從主進給管418進入凹槽423中，該凹槽423切割成軌道入口頂部424，該軌道入口頂部424固定到軌道入口底部422上。自由端108穿過凹槽423，進入並穿過軌道入口後部426中的第一金屬絲槽428，穿過擰結器組件300，並進入軌道組件400的第一筆直分段430。
軌道入口部件420a的一種可供選擇的形式用常用的筆直敞開的軌道分段418a代替主進給管418。這種敞開的軌道分段418a可通過打開擰結器頭和然後貼著切割器進給金屬絲，以除去存儲鼓中過量的金屬絲。這使得在控制待從線盤綑紮機中取出金屬絲的兩端時，金屬絲成泡狀從敞開的軌道分段418a出來。
筆直的分段430保持自由端108的方向沿著金屬絲導向路徑402。筆直的前板和後板432，434沿著它們各自的隆起分段437鬆散地保持在一起，該結構能使各分段用在張緊時使金屬絲以自由的方式分開。
從筆直的分段430，把自由端108送入拐彎分段450。當自由端108進入拐彎分段450時，它斜著撞擊陶瓷分段456的圓形面458。陶瓷分段456改變金屬絲段102自由端108的方向，而優選的是施加最小的摩擦作用。優選的是，陶瓷分段456相對不受因急劇、快速移動自由端108而引起刨削的影響。陶瓷分段456可以用各種合適的、工業上可用的材料，其中包括，例如，壓力成形和燒成的A94陶瓷製造。應該理解，裝在每個拐彎分段450內部的多個陶瓷分段456可以用一個大的陶瓷分段代替。
當在筆直分段430情況下時，拐彎分段450利用拐彎的前板和後板452、454的天然彈性，在進給周期中提供金屬絲102的容器，同時在張緊周期中能讓金屬絲102從拐彎分段450中分離出來。由於圓面458隻是一部分包圍金屬絲導向路徑402，所以金屬絲102在張緊期間可以從拐彎的前板和後板452、454之間分離出來。
應該注意，軌道組件400不必具有多個交替的筆直分段和拐彎分段430、450。然而，具有交替的筆直分段和拐彎分段430、450的軌道組件400提供一個定型結構，該定型結構可以很容易改進，以便適應各種尺寸的物體束。
這意思是指當軌道擴大到處理更大的物體或物體束時，不需要花很多錢製造更大的單件拐彎。例如，一件硬質金屬拐彎製造要花很多錢。因而本發明的拐彎一個獨特的特點是，它們用多個相同的片段製成。圖21示出陶瓷片段和圖22示出硬化的工具鋼片段。當必需將拐彎放大時，可以將更多的片段，它們全都具有相同的定型形狀，插入新的更大半徑的拐彎中。
圖22把片段456a示出為具有圓形面458a的硬化工具鋼。這些鋼製片段還製成從入口端到出口端成錐形漏鬥形狀，以便將金屬絲同心式導入下一個相鄰的片段中。
自由端108繼續送入並穿過交替的筆直和拐彎分段430、450，直至它完全圍繞軌道組件400供給。然後自由端108進入軌道入口部件420，轉入軌道入口後部426的第二金屬絲槽429。然後自由端108再進入擰結器組件300，並通過如上所述的夾持器部件320固定。在張緊周期中，通過壓縮入口彈簧427使軌道入口後部426與軌道入口頂部424分離，就像把金屬絲102在軌道入口後部和頂部426、424之間向上牽引，同時放鬆軌道入口部件420中金屬絲102的第二通道並讓金屬絲102圍繞位於綑紮臺106中的一個或一個以上物體拉緊那樣。在擰結器組件300完成擰結、切割、和推出等功能後，金屬絲環116離開軌道組件400。
如上所述，線盤綑紮機100的所有功能都是通過兩個電動機啟動驅動電動機242(圖4)，和擰結器電動機340(圖9)。驅動電動機和擰結器電動機242、340由控制系統500控制。圖23是圖1的線盤綑紮機100控制系統500的原理圖。圖24是圖9中擰結器組件300凸輪控制定時曲線的圖解表示法。圖25是圖9中擰結器組件300的擰結器電動機控制定時曲線的圖解表示法。
參見圖23，在這個實施例中，控制系統500包括一個控制器502，控制器502具有一個控制程序503，並且在操作上耦合到一個非易失的高速存儲器504上，並且還耦合到一個隨機存取存儲器(RAM)506上。RAM506可以是可改編程序的，使控制系統500能修改，以便在不必改動元件的情況下滿足各種改變線盤綑紮應用的要求。非易失的高速存儲器504貯存各種軟體程序和不同應用中不改變的操作數據。
控制器502把控制信號傳送到驅動和擰結器的控制模塊510、514。控制模塊510、514本身又把控制信號傳送到驅動組件和擰結器組件200、300，尤其是傳送到驅動電動機和擰結器電動機342、340。各種市售的處理器可以用於控制器502。例如，在一個實施例中，控制器502是一種由Intel Corporation of Santa Clara，California製造的80C196NP型，並具有以下特點a)25兆赫(Mhz)操作，b)1000位元組RAM寄存器，c)寄存器-寄存器體系結構，d)32個輸入/輸出(I/O)埠引線，e)16個優先中斷源，f)4個外部中斷引線和非屏蔽中斷(NMI)引線，g)2個具有積分計數能力的軟性16位定時器/計數器，h)3個具有高驅動能力的脈衝寬度調製器(PWM)輸出，i)具有專用波德速率發生器的全雙工串行出入口，j)外圍事務處理伺服器(PTS)，和k)具有4個高速捕獲/比較通道的事件處理機陣列(EPA)。也可以用模擬反饋信號，同時讓控制器502用各種模擬傳感器，如光電測量裝置和超聲測量裝置。控制程序503測定，例如，電動機242、340的轉數、加速速率和速度，而控制器502計算梯形運動曲線分布圖，並把合適的控制信號傳遞到驅動和擰結器控制模塊510、514。而，控制模塊510、514也提供所希望的定時控制信號給驅動和擰結器組件200、300，如圖24、25所示。
各種市售處理器可用於控制器510、514。例如，在一個實施例中，控制器510、514是由National Semiconductor Corporation of SantaClara，California製造的LM 628型控制器。控制器還可以接受來自，例如，安裝編碼器的電動機的電動機位置反饋信號。控制器502然後可以將驅動電動機242和擰結器電動機340的位置與所希望的位置進行比較，並可以適當地修改控制信號。
