CN113410008A - 防火电缆金属护套加工参数自动控制系统 - Google Patents

防火电缆金属护套加工参数自动控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，包括工作台、测径仪、切边装置、包线装置、焊缝装置和冷却装置，切边装置包括支撑辊、两个激光头以及分别与两激光头相连的驱动组件，包线装置包括多组包线板，各包线板包括两个半板，两半板闭合后形成通孔，各包线板的通孔孔径不同，测径仪分别与切边装置和包线装置通讯连接，测径仪用于测定电缆内芯的外径，当电缆内芯的外径出现异常状态时，触发驱动组件调节两激光头的间距，并触发相应的包线板闭合。本发明可根据传送过程中电缆内芯外径的实时数据，调节对金属带的切边参数，以及启动相应的包线板进行工作，确保焊缝处焊接质量稳定，进而提高了包覆金属护套的质量。

Description

防火电缆金属护套加工参数自动控制系统
技术领域
本发明涉及电缆生产技术领域，尤其涉及一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统。
背景技术
矿物绝缘电缆是一种无机材料电缆，主要材料采用无机矿物或矿物化合物，该些材料一般都具有较高熔点，在火焰条件下也不易燃烧或者助燃，逐渐变为近年来研究的热点。矿物绝缘电缆由铜导体、无机绝缘材料及无缝铜管或铜带纵包焊接成的无缝铜管组合加工而成，其中无机绝缘材料包覆于铜导体外形成电缆内芯，再经金属护套加工系统包覆金属带。在铜导体外包覆绝缘材料的过程中存在如下不足：铜导体弹性比较大，包绕无机绝缘材料后，铜导体股线反弹，进而造成电缆内芯外径不恒定，此外，电缆内芯在冷却工序段难以使电缆内外冷却均匀，同样会造成电缆外径不平整的现象。由于存在上述不足，电缆内芯外径波动，而金属带的宽度一致，会造成金属带包线后，在焊接时焊缝处的焊接质量不稳定，进而导致电缆的防水性能差，弯曲、燃烧时焊缝容易开裂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，其特征在于，包括工作台、依次设置于工作台上表面的测径仪、切边装置、包线装置、焊缝装置以及冷却装置，所述切边装置包括支撑辊、设于支撑辊上方的两个激光头以及分别与两激光头相连的驱动组件，所述包线装置包括多组包线板，各所述包线板包括两个半板，两半板闭合后形成通孔，各所述包线板的通孔孔径不同；所述测径仪分别与切边装置和包线装置通讯连接，所述测径仪用于测定电缆内芯的外径，当所述电缆内芯的外径出现异常状态时，触发所述驱动组件调节两激光头的间距，并触发相应的包线板闭合。
根据上述技术方案，优选地，所述测径仪包括控制器，所述控制器包括数据采集模块以及控制模块，所述数据采集模块用于采集电缆内芯的外径参数，所述控制模块用于判定电缆内芯的异常状态，并向所述切边装置和包线装置发送控制指令。
根据上述技术方案，优选地，在所述控制模块中设定外径阈值，当采集的电缆内芯的外径参数在4s以上均超过外径阈值时，所述控制模块判定电缆内芯为异常状态。
根据上述技术方案，优选地，两所述激光头的间距以及各包线板的通孔孔径的调节以每1mm为档位进行调节。
根据上述技术方案，优选地，所述驱动组件包括固接于工作台上方的传动箱、转动连接于传动箱内的第一双向丝杠、与第一双向丝杠一端相连的第一电机、与第一双向丝杠螺纹连接的两个驱动块以及与驱动块相连的连接板，所述传动箱底面开口，所述驱动块通过导轨滑动连接于传动箱内，所述连接板贯穿传动箱底面开口并与激光头固定连接。
根据上述技术方案，优选地，所述包线装置还包括分别与各包线板相连的驱动部，所述驱动部包括驱动箱、转动连接于驱动箱内的第二双向丝杠、与第二双向丝杠一端相连的第二电机以及与第二双向丝杠螺纹连接的两个传动块，所述驱动箱上表面开口，所述传动块通过滑轨滑动连接于驱动箱内，两所述传动块贯穿驱动箱上表面并分别与半板固接，所述半板上方固接有接近开关，当两所述半板闭合时，所述接近开关关闭第二电机。
