一種信號傳輸線束的布線裝置及其布線方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種信號傳輸線束的布線裝置，包括有設(shè)置于工作臺上的夾線裝置、六軸機(jī)器人及機(jī)器人控制器，還包括有設(shè)置于夾線裝置的上方且連接在一起的剪線裝置和送線裝置，剪線裝置與送線裝置均與六軸機(jī)器人的末端軸連接，六軸機(jī)器人與機(jī)器人控制器連接。本發(fā)明還公開了利用布線裝置進(jìn)行布線的方法，主要是利用機(jī)器人控制器控制六軸機(jī)器人按照預(yù)先設(shè)定的布線軌跡進(jìn)行布線。本發(fā)明信號傳輸線束的布線裝置及布線方法，解決了現(xiàn)有手工布線存在的效率低、易出錯、成本高及工人勞動強(qiáng)度大的問題。
【專利說明】
一種信號傳輸線束的布線裝置及其布線方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于信號線布線方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種信號傳輸線束的布線裝置，本發(fā)明還涉及利用上述布線裝置進(jìn)行布線的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]信號采集儀器裝備廣泛應(yīng)用于各個技術(shù)領(lǐng)域，為了減少外部環(huán)境的干擾，獲得穩(wěn)定可靠的信號數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)所采集信號數(shù)據(jù)的快速傳輸，部分信號采集儀器裝備的信號傳輸主要通過線束完成，此類線束通常由幾根到數(shù)十根導(dǎo)線編織而成，有多條分支，各分支在電路板信號接口之間相互連接，進(jìn)行信號傳遞。
[0003]目前，該類型的各種線束主要由技術(shù)工人手工編織而成，存在著效率低、易出錯、成本高、信號線浪費(fèi)嚴(yán)重及工人勞動強(qiáng)度大等突出性問題，因此急需采用自動化裝備進(jìn)行線束編織作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種信號傳輸線束的布線裝置，解決了現(xiàn)有手工布線存在的效率低、易出錯、成本高及工人勞動強(qiáng)度大的問題。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供利用上述布線裝置進(jìn)行布線的方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種信號傳輸線束的布線裝置，包括有設(shè)置于工作臺上的夾線裝置、六軸機(jī)器人及機(jī)器人控制器，還包括有設(shè)置于夾線裝置的上方且連接在一起的剪線裝置和送線裝置，剪線裝置、送線裝置均與六軸機(jī)器人的末端軸連接，六軸機(jī)器人與機(jī)器人控制器通過通信線纜連接。
[0007]本發(fā)明的特點還在于:
[0008]夾線裝置，包括有設(shè)置于工作臺上的底座，底座上設(shè)置有架線板，架線板上豎直設(shè)置有多根立柱，架線板與多根立柱外罩有外框，外框通過螺柱-螺母組件與底座連接，外框與底座的高度差能通過調(diào)節(jié)螺柱-螺母組件中螺柱上的固定螺母來調(diào)整;外框上設(shè)置有多個夾線楔形塊，且每個夾線鍥形塊都通過軸承與外框連接，每個夾線鍥形塊上開設(shè)有豁口。
[0009]架線板通過銷釘和螺栓與底座連接，方便架線板的快速安裝和拆卸。
[0010]剪切裝置由氣缸和連接于氣缸下部的連桿剪刀構(gòu)成，氣缸與送線裝置連接。
[0011 ]送線裝置，包括有線輪和過線器，線輪設(shè)置于六軸機(jī)器人的軸上，過線器的上部與六軸機(jī)器人的末端軸連接，過線器一側(cè)與氣缸連接，過線器的下部連接過線咀。