例如，控制器502以每秒3000次的速率修改控制信號。優選的是，如果反饋信號是數位訊號，則調節反饋信號，並用光學方法與控制器502隔離。光學隔離限制電壓尖脈衝和電噪音，電壓尖脈衝和電噪音通常在工業環境中發生。模擬反饋信號也可以用，同時允許控制器502使用各種模擬傳感器，如光電或超聲測量裝置。如果控制器502不是定期地查詢監視計時器520，則管理用模塊518的監視計時器520中斷控制器502。如果有程序或控制器故障，則監視計時器將使控制器502復位。電源故障檢測器522檢測電源故障並催促控制器502完成線盤綑紮機100的有序停機。
負荷周期用來將金屬絲段102從金屬絲供給源104穿過(或者穿進)線盤綑紮機100。典型的是，當金屬絲供給源104排盡時，或者當摺疊或斷裂需要把金屬絲102重新插入線盤綑紮機100時，利用負荷周期。參見圖6，啟動進給螺線管265。然後用人工將金屬絲102從遠處的金屬絲供給源104送入線盤綑紮機100，穿過金屬絲入口225(圖3)。然後用人工迫使金屬絲102穿過存儲器軸224的空心中央，圍繞橫嚮導向輪(或穿過彎曲的輥軸管235)和圍繞切嚮導向輪236。迫使金屬絲102進入切嚮導向輪236和切向壓緊輥239之間的壓緊區。
在這裡，驅動電動機242已通過插入金屬絲102而被啟動，驅動電動機242使驅動輪246在低速下朝進給方向132轉動。金屬絲102繞切嚮導向輪236並在切嚮導向輪236和驅動輪246之間偏轉。已被進給螺線管265強行推下的進給夾爪267使金屬絲102的自由端108繞驅動輪246偏轉。當金屬絲102在環形傳感器412處檢測時，或者通過去掉人工進給使負載周期停止。
進給周期開始接合驅動輪246，以便進給金屬絲段102穿過擰結器組件300並圍繞軌道組件400。驅動電動機242穿過90°齒輪箱244旋轉驅動軸248和驅動輪246。將金屬絲102跨過驅動輪246進給，鄰近驅動入口導向件260，在驅動壓緊輥249下面，和鄰近驅動出口導向件262，在該驅動出口導向件262處設置一個排出夾爪266。然後進給金屬絲102穿過進給管部件410，穿過擰結器組件300，圍繞軌道組件400，並回到由夾持器部件320限制的擰結器組件300中。進給制動開關337檢測與金屬絲102存在有關的夾持器盤326的運動，並把金屬絲102的位置發信號到控制系統500，以便完成進給周期。
典型的是，將有某段金屬絲從前面的張緊周期存儲在存儲鼓222上。正如在圖25中最佳示出的，藉助於在轉變點處簡短地降低金屬絲進給速率，直至存儲鼓222旋轉進入它的制動位置同時驅動輪246鄰近切嚮導向輪236，金屬絲的這種存儲將通過驅動輪246從存儲鼓222的螺紋形凹槽229中放出。進給周期然後通過如上所述的外部金屬絲供給源104牽引金屬絲102而繼續。隨著金屬絲102的自由端108在它的第二通道上接近擰結器組件300，進給速率向下成斜坡到一個慢的進給速率。慢速進給持續至自由端激勵進給制動開關337，表明進給周期完成。如果控制系統500檢測出已進給足夠長度的金屬絲102而沒有觸發進給制動開關337(亦即，發生了金屬絲進給失效)，則控制系統500停止工作並發布合適的誤差信息，如照亮報警燈。
張緊周期用人工方法或是通過控制系統500開始，同時使驅動電動機242朝張緊方向134旋轉驅動輪246，從軌道組件400部分地拉出金屬絲102。如圖25中所示，驅動電動機242朝張緊(存儲)方向134直線上升到高速度。驅動電機242的轉數可以考慮用作後面的進給周期中的參考。當達到了最小的環尺寸時，或者當驅動電動機停止轉動時，高速狀態終止。如果遇到最小的環尺寸，則線盤綑紮機將根據所希望的線盤綑紮機操作，著重做兩種可能事情中的其中一種。或是控制系統500停止工作，或是線盤綑紮機通過開始擰結周期照常持續下去，這樣使線盤綑紮機中的空金屬絲環暢通，用於繼續工作。
在金屬絲上張緊造成夾持器盤326衝擊金屬絲第二通道102b，同時隨著增加的金屬絲張緊而被動式增加它的夾緊能力。這樣將金屬絲102從金屬絲導向路徑402中拉出，並圍繞綑紮臺106的一個或一個以上物體牽引。
起初將驅動輪246鄰近切嚮導向輪236設置。由於切嚮導向輪236安裝在一單向離合器238上，該單向離合器238隻朝一個方向自由地運轉，所以切嚮導向輪236不能相對於存儲鼓222旋轉到張緊方向134。整個存儲鼓222隨著來自驅動輪246的推動力旋轉，平穩地將金屬絲沿著螺旋形凹槽229鋪設在存儲鼓222中。當金屬絲沿著螺旋形凹槽229前進時，通過鋪放到螺紋形凹槽229中的金屬絲迫使存儲鼓222沿著它的旋轉軸在支承件230之間朝側向上運動。
金屬絲纏繞在存儲鼓222上，直至驅動電動機242停止工作時為止。在停止工作時，通過控制系統500給驅動電動機242發出一個停止的指令。停止的指令使驅動電動機242保持在它給出指令時的位置，因此保持了金屬絲102中的張緊作用。控制系統500可以利用驅動電動機242上編碼器中的信號，記錄貯存在存儲鼓222上的金屬絲量，該貯存的金屬絲量可以在隨後的進給周期中用來確定進給轉變點，也就是說，進給從進給貯存在存儲鼓222上的金屬絲轉變到從外部金屬絲供給源104進給的一點。
當通過控制系統500給出停止指令時，驅動電動機242通過保持它此時的位置來保持金屬絲102中的張緊作用。驅動電動機停止工作，還以自動的方式使擰結周期開始，如下面所述。在疊加的擰結周期中已把金屬絲102分開之後，金屬絲102中的張緊作用可以使金屬絲在突然鬆開之後收縮一個短的距離。張緊周期在完成下面所述的擰結周期之後終止，並且驅動電動機242停止運行，直至下一個進給周期開始。
