CN112828201A - 一种自动化线缆校直高精度切断设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化线缆校直高精度切断设备，属于线缆加工设备技术领域，本发明包括校直装置、切线装置和限位机构，所述送线机构以及压线校直机构安装于工作台上，压线校直机构两侧各有一送线机构。所述切线装置安装于工作台或导轨上，底座固定在工作台上或与导轨相配合，支架安装在所述底座上，电机安装在所述支架上，与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮配合，大齿轮与丝杠固定连接，丝杠与刀柄形成螺纹配合，刀柄同时插装在导杆上，刀头安装在所述刀柄上。定位器用来保证线缆的限位机构安装在工作台上，由限位器和传感器组成。本发明可实现半刚性线缆的自动化校直与切断，可节省人力的同时提高加工精度。

Description

一种自动化线缆校直高精度切断设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及线缆加工设备技术领域，具体为一种自动化线缆校直高精度切断设备及其工作方法。

背景技术

线缆是一种传输电能或电信号的装置，通常由两层以上材料组成，内层一般用来传输电信号或电能，外层起到保护线芯或是绝缘的作用。线缆的类型多种多样，在现代社会中随处可见，有着广泛的应用，在电力输送、信息传输等领域中起着关键的作用，其性能优劣往往决定了传输的质量和效率。随着现代社会对于信息传输要求的提高，对线缆也提出了很高的要求。

在一些设备中需要用到线缆进行信息传输等功能，而市面上的线缆往往是绕成环状捆在一起，不能直接安装在各种设备之中，需先对其进行校直然后根据要求切断。然而手工校直线缆效率较低，且大多数线缆有一定的柔性，校直难度较大，校直精度难以保证，此外切断线缆还需量取其尺寸，手工量取对于一些精度要求较高的线缆难以保证其长度的精度。现如今各种精密仪器或设备对于线缆的材质、精度、形状等方面的要求越来越高，需要有专门的加工设备来对线缆进行加工，以达到要求。

根据以上瓶颈问题，需要一种能够实现线缆自动校直并精密成形的设备进行加工。

发明内容

针对手工加工线缆带来的精度以及效率的问题，本发明设计了压线校直机构以及切线装置相结合的自动化一体化的设备，属于一种自动校直线缆后高精度切断的设备，其优点在于校直效率可大幅提高，且有自动切断的功能，相比手工加工具备很大的优势。

本发明是这样实现的：

一种自动化线缆校直高精度切断设备，所述的设备包括支撑平台，所述的支撑平台上方对称设置两个送线机构，所述的送线机构之间设置压线校直机构；按照线缆作业的方向，所述的在支撑平台外、且位于第二个送线机构的后方设置切线装置；所述的设备中在切线装置后方设置有限位机构；

所述的切线装置包括底座，底座上方设置支架；所述的支架内部设置小齿轮、大齿轮，所述的小齿轮、大齿轮相配合；所述的支架上方设置伺服电机，伺服电机与小齿轮配合，伺服电机工作时带动小齿轮转动；

丝杠固定在支架中央，且所述的大齿轮设置在丝杠的中间位置，大齿轮带动丝杠转动；所述的丝杠两端均设置刀柄，且丝杠与两个刀柄分别形成螺纹配合，两个刀柄之间还设置导杆，利用导杆以固定切断方向；所述的刀柄的头部设置为刀头；所述的伺服电机驱动切线的传动动力，通过齿轮传动、螺纹传动最终驱动刀头进行切线运动。

本发明上述切线装置可实现自动化伺服控制高精度线缆切断。首先，所述切线装置固定在工作台上，与工作台相连接的构件为所述切线装置的底座，起到对整个装置的固定作用，在所述底座上安装有一支架，所述支架一方面与所述底座相连接，另一方面起到支撑作用。在所述支架上安装有包括驱动、传动以及切线执行机构。驱动机构主要为伺服电机，通过螺栓固定安装在所述支架上，伺服电机转动轴穿过支架上一孔，孔径略大于轴的直径，与转动轴配合的是一小齿轮，轴和小齿轮通过键配合进行连接，可以避免两零件产生圆周方向的相对滑动。所述小齿轮与另一大齿轮形成配合，主要起到减速的作用。丝杠从所述大齿轮的中心孔穿过并与大齿轮形成配合，大齿轮位于丝杠的中段，同样与丝杠通过键配合形成同轴转动。同时丝杠上有一限位部分，防止与大齿轮产生轴向相对滑动。丝杠中段为一小段光杆，用来安装键并与大齿轮形成配合，其余两端的部分均为螺纹，且两端的螺纹旋向不同，用来和两刀柄形成配合。

