CN113824055B - 一种电缆绝缘皮自动化切剥方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，所述方法步骤为：步骤1、固定电缆，通过向工控系统中输入电缆直径D1，以及该电缆绝缘皮的D；步骤2、杠杆比为K的杠杆一端驱动切刀朝向电缆运动，且切刀随主轴以角速度W2旋转，该杠杆的另一端与斜度为θ的坡面件贴合驱动，坡面件滑动设置于主轴上，且坡面件经由角速度W1的丝杆驱动滑移，该丝杆的螺距为h；切刀的进刀时间T为：T={（D₀‑D₁+D）/h*tanθ}*{360/（W1­‑W2）*t}；步骤3、切刀向后移动刮下切断的绝缘皮。本发明一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，可简单、方便的实现高精度的进刀控制，从而实现对电缆绝缘皮的自动化切剥。

Description

一种电缆绝缘皮自动化切剥方法

技术领域

本发明涉及一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，尤其是涉及一种在对供电缆进行机械化切剥过程中的精确进刀方法，属于电力施工技术领域。

背景技术

目前，在电力行业中需要对电缆的绝缘皮进行切割和剥离，如今常规的做法都是手工借助简单工具进行操作，如本公司于2013年度申报的中国发明专利CN201310416476.9“一体式电缆切剥倒角器”，即可利用工具对电缆进行切割和剥离，但是该方式下由于还是以人力为主，效率仍然低下，且剥切的效果和速度依赖于操作人员的操作数量度。为此，有诸多企业开始研发自动剥皮机构，但是如今缺乏自动化设计机构，原因在于面对不同尺寸、不同绝缘皮厚度的电缆，机械设备无法适应并控制进刀距离。因而，有企业应用压力传感器方式感知进刀距离，但是如此一来不可避免的都会在电缆上留下刀印，对于动力电缆还可勉强适用，但是对于普通直径较细的电缆而言，刀印容易对后续使用产生影响。同时，也有企业开始设计利用伺服电机驱动控制进刀距离，但是伺服电机即便通过减速箱降速，其速度依然较高，因此无法精度的控制进刀量。为此，本企业研发了一种能够精确控制进刀量的方法用于对电缆进行剥皮操作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，可简单、方便的实现高精度的进刀控制，从而实现对电缆绝缘皮的自动化切剥。

本发明的目的是这样实现的：

一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，所述方法步骤为：

步骤1、固定电缆，通过人机交互界面向工控系统中输入参数：

电缆直径D1，以及该电缆绝缘皮的D；

步骤2、杠杆比为K的杠杆一端驱动切刀朝向电缆运动，且切刀随主轴以角速度W2旋转，该杠杆的另一端与斜度为θ的坡面件贴合驱动，坡面件滑动设置于主轴上，且坡面件经由角速度W1的丝杆驱动滑移，该丝杆的螺距为h，

切刀的进刀时间T为：

T={（D₀- D₁+D）/ h*tanθ}*{360/（W1- W2）*t }；

式中：D0为出厂时的预设切割电缆直径；

步骤3、切刀向后移动带动电缆头部的隔断的绝缘皮从芯线上拉拔出来后向下掉落。

进一步的，步骤2中的主轴的旋转时间、以及驱动丝杆旋转的旋转时间均由工控系统控制。

进一步的，步骤2中的主轴和驱动丝杆同轴同向旋转。

进一步的，步骤1中设置传感器控制固定电缆后，电缆头部伸出固定装置的伸出量。

进一步的，步骤3中通过传感器控制向后的移动的后退量，且后退量不小于伸出量，从而使得切断的绝缘皮能够顺利向下掉落。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用相互同向旋转的两种旋转方式使得两者的角速度相互消减至可精确控制的程度，并且通过楔形面和杠杆比的配合，将进刀量精度的转换为可有伺服电机的启动时间，而启动时间的长度在现有技术中完全可实现高精度控制，从而方便的保证了高精度的进刀量，保证了切剥效果且不损伤电缆的缆芯线；同时切剥完成后利用切割刀片的后移可方便的将电缆皮拉扯下来，从而实现了完整的切剥效果。

