CN109738999A - 一种室外光缆用精密节距控制自动扎纱机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，包括扎纱机机架，所述的扎纱机机架的上端从左往右依次安装支撑主轴总成、纱团轴总成以及备纱总成；所述扎纱机机架的一侧安装有电气控制系统；所述支撑主轴总成与纱团轴总成相连；所述扎纱机机架的上端还安装用于防护支撑主轴总成、纱团轴总成和备纱总成的防护罩。该精密节距控制自动扎纱机的使用大幅提高了原有扎纱3目的绞合节距精度，大幅降低了产品的不合格损耗以及操作人员的非有效工作时间，从而大幅提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及光缆成缆工序生产设备，具体是一种室外光缆用精密节距控制自动扎纱机。
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，光纤光缆的需求量急剧增加，尤其是半干式光缆的生产这就给生产厂家带来了生产压力，减少故障率，提高生产效率成了比较理想的快速解决方案，而在半干式光缆的日常生产中扎纱3目的节距精度一直难以控制。
光缆缆芯在生产过程中，一般成缆生产线只有扎纱1目与扎纱2目，扎纱3目一般都需要另增设备，而我们使用的扎纱3目扎纱机由于结构设计的原因，扎纱节距精度难以保证，影响产品合格率，且扎纱机振动严重。目前普遍以每组开车时，操作人员对缆芯分时段进行降速来完成节距检测与控制大大降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，解决了半干式光缆生产中扎纱3目节距精度控制问题。
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节距控制自动扎纱机，包括扎纱机机架，所述的扎纱机机架的上端从左往右依次安装支撑主轴总成、纱团轴总成以及备纱总成；所述扎纱机机架的一侧安装有电气控制系统；所述支撑主轴总成与纱团轴总成相连；所述扎纱机机架的上端还安装用于防护支撑主轴总成、纱团轴总成和备纱总成的防护罩。
优选的，所述的扎纱机机架包括机架壳体，所述机架壳体的上端安装机架主板，下端四角处各安装一个支撑脚，所述的机架主板靠近右端处设有用于安装备纱总成的滑动轨道。
优选的，所述的支撑主轴总成包括：固定安装在扎纱机机架上的支撑轴承座、支撑主轴、支撑主轴同步带轮组，所述的支撑主轴横向穿过支撑轴承座并向支撑轴承座的左右两端延伸；所述的支撑主轴的左端通过支撑轴同步带轮组连接有第一伺服电机。
优选的，所述的纱团轴总成包括纱团旋转轴、飞行器、纱团轴同步带轮组，所述的纱团旋转轴的一端通过纱团轴同步带轮组连接有第二伺服电机，另一端连接有纱团轴过线模座；所述的纱团轴过线模座的内孔处通过顶紧螺丝固定安装纱团轴过线模具（扎纱3目过线模）；所述飞行器安装于纱团旋转轴末端对应卡槽内并与纱团轴过线模座共用内六角螺丝联接固定于纱团旋转轴上，与纱团旋转轴同步旋转；所述的纱团旋转轴上套设有用于固定纱团的纱团固定座。
优选的，所述的备纱总成包括：基座、镂空备纱座、过线定径模座；所述的镂空备纱座的一端与基座相连，另一端与过线定径模座相连；所述的过线定径模座上安装有过线定径模具。
优选的，所述的电气控制系统包括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；工作时，PLC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。
优选的，所述的基座通过底部的燕尾槽安装于滑动轨道上，并用锁紧旋钮固定，与滑动轨道构成滑动副来实现左右移动。
优选的，所述的纱团旋转轴通过轴承联接于支撑主轴上。
优选的，所述的支撑轴同步带轮组包括通过涨紧套固定在支撑主轴上的第一从动轮以及通过平键配合固定在第一伺服电机的转动轴上的第一主动轮，所述的第一主动轮与第一从动轮之间通过第一同步带连接带动。
优选的，所述的纱团轴同步带轮组包括通过涨紧套固定在纱团旋转轴上的第二从动轮以及通过平键配合固定在第二伺服电机的转动轴上的第二主动轮，所述的第二主动轮与第二从动轮之间通过第二同步带连接带动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、扎纱3目节距控制精度得到提高，大幅提高了半干式缆芯加工合格率，从而大幅降低了原材料的损耗以及操作人员的非有效工作时间，大幅度提高了生产效率。
2、经过实际操作与统计，我们发现该装置未实施时，由于扎纱3目精度导致的缆芯不合格占比为3%，,该装置实施后，由于扎纱3目精度导致的缆芯不合格占比为0%，另该装置未实施时，成缆工序半干式缆芯生产线的额定生产速度为35m/min，该装置实施后，该生产线已提速至65m/min，综上所诉该装置的实施杜绝了由于扎纱3目精度问题导致的缆芯不合格现象，生产速度提高了85.7%，可见大幅降低了原材料的损耗以及操作人员的非有效工作时间，从而大幅提高了生产效率；另设备实施方便，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的整体结构侧面示意图；
