CN109626124A - 一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，包括绞笼机机械部分以及配套的电气控制系统；绞笼机机械部分主要包括机架、绞盘主体总成、绞笼动力总成、单头放线张力总成、导线轮总成以及可移动定径支架。本发明的使用保证了绞合类室外光缆的生产中张力控制的精度（±0.5N）、绞合节距精度（±1mm），有效提高了绞合类室外光缆的生产合格率从而大幅度提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及光缆护套工序生产设备，具体是一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机。
背景技术
近几年随着通信技术的进步，以及中国移动、中国联通、中国电信等通信运营商开始5G网络的布局与搭建，光缆的种类急剧增加，这就给生产厂家带来了生产压力，尤其是绞合类室外光缆订单，提高绞笼机节距以及张力控制精度成为了了比较理想的快速解决方案。
绞合类室外光缆生产中，经常由于绞笼机张力控制精度以及节距控制精度不够导致产品性能指标不合格，造成大量调试以及试运行浪费，生产过程中也经常由于机构设计问题导致产品品质都不到有力的控制。造成了该类产品的一次合格率一直偏低，现有技术还无法有效减低这些影响因素，目前普遍以开车时增加操作人员参加巡检及牺牲生产速度来保证产品品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其动作稳定，操作可靠，张力控制精度高，节距控制准确，有效提高了绞合类室外光缆的生产合格率从而大幅度提高生产效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，包括机架、绞盘主体总成、绞笼动力总成、单头放线张力总成以及电气控制系统；所述的绞笼动力总成架设在机架上；
所述绞盘主体总成包括绞盘、绞盘联动座，所述绞盘固定于绞盘联动座上；
所述绞笼动力总成包括绞笼主轴、伺服电机、同步带轮组；所述绞笼主轴的一端连接动力端轴承座，另一端连接支撑端轴承座；所述的伺服电机通过同步带轮组连接绞笼主轴，从而带动其转动；
所述绞盘联动座通过楔型套固定于绞笼主轴上，实现绞盘与绞笼主轴的同步旋转；
所述的绞盘联动座两侧的绞笼主轴的轴段上各安装有配套导线轮总成，并通过锁紧螺丝固定；
所述的单头放线张力总成包括：纱筒、纱筒弹片、放线主轴、放线轴承座、张力调节螺母；所述的放线主轴穿过放线轴承座并向放线轴承座两端延伸，放线主轴的一端采用内六角螺丝联接固定有永磁张力器定片，另一端采用内六角螺丝固定连接纱筒；与永磁张力器定片同一侧的放线主轴轴段上活动安装有张力调节螺母，该张力调节螺母上固定连接永磁张力器控制动片；所述纱筒的外表面设有多个间距的凹槽，凹槽内安装用以固定放线筒并保证放线筒与纱筒同步旋转的纱筒弹片；
所述的单头放线张力总成的放线轴承座通过内六角螺丝固定于绞盘上，且绞盘的两侧分别相对安装有6个单头放线张力总成，12个单头放线张力总成相互呈30度错开分布。
所述的电气控制系统，该电气控制系统包括PLC寄存模块、PLC控制模块、伺服控制器、工控触摸屏操作控制面板；所述的PLC寄存模块通过电信号与PLC控制模块连接，PLC控制模块分别通过电信号与工控触摸屏操作控制面板以及伺服控制器连接，PLC控制模块首先通过电信号从车台主控制台PLC寄存器处读取车台当前实时生产速度，然后将数值通过电信号发送至工控操作面板显示器上，操作人员于操作面板输入设定工艺要求节距即可，工控屏将设定参数通过电信号发送至PLC模块，PLC模块将运行指令发送至伺服控制器，伺服控制器给伺服电机供电，并精确控制伺服电机旋转动作，从而带动绞笼主轴旋转，绞笼主轴带动绞盘主体总成旋转。
进一步改进，所述的配套导线轮总成包括：导线轮支架、导线轮环座；所述的导线轮环座安装于绞笼主轴上并通过支头螺丝锁紧固定，所述导线轮支架一端固定在导线轮环座上并通过螺纹连接固定，所述的导线轮支架上安装有导线轮一和导线轮二，并通过螺纹锁紧。
进一步改进，所述的导线轮环座为圆环状，该导线轮环座上开有一组用于固定导线轮支架的固定孔和一个用于放线纱过线的线孔，构成一组使用孔，整个导线轮环座上360度等间距设有12组所述的使用孔；该导线轮环座上安装有与单头放线张力总成相配套使用的导线轮。