根据上述技术方案，优选地，所述包线装置还包括预包组件，所述预包组件包括包线套，所述包线套的通孔孔径略大于各包线板的通孔孔径。
根据上述技术方案，优选地，所述工作台上表面固接有定位架，所述包线套通过螺栓与定位架可拆卸连接，各所述包线板下方固接有定位板，所述定位板通过螺栓与工作台表面可拆卸连接。
本发明的有益效果是：
本发明改变了以往陈旧的焊接工艺，结构设计科学合理，可根据传送过程中电缆内芯外径的实时数据，调节对金属带的切边参数，以及启动相应的包线板进行工作，确保焊缝处焊接质量稳定，进而提高了包覆金属护套的质量，确保电缆的防水性能和机械强度，具有较好的应用推广价值。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是计算发送控制指令时间的原理示意图。
图3是本发明驱动组件部分的侧视结构示意图。
图4是本发明驱动部的侧视结构示意图。
图5是本发明预包组件部分的侧视结构示意图。
图6是本发明的系统流程示意图。
图中：1、测径仪；2、驱动组件；3、电缆内芯传送辊；4、导线辊；5、预包组件；6、包线板；7、焊接头；8、安装架；9、激光头；10、支撑辊；11、金属带传送辊；12、定位板；13、冷却装置；14、驱动块；15、导轨；16、连接板；17、第一双向丝杠；18、包线套；19、接近开关；20、传动块；21、第二双向丝杠；22、驱动箱；23、半板；24、连接耳；25、定位架。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
在发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，因此不能理解为对发明的限制。
如图所示，本发明包括工作台、依次设置于工作台上表面的测径仪1、切边装置、包线装置、焊缝装置以及冷却装置13，所述切边装置包括支撑辊10、设于支撑辊10上方的两个激光头9以及分别与两激光头9相连的驱动组件2，所述包线装置包括多组包线板6，各所述包线板6包括两个半板23，两半板23闭合后形成通孔，各所述包线板6的通孔孔径不同；所述测径仪1分别与切边装置和包线装置通讯连接，所述测径仪1用于测定电缆内芯的外径，当所述电缆内芯的外径出现异常状态时，触发所述驱动组件2调节两激光头9的间距，并触发相应的包线板6闭合。本发明改变了以往陈旧的焊接工艺，结构设计科学合理，可根据传送过程中电缆内芯外径的实时数据，调节对金属带的切边参数，以及启动相应的包线板6进行工作，确保焊缝处焊接质量稳定，进而提高了包覆钢带的质量，确保电缆的防水性能和机械强度，具有较好的应用推广价值。
本系统的前侧与后侧分别设置有放卷盘和收卷盘，放卷盘包括电缆内芯放卷盘和金属带放卷盘，收卷盘是用于对包覆金属护套后的缆线进行收卷，收卷盘为主动部件，受电机驱动主动转动，从而牵引金属带和电缆内芯在本系统的各装置中流转。
切边装置与包线装置之间设有金属带传送组件以及设于金属带传送组件上方的电缆内芯传送组件，金属带传送组件包括多个金属带传送辊11，电缆内芯传送组件包括电缆内芯传送辊3以及导线辊4，所述导线辊4用于将电缆内芯向包线装置的包线套18内传送，使其与金属带汇合，完成包线操作，将电缆内芯及金属带送入包线装置中进行纵包成形，并通过焊缝装置对金属带的对接位置进行焊接。
焊缝装置包括固接于工作台上的安装架8以及固接于安装架8上的焊接头7，其中焊缝装置优选氩弧焊技术，氩弧焊技术能够保证在金属带切割宽度改变时，过渡段包绕电缆内芯时对焊缝的焊接质量。包线装置与冷却装置13之间设有过线孔道，过线孔道的孔径略大于待加工电缆的外径。此外，在收卷盘与冷却装置13之间通常还会设置压纹装置，用于对金属护套外压纹，便于将电缆弯曲。
