全自动穿热缩管方法及全自动穿热缩管机与流程

本发明属于自动化技术领域，具体涉及到一种全自动穿热缩管方法及全自动穿热缩管机。

背景技术

多芯线是一种使用非常广泛的线材，一般用于设备、电器上多组电源的供电或多组信号的传输等，在其使用时，为了提高使用安全性，一般要在多芯线外层胶皮剥口处套一段热缩管，以防止内芯线在剥口处露线芯造成造成漏电。上述套热缩管的工作一般是靠人工来完成的，生产效率较低，人工成本高，因此有必要设计一种自动化程度高的穿热缩管机，以替代工人的重复性劳动，降低人工成本。

专利号为201410615150.3的发明专利公开了一种全自动穿热缩管压着机的自动套热缩管装置，其利用定位机构对线材端部的端子进行定位，然后将端子穿过热缩管，因此只能对那些端部已经压着有端子的线缆进行穿管，但是对于多芯线等一些线材来说，端部压着端子后，其端部截面面积会大大增加，无法再穿过热缩管，所以必须在多芯线压着端子前进行穿管，而采用上述发明对多芯线进行穿管的话，由于线材的直径仅仅略小于热缩管的内径，因此难以实现正常穿管。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种全自动穿热缩管方法及采用该方法的全自动穿热缩管机，以代替人工进行线材的穿热缩管作业，从而降低人工成本。

本发明的全自动穿热缩管方法包括如下步骤：

a：将热缩管切成预定长度的热缩管段；

b：用夹管工装夹持住热缩管段的一端，将至少两个扩管片由热缩管的另一端伸入到热缩管内，然后将扩管片向远离热缩管轴线的方向移动预定距离，从而利用扩管片将热缩管的直径扩大，再松开夹管工装，利用扩管片来使热缩管稳定在预定位置；

c：将线材切成预定长度的线材段，将线材段由热缩管的扩管片端对准热缩管并插入到热缩管内，从而使热缩管套在线材段上；

d：将扩管片向热缩管的轴线方向移动，然后将扩管片从热缩管内移出，完成穿热缩管作业。

与背景技术所采取的穿管方案不同，本发明利用扩管片来首先使热缩管的一端扩张，并利用扩管片的扩张来固定热缩管，这样热缩管就能够保持一端端部扩张且整体畅通的状态，从而使线材能够很容易地插入到热缩管内并穿过热缩管，然后再移走扩管片，实现穿管作业，在上述过程中，无需利用线材端部的端子来引导线材穿过热缩管，非常适合多芯线等线材的穿热缩管作业。

进一步地，所述步骤d中，在将扩管片从热缩管移出的过程中，利用夹管工装夹住热缩管的一端，以避免在扩管片移出热缩管的过程中，由于扩管片与热缩管、线材接触而导致热缩管或线材随扩管片移动，影响扩管片的正常移出。

本发明的全自动穿热缩管机采用上述穿热缩管方法进行作业，具体包括机架及安装于机架上的送管机构、切管机构、夹管工装、扩管机构、送线机构、切线机构和穿管机构；所述切管机构用于将由送管机构传送过来的热缩管切成预定长度的热缩管段，所述夹管工装用于夹持住热缩管段的一端或放开所夹持的热缩管段；所述扩管机构包括由扩管片及垂直往复驱动机构所构成的扩管片组，所述垂直往复驱动机构用于驱动扩管片沿垂直于热缩管段轴线方向做往复移动，所述扩管片组至少有两组；所述切线机构用于将由送线机构传送过来的线材切成预定长度的线材段，所述穿管机构用于夹持住线材段或放开所夹持的线材段，以及将所夹持的线材段对准并伸入到热缩管段中；所述夹管工装、穿管机构分别位于扩管机构的两侧，所述扩管机构设有用于驱动扩管片沿热缩管段轴线方向往复移动的轴线往复驱动机构。

