CN116627098A - 一种高速拖链系统用控制电缆生产系统及生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电缆生产系统技术领域，具体涉及一种高速拖链系统用控制电缆生产系统及生产方法，该系统包括绞合装置，绞合装置包括绞合模块、控制模块和人机接口模块；绞合模块用于绞合电缆；控制模块计算成缆参照系数、绞合线速度选择函数、绞合转速选择函数、绞合模块工作的安全系数、绞合模块持续工作时间选择函数和绞合模块启停选择函数，并将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至绞合模块；人机接口模块用于接收绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息并传输至客户端。本发明通过控制绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择，进而提高绞合的成缆质量。

Description

一种高速拖链系统用控制电缆生产系统及生产方法
技术领域
本发明涉及电缆生产系统技术领域，具体涉及一种高速拖链系统用控制电缆生产系统及生产方法。
背景技术
随着自动化技术的迅速发展，生产线的移动设备装置和机械手作业装置日益增多，智能化程度日渐复杂，拖链系统应用更加广泛。自动化技术的应用需要电能和控制模块本身运行良好，但其中使用电缆经常出现故障，电缆故障将使整个生产过程陷入停滞，并会导致高昂的成本。普通拖链多芯控制电缆采用绝缘线芯单根分层绞合型式，导致电缆绝缘线芯弯曲柔软性严重受限，同时电缆无法承受高强度的抗拉强度，因此使用寿命较短，可靠性较低，无法适用高速运行的自动化拖链系统。
有鉴如此，高速拖链系统用控制电缆通过以较小节距绞合的线芯单元并围绕高强度扩径的中心抗拉填充绳为轴心再进行小节距绞合成缆的结构优化的设计，极大地提高了线芯单元和电缆整体柔软度和抗拉强度，降低了拖链控制电缆在高速往复运动中导电线芯断芯、绝缘和护套层因机械应力和动态疲劳导致电缆破损等故障率。
公开号为CN113871100A的申请文件公开了一种高质量的电力电缆铰制生产系统以及生产方法，该方法为，第一步骤：通过开卷机开卷后的电线以及电缆对应穿过分线结构和绞合结构至包覆结构中；所述分线结构相应的对电线以及电缆进行分线排列；第二步骤：若干电线环绕电缆排列，且通过分线结构中的绞合片挤靠在电缆侧壁上；然后通过推挤结构中的推挤条片推挤电线按序排列设置；之后若干挤压环偏心运动按压规整电线贴附在电缆表面；第三步骤：规整后的电线通过弹性环块通过负压作用抽取电线之间气体，之后通过软质橡胶环包紧，便于包覆结构进行包覆工作。
绞合过程中该系统的绞合线速度、绞合转速以及绞合持续工作时间并未限定，其容易降低绞合成缆的质量。
发明内容
本发明的目的在于提高成缆的质量，针对上述存在的不足，提出一种高速拖链系统用控制电缆生产系统及生产方法。
本发明采用如下技术方案：
一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，包括绞合装置，所述绞合装置包括绞合模块、控制模块和人机接口模块；
所述绞合模块用于绞合电缆；
所述控制模块计算成缆参照系数、绞合线速度选择函数、绞合转速选择函数、绞合模块工作的安全系数、绞合模块持续工作时间选择函数和绞合模块启停选择函数，并将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至绞合模块；
所述人机接口模块用于接收绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息并传输至客户端；
所述控制模块计算成缆参照系数时，满足以下式子：
；
其中，为成缆参照系数，/>为成缆节距，由工程师根据经验设定，/>为成缆直径。
可选的，所述绞合模块包括速度子模块、节距输出子模块、启停子模块和计时子模块；
所述速度子模块用于接收绞合线速度和绞合转速信息；
所述节距输出子模块用于限定成缆节距；
所述启停子模块用于接收启停选择信息且启停绞合模块；
所述计时子模块用于计算持续工作时间。
可选的，所述控制模块计算绞合线速度选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合线速度选择函数，/>至/>为不同的绞合线速度，其由工程师根据经验设定，/>至/>表示不同绞合线速度对应的选择阈值，其由工程师根据经验设定。
可选的，所述控制模块计算绞合转速选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合转速选择函数，/>至/>为不同的绞合转速，其由工程师根据经验设定，/>至/>表示不同绞合转速对应的选择阈值，其由工程师根据经验设定。