图3为本发明的支撑主轴总成的结构示意图；
图4为本发明的纱团轴总成的结构示意图；
图5为本发明的备纱总成的结构示意图；
图6为本发明的电气控制系统的工作流程图；
图7为本发明的支撑主轴总成、纱团轴总成、备纱总成的整体结构示意图；
图8为本发明的备纱总成与扎纱机机架连接结构示意图。
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。
如图1所示，本发明所述的一种室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，具体结构为：包括扎纱机机架1，所述的扎纱机机架的上端从左往右依次安装支撑主轴总成2、纱团轴总成3以及备纱总成4；所述扎纱机机架的一侧安装有电气控制系统5；所述支撑主轴总成与纱团轴总成相连；所述扎纱机机架的上端还安装用于防护支撑主轴总成、纱团轴总成和备纱总成的防护罩6。
如图2所示，所述的扎纱机机架1的结构为：包括机架壳体11，所述机架壳体的上端安装机架主板12，下端四角处各安装一个支撑脚13，所述的机架主板靠近右端处设有用于安装备纱总成的滑动轨道。
如图3所示，所述的支撑主轴总成2包括：固定安装在扎纱机机架上的支撑轴承座21、支撑主轴22、支撑主轴同步带轮组，所述的支撑主轴横向穿过支撑轴承座并向支撑轴承座的左右两端延伸；所述的支撑主轴的左端通过支撑轴同步带轮组连接有第一伺服电机23；所述的支撑轴同步带轮组包括通过涨紧套固定在支撑主轴上的第一从动轮24以及通过平键配合固定在第一伺服电机的转动轴上的第一主动轮25，所述的第一主动轮与第一从动轮之间通过第一同步带26连接带动，使得电机带动支撑主轴转动。
如图4所示，所述的纱团轴总成3的结构为：包括纱团旋转轴31、飞行器32、纱团轴同步带轮组，所述的纱团旋转轴的一端通过纱团轴同步带轮组连接有第二伺服电机33，另一端连接有纱团轴过线模座34；所述的纱团轴过线模座的内孔处通过顶紧螺丝固定安装纱团轴过线模具35；所述的纱团轴同步带轮组包括通过涨紧套固定在纱团旋转轴上的第二从动轮36以及通过平键配合固定在第二伺服电机的转动轴上的第二主动轮37，所述的第二主动轮与第二从动轮之间通过第二同步带38连接带动，使得电机带动支撑主轴转动；所述飞行器安装于纱团旋转轴末端对应卡槽内并与纱团轴过线模座共用内六角螺丝联接固定于纱团旋转轴上，与纱团旋转轴同步旋转；所述的纱团旋转轴上套设有用于固定纱团的纱团固定座39，而扎纱首先穿过飞行器然后经扎纱模具组固定于缆芯上，工作时，扎纱伺服电机带动纱团轴旋转从而完成缆芯的扎纱包覆工艺，伺服系统的加入可精确控制旋转动作精度，经过多次在线测试，发现该自动扎纱机可控制绞合节距精度为±1mm。
如图5所示，为了便于使用，该扎纱机加入了可移动备纱总成，所述的备纱总成4包括：基座41、镂空备纱座42、过线定径模座43；所述的镂空备纱座的一端与基座相连，另一端与过线定径模座相连；所述的过线定径模座上安装有过线定径模具44；巧妙的将过线定径模座与备纱座结合，且备纱座采用镂空式设计便于操作人员更换不同规格的过线定径模具，备纱总成的加入，大大降低了操作人员换纱的时间，以及大幅度降低了更换过线定径模具的工作难度和更换时间。
如图6所示，所述的电气控制系统5的结构为：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；工作时，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。
如图7-8所示，所述的纱团旋转轴通过轴承联接于支撑主轴上，通过支撑主轴带动纱团旋转轴旋转，所述的基座41安装于机架主板12上的滑动轨道7内，并通过底部燕尾槽45与滑动轨道构成的滑动副来实现左右移动，用锁紧旋钮8来固定备纱座在滑动轨道上的位置，滑动轨道则通过内六角螺丝固定于机架主板上且贯穿备纱座底部燕尾槽。
该自动扎纱机的支撑主轴可旋转，并配备了伺服控制系统，使得支撑主轴具备了：（1）支撑作用的功能：扎纱旋转轴镶套于支撑主轴上并通过轴承连接，支撑主轴为主要承载对象；（2）补偿调节张力的功能：当扎纱张力无法通过调整纱团总成伺服系统调整时，可通过修改支撑主轴转速来控制扎纱张力的大小，支撑主轴转速越大张力越大，反之则扎纱张力越小；（3）消除振动的功能：纱团轴总成工作时，由于纱团的不平衡性造成较大的振动，而该自动扎纱机由于加入了可旋转的主轴设计，并在纱团轴工作时，支撑主轴处于反向旋转状态，用以反向消除部分振动（实际使用发现该自动扎纱机使用时振动情况明显小于其它扎纱机）。
本发明的主要工作原理为：
使用时操作人员先将备用纱团安装至备纱座上，再将要使用的纱团安装到纱团固定座，确认固定牢靠后，安装飞行器，随即将纱线穿过任意一个飞行器末端的过线孔并固定在缆芯上，最后在扎纱机操作面板上设定工艺要求的节距参数，点击启动选项即可完成工作；
