一种复杂线束胶带缠绕方法技术

本发明专利技术公开了一种复杂线束胶带缠绕方法，步骤如下：1)将目标线束按照二叉树结构进行建模；2)将线束的一端固定，再分别移动各条线束的叶子节点端至合适位置；3)利用胶带自动缠绕机对线束从第M层的叶子节点开始向主节点方向缠绕；4)利用胶带自动缠绕机对线束从第M‑1层的节点进行缠绕；当节点为叶子节点时，直接从该节点开始向主节点方向缠绕；当节点不是叶子节点时，将该节点的孩子节点对应的所有线束在该节点处进行合并，并从该节点处将对应线束一并向主节点方向进行缠绕；5)重复步骤4)，对第M‑2层到第1层的节点进行缠绕，直至主节点被缠绕。本发明专利技术实现了设备对复杂线束的自动化缠绕。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动化领域，具体涉及一种复杂线束胶带缠绕工艺。
技术介绍
线束在汽车、家用电器、计算机和通讯设备、各种电子仪器仪表等领域均有广泛的应用。以汽车工业为例，线束是汽车电路的网络主体。整车主线束往往以仪表板为核心部分，前后延伸。汽车线束通常分成车头线束(包括仪表、发动机、前灯光总成、空调、蓄电池)、车尾线束(尾灯总成、牌照灯、行李箱灯)、篷顶线束(车门、顶灯、音响喇叭)等。为了保护线束，达到耐高温、耐腐蚀、耐磨损、防潮、阻燃、减震、降噪以及抗老化等目的，线束表面需要用电工胶布包裹起来。缠绕线束的胶带有绒布基胶带、棉布基胶带、纤维布胶带和PVC胶带等种类。目前，汽车线束行业大量使用人工缠绕胶带，费时费力。对于没有分叉或很少分叉的线束可以使用自动化胶带缠绕设备进行胶带缠绕。但由于汽车线束连接的电气电子部件众多，几乎每条线束都会有许多分叉，不太方便使用自动化设备，往往需要人工将分叉处预先缠绕好，难以实现全自动化的胶带缠绕，效率也不太高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种复杂线束胶带缠绕工艺。为实现上述目的，本专利技术基于类似二叉树理论提出如下方案：一棵完整的树在地面以上的部分由树干和树冠组成，这里将其称为正向树。在地面以下的部分也可以看作一棵倒长的树，这里将其称为反向树。那么一个完整的树就是由正向树和反向树构成的。借用数据结构中二叉树的名称并加以改造后，本专利技术中二叉树模型定义：将线束领域中只具有一个分叉的线束称为二叉树。那么可以将复杂线束抽象为一个树形结构，即结点之间有分支，并具有层次关系的结构。定义二叉树的每个结点至多只有二棵子树，子树终点为孩子节点，子树的交点为该孩子节点的父母节点。二叉树的度代表某个结点的孩子或者说直接后继的个数，1度是只有一个孩子节点或者说单子树，2度是有两个孩子或者说左右子树都有。二叉树的最大度为2。将终端结点(度为0的结点)称为叶子节
点。如图1所示，通常一根汽车线束主干线的两端均有分支。若将主干线中没有分支的部分看作树干，则它的两端分别连着树冠和根系。将树干与树冠连接的节点称为主节点，与根系连接的节点称为主节点。如果把树冠看作正向二叉树的话，那么根系也可以看是一棵倒向二叉树。树冠、树干和根系就构成了一棵完整的树形结构。本专利技术二叉树中节点层定义为：规定二叉树的主结点(即树干与树冠相连的节点)所在的层数为1，主结点的孩子结点所在的层数为2，以此下去。同样的，针对根系部分，可以将二叉树的根节点(即树干与根系相连的节点)视为主节点，根系部分视为树冠。二叉树中，将一个节点到其孩子节点的长度称为这段树枝的长度；主节点到主节点的长度称为树干的长度；将从主节点到树冠最远端叶子节点间的总长度称为二叉树的深度。一种复杂线束胶带缠绕工艺，步骤如下：首先将目标线束按照二叉树结构进行建模，获得具有N个叶子节点且深度为M的二叉树模型。该步骤中，二叉树模型本质上是将线束简化为与图1类似的二叉树，以便于对不同节点进行区分表述、缠绕。建模完成后，对线束进行如下操作：1)将N条线束的一端固定于所述二叉树模型的主节点处，再分别移动各条线束的叶子节点端至合适位置，以满足从主节点到各叶子节点间的线束分别拉展；2)对线束从第M层的叶子节点开始向主节点方向缠绕，缠绕长度为L1i+⊿L1i，其中L1i为第M层中第i个叶子节点和其双亲结点间的树枝长度，⊿L1i为第一余量长度；3)对线束从第M-1层的节点进行缠绕：当节点为叶子节点时，直接从该节点开始向主节点方向缠绕，缠绕长度为L2i+⊿L2i，其中L2i为第M-1层中第i个节点至该节点的父母节点间的树枝长度，⊿L2i为第二余量长度；当节点不是叶子节点时，将该节点的孩子节点对应的所有线束在该节点处进行合并，并从该节点处将对应线束一并向主节点方向进行缠绕，缠绕长度为L2i+⊿L2i；4)重复步骤3)，对第M-2层到第2层的所有节点进行缠绕；5)将所有线束在主节点处进行合并，并从主节点处向背离叶子节点的方向缠绕一定距离。作为优选，线束的缠绕采用胶带自动缠绕机进行。另外本专利技术步骤1)中各条线束的叶子节点端拉展的位置须保证多个胶带自动缠绕机头工作同时对不同叶子节点进行缠绕作业时，互不干扰，线束尽量伸直，方便进行缠绕。作为优选，不同节点的缠绕作业由多个胶带自动缠绕机头同时或排序进行，对任一节点的缠绕作业在其孩子节点被全部缠绕完毕后至其父母节点开始缠绕之前进行。