所述丝杠的两端螺纹旋向不同，可以分别与两刀柄形成配合，对于丝杠应选择较大的螺距，可以提高刀柄的运行速度，从而缩短单次切割所需的时间。刀柄与所述丝杠配合的同时也与一导杆形成配合，所述导杆与丝杠平行放置，导杆中段直径略大，安装在支架上起到限位的作用，导杆两端穿过刀柄以限制其转动，使刀柄一直固定在与线缆垂直的方向上。刀柄装在所述导杆和丝杠上，而刀头安装在刀柄上，设计成可拆卸模块是为了满足不同线缆的切割需求，同时当刀头有磨损时更换较为方便。

进一步，所述的第二个送线机构以及切线装置之间还设置有固定件，线缆从两个送线机构滚出之后进入固定件，并在固定件的作用下进行切断作业。

进一步，所述的两个送线机构包括均两组的滚轮、驱动器；两个送线机构呈轴对称结构设置；驱动器内设有电机，驱动滚轮转动，线缆从滚轮上开的槽穿过。每组滚轮中有一个为驱动轮，与驱动器之间通过键配合连接，另一个滚轮为从动轮，与驱动器之间通过轴承进行配合。两滚轮通过摩擦传动，且两滚轮均开有线槽，以便传送线缆。线槽应稍稍压紧线缆，避免与线缆之间有相对滑动。所述驱动器为一动力装置，可安装在工作平台上，通过内部伺服电机带动滚轮转动，可在切断线缆时停机。

进一步，所述的压线校直机构包括校直件，所述的校直件通过两个支撑件固定在支撑平台上方；所述的校直件为一开长孔零件。校直件穿过两支撑件的中心孔进行固定，然后与所述送线机构的相应位置对齐，即可实现拉直线缆的功能。压线校直机构的进线口和出线口均应设置送线机构，可在一定程度上保持线缆不因重力而下坠造成变形。线缆从所述压线校直机构的校直件中穿过，所述校直件上有一贯穿前后的小孔，当线缆从小孔中穿过时，在孔内受到各个方向的挤压力的作用，并在力的作用下得以达到较高的直线度。

进一步，所述的限位机构包括限位支架，以及限位支架上方设置的传感器；当线缆触碰传感器时，传感器发出信号让滚轮停止转动。线缆进入切线装置中会在定位器中进行定位，以保证其精度。

本发明还公开了一种自动化线缆校直高精度切断设备的工作方法，其特征在于，所述的工作方法为：

1)、首先，送线机构驱动滚轮转动，并带动线缆进给，之后线缆顺利进入压线校直机构的校直件中；

2)、线缆校直后进入切线装置，伺服电机首先正向转动，带动小齿轮进行转动，小齿轮再带动大齿轮转动，大齿轮通过键配合带动丝杠转动，由于丝杠与刀柄之间是螺纹配合，且刀柄的转动被导杆所限制，故当丝杠转动时，刀柄可以实现沿丝杠轴线方向的直线运动，刀头固定在刀柄上，随着刀柄一起做直线运动；

3)、上下两刀柄与丝杠配合的螺纹旋向相反，所以两刀柄的运动方向也相反，位于上面的刀柄向下运动，位于下面的刀柄向上运动，可实现对线缆的切断动作；

4)、当两刀头完成切割后，伺服电机反向转动，带动刀头复位。

进一步，所述的工作方法中：当线缆达到指定位置需要停止进给时会刚好触碰到限位机构上的传感器，传感器发出信号输入控制系统，控制系统发出控制信号使得滚轮停止转动，即可保证线缆在长度方向的精度，然后进行切线动作。