當驅動電動機242停止運行時，擰結周期開始。端蓋308打開以便提供用於形成結118的空間。擰結器電動機340通過齒輪減速箱342把轉矩施加到擰結器軸339上，同時使驅動齒輪338旋轉，並最終使開槽式齒輪332旋轉。導向凸輪316嚙合導向凸輪隨動件318，同時打開前和後導向塊303、304，以便提供用於形成結118的間隙。通過旋轉齒輪332迫使金屬絲102繞自己纏繞，典型的是 和4次之間，同時形成一個固定到金屬絲環116上的結118。當擰結周期接近完成時，啟動活動的切割器託架352，以便分開金屬絲102，並升起前和後推出器372、374，當端蓋打開時，從擰結器組件300中推出金屬絲環116。
如圖24所示，總的擰結周期由擰結器軸339一次完整的旋轉產生，該擰結器軸339一次完整的旋轉通常是擰結器電動機340若干次旋轉的結果，其轉數根據齒輪減速箱342中所用的齒輪齒數比不同而改變。當擰結器軸339接近完成一次旋轉時，擰結器組件300的所有元件回復到它們的原位位置，準備重新開始另外的周期。原位開關337檢測推出器凸輪378的位置，並向控制系統500發出一次完整的旋轉已完成的信號。當接近來自原位開關337的信號時，控制系統500降低擰結器電動機340的速度使之變慢，並進行原位調節(圖25)。
如果檢測出擰結器電動機340的轉數過大，則控制系統500也可以使擰結器電動機340的旋轉停止。如果發生這種情況，則擰結器電動機340停止足夠的間隙，以便能放鬆金屬絲102或金屬絲環116。然後控制系統500可以向操作人員發出一個適當的誤差信號，如照亮報警燈。如果擰結器電動機340沒有了故障，則控制系統作出原位調節，並且擰結器電動機340停止不動，直至要求進行下一個擰結周期時為止。
萬一必須從線盤綑紮機100中取出所有的金屬絲，則用金屬絲推出周期來清除所有存儲的金屬絲。金屬絲推出周期通常都是用手工方式操作。金屬絲推出周期通過激勵驅動電動機242，同時使驅動輪246以慢速朝張緊方向134上旋轉開始。將送入軌道組件400和擰結器組件300的金屬絲拉出並圍繞存儲鼓222貯存，直至自由端108在排出夾爪266的內側時為止。然後激勵排出螺線管264，以便使排出夾爪266偏轉，並且再激勵驅動輪246的旋轉朝向進給方向132。驅動輪246持續朝向進給方向132緩慢運行，直至鬆開手動進給指令，並且長達金屬絲102保持在線盤綑紮機100中。沿著金屬絲排出路徑204(圖8)將金屬絲102緩慢排放出線盤綑紮機100並排出到地板上，在地板上可以很容易地將它移走。
控制系統500有利的是提供可編程序控制和改變的重要控制功能。常用的線盤綑紮機利用一些控制系統，這些控制系統設計成能把一特定的力施加一設定的時間周期。然而，線盤綑紮機100的控制系統500使該線盤綑紮機100能將它的性能和規格適應還沒有限定的要求。由於這種靈活性，所以當線盤綑紮要求因不同應用而有所改變時，可以利用節約下來的大量資金。
另外，當驅動電動機和擰結器電動機242、340是電伺服電動機情況下，線盤綑紮機100完全是用電操作而不用在線盤綑紮裝置中傳統使用的液壓或氣動系統。省去液壓裝置減小了線盤捆孔機100的實際尺寸、消除了液壓液濺灑的衝擊、和不需要液壓貯存容器，由於沒有液壓液過濾器和軟管而減少了維護的要求，和減少了機械複雜性。另外，由於電伺服電動機是基於運動的系統，與加力式液壓系統或基於動力的系統相反，所以提供了在運動控制中固有的靈活性，而不需要附加的控制機構或反饋迴路。另一個優點是伺服電動機的動力消耗量比液壓系統的動力消耗量要少很多。
在圖26-28中示出了進給和張緊機構600的一種可供選擇的實施例。為了避免混亂，機構的各結構元件在圖27和28中都用相同的標號表示，並且示出操作結的箭頭在圖38-40中獨立地示出。
進給和張緊機構600具有幾個主要組件，其中包括一個進給和張緊輪645、一個存儲器輪641、一個驅動系統，所述驅動系統包括兩個獨立地工作的電動機、一個輔助夾緊機構643、一個主夾緊機構661、一個剝線機構800、和一連串與一控制系統通信的金屬絲檢測裝置。上述組件其中至少某些還包括金屬絲導向裝置，該金屬絲導向裝置用於導引和傳送金屬絲穿過進給和張緊機構600。進給和張緊機構600還包括一個機架671，該機架671在結構上支承主要組件並固定到線盤綑紮機100上。
進給和張緊單元機架671提供用於進給輪齒輪電動機673、存儲器齒輪電動機675、存儲器輪641、進給和張緊輪645、及上面和下面夾緊輪643、661等的固定點。機架671的下面凸緣677可以提供通過標準機械方法如螺栓固定到線盤綑紮機上的點。
如圖27和28中最佳看出的，進給和張緊輪645可以安裝在固定到機架671上的進給輪軸683上。進給和張緊輪645可以近似地設置到存儲器輪641上，但不實際接觸。進給和張緊輪645成形為具有一進給輪金屬絲槽649。
如圖28所示，存儲器輪641可以安裝在固定到機架671上的存儲器輪軸679上。圖29是存儲器輪641的部件分解等角視圖。存儲器輪641包括幾個空心的圓板和一個存儲器輪轂639。存儲器輪轂639可以耦合到存儲器輪軸679上，該存儲器輪軸679可以用軸承和軸承座安裝到機架671上。其餘的部件包括一個隔離片635，該隔離片635夾在內部圓抗磨板637和外部圓抗磨板633之間。三個部件可緊固到存儲器輪轂639上(圖29)。圖28的存儲器輪641的上面部分的剖面線30-30如圖30示出。隔離片635具有比內抗磨板637和外抗磨板633小的外徑，因此形成一個存儲器槽627以便安放存儲的金屬絲。存儲器槽627的寬度631至少等於金屬絲直徑，而存儲器槽的深度627可以是夠深，以便能將幾圈金屬絲捕集在存儲器槽627內。
進給和張緊機構600的下一個主要組件是驅動系統，如在圖28中最佳看出的。驅動系統包括兩個獨立的電動機，即一個存儲器齒輪電動機675和一個進給輪齒輪電動機673。存儲器齒輪電動機675設置在機架671相對於存儲器輪641的相對側上。同樣，進給輪齒輪電動機673設置在機架71相對於進給和張緊輪645的相對側上。
如圖38-40中所示，存儲器齒輪電動機675朝存儲器張緊方向「AT」和朝相反的存儲器進給方向驅動存儲器輪641的旋轉運動。進給輪齒輪電動機673驅動進給和張緊輪645朝進給輪進給方向「FF」和進給輪張緊方向「FT」兩個方向的旋轉運動。
