我國(guó)線纜剝皮裝置發(fā)展領(lǐng)域現(xiàn)狀分析

邱野+鄭曉義

摘 要：進(jìn)入工業(yè)4.0后，我國(guó)越來(lái)越看重工業(yè)制造領(lǐng)域的發(fā)展，尤其是智能制造。線纜剝皮設(shè)備作為智能制造的一份子在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域作用越來(lái)越明顯，對(duì)其提出了更高的要求。提高線纜剝皮設(shè)備水平，對(duì)解放勞動(dòng)力和提高生產(chǎn)力都有重大意義。本文通過(guò)研究我國(guó)線纜剝皮設(shè)備發(fā)展歷史及目前發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)我國(guó)線纜剝皮的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：剝皮；自動(dòng)；應(yīng)用

在各種采用線纜作為連接導(dǎo)線的接線的制作過(guò)程中，為了保證線纜的電器連接效果，通常要對(duì)連接線纜頭進(jìn)行剝皮處理，再將線纜連接到所連接的位置；但是要?jiǎng)內(nèi)ゾ€纜頭上的表皮是一件十分細(xì)致而又繁瑣的工作。一般在進(jìn)行線纜剝皮操作時(shí)，稍有不慎就會(huì)傷及里面的導(dǎo)線，影響導(dǎo)線的過(guò)電能力和強(qiáng)度。因此，線纜剝皮裝置很有必要。同時(shí)，大量設(shè)計(jì)制造和廣泛使用各種各樣的機(jī)器是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加速我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的一個(gè)重要內(nèi)容。

1 線纜剝皮設(shè)備概念

線纜剝皮設(shè)備是專門用于線纜剝皮的機(jī)械，具有很強(qiáng)的專業(yè)性和實(shí)用性。通常指由儲(chǔ)料裝置，送料裝置，整料裝置，移位裝置，裁切剝皮分線裝置，鉚壓裝置，成品取料裝置等配合使用的成套系統(tǒng)。線纜已近是當(dāng)今社會(huì)的必需品，有必要對(duì)其進(jìn)行各種檢驗(yàn)測(cè)試，來(lái)保證線纜的可靠性，安全性，穩(wěn)定性等，因此，線纜剝皮設(shè)備越來(lái)越不可或缺。目前市場(chǎng)上已經(jīng)有許多線纜剝皮設(shè)備，但工藝水平，技術(shù)水平相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家仍有相當(dāng)大的差距。

2 我國(guó)線纜剝皮設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

線纜剝皮作為一項(xiàng)在工業(yè)制造及通信領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)，在我國(guó)還處于初級(jí)階段。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)步向前發(fā)展，中國(guó)電線電纜行業(yè)飛速發(fā)展。被譽(yù)為城市“神經(jīng)”和“血管”的電線電纜行業(yè)，肩負(fù)著為各行各業(yè)提供支持的職能，已成長(zhǎng)為我國(guó)機(jī)械行業(yè)中位置僅次于汽車的第二大產(chǎn)業(yè)。但是，大多數(shù)工廠使用的剝皮設(shè)備仍是半自動(dòng)的，對(duì)于直徑較大的線纜仍采用人工作業(yè)生產(chǎn)，創(chuàng)新性不夠，設(shè)備完善不夠好。在我國(guó)，人口是世界人口的五分之一，但電纜產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值僅占世界電纜產(chǎn)業(yè)的15%左右，電纜產(chǎn)業(yè)擁有一個(gè)巨大而且還在不斷成長(zhǎng)壯大的市場(chǎng)。

3 線纜剝皮設(shè)備自主發(fā)展成就

目前，我國(guó)只存在很多電纜剝皮的小型機(jī)器，對(duì)電纜自動(dòng)剝皮實(shí)驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)和研究還很少，僅限于專利的理論分析，還未投入市場(chǎng)使用。我們從目前理論出現(xiàn)的剝皮機(jī)種類、涉及到的主要技術(shù)以及機(jī)械實(shí)現(xiàn)可行性等幾個(gè)方面進(jìn)行論述。

3.1 剝皮設(shè)備的主要類型

1.手工裝置

手工線纜外皮剝皮裝置包含固定刀片座和活動(dòng)刀片座，固定刀片座和活動(dòng)刀片座內(nèi)分別設(shè)有可拆卸的刀片；活動(dòng)刀片座的底部設(shè)有可分離的滑軌，背面設(shè)有驅(qū)動(dòng)軸桿和驅(qū)動(dòng)液壓筒。刀片的主體兩端分別設(shè)計(jì)一限位突出，限位突出上設(shè)計(jì)了第一刃部，刀片主體上設(shè)計(jì)了第二刃部，第二刃部設(shè)置在兩限位突出之間，第一刃部和第二刃部均傾斜設(shè)置。線纜外皮剝皮裝置利用驅(qū)動(dòng)液壓筒來(lái)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)刀片座，使用者可以利用外部的動(dòng)力源來(lái)對(duì)線纜的外皮進(jìn)行切割，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.自動(dòng)控制型