附图说明

图1为本发明一种自动化线缆校直高精度切断设备的整体示意图；

图2为本发明支撑平台、送线机构、压线校直机构组合体正面示意图；

图3为本发明一种自动化线缆校直高精度切断设备中切线装置结构示意图；

其中，1-支撑平台、2-送线机构、201-滚轮、202-驱动器、3-压线校直机构、301-校直件、302-支撑件、4-切线装置、401-底座、402-支架、403-伺服电机、404-小齿轮、405-大齿轮、406-丝杠、407-导杆、408-刀柄、409-刀头、410-固定件、5-限位机构、501-限位支架、502-传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～3所示，本发明的自动化线缆校直高精度切断设备包括两个送线机构2，两送线机构2之间是压线校直机构3，送线机构2内安装有驱动设备，用来驱动滚轮201转动，并带动线缆进给。由于滚轮201上开有线槽，可以避免滚轮压力对线缆圆度的影响，同时还可以保持线缆的行进方向不变。滚轮201并非为一刚性轮，在滚轮上套有一柔性轮套与线缆相接触，在与线缆接触的位置，柔性轮套会稍稍挤压线缆，但不会对线缆圆度造成影响。两轮套可使用表面较粗糙的材料以增大摩擦力。两滚轮相接触点的切线延长线与压线校直机构3中的校直件301中心线重合，以此可保证线缆顺利进入压线校直机构3。

如图2所示，压线校直机构3分为支撑件302和校直件301，校直件301可更换以满足不同直径线缆的校直需求。校直件301中段直径大于两端，支撑件302上有阶梯孔结构，可与校直件301形成配合，以保证校直过程的稳定性。

如图3所示，所述的切线装置4包括底座401，底座401上方设置支架402；所述的支架402内部设置小齿轮404、大齿轮405，所述的小齿轮404、大齿轮405相配合；所述的支架402上方设置伺服电机403，伺服电机403与小齿轮404配合，伺服电机403工作时带动小齿轮404转动；丝杠406固定在支架402中央，且所述的大齿轮405设置在丝杠406的中间位置，大齿轮405带动丝杠406转动；所述的丝杠406两端螺纹旋向不同，且两端均设置刀柄408，且丝杠406与两个刀柄408分别形成螺纹配合，两个刀柄408之间还设置导杆407，利用导杆407以固定切断方向；所述的刀柄408的头部设置为刀头409；所述的伺服电机403驱动切线的传动动力，通过齿轮传动、螺纹传动最终驱动刀头409进行切线运动。所述的切线装置4的工作方法具体如下：

线缆校直后进入切线装置4，伺服电机403首先正向转动，带动小齿轮404进行转动，小齿轮404再带动大齿轮405转动，此处齿轮配合是为了实现减速功能，同时齿轮传动效率很高，可达到90％以上，以保证切线力足够。大齿轮405通过键配合带动丝杠406转动，由于丝杠与刀柄之间是螺纹配合，且刀柄的转动被导杆407所限制，故当丝杠406转动时，刀柄408可以实现沿丝杠406轴线方向的直线运动，刀头409固定在刀柄408上，随着刀柄408一起做直线运动。由于两刀柄与丝杠406配合的螺纹旋向相反，所以两刀柄的运动方向也相反，位于上面的刀柄向下运动，位于下面的刀柄向上运动，可实现对线缆的切断动作。由于伺服电机403转速较高，且丝杠406的螺距较大，所以即使齿轮配合有一定的减速作用，仍然可实现切线过程的高速化。当两刀头完成切割后伺服电机反向转动，带动刀头409复位。

为了保证线缆长度的精度要求，需要安装限位机构5来对线缆的进给量进行控制。当线缆达到指定位置需要停止进给时会刚好触碰到限位机构5上的传感器502，传感器502发出信号输入控制系统，控制系统发出控制信号让滚轮201停止转动即可保证线缆在长度方向的精度，然后进行切线动作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动化线缆校直高精度切断设备，其特征在于，所述的设备包括支撑平台(1)，所述的支撑平台(1)上方对称设置两个送线机构(2)，所述的送线机构(2)之间设置压线校直机构(3)；按照线缆作业的方向，所述的在支撑平台(1)外、且位于第二个送线机构(2)的后方设置切线装置(4)；所述的设备中在切线装置(4)后方设置有限位机构(5)；

