CN117893103B - 一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及产品质量管理控制技术领域，尤其是一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统，包括导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块、电缆质量评估分析模块、生产线反馈调控模块以及云端数据库；其中，导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块、电缆质量评估分析模块、生产线反馈调控模块均与云端数据库实现信号连接。本发明中在进行交联电缆产品质量管理控制时，能够通过对生产过程中的多个因子的控制实现多因子参数的综合管控，对导体的单丝拉制环节、导体绞合环节以及后续的导体包裹绝缘材料等环节分别进行了相关参数的分析，同时又结合多个因子对其综合影响因素进行了评估分析。
Description
技术领域
本发明涉及产品质量管理控制技术领域，尤其是一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统。
背景技术
交联电缆作为一种重要的电力传输媒介，如何合理控制其生产环节、保证电缆产品的质量管控，对于提高交联电缆生产质量有着重要意义。
目前，在对交联电缆产品进行管理控制时，主要是采用样检的方式，通过随机抽取当前批次的电缆产品并对其产品本身进行检测来达到判断电缆产品品质的目的。
从现有的电缆产品采用样检的方式可以看出，这种直接抽检电缆成品来判断其品质的方式明显存在一定的不足之处：一方面，考虑到交联电缆在生产过程中，其质量受到多个环节的共同影响，单纯针对末端的电缆成品进行抽检只能判断当前的电缆产品的合格状态，但是当其出现质量缺陷时却无法判断缺陷原因，导致后续产品改良方向不明确，不利于电缆生产技术的不断完善；另一方面，直接对最终的产品进行抽检得到抽检结果的方式，无法对生产过程中的电缆中间体进行及时补救，容易造成同生产批次产品的浪费，不能在生产环节中完成及时响应与反馈。
另外，现有的电缆生产车间中在进行电缆产品的管控时也存在一些针对中间环节进行管控的技术，例如，在专利公开号为CN112132698A的专利文献中公开了一种电缆生产线监控系统。
通过上述文献记载可以看出，其主要是通过订单量跟踪模块、订单量反馈模块、订单量统计模块与订单流向监控模块的共同作用使得订单的统计效果较好，同时根据实际所需的订单量来调节速率调节模块，从而对电缆生产线的生产速率调节，以满足相应的生产需求；然而，并未在实际生产过程中对电缆中间体的质量进行监管、控制，同样无法有效地提高和管控交联电缆生产线中得到的电缆产品的质量。
为此，本发明针对现有电缆生产线车间中在对交联电联产品生产环节的质量控制问题进行了优化与改进，特此提出了一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统，用以更好地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统，包括：导体参数获取模块：用于获取交联电缆生产过程中的导体相关参数信息。
交联绝缘体参数获取模块：用于获取生产过程中的电缆绝缘体相关参数信息。
电缆质量评估分析模块：用于整合导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的处理结果并综合分析当前交联电缆产品质量。
生产线反馈调控模块：用于根据电缆质量评估分析模块的处理结果判断并锁定目标生产线的调控工位及调控方式。
云端数据库：用于在云端存储全部参数信息及处理结果信息并将信息在各模块之间共享。
在上述任一方案中优选的是，所述导体参数获取模块中的导体相关参数信息包括单丝导体表面缺陷度、单丝导体的整体表面缺陷率、导电线芯的安全性弯曲指数。
在上述任一方案中优选的是，所述导体参数获取模块的工作过程包括：经拉丝机拉制后的单丝导体连续穿过工业CT扫描仪并扫描获取单丝导体三维扫描结构。
将单丝导体三维扫描结构导入可视化软件内部重建得到单丝导体三维模型。
沿轴向方向获取单丝导体三维模型上各取样段处的单丝导体上的导体表面凹陷体积；其中，/>表示当前取样段的编号，/>表示第/>个取样段处的单丝导体表面存在的凹陷数量。
通过分析公式得到第/>个取样段处的圆周方向上的单丝导体表面缺陷度/>，其中，/>表示单丝导体表面凹陷体积允许阈值。
若时，则当前取样段的单丝导体表面缺陷度符合要求；否则，当前取样段存在熔断风险；此时，发出单丝导体拉制缺陷导致的后续熔断风险预警信号；其中，/>表示单丝导体表面缺陷度的阈值。
当时，通过分析公式/>得到单丝导体平均表面缺陷率；若/>时，则单丝导体的整体表面缺陷率符合要求；否则，单丝导体外形拉制质量不合格；其中，/>表示单丝导体的整体表面缺陷率阈值。
