[发明专利]排线机器人

说明书

本发明涉及一种用来将绳缆一类如钢绳、电线、电缆、绳索、胶管等线状物品自动卷绕于收线工字轮上的“智能化”系统，它包括：

一个能支承工字轮并可使它绕轴旋转的支架。

一个导使绳缆在工字轮上正反绕作的配线器。

一个同配线器装在一起的能随时测知卷绕时绳缆喂入角的角传感器。

一个轴上装有脉冲光盘和减速器的直流电动驱动机构，以驱使工字轮转动。

一个轴上装有脉冲光盘和减速器的直流电动驱动机构，以驱使所述的支架和配线器作相对可逆移动。

两个分别装于主机铰笼轴和曳引轮轴上的脉冲光盘，以获取它们的转速信息。

一个“智能”电控箱，它根据所述的四个脉冲光盘和一个角传感器所供信息，由“智能”软件运算判别，进而指挥所述的两个直流电动驱动机构自动地完成“智能”排线。

排线是绳缆类线状物品生产过程必不可少的归结-包装的主体，其中心任务就是将产品排（装）齐，不然既影响产品外观又影响产品质量。但是，至今的各项先有技术都存在不同程度的缺憾，致使乱排时有发生。我国钢绳行业甚至始终人工干预，而一疏忽仍会排乱。

纵观绳缆类线状物品，就卷绕排线而言，其性状差异不外乎：要求强大的排线张力的与必须限制排线张力的;没有可塑性的与有一定可塑性的，即有弹性的与没有弹性的;张力和排齐都注重的与张力和排齐都不甚计较的。排线的最大忧患是想要排紧而诱发的绳缆背绕到邻近绕成圈上的“背绕”现象。“背绕”还发生在卷绕进行到工字轮两端凸缘时，绕层和绕向都需要转换的过渡阶段。影响排线的因素很多，如木制的或铁木混制的工字轮的尺寸不精确和它每次装夹定位偏差、因品种规格多而使诸如股数、捻距、张力、工字轮大小等等参数的组合极其多样，品种规格变化又引来表面状况变化等等。所以，要设计能可靠地始终如一的将绳缆排齐的排线机确实困难重重。

中国专利91105042.6号，对皮带排线机构中的反向机构进行了改进，由机械式急返机构取代了易坏的接触型电气元件。它仅仅涉及中小拉丝机上排线反向问题，属于表面光、没弹性、张力和排齐都不甚计较的低级类型。所以，谈不上对绳缆排线问题有普适的实质性改进。

根据SE9000662-8号专利的优先权在中国申请的91100897.7号专利，及其引述的欧美五个专利，都对克服“背绕”现象和改进卷绕方式提出了改进方案：卷绕方式部分或全部地打破螺旋线传统，改为垂直于轴线绕制每圈，在圈圈变更段以S弯过渡之。这对于有塑性和张力限制的中小型电线电缆排线的平稳性确会有明显的改进;在克服“背绕”方面，或在绕制切点增加压力机构，或以电控方式调节喂入角恒定。它们在相互步步改进之中都采用了传感器-运算-执行这样的闭环手段。

但是，以SE9000662-8号专利为首的六个专利，不是传感器复杂就是其布置给用户带来太多的不便，而且碰到如钢绳这样要求强大排线张力、表面粗糙、弹性好的材料时，不但所谓的S弯形成不了，而且“加压”数值也颇成问题，故“背绕”危险仍然很大。再有，它们虽都有闭环调节，属于头痛医头脚痛医脚，既不述及张力调节和配合性（张力对“背绕”影响极大），又不说明对各种产品规格如何适应，所以其性能和应用范围就显得局限。

本发明的目的是提供一种“智能化”的排线系统，它面对尺寸和定位都不很划一的工字轮，只要绳缆直径不小于1.5毫米，在毋需操作者输入什么情况下，系统就会自动地将各种性状的绳缆类物品整齐的卷绕于收线工字轮上，谓之曰排线机器人。

本发明全面考虑了绳缆类物品排线过程中诸多因素，统盘筹划了解决途径：

以精密数字锁相调速这一成熟技术为起点，由脉冲光盘精密测取捻制主机和自身直流电动机的转速和累计转数，从而给微电脑的“智能”运作奠定信息和控制基础;

利用驱动工字轮的直流电动机的转速可被精密调控，根据物理学上任何细长体受拉时的物理弹性，以精密卷引速差来确立卷绕应力恒定，使之具有张力自动适应性，并保证主机启停时的排线张力。同时随时计算工字轮的卷绕直径、线速度及已绕绳缆总长;

利用驱动配线器作相对可逆移动的直线电动机的转速可被精密调控和绳缆喂入角可以连续精密被传感，据以计算绳缆直径、合适的喂入角、每层可绕圈数、各层卷绕是否到边及怎样控制换层反向等等。显然，“背绕”在此既可靠地避免着，又随时具有“自知之明”-据此可以自动停车报警;

借助微电脑的运算判别功能和各种存储器的记忆特性，使系统在运行时能不断自学而变得“聪明”起来。