一種復雜線束膠帶纏繞工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復雜線束膠帶纏繞工藝，步驟如下：1)將目標線束按照二叉樹結構進行建模；2)將線束的一端固定，再分別移動各條線束的葉子節(jié)點端至合適位置；3)利用膠帶自動纏繞機對線束從第M層的葉子節(jié)點開始向主節(jié)點方向纏繞；4)利用膠帶自動纏繞機對線束從第M?1層的節(jié)點進行纏繞；當節(jié)點為葉子節(jié)點時，直接從該節(jié)點開始向主節(jié)點方向纏繞；當節(jié)點不是葉子節(jié)點時，將該節(jié)點的孩子節(jié)點對應的所有線束在該節(jié)點處進行合并，并從該節(jié)點處將對應線束一并向主節(jié)點方向進行纏繞；5)重復步驟4)，對第M?2層到第1層的節(jié)點進行纏繞，直至主節(jié)點被纏繞。本發(fā)明實現(xiàn)了設備對復雜線束的自動化纏繞。
【專利說明】
一種復雜線束膠帶纏繞工藝
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于自動化領域，具體涉及一種復雜線束膠帶纏繞工藝。
【背景技術】
[0002]線束在汽車、家用電器、計算機和通訊設備、各種電子儀器儀表等領域均有廣泛的應用。以汽車工業(yè)為例，線束是汽車電路的網絡主體。整車主線束往往以儀表板為核心部分，前后延伸。汽車線束通常分成車頭線束(包括儀表、發(fā)動機、前燈光總成、空調、蓄電池)、車尾線束(尾燈總成、牌照燈、行李箱燈)、篷頂線束(車門、頂燈、音響喇叭)等。為了保護線束，達到耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、防潮、阻燃、減震、降噪以及抗老化等目的，線束表面需要用電工膠布包裹起來。纏繞線束的膠帶有絨布基膠帶、棉布基膠帶、纖維布膠帶和PVC膠帶等種類。目前，汽車線束行業(yè)大量使用人工纏繞膠帶，費時費力。對于沒有分叉或很少分叉的線束可以使用自動化膠帶纏繞設備進行膠帶纏繞。但由于汽車線束連接的電氣電子部件眾多，幾乎每條線束都會有許多分叉，不太方便使用自動化設備，往往需要人工將分叉處預先纏繞好，難以實現(xiàn)全自動化的膠帶纏繞，效率也不太高。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中存在的問題，并提供一種復雜線束膠帶纏繞工藝。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于類似二叉樹理論提出如下方案:
[0004]—棵完整的樹在地面以上的部分由樹干和樹冠組成，這里將其稱為正向樹。在地面以下的部分也可以看作一棵倒長的樹，這里將其稱為反向樹。那么一個完整的樹就是由正向樹和反向樹構成的。借用數(shù)據(jù)結構中二叉樹的名稱并加以改造后，本發(fā)明中二叉樹模型定義:將線束領域中只具有一個分叉的線束稱為二叉樹。那么可以將復雜線束抽象為一個樹形結構，即結點之間有分支，并具有層次關系的結構。定義二叉樹的每個結點至多只有二棵子樹，子樹終點為孩子節(jié)點，子樹的交點為該孩子節(jié)點的父母節(jié)點。二叉樹的度代表某個結點的孩子或者說直接后繼的個數(shù)，I度是只有一個孩子節(jié)點或者說單子樹，2度是有兩個孩子或者說左右子樹都有。二叉樹的最大度為2。將終端結點(度為O的結點)稱為葉子節(jié)點。
[0005]如圖1所示，通常一根汽車線束主干線的兩端均有分支。若將主干線中沒有分支的部分看作樹干，則它的兩端分別連著樹冠和根系。將樹干與樹冠連接的節(jié)點稱為主節(jié)點，與根系連接的節(jié)點稱為主節(jié)點。如果把樹冠看作正向二叉樹的話，那么根系也可以看是一棵倒向二叉樹。樹冠、樹干和根系就構成了一棵完整的樹形結構。
[0006]本發(fā)明二叉樹中節(jié)點層定義為:規(guī)定二叉樹的主結點(即樹干與樹冠相連的節(jié)點)所在的層數(shù)為I，主結點的孩子結點所在的層數(shù)為2，以此下去。同樣的，針對根系部分，可以將二叉樹的根節(jié)點(即樹干與根系相連的節(jié)點)視為主節(jié)點，根系部分視為樹冠。