上述全自动穿热缩管机的工作原理如下：

首先，切管机构将由送管机构传送过来的热缩管切成预定长度的热缩管段，然后夹管工装夹住热缩管段的一端，扩管机构的扩管片在轴线往复驱动机构的驱动下由热缩管段的另一端伸入到热缩管段内，并在垂直往复驱动机构的驱动下向远离热缩管段中轴线的方向移动预定距离（该预定距离根据热缩管的具体尺寸确定，一般应为热缩管直径的1/5～1/4），从而将热缩管段的端部扩张，然后夹管工装松开热缩管段，仅由扩管片来固定热缩管段；与此同时，切线机构将由送线机构传送过来的线材切成预定长度的线材段；然后穿管机构夹持住线材段，并使线材段的端部对准热缩管段的扩张端（即扩管片所在的一端），穿管机构将线材段插入到热缩管段中，并使线材段的端部穿过热缩管段，从而将热缩管段套在线材段上；最后扩管机构的扩管片在垂直往复驱动机构的驱动下向热缩管段中轴线的方向移动，使扩管片与热缩管的内壁脱离接触（或者减小扩管片与热缩管的内壁之间的压力），然后扩管机构的扩管片在轴线往复驱动机构的驱动下由热缩管段内移出，完成整个穿管作业。

上述的夹管工装可以采用业内常见的机械手，而轴线往复驱动机构、垂直往复驱动机构都可以采用气缸或者丝杠螺母的方式，因为这些都是公知的现有技术，此处不再赘述。

进一步地，所述扩管机构安装于往复行进架上，所述往复行进架活动安装于机架上，以使扩管机构能够在切管机构与穿管机构之间往复移动。这样切管机构与穿管机构可以相距一定距离，切管机构与穿管机构同时作业时不会因为距离过近而出现相互干涉。上述往复行进架可以由气缸驱动，此处不再赘述。

进一步地，所述扩管片通过引导块与垂直往复驱动机构连接，所述引导块在朝向穿管机构的一侧设有线材引导面，在朝向夹管工装的一侧设有热缩管引导面，所述线材引导面及热缩管引导面均为弧面或斜面结构。上述热缩管引导面可以引导热缩管段的端部逐渐向扩管片方向移动，从而使扩管片顺利对准并插入到热缩管段中；而线材引导面可以引导线材段逐渐对准热缩管段，从而使线材段顺利对准并插入到热缩管段中。

进一步地，所述扩管片的截面为弧形，以适应热缩管的内壁形状，从而减少或避免扩管片在扩管过程中对热缩管造成损伤。

进一步地，所述穿管机构由送线器及往复移动的夹线机械手构成，所述送线器包括送线轮、与送线轮相对设置的辅助夹紧结构以及驱动送线轮转动的转动驱动机构。夹线机械手将切好的线材段夹持住并移送到送线器的辅助夹紧结构与送线轮之间的间隙处，通过送线轮的转动，即可将线材段向前送出，从而插入到热缩管段中。

进一步地，所述送线器通过送线器支架与机架相连，所述送线器支架上安装有夹线气缸，辅助夹紧结构安装于夹线气缸的活塞杆上，所述送线轮通过转轴安装于送线器支架上。这样送线轮与辅助夹紧结构之间的间隙可调，上述气缸可以带动辅助夹紧结构上下移动，在送线时，首先使辅助夹紧结构向上移动，使得辅助夹紧结构与送线轮的间隙增大，然后夹线机械手将切好的线材段夹持住并移送到辅助夹紧结构与送线轮之间的间隙处，辅助夹紧结构在气缸带动下向下移动而与送线轮配合将线材段夹紧，最后夹线机械手松开线材段，送线轮在转动驱动机构的驱动下转动，将线材段插入到热缩管段中。

进一步地，所述夹管工装有两个，分别设置于切管机构、穿管机构的旁侧，其中一个夹管工装用于在扩管前夹紧热缩管段，以利于扩管片插入到热缩管段中；另一个夹管工装用于在穿管后夹紧热缩管段和线材段，以利于扩管片从热缩管段中移出。

