竖直绞制系统和方法与流程

本发明涉及一种用于绞制(twist)线材对(wirepairs)的系统和方法，包括用于绞制处于竖直位置的线材对的系统和方法。

背景

线材束供应商依赖各种线材成束机和工艺来满足线材成束要求。例如，交通工具线材束供应商可以生产各种线材束以便满足各种交通工具供应商和制造商的线材束要求。在一些应用中，线材束可以包括绞制线材对。绞制线材对由两根围绕彼此绞制的线材节段(segments)组成。

通常，线材束供应商使用包括线材绞制机的线材绞制系统。线材绞制机可以配置为将两个线材节段绞制成绞制线材对。另外，线材绞制系统通常可以水平布置，使得线材节段水平地延伸到线材绞制机中。但是，除了具有较大占地面积的水平式线材绞制机之外，水平式线材绞制机的操作员可能在一个工作日中穿过机器行走数英里。因此，解决上面提到的挑战中的一些的装置或系统可能是所需要的。

概述

一种用于绞制线材的系统，该系统包括上部部分，该上部部分包括多个上部夹具，该多个上部夹具配置为保持对应于至少一个线材对的上部线材端部。上部部分在第一竖直位置和第二竖直位置之间可以是选择性可调节的。该系统还包括相对于上部部分设置在竖直平面上的下部部分，该下部部分包括多个下部夹具，该多个下部夹具中的每一个可以配置为保持对应于该至少一个线材对的第一下部线材端部和第二下部线材端部。该系统还包括控制器，该控制器可以配置为响应于与预定绞制程序相对应的指令以选择性地旋转下部夹具中的每一个。

在实施方案中，用于绞制线材的系统可以包括具有多个上部夹具的上部部分，该多个上部夹具配置为保持对应于至少一个线材对的上部线材端部。上部部分在第一竖直位置和第二竖直位置之间可以是选择性可调节的。该系统还可以包括相对于上部部分的竖直平面上的下部部分，该下部部分包括多个下部夹具。该多个下部夹具中的每一个可以配置为保持对应于该至少一个线材对的第一下部线材端部和第二下部线材端部。该系统还可以包括设置在上部部分和下部部分之间的线材引导件。线材引导件可配置为在上部部分和下部部分之间引导对应于该至少一个线材对的线材节段。该系统还可以包括与上部部分相邻设置的预装载装置，预装载装置配置为保持对应于至少一个另外的线材对的上部端部，预装载装置在打开位置和闭合位置之间可以是可调节的。该系统可以还包括控制器，该控制器配置为响应于指令(例如，对应于预定绞制程序的指令)来选择性地旋转下部夹具中的每一个。

当根据附图阅读时，依据以下本公开的实施方案的详细描述，本公开的各方面对本领域技术人员将变得明显。

附图简述

图1总体上描绘了根据本公开的原理的示例性竖直线材绞制系统的前视图；

图2总体上描绘了图1的竖直线材绞制系统的透视图；

图3总体上示出了根据本公开的原理的部分绞制的线材对；

图4总体上描绘了根据本公开的原理的示例性竖直线材绞制机的前视图；

图5总体上描绘了图4的竖直线材绞制机的透视图；

图6总体上描绘了图4的竖直线材绞制机的下部部分；

图7总体上描绘了图6中描绘的下部部分的俯视图；

图8总体上描绘了图4的竖直线材绞制机的上部部分；以及

图9总体上描绘了图8中描绘的上部部分的透视图。

详细描述

现在将详细参考本公开的实施方案，其示例在本文中被描述且在附图中示出。虽然将结合实施方案描述本公开，但应理解的是，其不意在将本公开限于这些实施方案。相反，本公开意在涵盖可包括在由所附权利要求界定的本公开的精神与范围之内的替代方案、修改以及等效物。

现在参考图1和图2，总体上示出了竖直线材绞制系统10的实施方案。系统10包括机架100、竖直绞制机200和工作台300。机架100可以包括多个框架构件102，诸如在图2中总体上示出的。框架构件102可以是刚性主体，刚性主体布置成使得机架100符合预定的形状，例如，如图1和图2中总体上所示的。应当理解的是，除了所示的那些形状和尺寸之外，机架100可以是任何合适的形状和/或尺寸。

机架100可以配置为保持多个线材节段，例如图3中所示的线材节段20和线材节段30。在一些实施方案中，机架100可包括多个保持器104。保持器104可配置为保持各种长度的多个线材节段。仅作为非限制性示例，线材节段20可以包括切割成预定长度的线材节段。例如，长度可以是50毫米(mm)、100mm、200mm或任何合适的线材长度。

