汽車(chē)電路是汽車(chē)的重要組成部分，汽車(chē)電路中的功能和信號(hào)的傳遞是通過(guò)汽車(chē)線束橋梁連接的。汽車(chē)線束固定在整個(gè)車(chē)身上，線束的損壞直接影響汽車(chē)電路的性能。汽車(chē)低壓線束技術(shù)條件(QC/T29106-2004)標(biāo)準(zhǔn)中的4.11~4.15條規(guī)定:汽車(chē)線束應(yīng)具有耐高低溫、耐溫、耐濕循環(huán)、耐振動(dòng)、耐煙霧、耐工業(yè)溶劑等性能。因此，線束的外部保護(hù)起著至關(guān)重要的作用。合理的線束外部保護(hù)材料和包裝方法不僅能保證線束質(zhì)量，還能降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
電子谷的汽車(chē)線束波紋管由聚丙烯(尼龍6)、聚乙烯(聚乙烯)、聚丙烯(聚丙烯)等材料加熱擠壓而成，廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備、汽車(chē)等行業(yè)，起到保護(hù)線束的作用。波紋管的工作溫度一般為–40℃~+130℃，短時(shí)間內(nèi)可達(dá)+140℃。內(nèi)外均為波形，具有柔韌性好、抗扭性好、抗油性好等特點(diǎn)。
為了保護(hù)汽車(chē)線束的波紋管，日本汽車(chē)通常在切割后的波紋管兩端增加保護(hù)套，德國(guó)汽車(chē)通常要求切割位置在波峰中央。
目前，一些中小企業(yè)采用半自動(dòng)方法切割德國(guó)汽車(chē)線束波紋管，即用固定標(biāo)尺確定波紋管的長(zhǎng)度，用專(zhuān)用模具初步確定波紋管的軸向位置，手動(dòng)輔助波紋管的軸向定位和夾緊，確保位置基本不變。這種方法需要長(zhǎng)時(shí)間的初步調(diào)整和大量的廢物。由于需要人工移動(dòng)波紋管，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，廢品率高，生產(chǎn)安全得不到保證。少數(shù)企業(yè)使用德國(guó)生產(chǎn)的全自動(dòng)汽車(chē)線束波紋管切割設(shè)備，切割效率高，廢品率低，但設(shè)備價(jià)格高。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種國(guó)產(chǎn)全自動(dòng)汽車(chē)線束波紋管切割設(shè)備，以達(dá)到切割效率高、廢品率低、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)、減少材料浪費(fèi)、降低企業(yè)勞動(dòng)力成本、提高企業(yè)效率和效率。
1汽車(chē)線束波紋管自動(dòng)加工系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。
1.1汽車(chē)線束波紋管自動(dòng)加工系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)。
汽車(chē)線束波紋管全自動(dòng)切割裝置包括進(jìn)料裝置、自動(dòng)進(jìn)料裝置、自動(dòng)切割裝置和自動(dòng)排料裝置。自動(dòng)切割裝置是核心設(shè)備。
自動(dòng)切割裝置的主要技術(shù)內(nèi)容包括波紋管切割位置的正確定位技術(shù)理論研究、波紋管自動(dòng)輸送、波紋管切割位置的正確定位、波紋管切割、波紋管加工自動(dòng)計(jì)數(shù)等機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、算法實(shí)現(xiàn)和自動(dòng)控制。
(1)波紋管精確輸送技術(shù)的理論研究包括理論研究方法的選擇、正確定位技術(shù)的理論分析、正確定位算法的實(shí)現(xiàn)。
(2)波紋管自動(dòng)輸送裝置包括波紋管輸送裝置、定位裝置、夾緊裝置等。
(3)波紋管切割位置的正確定位技術(shù)包括波紋管位置動(dòng)態(tài)控制技術(shù)的研究、波紋管位置動(dòng)態(tài)控制部件的選擇、波紋管位置動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
1.2汽車(chē)線束波紋管自動(dòng)裝載裝置的開(kāi)發(fā)。
汽車(chē)線束波紋管裝載裝置:底板下部四角設(shè)有支撐座，可隨時(shí)調(diào)節(jié)其高度和水平。底板中間連接有空心長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體每側(cè)表面安裝2臺(tái)電機(jī)，電機(jī)連接蝸輪減速器，減速器輸出連接旋轉(zhuǎn)筒，將出廠的成捆汽車(chē)線束波紋管套在旋轉(zhuǎn)筒上，然后軸向固定。其中減速器選擇蝸輪減速器，選擇匹配的交流電機(jī)。
1.3汽車(chē)線束波紋管自動(dòng)進(jìn)料裝置的開(kāi)發(fā)。
