CN114839088A - 一种自动化电缆热延伸试验控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化电缆热延伸试验控制系统，涉及电缆热延伸试验技术领域，包括：传送装置，其用于传送电缆样品；装配台，其放置有样品架和砝码；老化箱，其可自动开关箱门、控制砝码从电缆样品上掉落、对箱体温度进行自动控制以及实时输出温度信号；机械装置，其用于抓取电缆样品、将电缆样品的上端挂至样品架、将砝码挂至电缆样品的下端、将样品架转移至老化箱、将样品架的控制线插入或拔出老化箱的连接端口；测量装置，其用于对电缆样品的两个标志线的距离进行测量；传送装置、老化箱、机械装置以及测量装置均与控制装置连接。本系统可实现自动化操作，最大化的减少试验过程中的人员参与，可提高操作效率和试验人员安全性。

Description

一种自动化电缆热延伸试验控制系统

技术领域

本发明涉及电缆热延伸试验技术领域，更具体地说，涉及一种自动化电缆热延伸试验控制系统。

背景技术

现有技术中，在对电缆进行热延伸实验时，需要对电缆进行取样，以获得哑铃片状的样品，再将样品的一端悬挂至样品架上，并在样品的另一端挂上相应的砝码。之后，将样品架转移至高温箱，使高温箱的温度控制在200℃，而后，将样品架在200℃的高温条件下烘烤10min，再打开高温箱的箱门，人工使用数显卡尺测量哑铃片上两个标志线之间的伸长量。然后，将样品架转移至冷却台，剪断哑铃片的挂有砝码的一端，等待20min后，对两个标志线之间的回弹量进行测量，以得到电缆热延伸试验的相关检测数据。由于在实验过程中，需要人工完成200℃烘箱内使用数显卡尺测量标志线伸长量、手动剪断挂砝码一端等步骤，存在操作人员的安全性低，测量精度低、试验效率低、耗费人力高等缺点。

综上所述，如何提高电缆热延伸实验的操作效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种自动化电缆热延伸试验控制系统，可实现自动化操作，最大化的减少试验过程中的人员参与，可提高操作效率和试验人员安全性，且可有效提高试验精度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动化电缆热延伸试验控制系统，包括：

传送装置，其用于传送电缆样品；

装配台，其放置有样品架和砝码；

老化箱，其可自动开关箱门、控制所述砝码从所述电缆样品上掉落、对箱体温度进行自动控制以及实时输出温度信号；

机械装置，其用于抓取所述电缆样品、将所述电缆样品的上端挂至所述样品架、将所述砝码挂至所述电缆样品的下端、将所述样品架转移至所述老化箱、将所述样品架的控制线插入或拔出所述老化箱的连接端口；

测量装置，其用于对所述电缆样品的两个标志线的距离进行测量；

所述传送装置、所述老化箱、所述机械装置以及所述测量装置均与控制装置连接。

优选的，所述控制装置包括用于显示所述温度信号和所述标志线的距离数据的显示器。

优选的，所述样品架设有用于夹紧所述电缆样品的上夹头，所述砝码设有用于夹紧所述电缆样品的下夹头。

优选的，所述测量装置为图像采集装置，所述图像采集装置用于拍摄所述电缆样品、并利用图像识别算法对所述标志线进行识别和距离测量。

优选的，所述机械装置包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂用于在所述传送装置和所述装配台的区域范围对所述电缆样品进行操作，所述第二机械臂用于在所述老化箱和所述装配台的区域范围对所述电缆样品进行操作。