存儲器齒輪電動機675和進給輪齒輪電動機673二者都可以由控制系統500操縱。控制系統500可以利用閉環矢通量驅動技術或其它控制方法，如操縱和控制各個齒輪電動機的方法。
輔助夾緊機構643可以有助於將金屬絲用人工插入進給和張緊機構600中。輔助夾緊機構643旋轉式固定到機架671上，並可以設置在進給和張緊輪645的上方。輔助夾緊機構643可以成形為具有一個固定到槓桿臂653上的活動偏心裝置651。槓桿臂653可以用一個線性操作機構655如螺線管啟動。螺線管655通電使槓桿臂653和偏心裝置651運動，以便在輔助夾緊機構653與進給和張緊輪645之間形成接觸。輔助夾緊機構643與進給和張緊輪645之間的輔助接觸區657(圖38)是金屬絲變成被輔助夾緊機構643頂著進給和張緊輪645衝擊的夾緊力摩擦式導向的那點。
可以如圖27所示設置在進給和張緊輪645的底部部分附近的下一個主要組件是主夾緊機構661。所示出的主夾緊機構661旋轉而偏心式固定到機架671上。主夾緊機構661包括一個主夾緊輪663，該主夾緊輪663偏心式安裝到主夾緊輪槓桿臂665上。主夾緊輪槓桿臂665的運動使主夾緊輪663相對於從機架671延伸出來的主夾緊機構安裝軸681偏心式旋轉。主夾緊輪槓桿臂665可以是如圖38所示啟動的彈簧667。主夾緊機構661的用途是在主夾緊輪663與進給和張緊輪645之間供給一個夾緊力。在主夾緊接觸區域669處的夾緊力可以超越在輔助接觸區域657處的摩擦接合，並可以採取將金屬絲拉入進給和張緊機構600的主控制裝置。主夾緊機構661的錯誤位置可以是處在與進給和張緊輪645的偏置接觸。
在圖27和28中示出的是剝線機構800。圖40是示出金屬絲抽取路徑823的剝線機構800的局部剖視圖。當金屬絲未完全繞軌道組件400進給(亦即傳送失效)時或者當外部金屬絲供應耗盡和金屬絲的尾端703進入進給和張緊機構600時，可能發生金屬絲從進給和張緊機構600中剝離。
圖40示出來自進給和張緊輪645的金屬絲前端的路徑。在剝離期間，路徑被剝線閘805中斷。
如圖32所示，圖32提供剝線機構800的一種詳細分解圖，剝線機構800可以包括幾個部件如剝線閘805、槓桿臂811、樞銷809、安裝板815、和一個閘偏轉裝置813。
剝線閘805可以具有一第一端817和一第二端819，上述第一端817成形為具有一個窄的刀刃部分，而上述第二端819成形為具有一方形、盒形、凸緣形、圓形、或矩形形狀。位於剝線閘805的第一端817和第二端819之間的可以是一個樞槽821。剝線閘805可以用一種扁平的材料塊如金屬、複合物、或塑料製成，其厚度為大致等於或稍大於金屬絲的直徑。此外，剝線閘805可以成形為具有一縱向槽示出)用於更準確地將金屬絲導入卷線機803中。剝線閘805可插進給出口導向件613的金屬絲閘槽823中(圖35)。
槓桿臂811可以具有一偏轉端829和一繞軸旋轉端825。偏轉端829可以安放在閘偏轉裝置813上的柱塞槽827中。槓桿臂811的偏轉端829和柱塞831可以機械式緊固，以防止任何相對運動(圖33-35)。
圖33-35示出剝線閘805和槓桿臂811的安裝，上述剝線閘805和槓桿臂811通過樞銷809連接。樞銷809的一部分可以夾到槓桿臂811的繞軸旋轉端825中。樞銷809的另一部分可以壓配合到剝線閘805的樞槽821中。在這個實施例中，槓桿臂811的任何旋轉都會使樞銷809和剝線閘805也相應地旋轉。樞銷809可以穿過連接塊807插入並在其中自由地旋轉。連接塊807可以機械式安裝到進給出口導向件613上，如圖32所示。
剝線閘805通過樞銷809旋轉式固定到槓桿臂811上，該剝線閘805可以這樣成形，以使剝線閘805的第一端817可以通過閘偏轉裝置813偏轉進出金屬絲閘槽823。閘偏轉裝置813可以是一種帶有一開槽的柱塞831的剝離器螺線管833。開槽的柱塞831可以具有一個槓桿臂安裝槽827，其中可以插入槓桿臂811的偏轉端829。在這個實施例中，剝離器螺線管833的啟動使剝線閘805的第一端817堵住或者清理進給出口導向件613內的金屬絲路徑。例如，剝離器螺線管833可以通電，以使開槽的柱塞831拉在槓桿臂811上，從而使金屬絲閘第一端817旋轉進入金屬絲路徑，以便將金屬絲的前端701送入卷繞機，如圖37中示意示出的。在圖36中示出處於未剝離方式的剝線閘805，剝離器螺線管未通電，此處金屬絲的前端701將剝線閘805朝進給方向「F」旁通到軌道組件400上。
安裝板815能將閘偏轉裝置813和卷線機803連接到進給出口導向件613上。如圖34所示，安裝板815將剝線閘805捕集在金屬絲路徑內。安裝板815可以成形為具有一個釋放槽835，以便讓開槽的柱塞831與剝線閘805的第二端819連接在一起，並使剝線閘805能在金屬絲閘槽823內自由地旋轉(圖34和35)。
一旦剝線閘805妨礙金屬絲路徑，金屬絲的前端701就從進給出口導向件613出來，如圖40中所示。回頭參見圖33，用於接收提取出的金屬絲的卷線機803可以用安裝板815靠近進給出口導向件613連接。卷線機803可以是圓筒形，具有一個內部螺旋槽。它能部分地或者完全包圍螺旋槽以便當金屬絲的前端701從剝線閘805出來時限制該金屬絲的前端701。卷線機803的螺旋形槽將提取的金屬絲形成為易管理的線圈，因為它從進給和張緊機構600驅動，所以廢金屬絲可以很容易由操作者除去。
金屬絲檢測裝置如金屬絲存在開關601和進給管開關615包括一種檢測金屬的環接近傳感器。各個開關都包括一個通過傳感器中心的陶瓷管，所以陶瓷管給金屬絲導向和保護傳感器。
