【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种环切装置及其控制方法，尤其涉及一种电缆波纹管环切装置及其控制方法。
技术介绍
1、电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆的基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。保护电缆的波纹管是使用铝制作的一种外形呈螺旋波浪式样的金属管材，在电缆系统中作为保护层。为了进行电缆本体之间或与终端系统的连接，需要对电缆进行剥削处理，切割去除电缆外部的波纹管，以实现内部导电段之间的连接。在切除波纹管时，要求不得损伤屏蔽层，以防损伤线路。
2、目前，处理直径为50-150mm的电缆时，其切割方式主要包括人工手动切割和人工操作机器设备切割，人工手动切割作业的效率低、可靠性差且切割精度无法保证；现有的切割机器设备大多只关注波纹管的切割位置，而忽略了波纹管的切割深度的精确度，实际作业时要求切割精度达到0.05mm，即现有的切割方式无法满足电缆剥削处理时只切割去除电缆外部的波纹管且不得损伤屏蔽层的要求。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种切割精度高且不损伤电缆屏蔽层的电缆波纹管环切装置。
2、本专利技术的第二目的是提供一种电缆波纹管环切装置的控制方法。
3、技术方案：本专利技术公开的一种电缆波纹管环切装置，包括机壳以及与机壳同轴设置用于夹持固定电缆的定位组件，还包括依次与机壳和定位组件同轴设置
4、进一步的，所述转动组件包括轮架以及两个对称设置且与轮架转动连接的轮子，两个所述轮子分别卡接在位于环形轨道的外侧轨道和内侧轨道上并与之转动接触，其中驱动组件驱动一个轮子沿环形轨道的内侧轨道旋转，同时通过轮架带动另一个轮子沿环形轨道的外侧轨道旋转。
5、进一步的，所述移动组件包括固定连接在轮架上的两个支撑块、转动安装在两个支撑块之间的丝杠、安装在轮架上且输出轴与丝杠固定连接的进给电机、螺纹连接在丝杠外周的滑块、安装在上方的支撑块一侧的第二激光测距仪以及安装在滑块上且与第二激光测距仪配合测量滑块实际移动距离的反射片。
6、进一步的，所述轮子的洛氏硬度≥55。
7、进一步的，所述驱动组件包括安装在机壳内部的驱动电机、与驱动电机的输出轴固定连接的驱动齿轮、与机壳内壁固定连接且与环形轨道同轴设置的环管、转动安装在环管外周且与驱动齿轮啮合连接的太阳轮、与机壳的内壁固定连接且设置在太阳轮外周的内齿轮、与太阳轮啮合连接且沿着内齿轮的内齿转动的行星齿轮以及与行星齿轮的中心轴固定连接的驱动轴，所述驱动轴远离行星齿轮的一端与位于环形轨道内侧轨道的轮子的中心轴固定连接。
8、进一步的，所述切割组件包括固定安装在滑块底部的切割圆锯以及与位于滑块上且输出轴与切割圆锯相连的旋转电机。
9、进一步的，所述定位组件包括支座、与支座固定连接且中心处开设有供电缆穿过的通线孔的卡盘体、与通线孔的内壁开设的多个环形阵列的凹槽滑动连接的活动卡爪、设置在卡盘体一侧用于调整活动卡爪以夹紧电缆的卡爪驱动机构。
10、进一步的，还包括支撑杆，所述支撑杆的两端和中部均设置有螺纹，所述卡盘体上开设有多个环形阵列分布的通孔，所述支撑杆的一端贯穿通孔并与卡盘体另一侧的螺母螺纹连接，所述支撑杆的中部与机壳螺纹连接，且支撑杆的另一端穿过机壳并与环形轨道螺纹连接。
11、基于同样的专利技术构思，本专利技术还公开一种电缆波纹管环切装置的控制方法，包括以下步骤：
12、s1：将切割组件调整至环形轨道的零点位置；
13、s2：通过定位组件将电缆夹持固定，并使电缆与电缆波纹管环切装置同轴设置；
14、s3：驱动移动组件和切割组件绕环形轨道转动一周，使得第一激光测距仪扫描电缆外周轮廓数据并将电缆外周轮廓数据传输至控制器；
15、s4：再次调整切割组件至环形轨道的零点位置；
16、s5：控制器通过电缆外周轮廓数据调整进给电机转动使滑块沿着电缆直径方向移动，同时控制器实现对滑块移动距离的负反馈闭环控制，使得滑块带着切割圆锯沿电缆直径向移动至最大位移处旋转切割电缆；