可选的，所述控制模块计算绞合模块工作的安全系数时，满足以下式子：
绞合模块工作的安全系数；
所述控制模块计算绞合模块持续工作时间选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合模块持续工作时间选择函数，/>至/>为不同的持续工作时间，其由工程师根据经验设定，/>至/>表示不同持续工作时间对应的选择阈值，其由工程师根据经验设定；
所述控制模块计算绞合模块启停选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合模块启停选择函数，/>为绞合模块持续工作的时间，/>为绞合模块持续工作时间的最大值，其由工程师根据经验设定；/>=1表示绞合模块可继续工作；/>=0表示绞合模块需要停机。
可选的，所述绞合装置还包括用于检测断线的检测模块。
可选的，所述绞合装置还包括报警模块，所述检测模块输出断线压力值至控制模块，所述控制模块用于计算断裂预判系数和报警模式选择函数；
所述控制模块计算断裂预判系数时，满足以下式子：
；
其中，为断裂预判系数，/>为压力值，/>为绞合的扭转角度；
所述控制模块计算报警模式选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为报警模式选择函数，/>至/>表示不同的报警模式，由工程师根据实际要求预先设定，每个报警模式中包括报警响应时间、报警持续时长和断线类型的预判，/>至/>表示不同报警模式对应的选择阈值，由工程师根据经验设定。
本发明还提供一种高速拖链系统用控制电缆生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制模块计算成缆参照系数、绞合线速度选择函数、绞合转速选择函数、绞合模块工作的安全系数、绞合模块持续工作时间选择函数和绞合模块启停选择函数，并将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至绞合模块；
S2：绞合模块根据绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息提示工作；
S3：检测模块检测断线；
S4：控制模块计算断裂预判系数和报警模式选择函数，并将报警模式传输至报警模块；
S5：报警模块根据报警模式作出响应；
S6：人机接口模块将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至客户端。
本发明所取得的有益效果是：
1、控制模块通过成缆参照系数计算绞合线速度选择函数，将绞合线速度传输至绞合模块，能提高绞合的成缆质量；
2、控制模块通过成缆参照系数计算绞合转速选择函数，将绞合转速传输至绞合模块，能提高绞合的成缆质量；
3、控制模块通过绞合模块工作的安全系数计算绞合模块持续工作时间选择函数，将绞合模块持续工作时间传输至绞合模块，对绞合模块起到保护的效果，且降低成缆时出现过热的情形；
4、控制模块计算绞合模块启停选择函数，将绞合模块启停信息传输至绞合模块，对绞合模块起到保护的效果，有助于增长绞合模块的使用寿命；
5、绞合过程中在检测模块和报警模块的配合下，能及时提醒工人出现断线的问题，有助于提高绞合的质量。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明一种高速拖链系统用控制电缆生产系统实施例一的整体结构示意图；
图2为本发明一种高速拖链系统用控制电缆生产系统中绞合装置的结构示意图；
图3为本发明一种高速拖链系统用控制电缆生产方法的方法流程图；
图4为本发明一种高速拖链系统用控制电缆生产系统实施例二中视觉模块的结构示意图；
图5为本发明一种高速拖链系统用控制电缆生产系统实施例二中通过视觉模块拍摄的模板图像；
图6为本发明一种高速拖链系统用控制电缆生产系统实施例二中通过视觉模块拍摄的初始图像；
图7为本发明一种高速拖链系统用控制电缆生产系统实施例三中视觉模块的结构示意图；
图8是本发明一种高速拖链系统用控制电缆生产系统实施例三中通过视觉模块拍摄的修复图像；
图9是本发明一种高速拖链系统用控制电缆生产系统实施例四中打标模块的结构示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸描绘，事先声明。以下实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一：本实施例提供了一种高速拖链系统用控制电缆生产系统。结合图1至图3所示。
一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，包括绞合装置，所述绞合装置包括绞合模块、控制模块和人机接口模块；
所述绞合模块用于绞合电缆；