金屬絲導向裝置在每個操作周期尤其是穿過機器期間引導和傳送金屬絲時是有幫助的。為了清楚起見，各金屬絲導向裝置將按它們與機構600從開始到結束的穿引操作的順序關係進行說明。金屬絲導向裝置包括一個可調的入口導向件601；一個軸向-徑嚮導向件605，所述導向件605安裝在存儲器軸679上，該存儲器軸679靠近設置到存儲器輪641上；一個徑向-切嚮導向件607，所述導向件607安裝在存儲器輪645上並遠離存儲器軸679設置；一個轉移導向件609，所述導向件609設置在存儲器輪641與進給和張緊輪645之間，並可以安裝在機架671上；一個進給輪導向件611，所述導向件611可以安裝到機架671上，並在圓周上圍繞進給輪645導引金屬絲；一個進給出口導向件613，所述導向件613設置在進給輪導向件611的下遊用於在切向上導引金屬絲離開進給輪645；和最後一個進給管615，所述進給管615安裝到進給出口導向件613上用於使金屬絲朝軌道組件方向線性伸出。
進給和張緊機構600可實施至少4種操作開始將金屬絲穿入線盤綑紮機100；在綁紮一個或一個以上物體期間張緊和存儲金屬絲；在開始的張緊操作之後將金屬絲連續穿過並送入軌道組件400；和在萬一系統發生故障或失去金屬絲信號時從機構中剝離金屬絲。
為了清楚起見，進給和張緊機構600操作周期的論述將遵循金屬絲的路徑。第一個操作是開始將金屬絲穿入一空的進給和張緊機構600。如圖38示意示出的，穿入進給和張緊機構600從金屬絲的前端701開始著手，將上述金屬絲的前端701用人工插入可調的人工導向件601並推動通過「金屬絲存在」開關603。可調的入口導向件601成形為很容易從靠近機器入口側的任何位置安放金屬絲的前端701。所示的金屬絲存在開關603位於可調的入口導向件601的下遊。金屬絲存在開關603檢測金屬絲701的存在並發信號到控制系統500，以便開動進給輪齒輪電動機673。金屬絲存在的信號也供給到輔助夾緊輪643以便接合進給和張緊輪645，和最終朝進給方向「FF」(圖38)接合金屬絲。金屬絲存在開關603可以持續到只要金屬絲位於開關的周邊內就向控制系統500提供金屬絲存在的指示。
在人工力仍加到金屬絲上的情況下，金屬絲的前端701通過金屬絲存在開關603並轉入安裝在存儲器輪641上的金屬絲導向部件。具體地說，這些金屬絲導向部件是軸向-徑嚮導向件605和徑向-切嚮導向件607，二者聯合工作使金屬絲朝向進給和張緊輪645。金屬絲的前端701沿著存儲器盤的軸679的中心線進入軸向-徑嚮導向件605，但不通過存儲器輪641。軸向-徑嚮導向件605將金屬絲相對於存儲器輪641從軸向方向傳送到徑向方向；而徑向-切嚮導向件607接收金屬絲的前端701並進一步使金屬絲朝向進給和張緊輪645方向。
金屬絲剛好在徑向-切嚮導向件607下遊的通道可以用另一個金屬絲導向部件即轉移導向件609導引，上述轉移導向件609位於存儲器輪641與進給和張緊輪645之間。轉移導向件609含有金屬絲，因為它從徑向-切嚮導向件出來並且在圓周上將金屬絲的前端701導入進給輪槽649。
當金屬絲的前端701出了轉移導向件609時，它接觸輔助夾緊機構643。記住輔助夾緊輪643已經接合併且已經指令進給輪645旋轉，金屬絲變得引入輔助接觸區657(亦即，圖38)。輔助夾緊機構643與進給和張緊輪645之間的接觸使進入的金屬絲變成通過接觸區657摩擦式拉出。從此以後在穿入操作期間，輔助夾緊機構643與進給輪645的接合增加了機構600的人工穿入。
隨著金屬絲的前端701摩擦式通過輔助接觸區657拉出，金屬絲進一步被另一個金屬絲導向部件即進給輪導向件611導引。隨著金屬絲繞進給輪645朝進給方向FF前進，在離開輔助接觸區657時有變直趨勢的金屬絲被進給輪導向件611在圓周上裝入。
在到達進給和張緊輪645的底部部分時，金屬絲的前端遇到由主夾緊機構661所形成的主接觸區669，上述主夾緊機構611頂著進給輪645偏置。主夾緊機構661的用途是在主夾緊輪663與進給和張緊輪645之間施加一夾緊力。在主夾緊接觸區669處的夾緊力可以超越在輔助接觸區域657處夾緊力下的摩擦接合併可以採取進給金屬絲的主控制裝置。主夾緊機構661的錯誤位置可以是與進給和張緊輪645成偏位接觸。
金屬絲的前端701在通過主夾緊接觸區669拉出時，現在進入進給出口導向件613。進給出口導向件613將金屬絲導引到進給管615中。在進入進給管615之前，金屬絲的前端701可以通過進給管開關617檢測。所示的進給管開關617在穿入操作期間的用途是檢測金屬絲的前端701，並向控制系統500提供另一個金屬絲存在信號。從進給管開關617所接觸的金屬絲存在信號可以通知控制系統500(圖26)，以便通過將上面夾緊輪螺線管655停電分開輔助夾緊機構643。如上所述，主夾緊接觸區669可以提供足夠的金屬絲摩擦接合，因此不再需要輔助夾緊接觸區657，並且持續接觸只會增加機構600內的熱量和造成部件磨損。為了在萬一有誤差時將擰結器組件300(圖26)重新調到它的原位位置，進給管形關617還可以檢測金屬絲的前端701。
進給管615將金屬絲導引到一個出口區如軌道進入部件420，用於執行如有關上述實施例所述的綑紮操作。從進給管開關617所接收的金屬絲存在信號可以通知控制系統500以便從穿入轉變成進給並因此報告操作者。此刻，操作者不再將金屬絲人員送到進給和張緊機構600中並將啟動進給周期。進給周期使進給輪齒輪電動機673能增加進給輪645朝進給方向「FF」的速度，直至金屬絲完全繞軌道進入部件420傳送時為止，這樣完成開始的穿入操作。
在進給和張緊機構裝有金屬絲的情況下，張緊操作可以著手進行。可以將一個或一個以上物體安放在待綑紮的軌道組件400中。進給和張緊機構可以控制，以便圍繞物體張緊金屬絲。張緊操作在圖39中示意示出。進給和張緊機構600內的某些部件可以一起工作，以便實現足夠的金屬絲張緊並在過程中存儲任何過量的金屬絲。過量的金屬絲是由於一個或一個以上物體綑紮的周邊小於軌道組件400通向金屬絲剛在張緊操作之前存在的周邊而產生。
圍繞一個或一個以上綑紮的物體的金屬絲實際張緊要求將過量的金屬絲從軌道組件400拉出(圖39)並存儲在存儲器輪641上。存儲器輪641的一個用途是存儲和貯存從軌道組件400張緊的過量金屬絲直到金屬絲需要用於另外物體束時為止。