17、s6：通过控制器调整进给电机使切割圆锯回到初始位置；
18、s7：控制器依据电缆外周轮廓数据调整驱动组件，使得转动组件在环形轨道上移动一个步距；
19、s8：重复步骤s5至s7，直至转动组件绕环形轨道移动一圈回到环形轨道的零点位置。
20、进一步的，实现步骤s5中的负反馈闭环控制的具体步骤为：
21、控制器通过电缆外周轮廓数据获得滑块移动的标准距离；
22、控制器依据标准距离调整进给电机转动圈数进而驱动滑块移动；
23、第二激光测距仪和反射片测量滑块移动的实际距离，并将实际距离传输至控制器；
24、控制器计算实际距离与标准距离的差值，将差值作为负反馈调节算法的输入量计算出滑块需要再次调整的移动距离，如此往复，直至实际距离与标准距离的差值小于预设值。
25、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：
26、(1)考虑电缆波纹管呈螺旋状且横截面并非正圆的特点，通过移动组件和第一激光测距仪的设置，可以实现对滑块移动距离的负反馈闭环控制，并配合切割组件对电缆波纹管进行多次分段的切割，使得切割圆锯可以高精度地切割电缆波纹管而不损伤电缆屏蔽层，从而实现电缆波纹管的自动化高精度切割；
27、(2)通过高硬度的轮子以及第一激光测距仪与切割圆锯二者同步运动，避免了轮子和环形轨道的磨损对测量结果的影响；使得实际切割电缆波纹管时，切割时的精度可高达0.05mm，满足实际作业时要求。
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1.一种电缆波纹管环切装置，包括机壳(1)以及与机壳(1)同轴设置用于夹持固定电缆的定位组件(2)，其特征在于：还包括依次与机壳(1)和定位组件(2)同轴设置的环形轨道(3)、可沿环形轨道(3)旋转的转动组件(5)、位于机壳(1)内且用于驱动转动组件(5)旋转的驱动组件(6)、与转动组件(5)相连且用于调整径向进给深度的移动组件(7)、位于移动组件(7)活动部上且用于切割电缆的切割组件、位于移动组件(7)活动部上且用于测量电缆外周轮廓数据的第一激光测距仪(8)以及与驱动组件(6)、移动组件(7)、切割组件和第一激光测距仪(8)电性连接的控制器。
2.根据权利要求1所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：所述转动组件(5)包括轮架(15)以及两个对称设置且与轮架(15)转动连接的轮子(16)，两个所述轮子(16)分别卡接在位于环形轨道(3)的外侧轨道和内侧轨道上并与之转动接触，其中驱动组件(6)驱动一个轮子沿环形轨道(3)的内侧轨道旋转，同时通过轮架(15)带动另一个轮子沿环形轨道(3)的外侧轨道旋转。
3.根据权利要求2所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：所述轮子(16)的洛氏硬度≥55。
5.根据权利要求2所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：所述驱动组件(6)包括安装在机壳(1)内部的驱动电机(17)、与驱动电机(17)的输出轴固定连接的驱动齿轮(18)、与机壳(1)内壁固定连接且与环形轨道(3)同轴设置的环管(19)、转动安装在环管(19)外周且与驱动齿轮(18)啮合连接的太阳轮(20)、与机壳(1)的内壁固定连接且设置在太阳轮(20)外周的内齿轮(21)、与太阳轮(20)啮合连接且沿着内齿轮(21)的内齿转动的行星齿轮(22)以及与行星齿轮(22)的中心轴固定连接的驱动轴(23)，所述驱动轴(23)远离行星齿轮(22)的一端与位于环形轨道(3)内侧轨道的轮子(16)的中心轴固定连接。
6.根据权利要求3所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：所述切割组件包括固定安装在滑块(12)底部的切割圆锯(25)以及与位于滑块(12)上且输出轴与切割圆锯(25)相连的旋转电机(24)。