优选的，所述装配台和3台所述老化箱分布于所述第二机械臂的四个侧部，所述装配台的另一侧设有所述第一机械臂和所述传送装置，所述第一机械臂和所述传送装置对齐设置。

优选的，每台所述老化箱均设有一台所述图像采集装置，所述第二机械臂的正对所述装配台的位置设有一台所述图像采集装置。

优选的，所述第一机械臂和所述第二机械臂的前端均设有用于识别所述电缆样品和所述样品架的位置的视觉定位装置，所述视觉定位装置和所述控制装置连接。

在使用本发明所提供的自动化电缆热延伸试验控制系统时，在对电缆样品进行热延伸试验之前，控制装置可控制老化箱温度加热至试验要求的温度(如200℃)，然后，利用机械装置将电缆样品夹取转运到装配台上的样品架上，并将电缆样品的上端挂至样品架，再将适合的砝码挂至电缆样品的下端。如此反复操作，以完成多个电缆样品的挂载操作，而后，控制装置可以控制老化箱打开箱门，再利用机械装置抬起样品架的提手，将整个样品架转运到老化箱内，并将样品架的控制线插入老化箱的连接端口内。随后，可以控制老化箱关闭箱门，老化箱可实时检测箱内温度，并将温度信号传输至控制装置，待箱内温度回升至200℃时，开始计时，计时时间为10min，也即在200℃的高温状态下对电缆样品烘烤10min。

当计时时间到达后，控制装置可控制热老化箱打开箱门，并控制测量装置对电缆样品的两根标志线距离进行测量。而后，控制装置可控制老化箱关闭箱门，并执行砝码释放操作，使砝码与电缆样品分离，并开始进行计时、监控老化箱的实时温度，当达到电缆样品的高温保温时间后，控制装置控制老化箱停止加温操作，并控制老化箱打开箱门。

之后，机械装置可将样品架的控制线拔出老化箱的连接端口，并将样品架转运到装配台上。等待一定时间，约20min后，电缆样品可自然冷却至常温，此时，控制装置可控制测量装置对回温状态下电缆样品的两根标志线距离进行测量。

最后，控制装置可以控制机械装置将电缆样品从样品架上取下，并将电缆样品和样品架转移至预设位置，以结束整个试验过程。期间，控制装置可接收老化箱的温度信号和测量装置的测量数据，以输出相应的试验报告，进而便于操作人员直观得到电缆的各项特性。

综上所述，本发明所提供的自动化电缆热延伸试验控制系统，可实现自动化操作，最大化的减少试验过程中的人员参与，可提高操作效率和试验人员安全性，且可有效提高试验精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的自动化电缆热延伸试验控制系统的结构示意图。

图1中：

1为传送装置、2为装配台、3为老化箱、4为机械装置、41为第一机械臂、42为第二机械臂、5为测量装置、6为运行导轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种自动化电缆热延伸试验控制系统，可实现自动化操作，最大化的减少试验过程中的人员参与，可提高操作效率和试验人员安全性，且可有效提高试验精度。

请参考图1，图1为本发明所提供的自动化电缆热延伸试验控制系统的结构示意图。

本具体实施例提供了一种自动化电缆热延伸试验控制系统，包括：

传送装置1，其用于传送电缆样品；

装配台2，其放置有样品架和砝码；

老化箱3，其可自动开关箱门、控制砝码从电缆样品上掉落、对箱体温度进行自动控制以及实时输出温度信号；

机械装置4，其用于抓取电缆样品、将电缆样品的上端挂至样品架、将砝码挂至电缆样品的下端、将样品架转移至老化箱3、将样品架的控制线插入或拔出老化箱3的连接端口；

测量装置5，其用于对电缆样品的两个标志线的距离进行测量；

传送装置1、老化箱3、机械装置4以及测量装置5均与控制装置连接。

需要说明的是，老化箱3是为自动电缆热延伸试验专门设计的老化箱3，其集成了电控开关门功能与砝码掉落控制功能，同时具有温度控制，实时温度输出等功能，可通过外部的控制装置实现对智能高温的老化箱3进行开关门控制、实时温度读取、工作状态读取、目标温度设定以及砝码负载掉落控制。与常规的老化箱3相比，本系统可通过外部控制装置的相关控制操作，避免人员在高温环境下对电缆样品的标志线进行测量、控制电缆样品的砝码掉落剪切，提高了试验过程的安全性，同时，降低了试验过程中的人力消耗。

还需要说明的是，将样品架的控制线插入或拔出老化箱3的连接端口，是指将电磁砝码的开关控制线连接插入老化箱3的连接端口，以便于实现砝码掉落控制，避免人员高温操作而出现烫伤现象。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对传送装置1、装配台2、老化箱3、机械装置4、测量装置5以及控制装置的形状、结构、尺寸、材质、位置等进行确定。