在上述任一方案中优选的是，所述导体参数获取模块的工作过程还包括：截取绞制机绞合后的适当长度的导电线芯作为绞制线芯取样段；将绞制线芯取样段两端固定并通电，然后使其处于刚好被水平拉直状态。
在绞制线芯取样段的中部一侧间隔固定安装测试电机，在测试电机的电机轴上固定安装阻燃摆臂；启动测试电机并带动阻燃摆臂摆动，同时依靠阻燃摆臂的外端拨动绞制线芯取样段中心并施加额定的压力使其不断弯曲同时张紧，观察绞制线芯取样段的电流、电压数值波动以及绞制线芯取样段的电火花现象；同时，记录绞制线芯取样段中心的最大径向弯曲幅度。
当电流、电压数值波动均符合要求且无明显电火花现象时，则当前绞制线芯取样段的导体绞制紧密度符合要求；否则，导体绞制紧密度不符合要求，并发出绞制不合格的预警信号。
通过分析公式得到绞制线芯取样段正常工作状态下的极限张力伸长率；其中，/>为绞制线芯取样段的取样长度，/>为导体张紧修正系数。
通过分析公式得到绞制线芯取样段正常工作状态下的极限弯曲角度值/>；其中，/>为绞制线芯取样段的两固定端及张紧后的中心点位共同所处的基圆的半径。
通过分析公式得到导电线芯的安全性弯曲指数；其中，/>分别为极限张力伸长率因子的权重系数、极限弯曲因子的权重系数，/>导体弯曲安全修正系数。
当时，则当前导电线芯的安全性弯曲性能满足使用要求，当前导电线芯绞制质量合格；其中，/>为当前导电线芯的标准安全性弯曲参考值。
在上述任一方案中优选的是，所述交联绝缘体参数获取模块的工作过程包括：经目标生产线中的挤制机对导电线芯表面挤制绝缘塑料并得到绝缘线芯；绝缘线芯经火花检测器后判断漏电情况，若无漏电则当前绝缘线芯表面绝缘层挤制初步合格，否则，发出绝缘线芯漏电信号预警。
扫描获取绝缘线芯表面的三维成像并将其在可视化软件内部完成三维重建，得到绝缘线芯三维模型；获取绝缘线芯三维模型的绝缘线芯表面凹陷深度；其中，/>表示绝缘线芯表面凹陷的编号。
通过公式得到当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值/>；其中，/>为自然常数，/>为当前绝缘线芯的绝缘层的壁厚，/>为当前绝缘线芯的破损安全修正系数。
当时，则当前绝缘线芯的绝缘线芯表面凹陷在受到弯曲情况下存在破损风险，则当前的绝缘线芯为易漏电电芯；其中，/>为绝缘线芯表面凹陷破损危急值阈值。
当时，则当前绝缘线芯的绝缘线芯表面凹陷在受到弯曲情况下破损风险低，则当前的绝缘线芯为安全电芯。
在上述任一方案中优选的是，所述电缆质量评估分析模块的工作过程包括：扫描获取裹覆护套且经过交联后的电缆的三维成像并将其在可视化软件内部完成三维重建，得到电缆三维模型；获取电缆三维模型的内部气泡夹层分布情况；若电缆三维模型内部气泡夹层符合要求，则进行下一步；否则，当前电缆护套挤出质量不合格，返回检修。
通过云端数据库获取导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的处理结果；通过分析公式得到电缆质量可靠度/>；其中，分别表示单丝导体平均表面缺陷率因子的权重占比、导电线芯的安全性弯曲指数因子的权重占比、当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值因子的权重占比；/>为电缆性能修正系数。
当的数值大于当前电缆的电缆质量可靠度设定阈值时，则当前电缆质量可靠度符合要求，即当前交联电缆的产品质量合格，否则不合格。
在上述任一方案中优选的是，所述生产线反馈调控模块的工作过程包括：获取导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的分析处理结果。
当导体参数获取模块中的取样段的单丝导体表面缺陷度或者单丝导体的整体表面缺陷率不符合要求时；发出预警信号并向目标生产线的导体挤制工位发出巡检信号，巡检人员完成导体挤制机牵拉速度、挤制模具、导体毛坯料的逐一巡检后锁定故障部位，并将故障信息上传至云端数据库。
当导体参数获取模块中的当前导电线芯的安全性弯曲性能不符合要求时，发出预警信号并向目标生产线的导体绞合工位发出巡检信号，巡检人员完成导体绞制机器的绞制速度及绞制间距参数的维修调整，并将故障信息上传至云端数据库。
当交联绝缘体参数获取模块中的当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值不符合要求时，则发出预警信号并向目标生产线的挤塑工位发出巡检信号，巡检人员完成对绝缘塑料挤出速度、参数及原料的巡检与调整，调整完毕后将故障信息上传至云端数据库。
在上述任一方案中优选的是，所述生产线反馈调控模块的工作过程还包括：当获取的导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的分析处理结果均合格时，继续获取电缆质量评估分析模块的分析处理结果。
当电缆质量评估分析模块的电缆质量可靠度不合格时，则说明单向因子均合格的情况下，综合各因子叠加后导致的电缆质量可靠度的不合格。