该多个保持器104可以具有各种长度并且可以如图2中总体上所示的那样延伸。在实施方案中，第一长度的保持器104可以配置为保持第一长度的线材节段。类似地，第二长度的保持器104可以配置为保持第二长度的线材节段。应当理解的是，尽管仅描述了有限的示例，但是保持器104可以配置为保持任何适当长度的线材节段。

再次参考图3，线材节段20可以包括第一端部22和第二端部24，并且线材节段30可以包括第三端部32和第四端部34。第一端部22、第二端部24、第三端部32和第四端部34中的每一个可以包括线材端接器或连接器26。连接器26通常可以包括本领域中已知的合适的线材连接器。

再次参考图2，可以切割或以其它方式提供各种长度的线材以形成线材节段，例如线材节段20和线材节段30。第一端部22、第二端部24、第三端部32和/或第四端部34中的每一个可以端接有连接器26。线材节段20可以放置或提供在多个保持器104中的一个中，并且线材节段30可以放置或提供在多个保持器104中的另一个中。应该理解的是，虽然仅提供了有限的示例，但是不同长度的多个线材节段可以保持在多个保持器104中的每一个中。

机架100还可以包括多个线材托盘106。托盘106中的每一个可配置为接纳和支撑多个线材节段。仅作为非限制性示例，系统10的操作员可以从保持器104或可储存线材节段的任何合适的位置选择多个线材节段，并将线材节段(例如，以预定的顺序)放置在线材托盘106上。多个线材节段可以对应于布线作业或任务。仅作为示例且非限制地，可以接收指令以为交通工具准备线材束。应当理解的是，本公开考虑了与任何合适的方案相对应的布线束。在实施方案中，布线束可以包括具有第一长度的预定数量的线材节段和具有第二长度的预定数量的线材节段。应当理解的是，本公开的原理适用于各种布线节段要求的布线束。

如上面所描述的，多个线材节段可以按顺序(例如，按预定顺序)放置或提供在托盘106上。线材节段的顺序可以对应于线材将根据指令被成束的顺序。在实施方案中，当操作员在操作竖直线材绞制机200时，操作员可以从托盘106拿取多个线材节段中的一个或更多个装载到机器200上。

再次参考图2，所示出的竖直线材绞制机200包括上部部分202和下部部分204。上部部分202配置为接纳多个线材节段端部。仅作为示例且不受限制地，上部部分202可以配置为接纳至少一个线材对，如线材对400。线材对可以包括每个都具有两个对应的端部的两个线材节段，如线材对400的线材节段20和线材节段30。上部部分202可接纳线材节段20的第一端部22和线材节段30的第三端部32。在上面的示例中，上部部分202还可以配置为通过对应于第一端部22的连接器26保持第一端部22，并且通过对应于第三端部32的连接器26保持第三端部32。

上部部分202可以配置为同时地保持例如一个至四个之间的线材对。在其它实施方案中，上部部分202可以配置为同时地保持任何合适数量的线材对。

在一些实施方案中，上部部分202包括上部线材保持器206，例如，如图4中总体上示出的，上部线材保持器206可以设置在上部部分202的底部部分上。上部线材保持器206可以包括一个或更多个上部夹具208。每个上部夹具208可以配置为接纳对应于线材对的线材节段中的一个。每个上部夹具208还可以配置为保持对应于线材对的线材节段。例如，第一上部夹具208可以保持线材对400的线材节段20。另外，对应的第二上部夹具208可保持线材对400的线材节段30。

上部夹具208可以包括线材连接器保持器。线材连接器保持器可以是能够保持与上部部分202所保持的线材节段相对应的连接器的合适的保持器。例如，连接器26可以压配到上部夹具208中的一个中。应当理解的是，上部夹具208可以是配置为接纳对应于线材节段的连接器的任何合适的保持器。上部夹具208的实施方案总体上在图9中示出。

上部部分202可以配置为将所保持的线材对升高到第一竖直位置。如上面所描述的，上部部分202例如可以保持第一端部22和第三端部32。机器200可以将上部部分202升高到第一竖直位置。在一些实施方案中，脚踏板可以与传动链210连通。脚踏板可以被致动到第一位置。脚踏板可以配置为产生位置信号和/或传送位置信号。位置信号可以指示脚踏板的位置。仅作为示例，当脚踏板被致动到第一位置时，脚踏板可以生成指示脚踏板处于第一位置的位置信号。脚踏板然后可以将该位置信号传送给机器200。如将在下面详细描述的，机器200可以包括控制器222。控制器222可以配置为接收位置信号。当控制器222接收到位置信号时，控制器222可指示或控制机器200将上部部分202升高到第一竖直位置。应当理解的是，虽然仅描述了脚踏板，但是机器200可以从指示机器200升高和/或降低上部部分202的任何合适的来源接收输入。