即步骤1)～5)并不一定要作为顺序的限定，只要能够实现各个节点被完全缠绕即可，具体缠绕顺序可以视缠绕机数量进行优化。作为优选，所述的⊿L1i和⊿L2i在不同节点处根据实际情况而定，可以相同也可以不同，以保证使用过程中不露白为准。作为优选，当线束的两端均有分叉时，对两端依次或同时执行所述的步骤1)～5)。具体为，先将一端分叉的主节点固定，然后对另一端进行缠绕，缠绕完成后，将另一个主节点固定，对剩余一端分叉进行缠绕。当两端均有分叉时，针对树冠和树根的步骤5)可同时或者分别进行，即树干部分的缠绕可分次进行或者在主节点和根节点的孩子节点均已被缠绕后，一并进行树干的缠绕。上述方法中，对于现实中某个节点具有三个分叉的线束，可以将其中两个分叉看作该节点的子二叉树，即为该节点虚拟增加一个孩子节点(这两个节点间的树枝长度为0)。同理，某节点处具有多个分叉的线束都可按此处理为二叉树结构。当对该节点进行缠绕时，可将从节点的孩子节点开始，同时或依次对所有孩子节点处将对应线束向主节点方向进行缠绕，再将所有线束在父母节点处合并，再进行缠绕。或者先将其中两条或多条线束在父母节点处合并，缠绕后，再将另外的线束合并至该父母节点，再进行缠绕。对于具有更多分叉的节点，也可同样方式进行处理。本专利技术基于二叉树理论，对于具有分叉结构的线束，原来需要将各分叉处预先用胶带手工缠绕，然后再使用自动化设备对各分支和主线分别缠绕的工艺进行调整。本专利技术无需对各分叉处(即二叉树的节点)预先处理，将具有复杂分叉的线束分解为简单的二叉树模型，按照一定的胶带缠绕顺序与工艺安排，方便实现复杂线束的自动化胶带缠绕。附图说明图1为本专利技术所述的二叉树结构示意图；图2为实施例1的复杂线束胶带缠绕工艺的示意图；a)～d)分别为四个步骤。图3为实施例2需要缠绕的线束示意图；图4为实施例2中线束第一步缠绕状态图；图5为实施例2中线束第二步缠绕状态图；图6为实施例2中线束第三步缠绕状态图；图7为实施例2中线束第四步缠绕状态图；图8为实施例2中线束第五步缠绕状态图；图9为实施例2中线束第六步缠绕状态图；图10为实施例2中线束第七步缠绕状态图；图11为实施例2中线束第八步缠绕状态图；图12为实施例2中线束第九步缠绕状态图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。一种复杂线束胶带缠绕工艺，针对具有N个叶子节点且深度为M的线束，缠绕步骤如下：1)将N条线束的一端固定于所述二叉树模型的主节点处，再分别移动各条线束的叶子节点端至合适位置，以满足从主节点到各叶子节点间的线束分别拉展；2)对线束从第M层的叶子节点开始向主节点方向缠绕，缠绕长度为L1i+⊿L1i，其中L1i为第M层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复杂线束胶带缠绕工艺，其特征在于，针对具有N个叶子节点且深度为M的线束，缠绕步骤如下：1)将N条线束的一端固定于所述二叉树模型的主节点处，再分别移动各条线束的叶子节点端至合适位置，以满足从主节点到各叶子节点间的线束分别拉展；2)对线束从第M层的叶子节点开始向主节点方向缠绕，缠绕长度为L1i+⊿L1i，其中L1i为第M层中第i个叶子节点和其双亲结点间的树枝长度，⊿L1i为第一余量长度；3)对线束从第M‑1层的节点进行缠绕：当节点为叶子节点时，直接从该节点开始向主节点方向缠绕，缠绕长度为L2i+⊿L2i，其中L2i为第M‑1层中第i个节点至该节点的父母节点间的树枝长度，⊿L2i为第二余量长度；当节点不是叶子节点时，将该节点的孩子节点对应的所有线束在该节点处进行合并，并从该节点处将对应线束一并向主节点方向进行缠绕，缠绕长度为L2i+⊿L2i；4)重复步骤3)，对第M‑2层到第2层的所有节点进行缠绕；5)将所有线束在主节点处进行合并，并从主节点处向背离叶子节点的方向缠绕一定距离。

【技术特征摘要】
1.一种复杂线束胶带缠绕工艺，其特征在于，针对具有N个叶子节点且深度为M的线束，缠绕步骤如下：1)将N条线束的一端固定于所述二叉树模型的主节点处，再分别移动各条线束的叶子节点端至合适位置，以满足从主节点到各叶子节点间的线束分别拉展；2)对线束从第M层的叶子节点开始向主节点方向缠绕，缠绕长度为L1i+⊿L1i，其中L1i为第M层中第i个叶子节点和其双亲结点间的树枝长度，⊿L1i为第一余量长度；3)对线束从第M-1层的节点进行缠绕：当节点为叶子节点时，直接从该节点开始向主节点方向缠绕，缠绕长度为L2i+⊿L2i，其中L2i为第M-1层中第i个节点至该节点的父母节点间的树枝长度，⊿L2i为第二余量长度；当节点不是叶子节点时，将该节点的孩子节点对应的所有线束在该节点处进行合并，并从该节点处将对应线束一并向主节点方向进行缠绕，缠绕长度为L2i+⊿L2i；4...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔俊伟，侯晓国，郦国浩，
申请(专利权)人：诸暨中澳自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33