分析单丝导体平均表面缺陷率因子、导电线芯的安全性弯曲指数因子以及当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值因子对结果的贡献率大小。
根据贡献率大小情况，向目标生产线的各因子相关的工位发出巡检及加工参数调整信号，当加工参数调整完毕后，重复各模块的工作过程，直至当前电缆质量可靠度符合要求为止。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明中在进行交联电缆产品质量管理控制时，能够通过对生产过程中的多个因子的控制实现多因子参数的综合管控，对导体的单丝拉制环节、导体绞合环节以及后续的导体包裹绝缘材料等环节分别进行了相关参数的分析，同时又结合多个因子对其综合影响因素进行了评估分析，整体采用多参数分析，有效地提高了交联电缆产品质量控制分析的可靠度。
2、本基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统对于电缆生产的前期环节能够实现对应工位的单独产品质量分析，不单纯依赖对最终产品的检测，能够在导体制备环节、绝缘体包裹环节发生质量问题时进行及时返回维修，有效的保证和控制各个中间环节生产质量，即使在某一中间环节出现问题时也能够通过及时修正来达到保证交联电缆产品质量的目的。
3、本发明在对交联电缆产品进行管理控制时针对交联电缆的单丝导体、绞合导体的导体品质及弯曲程度进行了严格的管控，能够保证作为电缆核心部件的导体在工作时能够达到安全运行标准，在使用时能够达到抗弯折的效果。
4、本系统中在各个模块进行分析处理后能够通过生产线反馈调控模块锁定出现异常的工位环节，通过预警提醒实现对电缆生产车间内的目标生产线各工位的警示，同时通过向各个工位巡检人员发送巡检指令实现对异常工位的参数调控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的模块连接示意图。
图2为本发明的绞制线芯取样段施压状态示意图。
图3为本发明的绞制线芯取样段的中部处于最大弯曲状态的分析示意图。
图中，1、测试电机；2、阻燃摆臂；3、绞制线芯取样段；4、弯曲状态下的绞制线芯取样段；5、水平状态下的绞制线芯取样段。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明具体结构如图1-图3中所示。
实施例：一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统，包括：导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块、电缆质量评估分析模块、生产线反馈调控模块以及云端数据库；其中，导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块、电缆质量评估分析模块、生产线反馈调控模块均与云端数据库实现信号连接；导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块、电缆质量评估分析模块、生产线反馈调控模块均与交联电缆生产车间的目标生产线实现信号连接；目标生产线与云端数据库信号连接。
本质量管理控制系统中通过在电缆生产车间的目标生产线上设置配套的信号收集传感器将整个目标生产线以及云端数据库实现信号连接，通过信号连接能够实现各个模块以及目标生产线的数据与云端数据库之间实现共享，在整个系统运行的过程中通过数据共享能够保证数据更好更快地在各个模块之间共用。
导体参数获取模块：用于获取交联电缆生产过程中的导体相关参数信息。
交联绝缘体参数获取模块：用于获取生产过程中的电缆绝缘体相关参数信息。
电缆质量评估分析模块：用于整合导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的处理结果并综合分析当前交联电缆产品质量。
需要说明的是，电缆质量评估分析模块在进行分析时是基于导体参数获取模块以及交联绝缘体参数获取模块的分析结果，通过分析结果实现对其内部的多个因子参数的综合赋值，然后通过计算得到当前交联电缆产品的质量相关数值，从而判断其产品质量是否符合，通过多因子赋值能够更加客观准确的综合分析得到相对客观且贴近实际的电缆产品质量分析结果。
生产线反馈调控模块：用于根据电缆质量评估分析模块的处理结果判断并锁定目标生产线的调控工位及调控方式。
云端数据库：用于在云端存储全部参数信息及处理结果信息并将信息在各模块之间共享。
在上述任一方案中优选的是，所述导体参数获取模块中的导体相关参数信息包括单丝导体表面缺陷度、单丝导体的整体表面缺陷率、导电线芯的安全性弯曲指数。
需要说明的是，在进行导体相关参数信息的获取时考虑到交联电缆生产的过程中需要进行单丝导体制备，同样的在单丝导体制备完成后需要完成多根单丝导体的绞制，不管是单丝导体的质量还是绞合后的导电线芯的质量对于整个电缆产品来说都是影响其整体质量的关键因素，因此在进行导体相关参数信息获取时将上述两者均作为了关键因子考量，同时其在影响产品质量过程中占据较为重要的因素。
