一种线缆收线设备自动控制排线的技术方法技术

本发明专利技术涉及一种线缆自动化生产线（如光缆生产线、电缆生产线）中的自动收线设备能够把线缆均匀、紧密、整齐地排列在工字型线盘上的技术方法，具体为一种线缆收线设备自动控制排线的技术方法。本发明专利技术在目前现有自动收线设备利用排线节距和收线张力对排线进行控制的基础上，首次综合考虑了螺旋上升角α和线缆偏转角β对排线控制的重要影响，通过对螺旋上升角α的实时计算和线缆偏转角β的在线检测进行线缆在线盘上自动排列运动的控制。本发明专利技术能够有效解决线缆自动化生产线收线设备收线时易出现的以下问题：（1）线缆在线盘上排列不整齐、稀疏不紧密、线缆之间相互压线；（2）线缆在线盘左右法兰端面处线缆排列不到边而出现塌陷；（3）线缆在线盘左右法兰端面处从下层到上层翻转时易压线。本发明专利技术技术方法尤其适合要求收线张力较小、收线时要求排列整齐的线缆收线设备（比如室内软光缆收线设备）使用，同样适用于电缆等能承受较大收线张力的线缆收线设备使用。缆等能承受较大收线张力的线缆收线设备使用。缆等能承受较大收线张力的线缆收线设备使用。

【技术实现步骤摘要】
一种线缆收线设备自动控制排线的技术方法


[0001]本专利技术涉及一种线缆自动化生产线(如光缆生产线、电缆生产线)中的自动收线设备能够把线缆均匀、紧密、整齐地排列在工字型线盘上的新技术方法。该技术方法能够有效解决线缆自动化生产线收线设备收线时易出现的以下问题：(1)线缆在线盘上排列不整齐、稀疏不紧密、线缆之间相互压线；(2)线缆在线盘左右法兰端面处线缆排列不到边而出现塌陷；(3)线缆在线盘左右法兰端面处从下层到上层翻转时易压线。该工艺方法尤其适合要求收线张力较小、收线时排列整齐的线缆收线设备使用。

