CN112846491B - 一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备及工作方法 - Google Patents

一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备，属于射频电缆成形设备领域，本发明包括激光环切装置、夹持旋转装置、剥线装置、运输装置；按照设备运行的方向，所述的夹持旋转装置位于激光环切装置的前方，所述的剥线装置位于激光环切装置的后方，激光环切装置、夹持旋转装置、剥线装置、运输装置之间相互配合；本发明解决了现有半刚射频同轴电缆剥线精度差，效率低，内导体易损伤的问题，实现了半刚射频同轴电缆高性能、高精度、高效率剥线。

Description

一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备及工作方法
技术领域
本发明涉及射频电缆成形设备技术领域，尤其涉及一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备及工作方法。
背景技术
高精密阵列天线雷达在现代化电子信息设备中扮演着极其重要的角色，其作用相当于设备的“眼睛”，是我们探测系统以及最新型的武器装备等大国重器的重要组成部分。阵列天线雷达由几百至数万个阵元(天线单元)组成，阵元为雷达的核心零部件，性能远优于传统雷达，其信号传输通过射频同轴电缆实现。阵列天线雷达中射频同轴电缆的结构由外层以不锈钢为材料的的外导体、中间以聚四氟乙烯为材料的绝缘层以及内层以铜为材料的内导体组成。其中外导体不锈钢的直径只有1.18mm，铜芯直径仅为0.32mm，使得线缆刚度为半刚性且决定线缆性能的内导体铜芯十分脆弱。
新型高精密阵列天线雷达要求半刚射频同轴电缆剥线后外导体圆度精度0.05-0.07mm，剥尾尺寸精度±0.1mm，且内导体不可出现划伤。现有的半刚射频同轴电缆剥线方法为使用剥线钳手工剥线，剥线时容易拉断内导体，剥线精度差、效率低，且手工剥线容易划伤线缆内导体表面或造成外导体形变导致其圆度精度不足，从而影响线缆性能，半刚射频同轴电缆的高性能、高精度、高效率剥线已成为制约新型雷达批产的短板。因此，需要研制一种能实现半刚射频同轴电缆高性能、高精度、高效率的剥线设备。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备及工作方法，本发明的智能成形设备包括激光环切装置、夹持旋转装置、剥线装置，运输装置，各装置之间配合合作，解决了现有半刚射频同轴电缆剥线精度差，制造效率低、易损伤内导体表面的问题。
本发明是这样实现的：
一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备，所述的设备包括激光环切装置、夹持旋转装置、剥线装置、运输装置；按照设备运行的方向，所述的夹持旋转装置位于激光环切装置的前方，所述的剥线装置位于激光环切装置的后方；
所述的激光环切装置为两组设备，其一为光环切支架上设置光纤激光器，其二为光环切支架上设置CO2激光器，所述的光纤激光器、CO2激光器相对设置；
所述的夹持旋转装置包括夹持旋转气动夹爪，所述的夹持旋转气动夹爪安装在空心轴电机上，所述的空心轴电机安装在升降平台上，所述的升降平台安装在夹持旋转底座上，所述的夹持旋转底座装有驱动电机，所述的夹持旋转底座安装在夹持旋转导轨上；
所述的剥线装置包括剥线气动夹爪，所述的剥线气动夹爪安装在剥线支架上，所述的剥线支架安装在夹持旋转导轨上；
所述的运输装置包括运输气动夹爪，所述的运输气动夹爪安装在推杆电机上，所述的推杆电机安装在L型悬臂末端，所述的L型悬臂安装在运输底座上，所述的运输底座安装在运输导轨上。
进一步，所述的夹持旋转气动夹爪由空心轴电机驱动旋转，所述的夹持旋转气动夹爪沿其自身的导向槽运动实现开启和闭合，所述的夹持旋转气动夹爪可拆卸式设计且不同夹爪上有不同尺寸的线槽，线槽上配有橡胶垫，防止夹持时夹紧力过大使外导体产生形变，所述的升降平台可由驱动电机驱动升降。