在上述任一方案中优选的是，所述导体参数获取模块的工作过程包括：经拉丝机拉制后的单丝导体连续穿过工业CT扫描仪并扫描获取单丝导体三维扫描结构。
将单丝导体三维扫描结构导入可视化软件内部重建得到单丝导体三维模型。
沿轴向方向获取单丝导体三维模型上各取样段处的单丝导体上的导体表面凹陷体积；其中，/>表示当前取样段的编号，/>表示第/>个取样段处的单丝导体表面存在的凹陷数量。
通过分析公式得到第/>个取样段处的圆周方向上的单丝导体表面缺陷度/>，其中，/>表示单丝导体表面凹陷体积允许阈值。
需要说明的是，通过对取样段导体表面凹陷数量的检测以及针对每个凹陷部位均进行其凹陷体积造成的表面缺陷度影响能够更好的根据当前导体的尺寸进行合理的控制凹陷的程度。
单丝导体表面凹陷体积允许阈值其具体数值的确定是根据当前导体的材质以及导体的外径标准尺寸要求，同时需要结合当前电缆的使用环境和使用电流电压的要求等多个因素进行综合分析判断，在进行阈值设定时需要结合本领域技术人员的公知常识来分析确定；不同的导体外径要求会导致阈值设定数值的不同。
若时，则当前取样段的单丝导体表面缺陷度符合要求；否则，当前取样段存在熔断风险；此时，发出单丝导体拉制缺陷导致的后续熔断风险预警信号；其中，/>表示单丝导体表面缺陷度的阈值。
需要说明的是，单丝导体拉制的过程中会出现拉制外径不均匀出现竹节状等现象，另外还会出现某一段导体的断面出现划痕凹陷等缺陷，合理的控制缺陷的范围及程度能够有效地保证导体断面的安全性。
在拉制的过程中就对导体品质和质量进行监管能够保证及时发现导体质量问题，避免后续导体进行包裹绝缘体后再次出现问题，能够及时有效且相对准确的判断分析单丝导体的质量。
当时，通过分析公式/>得到单丝导体平均表面缺陷率；若/>时，则单丝导体的整体表面缺陷率符合要求；否则，单丝导体外形拉制质量不合格；其中，/>表示单丝导体的整体表面缺陷率阈值。
需要说明的是，考虑到单丝导体的单点位缺陷会导致该部位的外径减小，同时其抗电流和电压的能力减弱；另外也考虑到，即使单点位缺陷没有达到临界值时，如果在某一段导体上出现多个表面缺陷也有可能通过多个表面缺陷的综合作用影响该段导体的整体电流电压承载能力，因此在本模块中不仅考虑单丝导体的单点位缺陷同时也考虑到了多点位缺陷带来的综合影响效果，这使得本模块的分析结果能够更加准确客观的得到单丝导体的真实拉制质量。
在上述任一方案中优选的是，所述导体参数获取模块的工作过程还包括：截取绞制机绞合后的适当长度的导电线芯作为绞制线芯取样段；将绞制线芯取样段两端固定并通电，然后使其处于刚好被水平拉直状态。
需要说明的是，导电线芯作为绞制线芯能够更好地提高整个电缆的截面积，同时其又需要保证具备更好地弯曲能力；故在此将导电线芯作为取样段完成通电状态下的绞制紧密度测试及弯曲能力测试，能够更好地更准确的保证对导电线芯的质量的准确分析；另外，刚好被水平拉直状态的导体线芯不承受水平向的拉力。
在绞制线芯取样段的中部一侧间隔固定安装测试电机，在测试电机的电机轴上固定安装阻燃摆臂；启动测试电机并带动阻燃摆臂摆动，同时依靠阻燃摆臂的外端拨动绞制线芯取样段中心并施加额定的压力使其不断弯曲同时张紧，观察绞制线芯取样段的电流、电压数值波动以及绞制线芯取样段的电火花现象；同时，记录绞制线芯取样段中心的最大径向弯曲幅度。
需要说明的是，在进行导电线芯的抗弯折能力测试时采用固定设置的测试电机作为驱动件，当测试电机的电机轴运转时会带动阻燃摆臂进行按需摆动，在阻燃摆臂摆动的过程中其外端是保持抵接在线性取样段中心，随着阻燃摆臂的不断摆动会不断向下施压并压动绞制线芯取样段中心下移导致其中段发生变形，变性后的具体结构如图3中所示。
在施压绞制线芯取样段中心的过程中观察电流电压的变化可以更好地确保当前绞制线芯的各个单丝导体绞制在一起的紧密程度，同时通过观察电火花现象来判断相邻的导体之间的松动情况。
当电流、电压数值波动均符合要求且无明显电火花现象时，则当前绞制线芯取样段的导体绞制紧密度符合要求；否则，导体绞制紧密度不符合要求，并发出绞制不合格的预警信号。
通过分析公式得到绞制线芯取样段正常工作状态下的极限张力伸长率；其中，/>为绞制线芯取样段的取样长度，/>为导体张紧修正系数。
需要说明的是，在设定导体张紧修正系数需要考虑当前的绞制线芯取样段的导体的材质及材质本身的伸展性（例如，铜线与铝线的伸展性根据材质的不同确定），另外，需要根据材质的外径粗细情况进行综合确定，具体数值的确定由本领域的技术人员进行计算后确定。
通过分析公式得到绞制线芯取样段正常工作状态下的极限弯曲角度值/>；其中，/>为绞制线芯取样段的两固定端及张紧后的中心点位共同所处的基圆的半径。
通过分析公式得到导电线芯的安全性弯曲指数；其中，/>分别为极限张力伸长率因子的权重系数、极限弯曲因子的权重系数，/>为导体弯曲安全修正系数；图3中的虚线表示辅助线。