[0007]二叉樹中，將一個節(jié)點到其孩子節(jié)點的長度稱為這段樹枝的長度;主節(jié)點到主節(jié)點的長度稱為樹干的長度;將從主節(jié)點到樹冠最遠端葉子節(jié)點間的總長度稱為二叉樹的深度。
[0008]—種復雜線束膠帶纏繞工藝，步驟如下:
[0009]首先將目標線束按照二叉樹結構進行建模，獲得具有N個葉子節(jié)點且深度為M的二叉樹模型。該步驟中，二叉樹模型本質上是將線束簡化為與圖1類似的二叉樹，以便于對不同節(jié)點進行區(qū)分表述、纏繞。建模完成后，對線束進行如下操作:
[0010]I)將N條線束的一端固定于所述二叉樹模型的主節(jié)點處，再分別移動各條線束的葉子節(jié)點端至合適位置，以滿足從主節(jié)點到各葉子節(jié)點間的線束分別拉展；
[0011]2)對線束從第M層的葉子節(jié)點開始向主節(jié)點方向纏繞，纏繞長度為Lu+ZLu，其中Lu為第M層中第i個葉子節(jié)點和其雙親結點間的樹枝長度，ZLli為第一余量長度；
[0012]3)對線束從第M-1層的節(jié)點進行纏繞:當節(jié)點為葉子節(jié)點時，直接從該節(jié)點開始向主節(jié)點方向纏繞，纏繞長度為L2l+ZL2l，其中L21為第M-1層中第i個節(jié)點至該節(jié)點的父母節(jié)點間的樹枝長度，ZL21為第二余量長度；當節(jié)點不是葉子節(jié)點時，將該節(jié)點的孩子節(jié)點對應的所有線束在該節(jié)點處進行合并，并從該節(jié)點處將對應線束一并向主節(jié)點方向進行纏繞，纏繞長度為L2i+ZL2i;
[0013]4)重復步驟3)，對第M-2層到第2層的所有節(jié)點進行纏繞；
[0014]5)將所有線束在主節(jié)點處進行合并，并從主節(jié)點處向背離葉子節(jié)點的方向纏繞一定距離。
[0015]作為優(yōu)選，線束的纏繞采用膠帶自動纏繞機進行。另外本發(fā)明步驟I)中各條線束的葉子節(jié)點端拉展的位置須保證多個膠帶自動纏繞機頭工作同時對不同葉子節(jié)點進行纏繞作業(yè)時，互不干擾，線束盡量伸直，方便進行纏繞。
[0016]作為優(yōu)選，不同節(jié)點的纏繞作業(yè)由多個膠帶自動纏繞機頭同時或排序進行，對任一節(jié)點的纏繞作業(yè)在其孩子節(jié)點被全部纏繞完畢后至其父母節(jié)點開始纏繞之前進行。即步驟I)?5)并不一定要作為順序的限定，只要能夠實現(xiàn)各個節(jié)點被完全纏繞即可，具體纏繞順序可以視纏繞機數(shù)量進行優(yōu)化。
[0017]作為優(yōu)選，所述的ZL11和ZL21在不同節(jié)點處根據(jù)實際情況而定，可以相同也可以不同，以保證使用過程中不露白為準。
[0018]作為優(yōu)選，當線束的兩端均有分叉時，對兩端依次或同時執(zhí)行所述的步驟I)?5)。具體為，先將一端分叉的主節(jié)點固定，然后對另一端進行纏繞，纏繞完成后，將另一個主節(jié)點固定，對剩余一端分叉進行纏繞。當兩端均有分叉時，針對樹冠和樹根的步驟5)可同時或者分別進行，即樹干部分的纏繞可分次進行或者在主節(jié)點和根節(jié)點的孩子節(jié)點均已被纏繞后，一并進行樹干的纏繞。
[0019]上述方法中，對于現(xiàn)實中某個節(jié)點具有三個分叉的線束，可以將其中兩個分叉看作該節(jié)點的子二叉樹，即為該節(jié)點虛擬增加一個孩子節(jié)點(這兩個節(jié)點間的樹枝長度為O)。同理，某節(jié)點處具有多個分叉的線束都可按此處理為二叉樹結構。當對該節(jié)點進行纏繞時，可將從節(jié)點的孩子節(jié)點開始，同時或依次對所有孩子節(jié)點處將對應線束向主節(jié)點方向進行纏繞，再將所有線束在父母節(jié)點處合并，再進行纏繞?；蛘呦葘⑵渲袃蓷l或多條線束在父母節(jié)點處合并，纏繞后，再將另外的線束合并至該父母節(jié)點，再進行纏繞。對于具有更多分叉的節(jié)點，也可同樣方式進行處理。