[0012]線輪設(shè)置于六軸機(jī)器人的第三軸上。
[0013]本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，利用信號傳輸線束的布線裝置進(jìn)行布線的方法，具體按照以下步驟實施:
[0014]步驟1、根據(jù)線束分支的排列和走向，將同直徑規(guī)格的線的相鄰線頭連接在一起，并規(guī)劃相對應(yīng)的布線軌跡；
[0015]步驟2、經(jīng)步驟I后，利用六軸機(jī)器人的示教功能，按照規(guī)劃的布線軌跡對六軸機(jī)器人進(jìn)行示教，示教成功后，將示教軌跡生成程序保存在機(jī)器人控制器內(nèi)；或者根據(jù)所規(guī)劃的布線軌跡進(jìn)行離線編程，并將所編寫的程序保存在機(jī)器人控制器內(nèi)。
[0016]步驟3、經(jīng)步驟2后，利用機(jī)器人控制器操控六軸機(jī)器人，由六軸機(jī)器人按照機(jī)器人控制器內(nèi)保存的布線程序進(jìn)行布線，此時由過線咀帶著線到達(dá)夾線鍥形塊的豁口，過線咀撥動夾線鍥形塊轉(zhuǎn)動90°?120°范圍內(nèi)任意角度，夾線鍥形塊會將線的一端緊緊頂壓在外框上，六軸機(jī)器人帶著過線咀繼續(xù)按照布線軌跡運(yùn)動，將線按分布要求繃在架線板的立柱上，在這一過程中線輪隨之轉(zhuǎn)動，達(dá)到送線目的，當(dāng)線布置完成，過線咀將帶著線到達(dá)另一個夾線鍥形塊的豁口并撥動該夾線鍥形塊轉(zhuǎn)動90°?120°范圍內(nèi)任意角度，從而將線的另一端緊緊頂壓在外框上夾??；
[0017]步驟4、經(jīng)步驟3后，剪線裝置內(nèi)氣缸的氣缸桿縮回，帶動連桿剪刀閉合將線剪斷，即完成線束的布置和夾緊;之后，氣缸桿伸出，連桿剪刀張開至初始狀態(tài)，六軸機(jī)器人回到初始位置；
[0018]步驟5、待步驟4完成后，由工人將布好線的整個夾線裝置從工作臺上取下，并換上一套新的夾線裝置，六軸機(jī)器人繼續(xù)布線，工人將取下的布線裝置上已經(jīng)布好的線綁扎后，按要求剪開連接在一起的線頭并剪掉線頭多余長度部分，即完成布線、綁線的所有工序。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020](I)本發(fā)明一種信號傳輸線束的布線裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、制備成本低及使用方便的優(yōu)點。
[0021](2)本發(fā)明利用信號傳輸線束的布線裝置進(jìn)行布線的方法基于一種信號傳輸線束的布線裝置，能實現(xiàn)信號傳輸線束布線過程的自動化，取代工人手工布線的方法，大大降低工人勞動強(qiáng)度和布線成本，大大提高線束布線效率。
[0022](3)本發(fā)明利用信號傳輸線束的布線裝置進(jìn)行布線的方法，能實現(xiàn)線束分支的精確排列，不會出現(xiàn)人工布線易出錯、信號線浪費(fèi)嚴(yán)重的問題。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明一種信號傳輸線束的布線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明一種信號傳輸線束的布線裝置內(nèi)剪線裝置剪線示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明利用信號傳輸線束的布線裝置進(jìn)行布線的方法中單個線束各分支的排布和走線示意圖；
[0026]圖4是利用本發(fā)明一種信號傳輸線束的布線裝置對單個線束進(jìn)行布線的示意圖；
[0027]圖5是利用本發(fā)明一種信號傳輸線束的夾線裝置對單個線束進(jìn)行夾線的示意圖；
[0028]圖6是利用本發(fā)明一種信號傳輸線束的布線裝置對多個線束進(jìn)行對稱布線的示意圖；