汽車(chē)線束用波紋管送料裝置:通過(guò)槽輪機(jī)構(gòu)調(diào)整均勻松開(kāi)的波紋管的運(yùn)動(dòng)方向，使其能夠依靠自動(dòng)切割裝置水平拉動(dòng)，不卡死。送料裝置的柱子上下有光電開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)送料裝置輸送波紋管的輸入輸出速度，保證合理的速度運(yùn)輸。其基本結(jié)構(gòu)是方形底架上中部設(shè)有柱子，柱子上設(shè)有梁，柱子底部和梁上設(shè)有導(dǎo)向輪，柱子上均勻設(shè)有安裝光電開(kāi)關(guān)的螺紋孔，用于等距安裝幾個(gè)接近開(kāi)關(guān)，根據(jù)管道的線速限定區(qū)域檢測(cè)波紋管移動(dòng)的速度，使管道的輸送速度與波紋管切割機(jī)牽引管道的速度相協(xié)調(diào)，避免管道損壞或斷裂，避免管道輸送速度過(guò)快，波紋管切割機(jī)牽引速度過(guò)慢，導(dǎo)致管道堆積。
動(dòng)作順序:將波紋管捆綁在旋轉(zhuǎn)筒上→將波紋管引向槽輪機(jī)構(gòu)→繞過(guò)槽輪機(jī)構(gòu)到波紋管自動(dòng)切割裝置。
1.4汽車(chē)線束波紋管自動(dòng)切割裝置的開(kāi)發(fā)。
1.4.1動(dòng)作順序。
波紋管夾緊→波紋管輸送→波紋管隨輸送裝置移動(dòng)到刀具切割位置→機(jī)械定位裝置定位調(diào)整→位置傳感器檢測(cè)刀具切割位置是否為峰值→刀具切割對(duì)準(zhǔn)峰值，刀具切割對(duì)準(zhǔn)峰值，刀具切割對(duì)準(zhǔn)峰值
1.4.2波紋管夾緊和牽引機(jī)構(gòu)。
波紋管介紹:采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒形帶牽引波紋管。對(duì)于不同直徑的波紋管，采用調(diào)整齒形帶輪間距的方法。波紋管介紹后，以一定速度運(yùn)行，移動(dòng)到指定位置后，停止運(yùn)動(dòng)。
1.4.3定位和切割結(jié)構(gòu)。
定位傳感器檢測(cè)波紋管的波峰谷位置。如果定位傳感器沒(méi)有對(duì)中波紋管的波峰位置，定位傳感器和刀具切割裝置會(huì)小幅度(一個(gè)周期內(nèi))隨動(dòng)，與波紋管的波峰谷位置對(duì)中后，定位傳感器和刀具位置不會(huì)固定。其基本實(shí)現(xiàn)方式是:定位傳感器和刀具切割裝置的相對(duì)位置不變，切割波紋管的長(zhǎng)度或直徑發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)控制程序自動(dòng)調(diào)整定位傳感器和刀具切割裝置的正確性。如果位置不正確，進(jìn)給電機(jī)移動(dòng)，調(diào)整切割位置；首先滿足切割到峰值的要求，然后滿足切割長(zhǎng)度的要求。對(duì)于波紋管的準(zhǔn)確定位，采用機(jī)械結(jié)構(gòu)定位和檢測(cè)元件檢測(cè)相結(jié)合的方法。對(duì)于波紋管峰值位置的在線識(shí)別，采用先檢測(cè)后跟蹤、卡爾曼算法和開(kāi)發(fā)程序相結(jié)合，解決特征檢測(cè)的可靠性。對(duì)于波紋管峰值位置的閉環(huán)控制算法，采用光電編碼器(初步定位和自動(dòng)定位)作為自動(dòng)定位(自動(dòng)定位)。
1.5汽車(chē)線束波紋管自動(dòng)排放裝置的開(kāi)發(fā)。
波紋管自動(dòng)排放裝置包括輸送裝置、抓取裝置和裝箱平臺(tái)。輸送裝置包括輸送機(jī)架和輸送機(jī)構(gòu)，抓取裝置包括抓取機(jī)構(gòu)和機(jī)械臂，裝箱平臺(tái)包括裝箱基礎(chǔ)和裝箱支架。使用時(shí)，切斷的波紋管通過(guò)縱向滾輪滑動(dòng)到輸送帶的橡膠隔板中間，通過(guò)輸送帶將波紋管輸送到抓取機(jī)構(gòu)下方，機(jī)械臂中的提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，提升機(jī)構(gòu)向下運(yùn)行抓取范圍內(nèi)，抓取驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，抓取驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)，提升機(jī)構(gòu)向上運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)底座旋轉(zhuǎn)到裝箱托盤(pán)上方，將專(zhuān)用束管箱放在裝箱托架上。它不損壞波紋管，適應(yīng)不同長(zhǎng)度波紋管裝箱的要求，速度和效率穩(wěn)定。圖5是汽車(chē)線束波紋管自動(dòng)排放裝置。
針對(duì)波紋管的精確定位，提出了機(jī)械結(jié)構(gòu)定位與檢測(cè)元件檢測(cè)相結(jié)合的方法。針對(duì)波紋管峰值位置的在線識(shí)別，建議采用先檢測(cè)后跟蹤、卡爾曼跟蹤算法和開(kāi)發(fā)程序相結(jié)合，以解決特性檢測(cè)的可靠性。針對(duì)波紋管峰值位置的閉環(huán)控制算法，采用光電編碼器(初步定位)和激光位移傳感器(精確定位)作為測(cè)試元件，采用伺服控制器位置閉環(huán)控制，確保切割峰值。
(2)開(kāi)發(fā)的汽車(chē)線束波紋管切割機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)具有進(jìn)料自動(dòng)化、切割自動(dòng)化、快速無(wú)損輸送、自動(dòng)檢測(cè)、精確定位等功能。采用高精度可編程控制器控制，操作簡(jiǎn)單；采用步進(jìn)電機(jī)雙動(dòng)力進(jìn)料；激光位移傳感器對(duì)射檢測(cè)快速準(zhǔn)確。