进一步改进，还包括可移动定径支架，该可移动定径支架包括固定支架，所述的固定支架上固定安装有SBR20S轨道，SBR20S轨道内安装有与其配套的SBR20UU型滑块，构成滑动副来实现移动；所述的SBR20UU型滑块上固定安装有移动支撑板，所述移动支撑板的上端开有通孔，该通孔内安装有定径模具，并通过锁紧螺丝锁紧。
进一步改进，所述的SBR20UU型滑块侧面配有用于控制滑块在轨道内位置的锁紧旋钮。
进一步改进，所述的同步带轮组包括通过涨紧套固定在绞笼主轴上的从动轮以及通过平键配合固定在伺服电机的转动轴上的主动轮，所述的主动轮与从动轮之间通过同步带连接带动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的使用保证了绞合类室外光缆的生产中张力控制的精度（±0.5N），绞合节距精度（±1mm），有效提高了绞合类室外光缆的生产合格率从而大幅度提高生产效率。该装置未实施时，绞合类室外光缆生产线最大额定速度为30M/Min该装置实施后，已提速至60M/min,生产速度提升了100%，另该装置未实施时，由于张力控制精度以及绞合精度问题造成的产线问题占比约为3%，该装置实施时，由于张力控制精度以及绞合精度问题造成的产线问题占比约0%，,基本杜绝了此类问题的发生，在提高生产效率的同时，大幅降低了故障率，节约了成本，另设备实施方便，控制准确，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的绞盘主体总成的结构示意图；
图3为本发明的绞笼动力总成的结构示意图；
图4为本发明的单头放线张力总成的结构示意图；
图5为本发明的单头放线张力总成的拆解安装示意图；
图6为本发明的单头放线张力总成与绞盘连接结构示意图；
图7为本发明的绞盘结构示意图；
图8为本发明的导线轮总成的结构示意图；
图9为本发明的导线轮总成与绞笼主轴的连接结构示意图；
图10为本发明的导线轮环座的结构示意图；
图11为本发明的机械部分的整体结构结构示意图；
图12为本发明的电气控制系统的工作流程图；
图13为本发明的可移动定径支架的结构正面示图；
图14为本发明的可移动定径支架的结构侧面示图；
图15为本发明的定径模具的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，包括绞笼机机械部分以及配套的电气控制系统5；绞笼机机械部分主要包括机架1、绞盘主体总成2、绞笼动力总成3、单头放线张力总成4、导线轮总成6以及可移动定径支架7。
该绞笼机的具体结构参照如下：
结合图1和2所示，所述绞盘主体总成2包括绞盘21、绞盘联动座22，所述绞盘21通过螺丝固定于绞盘联动座22上。
结合图1和3所示，所述绞笼动力总成3包括绞笼主轴31、伺服电机32、同步带轮组；所述绞笼主轴的动力端连接动力端轴承座33，支撑端连接支撑端轴承座34；所述的同步带轮组包括通过涨紧套固定在绞笼主轴上的从动轮35以及通过平键配合固定在伺服电机的转动轴上的主动轮36，所述的主动轮与从动轮之间通过同步带37连接带动；所述的伺服电机通过同步带轮组连接绞笼主轴，从而带动其转动；电机同步带轮（主动轮）通过平键键配合及锁紧端盖固定在伺服电机轴上，绞笼轴同步带轮（从动轮）通过平键配合及锁紧端盖固定在绞笼主轴上，运行时由于使用同步带连接，运行噪音大幅度减小，旋转精度更高。
结合图1、4和5所示，所述的单头放线张力总成4包括：纱筒41、纱筒弹片42、放线主轴43、放线轴承座44；所述的放线主轴穿过放线轴承座并向放线轴承座两端延伸，放线主轴的一端采用内六角螺丝联接固定有永磁张力器定片45，另一端采用内六角螺丝固定连接纱筒；与永磁张力器定片同一侧的放线主轴轴段上活动安装有张力调节螺母47，该张力调节螺母上固定连接永磁张力器控制动片46；所述纱筒的外表面设有多个间距的凹槽48，凹槽内安装用以固定放线筒并保证放线筒与纱筒同步旋转的纱筒弹片42；而张力调节螺母与放线轴轴颈采用螺纹连接并配套并帽锁紧装置，使用过程中可以通过旋转张力调节螺母来控制放线张力，当旋转螺母增加永磁张力器动片与定片的间隙时，放线张力减小，反之当旋转螺母减小永磁张力器动片与定片的间隙时，放线张力增大，配合张力仪，我们可以对每一头放线张力总成实现独立精密调节，现场通过多次实验，所述放线张力总成张力控制精度可以达到±0.5N，远超现有电子张力控制板的可控精度范围；
如图6-7所示，所述的单头放线张力总成的放线轴承座44通过内六角螺丝固定于绞盘21上，且绞盘21的两侧分别安装有6个单头放线张力总成4，12个单头放线张力总成相互呈30度错开分布。