在使用本发明所提供的自动化电缆热延伸试验控制系统时，在对电缆样品进行热延伸试验之前，控制装置可控制老化箱3温度加热至试验要求的温度(如200℃)，然后，利用机械装置4将电缆样品夹取转运到装配台2上的样品架上，并将电缆样品的上端挂至样品架，再将适合的砝码挂至电缆样品的下端。如此反复操作，以完成多个电缆样品的挂载操作，而后，控制装置可以控制老化箱3打开箱门，再利用机械装置4抬起样品架的提手，将整个样品架转运到老化箱3内，并将样品架的控制线插入老化箱3的连接端口内。随后，可以控制老化箱3关闭箱门，老化箱3可实时检测箱内温度，并将温度信号传输至控制装置，待箱内温度回升至200℃时，开始计时，计时时间为10min，也即在200℃的高温状态下对电缆样品烘烤10min。

当计时时间到达后，控制装置可控制热老化箱3打开箱门，并控制测量装置5对电缆样品的两根标志线距离进行测量。而后，控制装置可控制老化箱3关闭箱门，并执行砝码释放操作，使砝码与电缆样品分离，并开始进行计时、监控老化箱3的实时温度，当达到电缆样品的高温保温时间后，控制装置控制老化箱3停止加温操作，并控制老化箱3打开箱门。

之后，机械装置4可将样品架的控制线拔出老化箱3的连接端口，并将样品架转运到装配台2上。等待一定时间，约20min后，电缆样品可自然冷却至常温，此时，控制装置可控制测量装置5对回温状态下电缆样品的两根标志线距离进行测量。

最后，控制装置可以控制机械装置4将电缆样品从样品架上取下，并将电缆样品和样品架转移至预设位置，以结束整个试验过程。期间，控制装置可接收老化箱3的温度信号和测量装置5的测量数据，以输出相应的试验报告，进而便于操作人员直观得到电缆的各项特性。

综上所述，本发明所提供的自动化电缆热延伸试验控制系统，可实现自动化操作，最大化的减少试验过程中的人员参与，可提高操作效率和试验人员安全性，且可有效提高试验精度。

在上述实施例的基础上，优选的，控制装置包括用于显示温度信号和标志线的距离数据的显示器。因此，控制装置可以对老化箱3进行开关门控制、实时温度读取、工作状态读取、目标温度设定以及砝码负载掉落等控制。而且，控制装置还可以实时接收和显示老化箱3的温度信号和测量装置5的测量信号，以便于操作人员观察、调节操作控制。

优选的，样品架设有用于夹紧电缆样品的上夹头，砝码设有用于夹紧电缆样品的下夹头，以使电缆样品有效固定在样品架上，并可确保砝码固定在电缆样品上，以便于进行后续的试验操作。

优选的，测量装置5为图像采集装置，图像采集装置用于拍摄电缆样品、并利用图像识别算法对标志线进行识别和距离测量。

需要说明的是，基于自动图像采集技术与图像识别算法，以实现电缆样品标志线的自动识别与距离测量，可实现试验过程自动化、流程标准化，使得检测结果客观化，同时可提升试验检测精度、提高检测过程的工作效率。与常规的人工测量方式相比，基于高清图像的智能识别与测量技术，解决了试验过程中，需要试验人员采用游标卡尺深入200℃高温环境中进行标志线测量问题，避免高温环境对试验人员带来伤害与试验人员主观因素导致的测量结果不准确，可有效提高试验精度、提高试验人员安全性，同时可大大提升测量效率。

在上述实施例的基础上，优选的，机械装置4包括第一机械臂41和第二机械臂42，第一机械臂41用于在传送装置1和装配台2的区域范围对电缆样品进行操作，第二机械臂42用于在老化箱3和装配台2的区域范围对电缆样品进行操作。

需要说明的是，本系统基于机械自动化，利用机械臂替代了人工操作，实现对被测电缆样品的夹取、挂载、取下；样品架由装配台2转移到老化箱3内、从老化箱3内转移到装配台2；挂载砝码；电磁砝码开关控制线连接等操作，最大化减少操作人员的参与。