[0029]圖7是利用本發(fā)明一種信號傳輸線束的夾線裝置對多個對稱分布線束進(jìn)行夾線的示意圖。
[0030]圖中，1.線輪，2.六軸機(jī)器人，3.機(jī)器人控制器，4.氣缸，5.過線器，6.連桿剪刀，7.過線咀，8.立柱，9.軸承，10.架線板，11.夾線楔形塊，12.外框，13.底座，14.螺柱-螺母組件，15.工作臺，16.線，17.線頭。
【具體實施方式】
[0031 ]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0032]本發(fā)明一種信號傳輸線束的布線裝置，如圖1所示，包括有設(shè)置于工作臺15上的夾線裝置、六軸機(jī)器人2及機(jī)器人控制器3，還包括有設(shè)置于夾線裝置的上方且連接在一起的剪線裝置和送線裝置，剪線裝置、送線裝置均與六軸機(jī)器人2的末端軸連接，六軸機(jī)器人2與機(jī)器人控制器3通過通信線纜連接。
[0033]夾線裝置，如圖1所示，包括有設(shè)置于工作臺15上的底座13，底座13上設(shè)置有架線板10，架線板10上豎直設(shè)置有多根立柱8，架線板10與多根立柱8外罩有外框12，外框12通過螺柱-螺母組件14與底座13連接，外框12與底座13的高度差能通過調(diào)節(jié)螺柱-螺母組件14中螺柱上的固定螺母來調(diào)整;外框12上設(shè)置有多個夾線楔形塊11，且每個夾線鍥形塊11都通過軸承9與外框12連接，每個夾線鍥形塊11上開設(shè)有豁口。
[0034]架線板10通過銷釘和螺栓與底座13連接，方便架線板10的快速安裝和拆卸。
[0035]剪線裝置，如圖1及圖2所示，由氣缸4和連接于氣缸4下部的連桿剪刀6構(gòu)成，氣缸4與送線裝置連接。
[0036]送線裝置，如圖1所示，包括有線輪I和過線器5，線輪I設(shè)置于六軸機(jī)器人2的軸上(一般是設(shè)置于機(jī)器人第三根軸上)，過線器5的上部與六軸機(jī)器人2的末端軸連接，過線器5一側(cè)與氣缸4連接，過線器5的下部連接過線咀7。
[0037]六軸機(jī)器人2采用帶有示教功能的六軸工業(yè)機(jī)器人。
[0038]本發(fā)明利用信號傳輸線束的布線裝置進(jìn)行的布線方法，如圖4、圖5、圖6及圖7所示，具體按照以下步驟實施:
[0039]步驟1、根據(jù)線束分支的排列和走向，將同直徑規(guī)格的線相鄰線頭連接在一起，并規(guī)劃相對應(yīng)的布線軌跡；
[0040]步驟2、經(jīng)步驟I后，利用六軸機(jī)器人2的示教功能，按照規(guī)劃的布線軌跡對六軸機(jī)器人2進(jìn)行示教，示教成功后，將示教軌跡生成程序保存在機(jī)器人控制器3內(nèi)；或者根據(jù)所規(guī)劃的布線軌跡進(jìn)行離線編程，并將所編寫的程序保存在機(jī)器人控制器3內(nèi)。
[0041]步驟3、經(jīng)步驟2后，利用機(jī)器人控制器3操控六軸機(jī)器人2，由六軸機(jī)器人2按照機(jī)器人控制器3內(nèi)保存的布線程序進(jìn)行布線，此時由過線咀7帶著線16到達(dá)夾線鍥形塊11的豁口，過線咀7撥動夾線鍥形塊11轉(zhuǎn)動90°?120°范圍內(nèi)任意角度，夾線鍥形塊11會將線16的一端緊緊頂壓在外框12上，六軸機(jī)器人2帶著過線咀7繼續(xù)按照布線軌跡運(yùn)動，將線16按分布要求繃在架線板10的立柱8上，在這一過程中線輪I隨之轉(zhuǎn)動，達(dá)到送線目的，當(dāng)線16布置完成，過線咀7將帶著線16到達(dá)另一個夾線鍥形塊11的豁口并撥動該夾線鍥形塊11轉(zhuǎn)動90°?120°范圍內(nèi)任意角度，從而將線16的另一端緊緊頂壓在外框12上夾?。?br>[0042]步驟4、經(jīng)步驟3后，剪線裝置內(nèi)氣缸4的氣缸桿縮回，帶動連桿剪刀6閉合將線16剪斷，即完成線束的布置和夾緊;之后，氣缸桿伸出，連桿剪刀6張開至初始狀態(tài)，六軸機(jī)器人2回到初始位置；