需要说明的是，当多根单丝导体绞制完毕后，根据绞制的间距的不同，绞制紧密度的不同能够实现不同的弯曲效果，在通电状态下进行施压能够更好地模拟真实使用状态下的弯曲状态以及弯曲对导体通电性能的影响；在判断导体的安全性弯曲指数时利用极限张力伸长率因子的权重系数、极限弯曲因子的权重系数作为双因子分析计算，能够更加全面考虑核心相关因素，提高计算结果的客观性，再者，在计算时设定的导体弯曲安全修正系数主要是根据导体的加工参数以及导体本身的材质并利用本领域技术人员的公知常识进行合理参数数值的确定。
当时，则当前导电线芯的安全性弯曲性能满足使用要求，当前导电线芯绞制质量合格；其中，/>为当前导电线芯的标准安全性弯曲参考值。
需要说明的是，导体材质的不同，导体尺寸的不同会影响导电线芯的标准安全性弯曲参考值，其在具体设定时需要考虑当前的导电线芯的使用要求以及最大电流承载能力以及使用环境等常规因素进行本领域公知常识的简单计算，具体数值的设定属于参数的常规选择。
在上述任一方案中优选的是，所述交联绝缘体参数获取模块的工作过程包括：经目标生产线中的挤制机对导电线芯表面挤制绝缘塑料并得到绝缘线芯；绝缘线芯经火花检测器后判断漏电情况，若无漏电则当前绝缘线芯表面绝缘层挤制初步合格，否则，发出绝缘线芯漏电信号预警。
需要说明的是，交联绝缘体主要是指包覆在导电线芯外部的绝缘体，在导电线芯外部包覆绝缘体后能够使得导电线芯变为绝缘线芯，绝缘线芯在进行检测时主要是检测其绝缘层是否存在裸露金属导体的现象，因此采用火花检测器可以判断当前绝缘线芯是否存在导体裸露现象，经过检测只能够说明当前的导体是否裸露，即使导体不裸露也并不能保证绝缘线芯外部的绝缘体完全符合要求，因此在本方法中又对绝缘线芯的绝缘体进行了深度检测，更加准确的保证绝缘线芯能够达到质量符合要求的目的。
扫描获取绝缘线芯表面的三维成像并将其在可视化软件内部完成三维重建，得到绝缘线芯三维模型；获取绝缘线芯三维模型的绝缘线芯表面凹陷深度；其中，/>表示绝缘线芯表面凹陷的编号。
需要说明的是，在此采用三维扫描然后重建模型的方式得到与实际的绝缘线芯产品一致的三维模型，通过对三维模型的分析处理能够得到绝缘线芯表面凹陷的情况分析，更加直观准确的表现出表面凹陷布局。
通过公式得到当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值/>；其中，/>为自然常数，/>为当前绝缘线芯的绝缘层的壁厚，/>为当前绝缘线芯的破损安全修正系数。
需要说明的是，考虑到当绝缘线芯表面凹陷深度过大且并未穿透至导体表面时，正常情况下导体是不存在裸露问题的，但是考虑到电缆在使用的过程中会存在反复的弯折弯曲，在弯折弯曲的过程中表面的厚度较薄的绝缘层会不断的被拉伸拉长，从而会增加该部分的绝缘体出现断裂的概率，因此将这种薄层处的绝缘层视为存在较大的断裂安全隐患。
另外，在进行破损安全修正系数的确定时主要是考虑到当前绝缘体的材质、处理工艺以及经过实验检测的当前材质的抗拉伸变形的效果，同时还需要考虑到当前材质在受到长期光照时的老化情况，因此在进行破损安全修正系数的设定时考虑到上述的综合常规参数及本领域技术人员的公知常识完成参数的选择和计算，在进行选择和计算时其具体的操作方法属于本领域技术人员的常规参数选择和公知常识选择，在此不再进行详细描述。
当时，则当前绝缘线芯的绝缘线芯表面凹陷在受到弯曲情况下存在破损风险，则当前的绝缘线芯为易漏电电芯；其中，/>为绝缘线芯表面凹陷破损危急值阈值。
当时，则当前绝缘线芯的绝缘线芯表面凹陷在受到弯曲情况下破损风险低，则当前的绝缘线芯为安全电芯。
需要说明的是，绝缘线芯表面凹陷破损危急值阈值进行设定时同样的是需要考虑当前绝缘体的材质以及最大允许的弯曲辅助、具体使用环境及使用工况，然后根据本领技术人员的工资常识和电缆行业人员的行业常识完成参数的设定。
在上述任一方案中优选的是，所述电缆质量评估分析模块的工作过程包括：扫描获取裹覆护套且经过交联后的电缆的三维成像并将其在可视化软件内部完成三维重建，得到电缆三维模型；获取电缆三维模型的内部气泡夹层分布情况；若电缆三维模型内部气泡夹层符合要求，则进行下一步；否则，当前电缆护套挤出质量不合格，返回检修。
需要说明的是，在进行电缆质量评估分析时，针对的是经过护套包覆并经过交联处理后的电缆产品，综合处理前首先完成对电缆的护套内部出现气泡夹层分布情况的获取，从而能够更加直观地分析出当前电缆在是否存在气泡夹层等情况的判断，当上述分析合格后再进行后续的分析，否则可以直接进行返修，这样就避免了后续的无用操作。
通过云端数据库获取导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的处理结果；通过分析公式得到电缆质量可靠度/>；其中，分别表示单丝导体平均表面缺陷率因子的权重占比、导电线芯的安全性弯曲指数因子的权重占比、当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值因子的权重占比；/>为电缆性能修正系数。
需要说明的是，在本模块中进行电缆质量可靠度分析的方法是通过综合电缆导体生产环节以及电缆绝缘体生产环节等多个影响因子，并完成对相关因子的权重占比的赋值，从而可以更加客观准确地利用多因子分析方法完成对电缆产品的综合质量分析。
