CN115441364B - 用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构 - Google Patents
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Abstract
一种用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，包括切削刀具、可调节垫片、刀具支架、高精度线性组件、立式支架、零位传感器、CAN总线闭环步进电机、PLC控制器、转盘、连接电缆。所述切削刀具和可调节垫片固定在刀具支架上，刀具支架与高精度线性组件刚性连接，CAN总线闭环步进电机固定在高精度线性组件上，零位传感器布置在高精度线性组件内，高精度线性组件固定在立式支架上，CAN总线闭环步进电机、PLC控制器通过连接电缆相连接，立式支架、PLC控制器均固定在转盘上。本发明结构简单实用、轻量化，有一定的防尘性能，便于施工现场实际使用，节约大量人力，保证工艺质量。
Description
技术领域
本发明属于电缆接头施工领域，具体涉及一种用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构。
背景技术
电缆接头又称电缆头。电缆铺设好后，为了使其成为一个连续的线路，各段线必须连接为一个整体，这些连接点就称为电缆接头。电缆线路中间部位的电缆接头称为中间接头，而线路两末端的电缆接头称为终端头。目前，电缆接头施工中，针对电缆接头的电缆绝缘的剥切处理是一道非常关键、又费时费力的工艺，目前主要是依靠手工进行处理，虽然有一些手动工具进行辅助，但效率、效果均没有本质的提升，难以跟上机械化、自动化的技术革新浪潮，工艺质量、施工效率都需要有很大提升空间才能提升相应的电缆绝缘剥切效率和效果。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其精度高，工作效率高，同时结构简单实用、轻量化，有一定防尘性能，便于施工现场实际使用，节约大量人力，保证工艺质量。
本发明采用如下的技术方案。
一种用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，包括：
可调式刀具设备、控制设备、线性设备、调节设备与旋转设备；
所述可调式刀具设备、控制设备、线性设备与调节设备均设置在旋转设备上；
所述可调式刀具设备用于将其切削刀具的刀尖调节至指向旋转设备的转盘中心；
所述控制设备与调节设备相连，所述控制设备用于控制调节设备带动切削刀具在垂直于转盘的盘面的方向上运动；
所述线性设备用于让切削刀具线性运动；
所述旋转设备用于旋转带动切削刀具旋转运动。
优选地，所述可调式刀具设备包括切削刀具、可调节垫片与刀具支架；
所述切削刀具与刀具支架之间通过可调节垫片固连在一起；
所述可调节垫片用于基于其尺寸大小来将切削刀具的刀尖调节至指向旋转设备的转盘中心。
优选地，所述刀具支架上设置有凹槽和处在凹槽旁的螺丝孔，所述切削刀具的下端与处在凹槽中的可调节垫片相接，所述切削刀具通过在凹槽旁的螺丝孔螺接固定在刀具支架上。
优选地，所述线性设备包括高精度线性组件；
所述刀具支架固连在高精度线性组件的滑块上。
优选地，所述刀具支架与高精度线性组件的滑块刚性连接。
优选地，所述高精度线性组件为KK线性模组。
优选地，所述调节设备包括立式支架与CAN总线闭环步进电机；
所述CAN总线闭环步进电机的输出端通过丝杠与高精度线性组件的滑块固连，该滑块可在所述CAN总线闭环步进电机的牵引下而在垂直于转盘的盘面的方向上运动，所述高精度线性组件固定在立式支架上。
优选地，所述立式支架上设置有定位肩和螺丝孔，所述高精度线性组件抵接在定位肩上，且通过该螺丝孔与所述立式支架螺接固定。
优选地，所述控制设备包括零位传感器、连接电缆与PLC控制器；
所述零位传感器与CAN总线闭环步进电机均同PLC控制器通过连接电缆电连接；
所述零位传感器用于确定设定的零位。
优选地，所述零位传感器为光电传感器，所述设定的零位上设置着用来反射光电传感器发射的光电信号的挡板。
优选地，所述零位传感器设置在高精度线性组件内。
优选地，所述旋转设备包括转盘；
所述转盘用于旋接在马达的输出端。
优选地，所述PLC控制器与立式支架固定在所述转盘上。
优选地，所述转盘旋接在用于电缆绝缘剥切的智能机器人的剥切位置的伺服电机的输出端。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明精度高，实际使用时，PLC控制器通过连接电缆控制CAN总线闭环步进电机精准转动，带动高精度线性组件和切削刀具进行指向转盘中心的线性运动，确保系统切削电缆的精度；实用性好。该切削机构的设计结构简单实用、轻量化，有一定的防尘性能，便于施工现场实际使用，大大减少了人力参与，使工程的人工成本大大降低；工作效率高。该用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构用于电缆绝缘剥切智能机器人，实现高精度电缆切削，工作效率要远远超过人工，缩短了工程周期；本发明的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其精度高、实用性好、工作效率高，有效提升电缆接头施工的机械化、自动化水平，同时节约大量人力，保证工艺质量，缩短工程周期。
附图说明
图1为本发明的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构的主视图；
图2为本发明的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构的侧视图；
图3为本发明的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构的装配校准示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1和图2所示，本发明所述的一种用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，包括：