技术介绍

[0002]线缆收线设备主要由收线单元(使收线盘根据线缆的生产速度同步地进行旋转)和排线单元(随着收线盘的旋转，使线缆按照一定的节距在收线盘上左右移动，使线缆均匀整齐地排列在线盘上)组成。收线单元主要包括收线电机、减速传动装置、收线盘夹紧装置、线盘升降装置等。排线单元主要包括排线电机、减速传动装置、排线导轮等，减速传动装置又包括减速机、滚珠丝杠(带动收线盘或排线导轮左右移动，使收线盘和排线导轮之间发生相对运动)。为了使线缆能排列到收线盘左右法兰端面处，使排线导轮和线盘相对运动时排线导轮和收线盘法兰不发生相撞，同时增加线缆排列运动的缓冲性，排线导轮和线盘之间相距有一定距离。根据收线盘是否左右移动，线缆收线设备可分为盘走式(即收线盘左右移动，起导向作用的排线导轮不左右移动，从而使线缆均匀整齐地排列在线盘上)和非盘走式(收线盘不动，排线导轮带动线缆左右移动，从而使线缆均匀整齐地排列在线盘上)，两种结构原理是一样的，只是相对运动的方式不同。此外，收线设备又可根据安装夹紧收线盘、上下装卸线盘的方式和结构形式的不同分为悬臂式、摆臂式、龙门式等结构形式。下面以非盘走式收线设备为例分析一下线缆在收线盘上的缠绕排列运动，由于盘走式收线设备和非盘走式收线设备结构原理是一样的，只是相对运动的方式不同，所以分析结果同样适用于盘走式收线设备。
[0003]设线盘的转动角速度为ω
S
弧度/秒，带动排线导轮移动的滚珠丝杠的转动角速度为ω
P
弧度/秒，滚珠丝杠的螺距为P2，即滚珠丝杠每转动一周，排线导轮向左或向右移动距离为P2，排线节距为P1，即线盘每转动一周，排线导轮向左或向右移动距离P1，则(ω
P
/2π)*P2*(2π/ω
S
)＝P1，所以ω
P
＝ω
S
*P1/P2，ω
P
*P2＝ω
S
*P1,所以排线导轮左右移动的线速度V
G
＝(ω
P
/2π)*P2＝(ω
S
/2π)*P1。所以当线盘旋转一周时，排线导轮左右移动的距离S
G
＝∫
0T
V
G
dt＝∫
0T
(ω
S
/2π)*P1dt＝P1/2π∫
0T
ω
S
dt＝P1/2π*2π＝P1，T为线盘旋转一周的时间。当P1＝d时，S
G
＝d。
[0004]设直径为d的线缆在线盘上缠绕运动时其中心线所在的圆柱面直径为D
C
,D
C
＝D+nd，D是空线盘芯筒的直径，d是线缆的外径，n是线缆在线盘上缠绕的层数，最里层n＝1,n由里向外逐层加1。当直径为d的线缆在线盘上以d为节距均匀、紧密、整齐地缠绕排列时，有一螺旋上升角α＝arctan(d/(π*D
C
)＝arctan(d/(π*(D+nd))，所述螺旋上升角α是指直径为d的线缆在线盘上均匀紧密整齐地排列缠绕运动时其中心线所在的圆柱面展开成平面时，线
缆中心线展开线和所述圆柱面与其垂直切面的相交圆展开线之间的夹角。
[0005]如说明书附图中的图1所示，设从排线导轮出线切点到线缆入盘切点间的线缆与经过此线缆入盘切点和线盘芯筒垂直、和线盘法兰端面平行的垂直法切线之间的夹角为线缆偏转角β，线缆入盘切点沿所述直径为D
C
的圆柱面垂直法切线方向移动的线速度为V
y
，则V
y
＝ω
S
*D
C
/2，线缆入盘切点沿线盘转动轴线方向左右移动的线速度为V
x
，则V
x
＝V
y
*tanβ＝ω
S
*D
C
/2*tanβ。假设线缆偏转角β为一恒值，则线盘旋转一周时线缆入盘切点沿线盘转动轴线方向左右移动的距离S
x
＝∫
0T
V
x
dt＝∫
0T
V
y
*tanβdt＝∫
0T
ω
S
*D
C
/2*tanβdt＝D
C
/2*tanβ∫
0T
ω
S
dt＝D
C
/2*tanβ*2π＝πD
C
*tanβ。
[0006]当β＝α时，因为α＝arctan(d/(π*D
C
)＝arctan(d/(π*(D+nd))，tanα＝d/(π*D
C
)，所以S
x
＝πD
C
*tanβ＝πD
C
*tanα＝d。
[0007]由上述分析可得出以下结论，排线节距P1＝d时，线盘每旋转一周，排线导轮相对线盘的左右移动距离S
G
＝d。所以排线节距P1＝d，线盘旋转一周时：当β＝α时，线缆入盘切点在线盘上左右移动的距离S
x
等于线缆的直径d，等于排线导轮相对线盘的左右移动距离S
G
，线缆均匀紧密整齐地排列在收线盘上；当β＞α时，线缆入盘切点在线盘上左右移动的距离S
x
大于线缆的直径d，大于排线导轮相对线盘的左右移动距离S
G
，同层相邻的线缆之间出现间隙；当β＜α时，线缆入盘切点在线盘上左右移动的距离S
x
小于线缆的直径d，小于排线导轮相对线盘的左右移动距离S
G
，收线张力较小时将会出现同层的后一圈线缆叠加在前一圈线缆上的叠加现象。