优选的，装配台2和3台老化箱3分布于第二机械臂42的四个侧部，装配台2的另一侧设有第一机械臂41和传送装置1，第一机械臂41和传送装置1对齐设置。

需要说明的是，第一机械臂41和传送装置1对齐设置是指第一机械臂41和传送装置1处于同一水平线位置，以使传送装置1输送的电缆样品直接被第一机械臂41抓取后移动至装配台2，可减少第一机械臂41的一次转向操作。例如，可以在第一机械臂41下端设置运行导轨6，该运行导轨6和传送装置1对齐设置，使得第一机械臂41通过左右移动即可实现电缆样品的抓取操作，而后，再控制第一机械臂41转动90°，以便于将电缆样品放在装配台2上。装配台2和3台老化箱3分布于第二机械臂42的四个侧部，因此，每次控制第二机械臂42转动90°即可将电缆样品依次放入老化箱3或装配台2上。

需要说明的是，第一机械臂41主要用于将电缆样品从传送装置1上进行拾取，并转移到样品架上，第一机械臂41与第二机械臂42配合完成电缆样品的挂载操作、将具有开关控制的砝码挂载在电缆样品上，并在完成试验后与第二机械臂42配合完成电缆样品的摘取操作。第二机械臂42除了需要配合第一机械臂41完成电缆样品的挂载、摘取以外，还需要完成样品架从装配台2转运到老化箱3内，并执行控制线的连接与拔出等工作。本系统将原本需要人工操作的步骤，如电缆样品在样品架上的挂载、转运到老化箱3内等工作均由机械臂进行替代，最大程度的减少了试验过程中的人员参与，减少了试验过程的人员消耗。

优选的，每台老化箱3均设有一台图像采集装置，第二机械臂42的正对装配台2的位置设有一台图像采集装置。其中，正对老化箱3设置的图像采集装置，可在电缆样品完成高温试验后、对电缆样品进行高清晰的图像采集工作，并由相应的智能图像识别算法完成标志线的识别和进行标志线的距离测量。另外，正对装配台2设置的图像采集装置，可用于监控电缆样品的挂载过程、在电缆样品回温后对电缆样品进行高清晰图像采集操作，并且，其可调用智能图像识别算法完成回温后标志线的间距测量操作。

优选的，第一机械臂41和第二机械臂42的前端均具有视觉定位装置，视觉定位装置用于识别电缆样品和样品架的位置，以使第一机械臂41和第二机械臂42对电缆样品进行准确及时的抓取转移操作。

为了进一步说明本发明所提供的自动化电缆热延伸试验控制系统的使用方法，接下来进行举例说明。

1、在对电缆样品进行热延伸试验之前，控制装置可控制老化箱3温度加热至试验要求的温度(如200℃)；

2、利用第一机械臂41前端的视觉定位装置识别电缆样品和样品架的位置，以准确夹取电缆样品、并将电缆样品转运到样品架处。之后，第二机械臂42将样品架上的上夹头打开，第一机械臂41将电缆样品放置到合适位置，第二机械臂42将上夹头松开、以完成电缆样品和上夹头的装配操作；

3、第二机械臂42将定制的带有下夹头的负载砝码(标准重量负载)夹起，并将负载砝码放置到电缆样品下端对应的夹头部分，松开后负载砝码自动挂载到电缆样品的下端，如此反复操作，以完成多个电缆样品的挂载操作；

4、控制装置控制老化箱3打开箱门，利用第二机械臂42抬起样品架的提手，将整个样品架转运到老化箱3内，并且，第二机械臂42可以抓取样品架的控制线、将控制线插入老化箱3的连接端口内，以完成电缆样品的挂载、转运以及控制线的连接操作；

5、控制装置控制老化箱3关闭箱门，老化箱3可实时检测箱内温度，并将温度信号传输至控制装置，待箱内温度回升至200℃时，开始计时，计时时间为10min，也即在200℃的高温状态下对电缆样品烘烤10min；