在進給和張緊輪645朝它們相應的張緊方向「FT」和「AT」旋轉(圖39)的情況下，將金屬絲從軌道組件400向後張緊(亦即牽拉)。存儲器輪641被存儲器齒輪電動機675朝存儲器張緊方向「AT」(圖39)驅動。通過主夾緊接觸區669的摩擦接合從軌道組件牽拉出的金屬絲可以導引到使存儲器輪641在張緊期間通過轉移導向件609旋轉到存儲器槽627中。固定到機架671上的轉移導向件609將金屬絲從進給和張緊輪645導引到存儲器槽627中。
張緊操作可以通過預先設定進給輪齒輪導向件673停止，以便一旦金屬絲圍繞物體束足夠繫緊就停留在預定的轉矩水平處。預定的轉矩水平可以由操作者根據待綑紮的物體、金屬絲直徑、和/或金屬絲的強度設定。控制系統500檢測進給輪齒輪電動機673停留並且在金屬絲擰結、切割和推出時使電動機保持在合適位置。
現在可以利用貯存在存儲器輪641上的存儲的金屬絲用於隨後的綑紮操作和在開始張緊操作之後送入軌道組件400中。隨後的綑紮操作在存儲器輪641與進給和張緊輪645同時朝進給方向691驅動的情況下著手進行。從存儲器輪641拉出的金屬絲開始從存儲器槽627解開，使金屬絲從存儲器輪641的下面部分在切向上導引穿過轉移導向件609並導引到進給輪645上。一旦貯存的金屬絲從存儲器輪641中用盡，存儲器輪641就停止在它的原位位置，以便將金屬絲再次從外部金屬絲源穿過可調的進入導向件601引出。存儲器盤原位位置(在圖38中示出)是開始期間存儲器輪641的位置，金屬絲的人工裝料使徑向-切嚮導向件607的進給路徑與轉移導向件609的進給路徑排成一行。從此以後，隨後的進給操作與上述開始的穿入操作相同。
最後的操作，即從進給和張緊機構600剝離金屬絲是當外部金屬絲源用盡或者金屬絲割斷時進行，上述兩種情況都使金屬絲的尾端703穿過可調的進入導向件601拉出，並通過金屬絲存在開關603。金屬絲存在開關603在未檢測出金屬絲存在時將給控制系統500發送信號並可以將所有機械操作停止。控制系統500也可以向操作者傳送機器沒有金屬絲的消息。
控制系統500可以使操作者注意停止所有操作和立即從機器剝離金屬絲，或者它可以使操作者注意張緊金屬絲、圍繞存在的物體系緊金屬絲，和然後停止所有操作。當金屬絲完全圍繞軌道組件400進給時，就發生後一種情況，在同一時刻金屬絲存在開關603已檢測出金屬絲的尾端703。
剝線操作在圖40中示意示出。當金屬絲未完全圍繞軌道組件進給時，金屬絲的剝離可以在操作者按下控制板上的「剝線」按鈕或類似部件完成。這個動作向控制系統500發出信號，以便分別在存儲器齒輪電動機675和進給輪齒輪電動機673各自的張緊方向AT和FT上驅動它們二者；因而從軌道組件400(圖39)向後朝張緊方向T牽拉金屬絲的前端701。一旦金屬絲的前端701到達主夾緊接觸區域669，控制系統500就可以啟動閘偏轉裝置813(圖32)如上述剝離器螺線管833，所述剝離器螺線管833本身又將剝線閘805旋轉到位於進給出口導向件613內的金屬絲路徑中(圖32)。剝線閘805剛好從進給管615的下遊設置在進給出口導向件613內。
在金屬絲的前端701到達主夾緊接觸區669時，控制系統500使操作停止並朝進給方向「FF」驅動進給和張緊輪645。金屬絲的前端701在到達剝線閘805(圖32)時離開操作方向「F」並導引到卷線機803(圖32)中。卷繞機803將提取出的金屬絲形成為一種易管理的線圈，因為它被從進給和張緊機構600驅動，所以廢金屬絲可以很容易由操作者除去。隨著金屬絲的尾端703通過主夾緊接觸區669，由於在主夾緊輪663，金屬絲，與進給和張緊輪645之間缺少所需的摩擦接合，所以主夾緊機構661可能中止旋轉。控制系統500在檢測出主夾緊輪663不轉動時會使所有機器功能停止，並向操作者提供消息以除去廢金屬絲。在這時，操作者握住形成線圈的廢金屬絲705，將其取出並棄去。
重要的是應該理解，剛剛描述的進給和張緊機構600具有許多優點，並且甚至可以在沒有某些部件的情況下操作。例如，如上所述的輔助夾緊輪643通過摩擦式接合金屬絲並將它進一步圍繞進給和張緊輪645牽拉，肯定幫助機器的人工穿入。然而，完全有可能是能不考慮輔助夾緊輪643，而操作者仍能用人工將金屬絲進給到在進給和張緊輪645底部附近主夾緊接觸區的那點。有輔助夾緊輪643存在和操作的優點是它增大了穿入金屬絲所需的力和它把金屬絲拉入進給和張緊機構600中，同時減少了金屬絲纏結和扭曲的可能性和減少了操作者的工作量。
本發明大大減少了人工穿入金屬絲的量。先有技術的機構都要求整個機器用人工穿入，這不僅耗費時間，而且產生更大的卡住或纏結的可能性。
各金屬絲導向部件、可調的入口導向件601、軸向-徑嚮導向件605、徑向-切嚮導向件607、轉移導向件609、進給輪導向件611、進給出口導向件613、和進給管615都成形為在穿入期間有利地限制和減少金屬絲的彎曲量和彎曲的大小，並且各部件對接或接合以便使金屬絲的前端701能在穿入期間形成平穩的過渡。此外，徑向-切嚮導向件607可以在將金屬絲張緊和存儲在存儲器輪641上時防止金屬絲變彎。
存儲器輪641是一種主動式旋轉的貯存裝置，它提供大大優於先有技術的優點。先有技術裝置利用被動式存儲器，在這裡金屬絲主要是送到一個捕獲的空隙中。被動式存儲器的容量對一規定的軌道尺寸必需是定製的尺寸。如果被動式存儲器製得太小，則金屬絲變得堵塞，並且在開始隨後的進給周期期間難以從存儲器中重新牽引出。相反，存儲器製得太大，則違犯了對機器的空間限制。此外，如果將太多的金屬絲向後張緊，則先有技術的存儲器可能會使金屬絲跑出存儲器的敞開端。本發明的存儲器輪641是一種成本低、容易製造的部件，它還提供更大的金屬絲貯存容量。隔離片635的寬度近似與金屬絲631的直徑相等，這樣保證在存儲周期期間金屬絲將卷繞在它自身的頂部，並因此防止金屬絲在存儲器槽627內交叉或纏結。在存儲器槽627中依次堆疊的金屬絲還可以通過控制系統500監測和跟蹤。儘管在詳細說明的開始所描述的帶有機加工的螺旋槽的存儲輪641足夠可以實施存儲功能，但螺旋槽的機加工可能耗費時間和費用高。