[0043]步驟5、待步驟4完成后，由工人將布好線16的整個夾線裝置從工作臺15上取下，并換上一套新的夾線裝置，六軸機(jī)器人2繼續(xù)布線，工人將取下的布線裝置上已經(jīng)布好的線綁扎后，剪開連接在一起的線頭17并剪掉線頭17多余長度部分，即完成布線、綁線的所有工序。
[0044]在上述方法中，有以下幾個關(guān)鍵問題:
[0045](I)布線問題:
[0046]線束由10到40根線編織而成，如圖3所示，有多條分支，利用六軸機(jī)器人2的柔性，能很好地實現(xiàn)不同線束的布線軌跡。
[0047]如圖1及圖4所示，在架線板10上按照線束分支的走向和分布設(shè)置一系列的立柱8，六軸機(jī)器人2按照預(yù)存的程序運(yùn)行，實現(xiàn)布線軌跡，將線16繃到這些立柱8上，即可完成布線工作。如圖6所示，可根據(jù)生產(chǎn)實際，將多個線束進(jìn)行對稱分布，可大大節(jié)約裝卸時間，從而提高布線效率。之所以設(shè)計單個和多個線束對稱分布兩種布線方式，是為了應(yīng)對線束需求量為奇數(shù)時，這兩種方式結(jié)合可以可以湊出奇數(shù)，例如需求量是三個，可以用單個線束，加兩個對稱線束，湊成三個線束，而不至于用四個對稱線束分布的形式，造成一個線束的浪費(fèi)，或者用單個線束進(jìn)行三次布線，使得夾具裝卸次數(shù)增加，造成線束編織時間的浪費(fèi)。
[0048](2)夾線問題:
[0049]為了順利完成布線工作，讓線16能夠緊緊繃到立柱8上，給綁線做好準(zhǔn)備，要將線頭17夾住，如圖5及圖7所示，設(shè)計了夾線裝置，圖5為單個線束夾線裝置，對單個線束進(jìn)行夾持。圖7為對個線束夾線裝置，對多個對稱分布線束進(jìn)行夾持。夾線裝置，在外框12上安轉(zhuǎn)一系列夾線鍥形塊11，并在夾線鍥形塊11上留有豁口，夾線鍥形塊11和外框12的間隙遠(yuǎn)小于線16的直徑。
[0050]布線開始后，過線咀7帶著線頭17到達(dá)夾線鍥形塊11的豁口，過線咀7撥動夾線鍥形塊11轉(zhuǎn)動90°?120°范圍內(nèi)任意角度，夾線鍥形塊11會將線16的一端緊緊頂壓在外框12上，并在自鎖作用下夾緊線頭17。
[0051 ] (3)剪線問題:
[0052]在布線完成后，要將線16剪斷;在六軸機(jī)器人2的末端軸設(shè)置了剪線裝置，當(dāng)氣缸4內(nèi)的氣缸桿縮回，帶動連桿剪刀6閉合并將線16剪斷，氣缸桿伸出，連桿剪刀6張開至初始狀態(tài)；當(dāng)連桿剪刀6處于初始位置，連桿剪刀6底端要高于過線咀7，不會干涉過線咀7的布線運(yùn)動。
[0053](4)綁線問題:
[0054]目前，考慮到綁線的復(fù)雜性和可靠性要求，采取人工進(jìn)行綁線工作。
【主權(quán)項】
1.一種信號傳輸線束的布線裝置，其特征在于，包括有設(shè)置于工作臺(15)上的夾線裝置、六軸機(jī)器人(2)及機(jī)器人控制器(3)，還包括有設(shè)置于夾線裝置的上方且連接在一起的剪線裝置和送線裝置，所述剪線裝置、送線裝置均與六軸機(jī)器人(2)的末端軸連接，所述六軸機(jī)器人(2)與機(jī)器人控制器(3)通過通信線纜連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號傳輸線束的布線裝置，其特征在于，所述夾線裝置，包括有設(shè)置于工作臺(15)上的底座(13)，所述底座(13)上設(shè)置有架線板(10)，所述架線板(10)上豎直設(shè)置有多根立柱(8)，所述架線板(10)與多根立柱(8)外罩有外框(12)，所述外框(12)通過螺柱-螺母組件(14)與底座(13)連接，所述外框(12)與底座(13)的高度差能通過調(diào)節(jié)螺柱-螺母組件(14)中螺柱上的固定螺母來調(diào)整； 