[0020]本發(fā)明基于二叉樹理論，對于具有分叉結構的線束，原來需要將各分叉處預先用膠帶手工纏繞，然后再使用自動化設備對各分支和主線分別纏繞的工藝進行調整。本發(fā)明無需對各分叉處(即二叉樹的節(jié)點)預先處理，將具有復雜分叉的線束分解為簡單的二叉樹模型，按照一定的膠帶纏繞順序與工藝安排，方便實現(xiàn)復雜線束的自動化膠帶纏繞。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述的二叉樹結構示意圖；
[0022]圖2為實施例1的復雜線束膠帶纏繞工藝的示意圖;a)?d)分別為四個步驟。
[0023]圖3為實施例2需要纏繞的線束示意圖；
[0024]圖4為實施例2中線束第一步纏繞狀態(tài)圖；
[0025]圖5為實施例2中線束第二步纏繞狀態(tài)圖；
[0026]圖6為實施例2中線束第三步纏繞狀態(tài)圖；
[0027]圖7為實施例2中線束第四步纏繞狀態(tài)圖；
[0028]圖8為實施例2中線束第五步纏繞狀態(tài)圖；
[0029]圖9為實施例2中線束第六步纏繞狀態(tài)圖；
[0030]圖10為實施例2中線束第七步纏繞狀態(tài)圖；
[0031]圖11為實施例2中線束第八步纏繞狀態(tài)圖；
[0032]圖12為實施例2中線束第九步纏繞狀態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步闡述和說明。本發(fā)明中各個實施方式的技術特征在沒有相互沖突的前提下，均可進行相應組合。
[0034]一種復雜線束膠帶纏繞工藝，針對具有N個葉子節(jié)點且深度為M的線束，纏繞步驟如下:
[0035]I)將N條線束的一端固定于所述二叉樹模型的主節(jié)點處，再分別移動各條線束的葉子節(jié)點端至合適位置，以滿足從主節(jié)點到各葉子節(jié)點間的線束分別拉展；
[0036]2)對線束從第M層的葉子節(jié)點開始向主節(jié)點方向纏繞，纏繞長度為Lu+ZLu，其中Lu為第M層中第i個葉子節(jié)點和其雙親結點間的樹枝長度，ZLli為第一余量長度；
[0037]3)對線束從第M-1層的節(jié)點進行纏繞:當節(jié)點為葉子節(jié)點時，直接從該節(jié)點開始向主節(jié)點方向纏繞，纏繞長度為L2l+ZL2l，其中L21為第M-1層中第i個節(jié)點至該節(jié)點的父母節(jié)點間的樹枝長度，ZL21為第二余量長度；當節(jié)點不是葉子節(jié)點時，將該節(jié)點的孩子節(jié)點對應的所有線束在該節(jié)點處進行合并，并從該節(jié)點處將對應線束一并向主節(jié)點方向進行纏繞，纏繞長度為L2i+ZL2i;
[0038]4)重復步驟3)，對第M-2層到第2層的所有節(jié)點進行纏繞；
[0039]5)將所有線束在主節(jié)點處進行合并，并從主節(jié)點處向背離葉子節(jié)點的方向纏繞一定距離。
[0040]進一步的，線束的纏繞采用膠帶自動纏繞機進行，步驟I)中各條線束的葉子節(jié)點端的位置須保證多個膠帶自動纏繞機頭工作同時對不同葉子節(jié)點進行纏繞作業(yè)時，互不干擾。不同節(jié)點的纏繞作業(yè)由多個膠帶自動纏繞機頭同時或排序進行，對任一節(jié)點的纏繞作業(yè)在其孩子節(jié)點被全部纏繞完畢后至其父母節(jié)點開始纏繞之前進行。所述的ZL11和ZL21在不同節(jié)點處根據(jù)實際情況而定。當線束的兩端均有分叉時，對兩端依次或同時執(zhí)行所述的步驟I)?5)。
[0041 ] 實施例1
[0042]本實施例中需要進行纏繞的線束如圖2中d)所示。在進行膠帶纏繞之前，需要對該線束按照二叉樹結構進行建模，定義各節(jié)點及其子樹的關系，計算出各段樹枝(包括樹干)的長度，并根據(jù)需要確定節(jié)點(即分叉點處)的重疊量ZL。