所述控制模块计算成缆参照系数、绞合线速度选择函数、绞合转速选择函数、绞合模块工作的安全系数、绞合模块持续工作时间选择函数和绞合模块启停选择函数，并将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至绞合模块；
所述人机接口模块用于接收绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息并传输至客户端；
所述控制模块计算成缆参照系数时，满足以下式子：
；
其中，为成缆参照系数，/>为成缆节距，由工程师根据经验设定，/>为成缆直径。
可选的，所述绞合模块包括速度子模块、节距输出子模块、启停子模块和计时子模块；
所述速度子模块用于接收绞合线速度和绞合转速信息；
所述节距输出子模块用于限定成缆节距；
所述启停子模块用于接收启停选择信息且启停绞合模块；
所述计时子模块用于计算持续工作时间。
可选的，所述控制模块计算绞合线速度选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合线速度选择函数，/>至/>为不同的绞合线速度，其由工程师根据经验设定，/>至/>表示不同绞合线速度对应的选择阈值，其由工程师根据经验设定。
可选的，所述控制模块计算绞合转速选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合转速选择函数，/>至/>为不同的绞合转速，其由工程师根据经验设定，/>至/>表示不同绞合转速对应的选择阈值，其由工程师根据经验设定。
可选的，所述控制模块计算绞合模块工作的安全系数时，满足以下式子：
绞合模块工作的安全系数；
所述控制模块计算绞合模块持续工作时间选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合模块持续工作时间选择函数；/>至/>为不同的持续工作时间，其由工程师根据经验设定；/>至/>表示不同持续工作时间对应的选择阈值，其由工程师根据经验设定；
所述控制模块计算绞合模块启停选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合模块启停选择函数，/>为绞合模块持续工作的时间，/>为绞合模块持续工作时间的最大值，其由工程师根据经验设定；/>=1表示绞合模块可继续工作；/>=0表示绞合模块需要停机。
可选的，所述绞合装置还包括用于检测断线的检测模块。
在本实施例中，检测模块具体为压力传感器。
在其他实施例中，检测模块具体为触感传感器，触感传感器为导体，触感传感器和启停子模块电性连接，当断线部位出现翘曲时，断线与触感传感器接触，此时导通了触感传感器和启停子模块，此时启停子模块接收触感传感器的停机信号，使绞合模块停机。
可选的，所述绞合装置还包括报警模块，所述检测模块输出断线压力值至控制模块，所述控制模块用于计算断裂预判系数和报警模式选择函数；
所述控制模块计算断裂预判系数时，满足以下式子：
；
其中，为断裂预判系数，/>为压力值，/>为绞合的扭转角度，其在绞合前根据经验选择；
所述控制模块计算报警模式选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为报警模式选择函数，/>至/>表示不同的报警模式，由工程师根据实际要求预先设定，每个报警模式中包括报警响应时间、报警持续时长和断线类型的预判，/>至/>表示不同报警模式对应的选择阈值，由工程师根据经验设定。
具体的，当断裂预判系数越高，对应的报警响应时间越快，且报警持续时长越长，且通过断裂预判系数能预判断线的类型，工人能携带修复的工具及时对断线位置进行修复。
本发明还提供一种高速拖链系统用控制电缆生产方法，结合图3所示。
一种高速拖链系统用控制电缆生产方法，包括以下步骤：
S1：控制模块计算成缆参照系数、绞合线速度选择函数、绞合转速选择函数、绞合模块工作的安全系数、绞合模块持续工作时间选择函数和绞合模块启停选择函数，并将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至绞合模块；
S2：绞合模块根据绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息提示工作；
S3：检测模块检测断线；
S4：控制模块计算断裂预判系数和报警模式选择函数，并将报警模式传输至报警模块；
S5：报警模块根据报警模式作出响应；
S6：人机接口模块将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至客户端。
实施例二：本实施例包含了实施例一的全部内容，提供了一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，结合图4至图6所示。