7.根据权利要求1所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：所述定位组件(2)包括支座(26)、与支座(26)固定连接且中心处开设有供电缆穿过的通线孔(27)的卡盘体(28)、与通线孔(27)的内壁开设的多个环形阵列的凹槽滑动连接的活动卡爪(29)、设置在卡盘体(28)一侧用于调整活动卡爪(29)以夹紧电缆的卡爪驱动机构(30)。
8.根据权利要求7所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：还包括支撑杆(4)，所述支撑杆(4)的两端和中部均设置有螺纹，所述卡盘体(28)上开设有多个环形阵列分布的通孔(31)，所述支撑杆(4)的一端贯穿通孔(31)并与卡盘体(28)另一侧的螺母螺纹连接，所述支撑杆(4)的中部与机壳(1)螺纹连接，且支撑杆(4)的另一端穿过机壳(1)并与环形轨道(3)螺纹连接。
9.根据权利要求1～8任一所述的一种电缆波纹管环切装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的电缆波纹管环切装置的控制方法，其特征在于：实现步骤S5中的负反馈闭环控制的具体步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种电缆波纹管环切装置，包括机壳(1)以及与机壳(1)同轴设置用于夹持固定电缆的定位组件(2)，其特征在于：还包括依次与机壳(1)和定位组件(2)同轴设置的环形轨道(3)、可沿环形轨道(3)旋转的转动组件(5)、位于机壳(1)内且用于驱动转动组件(5)旋转的驱动组件(6)、与转动组件(5)相连且用于调整径向进给深度的移动组件(7)、位于移动组件(7)活动部上且用于切割电缆的切割组件、位于移动组件(7)活动部上且用于测量电缆外周轮廓数据的第一激光测距仪(8)以及与驱动组件(6)、移动组件(7)、切割组件和第一激光测距仪(8)电性连接的控制器。
2.根据权利要求1所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：所述转动组件(5)包括轮架(15)以及两个对称设置且与轮架(15)转动连接的轮子(16)，两个所述轮子(16)分别卡接在位于环形轨道(3)的外侧轨道和内侧轨道上并与之转动接触，其中驱动组件(6)驱动一个轮子沿环形轨道(3)的内侧轨道旋转，同时通过轮架(15)带动另一个轮子沿环形轨道(3)的外侧轨道旋转。
3.根据权利要求2所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：所述移动组件(7)包括固定连接在轮架(15)上的两个支撑块(9)、转动安装在两个支撑块(9)之间的丝杠(10)、安装在轮架(15)上且输出轴与丝杠(10)固定连接的进给电机(11)、螺纹连接在丝杠(10)外周的滑块(12)、安装在上方的支撑块(9)一侧的第二激光测距仪(13)以及安装在滑块(12)上且与第二激光测距仪(13)配合测量滑块(12)实际移动距离的反射片(14)。
4.根据权利要求2所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：所述轮子(16)的洛氏硬度≥55。
5.根据权利要求2所述的电缆波纹管环切装置，其特征在于：所述驱动组件(6)包括安装在机壳(1)内部的驱动电机(17)、与驱动电机(17)的输...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦建平，冯卓韬，段微昶，姜志康，郁建平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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