[0043]以圖示的線束為例，首先按照二叉樹結構定義二叉樹的各節(jié)點，對進行建模。這是一個不包含根系的二叉樹。圖中最右端的三個節(jié)點為葉子節(jié)點(度為O)，編號分別為1、2和3;節(jié)點4是節(jié)點I和2的父母節(jié)點(度為2);節(jié)點5是節(jié)點3和節(jié)點4的父母節(jié)點(度為2)亦是本模型中的主節(jié)點；最左端的節(jié)點(度為I)，為根節(jié)點(編號0)。1^?1^分別為各節(jié)點間的樹枝長度，其中L5為主節(jié)點和根節(jié)點間的樹枝長度，又稱為樹干長度。
[0044]如圖2中a)?d)所示，膠帶纏繞的步驟如下:
[0045]第一步:將根節(jié)點位置固定，分別移動各葉子節(jié)點到合適位置，以滿足從根節(jié)點到各葉子節(jié)點間的線束分別拉展，并且保證膠帶自動纏繞機頭工作時互不干擾；
[0046]第二步:分別對三個末端樹枝進行纏繞，纏繞長度分別為(U+ZL)、(i= I，2，3);
[0047]第三步:將節(jié)點1、2分別移動到合適位置，將兩樹枝LjPL2在同一個父母節(jié)點4處合并，然后對長度為L4的樹枝纏繞，纏繞長度為(L4+」L);
[0048]第四步:將節(jié)點3移動到合適位置，將兩樹枝L3和L4在同一個父母節(jié)點5處合并，對長度為L5的樹枝纏繞，纏繞長度為L5。
[0049]至此，這根包含6個節(jié)點，5段樹枝的線束就纏繞完成了。由于各節(jié)點均有ZL長度的膠帶重疊量，從理論上保證了纏繞后各分叉點均被膠帶纏繞覆蓋，沒有露白現(xiàn)象。
[0050]實施例2
[0051]以圖3所示的線束為例，這是一個包含根系和樹冠的完整二叉樹。進行膠帶纏繞之前，需要對該線束按照二叉樹結構進行建模，定義各節(jié)點及其子樹的關系，計算出各段樹枝(包括樹干)的長度，并根據(jù)需要確定節(jié)點(即分叉點處)的重疊量ZL。
[0052]圖中葉子節(jié)點(度為O的節(jié)點)共有10各，編號分別為1、2、3、4、5和11、12、13、14、15;節(jié)點6是節(jié)點I和2的父母節(jié)點(度為2);節(jié)點7是節(jié)點3和節(jié)點4的父母節(jié)點(度為2);節(jié)點8為節(jié)點5和節(jié)點7的父母節(jié)點(度為2);節(jié)點9為節(jié)點6和節(jié)點8的父母節(jié)點(度為2)，亦是本模型中的主節(jié)點;節(jié)點16為節(jié)點12和節(jié)點13的父母節(jié)點(度為2);節(jié)點17為節(jié)點14和節(jié)點15的父母節(jié)點(度為2);節(jié)點18為節(jié)點11和節(jié)點16的父母節(jié)點(度為2);節(jié)點19為節(jié)點17和節(jié)點18的父母節(jié)點(度為2)，亦是本模型中的根節(jié)點。
[0053]L1-L18分別為各節(jié)點間的樹枝長度，其中L9為主節(jié)點和根節(jié)點間的樹枝長度，又稱為樹干長度。
[0054]膠帶纏繞的步驟如下:
[0055]第一步:如圖4所示，將根節(jié)點19位置固定，分別移動右側(樹冠部分)各葉子節(jié)點到合適位置，以滿足從根節(jié)點到各葉子節(jié)點間的線束分別拉展，并且保證膠帶自動纏繞機頭工作時互不干擾；
[0056]第二步:如圖5所示，分別對樹冠五個末端樹枝進行纏繞，纏繞長度分別為(L.+Z1L)、(i = l，2，3，4，5);
[0057]第三步:如圖6所示，將節(jié)點1、2分別移動到合適位置，將兩樹枝LjPL2在同一個父母節(jié)點6處合并，然后對長度為L6的樹枝纏繞，纏繞長度為(U+ZL);將節(jié)點3、4分別移動到合適位置，將兩樹枝L3和L4在同一個父母節(jié)點7處合并，然后對長度為L7的樹枝纏繞，纏繞長度為(L7+ZL)；
[0058]第四步:如圖7所示，將節(jié)點5移動到合適位置，將兩樹枝LdPL7在同一個父母節(jié)點8處合并，對長度為L8的樹枝纏繞，纏繞長度為(L8+」L);
[0059]第五步:如圖8所示，將節(jié)點6移動到合適位置，將兩樹枝L6和L8在同一個父母節(jié)點9處合并，將主節(jié)點9位置固定，將根節(jié)點19松開。分別移動左側(根系部分)各葉子節(jié)點到合適位置，以滿足從根節(jié)點到各葉子節(jié)點間的線束分別拉展，并且保證膠帶自動纏繞機頭工作時互不干擾；