进一步，所述的剥线装置沿夹持旋转导轨移动，所述的气动夹爪沿其自身的导向槽运动实现开启和闭合，本发明中的导向槽给对应的气动夹爪一个导向作用，气动夹爪夹持线缆时关闭，放开线缆时打开。所述的剥线气动夹爪可拆卸式设计且配有不同尺寸的线槽，线槽上配有橡胶垫，防止夹持时夹紧力过大使外导体产生形变。
进一步，所述的运输气动夹爪由推杆电机驱动实现竖直方向的移动，所述的运输气动夹爪沿其自身的导向槽运动实现开启和闭合，所述的运输气动夹爪为可拆卸式设计且不同夹爪上有不同尺寸的线槽，线槽上配有橡胶垫，防止夹持时夹紧力过大使外导体产生形变。
进一步，所述的夹持旋转气动夹爪、剥线气动夹爪、运输气动夹爪气缸均装有电磁开关，为整个集成控制系统提供张开及闭合的到位信号。
进一步，所述的夹持旋转装置、剥线装置和运输装置在导轨上进行移动时，分别由对应的导轨上的光栅尺位移传感器实时将其位置信息反馈到集成控制系统中。
进一步，所述的设备中还设置有视觉检测装置，所述的视觉检测装置在激光环切过程中实时监测激光环切装置是否对准线缆防止激光未能对准线缆损伤其他设备。
本发明还公开了一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备的工作方法，其特征在于，所述的方法具体为：
1)、当设备开始运行后，运输装置中的运输气动夹爪夹持，由运输装置沿运输导轨移动至夹持旋转装置处，推杆电机启动调整线缆水平位置，当视觉检测装置检测到线缆与夹持旋转装置中的夹持旋转气动夹爪对准后，运输装置将线缆前端送进夹持旋转气动夹爪中，之后夹持旋转装置的气动夹爪闭合，运输装置的运输气动夹爪张开，之后夹持旋转装置夹住线缆沿夹持旋转导轨移动至激光环切装置处，当导轨上的光栅尺检测到激光环切装置移动到既定位置时停止移动；
2)、由视觉检测装置检测激光器是否对准线缆，如未对准则由夹持旋转装置上的驱动电机驱动升降平台调整线缆的水平位置使光纤激光器对准线缆，之后光纤激光器短暂工作发射激光切割外导体；接着夹持旋转装置的空心轴电机驱动夹持旋转气动夹爪夹持线缆旋转一定角度，视觉检测装置再次检测激光器是否对准线缆位置，如未对准则由夹持旋转装置上的驱动电机驱动升降平台调整线缆的水平位置使光纤激光器对准线缆，之后光纤激光器再次短暂工作发射激光切割外导体，重复上述过程至线缆旋转一整圈外导体环切完毕；
3)、剥线装置沿夹持旋转导轨移动至激光环切装置附近既定位置处，剥线气动夹爪打开，剥线装置移动使线缆待剥线一端进入剥线气动夹爪之间，剥线气动夹爪闭合夹紧线缆，剥线装置沿夹持旋转导轨退出激光环切装置从线缆上剥掉被激光环切部分的外导体，剥线气动夹爪打开使被剥掉的外导体自动脱落，之后视觉检测装置检测激光器是否对准线缆位置，如未对准则由夹持旋转装置上的驱动电机驱动升降平台调整线缆的水平位置使光纤激光器对准线缆，之后CO2激光器短暂工作发射激光切割绝缘层，接着夹持旋转装置的空心轴电机驱动夹持旋转气动夹爪夹持着线缆旋转一定角度，视觉检测装置再次检测激光器是否对准线缆位置，如未对准则由夹持旋转装置上的驱动电机驱动升降平台调整线缆的水平位置使CO2激光器对准线缆，之后CO2激光器再次短暂工作发射激光绝缘层，重复上述过程至线缆旋转一整圈绝缘层环切完毕，之后剥线装置沿夹持旋转导轨移动至激光环切装置附近既定位置处，剥线气动夹爪打开，剥线装置移动使线缆待剥线一端进入剥线气动夹爪之间，剥线气动夹爪闭合夹紧线缆，剥线装置沿夹持旋转导轨退出激光环切装置从线缆上剥掉被激光环切部分的绝缘层，剥线气动夹爪打开使被剥掉的外导体自动脱落，至此半刚同轴射频电缆完成剥线工作。
本发明的有益效果在于：
本发明脱离了原有的半刚射频同轴电缆剥线方法，提出了一种智能化的半刚射频同轴电缆剥线方法。传统手工剥线方法通过将线缆塞入剥线器中，由其中的刀片切断外导体及绝缘层后再靠人力拔出，剥线成功率很低，容易产生导体表面划伤或拉断，绝缘层剥离不完全的现象，并且容易使外导体产生形变降低其圆度精度，严重影响线缆的性能。本发明可提升半刚射频同轴线缆剥线精度与性能，减少内导体划伤和外导体形变。
附图说明
图1为本发明智能激光环切剥线设备示意图；
图2为本发明智能激光环切剥线设备激光环切装置示意图；
