自动电线裁线装置及其自动裁线方法与流程

本发明涉及电线裁剪设备，具体地说是一种自动电线裁线装置及其自动裁线方法。

背景技术：

现代控制设备离不开供配电，而目前供配电的接线安装还基本靠人工完成。从设计图纸到形成配线表，后按配线表的规格下线，打印线号，压线鼻子再到将制造好的配线与电气元件连接起来都是由人工一点一点完成；工作量大，且下线的长度都偏长，造成材料浪费，而且中间易出错。

技术实现要素：

针对现有通过人工完成电气配线而存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种自动电线裁线装置及其自动裁线方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的裁线装置包括安装底板、接线盘、放线轮、送线机构、导线管及裁线机构，其中接线盘及放线轮分别安装在安装底板的两端，所述送线机构、导线管及裁线机构分别位于接线盘与放线轮之间；所述送线机构包括动力源、安装在安装底板上的送线机构底座及至少一组上下设置的送线轮，该动力源固定在所述送线机构底座上，输出端输出有两根同步反向旋转的输出轴，分别驱动每组上下设置的所述送线轮同步反向旋转，所述放线轮上的电线由每组上下设置的所述送线轮之间以及所述导线管穿过，并通过同步反向旋转的每组上下设置的送线轮带动走线；所述裁线机构包括裁线机构底座、气缸、活动刀片、刀片固定滑道及固定刀片，该气缸通过裁线机构底座安装在所述安装底板上，活塞轴与所述活动刀片相连，所述刀片固定滑道安装在裁线机构底座上，在该刀片固定滑道上固接有所述固定刀片，待裁剪的电线位于所述活动刀片与固定刀片之间，通过活动刀片沿刀片固定滑道的升降进行裁剪，裁剪后的电线落在所述接线盘上。

其中：所述裁线机构沿走线方向的两侧各设有一组上下设置的送线轮，每个送线轮的轮轴均转动安装在所述安装底板上，且连接有皮带轮；所述动力源的两根同步反向旋转的输出轴上均连接有皮带轮，每个所述输出轴上的皮带轮均通过皮带与两侧送线轮轮轴上的皮带 轮相连接，每组中位于上方的送线轮同步同向旋转，每组中位于下方的送线轮同步同向旋转，且与位于上方的送线轮同步反向旋转；所述动力源包括分别固定在送线机构底座上的伺服电机及减速机，该伺服电机及减速机均位于所述安装底板的背面，且位于两组上下设置的送线轮之间；所述伺服电机的输出轴与减速机的输入轴通过联轴器相连，由该伺服电机带动减速机的输入轴旋转，所述减速机具有两个上下设置、转向相反的输出轴；两组上下设置的送线轮中，位于上方的两个送线轮中心之间的连线与位于下方的两个送线轮中心之间的连线相平行，每组上下设置的送线轮与所述裁线机构之间以及其中一组上下设置的送线轮与接线盘之间均设有固接在安装底板正面的所述导线管；

所述活动刀片下端的刃口为倒置的“V”形，所述固定刀片上端的刃口为“V”形，该固定刀片位于所述活动刀片的下方；所述放线轮与上下设置的送线轮之间设有转动安装在安装底板上的导线轮；

本发明自动电线裁线装置的自动裁线方法为：

所述动力源与通过控制器配套伺服驱动器驱动，该动力源上配有用于实现伺服速度控制的增量编码器，所述气缸与电磁阀及气源相连接，步骤如下：

进行参数、装置初始化；参数包括裁线长度及送线速度；

由人工操作将电线的起始头通过上下设置的送线轮及导线管，送达到固定刀片的垂直位置；

由外部信号判断是否开始执行裁线操作；

所述裁线操作的步骤为：首先由所述控制器给伺服驱动器发转动指令，转速由送线速度换算得来，同时根据所述增量编码器反馈的数据判断是否达到设定的裁线长度；如果没到设定的裁线长度，则继续送线；如果达到设定的裁线长度，则停止动力源运行；

动力源停止运行后，由所述控制器向控制气缸的电磁阀发出下行指令，所述气缸在气压的作用下，带动所述活动刀片向下运动；

当所述活动刀片到达剪切位，完成剪切后，由所述控制器向电磁阀发出上行指令，所述气缸在气压的作用下回到起始位置；

由所述控制器再次向伺服驱动器发出送线指令，所述动力源带动送线轮继续送线并判断是否达到设定裁线长度；如果是，则本次裁线操作结束；否则返回裁线操作的起始步骤；

等待下一次执行裁线操作。

其中：所述外部信号为由操作人员给出的使能信号，如执行裁线，则开始执行自动裁线动作；所述控制器采用西门子PLC-300控制器。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明结构新颖，整个裁线过程衔接可靠，可以批量完成定长下线工作，具有高效、一致性好的特点。

2.本发明采用简单的电、气、配合，单根配线制做可控制在10秒内完成，实现了快速可靠的配线制作，节约劳力，节省成本。

3.本发明除机械结构外，完善的电气控制部分可保证整个电气配线制作过程可靠高效。

附图说明

图1为本发明裁线装置的结构主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明裁线装置中送线机构的结构示意图；