进一步地，所述切管机构设置于往复行进架上，且切管机构与扩管机构的间距等于两个夹管工装之间的间距，这样在往复行进架的往复移动过程中，扩管机构轮流与两个夹管工装对齐，而切管机构间隔地与第一个夹管工装对齐，可以实现连续作业，具体原理如下：在切管机构与第一个夹管工装对齐时，第一个夹管工装夹持住切下来的热缩管段的一端，此时扩管机构与第二个夹管工装对齐以用于线材段的穿管作业；当往复行进架向第一个夹管工装方向移动到最大行程后，扩管机构与第一个夹管工装对齐，可以进行扩管作业；当往复行进架向第二个夹管工装方向移动时，扩管机构即可带着热缩管段移动至第二个夹管工装处进行穿管作业，同时第一个夹管工装处进行切管作业。

本发明构思巧妙，利用热缩管具有弹性这一特点，通过扩张热缩管的方式来提高穿管作业的成功率，结构简单，可靠性高，非常适合于多芯线等线材的穿热缩管作业，有利于降低人工成本，提高穿管作业的效率和质量，具有很好的实用性。

附图说明

图1是本发明的穿热缩管机的布局图（俯视角度，其中虚线为往复行进架的行进路径）。

图2是送管机构的结构示意图。

图3是扩管机构中扩管片与引导块的连接结构示意图（剖视图）。

图4是扩管机构中扩管片与引导块的连接结构示意图（正视图）。

图5是穿管机构的结构示意图。

图6～12是穿热缩管的分步示意图。

附图标示：1、机架；2、送管机构；21、限位管；22、机械手；23、水平气缸；3、切管机构；4、夹管工装；5、扩管机构；51、扩管片；52、引导块；521、线材引导面；522、热缩管引导面；523、半圆形结构；53、6、送线机构；7、切线机构；8、穿管机构；81、送线器；811、送线轮；82、转动驱动机构；83、送线器支架；84、夹线气缸；9、往复行进架；10、热缩管段；11、线材段。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

本实施例提出了一种全自动穿热缩管方法及采用该方法作业的穿热缩管机，以代替人工进行线材的穿热缩管作业，从而降低人工成本。

本实施例的全自动穿热缩管方法包括如下步骤：

a：将热缩管切成预定长度的热缩管段；

b：用夹管工装夹持住热缩管段的一端，将至少两个扩管片由热缩管段的另一端伸入到热缩管段内，然后将扩管片向远离热缩管段轴线的方向移动预定距离，从而利用扩管片将热缩管段的一端直径扩大，再松开夹管工装，利用扩管片来使热缩管段稳定在预定位置；

c：将线材切成预定长度的线材段，将线材段由热缩管段的扩管片端对准热缩管段并插入到热缩管段内，从而使热缩管段套在线材段上；

d：利用夹管工装夹住热缩管段的一端和热缩管段内的线材段，将扩管片向热缩管段的轴线方向移动，使扩管片与热缩管段的内壁脱离接触（或者减小扩管片与热缩管段的内壁之间的压力），然后将扩管片从热缩管段内移出，完成穿热缩管作业。

在上述穿热缩管的方法中，首先利用扩管片来首先使热缩管段的一端扩张，并利用扩管片的扩张来固定热缩管段，这样热缩管段就能够保持一端端部扩张且整体畅通的状态，从而使线材能够很容易地插入到热缩管段内并穿过热缩管段，然后再移走扩管片，实现穿管作业，在上述过程中，无需利用线材端部的端子来引导线材穿过热缩管，非常适合多芯线等线材的穿热缩管作业。

如图1所示，本实施例的采用上述穿热缩管方法进行作业的全自动穿热缩管机包括机架1及安装于机架1上的送管机构2、切管机构3、第一夹管工装41、第二夹管工装42、扩管机构5、送线机构6、切线机构7和穿管机构8；送管机构2与切管机构3接近，送线机构6与切线机构7接近，第一夹管工装41、第二夹管工装42与穿管机构8分别位于扩管机构5行进路线的两侧，而穿管机构8与切管机构3较远，这样切管机构3与穿管机构8同时作业时不会因为距离过近而出现相互干涉。