图3为本发明智能激光环切剥线设备夹持旋转装置示意图；
图4为本发明智能激光环切剥线设备剥线装置示意图；
图5为本发明智能激光环切剥线设备运输装置示意图；
其中，1-激光环切装置，101-光纤激光器，102-CO2激光器，103-光环切支架，2-夹持旋转装置，201-夹持旋转气动夹爪，202-空心轴电机，203-升降平台，204-夹持旋转底座，205-驱动电机，206-夹持旋转导轨，3-剥线装置，301-剥线气动夹爪，302-剥线支架，4-运输装置，401-运输气动夹爪，402-推杆电机，403-L型悬臂，404-运输底座，405-运输导轨。
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。
本发明提供了如图1-5所示的一种半刚射频同轴电缆智能成形设备，所述的设备包括激光环切装置1、夹持旋转装置2、剥线装置3、运输装置4；按照设备运行的方向，所述的夹持旋转装置2位于激光环切装置1的前方，所述的剥线装置3位于激光环切装置1的后方。
如图2所示，所述的激光环切装置1为两组设备，其一为光环切支架103上设置光纤激光器101，其二为光环切支架103上设置CO2激光器102，所述的光纤激光器101、CO2激光器102相对设置。
如图3所示，所述的夹持旋转装置2包括夹持旋转气动夹爪201，所述的夹持旋转气动夹爪201安装在空心轴电机202上，所述的空心轴电机202安装在升降平台203上，所述的升降平台203安装在夹持旋转底座204上，所述的夹持旋转底座204装有驱动电机205，所述的夹持旋转底座204安装在夹持旋转导轨206上。
如图4所示，所述的剥线装置3包括剥线气动夹爪301，所述的剥线气动夹爪301安装在剥线支架302上，所述的剥线支架302安装在夹持旋转导轨206上。
如图5所示，所述的运输装置4包括运输气动夹爪401，所述的运输气动夹爪401安装在推杆电机402上，所述的推杆电机402安装在L型悬臂403末端，所述的L型悬臂403安装在运输底座404上，所述的运输底座404安装在运输导轨405上。
本发明的一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备的工作方法，方法步骤具体为：
当设备开始运行后，线缆被运输装置4中的运输气动夹爪401夹持，由运输装置4沿运输导轨405移动至夹持旋转装置2处，推杆电机402启动调整线缆水平位置，当视觉检测装置检测到线缆与夹持旋转装置2中的夹持旋转气动夹爪201对准后，运输装置4将线缆前端送进夹持旋转气动夹爪201中，之后夹持旋转装置2的夹持旋转气动夹爪201闭合，运输装置4的运输气动夹爪401张开，之后夹持旋转装置夹住线缆沿夹持旋转导轨206移动至激光环切装置1处，当导轨上的光栅尺检测到夹持旋转装置1移动到既定位置时停止移动保证剥线后剥尾处内导体尺寸精度，由于半刚同轴射频电缆刚度不足夹持时若悬臂过长尾端容易产生下垂，由视觉检测装置检测激光器是否对准线缆，如未对准则由夹持旋转装置2上的驱动电机205驱动升降平台203调整线缆的水平位置使光纤激光器101对准线缆，之后光纤激光器101短暂工作发射激光切割外导体，接着夹持旋转装置2的空心轴电机202驱动夹持旋转气动夹爪201夹持线缆旋转一定角度，视觉检测装置再次检测激光器是否对准线缆位置，如未对准则由夹持旋转装置2上的驱动电机205驱动升降平台203调整线缆的水平位置使光纤激光器101对准线缆，之后光纤激光器再次短暂工作发射激光切割外导体，重复上述过程至线缆旋转一整圈外导体环切完毕，之后剥线装置3沿夹持旋转导轨206移动至激光环切装置1附近既定位置处，剥线气动夹爪打开，剥线装置移动使线缆待剥线一端进入气动夹爪301之间，剥线气动夹爪301闭合夹紧线缆，剥线装置3沿夹持旋转导轨206退出激光环切装置1从线缆上剥掉被激光环切部分的外导体，剥线气动夹爪301打开使被剥掉的外导体自动脱落，之后视觉检测装置检测激光器是否对准线缆位置，如未对准则由夹持旋转装置2上的驱动电机205驱动升降平台203调整线缆的水平位置使光纤激光器101