CN111896344B - 全封闭电缆绝缘层自动制样机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全封闭电缆绝缘层自动制样机，包括机壳、进给传动机构、电缆顶芯机构和横向切片机构，机壳内设有机架和封闭的工作室，机架上固定有工作台板，进给传动机构设置在工作台板上，工作台板上还设有竖板，电缆顶芯机构和横向切片机构均固定在竖板上。本发明的优点是：通过进给传动机构控制进给量，控制待切割电缆处于不同的工位，利用电缆顶芯机构，将电缆样品的电缆芯向下顶，露出只有电缆绝缘层的一段，再通过横向切片机构，将电缆绝缘层切出标准长度的测试段；本装置可以实现全自动制样，每段样品长度一致，精度高，确保试验数据准确性。确保样品切割时不受外接干扰，同时制样时产生的废料或者切割下的样品也容易收集。

Description

全封闭电缆绝缘层自动制样机

技术领域

本发明涉及全封闭电缆绝缘层自动制样机。

背景技术

电力电缆和架空电缆外层都设有绝缘层，不同类型的电缆，对绝缘层的要求不一样，为了检测绝缘层是否符合规范，需要将电缆上的绝缘层切下一端进行检测，由于检测标准要求，对切下的绝缘层长度有严格要求，现在都是人工的方式进行切削，使得绝缘层样品长度无法统一，导致测试结果出现较大偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供全封闭电缆绝缘层自动制样机，能够有效解决现有电缆绝缘层手工切割，对检测结果影响较大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：全封闭电缆绝缘层自动制样机，包括机壳、进给传动机构、电缆顶芯机构和横向切片机构，所述机壳内设有机架，所述机架上固定有工作台板，所述进给传动机构设置在工作台板上，所述工作台板上还设有竖板，所述电缆顶芯机构和横向切片机构均固定在竖板上；

机壳内部形成封闭的工作室，进给传动机构、电缆顶芯机构和横向切片机构均位于工作室内，机壳上设有与工作室相通的操作窗，机壳上还设有封闭操作窗的安全门。

优选的，所述进给传动机构包括进给传动系统、夹紧卡盘和光电门传感器，所述夹紧卡盘滑动设置在工作台板上，所述进给传动系统驱动夹紧卡盘在工作台板上滑动，所述光电门传感器设置在传动系统运动轨迹旁的工作台板上，所述夹紧卡盘底部设有顶芯模具。通过光电门传感器控制夹紧卡盘移动的位置，由进给传动系统驱动夹紧卡盘移动，准确的控制夹紧卡盘的进给量，顶芯模具在与电缆顶芯机构配合时，方便将电缆芯与绝缘层错位。

优选的，所述进给传动系统包括第一步进电机和第一丝杆，所述第一步进电机驱动第一丝杆转动，所述夹紧卡盘底部设有与第一丝杆配合的螺纹孔。利用第一步进电机带动第一丝杆驱动夹紧卡盘移动，传动效率高，设备维护方便。

优选的，所述工作台板上开有两条平行设置的滑槽，所述夹紧卡盘的下部穿过滑槽，所述第一丝杆转动设置在工作台板的背面，所述光电门传感器也固定在工作台板的背面。通过两条滑槽控制夹紧卡盘移动方向，同时对夹紧卡盘进行限位，在切割或者顶芯时，防止夹紧卡盘纵向移动。

优选的，所述夹紧卡盘的上部为三爪卡盘。三爪卡盘稳定且易于获得。

优选的，所述夹紧卡盘上设有横向顶住电缆的阻尼顶杆。在横向切片机构切割时起到支撑作用，保证切割样品的平整。

优选的，所述电缆顶芯机构旁的竖板上设有激光测距仪，所述电缆顶芯机构包括丝杆升降机和第二步进电机，所述竖板上固定有固定支架，所述第二步进电机固定在固定支架上，第二步进电机通过行星减速机连接主动轮，丝杆升降机上设有从动轮，所述主动轮和从动轮之间通过同步带传动，所述丝杆升降机底部固定有顶芯杆。通过行星减速机增大输出扭矩。激光测距仪可以准确测出移动过来电缆绝缘层的高度，从而确定电缆顶芯机构下移深度。