图4为本发明裁线装置中裁线机构的结构示意图；

图5为本发明自动裁线方法的控制程序流程图；

其中：1为安装底板，2为接线盘，3为导线轮，4为放线轮，5为送线机构底座，6为送线轮，7为皮带轮A，8为减速机，9为伺服电机，10为皮带，11为导线管，12为裁线机构底座，13为气缸，14为活动刀片，15为刀片固定滑道，16为固定刀片，17为皮带轮B，18为皮带轮C。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1、图2所示，本发明的裁线装置包括安装底板1、接线盘2、放线轮4、送线机构、导线管11及裁线机构，其中安装底板1固定在机架上，在安装底板1正面沿走线方向的前后两端分别安装有用于放线的放线轮4及接线盘2，放线轮4通过轴承固定在安装底板1上，放线轮4可自由转动。在放线轮4走线方向的前方设有用于保证放线松紧程度的导线轮3，该导线轮3通过轴承安装在安装底板1上。安装底板1的正面通过夹具固定有用于保证软线在各机构之间可靠衔接多个的导线管11。

送线机构、各导线管11及裁线机构分别位于接线盘2与放线轮4之间。如图3所示，送线机构包括动力源、固定在安装底板1背面的送线机构底座5及至少一组上下设置的送线轮6，本实施例的送线轮6为沿走线方向设置的前后两组、共四个；动力源包括分别固定在送线机构底座5上的伺服电机9及减速机8，该伺服电机9及减速机8均位于安装底板1的背面，且位于两组上下设置的送线轮6之间。伺服电机9的输出轴与减速机8的输入轴通过联轴器相连，由该伺服电机9带动减速机8的输入轴旋转，减速机8具有两个上下设置、转 向相反的输出轴，两个输出轴上分别键连接有皮带轮A7。四个送线轮6的轮轴均通过轴承转动安装在安装底板1上，并由安装底板1穿过，四个送线轮6的轮轴上均同轴安装有皮带轮；即其中一组中的上下两个送线轮6的轮轴上安装有皮带轮B17，另一组中的上下两个送线轮6的轮轴上安装有皮带轮C18，位于上方的两个送线轮6的皮带轮B17及皮带轮C18与减速机8位于上方的输出轴上的皮带轮A7通过皮带10相连接、形成皮带传动关系，位于上方的三个皮带轮同步同向旋转；位于下方的两个送线轮6的皮带轮B17及皮带轮C18与减速机8位于下方的输出轴上的皮带轮A7通过皮带相连接、形成皮带传动关系，位于下方的三个皮带轮同步同向旋转，并与位于上方的三个皮带轮的旋转方向相反。通过这种布局与配置，保证四个送线轮6同步送线。两组上下设置的送线轮6中，位于上方的两个送线轮6中心之间的连线与位于下方的两个送线轮6中心之间的连线相平行，裁线机构位于两组上下设置的送线轮6之间，每组上下设置的送线轮6与裁线机构之间以及其中一组上下设置的送线轮6与接线盘2之间均设有导线管11。放线轮4上的电线由每组上下设置的送线轮6之间以及各导线管11穿过，并通过同步反向旋转的每组上下设置的送线轮6带动走线。

如图4所示，裁线机构包括裁线机构底座12、气缸13、活动刀片14、刀片固定滑道15及固定刀片16，该裁线机构底座12固定安装在安装底板1上，气缸13安装在裁线机构底座12的上方，气缸13的活塞轴经过裁线机构底座12上的开孔通过螺母与活动刀片14相连，刀片固定滑道15固定安装在裁线机构底座12上，在该刀片固定滑道15上固接有固定刀片16，固定刀片16位于活动刀片14的下方。待裁剪的电线位于活动刀片14与固定刀片16之间，通过由气缸13活塞轴的上下运动带动活动刀片14沿刀片固定滑道15的上下运动进行裁剪，裁剪后的电线落在接线盘2上。活动刀片14下端的刃口为倒置的“V”形，固定刀片16上端的刃口为“V”形。

本发明的裁线装置通过控制装置实现自动控制，本实施例以自动控制为例。

为了实现裁线装置的自动控制，还需要以下控制装置：用于控制伺服电机9的伺服驱动器、用于控制气缸13的电磁阀和汽源。

本实施例采用西门子PLC-300控制器做主控制部件，配套一台伺服驱动器用以驱动伺服电机9。伺服电机9配有增量编码器，用于实现伺服的速度控制，用于控制气缸13的电磁阀和汽源。

本实施例以将一卷1平方线裁切成等长2米的电线为例。

如图5所示，本发明裁线装置的自动裁线方法为：

开始，启动自检程序，进行参数、装置初始化；参数包括裁线长度2m、送线速度1m/s；

由人工操作将电线的起始头绕过导线轮3，通过上下设置的送线轮6以及导丝管11，送达到固定形刀片16的垂直位置；

由外部信号判断是否开始执行裁线操作，外部信号为由操作人员给出的使能信号；如执行裁线，则开始执行自动裁线动作；

裁线操作的步骤为：首先由PLC-300控制器给伺服驱动器发转动指令，转速由送线速度1m/s换算得来，同时根据增量编码器反馈的数据判断是否达到裁线长度2m；

如果没到裁线长度2m，则继续送线，如果达到裁线长度2m则停止伺服电机9运行；

伺服电机9停止运行后，由PLC-300控制器向控制气缸13的电磁阀发出下行指令，气缸13在气压的作用下，带动活动刀片14向下运动；

当活动刀片14到达剪切位，完成剪切后，由PLC-300控制器向电磁阀发出上行指令，气缸13在气压的作用下回到起始位置；

由PLC-300控制器再次向伺服驱动器发出送线指令，伺服电机9旋转带动送线轮6继续送线并判断是否达到裁线长度；如果是，则本次裁线操作结束；否则返回裁线操作的起始步骤；

等待下一次执行裁线操作。

本发明设计一种能够根据提供的规格自动完成下线工作的自动化裁线装置，通过该裁线装置可以批量完成定长下线工作。本发明将极大方便电气设备的接线工作，节约劳力，节省成本，且具有高效、一致性好的特点。