传动链210可以与上部部分202连通。例如，上部部分202可以包括升降机212，如在图5中总体上示出的。升降机212可以由传动链210来驱动。当机器200接收到升高上部部分202(例如，到第一竖直位置)的指示时，传动链210可以致动(例如，转动)，从而将升降机212以及因此上部部分202升高到第一个竖直位置。第一竖直位置可以是上部部分202所保持的线材对在上部部分202和下部部分204之间自由悬挂的位置。

上部部分202可以包括保护罩214。除了别的之外，罩214可以包围传动链210以使操作员与传动链210隔离开或者遮蔽开。应当理解的是，虽然仅描述了罩214，但是系统10可以包括各种安全措施，如紧急关闭器、压力关闭器或本领域已知的其它合适的安全装置。

下部部分204可以配置为保持由上部部分202保持的线材对对应的端部。例如，下部部分204可配置为当上部部分202保持第一端部22时保持第二端部24并且当上部部分202保持第三端部32时保持第四端部34。类似于上部部分202，下部部分204可以配置为保持一个至四个之间的线材对或者任何合适数量的线材对。

在一些实施方案中，下部部分204可包括下部保持器216。下部保持器216可配置为保持由上部线材保持器206保持的线材节段的对应的端部。在实施方案中，下部保持器216可以包括一个或更多个下部夹具218，如图7中总体上示出的。每个下部夹具218可以配置为接纳与线材对的每个线材节段对应的下部端部。例如，如上面所描述的，对应于第一端部22的连接器26可以由上部夹具208中的一个保持，并且对应于第三端部32的连接器26可以由上部夹具208中的另一个保持。在实施方案中，每个下部夹具218可对应于两个上部夹具208。例如，第一下部夹具218可对应于保持第一端部22的上部夹具208和保持第三端部32的上部夹具208。

在一些实施方案中，上部部分202可以包括多个线材引导件220，如图9中总体上示出的。多个线材引导件220中的每一个可以对应于由上部部分202保持的线材节段中的一个。当上部部分202升高到第一竖直位置时，线材节段可以由线材引导件220分开和/或引导。由上部部分202保持的线材节段中的每一个可以被分开，并且在上部部分202升高时大致彼此平行地对齐。对应于所保持的线材节段中的一个的下部端部可以通过跟随由线材引导件220引导的线材节段来识别。

对应于所保持的上部端部的下部端部可以插入到多个下部夹具218中的一个中。例如，如上面所描述的，第一上部夹具208可保持第一端部22，并且第二上部夹具可保持第三端部32。第二端部24可以对应于第一端部22，并且第四端部34对应于第三端部32。第一下部夹具218可对应于第一上部夹具208和第二上部夹具208。例如，第一下部夹具218可以大致在第一上部夹具208和第二上部夹具208的正下方。下部夹具218中的每一个可以包括分隔件，该分隔件分隔下部夹具218，例如分隔成两半。这样，第一下部端部可以插入在分隔件的一侧上，并且将第二下部端部可以插入在分隔件的另一侧上。

在上面的示例中，第二端部24可以插入分隔件一侧上的第一下部夹具218中，并且第四端部34可以插入分隔件另一侧上的第一下部夹具218中。线材对400然后可以在第一下部夹具218与上部部分202之间对齐。应当理解的是，尽管仅描述了线材对400，但是本公开的原理适用于由上部部分202保持的各种线材节段。

下部夹具218中的每一个可以配置为通过保持与线材节段中的每一个相对应的连接器26来保持线材节段端部。下部夹具218可以通过各种已知的手段来保持连接器26。仅作为示例且不受限制地，连接器26可以压配到下部夹具218中的一个中。在另一个实施方案中，每个下部夹具218可以包括空气管夹具。例如，每个下部夹具218可以包括空气管226和填充喷嘴228，如图6中总体上示出的。每个填充喷嘴228可配置为从压缩机或其它合适的来源接收空气。填充喷嘴228可以将来自压缩机的空气引导至相应的空气管226中。当气管226中的每一个内的气压增加到预定压力时，线材节段端部可以保持在空气管226中。

机器200可以配置为将上部部分202升高到第二竖直位置。例如，当线材对由下部部分204保持时，机器200可以接收位置信号。位置信号可以指示脚踏板处于第二位置中。第二竖直位置可以是由上部部分202和下部部分204保持的线材对在上部部分202和下部部分204之间被拉紧或大体上不松弛的位置。