其中，电缆性能修正系数主要是针对当前电缆的参数使用性能以及当前电缆的加工质量要求参数的设定和电缆参数标准化要求中的各项性能的要求来根据本领域技术人员的公知常识进行综合安全性电缆性能修正系数的设定，在进行该项系数的设定时需要考虑到安全系数即结合当前的电缆使用环境来设定不同安全性的电缆性能修正系数，具体数值的设定由本领域的技术人员根据行业常识完成。
当的数值大于当前电缆的电缆质量可靠度设定阈值时，则当前电缆质量可靠度符合要求，即当前交联电缆的产品质量合格，否则不合格。
需要说明的是，目前在行业内不同类型的电缆针对不同的使用环境已经成为了行业的公知常识，不同类型的电缆其在使用工况恶劣程度不同的情况下其电缆的质量可靠度要求也是不同的，因此在进行电缆质量可靠度设定阈值的确定时需要由本领域的技术人员根据电缆的类型、电缆的具体使用环境、电缆的使用工况以及工况恶劣程度进行常规计算与选择。
在上述任一方案中优选的是，所述生产线反馈调控模块的工作过程包括：获取导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的分析处理结果。
需要说明的是，生产线反馈调控模块工作时首先是针对电缆生产中的单独工序进行分析处理结果的判定，此处指的是导体拉制以及导体绞合工序对应的导体参数获取模块，导体外部包裹绝缘体以及后续的护套等绝缘材质工序对应的交联绝缘体参数获取模块。
在进行判定时首先对单个的小模块进行判定，能够更好地锁定对应的加工工序，在进行返修调整时能够更好地锁定对应的工序位置；维修检修更加方便、响应更加及时，能够更好地采用返回式巡检的方式实现对不同环节的中间工序产品质量的有效管控。
当导体参数获取模块中的取样段的单丝导体表面缺陷度或者单丝导体的整体表面缺陷率不符合要求时；发出预警信号并向目标生产线的导体挤制工位发出巡检信号，巡检人员完成导体挤制机牵拉速度、挤制模具、导体毛坯料的逐一巡检后锁定故障部位，并将故障信息上传至云端数据库。
当导体参数获取模块中的当前导电线芯的安全性弯曲性能不符合要求时，发出预警信号并向目标生产线的导体绞合工位发出巡检信号，巡检人员完成导体绞制机器的绞制速度及绞制间距参数的维修调整，并将故障信息上传至云端数据库。
需要说明的是，导体参数获取模块对应的是单丝导体的加工工序，是不是也对应了单丝导体后续的导体绞制工序，因此通过导体参数获取模块的分析参数能够锁定对应目标生产线的相关工序中的使用设备，当出现异常时能够通过对使用设备中的运行参数、模具以及毛坯料的检修判断来实现对造成异常特征原因的分析，能够更好的保证导体出现异常时进行及时有效快速的返修调整。
当交联绝缘体参数获取模块中的当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值不符合要求时，则发出预警信号并向目标生产线的挤塑工位发出巡检信号，巡检人员完成对绝缘塑料挤出速度、参数及原料的巡检与调整，调整完毕后将故障信息上传至云端数据库。
需要说明的是，交联绝缘体参数获取模块对应的是电缆生产加工中导体外表面的绝缘体包裹、绝缘层的缠绕以及后续的电缆护套的挤制工序，同时还包括了绝缘层在后续经过交联硫化工序的环节，因此能够通过该模块的分析处理结果迅速的锁定当前对应的各个绝缘体工位具体参数运行情况以及异常原因工位的锁定，在对应的工位下游直接进行参数获取和分析，这种连续性检测分析的方式与传统的只在末端进行样品抽检的方法相比更具有直观性和针对性，能够更快地锁定异常工位点并根据异常点及时快速的响应、返修、调整。
在上述任一方案中优选的是，所述生产线反馈调控模块的工作过程还包括：当获取的导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的分析处理结果均合格时，继续获取电缆质量评估分析模块的分析处理结果。
需要说明的是，在针对单个的模块进行分析处理结果的判定时如果单个模块的分析处理结果均处于合格的范围时，这说明单个的加工工序存在一定的偏差但是单个工序的单个偏差造成的影响并不足以影响当前工序中间体的质量达到异常；但是如果多个工序均存在临界点的异常其综合带来的影响就会导致电缆产品出现质量问题，因此这种积累误差导致的产品质量问题可以通过巡检人员对各个工位进行微调来达到调控工位加工误差的目的。
当电缆质量评估分析模块的电缆质量可靠度不合格时，则说明单向因子均合格的情况下，综合各因子叠加后导致的电缆质量可靠度的不合格。
分析单丝导体平均表面缺陷率因子、导电线芯的安全性弯曲指数因子以及当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值因子对结果的贡献率大小。