附图说明

图1为本发明一种全自动电缆剥切机的结构示意图。

图2为本发明一种全自动电缆剥切机的正视图。

图3为本发明一种全自动电缆剥切机的结构示意图（另一实施方式）。

图1和图2中：夹爪电机101、夹爪丝杆102、限位板103、夹持杆104、夹爪105、夹爪导向杆106；

刀座201、调节杆202、刀片203、切刀推动座204、进刀丝杆205、进刀电机206；

旋转主轴301、旋转轴承座302、旋转电机303；

拉皮丝杆401、拉皮电机402、移动架403；

图3中：可视防护罩1、夹爪座2、夹爪二3、刀头座4 、定心块5、刀片固定滑块6、刀片一7、定心块压簧片8、刀头力臂9、力臂调节栓10、刀头机架11、推力调节架12、主轴13、刀头底座14、切刀推力套15、触摸屏控制系统16、旋转电机17、切刀电机18、工控系统（驱动器）19、夹线力臂21、夹线固定座22、夹线旋转轴23、夹线传力轴24、夹线轴承25、夹线轴承力臂26、 夹线推力套27、夹线丝杆28、触点传感器29、夹线电机和剥皮电机30、触动杆31。

具体实施方式

本发明一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，所述方法为：

步骤1、固定电缆，通过人机交互界面向工控系统中输入参数：

电缆直径D1，以及该电缆绝缘皮的D；

步骤2、杠杆比为K的杠杆一端驱动切刀朝向电缆运动，且切刀随主轴以角速度W2旋转（逆时针），该杠杆的另一端与斜度为θ的坡面件贴合驱动，坡面件滑动设置于主轴上，且坡面件经由角速度W1（逆时针）的丝杆驱动滑移，该丝杆的螺距为h，

切刀的进刀时间T为：

T={（D₀- D₁+D）/ h*tanθ}*{360/（W1- W2）*t }；

式中：D0为出厂时的预设切割电缆直径（也是对应设备能够切割的最大直径）；

步骤3、切刀向后移动带动电缆头部的绝缘皮从芯线上拉拔出来后向下掉落。

同时，步骤1中设置传感器控制固定电缆后，电缆头部伸出固定装置的伸出量；

步骤3中通过传感器控制向后的移动的后退量，且后退量不小于伸出量，从而使得切断的绝缘皮能够顺利向下掉落；

基于上面方法，构建两种结构形式的全自动电缆剥切机：

方式一：

参见图1和图2，本发明涉及的一种全自动电缆剥切机，包含有夹线机构、切刀机构、旋转机构和拉皮机构；

步骤1中的电缆经由夹线机构的夹爪105压合固定（即固定装置为夹线机构）；

步骤2中的坡面件为切刀推动座204；

步骤3中切刀经由拉皮机构通过旋转机构将其带动向后移动。

具体的讲：

所述夹线机构包含有安装于机架上的夹爪电机101、夹爪丝杆102和限位板103，夹爪电机101驱动夹爪丝杆102旋转，且夹爪丝杆102为具有双头螺纹的螺杆，且两头螺纹的螺距相同、螺旋方向相反，夹爪丝杆102的两头分别旋置有螺母，所述限位板103上横向设置有两个导向槽，螺母上固定的连接杆穿过导向槽后插入夹持杆104下部的长圆槽内，且夹持杆104的中部铰接于限位板103上，夹持杆104的上部同样设置有长圆槽，限位板103的上部安装有两根夹爪导向杆106，两个夹爪105活动插置于夹爪导向杆106上，且两个夹爪105的侧壁设置的凸柱分别插置于夹持杆104上部的长圆槽内，夹爪105为对合的梳齿状结构，用于对电缆进行夹持。

所述拉皮机构包含有拉皮丝杆401、拉皮电机402和移动架403，拉皮电机402驱动拉皮丝杆401旋转，移动架403滑动设置与导向杆上，且移动架403上旋置有一与导向杆平行的螺杆，拉皮丝杆401与螺杆上套装的锥齿轮驱动相连。

所述旋转机构包含有旋转主轴301、旋转轴承座302和旋转电机303；旋转主轴301插装于旋转轴承座302内（且旋转主轴301为空心结构），且旋转轴承座302固定安装于上述拉皮机构的移动架403上，所述旋转电机303驱动旋转主轴301旋转，且旋转电机303为无刷电机。