所述的切线装置(4)包括底座(401)，底座(401)上方设置支架(402)；所述的支架(402)内部设置小齿轮(404)、大齿轮(405)，所述的小齿轮(404)、大齿轮(405)相配合；所述的支架(402)上方设置伺服电机(403)，伺服电机(403)与小齿轮(404)配合，伺服电机(403)工作时带动小齿轮(404)转动；

丝杠(406)固定在支架(402)中央，且所述的大齿轮(405)设置在丝杠(406)的中间位置，大齿轮(405)带动丝杠(406)转动；所述的丝杠(406)两端螺纹旋向不同，且两端均设置刀柄(408)，丝杠(406)与两个刀柄(408)分别形成螺纹配合，两个刀柄(408)之间还设置导杆(407)，利用导杆(407)以固定切断方向；所述的刀柄(408)的头部设置为刀头(409)；所述的伺服电机(403)驱动切线的传动动力，通过齿轮传动、螺纹传动最终驱动刀头(409)进行切线运动。

2.根据权利要求1所述的一种自动化线缆校直高精度切断设备，其特征在于，所述的第二个送线机构(2)以及切线装置(4)之间还设置有固定件(410)，线缆从两个送线机构(2)滚出之后进入固定件(410)，并在固定件(410)的作用下进行切断作业。

3.根据权利要求1所述的一种自动化线缆校直高精度切断设备，其特征在于，所述的两个送线机构(2)包括均两组的滚轮(201)、驱动器(202)；两个送线机构(2)呈轴对称结构设置；驱动器(202)内设有电机，驱动滚轮转动，线缆从滚轮(201)上开的槽穿过。

4.根据权利要求3所述的一种自动化线缆校直高精度切断设备，其特征在于，所述的每组滚轮(201)中有一个为驱动轮，与驱动器之间通过键配合连接，另一个滚轮为从动轮，与驱动器之间通过轴承进行配合；两滚轮通过摩擦传动，且两滚轮均开有线槽。

5.根据权利要求1所述的一种自动化线缆校直高精度切断设备，其特征在于，所述的压线校直机构(3)包括校直件(301)，所述的校直件(301)通过两个支撑件(302)固定在支撑平台(1)上方；所述的校直件(301)为一开长孔零件。

6.根据权利要求1所述的一种自动化线缆校直高精度切断设备，其特征在于，所述的限位机构(5)包括限位支架(501)，以及限位支架(501)上方设置的传感器(502)；当线缆触碰传感器(502)时，传感器(502)发出信号让滚轮(201)停止转动。

7.一种如权利要求1～6任一所述的自动化线缆校直高精度切断设备的工作方法，其特征在于，所述的工作方法为：

1)、首先，送线机构(2)驱动滚轮(201)转动，并带动线缆进给，之后线缆顺利进入压线校直机构(3)的校直件(301)中；

2)、线缆校直后进入切线装置(4)，伺服电机(403)首先正向转动，带动小齿轮(404)进行转动，小齿轮(404)再带动大齿轮(405)转动，大齿轮(405)通过键配合带动丝杠(406)转动，由于丝杠与刀柄(408)之间是螺纹配合，且刀柄(408)的转动被导杆(407)所限制，故当丝杠(406)转动时，刀柄(408)可以实现沿丝杠(406)轴线方向的直线运动，刀头(409)固定在刀柄(408)上，随着刀柄(408)一起做直线运动；

3)、上下两刀柄与丝杠(406)配合的螺纹旋向相反，所以两刀柄的运动方向也相反，位于上面的刀柄向下运动，位于下面的刀柄向上运动，可实现对线缆的切断动作；

4)、当两刀头(409)完成切割后，伺服电机(403)反向转动，带动刀头(409)复位。

8.根据权利要求7所述的一种自动化线缆校直高精度切断设备的工作方法，其特征在于，所述的工作方法中：

当线缆达到指定位置需要停止进给时会刚好触碰到限位机构(5)上的传感器(502)，传感器(502)发出信号输入控制系统，控制系统发出控制信号使得滚轮(201)停止转动，即可保证线缆在长度方向的精度，然后进行切线动作。

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