对准线缆，之后CO2激光器102短暂工作发射激光切割绝缘层，接着夹持旋转装置2的空心轴电机202驱动夹持旋转气动夹爪201夹持着线缆旋转一定角度，视觉检测装置再次检测激光器是否对准线缆位置，如未对准则由夹持旋转装置2上的驱动电机205驱动升降平台203调整线缆的水平位置使CO2激光器102对准线缆，之后CO2激光器再次短暂工作发射激光绝缘层，重复上述过程至线缆旋转一整圈绝缘层环切完毕，之后剥线装置3沿夹持旋转导轨206移动至激光环切装置1附近既定位置处，剥线气动夹爪301打开，剥线装置移动使线缆待剥线一端进入气动夹爪301之间，剥线气动夹爪301闭合夹紧线缆，剥线装置3沿夹持旋转导轨206退出激光环切装置1从线缆上剥掉被激光环切部分的绝缘层，剥线气动夹爪301打开使被剥掉的外导体自动脱落，至此半刚同轴射频电缆完成剥线工作。
其中，激光环切过程中线缆旋转和激光器工作的次数由线缆直径决定，对于直径更大的线缆需要减小线缆每次旋转的角度，增加线缆旋转和激光器工作的次数以防止部分外导体与绝缘层未被激光完全切断以至于剥线时造成线缆损伤。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 (7)

1.一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备的工作方法，其特征在于，所述的设备包括激光环切装置（1）、夹持旋转装置（2）、剥线装置（3）、运输装置（4）；按照设备运行的方向，所述的夹持旋转装置（2）位于激光环切装置（1）的前方，所述的剥线装置（3）位于激光环切装置（1）的后方；
所述的激光环切装置（1）为两组设备，其一为光环切支架（103）上设置光纤激光器（101），其二为光环切支架（103）上设置CO2激光器（102），所述的光纤激光器（101）、CO2激光器（102）相对设置；
所述的夹持旋转装置（2）包括夹持旋转气动夹爪（201），所述的夹持旋转气动夹爪（201）安装在空心轴电机（202）上，所述的空心轴电机（202）安装在升降平台（203）上，所述的升降平台（203）安装在夹持旋转底座（204）上，所述的夹持旋转底座（204）装有驱动电机（205），所述的夹持旋转底座（204）安装在夹持旋转导轨（206）上；
所述的剥线装置（3）包括剥线气动夹爪（301），所述的剥线气动夹爪（301）安装在剥线支架（302）上，所述的剥线支架（302）安装在夹持旋转导轨（206）上；
所述的运输装置（4）包括运输气动夹爪（401），所述的运输气动夹爪（401）安装在推杆电机（402）上，所述的推杆电机（402）安装在L型悬臂（403）末端，所述的L型悬臂（403）安装在运输底座（404）上，所述的运输底座（404）安装在运输导轨（405）上；
所述的工作方法为：
1）、当设备开始运行后，运输装置（4）中的运输气动夹爪（401）夹持，由运输装置（4）沿运输导轨（405）移动至夹持旋转装置（2）处，推杆电机（402）启动调整线缆水平位置，当视觉检测装置检测到线缆与夹持旋转装置（2）中的夹持旋转气动夹爪（201）对准后，运输装置（4）将线缆前端送进夹持旋转气动夹爪（201）中，之后夹持旋转装置（2）的夹持旋转气动夹爪（201）闭合，运输装置（4）的运输气动夹爪（401）张开，之后夹持旋转装置夹住线缆沿夹持旋转导轨（206）移动至激光环切装置（1）处，当导轨上的光栅尺检测到激光环切装置（1）移动到既定位置时停止移动；
2）、由视觉检测装置检测激光器是否对准线缆，如未对准则由夹持旋转装置（2）上的驱动电机（205）驱动升降平台（203）调整线缆的水平位置使光纤激光器（101）对准线缆，之后光纤激光器（101）短暂工作发射激光切割外导体；接着夹持旋转装置（2）的空心轴电机（202）驱动夹持旋转气动夹爪（201）夹持线缆旋转一定角度，视觉检测装置再次检测激光器是否对准线缆位置，如未对准则由夹持旋转装置（2）上的驱动电机（205）驱动升降平台203调整线缆的水平位置使光纤激光器（101）对准线缆，之后光纤激光器再次短暂工作发射激光切割外导体，重复上述过程至线缆旋转一整圈外导体环切完毕；