所述切刀机构包含有刀座201、调节杆202、刀片203、切刀推动座204、进刀丝杆205和进刀电机206，所述刀座201的一端固定于旋转主轴301的一端，所述刀座201的另一端的端面中心设置有供电缆穿过的通孔，且刀座201为框架结构形式，内部设置有限位板，从而保证每次经由通孔插入刀座201的电缆的长度相同；所述刀座201开设有通孔的端面的内侧面上沿其径向设置有“T”形结构的刀片槽，且刀片槽与通孔相连通，刀片203活动设置于刀片槽内，且刀片203的侧面与调节杆202的一端相铰接，调节杆202的中部与刀架201相铰接，调节杆202的另一端上安装有滚轮，切刀推动座204活动套装于旋转主轴301上，且切刀推动座204的外锥面上设置有“T”形结构的滑动槽，调节杆202上安装的滚轮滑动设置于滑动槽内；所述旋转主轴301为空心轴，所述旋转主轴301的轴壁上沿其长度方向设置有调节槽，上述切刀推动座204上固定的调节杆穿过调节槽插置于旋转主轴301内，且进刀电机206驱动旋转的进刀丝杆205插置于旋转主轴301的内并旋转与调节杆的螺孔内，从而实现进刀丝杆205对切刀推动座204的前后推动。

对应前述切剥方法，具体的讲：

进刀电机206驱动进刀丝杆205旋转的角速度为W₁；

进刀丝杆205的螺距为h；

旋转电机303驱动旋转主轴301旋转的角速度为W₂；

切刀推动座204的外锥面与旋转主轴301的中心轴线的夹角为θ；

调节杆202的杠杆比为1：K，即调节杆202带有滚轮的一端上升距离为一个单位，调节杆202铰接有刀片203的一端的下降距离为K个单位；

则运行时间t与刀片203的进刀距离之间的关系为：

△H={（W₁- W₂）*t/360}*h*tanθ*k；---------（1）

从而通过时间t可精确的控制进刀量。

当面对不同直径的电缆时；

已经设备出厂时的预设切割电缆直径为D₀；

实际需要切割的电缆直径为D₁，绝缘皮的厚度为D；

则进刀距离为：△H=（D₀- D₁）+D；

因此根据（1）式，可知控制进刀时间T为：

T={（D₀- D₁+D）/ h*tanθ}*{360/（W₁- W₂）*t }；

从而可知已经条件设置相应参数即可实现快速剥皮，随后切割下来的绝缘皮在拉皮机构的向后移动过程中从芯线上拉拔出来并从框架结构的刀座201的底部落料口掉落。

方式二：

实施例二与实施例一基于同一设计构思的不同构造设计，对其部分做了优化以便适用于小型化场合。

参见图3，一种全自动电缆剥切机，包含有安装于壳体内的旋转机构和拉皮机构（剥皮机构）、以及安装于可视防护罩1内的夹线机构和切刀机构；

所述夹线机构通过夹线电机和剥皮电机30驱动，夹线电机和剥皮电机30的一输出轴通过夹线传力轴24、夹线轴承25、夹线轴承力臂26、夹线推力套27和夹线丝杆28驱动安装于夹线固定座22上的夹线旋转轴23，夹线旋转轴23为螺杆结构，其上滑动设置的滑块通过夹线力臂21连接有夹爪座2，且夹爪座2上的夹爪二3用于夹持电缆。

所述切刀机构的刀头机架11的一端刀头底座14固定连接于主轴13上，且刀头机架11的另一端分别刀头座4上径向设置的滑槽内滑动设置的刀片固定滑块6上固定安装有刀片一7，且滑槽的设置有定心块5，且定心块5和刀片固定滑块6之间设置有定心块压簧片8，刀头力臂9的中部通过力臂调节栓10铰接于刀头机架11上，刀头力臂9的一端与刀片固定滑块6 相铰接，且另一端与推力调节架12的内壁相铰接，推力调节架12于的内壁与切刀推力套15的外壁之间通过楔面配合滑动连接，且切刀推力套15滑动套装于旋转的主轴13上，所述主轴13的外壁上设置有至少一条调节槽，所述主轴13的中心孔与调节槽相连通，且切刀推力套15上固定的至少一条调节杆穿过调节槽插入中心孔内，且切刀电机18的输出轴通过齿轮传动的螺杆穿入主轴13的中心孔内后旋置于调节杆的螺孔内，从而实现对切刀推力套15的推动。

所述旋转机构的主轴13通过旋转电机17驱动，优选的，所述主轴13的两端分别设置有触点传感器29和触动杆31，剥切作业前通过触动杆31实现对夹线机构夹持的电缆的感知并使得拉皮机构停止移动；触点传感器29用于拉皮（剥皮）时剥离固定长度的绝缘皮已经完成时，停止拉皮机构的移动，从而实现智能化控制。