优选的，所述顶芯杆旁固定有接近开关。防止过冲，控制顶出电缆芯的长度。

优选的，所述横向切片机构包括悬臂支架、滑板、切刀、第二丝杆、第三步进电机和滑轨，所述滑轨有两条固定在竖板上，所述第三步进电机也固定在竖板上，所述第三步进电机驱动第二丝杆转动，所述滑板滑动设置在滑轨上且与第二丝杆螺纹连接，所述悬臂支架的后端固定在滑板上，所述悬臂支架的前端固定有所述切刀。精确的控制切刀的竖直高度，切出符合规范的电缆绝缘层高度。

优选的，所述滑轨旁的竖板上还固定有位置传感器。精确控制切刀下降高度。

与现有技术相比，本发明的优点是：通过进给传动机构控制进给量，控制待切割电缆处于不同的工位，利用电缆顶芯机构，将电缆样品的电缆芯向下顶，露出只有电缆绝缘层的一段，再通过横向切片机构，将电缆绝缘层切出标准长度的测试段；本装置可以实现全自动制样，每段样品长度一致，精度高，确保试验数据准确性。通过全封闭的工作室，确保样品切割时不受外接干扰，同时制样时产生的废料或者切割下的样品也容易收集。

附图说明

图1为本发明全封闭电缆绝缘层自动制样机的结构示意图；

图2为本发明中机壳的结构示意图；

图3为本发明中进给传动机构的主视图；

图4为本发明中进给传动机构的立体图；

图5为本发明中电缆顶芯机构和横向切片机构安装在竖板上的主视图；

图6为本发明中电缆顶芯机构和横向切片机构安装在竖板上的立体图；

图7为本发明中电缆顶芯机构的主视图；

图8为本发明中横向切片机构的后视图；

图9为本发明中横向切片机构的右视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1、图2为本发明全封闭电缆绝缘层自动制样机的实施例，全封闭电缆绝缘层自动制样机，包括机壳1、进给传动机构2、电缆顶芯机构3和横向切片机构4，机壳1内设有机架，机架上固定有工作台板11，进给传动机构2设置在工作台板11上，工作台板11上还设有竖板12，电缆顶芯机构3和横向切片机构4均固定在竖板12上。

通过进给传动机构2控制进给量，控制待切割电缆处于不同的工位，利用电缆顶芯机构3，将电缆样品的电缆芯向下顶，露出只有电缆绝缘层的一段，再通过横向切片机构4，将电缆绝缘层切出标准长度的测试段；本装置可以实现全自动制样，每段样品长度一致，精度高，确保试验数据准确性。

机壳1内部形成封闭的工作室，进给传动机构2、电缆顶芯机构3和横向切片机构4均位于工作室内，机壳1上设有与工作室相通的操作窗，机壳1上还设有封闭操作窗的安全门13。另外在机壳1上还可以设置触控屏14和紧急按钮15。

具体的：

如图3、图4所示，进给传动机构2包括进给传动系统、夹紧卡盘21和光电门传感器22，夹紧卡盘21采用三爪卡盘，夹紧卡盘21滑动设置在工作台板11上，进给传动系统驱动夹紧卡盘21在工作台板11上滑动，光电门传感器设置在传动系统运动轨迹旁的工作台板11上，夹紧卡盘21底部设有顶芯模具，顶芯模具一般为圆环形的套筒状，主要是在顶芯模具向下顶电缆芯时给绝缘层以支撑力。

进给传动系统包括第一步进电机23和第一丝杆24，第一步进电机23驱动第一丝杆24转动，夹紧卡盘21底部设有与第一丝杆24配合的螺纹孔；工作台板11上开有两条平行设置的滑槽16，夹紧卡盘21的下部穿过滑槽16，第一丝杆24转动设置在工作台板11的背面，光电门传感器也固定在工作台板11的背面。