竖直线材绞制机200可以配置为绞制线材对的线材节段以形成绞制线材对。如总体上在图3中所示的，线材对400包括绞制部分402。应当理解的是，机器200可以配置为绞制线材对，使得线材对的整个长度被绞制或者小于整个长度的一部分被绞制。如下面将描述的，在一些实施方案中，机器200可以配置为绞制线材对的一部分，同时留下线材对的另一部分不绞制。

机器200可以包括控制器222，如图2、图4和图5中总体上示出的。控制器222可以是任何已知的控制器。在一些实施方案中，控制器222可以包括可编程逻辑控制器(plc)。控制器222可以配置为选择性地控制对线材对400或任何其它线材对的绞制。控制器222可以被编程以储存一个或更多个绞制程序。每个绞制程序可以规定控制器222对线材对绞制多少次以及控制器222在哪个方向上绞制线材对。控制器222可以配置为致动或执行绞制程序。在一些实施方案中，开关可以被致动以启动控制器222。在实施方案中，绞制程序可以经由例如可以提供在控制器222上的用户界面来选择。控制器222然后可以致动或执行绞制程序。在另一个示例中，控制器222可以被编程以响应于上部部分202被升高到第二竖直位置而自动致动或执行绞制程序。控制器222可以包括处理器和存储器。存储器可以配置为储存对应于各种绞制程序的指令。处理器可以配置为执行储存在存储器上的指令。

在实施方案中，控制器222可以执行第一绞制程序。第一绞制程序可以指示控制器222将线材对400在第一方向上绞制若干圈，并然后指示将线材对400在第二方向上绞制若干圈。仅作为示例且不受限制地，第一绞制程序可以指示控制器222将线材对400在第一方向上绞制200次，并然后在第二方向上将线材对400绞制四次。通过在第一方向上并然后在第二方向上绞制线材对400，当绞制程序完成时，线材对400可以更加抵抗不期望的解绞。应当理解的是，绞制程序可以指示控制器222在任一方向上将线材对绞制任意数量的圈数。

控制器222可以连接到伺服马达224或者与伺服马达224通信，如在图8和图9中总体上示出的。例如，控制器222可以配置为向伺服马达224发送电信号。该信号可以指示马达224以预定的速率转动。例如，如上面总体上所描述的，控制器222可基于绞制程序来指示马达224。伺服马达224可以与下部夹具218中的每一个机械连接或连通。如图6中总体上示出的，马达224可以机械地联接到变速器250。变速器250可以与多个心轴252机械连接或连通。多个心轴252中的每一个可以对应于下部夹具218中的一个。响应于驱动变速器250的马达224，变速器250可以转动心轴252中的每一个。

通过使多个心轴252旋转，同时将对应的线材节段端部保持在上部部分202中，线材节段可以围绕彼此绞制，由此形成绞制线材对，如总体上在图3中所示出的。如上面所描述的，控制器222可以执行绞制程序以根据绞制程序来绞制线材对。

可选地，系统10可以配置为旋转上部夹具208中的每一个。例如，伺服马达224可以与上部夹具208中的每一个机械连接或连通。马达224可以机械地联接到可选的变速器，该可选的变速器可以与多个可选的心轴机械连接或连通。多个可选的心轴中的每一个可对应于上部夹具208中的一个。可选的变速器可以响应于驱动可选的变速器的马达224而转动可选的心轴中的每一个。

通过旋转可选的心轴，同时将相应的线材节段端部保持在下部部分204中，线材节段可以围绕彼此绞制，从而形成绞制线材对，如图3中总体上示出的。如上面所描述的，控制器222可以执行绞制程序以根据绞制程序来绞制线材对。

在一些实施方案中，机器200可以包括预装载装置230，如图2、图4、图5和图8中总体上示出的。预装载装置230可以与上部线材保持器206相邻地设置。如总体上在图8中示出的，预装载装置230可以经由铰链234联接到上部部分202。铰链234可以配置为允许预装载装置230从打开位置移动到闭合位置，并且反之亦然。在打开位置中，预装载装置230可以配置为接纳多个线材对。例如，当机器200正在执行绞制程序时，可以从托盘106取回多个线材节段。然后可以将对应于所取回的线材节段的上部端部装载到预装载装置230中。

预装载装置230可以包括多个预装载夹具232。预装载夹具232可以包括类似于上部夹具208的特征。例如，每个预装载夹具232可以配置为保持线材节段的上部端部。每个预装载夹具232可以装载有对应于将经由机器200绞制成绞制线材对的线材节段的线材节段端部。当机器200绞制当前批次的线材对时，预装载装置230可以装载随后批次的线材节段。除此之外，这可以节省线材成束过程中的时间。