所述外框(12)上設(shè)置有多個夾線楔形塊(11)，且每個夾線鍥形塊(11)都通過軸承(9)與外框(12)連接，每個夾線鍥形塊(11)上開設(shè)有豁口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種信號傳輸線束的布線裝置，其特征在于，所述架線板(10)通過銷釘和螺栓與底座(13)連接，方便架線板(10)的快速安裝和拆卸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號傳輸線束的布線裝置，其特征在于，所述剪切裝置由氣缸(4)和連接于氣缸(4)下部的連桿剪刀(6)構(gòu)成，所述氣缸(4)與送線裝置連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種信號傳輸線束的布線裝置，其特征在于，所述送線裝置，包括有線輪(I)和過線器(5)，所述線輪(I)設(shè)置于六軸機(jī)器人(2)的軸上，所述過線器(5)的上部與六軸機(jī)器人(2)的末端軸連接，所述過線器(5)—側(cè)與氣缸(4)連接，所述過線器(5)的下部連接過線咀(7)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種信號傳輸線束的布線裝置，其特征在于，所述線輪(I)設(shè)置于六軸機(jī)器人(2)的第三軸上。7.利用信號傳輸線束的布線裝置進(jìn)行布線的方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施: 步驟1、根據(jù)線束分支的排列和走向，將同直徑規(guī)格的線相鄰線頭連接在一起，并規(guī)劃相對應(yīng)的布線軌跡； 步驟2、經(jīng)步驟I后，利用六軸機(jī)器人(2)的示教功能，按照規(guī)劃的布線軌跡對六軸機(jī)器人(2)進(jìn)行示教，示教成功后，將示教軌跡生成程序保存在機(jī)器人控制器(3)內(nèi)；或者根據(jù)所規(guī)劃的布線軌跡進(jìn)行離線編程，并將所編寫的程序保存在機(jī)器人控制器(3)內(nèi)； 步驟3、經(jīng)步驟2后，利用機(jī)器人控制器(3)操控六軸機(jī)器人(2)，由六軸機(jī)器人(2)按照機(jī)器人控制器(3)內(nèi)保存的布線程序進(jìn)行布線，此時由過線咀(7)帶著線(16)到達(dá)夾線鍥形塊(11)的豁口，過線咀(7)撥動夾線鍥形塊(11)轉(zhuǎn)動90°?120°范圍內(nèi)任意角度，夾線鍥形塊(11)會將線(16)的一端緊緊頂壓在外框(12)上，六軸機(jī)器人(2)帶著過線咀(7)繼續(xù)按照布線軌跡運(yùn)動，將線(16)按分布要求繃在架線板(10)的立柱(8)上，在這一過程中線輪(I)隨之轉(zhuǎn)動，達(dá)到送線目的，當(dāng)線(16)布置完成，過線咀(7)將帶著線(16)到達(dá)另一個夾線鍥形塊(11)的豁口并撥動該夾線鍥形塊(11)轉(zhuǎn)動90°?120°范圍內(nèi)任意角度，從而將線(16)的另一端緊緊頂壓在外框(12)上夾住； 步驟4、經(jīng)步驟3后，剪線裝置內(nèi)氣缸(4)的氣缸桿縮回，帶動連桿剪刀(6)閉合將線(16)剪斷，即完成線束的布置和夾緊;之后，氣缸桿伸出，連桿剪刀(6)張開至初始狀態(tài)，六軸機(jī)器人(2)回到初始位置； 步驟5、待步驟4完成后，由工人將布好線(16)的整個夾線裝置從工作臺(15)上取下，并換上一套新的夾線裝置，六軸機(jī)器人(2)繼續(xù)布線，工人將取下的布線裝置上已經(jīng)布好的線綁扎后，剪開連接在一起的線頭(17)并剪掉線頭(17)多余長度部分，即完成布線、綁線的所有工序。
【文檔編號】H01B13/012GK106057368SQ201610325821
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】李言, 吳學(xué)亮, 楊明順, 袁啟龍, 楊帆, 張敬沖
【申請人】西安理工大學(xué)