6、当计时时间到达后，控制装置控制热老化箱3打开箱门，并控制对应的图像采集装置进行高清图像拍摄，获取清晰的高温条件下的多组电缆样品图像；

7、图像拍摄操作完成后，控制装置控制老化箱3关闭箱门，并执行砝码释放操作，使砝码与电缆样品分离，并开始进行计时、监控老化箱3的实时温度，与此同时，控制装置可根据采集的电缆样品图像，调用智能图像识别算法，识别出高温状态下每个电缆样品上的两根标志线，并计算每个电缆样品上标志线的距离；

8、当达到电缆样品的高温保温时间后，控制装置控制老化箱3停止加温操作，并控制老化箱3打开箱门；

9、第二机械臂42将样品架的控制线从老化箱3的连接端口中拔出，并将样品架转运到装配台2上；

10、等待一定时间(约20min)后，电缆样品自然冷却至常温，控制装置控制对应的图像采集装置进行高清图像拍摄，获取清晰的常温条件下的多组电缆样品图像，并调用智能图像识别算法，识别出回温状态下每个电缆样品上的两根标志线，并计算每个电缆样品上标志线的距离；

11、控制装置控制第一机械臂41和第二机械臂42配合运行，以将已完成试验的哑铃片取下，并将样品架转运到固定的位置，以完成整个试验过程。与此同时，控制装置可接收老化箱3的温度信号和测量装置5的测量数据，并输出相应的试验报告，进而便于操作人员直观得到电缆的各项特性。

需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一机械臂41和第二机械臂42，其中，第一和第二只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的自动化电缆热延伸试验控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动化电缆热延伸试验控制系统，其特征在于，包括：

传送装置(1)，其用于传送电缆样品；

装配台(2)，其放置有样品架和砝码；

老化箱(3)，其可自动开关箱门、控制所述砝码从所述电缆样品上掉落、对箱体温度进行自动控制以及实时输出温度信号；

机械装置(4)，其用于抓取所述电缆样品、将所述电缆样品的上端挂至所述样品架、将所述砝码挂至所述电缆样品的下端、将所述样品架转移至所述老化箱(3)、将所述样品架的控制线插入或拔出所述老化箱(3)的连接端口；

测量装置(5)，其用于对所述电缆样品的两个标志线的距离进行测量；

所述传送装置(1)、所述老化箱(3)、所述机械装置(4)以及所述测量装置(5)均与控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的自动化电缆热延伸试验控制系统，其特征在于，所述控制装置包括用于显示所述温度信号和所述标志线的距离数据的显示器。

3.根据权利要求1所述的自动化电缆热延伸试验控制系统，其特征在于，所述样品架设有用于夹紧所述电缆样品的上夹头，所述砝码设有用于夹紧所述电缆样品的下夹头。

4.根据权利要求1至3任一项所述的自动化电缆热延伸试验控制系统，其特征在于，所述测量装置(5)为图像采集装置，所述图像采集装置用于拍摄所述电缆样品、并利用图像识别算法对所述标志线进行识别和距离测量。

5.根据权利要求4所述的自动化电缆热延伸试验控制系统，其特征在于，所述机械装置(4)包括第一机械臂(41)和第二机械臂(42)，所述第一机械臂(41)用于在所述传送装置(1)和所述装配台(2)的区域范围对所述电缆样品进行操作，所述第二机械臂(42)用于在所述老化箱(3)和所述装配台(2)的区域范围对所述电缆样品进行操作。

6.根据权利要求5所述的自动化电缆热延伸试验控制系统，其特征在于，所述装配台(2)和3台所述老化箱(3)分布于所述第二机械臂(42)的四个侧部，所述装配台(2)的另一侧设有所述第一机械臂(41)和所述传送装置(1)，所述第一机械臂(41)和所述传送装置(1)对齐设置。

7.根据权利要求6所述的自动化电缆热延伸试验控制系统，其特征在于，每台所述老化箱(3)均设有一台所述图像采集装置，所述第二机械臂(42)的正对所述装配台(2)的位置设有一台所述图像采集装置。

8.根据权利要求5所述的自动化电缆热延伸试验控制系统，其特征在于，所述第一机械臂(41)和所述第二机械臂(42)的前端均设有用于识别所述电缆样品和所述样品架的位置的视觉定位装置，所述视觉定位装置和所述控制装置连接。

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