劉培超 ， 劉武發(fā)

（1.鄭州大學機械工程學院，河南 鄭州 450000；2.鶴壁海昌專用設備有限公司，河南 鶴壁 458030）

膠帶是汽車線束行業(yè)普遍應用的材料，主要有兩種工藝用法，根據(jù)膠帶包裹在線束上的方式，對線束進行一定距離連續(xù)包裹的叫做纏繞 （Taping），只進行定點覆蓋包裹的叫做捆扎 （Bundling）。如圖1和圖2所示。

圖1 纏繞

因電路分流及線束分支，常需要不同根數(shù)及不同線徑的線束對接。對接往往采用線束裁斷，剝皮，然后使用端子壓接或超聲波焊接的方式進行。對接處裸露的銅絲需要絕緣，可以采用熱縮管和膠帶來處理。雙壁熱縮管可以實現(xiàn)防水，但是相對成本高和效率低，因此在一般的場合，膠帶捆扎有著廣泛的應用。

圖2 捆扎

隨著技術的發(fā)展，膠帶捆扎作業(yè)從純人工方式，一步步有了不同程度的自動化設備。用來實現(xiàn)膠帶捆扎功能的設備稱作膠帶捆扎機，行業(yè)內也稱膠帶包扎機、膠帶包口機、膠帶點纏機，歐美稱Tape bundler或Spot taping machine。

當前市場環(huán)境下，在不同的線束廠，綜合考慮成本產(chǎn)量等因素，從手工到自動化，這些不同的作業(yè)方式是共存的，本文對汽車線束行業(yè)膠帶捆扎工藝和設備進行梳理，按自動化程度做簡要分析。

1 剪刀／美工刀

這是最原始的作業(yè)方式，只需要借助剪刀或美工刀。將膠帶采用剪刀，裁剪為一定長度，或者預先用美工刀將成卷的膠帶間隔距離劃斷，使用時撕去最外側一段，而后操作者手動將膠帶捆扎在線束對接處。

這種方式靈活性高，但是效率低、勞動強度大、安全性差，粘性較大的膠帶會粘手，傷害皮膚。此外，膠帶的長度也不易保證統(tǒng)一。

2 切膠帶設備

如圖3所示，一種常見的切膠帶機，可以將膠帶按設置好的長度進行送出并裁斷，使用時只需取走，人工捆扎在線束對接處。

圖3 切膠帶機

這種方式，可以實現(xiàn)膠帶長度的統(tǒng)一，膠帶裁斷的自動化，但是仍然需要人工進行捆扎作業(yè)，存在效率低、勞動強度大、膠帶粘手的情況。

3 切膠帶+捆扎自動化的設備

近年來，逐漸誕生了不同程度自動化的膠帶捆扎設備，圖4和圖5是兩種典型的膠帶捆扎機。

圖4 氣動式膠帶捆扎機

圖5 電動式膠帶捆扎機

動力采用氣動或者電動，具體實現(xiàn)方式也有所不同，但其工作原理類似：將膠帶安裝在上方固定輪，膠帶通過送料渠道引送至捆扎中心前，手持對接線束的兩側，將線束對接處按壓在膠帶上進行預粘結，此時膠帶被切斷。而后手持線束繼續(xù)前移，將預壓膠帶的線束及切斷的膠帶送入捆扎中心，觸發(fā)設備旋轉預定的圈數(shù)，可實現(xiàn)膠帶捆扎的目的。

這類設備實現(xiàn)了切膠帶自動化和捆扎自動化，但是作業(yè)時仍需要人工將線束拉緊，隨著線束在捆扎中心旋轉，操作者需要一定的力量將線束拉緊并保持，長久的作業(yè)會使操作者雙手感覺非常勞累。

4 夾線+切膠帶+捆扎自動化的設備

自動化程度再進一步推進，如圖6所示，最新一代的膠帶機可以實現(xiàn)夾線的功能。操作者將線束放在夾爪上，夾爪觸發(fā)自動抓緊，并將線束拉直便于更好效果的捆扎，然后夾爪夾持線束自動送入捆扎中心，進行膠帶捆扎，捆扎完畢夾爪自動返回。這樣就避免了操作者一直用手夾持線束，降低了勞動強度。同時，設備一旦觸發(fā)作業(yè)，操作者就可以去整理下一線束進行裝夾操作，進一步提高了工作效率。

此外，相對上一代機器也加入了更多可配置的功能，如人機交互界面可進行膠帶長度、預送長度、捆扎圈數(shù)等設置。也加入了更多的輔助裝置來保證機器更順利地運行，如自動潤滑，從而實現(xiàn)避免切刀粘膠；自動感應膠帶的線徑大小，從而進行所需膠帶長度的自動計算。

圖6 最新一代膠帶捆扎機

5 總結與展望

隨著自動化程度的提高，膠帶捆扎機使操作者勞動強度降低，捆扎品質更加穩(wěn)定。但是也存在不如人工作業(yè)靈活的場合，比如對于捆扎處左右線徑差別很大的情況，以及線徑0.35mm2甚至以下細線的捆扎，需要更高的靈活性保證不拉傷線束又能包扎緊湊，后續(xù)的自動化升級應將能更好地適用這些情況。此外，集成化也是未來的一個方向，未來膠帶捆扎機和端子壓接機以及超聲波焊接的結合應用，將能更好地提高整體的作業(yè)效率。