根据上述实施例，优选地，所述测径仪1包括控制器，所述控制器包括数据采集模块以及控制模块，所述数据采集模块用于采集电缆内芯的外径参数，所述控制模块用于判定电缆内芯的异常状态，并向所述切边装置和包线装置发送控制指令。其中，异常状态的判定标准为：在所述控制模块中设定外径阈值，当采集的电缆内芯的外径参数在4s以上均超过外径阈值时，所述控制模块判定电缆内芯为异常状态。
本例中控制器上集成有时钟模块，当控制模块判定电缆内芯存在异常状态时，向切边装置发送控制指令的时间与如下参数相关：切边装置与测径仪1的水平距离（L1）以及传送速度（V0），其传送速度（V0）由收卷盘的转速决定。因此，当控制模块判定电缆内芯存在异常状态时，向切边装置发送控制指令的时间为t1=L1/V0-4。即当判定电缆内芯存在异常状态时，t1时间后向切边装置发送控制指令，切边装置接收控制指令对激光头9的间距进行调节。
同时，向包线装置发送控制指令的时间与如下参数相关：相应包线板6与测径仪1的水平距离（L2）以及传送速度（V0），其传送速度（V0）由收卷盘的转速决定。因此，当控制模块判定电缆内芯存在异常状态时，向相应包线板6发送控制指令的时间为t2=L2/V0-4。即当判定电缆内芯存在异常状态时，t2时间后向相对应的包线板6发送控制指令，两半板23接收控制指令后闭合，将电缆内芯及金属带进行纵包成形。
根据上述实施例，优选地，两所述激光头9的间距以及各包线板6的通孔孔径的调节以每1mm为档位进行调节。其中控制模块用于处理采集的外径参数，通过编程实现对包裹金属护套进行微调节，提高加工精准度。因此，在对电缆内芯进行测径时，以1mm为一个单位进行调节，即：达到外径阈值外后，每1mm内的变化以1mm计算。并将该变化向切边装置和包线装置传送。控制模块在向包线装置传送指令时，首先会向相应通孔孔径的包线板6传送闭合指令，同时开启正在工作的包线板6。此外，控制模块预设一个初始控制指令，在该指令下会有相应的激光头9间距以及包线板6的孔径，当采集的电缆内芯的外径参数回归到外径阈值内后，控制模块回归初始控制指令，从而使切边装置回到初始的宽度，包线装置重新使用初始的包线板6进行纵包工作。
根据上述实施例，优选地，所述驱动组件2包括固接于工作台上方的传动箱、转动连接于传动箱内的第一双向丝杠17、与第一双向丝杠17一端相连的第一电机、与第一双向丝杠17螺纹连接的两个驱动块14以及与驱动块14相连的连接板16，所述传动箱底面开口，所述驱动块14通过导轨15滑动连接于传动箱内，所述连接板16贯穿传动箱底面开口并与激光头9固定连接。
根据上述实施例，优选地，所述包线装置还包括分别与各包线板6相连的驱动部，所述驱动部包括驱动箱22、转动连接于驱动箱22内的第二双向丝杠21、与第二双向丝杠21一端相连的第二电机以及与第二双向丝杠21螺纹连接的两个传动块20，所述驱动箱22上表面开口，所述传动块20通过滑轨滑动连接于驱动箱22内，两所述传动块20贯穿驱动箱22上表面并分别与半板23固接，所述半板23上方固接有接近开关19，当两所述半板23闭合时，所述接近开关19关闭第二电机。
根据上述实施例，优选地，所述包线装置还包括预包组件5，所述预包组件5包括包线套18，所述包线套18的通孔孔径略大于各包线板6的通孔孔径，使电缆内芯和金属带逐步纵包成型。
根据上述实施例，优选地，所述工作台上表面固接有定位架25，所述包线套18通过其外壁的连接耳24与定位架25通过螺栓可拆卸连接，各所述包线板6下方固接有定位板12，所述定位板12通过螺栓与工作台表面可拆卸连接。此设置可根据待加工防火电缆的规格，安装与之相对应的工件完成金属护套包裹的工序。