這種類型以SATA線材全自動(dòng)剝皮分線鉚壓機(jī)為例，本設(shè)計(jì)選用歐姆龍PLC CPIH-X40DT-D編程控制器、松下伺服電機(jī)、歐姆龍繼電器。針對(duì)26/28/30AWG的7芯或8芯線材，集自動(dòng)送料、裁線、剝皮、分線、鉚壓、成品自動(dòng)抓取于一體，生產(chǎn)效率高，有缺料感應(yīng)，數(shù)pin感應(yīng)燈感應(yīng)裝置，剝皮深淺可調(diào)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

3.高壓帶電作業(yè)剝皮器

該設(shè)備通常由電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、無(wú)線接收電路、模擬輸出電路、控制電路及斷線鉗系統(tǒng)等系統(tǒng)協(xié)同合作實(shí)現(xiàn)剝皮功能。其中主要是由無(wú)線接收電路、模擬輸出電路和ATMEGA128控制單元實(shí)現(xiàn)剝皮器的控制系統(tǒng)，由解碼程序和DA轉(zhuǎn)換程序?qū)崿F(xiàn)斷線鉗系統(tǒng)。

4.基于PLC控制的剝線機(jī)

右滾輪步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)上、下右滾輪將夾持的被加工線左右移動(dòng)；裁刀步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)上、下兩裁刀向相反方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制上、下裁刀之間的位移，實(shí)現(xiàn)剝皮和裁線的功能；左滾輪步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)上、下左滾輪將夾持的被加工線左右移動(dòng)；扭線輪步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)上、下左滾輪（扭線輪與左滾輪在物理上是指同一滾輪）向相反方向前后運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)扭線功能。

5.激光剝切導(dǎo)線絕緣皮技術(shù)

此設(shè)備有兩種方式進(jìn)行剝皮：一是線轉(zhuǎn)動(dòng)井同時(shí)完成軸向移動(dòng)：缺點(diǎn)是： 適用范圍小，只適用于尚未和產(chǎn)品焊接的導(dǎo)線。如欲對(duì)已裝在產(chǎn)品的引出線剝皮則會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)線纏繞，影響產(chǎn)品質(zhì)量。二是導(dǎo)線固定不轉(zhuǎn)，激光束繞線轉(zhuǎn)動(dòng)：導(dǎo)線的軸向移動(dòng)可提供自動(dòng)或手動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

6.利用液氮低溫技術(shù)剝離廢電線外皮

利用液氮低溫技術(shù)剝離廢電線外皮，由分揀機(jī)、水洗機(jī)、干燥機(jī)、切割機(jī)、預(yù)冷罐、浸漬冷卻器、履帶式輸送機(jī)、輥壓破碎機(jī)、換熱器、篩分分選機(jī)、過(guò)濾器、冷凝器和液氮存儲(chǔ)罐組成，并通過(guò)管道連接。

3.2 可行性分析

手工裝置利用驅(qū)動(dòng)液壓筒來(lái)驅(qū)動(dòng)刀片座活動(dòng)，使用者可以利用外部的動(dòng)力源來(lái)對(duì)線纜的外皮進(jìn)行切割，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但是對(duì)于外皮較厚的電纜，外部的動(dòng)力源可能無(wú)法將其完全進(jìn)行切割。 工人還是沒(méi)有完全解放出來(lái)，市場(chǎng)前景較差。

SATA線材全自動(dòng)剝皮分線鉚壓機(jī)主要工位為雙工位設(shè)計(jì)，且一機(jī)多用途，生產(chǎn)效率高，一個(gè)操作員即可完成。此種設(shè)備涉及技術(shù)多，工序繁瑣，投資較大，實(shí)現(xiàn)困難，目前還沒(méi)有投入使用。

高壓帶電剝皮器遙操作控制系統(tǒng)通過(guò)遙控器進(jìn)行控制，比手動(dòng)剝皮器更加安全、可靠，操作也更加方便，滿足了高壓帶電機(jī)器人作業(yè)任務(wù)的要求。

以PLC為控制核心的自動(dòng)剝線機(jī)系統(tǒng)易于操作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，可開發(fā)性強(qiáng)，有較好的市場(chǎng)前景。同時(shí)，該設(shè)計(jì)方式也可應(yīng)用到其他自動(dòng)控制系統(tǒng)中。

根據(jù)國(guó)外資料介紹及試驗(yàn)表明，利用激光切導(dǎo)線絕緣皮是一種質(zhì)量好、效率高、無(wú)損傷的剝切方法，克服了傳統(tǒng)剝皮的缺點(diǎn)。激光剝皮法特別適合于常規(guī)方法難以剝皮的導(dǎo)線，也可用于多層絕緣皮導(dǎo)線的剝皮。

液氮低溫技術(shù)針對(duì)廢舊電纜的切割粉碎，無(wú)法保護(hù)電纜內(nèi)部。該技術(shù)需要的裝備多，成本大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不方便，實(shí)用性不強(qiáng)，沒(méi)有較好的市場(chǎng)環(huán)境。

4 總結(jié)

PLC作為新興的工業(yè)控制裝置，目前國(guó)內(nèi)發(fā)展的水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，仍然需要進(jìn)一步的發(fā)展，而且PLC的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，可以廣泛應(yīng)用到各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，線纜切削裝置是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域最基本也是必要的設(shè)備，若能將PLC技術(shù)成熟地應(yīng)用其中，可大規(guī)模地解放生產(chǎn)力并提高生產(chǎn)效率，推動(dòng)國(guó)家工業(yè)進(jìn)程。

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