所述拉皮机构通过夹线电机和剥皮电机30的另一输出轴驱动移动架水平移动，且上述主轴13通过轴承座安装于移动架上。

所述壳体内安装有工控系统（驱动器）19 ，所述壳体上安装有触摸屏控制系统16，用于输入电缆的参数。

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，其特征在于：方法步骤为：

步骤1、固定电缆，通过人机交互界面向工控系统中输入参数：

电缆直径D1，以及该电缆绝缘皮的D；

步骤2、杠杆比为K的杠杆一端驱动切刀朝向电缆运动，且切刀随主轴以角速度W2旋转，该杠杆的另一端与斜度为θ的坡面件贴合驱动，坡面件滑动设置于主轴上，且坡面件经由角速度W1的丝杆驱动滑移，该丝杆的螺距为h；

切刀的进刀时间T为：

T＝{(D₀-D₁+D)/h*tanθ}*{360/(W1-W2)*t}；

式中：D0为出厂时的预设切割电缆直径；

步骤3、切刀向后移动带动电缆头部的隔断的绝缘皮从芯线上拉拔出来后向下掉落；

上述步骤基于一种全自动电缆剥切机，包含有安装于壳体内的旋转机构和拉皮机构、以及安装于可视防护罩(1)内的夹线机构和切刀机构；

所述夹线机构通过夹线电机和剥皮电机(30)驱动，夹线电机和剥皮电机(30)的一输出轴通过夹线传力轴(24)、夹线轴承(25)、夹线轴承力臂(26)、夹线推力套(27)和夹线丝杆(28)驱动安装于夹线固定座(22)上的夹线旋转轴(23)，夹线旋转轴(23)为螺杆结构，其上滑动设置的滑块通过夹线力臂(21)连接有夹爪座(2)，且夹爪座(2)上的夹爪二(3)用于夹持电缆；

所述切刀机构的刀头机架(11)的一端刀头底座(14)固定连接于主轴(13)上，且刀头机架(11)的另一端分别刀头座(4)上径向设置的滑槽内滑动设置的刀片固定滑块(6)上固定安装有刀片一(7)，且滑槽的设置有定心块(5)，且定心块(5)和刀片固定滑块(6)之间设置有定心块压簧片(8)，刀头力臂(9)的中部通过力臂调节栓(10)铰接于刀头机架(11)上，刀头力臂(9)的一端与刀片固定滑块(6)相铰接，且另一端与推力调节架(12)的内壁相铰接，推力调节架(12)的内壁与切刀推力套(15)的外壁之间通过楔面配合滑动连接，且切刀推力套(15)滑动套装于旋转的主轴(13)上，所述主轴(13)的外壁上设置有至少一条调节槽，所述主轴(13)的中心孔与调节槽相连通，且切刀推力套(15)上固定的至少一条调节杆穿过调节槽插入中心孔内，且切刀电机(18)的输出轴通过齿轮传动的螺杆穿入主轴(13)的中心孔内后旋置于调节杆的螺孔内，从而实现对切刀推力套(15)的推动；

所述旋转机构的主轴(13)通过旋转电机(17)驱动，所述主轴(13)的两端分别设置有触点传感器(29)和触动杆(31)，剥切作业前通过触动杆(31)实现对夹线机构夹持的电缆的感知并使得拉皮机构停止移动；触点传感器(29)用于拉皮或剥皮时剥离固定长度的绝缘皮已经完成时，停止拉皮机构的移动，从而实现智能化控制；

所述拉皮机构通过夹线电机和剥皮电机(30)的另一输出轴驱动移动架水平移动，且上述主轴(13)通过轴承座安装于移动架上。

2.根据权利要求1所述一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，其特征在于：步骤2中的主轴的旋转时间、以及驱动丝杆旋转的旋转时间均由工控系统控制。

3.根据权利要求1所述一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，其特征在于：步骤2中的主轴和驱动丝杆同轴同向旋转。

4.根据权利要求1所述一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，其特征在于：步骤1中设置传感器控制固定电缆后，电缆头部伸出固定装置的伸出量。

5.根据权利要求1所述一种电缆绝缘皮自动化切剥方法，其特征在于：步骤3中通过传感器控制向后的移动的后退量，且后退量不小于伸出量，从而使得切断的绝缘皮能够顺利向下掉落。