需要说明的是，在进行计算的过程中可以通过得到的相关参数以及计算公式分析当前的因子对结果做出的贡献，然后根据计算得到对结果贡献率最大的因子、最小的因子以及处于中间位的因子，这种按照贡献率大小判断因此对当前结果影响程度的方式能够更好的辅助于巡检人员进行各个工位巡检时按照贡献率的大小进行先后顺序的设定，对于影响程度较大的工位首先进行参数的调整和检修，对于影响程度较小的工位放在最后进行调整和检修，从而可以按照紧急程度完成有效的调整和检修，提高巡检和调整的效率。
根据贡献率大小情况，向目标生产线的各因子相关的工位发出巡检及加工参数调整信号，当加工参数调整完毕后，重复各模块的工作过程，直至当前电缆质量可靠度符合要求为止。
综上可以看出，在进行交联电缆产品质量管理控制时，能够通过对生产过程中的多个因子的控制实现多因子参数的综合管控，对导体的单丝拉制环节、导体绞合环节以及后续的导体包裹绝缘材料等环节分别进行了相关参数的分析，同时又结合多个因子对其综合影响因素进行了评估分析，整体采用多参数分析，有效地提高了交联电缆产品质量控制分析的可靠度；对于电缆生产的前期环节能够实现对应工位的单独产品质量分析，不单纯依赖对最终产品的检测，能够在导体制备环节、绝缘体包裹环节发生质量问题时进行及时返回维修，有效的保证和控制各个中间环节生产质量，即使在某一中间环节出现问题时也能够通过及时修正来达到保证交联电缆产品质量的目的。
本发明在对交联电缆产品进行管理控制时针对交联电缆的单丝导体、绞合导体的导体品质及弯曲程度进行了严格的管控，能够保证作为电缆核心部件的导体在工作时能够达到安全运行标准，在使用时能够达到抗弯折的效果；在各个模块进行分析处理后能够通过生产线反馈调控模块锁定出现异常的工位环节，通过预警提醒实现对电缆生产车间内的目标生产线各工位的警示，同时通过向各个工位巡检人员发送巡检指令实现对异常工位的参数调控。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (3)
1.一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统，其特征在于：包括：导体参数获取模块：用于获取交联电缆生产过程中的导体相关参数信息；交联绝缘体参数获取模块：用于获取生产过程中的电缆绝缘体相关参数信息；电缆质量评估分析模块：用于整合导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的处理结果并综合分析当前交联电缆产品质量；生产线反馈调控模块：用于根据电缆质量评估分析模块的处理结果判断并锁定目标生产线的调控工位及调控方式；云端数据库：用于在云端存储全部参数信息及处理结果信息并将信息在各模块之间共享；
所述导体参数获取模块的工作过程包括：经拉丝机拉制后的单丝导体连续穿过工业CT扫描仪并扫描获取单丝导体三维扫描结构；将单丝导体三维扫描结构导入可视化软件内部重建得到单丝导体三维模型；沿轴向方向获取单丝导体三维模型上各取样段处的单丝导体上的导体表面凹陷体积；其中，/>表示当前取样段的编号，/>表示第/>个取样段处的单丝导体表面存在的凹陷数量；通过分析公式/>得到第/>个取样段处的圆周方向上的单丝导体表面缺陷度/>，其中，/>表示单丝导体表面凹陷体积允许阈值；若/>时，则当前取样段的单丝导体表面缺陷度符合要求；否则，当前取样段存在熔断风险；此时，发出单丝导体拉制缺陷导致的后续熔断风险预警信号；其中，/>表示单丝导体表面缺陷度的阈值；当/>时，通过分析公式/>得到单丝导体平均表面缺陷率/>；若/>时，则单丝导体的整体表面缺陷率符合要求；否则，单丝导体外形拉制质量不合格；其中，/>表示单丝导体的整体表面缺陷率阈值；
所述导体参数获取模块的工作过程还包括：截取绞制机绞合后的适当长度的导电线芯作为绞制线芯取样段；将绞制线芯取样段两端固定并通电，然后使其处于刚好被水平拉直状态；
在绞制线芯取样段的中部一侧间隔固定安装测试电机，在测试电机的电机轴上固定安装阻燃摆臂；启动测试电机并带动阻燃摆臂摆动，同时依靠阻燃摆臂的外端拨动绞制线芯取样段中心并施加额定的压力使其不断弯曲同时张紧，观察绞制线芯取样段的电流、电压数值波动以及绞制线芯取样段的电火花现象；同时，记录绞制线芯取样段中心的最大径向弯曲幅度；
当电流、电压数值波动均符合要求且无明显电火花现象时，则当前绞制线芯取样段的导体绞制紧密度符合要求；否则，导体绞制紧密度不符合要求，并发出绞制不合格的预警信号；
通过分析公式得到绞制线芯取样段正常工作状态下的极限张力伸长率；其中，/>为绞制线芯取样段的取样长度，/>为导体张紧修正系数；通过分析公式/>得到绞制线芯取样段正常工作状态下的极限弯曲角度值/>；其中，/>为绞制线芯取样段的两固定端及张紧后的中心点位共同所处的基圆的半径；通过分析公式/>得到导电线芯的安全性弯曲指数/>；其中，/>分别为极限张力伸长率因子的权重系数、极限弯曲因子的权重系数，/>为导体弯曲安全修正系数；
当时，则当前导电线芯的安全性弯曲性能满足使用要求，当前导电线芯绞制质量合格；其中，/>为当前导电线芯的标准安全性弯曲参考值；