3）、剥线装置（3）沿夹持旋转导轨（206）移动至激光环切装置（1）附近既定位置处，剥线气动夹爪（301）打开，剥线装置移动使线缆待剥线一端进入剥线气动夹爪（301）之间，剥线气动夹爪（301）闭合夹紧线缆，剥线装置（3）沿夹持旋转导轨（206）远离激光环切装置（1），并从线缆上剥掉被激光环切的外导体，剥线气动夹爪（301）打开使被剥掉的外导体自动脱落，之后视觉检测装置检测激光器是否对准线缆位置，如未对准则由夹持旋转装置（2）上的驱动电机（205）驱动升降平台（203）调整线缆的水平位置使光纤激光器（101）对准线缆，之后CO2激光器（102）短暂工作发射激光切割绝缘层，接着夹持旋转装置（2）的空心轴电机（202）驱动夹持旋转气动夹爪（201）夹持着线缆旋转一定角度，视觉检测装置再次检测激光器是否对准线缆位置，如未对准则由夹持旋转装置（2）上的驱动电机（205）驱动升降平台（203）调整线缆的水平位置使CO2激光器（102）对准线缆，之后CO2激光器（102）再次短暂工作发射激光切割绝缘层，重复上述过程至线缆旋转一整圈绝缘层环切完毕，之后剥线装置（3）沿夹持旋转导轨（206）移动至激光环切装置（1）附近既定位置处，剥线气动夹爪（301）打开，剥线装置移动使线缆待剥线一端进入剥线气动夹爪（301）之间，剥线气动夹爪（301）闭合夹紧线缆，剥线装置（3）沿夹持旋转导轨（206）远离激光环切装置（1），并从线缆上剥掉被激光环切的绝缘层，剥线气动夹爪（301）打开使被剥掉的外导体自动脱落，至此半刚同轴射频电缆完成剥线工作。
2.根据权利要求1所述的一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备的工作方法，其特征在于，所述的夹持旋转气动夹爪（201）由空心轴电机（202）驱动旋转，所述的夹持旋转气动夹爪（201）沿其自身的导向槽运动实现开启和闭合，所述的夹持旋转气动夹爪（201）可拆卸式设计且不同夹爪上有不同尺寸的线槽，线槽上配有橡胶垫，所述的升降平台（203）可由驱动电机（205）驱动升降。
3.根据权利要求1所述的一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备的工作方法，其特征在于，所述的剥线装置（3）沿夹持旋转导轨（206）移动，所述的剥线气动夹爪（301）沿其自身的导向槽运动实现开启和闭合，所述的剥线气动夹爪（301）可拆卸式设计且配有不同尺寸的线槽，线槽上配有橡胶垫。
4.根据权利要求1所述的一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备的工作方法，其特征在于，所述的运输气动夹爪（401）由推杆电机（402）驱动实现竖直方向的移动，所述的运输气动夹爪（401）沿其自身的导向槽运动实现开启和闭合，所述的运输气动夹爪（401）为可拆卸式设计且不同夹爪上有不同尺寸的线槽，线槽上配有橡胶垫。
5.根据权利要求1所述的一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备的工作方法，其特征在于，所述的夹持旋转气动夹爪（201）、剥线气动夹爪（301）、运输气动夹爪（401）气缸均装有电磁开关，为整个集成控制系统提供张开及闭合的到位信号。
6.根据权利要求1所述的一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备的工作方法，其特征在于，所述的夹持旋转装置（2）、剥线装置（3）和运输装置（4）在导轨上进行移动时，分别由对应的导轨上的光栅尺位移传感器实时将其位置信息反馈到集成控制系统中。
7.根据权利要求1所述的一种半刚射频同轴电缆智能激光环切剥线设备的工作方法，其特征在于，所述的设备中还设置有视觉检测装置，所述的视觉检测装置在激光环切过程中实时监测激光环切装置（1）是否对准线缆防止激光未能对准线缆损伤其他设备。
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