如图2所示，送管机构2由用于限位热缩管的限位管21和两个用于夹持热缩管的机械手22、两个水平气缸23构成，所述机械手22安装于对应的水平气缸23的活塞杆上，可以在水平气缸23的带动下往复移动，两个水平气缸23的伸缩并配合机械手22的松开和夹紧，即可将热缩管按照预定的距离（该预定的距离即为水平气缸活塞杆的行程）步进式输送至切管机构3处。

切管机构3由垂直气缸及固定于垂直气缸活塞杆端部的切刀构成，用于将由送管机构2传送过来的热缩管切成预定长度的热缩管段10。

所述第一夹管工装41、第二夹管工装42可以采用业内常见的机械手，或者仅仅利用气缸与固定板配合来实现，其用于夹持住热缩管段10的一端或放开所夹持的热缩管段10；在本实施例中，第一夹管工装41设置于切管机构3的旁侧，第二夹管工装42设置于穿管机构8的旁侧，其中第一夹管工装41用于在扩管前夹紧热缩管段10，以利于扩管片插入到热缩管段10中；第二夹管工装42用于在穿管后夹紧热缩管段10和线材段11，以利于扩管片从热缩管段10中移出。

扩管机构5通过轴线往复驱动机构安装于往复行进架9上，轴线往复驱动机构用于驱动扩管片沿热缩管段10轴线方向往复移动，而往复行进架9活动安装于机架1上，以使扩管机构5能够在切管机构3与穿管机构8之间往复移动。轴线往复驱动机构与往复行进架9配合，使得扩管机构5能够沿水平面的x、y方向移动。

如图3、4所示，扩管机构5包括由扩管片51、引导块52及垂直往复驱动机构所构成的扩管片组，扩管片51通过引导块52与垂直往复驱动机构连接，垂直往复驱动机构用于驱动扩管片51沿垂直于热缩管段10轴线方向做往复移动。在本实施例中，扩管片51为弧形长条板。

引导块52在朝向穿管机构8的一侧设有线材引导面521，在朝向第一夹管工装41的一侧设有热缩管引导面522，线材引导面521与热缩管引导面522之间为半圆形结构523，这样两个引导块52的半圆形结构523就构成了中空的圆管结构，以用于限位及导向线材段11；所述线材引导面521及热缩管引导面522均为弧面，并大致呈半圆形，扩管片51的截面为弧形，并固定设置于热缩管引导面522的一侧。上述热缩管引导面522可以引导热缩管段10的端部逐渐向扩管片51方向移动，从而使扩管片51顺利对准并插入到热缩管段10中；而线材引导面521及圆管结构可以引导线材段11逐渐对准热缩管段10，从而使线材段11顺利对准并插入到热缩管段10中。

上述往复行进架9、轴线往复驱动机构、垂直往复驱动机构共同构成了六轴驱动机构，可以使扩管片51分别沿水平面的x、y方向以及高度方向按预定的方式移动。上述轴线往复驱动机构、垂直往复驱动机构在附图中没有画出，其都可以采用气缸来实现，已经为公知技术，此处不再赘述。

在本实施例中，扩管片组有两组并呈上下排列，所述垂直往复驱动机构由两个气缸构成，气缸固定于轴线往复驱动机构上，每个气缸的活塞杆均与对应的引导块52固定连接，通过控制气缸活塞杆的行程即可控制扩管片51的行程，控制非常方便。另外，在扩管片51从热缩管段10中移出后，两个扩管片51之间会有间隙，可以借助该间隙，通过平移扩管机构5的方式将穿好热缩管的线材与扩管机构5分离。