進給和張緊機構600的這個實施例的另一個優點和獨特的特點是剝線操作。先有技術的機器要求操作者用人工從機器中提取出金屬絲。然而，本發明像由操作者控制那樣自動地排空金屬絲。操作者和金屬絲之間較少的相互作用減少了受到傷害的機會。同樣，提取出的金屬絲有利地通過卷繞機803卷繞成一種螺旋形式樣705。提取出的金屬絲是緊湊的和便於管理的。
進給和張緊機構600的這個實施例的另一個優點是使用獨立的齒輪電動機來分別驅動存儲器輪641與進給和張緊輪645。兩個獨立的齒輪電動機675和673使兩個輪能獨立地操作，所述獨立操作意思是指朝不同的方向和以不同的速度驅動。在兩個電動機可控制和與控制系統500成為整體的情況下，操作者在對不同類型的綑紮操作改變操作周期和優化機器方面保留很大的靈活性。
上述實施例的詳細說明，不是發明人在本發明範圍內所考慮的所有實施例的詳盡說明。誠然，該技術的技術人員應該意識到，上述各實施例中的某些元件可以進行各種各樣的組合或者省略，以便形成另一些實施例，而這樣的另一些實施例也屬於本發明的範圍和說明之內。另外對該技術的技術人員來說，顯而易見的是，上述實施例可以整體或者一部分與先有技術方法結合，以便形成另一些屬於本發明的範圍和說明之內的實施例。
因此，儘管為了舉例說明起見，其中介紹了本發明的一些特殊實施例，及用於本發明的例子。但在本發明的範圍內作各種等效的修改也是可能的，正如相關技術的技術人員將會理解的那樣。本發明其中所提供的說明，可以應用於其它的線盤綑紮物體束的方法和裝置，並且不是剛好應用於上面所述和各附圖中所示的用於線盤綑紮物體束的方法和裝置。一般，在下面的權利要求書中，不應把所用的術語看作是把本發明限制在說明書中所公開的特定實施例上。因而，本發明不受上述公開內容限制，而是它的範圍由下面的權利要求書決定。
權利要求
1.一種與線盤綑紮機一起使用的進給和張緊機構，包括一個金屬絲導向件，所述金屬絲導向件構成為接收和傳送金屬絲；一個進給輪，所述進給輪用於接收來自金屬絲導向件的金屬絲並把所述金屬絲導引到一個出口區；一個存儲器盤，所述存儲器盤用於在圍繞一個或一個以上物體張緊金屬絲期間接收金屬絲；一個主夾緊機構，所述主夾緊機構頂著進給輪偏置式接合，以便形成一個用於摩擦式接合金屬絲的主夾緊接觸區；一個進給輪齒輪電動機，所述進給輪齒輪電動機用於旋轉式驅動進給輪；及一個存儲器齒輪電動機，所述存儲器齒輪電動機用於旋轉式驅動存儲器盤而與進給輪無關。
2.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，還包括一個輔助夾緊機構，所述輔助夾緊機構可控制式活動地與進給輪進行接觸或脫離接觸，以便可選擇地幫助金屬絲穿入進給和張緊機構。
3.如權利要求2所述的機構，其特徵在於，輔助夾緊機構偏心旋轉式安裝到機架上。
4.如權利要求2所述的機構，其特徵在於，輔助夾緊機構通過一個螺線管可控制式活動地與進給輪接觸或脫離接觸。
5.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，金屬絲導向件還包括一個可調的入口導向件，用於開始將金屬絲接收到上述機構中；一個軸向-徑向和一個徑向-切嚮導向件，徑向和切嚮導向件二者安裝到存儲器輪上和二者構成為將金屬絲朝進給和張緊輪方向導引；一個轉移導向件和一個進給輪導向件，用於圍繞進給輪在圓周上導引金屬絲；一個進給輪出口導向件和一個進給管，用於在切向上和線性地朝一軌道組件方向導引金屬絲。
6.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，還包括一個金屬絲存在開關，所述金屬絲存在開關構成為檢測金屬絲的前端並把檢測信號傳輸到一個控制系統。
7.如權利要求6所述的機構，其特徵在於，金屬絲存在開關是一種環形近程傳感器，上述傳感器檢測金屬並且還包括一個通過傳感器中心的陶瓷管，該陶瓷管給金屬絲導向並保護傳感器。
8.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，金屬絲存在開關一直保持接通，直至金屬絲的尾端通過金屬絲存在開關之後。
9.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，還包括一個可調的入口導向件，所述入口導向件連接到金屬絲存在開關的上遊，以便幫助用人工將金屬絲的前端插入進給和張緊機構。
10.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，存儲器盤包括一個隔離片，所述隔離片設置在內壁和外壁之間，隔離片的外徑小於各壁的外徑，因此形成一個槽以便在張緊期間收集和得到金屬絲。
11.如權利要求10所述的機構，其特徵在於，槽的寬度選定為大致等於金屬絲直徑，因此能在存儲期間讓金屬絲在徑向上堆疊在槽內。
12.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，在出口區的金屬絲導向件還包括一個進給出口導向件，所述進給出口導向件位於進給輪附近，用於傳送金屬絲在切向上遠離進給輪，一個進給管連接到進給出口導向件上用於將金屬絲導引到軌道組件。
13.如權利要求2和11所述的機構，其特徵在於，金屬絲的前端通過進給管開關檢測，所述進給管開關將檢測信號傳送到控制系統，同時命令輔助夾緊機構分開。
14.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，還包括一個卷線機，所述卷線機可選擇地與進給和張緊機構接合，卷繞機具有一個內部螺旋槽，用於當從進給和張緊機構驅動提取出的金屬絲時卷取一定量提取出的金屬絲。
15.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，在主夾緊機構上的偏置力通過彈簧產生，彈簧力預先設定，以便很容易將金屬絲的前端接收到主夾緊接觸區中。
16.如權利要求1所述的機構，其特徵在於，綑紮機是一種夾緊打包機。