所述交联绝缘体参数获取模块的工作过程包括：经目标生产线中的挤制机对导电线芯表面挤制绝缘塑料并得到绝缘线芯；绝缘线芯经火花检测器后判断漏电情况，若无漏电则当前绝缘线芯表面绝缘层挤制初步合格，否则，发出绝缘线芯漏电信号预警；扫描获取绝缘线芯表面的三维成像并将其在可视化软件内部完成三维重建，得到绝缘线芯三维模型；获取绝缘线芯三维模型的绝缘线芯表面凹陷深度；其中，/>表示绝缘线芯表面凹陷的编号；通过公式/>得到当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值/>；其中，/>为自然常数，/>为当前绝缘线芯的绝缘层的壁厚，/>为当前绝缘线芯的破损安全修正系数；当时，则当前绝缘线芯的绝缘线芯表面凹陷在受到弯曲情况下存在破损风险，则当前的绝缘线芯为易漏电电芯；其中，/>为绝缘线芯表面凹陷破损危急值阈值；当/>时，则当前绝缘线芯的绝缘线芯表面凹陷在受到弯曲情况下破损风险低，则当前的绝缘线芯为安全电芯；
所述电缆质量评估分析模块的工作过程包括：扫描获取裹覆护套且经过交联后的电缆的三维成像并将其在可视化软件内部完成三维重建，得到电缆三维模型；获取电缆三维模型的内部气泡夹层分布情况；若电缆三维模型内部气泡夹层符合要求，则进行下一步；否则，当前电缆护套挤出质量不合格，返回检修；通过云端数据库获取导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的处理结果；通过分析公式得到电缆质量可靠度/>；其中，/>分别表示单丝导体平均表面缺陷率因子的权重占比、导电线芯的安全性弯曲指数因子的权重占比、当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值因子的权重占比；/>为电缆性能修正系数；当/>的数值大于当前电缆的电缆质量可靠度设定阈值时，则当前电缆质量可靠度符合要求，即当前交联电缆的产品质量合格，否则不合格；
所述生产线反馈调控模块的工作过程包括：获取导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的分析处理结果；当导体参数获取模块中的取样段的单丝导体表面缺陷度或者单丝导体的整体表面缺陷率不符合要求时；发出预警信号并向目标生产线的导体挤制工位发出巡检信号，巡检人员完成导体挤制机牵拉速度、挤制模具、导体毛坯料的逐一巡检后锁定故障部位，并将故障信息上传至云端数据库；当导体参数获取模块中的当前导电线芯的安全性弯曲性能不符合要求时，发出预警信号并向目标生产线的导体绞合工位发出巡检信号，巡检人员完成导体绞制机器的绞制速度及绞制间距参数的维修调整，并将故障信息上传至云端数据库；当交联绝缘体参数获取模块中的当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值不符合要求时，则发出预警信号并向目标生产线的挤塑工位发出巡检信号，巡检人员完成对绝缘塑料挤出速度、参数及原料的巡检与调整，调整完毕后将故障信息上传至云端数据库。
2.根据权利要求1所述的一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统，其特征在于：所述导体参数获取模块中的导体相关参数信息包括单丝导体表面缺陷度、单丝导体的整体表面缺陷率、导电线芯的安全性弯曲指数。
3.根据权利要求2所述的一种基于电缆生产线的交联电缆产品质量管理控制系统，其特征在于：所述生产线反馈调控模块的工作过程还包括：
当获取的导体参数获取模块、交联绝缘体参数获取模块的分析处理结果均合格时，继续获取电缆质量评估分析模块的分析处理结果；
当电缆质量评估分析模块的电缆质量可靠度不合格时，则说明单向因子均合格的情况下，综合各因子叠加后导致的电缆质量可靠度的不合格；
分析单丝导体平均表面缺陷率因子、导电线芯的安全性弯曲指数因子以及当前绝缘线芯表面凹陷破损危急值因子对结果的贡献率大小；
根据贡献率大小情况，向目标生产线的各因子相关的工位发出巡检及加工参数调整信号，当加工参数调整完毕后，重复各模块的工作过程，直至当前电缆质量可靠度符合要求为止。
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Denomination of invention: A quality management and control system for cross-linked cable products based on cable production lines Granted publication date: 20240524 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Yanggu sub branch Pledgor: SHANDONG YANGGU HENGCHANG CABLE GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2024980030251 |
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