[0008]目前电缆等能承受较大拉力的线缆生产线的收线设备主要是通过较大的收线张力和控制排线节距来使线缆均匀紧密整齐地排列在收线盘上。而光缆等不能承受较大拉力的线缆，尤其是室内光缆，较大的收线张力易造成光缆内的光纤衰减增大，护套被拉伸而使其耐高低温性能降低，所以这类线缆生产线的收线设备在收线时只能设置较小的收线张力，主要依靠控制排线节距使线缆均匀紧密整齐地排列在收线盘上。由于线缆直径的误差波动和传动误差等各种干扰因素的影响，随着时间的增加，误差的累积，将会造成线缆偏转角β≠螺旋上升角α，造成同层线缆之间出现间隙或叠加现象，这种间隙和叠加现象的出现，会使线缆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线缆收线设备自动控制排线的技术方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：输入线盘芯筒直径D、排线节距P1，线缆层数n初始化；S2：线盘装入收线设备，调整线盘和排线导轮间的相对高度，调整线盘旋转方向的角度；S3：启动扫盘程序，确定线盘左、右法兰内端面的位置X
L
和X
R
，X
L
＜X
R
，在线盘左法兰线缆固定孔处固定线缆；S4：线缆在线盘上从左到右的螺旋运动的自动控制；S5：线缆到线盘右法兰端面时从下层到上层翻转的折线运动的自动控制；S6：线缆在线盘上从右到左的螺旋运动的自动控制；S7：线缆到线盘左法兰端面时从下层到上层翻转的折线运动的自动控制；S8：线缆装盘长度达到预设的长度时，线盘从收线设备上卸下来；在线缆排线的自动控制中使用了螺旋上升角α和线缆偏转角β，通过对螺旋上升角α的实时计算和线缆偏转角β的在线检测、调节控制进行线缆在线盘上自动排列运动的控制。2.根据权利要求1所述的线缆收线设备自动控制排线的技术方法，其特征在于，所述螺旋上升角α为直径为d的线缆在线盘上均匀紧密整齐地排列缠绕运动时其中心线所在的圆柱面展开成平面时，线缆中心线展开线和所述圆柱面与其垂直切面的相交圆展开线之间的夹角，α=arctan(d/(π*(D+nd))。3.根据权利要求2所述的线缆收线设备自动控制排线的技术方法，其特征在于，所述α=arctan(d/(π*(D+nd))中，D是线盘芯筒的直径，d是线缆的外径，n是线缆在线盘上缠绕的层数，n≥1，n由里向外逐层加1，所以螺旋上升角α是一个由里向外逐层减小的量。4.根据权利要求1所述的线缆收线设备自动控制排线的技术方法，其特征在于，所述线缆偏转角β是指从排线导轮出线切点到线缆入盘切点间的线缆与经过此线缆入盘切点和线盘芯筒垂直、和线盘法兰端面平行的垂直法切线之间的夹角。5.根据权利要求1所述的线缆收线设备自动控制排线的技术方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述排线节距P1=线缆直径d，所述线缆层数n=1。6.根据权利要求1所述的线缆收线设备自动控制排线的技术方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述调整线盘和排线导轮间的相对高度，目的是使在排线导轮的出线切点和线盘芯筒上的入线切点间的线缆水平，进而使排线导轮的出线切点和线盘芯筒上的入线切点间的线缆水平垂直线盘芯筒时，出线切点和入线切点间的距离为L；所述调整线盘旋转方向的角度，目的是使线缆在线盘左法兰上的固定孔在线盘的正上方，以保证线缆初始固定点的位置在线盘芯筒的入线切点上。7.根据权利要求1所述的线缆收线设备自动控制排线的技术方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过所述确定线盘左、右法兰内端面的位置X
L
和X
R
，来确定排线导轮左换向位置X
LC
= X
L
+P1/2和右换向位置X
RC
= X
R
‑
P1/2，进而确定排线导轮扫盘结束后回到左法兰内端面附近的位置X=X
LC
+L*tanα，X为排线导轮实时位置,α为所述螺旋上升角。8.根据权利要求7所述的线缆收线设备自动控制排线的技术方法，其特征在于，排线导轮位于X=X
LC
+L*tanα处时，自线缆入盘切点向右偏转的线缆偏转角β=arctan((X
‑ꢀ
X
LC )/L)=螺旋上升角α。9.根据权利要求1所述的线缆收线设备自动控制排线的技术方法，其特征在于，所述步骤S4中，实时在线检测线缆偏转角β的大小，并根据线缆偏转角β和螺旋上升角α之间的大小关系来实时动态地调整线缆偏转角β的大小。10.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文银，
申请(专利权)人：王文银，
类型：发明
国别省市：