由于检测模块通过翘曲的断裂点产生一定的压力值，从而输出断裂的信号，当断裂点的断裂程度较小时，检测模块可能出现误判。且由于检测模块只能检测某一段是否存在断裂点，后续需要工人筛查断裂的位置，较为繁琐。
因此，绞合装置还包括视觉模块，视觉模块用于重新检测绞合的断裂位置。
视觉模块包括拍摄子模块、模板子模块、对比子模块和定位子模块。
拍摄子模块用于拍摄待测物的初始图像；
模板子模块用于预先设置、储存模板图像；
对比子模块将初始图像和模板图像对比，得出断裂位置的断裂距离并传输至控制模块；控制模块计算断裂危险系数和断裂危险性的判断选择函数；人机接口模块将对比后的定位信息、断裂危险性的判断传输至客户端；
定位子模块用于输出对比后断裂位置的定位信息。
控制模块计算断裂危险系数时，满足以下式子：
，
其中，为断裂危险系数；/>为断裂位置的断裂距离。
控制模块计算断裂危险性的判断选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为断裂危险性的判断选择函数，/>为断裂危险系数的阈值，其由工程师根据经验设定；/>=1表示断裂危险性较低，即对应的断裂位置可修复；/>=0表示断裂危险性较高，即对应的断裂位置不可修复。
在本实施例中，由于绞合物体以及绞合时受到转动角度的影响，初始图像可能会有一定的误差，因此得出初始图像后可以通过处理软件对图像进行处理，例如，对初始图像中的待测物的轮廓进行勾勒，且在待测物的边缘位置进行填充的操作，比较容易对比初始图像和模板图像。
实施例三：本实施例包含了实施例二的全部内容，提供了一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，结合图7和图8所示。
视觉模块还包括用于拍摄待测物修复后的修复图像的校对子模块，并将修复图像和模板图像校对，并得出修复后的断裂距离并传输至控制模块；定位子模块还用于输出修复后的定位信息；控制模块计算校对系数和修复完整性的判断选择函数；人机接口模块将校对后的定位信息、修复完整性的判断传输至客户端；
控制模块计算校对系数时，满足以下式子：
；
其中，为校对系数，/>为断裂位置修复后的断裂距离；
控制模块计算修复完整性的判断选择函数，满足以下式子：
；
其中，为修复完整性的判断选择函数，/>为校对系数的阈值，其由工程师根据经验设定；/>=1表示修复完整性较高，即对应的断裂位置完成修复；/>=0表示修复完整性较低，即对应的断裂位置修复失败。
可选的，关于获取的模板图像、初始图像和修复图像，由于拍摄过程中由于环境的影响，可能导致获取的图像出现不清楚的情形，因此，以其中一种图像为例，将图像分割为多个区域，获取不同区域的亮度值，且工人根据经验提前设定亮度值的阈值，当对应的亮度值小于设定亮度值的阈值时，打开补光灯进行补光的操作以增加实时亮度值。
补光后通过视觉模块再次获取初始图像，然后对初始图像进行灰度直方图统计，确定灰度直方图中灰度值对应的白色区域的像素数，工人根据经验提前设定白色区域的像素数的阈值，当对应的像素数小于像素数的阈值时，判断初始图像过暗，当对应的像素数大于像素数的阈值时，判断初始图像过曝，从而再次调节补光灯。
实施例四：本实施例包含了实施例三的全部内容，提供了一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，结合图9所示。
绞合装置还包括用于在修复后的位置上标注颜色的打标模块，视觉模块、控制模块、人机接口模块和打标模块相互电性连接。
打标模块包括储存子模块和变色子模块；
储存子模块用于接收修复完整性的判断信息，储存子模块提取=1对应的定位信息，然后作出打标的准备；
变色子模块通过激光的方式在成缆的表面进行打标的操作。
增设打标模块的目的主要是对修复后的位置进行标记，后续便于工人再次定点复检，有助于提高复检的效率。且工人根据经验设定和/>，当/>的取值大于等于/>时标注为红色，当/>的取值小于等于/>时标注为黄色，当/>的取值在/>和/>的区间范围内时标注为橙色。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素是可以更新的。

Claims (8)

1.一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，其特征在于，包括绞合装置，所述绞合装置包括绞合模块、控制模块和人机接口模块；
所述绞合模块用于绞合电缆；
所述控制模块计算成缆参照系数、绞合线速度选择函数、绞合转速选择函数、绞合模块工作的安全系数、绞合模块持续工作时间选择函数和绞合模块启停选择函数，并将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至绞合模块；