可调式刀具设备、控制设备、线性设备、调节设备与旋转设备；
所述可调式刀具设备、控制设备、线性设备与调节设备均设置在旋转设备上；
所述可调式刀具设备用于将其切削刀具的刀尖调节至指向旋转设备的转盘中心；
所述控制设备与调节设备相连，所述控制设备用于控制调节设备带动切削刀具在垂直于转盘的盘面的方向上运动；
所述线性设备用于让切削刀具线性运动；
所述旋转设备用于旋转带动切削刀具旋转运动。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述可调式刀具设备包括切削刀具1、可调节垫片2与刀具支架3；
所述切削刀具1与刀具支架3之间通过可调节垫片2固连在一起；
所述可调节垫片2用于基于其尺寸大小来将切削刀具的刀尖调节至指向旋转设备的转盘中心。
具体的，在切削刀具装配校准阶段，通过调整可调节垫片，使切削刀具的刀尖与转盘中心之间的距离L为零，确保切削刀具的刀尖指向转盘中心。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述刀具支架3上设置有凹槽和处在凹槽旁的螺丝孔，所述切削刀具1的下端与处在凹槽中的可调节垫片2相接，所述切削刀具1通过在凹槽旁的螺丝孔螺接固定在刀具支架3上。
具体的，所述切削刀具1的下端与处在凹槽中的可调节垫片2相接，所述切削刀具1通过在凹槽旁的螺丝孔螺接固定在刀具支架3上，这样就将所述切削刀具和可调节垫片固定在刀具支架上。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述线性设备包括高精度线性组件4；
所述刀具支架3固连在高精度线性组件4的滑块上。高精度线性组件4的长度方向与转盘的盘面保持平行。
具体的，所述刀具支架3固定在高精度线性组件4的滑块上，就能在切削刀具装配校准阶段，让切削刀具的刀尖在高精度线性组件的带动下分别运动至图3所示的两个位置A、B，用辅助工具测量出位置A、B的连线与转盘中心的距离L，通过调整可调节垫片，使距离L为零，确保切削刀具的刀尖指向转盘中心。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述刀具支架3与高精度线性组件4的滑块刚性连接。
具体的，所述刀具支架3与高精度线性组件4的滑块刚性连接的结构，能够让切削刀具的刀尖在高精度线性组件的带动下的运动更为平稳。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述高精度线性组件4为KK线性模组。
具体的，KK线性模组又称工业机器人、线性模组、直线滑台、线性滑台、电动缸、电动滑台、机械手臂、机械手、直角坐标机器人、单轴机器人；是由马达驱动的移动平台，由滚珠螺杆的U型线性滑轨导引构成，其滑座同时为滚珠螺杆的驱动螺帽及线性滑轨的导引滑块。主要是采用直线导轨与滚珠丝杆优点，将螺帽与滑块设计成一体式机构，并搭配高刚性的U型轨更佳化断面，可达到更佳空间节省与大幅度减少组装的时间，确保其高刚性、高精度的要求。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述调节设备包括立式支架6与CAN总线闭环步进电机7；
所述CAN总线闭环步进电机7的输出端通过丝杠与高精度线性组件4的滑块固连，该滑块可在所述CAN总线闭环步进电机7的牵引下而在垂直于转盘10的盘面的方向上运动，所述高精度线性组件4固定在立式支架6上。
具体的，丝杠与高精度线性组件4的滑块固连是通过丝杠的螺母来同高精度线性组件4的滑块固连的。这样，该滑块可在所述CAN总线闭环步进电机7的牵引下而在垂直于转盘10的盘面的方向上运动。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述立式支架6上设置有定位肩和螺丝孔，所述高精度线性组件4抵接在定位肩上，且通过该螺丝孔与所述立式支架6螺接固定。
具体的，所述高精度线性组件4抵接在定位肩上能够起到更好的对所述高精度线性组件4的定位作用。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述控制设备包括零位传感器5、连接电缆8与PLC控制器9；
所述零位传感器5与CAN总线闭环步进电机7均同PLC控制器9通过连接电缆8电连接；
所述零位传感器5用于确定设定的零位。
具体的，所述零位传感器5用于确定设定的零位的方式是，当高精度线性组件移动至特定位置，零位传感器动作时，当前位置即被确定为零位，由PLC控制器进行记录。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述零位传感器5为光电传感器，所述设定的零位上设置着用来反射光电传感器发射的光电信号的挡板。
具体的，所述零位传感器5为光电传感器，所述设定的零位上设置着用来反射光电传感器发射的光电信号的挡板，这样光电传感器发射的光电信号被挡板反射回来时，光电传感器就动作而把该反射信号送达PLC控制器中，以此通知PLC控制器记录并表示此时零位传感器5的位置就是零位。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述零位传感器5设置在高精度线性组件内。
具体的，所述零位传感器5设置在高精度线性组件内，确保零位传感器5不受外界粉尘、碎屑影响，从而保证用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构具有一定的防尘性能。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述旋转设备包括转盘10；
所述转盘10用于旋接在马达的输出端。
具体的，所述转盘10用于旋接在马达的输出端，就能在马达的转动下带动所述切削刀具旋转。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述PLC控制器9与立式支架6固定在所述转盘10上。