17.一種用於從一機器中取出一段金屬絲的剝線裝置，包括一個可安裝到機器上的卷線機，卷線機構成為，當迫使金屬絲段穿過卷線機時，由從機器中提取出的金屬絲段形成一個線圈；一個剝線操作機構；和一個剝線閘，所述剝線閘可插入機器的金屬絲路徑並耦合到操作機構上，上述閘由操作機構控制，以便可選擇地將金屬絲段從機器導引到卷線機中。
18.如權利要求17所述的剝線裝置，其特徵在於，所述機器是線盤綑紮機。
19.如權利要求17所述的剝線裝置，其特徵在於，卷線機具有一內部螺旋槽，用於將金屬絲段形成為一種可管理的線圈。
20.如權利要求17所述的剝線裝置，其特徵在於，剝線操作機構是一螺線管，通電的螺線管迫使剝線閘進入機器的金屬絲通道，金屬絲被導引離開機器和進入卷線機。
21.如權利要求17所述的剝線裝置，其特徵在於，剝線閘包括一個縱向槽，所述縱向槽構成為將金屬絲的前端導入卷線機。
22.一種用於將金屬絲穿入線盤綑紮機的進給和張緊機構中的方法，該方法包括將金屬絲插入一個導向件，直至金屬絲觸發一個開關；和讓驅動輪和夾緊裝置沿著進給路徑進給金屬絲。
23.如權利要求22所述的方法，其特徵在於，還包括用人工移動金屬絲通過開關，直至金屬絲被驅動輪和夾緊裝置接收。
24.如權利要求22所述的方法，其特徵在於，夾緊裝置是輔助夾緊裝置，其中進給金屬絲包括將金屬絲從輔助夾緊裝置進給到主夾緊裝置。
25.一種用於從線盤綑紮機中取出金屬絲的方法，該方法包括朝張緊方向驅動金屬絲，直至金屬絲的前端接近驅動輪和夾緊裝置；啟動一個閘，以便將閘移入金屬絲的路徑中；和朝與上述張緊方向相反的進給方向驅動金屬絲，直至金屬絲被閘傳送到機器外部的一個位置。
26.如權利要求25所述的方法，其特徵在於，朝張緊方向驅動金屬絲包括用一存儲器輪存儲至少一部分金屬絲。
27.如權利要求25所述的方法，其特徵在於，還包括當金屬絲離開機器時通過迫使金屬絲穿過卷線機將金屬絲卷繞成線圈。
28.一種系統，用於將一段金屬絲送入線盤綑紮軌道和用於從線盤綑紮軌道中拉出至少一部分金屬絲來圍繞一個或一個以上物體張緊金屬絲，所述系統包括一個進給和張緊輪，該進給和張緊輪可控制成朝一進給方向操作，以便朝向線盤綑紮軌道進給金屬絲段，和朝一與進給方向相反的張緊方向操作，以便將至少一部分金屬絲段拉離線盤綑紮軌道；一個存儲器盤，該存儲器具有至少一個固定於其上的導向件，所述導向件定向為，當存儲器盤處於進給方向時將金屬絲段導向進給和張緊輪，存儲器盤可旋轉，具有一個外圓周槽，該外圓周槽構成為，當進給和張緊輪朝張緊方向旋轉時接收至少一部分金屬絲段以便存儲這部分金屬絲段；和一個輔助夾緊機構，該輔助夾緊機構鄰近進給和張緊輪設置，其位置設置成可接收來自存儲器盤的金屬絲，輔助夾緊機構可控制成在一接合位置和一分開位置之間移動，上述接合位置與進給和張緊輪接觸，以便於將金屬絲人工插入系統，而在上述分開位置中輔助夾緊機構與進給和張緊輪間隔開。
29.如權利要求28所述的系統，其特徵在於，還包括一個金屬絲存在開關，該金屬絲存在開關用於檢測進入系統的金屬絲段，將檢測信號傳送到控制系統，所述控制系統控制輔助夾緊機構的接合併控制進給和張緊輪朝進給方向的操作。
30.如權利要求29所述的系統，其特徵在於，還包括一個進給管開關，該進給管開關用於檢測穿入操作的完成情況並由此命令輔助夾緊機構分開。
31.如權利要求28所述的系統，其特徵在於，存儲器盤包括一個隔離片，該隔離片設置在內壁和外壁之間，隔離片的外徑小於各壁的外徑，因此形成一個槽，以便在張緊期間收集和得到金屬絲。
32.如權利要求31所述的機構，其特徵在於，槽的寬度選定為大致等於絲外徑，因此使金屬絲在存儲期間能很容易堆疊在槽內。
33.一種系統，用於幫助操作者將一段金屬絲穿到線盤綑紮機上，所述系統包括一個進給和張緊輪，該進給和張緊輪可控制成朝一進給方向操作，以便將金屬絲段朝向線盤綑紮軌道進給，和朝一與上述進給方向相反的張緊方向操作，以便將至少一部分金屬絲段牽拉離開線盤綑紮軌道；一個轉移導向件，該轉移導向件構成為將金屬絲段朝進給和張緊輪方向傳送，該轉移導向件取向為便於在進給和張緊輪外周邊上的圓周表面處接收金屬絲；及一個金屬絲存在開關，該金屬絲存在開關具有一個設置於其中的傳感器，以便當金屬絲位於金屬絲存在開關之內時進行檢測，當金屬絲存在時傳感器產生一個信號，該信號使進給和張緊輪開始朝進給方向旋轉。
34.如權利要求33所述的系統，其特徵在於，還包括一個輔助夾緊機構，該輔助夾緊機構可控制式移動地與進給和張緊輪接觸與脫離接觸，以便可選擇地幫助將金屬絲穿入線盤綑紮機。
35.如權利要求33所述的系統，其特徵在於，輔助夾緊機構偏心旋轉式安裝到一個機架上。
36.如權利要求35所述的系統，其特徵在於，輔助夾緊機構通過一個螺線管可控制式活動地與進給和張緊輪接觸和脫離接觸。
37.如權利要求33所述的系統，其特徵在於，金屬絲存在開關信號還命令輔助夾緊機構可接合地接觸進給和張緊輪。
38.如權利要求37所述的系統，其特徵在於，還包括一個進給管開關，該進給管開關用於檢測穿入操作的完成情況，並由此命令輔助夾緊機構分開。
全文摘要
一種方法和系統，用於將一段金屬絲穿入和進給到線盤綑紮機，從線盤綑紮機取出至少一些金屬絲並繞一個或幾個物體張緊，以及從系統排出廢金屬絲。本發明的目的是提供一種進給和張緊機構，該機構包括，一個進給和張緊輪；一個儲存檔；一個主夾緊機構，用於在接觸區摩擦地接合金屬絲；一個驅動系統，具有兩個獨立的操作馬達；金屬絲導向件，用於引導金屬絲通過進給和張緊機構。本發明的機構還可包括，一個輔助夾緊機構，用於幫助金屬絲穿入；剝線機構，用於排出廢金屬絲；多個金屬絲探測裝置，連接到一控制系統，以順序地控制系統的操作周期。所述進給和張緊機構還包括一個框架，該框架支承主要組件並連接到線盤綑紮機。
文檔編號B65B13/22GK1703348SQ03825510
公開日2005年11月30日 申請日期2003年9月30日 優先權日2002年10月30日
發明者D·R·多伊爾, A·D·霍爾, D·D·魯賓遜, S·E·麥克尼爾, D·A·史密斯 申請人:國際企業公司