结合图1、8、9和10所示，所述的绞盘联动座两侧的绞笼主轴的轴段上各安装有配套导线轮总成6，并通过锁紧螺丝固定；该配套导线轮总成6包括：导线轮支架61、导线轮环座62；所述的导线轮环座62安装于绞笼主轴上并通过支头螺丝锁紧固定，所述导线轮支架61一端通过螺纹连接固定在导线轮环座62上，所述的导线轮支架上前后分别安装有导线轮一63和导线轮二64，并通过螺纹锁紧；所述的导线轮环座62为圆环状，该导线轮环座上开有一组用于固定导线轮支架的固定孔621和一个用于放线纱过线的线孔622，构成一组使用孔623，整个导线轮环座上360度等间距设有12组所述的使用孔；所述的导线轮环座上通过固定孔621安装12个导线轮支架，保证了12组导线轮与12个单头放线张力总成相配套。
如图11所示，先将绞笼动力总成架设在机架1上，具体的为动力端轴承座33通过内六角螺栓固定在机架上，支撑端轴承座34通过内六角螺栓固定在机架上，绞笼主轴31通过与两侧轴承座之间的轴承配合以及轴承端盖的作用下稳定的固定在整体机架上，并具备旋转能；然后伺服电机32固定在电机支撑座38上采用内六角螺栓固定联接，而电机支撑座焊接在机架1底部钢板上，机架底部钢板通过膨胀螺丝固定在地平上，再将绞盘联动座22通过楔型套固定于绞笼主轴31上，伺服电机32带动主动轮36转动从而带动同步带37再带动从动轮35转动，从动轮带动绞笼主轴转动，从而实现绞盘21与绞笼主轴31的同步旋转，绞盘21的两侧分别安装有6个单头放线张力总成4，12个单头放线张力总成相互呈30度错开分布；绞盘联动座两侧的绞笼主轴轴段上各安装有配套导线轮总成6，并通过锁紧螺丝固定，整个笼绞机的机械部分安装完毕；
如图12所示，为了实现自动化操作，整个设备还包括电气控制系统5，该电气控制系统包括PLC寄存模块、PLC控制模块、伺服控制器、工控触摸屏操作控制面板；所述的PLC寄存模块通过电信号与PLC控制模块连接，PLC控制模块分别通过电信号与工控触摸屏操作控制面板以及伺服控制器连接，PLC控制模块首先通过电信号从车台主控制台PLC寄存器处读取车台当前实时生产速度，然后将数值通过电信号发送至工控操作面板显示器上，操作人员于操作面板输入设定工艺要求节距即可，工控屏将设定参数通过电信号发送至PLC模块，PLC模块将运行指令发送至伺服控制器，伺服控制器给伺服电机供电，并精确控制伺服电机旋转动作，并准确控制电机转速，从而实现了高精度节距控制，伺服电机通过同步带机构带动绞笼主轴旋转，绞笼主轴带动绞盘总成旋转，12头放线张力总成，按预设张力稳定放线，每头独立，且不受任何信号干扰，实现高精度放线张力控制。
结合图1、13和14所示，该设备还包括与其配套使用的可移动定径支架7，该可移动定径支架包括固定支架71，所述的固定支架上通过螺丝固定安装有SBR20S轨道72，SBR20S轨道内安装有与其配套的SBR20UU型滑块73，构成滑动副来实现移动；所述的SBR20UU型滑块侧面配有锁紧旋钮74，用于控制滑块在轨道内的固定位置；所述的SBR20UU型滑块上固定安装有移动支撑板75，所述移动支撑板的上端开有通孔76，该通孔内安装有定径模具77（如图15所示，内孔为直径8mm，外径为30mm的定径模具，外径恒定，不同的订单需要选择规定的内孔直径），并通过锁紧螺丝锁紧；
如图1所示，单头放线张力总成4上安装有放线纱团，放线纱团的纱线依次穿过导线轮一、导线轮二以及导线轮环座上的线孔，与缆芯一起穿过定径模具进行笼绞；
经过以上对设备的研究改进，设备中的永磁张力器的使用保证了该设备放线张力不稳定的情况，我方多次使用张力仪分别在开车前、开车中测试，放线张力都符合±0.5N的标准；另PLC+伺服系统的使用大幅提高了绞合节距的精度，我方多次在生产高低速时测量发现节距精度符合±1mm的标准，提高了生产效率。该装置未实施时，绞合类室外光缆生产线最大额定速度为30M/min，该装置实施后，已提速至60M/min,生产速度提升了100%，另该装置未实施时，由于张力控制精度以及绞合精度问题造成的产线问题占比约为3%，该装置实施时，由于张力控制精度以及绞合精度问题造成的产线问题占比约0%，,基本杜绝了此类问题的发生，在提高生产效率的同时，大幅降低了故障率，节约了成本，另设备实施方便，控制准确，安全可靠。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其特征在于：包括机架、绞盘主体总成、绞笼动力总成、单头放线张力总成以及电气控制系统；所述的绞笼动力总成架设在机架上；