具体的，所述PLC控制器9与立式支架6固定在所述转盘10上，就更能紧凑的设置所述PLC控制器9与立式支架6，更为节省使用空间。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述转盘10旋接在用于电缆绝缘剥切的智能机器人的剥切位置的伺服电机的输出端。
具体的，所述转盘10旋接在用于电缆绝缘剥切的智能机器人的剥切位置的伺服电机的输出端，使得本发明能在用于电缆绝缘剥切的智能机器人上运用，实现高精度电缆切削，同时结构简单实用、轻量化。
本发明所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构的工作原理为：
切削刀具装配校准阶段，即让切削刀具的刀尖在高精度线性组件上分别运动至图3所示的两个位置A、B，用辅助工具测量出A、B连线与转盘中心的距离L，通过调整可调节垫片，使距离L为零，确保切削刀具的刀尖指向转盘中心。
开机自检阶段，即PLC控制器通过连接电缆控制CAN总线闭环步进电机精准转动，带动高精度线性组件进行找零，当高精度线性组件移动至特定位置，零位传感器动作时，当前位置即被确定为零位，由PLC控制器进行记录。
进行电缆绝缘剥切时，转盘带动切削刀具高速旋转，PLC控制器计算出高精度线性组件应该运行到达的一系列目标位置，通过连接电缆控制CAN总线闭环步进电机精准转动，带动高精度线性组件和切削刀具在指定的时间内运动至指定目标位置，实现高精度电缆切削。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明精度高，实际使用时，PLC控制器通过连接电缆控制CAN总线闭环步进电机精准转动，带动高精度线性组件和切削刀具进行指向转盘中心的线性运动，确保系统切削电缆的精度；实用性好。该切削机构的设计结构简单实用、轻量化，有一定的防尘性能，便于施工现场实际使用，大大减少了人力参与，使工程的人工成本大大降低；工作效率高。该用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构用于电缆绝缘剥切智能机器人，实现高精度电缆切削，工作效率要远远超过人工，缩短了工程周期；本发明的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其精度高、实用性好、工作效率高，有效提升电缆接头施工的机械化、自动化水平，同时节约大量人力，保证工艺质量，缩短工程周期。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，包括：
可调式刀具设备、控制设备、线性设备、调节设备与旋转设备；
所述可调式刀具设备、控制设备、线性设备与调节设备均设置在旋转设备上；所述可调式刀具设备用于将其切削刀具的刀尖调节至指向旋转设备的转盘中心；
所述控制设备与调节设备相连，所述控制设备用于控制调节设备带动切削刀具在垂直于转盘的盘面的方向上运动；
所述线性设备用于让切削刀具线性运动；
所述旋转设备用于旋转带动切削刀具旋转运动；
可调式刀具设备包括切削刀具、可调节垫片与刀具支架，其中，切削刀具与刀具支架之间通过可调节垫片固连在一起，可调节垫片用于基于其尺寸大小来将切削刀具的刀尖调节至指向旋转设备的转盘中心；
线性设备包括高精度线性组件；调节设备包括立式支架与CAN总线闭环步进电机；控制设备包括零位传感器、连接电缆与PLC控制器；旋转设备包括转盘；其中，高精度线性组件固定在立式支架上，刀具支架固连在高精度线性组件的滑块上，零位传感器设置在高精度线性组件内；CAN总线闭环步进电机的输出端通过丝杠与高精度线性组件的滑块固连；零位传感器与CAN总线闭环步进电机、PLC控制器通过连接电缆电连接；PLC控制器与立式支架固定在转盘上。
2.根据权利要求1所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，所述刀具支架上设置有凹槽和处在凹槽旁的螺丝孔，所述切削刀具的下端与处在凹槽中的可调节垫片相接，所述切削刀具通过在凹槽旁的螺丝孔螺接固定在刀具支架上。
3.根据权利要求1所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，所述刀具支架与高精度线性组件的滑块刚性连接。
4.根据权利要求1所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，所述高精度线性组件为KK线性模组。
5.根据权利要求1所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，
高精度线性组件的滑块在所述CAN总线闭环步进电机的牵引下而在垂直于转盘的盘面的方向上运动。
6.根据权利要求5所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，所述立式支架上设置有定位肩和螺丝孔，所述高精度线性组件抵接在定位肩上，且通过该螺丝孔与所述立式支架螺接固定。
7.根据权利要求1所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，
所述零位传感器用于确定设定的零位。
8.根据权利要求7所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，所述零位传感器为光电传感器，所述设定的零位上设置着用来反射光电传感器发射的光电信号的挡板。
9.根据权利要求1所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，
所述转盘用于旋接在马达的输出端。
10.根据权利要求9所述的用于电缆绝缘剥切智能机器人的轻量化高精度切削机构，其特征在于，所述转盘旋接在用于电缆绝缘剥切的智能机器人的剥切位置的伺服电机的输出端。
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