本发明改变了以往陈旧的焊接工艺，结构设计科学合理，可根据传送过程中电缆内芯外径的实时数据，调节对金属带的切边参数，以及启动相应的包线板6进行工作，确保焊缝处焊接质量稳定，进而提高了包覆钢带的质量，确保电缆的防水性能和机械强度，具有较好的应用推广价值。
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和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，其特征在于，包括工作台、依次设置于工作台上表面的测径仪、切边装置、包线装置、焊缝装置以及冷却装置，所述切边装置包括支撑辊、设于支撑辊上方的两个激光头以及分别与两激光头相连的驱动组件，所述包线装置包括多组包线板，各所述包线板包括两个半板，两半板闭合后形成通孔，各所述包线板的通孔孔径不同；所述测径仪分别与切边装置和包线装置通讯连接，所述测径仪用于测定电缆内芯的外径，当所述电缆内芯的外径出现异常状态时，触发所述驱动组件调节两激光头的间距，并触发相应的包线板闭合。
2.根据权利要求1所述一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，其特征在于，所述测径仪包括控制器，所述控制器包括数据采集模块以及控制模块，所述数据采集模块用于采集电缆内芯的外径参数，所述控制模块用于判定电缆内芯的异常状态，并向所述切边装置和包线装置发送控制指令。
3.根据权利要求2所述一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，其特征在于，在所述控制模块中设定外径阈值，当采集的电缆内芯的外径参数在4s以上均超过外径阈值时，所述控制模块判定电缆内芯为异常状态。
4.根据权利要求1或3所述一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，其特征在于，两所述激光头的间距以及各包线板的通孔孔径的调节以每1mm为档位进行调节。
5.根据权利要求1所述一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，其特征在于，所述驱动组件包括固接于工作台上方的传动箱、转动连接于传动箱内的第一双向丝杠、与第一双向丝杠一端相连的第一电机、与第一双向丝杠螺纹连接的两个驱动块以及与驱动块相连的连接板，所述传动箱底面开口，所述驱动块通过导轨滑动连接于传动箱内，所述连接板贯穿传动箱底面开口并与激光头固定连接。
6.根据权利要求1所述一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，其特征在于，所述包线装置还包括分别与各包线板相连的驱动部，所述驱动部包括驱动箱、转动连接于驱动箱内的第二双向丝杠、与第二双向丝杠一端相连的第二电机以及与第二双向丝杠螺纹连接的两个传动块，所述驱动箱上表面开口，所述传动块通过滑轨滑动连接于驱动箱内，两所述传动块贯穿驱动箱上表面并分别与半板固接，所述半板上方固接有接近开关，当两所述半板闭合时，所述接近开关关闭第二电机。
7.根据权利要求6所述一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，其特征在于，所述包线装置还包括预包组件，所述预包组件包括包线套，所述包线套的通孔孔径略大于各包线板的通孔孔径。
8.根据权利要求7所述一种防火电缆金属护套加工参数自动控制系统，其特征在于，所述工作台上表面固接有定位架，所述包线套通过螺栓与定位架可拆卸连接，各所述包线板下方固接有定位板，所述定位板通过螺栓与工作台表面可拆卸连接。
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