其中，电控系统PLC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模块将运行指令分别发送至支撑轴以及纱团轴伺服控制器，伺服控制器给伺服电机供电，并精确控制支撑主轴以及纱团轴旋转动作，纱团轴模具组、飞行器、扎纱团共同固定于纱团旋转轴上，扎纱伺服电机带动纱团轴旋转从而完成缆芯的扎纱包覆工艺，支撑主轴反向旋转主要用来协同调节张力以及消除部分振动，伺服系统的加入可精确控制旋转动作精度，经过多次在线测试，发现该自动扎纱机可控制绞合节距精度为±1mm。
经过实际操作与统计，我们发现该装置未实施时，由于扎纱3精度导致的缆芯不合格占比为3%，,该装置实施后，由于扎纱3精度导致的缆芯不合格占比为0%，另该装置未实施时，成缆工序半干式缆芯生产线的额定生产速度为35m/min，该装置实施后，该生产线已提速至65m/min，综上所诉该装置的实施杜绝了由于扎纱3精度问题导致的缆芯不合格现象，生产速度提高了85.7%，可见大幅降低了原材料的损耗以及操作人员的非有效工作时间，从而大幅提高了生产效率；另设备实施方便，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 (10)
1.一种室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：包括扎纱机机架，所述的扎纱机机架的上端从左往右依次安装支撑主轴总成、纱团轴总成以及备纱总成；所述扎纱机机架的一侧安装有电气控制系统；所述支撑主轴总成与纱团轴总成相连；所述扎纱机机架的上端还安装用于防护支撑主轴总成、纱团轴总成和备纱总成的防护罩。
2.根据权利要求1所述的室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：所述的扎纱机机架包括机架壳体，所述机架壳体的上端安装机架主板，下端四角处各安装一个支撑脚，所述的机架主板靠近右端处设有用于安装备纱总成的滑动轨道。
3.根据权利要求2所述的室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：所述的支撑主轴总成包括：固定安装在扎纱机机架上的支撑轴承座、支撑主轴、支撑主轴同步带轮组，所述的支撑主轴横向穿过支撑轴承座并向支撑轴承座的左右两端延伸；所述的支撑主轴的左端通过支撑轴同步带轮组连接有第一伺服电机。
4.根据权利要求3所述的室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：所述的纱团轴总成包括纱团旋转轴、飞行器、纱团轴同步带轮组，所述的纱团旋转轴的一端通过纱团轴同步带轮组连接有第二伺服电机，另一端连接有纱团轴过线模座；所述的纱团轴过线模座的内孔处通过顶紧螺丝固定安装纱团轴过线模具；所述飞行器安装于纱团旋转轴末端对应卡槽内并与纱团轴过线模座共用内六角螺丝联接固定于纱团旋转轴上，与纱团旋转轴同步旋转；所述的纱团旋转轴上套设有用于固定纱团的纱团固定座。
5.根据权利要求4所述的室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：所述的备纱总成包括：基座、镂空备纱座、过线定径模座；所述的镂空备纱座的一端与基座相连，另一端与过线定径模座相连；所述的过线定径模座上安装有过线定径模具。
6.根据权利要求5所述的室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：所述的电气控制系统包括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。
7.根据权利要求6所述的室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：所述的基座通过底部的燕尾槽安装于滑动轨道上，并用锁紧旋钮固定，与滑动轨道构成滑动副来实现左右移动。
8.根据权利要求7所述的室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：所述的纱团旋转轴通过轴承联接于支撑主轴上。
9.根据权利要求3所述的室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：所述的支撑轴同步带轮组包括通过涨紧套固定在支撑主轴上的第一从动轮以及通过平键配合固定在第一伺服电机的转动轴上的第一主动轮，所述的第一主动轮与第一从动轮之间通过第一同步带连接带动。
10.根据权利要求4所述的室外光缆用精密节距控制自动扎纱机，其特征在于：所述的纱团轴同步带轮组包括通过涨紧套固定在纱团旋转轴上的第二从动轮以及通过平键配合固定在第二伺服电机的转动轴上的第二主动轮，所述的第二主动轮与第二从动轮之间通过第二同步带连接带动。
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