[0060]第六步:如圖9所示，分別對根系五個末端樹枝進行纏繞，纏繞長度分別為(L.+Z1L)、(i = ll, 12,13,14,15);
[0061 ]第七步:如圖10所示，將節(jié)點12、13分別移動到合適位置，將兩樹枝Ln和L12在同一個父母節(jié)點16處合并，然后對長度為L16的樹枝纏繞，纏繞長度為(L16+ZL);將節(jié)點14、15分別移動到合適位置，將兩樹枝L14和L15在同一個父母節(jié)點17處合并，然后對長度為L17的樹枝纏繞，纏繞長度為(Ln+ZL);
[0062]第八步:如圖11所示，將節(jié)點11、16分別移動到合適位置，將兩樹枝Ln和L16在同一個父母節(jié)點18處合并，然后對長度為L18的樹枝纏繞，纏繞長度為(L18+ZL);
[0063]第九步:如圖12所示，將節(jié)點17、18分別移動到合適位置，將兩樹枝L17和L18在同一個父母節(jié)點19 (根節(jié)點)處合并，然后對主節(jié)點9和根節(jié)點19之間的樹枝(樹干)L9進行纏繞，纏繞長度為L9;
[0064]至此，這根包含19個節(jié)點，18段樹枝的線束就纏繞完成了。由于各節(jié)點均有ZL長度的膠帶重疊量，從理論上保證了纏繞后各分叉點均被膠帶纏繞覆蓋，沒有露白現(xiàn)象。
[0065]以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，然其并非用以限制本發(fā)明。有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種復雜線束膠帶纏繞工藝，其特征在于，針對具有N個葉子節(jié)點且深度為M的線束，纏繞步驟如下: 1)將N條線束的一端固定于所述二叉樹模型的主節(jié)點處，再分別移動各條線束的葉子節(jié)點端至合適位置，以滿足從主節(jié)點到各葉子節(jié)點間的線束分別拉展； 2)對線束從第M層的葉子節(jié)點開始向主節(jié)點方向纏繞，纏繞長度為Lu+ZLu，其中Lu為第M層中第i個葉子節(jié)點和其雙親結點間的樹枝長度，ZLli為第一余量長度； 3)對線束從第M-1層的節(jié)點進行纏繞:當節(jié)點為葉子節(jié)點時，直接從該節(jié)點開始向主節(jié)點方向纏繞，纏繞長度為L2i+ZL2i，其中L2i為第M-1層中第i個節(jié)點至該節(jié)點的父母節(jié)點間的樹枝長度，ZL21為第二余量長度;當節(jié)點不是葉子節(jié)點時，將該節(jié)點的孩子節(jié)點對應的所有線束在該節(jié)點處進行合并，并從該節(jié)點處將對應線束一并向主節(jié)點方向進行纏繞，纏繞長度為 L2i+Z]L2i; 4)重復步驟3)，對第M-2層到第2層的所有節(jié)點進行纏繞； 5)將所有線束在主節(jié)點處進行合并，并從主節(jié)點處向背離葉子節(jié)點的方向纏繞一定距離。2.如權利要求1所述的復雜線束膠帶纏繞工藝，其特征在于，線束的纏繞采用膠帶自動纏繞機進行，步驟I)中各條線束的葉子節(jié)點端的位置須保證多個膠帶自動纏繞機頭工作同時對不同葉子節(jié)點進行纏繞作業(yè)時，互不干擾。3.如權利要求1所述的復雜線束膠帶纏繞工藝，其特征在于，不同節(jié)點的纏繞作業(yè)由多個膠帶自動纏繞機頭同時或排序進行，對任一節(jié)點的纏繞作業(yè)在其孩子節(jié)點被全部纏繞完畢后至其父母節(jié)點開始纏繞之前進行。4.如權利要求1所述的復雜線束膠帶纏繞工藝，其特征在于，所述的ZL11和ZL21在不同節(jié)點處根據(jù)實際情況而定。5.如權利要求1所述的復雜線束膠帶纏繞工藝，其特征在于，當線束的兩端均有分叉時，對兩端依次或同時執(zhí)行所述的步驟I)?5)。
【文檔編號】G06F19/00GK105975769SQ201610286437
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】喬俊偉, 侯曉國, 酈國浩
【申請人】諸暨中澳自動化設備有限公司