所述绞盘主体总成包括绞盘、绞盘联动座，所述绞盘固定于绞盘联动座上；
所述绞笼动力总成包括绞笼主轴、伺服电机、同步带轮组；所述绞笼主轴的一端连接动力端轴承座，另一端连接支撑端轴承座；所述的伺服电机通过同步带轮组连接绞笼主轴，从而带动其转动；
所述绞盘联动座通过楔型套固定于绞笼主轴上，实现绞盘与绞笼主轴的同步旋转；
所述的绞盘联动座两侧的绞笼主轴的轴段上各安装有配套导线轮总成，并通过锁紧螺丝固定；
所述的单头放线张力总成包括：纱筒、纱筒弹片、放线主轴、放线轴承座、张力调节螺母；所述的放线主轴穿过放线轴承座并向放线轴承座两端延伸，放线主轴的一端采用内六角螺丝联接固定有永磁张力器定片，另一端采用内六角螺丝固定连接纱筒；与永磁张力器定片同一侧的放线主轴轴段上活动安装有张力调节螺母，该张力调节螺母上固定连接永磁张力器控制动片；所述纱筒的外表面设有多个间距的凹槽，凹槽内安装用以固定放线筒并保证放线筒与纱筒同步旋转的纱筒弹片；
所述的单头放线张力总成的放线轴承座通过内六角螺丝固定于绞盘上，且绞盘的两侧分别相对安装有6个单头放线张力总成，12个单头放线张力总成相互呈30度错开分布。
所述的电气控制系统，该电气控制系统包括PLC寄存模块、PLC控制模块、伺服控制器、工控触摸屏操作控制面板；所述的PLC寄存模块通过电信号与PLC控制模块连接，PLC控制模块分别通过电信号与工控触摸屏操作控制面板以及伺服控制器连接，PLC控制模块首先通过电信号从车台主控制台PLC寄存器处读取车台当前实时生产速度，然后将数值通过电信号发送至工控操作面板显示器上，操作人员于操作面板输入设定工艺要求节距即可，工控屏将设定参数通过电信号发送至PLC模块，PLC模块将运行指令发送至伺服控制器，伺服控制器给伺服电机供电，并精确控制伺服电机旋转动作，从而带动绞笼主轴旋转，绞笼主轴带动绞盘主体总成旋转。
2.根据权利要求1所述的一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其特征在于：所述的配套导线轮总成包括：导线轮支架、导线轮环座；所述的导线轮环座安装于绞笼主轴上并通过支头螺丝锁紧固定，所述导线轮支架一端固定在导线轮环座上并通过螺纹连接固定，所述的导线轮支架上安装有导线轮一和导线轮二，并通过螺纹锁紧。
3.根据权利要求2所述的一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其特征在于：所述的导线轮环座为圆环状，该导线轮环座上开有一组用于固定导线轮支架的固定孔和一个用于放线纱过线的线孔，构成一组使用孔，整个导线轮环座上360度等间距设有12组所述的使用孔。
4.根据权利要求1所述的一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其特征在于：还包括可移动定径支架，该可移动定径支架包括固定支架，所述的固定支架上固定安装有SBR20S轨道，SBR20S轨道内安装有与其配套的SBR20UU型滑块，构成滑动副来实现移动；所述的SBR20UU型滑块上固定安装有移动支撑板，所述移动支撑板的上端开有通孔，该通孔内安装有定径模具，并通过锁紧螺丝锁紧。
5.根据权利要求4所述的一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其特征在于：所述的SBR20UU型滑块侧面配有用于控制滑块在轨道内位置的锁紧旋钮。
6.根据权利要求1所述的一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其特征在于：所述的同步带轮组包括通过涨紧套固定在绞笼主轴上的从动轮以及通过平键配合固定在伺服电机的转动轴上的主动轮，所述的主动轮与从动轮之间通过同步带连接带动。
7.根据权利要求1所述的一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其特征在于：所述的动力端轴承座通过内六角螺栓固定在机架上。
8.根据权利要求1所述的一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其特征在于：所述支撑端轴承座通过内六角螺栓固定在机架上。
9.根据权利要求1所述的一种室外光缆用精密张力控制自动绞笼机，其特征在于：所述的伺服电机通过电机支撑座安装在机架底部的铁板上。
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