当绞制程序完成时，绞制线材对可从机器200卸载。在上部部分202已经被卸载(例如，对应于线材节段的所有端部已经从对应的上部夹具208移除)之后，预装载装置230可以被闭合，使得预装载装置230与上部线材保持器206接合。在一些实施方案中，预装载装置230可配置为将预装载夹具232与上部夹具208对齐。

预装载装置230可以配置为将装载在预装载装置230中的线材节段转移到上部线材保持器206。例如，如上面所描述，预装载夹具232可以配置为当预装载装置230处于闭合位置时，与上部夹具208对齐。预装载装置230可以配置为弹出装载在预装载夹具232中的线材节段，使得线材节段可以被转移到上部夹具208中。预装载装置230可以响应于预装载装置230被闭合而弹出线材节段。例如，预装载装置230可以包括沿预装载装置230的长度延伸的弹出部分。弹出杆可以包括突出超过预装载装置230的突出部分。当预装载装置230处于闭合位置时，突出部分可以被上部部分202的一部分接合。当突出部分被接合时，弹出杆可以被向前推动，由此迫使线材节段离开预装载夹具232中的每一个并进入对应的上部夹具208中。

在一些实施方案中，机器200可以配置为绞制线材对的一部分并且使留下线材对的一部分不绞制。例如，下部部分204可以包括如上面所描述的多个空气管226。空气管226可以是橡胶套或任何合适的材料。多个空气管226中的每一个可以对应于下部夹具218中的一个。如总体上在图6中所示，对应于下部夹具218的空气管226可以设置在下部夹具218的正下方。气管226可以是预定的长度，该预定的长度对应于将保持未绞制的线材的长度。例如，机器200可以接收指示以绞制线材对并且包括线材节段的未绞制部分。与预定长度的未绞制线材节段对应的空气管226可以从多个空气管226中选择并被插入到对应的下部夹具218中。换句话说，空气管226可以是可选择性更换的。

线材节段可以插入到对应的下部夹具218中，且从而插入到对应于下部夹具218中的每一个的空气管226中。空气管226可以接纳线材节段的对应部分。线材节段的该部分的长度可以对应于空气管226的长度。当控制器222执行绞制程序时，对应的空气管226可以保持线材节段的该部分，从而防止线材节段的该部分与线材对的对应的线材节段绞制在一起。

一旦绞制程序完成，机器200可以配置为将上部部分202降低到初始位置，以便允许从机器200移除绞制的线材对。当上部部分202降低到初始位置时，绞制的线材对可以不再被拉紧，从而允许上部端部从上部部分202移除且允许下部端部从下部部分204移除。响应于绞制程序的完成，上部部分202可以自动降低到初始位置。

绞制的线材对可以放置或提供在工作台300的多个储存区域302中的一个中。工作台300可以由多个框架构件102组成，如关于机架100所描述的。工作台300还包括多个板条304。多个板条304中的每一个可以布置在工作台300内，使得多个板条304和框架构件102协作以形成多个储存区域302，如在图2中总体上示出的。

如上面所描述的，线材束可以由多个绞制线材对组成。可以选择对应于线材束要求的线材节段。机器200然后可以装载所选择的线材节段。机器200然后可以由所选择的线材节段生成多个绞制线材对。应当理解的是，机器200可以同时装载有多达四个线材对(或更多)。机器200可以重复装载、绞制和卸载过程，直到机器200已经生产与所需要的线材束相对应的所要求的绞制线材对。卸载的绞制线材对可以按顺序放置或提供在多个储存区域302中。顺序可以对应于线材束的顺序。线材束然后可以被包裹，以便按顺序保持单独的绞制线材对。端部帽可以放置在绞制线材对的多个相应端部上。

虽然上面以一定程度的特殊性描述了仅某些实施方案，但是本领域中的技术人员可对所公开的实施方案做出很多变更而不偏离本公开的范围。联结的提及(例如附接、联接、连接等)应被广泛地解释并可包括在连接的元件之间的中间构件和在元件之间的相对移动。因此，联结的提及不一定暗示两个元件彼此直接连接/联接和彼此处于固定的关系中。在整个说明书中的“例如”的使用应被广泛地解释并用于提供本公开的实施方案的非限制性的示例，且本公开不限于这样的示例。意图是在上面的描述中包含的或在附图中所示的所有事物应被解释为仅仅是例证性的而不是限制性的。在细节或结构上可做出改变而不偏离由所附权利要求限定的本公开。