还可以在夹紧卡盘21上设有横向顶住电缆的阻尼顶杆25，阻尼顶杆25一般位于切刀43切入电缆绝缘层的另一侧，起到顶住电缆绝缘层的作用。

进给传动机构2主要实现所测电缆的移动定位、工位轮序、切片进给的功能。工作台板11是承受整体的刚性支撑，提供足够的结构刚度保证在使用的过程中不发生基准面变形，整体化学镀镍，外观简洁；进给传动系统由第一步进电机23控制，第一丝杆24传动，光电门传感器22定位，摩擦系数小，噪音低，传动力矩稳定，定位精准，在本传动系统中起到了至关重要的作用；夹紧卡盘21上装有可调节压力的阻尼轴，阻尼轴会对电缆产生一个对顶的压力，防止切片产生小凸台；夹具座为安装顶芯模具的固定座，其上有多种规格的模具，方便更换。

如图5、图6、图7所示，电缆顶芯机构3旁的竖板12上设有激光测距仪31，电缆顶芯机构3包括丝杆升降机32和第二步进电机33，竖板12上固定有固定支架34，第二步进电机33固定在固定支架34上，第二步进电机33通过行星减速机35连接主动轮36，丝杆升降机32上设有从动轮37，主动轮36和从动轮37之间通过同步带38传动，丝杆升降机32底部固定有顶芯杆39。顶芯杆39旁固定有接近开关40。

激光测距仪31为测量电缆的基准高度，因考虑防止人为误差造成工位行程的过冲，所以对电缆径向制样的第一步工作为激光测距，采集基准高度后，来确定后续工位的基准高度值；电缆顶芯工位为电缆芯顶出机构，为获取电缆护套的径向切片，需通过顶芯杆39将电缆内铜芯顶出，本机构通过同步带38传动，考虑安装及制造等误差，可以采用张紧螺栓调节同步带38的松紧度；横向切片机构4根据激光测距的反馈值，自动调整每次刀具高度，稳定切割。

电缆顶芯机构3的应用主要在于将电缆中的铜芯顶出护套层，其中包含可提供足够刚性的支撑，可提供动力的步进电机，可增大输出扭矩的行星减速机35，可传递动力的同步带38传动结构，可防止过冲的接近开关40，可传递推力的丝杆升降机32等传动机械结构部件，安装顶芯杆39和顶芯模具的作用在于适用不同截面规格的电缆时，可快速更换夹具，可适用不同的规格。

如图8、图9所示，横向切片机构4包括悬臂支架41、滑板42、切刀43、第二丝杆44、第三步进电机45和滑轨46，滑轨46有两条固定在竖板12上，第三步进电机45也固定在竖板12上，第三步进电机45驱动第二丝杆44转动，滑板42滑动设置在滑轨46上且与第二丝杆44螺纹连接，悬臂支架41的后端固定在滑板42上，悬臂支架41的前端固定有切刀43，滑轨46旁的竖板12上还固定有位置传感器47。

第二丝杆44可带动悬臂支架41滑动，与位置传感器47组合可达到很高的定位精度；悬臂支架41保证在切片过程中具有足够的刚性；锋钢精磨刀片为特制前角75°刀片。

基本工作原理：选择合适的顶芯夹具，将所检测电缆取样长度40毫米左右，夹紧于夹紧卡盘21中，使用扳手将夹紧卡盘21卡紧，直至卡爪对电缆施加一定的压力，一键启动后，电缆首先将进入高度测量工位，采用激光测距的方法测得电缆中心高度。

随后电缆将进入顶芯工位，通过高度所测量的值，驱动器发送某个数量的脉冲驱动第二步进电机33运转，夹具随即将电缆铜芯顶出5-10毫米；顶芯工作完成后，电缆将进行切片工作，试切第一刀对零后，才可进行精制样。完成所有的工作后，电缆工位回零，人工取样即可。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (9)