切线机构7由垂直气缸及固定于垂直气缸活塞杆端部的切刀构成，用于将由送线机构6传送过来的线材切成预定长度的线材段11。

穿管机构8用于夹持住线材段11或放开所夹持的线材段11，以及将所夹持的线材段11对准并伸入到热缩管段10中。如图5所示，在本实施例中，穿管机构8由送线器81及在切线机构7与送线器81之间往复移动的夹线机械手构成（图中未画出夹线机械手），送线器81通过送线器支架83与机架1相连，所述送线器支架83上安装有夹线气缸84，所述送线器81包括相对设置的送线轮811以及驱动至少一个送线轮811转动的转动驱动机构82，其中，一个送线轮811通过转轴安装于夹线气缸84的活塞杆上，另一个送线轮811通过转轴安装于送线器支架83上，所述转动驱动机构82与送线器支架83上的送线轮811连接。上述两个送线轮811分别为固定式和移动式，这样两个送线轮811之间的间隙可调，上述气缸可以带动移动式送线轮811上下移动，在送线时，首先移动式送线轮811向上移动，使得该送线轮811与送线器支架83上的送线轮811的间隙增加，然后夹线机械手将切好的线材段11夹持住并移送到送线器81的两个送线轮811之间的间隙处，移动式送线轮811向下移动而与固定式送线轮811配合将线材段11夹紧，最后夹线机械手松开线材段11，固定式送线轮811在转动驱动机构82的驱动下转动，将线材段11推到热缩管段10中。为提高与线材段11的摩擦力，送线轮811的表面设有防滑纹，且送线轮811的外缘面为环形槽结构，以用于增加与线材段11的接触面积。

当然，上述设置于夹线气缸84的活塞杆上的送线轮811也可以用v形槽板等辅助夹紧结构代替，或者穿管机构8还可以利用可以做四轴运动（沿垂直于热缩管段10中轴线方向及平行于热缩管段10中轴线方向）的机械手来实现，但是成本较高，此处不再赘述。

上述全自动穿热缩管机的工作原理如下：

首先，切管机构3将由送管机构2传送过来的热缩管切成预定长度的热缩管段10，然后如图6所示，位于切管机构3处的第一夹管工装41夹住热缩管段10的一端，扩管机构5的扩管片51在轴线往复驱动机构的驱动下由热缩管段10的另一端伸入到热缩管段10内，并在垂直往复驱动机构的驱动下向远离热缩管段10中轴线的方向移动预定距离（该预定距离根据热缩管的具体尺寸确定，一般应为热缩管直径的1/5～1/4），从而将热缩管段10的端部扩张（如图7所示），然后如图8所示，第一夹管工装41松开热缩管段10，往复行进架9将固定有热缩管段10的扩管机构5移动至穿管机构8处，此时仅由扩管片51来固定热缩管段10，热缩管段10为扩张端被扩管片51固定，整体保持畅通的状态。

与此同时，切线机构7将由送线机构6传送过来的线材切成预定长度的线材段11；夹线机械手将切好的线材段11夹持住并移送到送线器81的两个送线轮811之间的间隙处，两个送线轮811将线材段11夹紧并使线材段11的端部对准热缩管段10的扩张端，夹线机械手松开线材段11，送线轮811在转动驱动机构82的带动下转动，从而带动线材段11移动，将线材段11插入到热缩管段10中（如图9所示），送线轮811继续转动，使线材段11的端部穿过热缩管段10，从而将热缩管段10套在线材段11上；再如图10所示，靠近穿管机构8的第二夹管工装42夹住热缩管段10的一端及其内部的线材段11，扩管机构5的扩管片51在垂直往复驱动机构的驱动下向热缩管段10中轴线的方向移动，使扩管片51与热缩管段10的内壁脱离接触（或者减小扩管片51与热缩管段10的内壁之间的压力），然后如图11所示，扩管机构5的扩管片51在轴线往复驱动机构的驱动下由热缩管段10内移出，完成整个穿管作业，最后如图12所示，扩管机构5的扩管片51在垂直往复驱动机构的驱动下向远离热缩管段10中轴线的方向移动，并松开第二夹管工装42和送线轮811，将穿好热缩管段10的线材段11取出，进行后续的作业。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。