所述人机接口模块用于接收绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息并传输至客户端；
所述控制模块计算成缆参照系数时，满足以下式子：
；
其中，为成缆参照系数，/>为成缆节距，由工程师根据经验设定，/>为成缆直径。
2.如权利要求1所述的一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，其特征在于，所述绞合模块包括速度子模块、节距输出子模块、启停子模块和计时子模块；
所述速度子模块用于接收绞合线速度和绞合转速信息；
所述节距输出子模块用于限定成缆节距；
所述启停子模块用于接收启停选择信息且启停绞合模块；
所述计时子模块用于计算持续工作时间。
3.如权利要求2所述的一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，其特征在于，所述控制模块计算绞合线速度选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合线速度选择函数，/>至/>为不同的绞合线速度，其由工程师根据经验设定，/>至/>表示不同绞合线速度对应的选择阈值，其由工程师根据经验设定。
4.如权利要求3所述的一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，其特征在于，所述控制模块计算绞合转速选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合转速选择函数，/>至/>为不同的绞合转速，其由工程师根据经验设定，/>至/>表示不同绞合转速对应的选择阈值，其由工程师根据经验设定。
5.如权利要求4所述的一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，其特征在于，所述控制模块计算绞合模块工作的安全系数时，满足以下式子：
绞合模块工作的安全系数；
所述控制模块计算绞合模块持续工作时间选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合模块持续工作时间选择函数，/>至/>为不同的持续工作时间，其由工程师根据经验设定，/>至/>表示不同持续工作时间对应的选择阈值，其由工程师根据经验设定；
所述控制模块计算绞合模块启停选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为绞合模块启停选择函数，/>为绞合模块持续工作的时间，/>为绞合模块持续工作时间的最大值，其由工程师根据经验设定；/>=1表示绞合模块可继续工作；/>=0表示绞合模块需要停机。
6.如权利要求5所述的一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，其特征在于，所述绞合装置还包括用于检测断线的检测模块。
7.如权利要求6所述的一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，其特征在于，所述绞合装置还包括报警模块，所述检测模块输出断线压力值至控制模块，所述控制模块用于计算断裂预判系数和报警模式选择函数；
所述控制模块计算断裂预判系数时，满足以下式子：
；
其中，为断裂预判系数，/>为压力值，/>为绞合的扭转角度；
所述控制模块计算报警模式选择函数时，满足以下式子：
；
其中，为报警模式选择函数，/>至/>表示不同的报警模式，由工程师根据实际要求预先设定，每个报警模式中包括报警响应时间、报警持续时长和断线类型的预判，/>至表示不同报警模式对应的选择阈值，由工程师根据经验设定。
8.一种高速拖链系统用控制电缆生产方法，采用如权利要求7所述的一种高速拖链系统用控制电缆生产系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1：控制模块计算成缆参照系数、绞合线速度选择函数、绞合转速选择函数、绞合模块工作的安全系数、绞合模块持续工作时间选择函数和绞合模块启停选择函数，并将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至绞合模块；
S2：绞合模块根据绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息提示工作；
S3：检测模块检测断线；
S4：控制模块计算断裂预判系数和报警模式选择函数，并将报警模式传输至报警模块；
S5：报警模块根据报警模式作出响应；
S6：人机接口模块将绞合线速度、绞合转速、持续工作时间和启停选择信息传输至客户端。
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