1.全封闭电缆绝缘层自动制样机，其特征在于：包括机壳（1）、进给传动机构（2）、电缆顶芯机构（3）和横向切片机构（4），所述机壳（1）内设有机架，所述机架上固定有工作台板（11），所述进给传动机构（2）设置在工作台板（11）上，所述工作台板（11）上还设有竖板（12），所述电缆顶芯机构（3）和横向切片机构（4）均固定在竖板（12）上；

机壳（1）内部设有封闭的工作室，进给传动机构（2）、电缆顶芯机构（3）和横向切片机构（4）均位于工作室内，机壳（1）上设有与工作室相通的操作窗，机壳（1）上还设有封闭操作窗的安全门（13）；

通过进给传动机构夹紧电缆样品控制进给量，控制待切割电缆处于不同的工位，利用电缆顶芯机构，将电缆样品的电缆芯向下顶，露出只有电缆绝缘层的一段，再通过横向切片机构，将电缆绝缘层切出标准长度的测试段；

所述进给传动机构（2）包括进给传动系统、夹紧卡盘（21）和光电门传感器（22），所述夹紧卡盘（21）滑动设置在工作台板（11）上，所述进给传动系统驱动夹紧卡盘（21）在工作台板（11）上滑动，所述光电门传感器设置在传动系统运动轨迹旁的工作台板（11）上，所述夹紧卡盘（21）底部设有顶芯模具。

2.如权利要求1所述的全封闭电缆绝缘层自动制样机，其特征在于：所述进给传动系统包括第一步进电机（23）和第一丝杆（24），所述第一步进电机（23）驱动第一丝杆（24）转动，所述夹紧卡盘（21）底部设有与第一丝杆（24）配合的螺纹孔。

3.如权利要求2所述的全封闭电缆绝缘层自动制样机，其特征在于：所述工作台板（11）上开有两条平行设置的滑槽（16），所述夹紧卡盘（21）的下部穿过滑槽（16），所述第一丝杆（24）转动设置在工作台板（11）的背面，所述光电门传感器也固定在工作台板（11）的背面。

4.如权利要求1至3中任一项所述的全封闭电缆绝缘层自动制样机，其特征在于：所述夹紧卡盘（21）的上部为三爪卡盘。

5.如权利要求4所述的全封闭电缆绝缘层自动制样机，其特征在于：所述夹紧卡盘（21）上设有横向顶住电缆的阻尼顶杆（25）。

6.如权利要求1所述的全封闭电缆绝缘层自动制样机，其特征在于：所述电缆顶芯机构（3）旁的竖板（12）上设有激光测距仪（31），所述电缆顶芯机构（3）包括丝杆升降机（32）和第二步进电机（33），所述竖板（12）上固定有固定支架（34），所述第二步进电机（33）固定在固定支架（34）上，第二步进电机（33）通过行星减速机（35）连接主动轮（36），丝杆升降机（32）上设有从动轮（37），所述主动轮（36）和从动轮（37）之间通过同步带（38）传动，所述丝杆升降机（32）底部固定有顶芯杆（39）。

7.如权利要求6所述的全封闭电缆绝缘层自动制样机，其特征在于：所述顶芯杆（39）旁固定有接近开关（40）。

8.如权利要求1所述的全封闭电缆绝缘层自动制样机，其特征在于：所述横向切片机构（4）包括悬臂支架（41）、滑板（42）、切刀（43）、第二丝杆（44）、第三步进电机（45）和滑轨（46），所述滑轨（46）有两条固定在竖板（12）上，所述第三步进电机（45）也固定在竖板（12）上，所述第三步进电机（45）驱动第二丝杆（44）转动，所述滑板（42）滑动设置在滑轨（46）上且与第二丝杆（44）螺纹连接，所述悬臂支架（41）的后端固定在滑板（42）上，所述悬臂支架（41）的前端固定有所述切刀（43）。

9.如权利要求8所述的全封闭电缆绝缘层自动制样机，其特征在于：所述滑轨（46）旁的竖板（12）上还固定有位置传感器（47）。

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