一种空间用柔性电缆外型加工装置及方法与流程

本发明涉及一种空间用柔性电缆外型加工装置及方法，属于空间用功率传输电缆技术领域。

背景技术：

柔性电缆是一种广泛应用于电子、航天、汽车等领域的柔性电缆(柔性印制电路电缆)，可以用来传输功率和信号。传统的柔性电缆结构尺寸小，长度小于0.5m，尺寸精度在毫米级，外形成型容易控制，无需空间原子氧、紫外等环境防护特殊要求，其成型工艺相对简单。

随着航天技术的发展，供电需求越来越高，达数百千瓦甚至更高的功率，其太阳电池翼面积达数百平米甚至数千平米，因此需要研制具有重量轻，厚度薄，收拢包络小，一体式的大尺寸的空间航天器供电传输用柔性电缆，其线路结构复杂，外形尺寸要求严格，传统的加工工艺精度低、效率低，力学响应大，且空间用柔性电缆面临空间紫外、原子氧等环境，对电缆边缘切割要求高，其表面空间原子氧等防护涂层材料厚度小于0.01mm，统的加工工艺无法满足工程化需求。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种空间用柔性电缆外型加工装置及方法，以解决折叠式柔性电缆外型加工问题。

本发明解决技术的方案是：

一种空间用柔性电缆外型加工装置，包括切割系统、液压系统、冷加工控制系统和成型装置；

其中切割系统包括z轴运动机构、转动机构、水平移动机构和切割执行机构；其中z轴运动机构可实现上下移动；转动机构可进行空间旋转，可完成折叠状态扁平电缆切割；水平移动机构可在x、y轴向移动；切割执行机构可对产品进行定位及切割加工；

液压系统用于执行切割回路用切割材料种类、比例及容积，所述切割材料为硅橡胶材料，为双组份材料；

冷加工控制系统用于控制液压系统中温度和压力，液压系统中压力可调节，其切割执行机构输出端压力达2gpa以上。

成型装置包括外形控制及定位装置和缓冲控制装置，其中外形控制及定位装置用于将折叠式柔性电缆固定于冷加工控制系统内平台上，缓冲控制装置用于将折叠式柔性电缆分层隔开。

进一步的，所述切割材料为双组份材料，通过双组份参数配置，硅橡胶粘度1000cps～3000cps，室温下固化时间0.5h～3h调节，硅橡胶附着力不小于0.3n/mm。

进一步的，根据加工产品及数量，整个液压系统中硅橡胶材料容积为3升～10升。

进一步的，通过缓冲装置控制及切割系统控制，折叠式柔性电缆外协加工精度达0.1mm，折叠式柔性电缆最小弯曲半径达0.5mm。

进一步的，z轴运动机构可实现上下移动，移动行程覆盖0.1m～1m。

进一步的，转动机构可进行空间旋转，旋转角度达-60°～+60°。

一种空间用柔性电缆外型加工方法，具体步骤包括：

步骤一，将一体折叠式柔性电缆与成型装置匹配后安装于冷加工控制系统上，确保柔性电缆摆放水平位置符合要求；

步骤二，打开液压系统，放入新配置的切割材料，充分调节均匀；

步骤三，打开冷加工控制系统，调节控制液压系统中材料运行温度和压力；

步骤四，启动切割系统，移动切割系统至产品加工区域，开始柔性电缆外型加工，通过该装置完成一体折叠式柔性电缆外协加工。

进一步的，步骤一中，将一体折叠式柔性电缆采用缓冲控制装置分层隔开，缓冲控制装置尺寸覆盖柔性电缆外协尺寸，且比柔性电缆宽度大10mm以上，缓冲控制装置选用硅橡胶垫材料，其厚度不低于0.5mm；当叠式柔性电缆每个表面均用缓冲控制装置隔离后，上下表面再采用外形控制及定位装置进行固定，然后整体移动至冷加工控制系统内平台上，完成固定安装。

进一步的，步骤二中，配置3升以上的硅橡胶材料，控制粘结剂与固化剂比例为30：1～100：1，调配均匀，其粘度为1000cps～3000cps，打开液压系统，将新配置的硅橡胶液体放入液压系统中。

进一步的，步骤三中，打开冷加工控制系统，调节控制液压系统中硅橡胶温度，控制在室温，实现无热影响加工，调节液压系统压力，使得切割执行机构输出端压力至少为5gpa。

进一步的，步骤四中，启动切割系统，移动切割系统，通过调节z轴运动机构、转动机构、水平移动机构，将切割执行机构移动至柔性电缆加工区域，开始柔性电缆一边外型加工，通过压力控制，实现柔性电缆外协成型，同时采用低粘度的硅橡胶材料处理后，柔性电缆切割边缘可进行硅橡胶固封，其固化后厚度控制在5μm以上，满足空间原子氧、紫外辐照等空间环境要求；

完成电缆一边外型加工后再移动切割系统,将切割执行机构移动至柔性电缆另一边加工区域，开始柔性电缆另一边外型加工；通过该装置完成一体折叠式柔性电缆外协加工。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明通过一种空间用柔性电缆外型加工装置及方法，利用硅橡胶冷加工方式实现折叠式柔性电缆外协加工，解决一体式柔性电缆外协尺寸加工难题；

(2)本发明可以有效解决一种空间用柔性电缆外型加工，提高了工作效率及一体折叠式柔性电缆外形成型精度，推动了空间用柔性电缆的工程应用进度；

(3)本发明将为空间太阳电池翼用柔性电缆提供广阔的应用市场，该技术创新填补国内了空白，提高我国太阳电池阵的应用水平，为国防做出贡献。

附图说明

图1为本发明提供的一种折叠式空间用柔性电缆外型加工装置结构系统示意图；

图2为本发明实施例提供的一种折叠式空间用柔性电缆外协固定方式示意图；

图3为本发明实施例提供的一种折叠式空间用柔性电缆内部固定方式示意图；

图4为本发明提供的一种折叠式空间用柔性电缆示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

一种空间用柔性电缆外型加工装置，如图1-4所示，包括切割系统1、液压系统2、冷加工控制系统3和成型装置4；

其中切割系统1包括z轴运动机构1-1、转动机构1-2、水平移动机构1-3和切割执行机构1-4；其中z轴运动机构1-1可实现上下移动；转动机构1-2可进行空间旋转，可完成折叠状态扁平电缆切割；水平移动机构1-3可在x、y轴向移动；切割执行机构1-4可对产品进行定位及切割加工；

液压系统2用于执行切割回路用切割材料种类、比例及容积，所述切割材料为硅橡胶材料，为双组份材料；液压系统可实现小剂量硅橡胶液体压缩及控制，硅橡胶粘度1000cps～3000cps，可实现柔性电缆边缘防护，具有耐空间原子氧、紫外辐照的性能。

所述硅橡胶与硅氧烷、全氢聚硅氮烷等具有良好的界面结合性能。

冷加工控制系统3用于控制液压系统中温度和压力，液压系统中压力可调节，其切割执行机构1-4输出端压力达2gpa以上。

所述冷加工控制系统可控制室温环境，无热影响加工。可完成折叠式柔性电缆外协加工精度达0.1mm，折叠式柔性电缆最小弯曲半径达0.5mm。

成型装置4包括外形控制及定位装置4-1和缓冲控制装置4-2，其中外形控制及定位装置4-1用于将折叠式柔性电缆固定于冷加工控制系统3内平台上，缓冲控制装置4-2用于将折叠式柔性电缆分层隔开。

所述切割材料为双组份材料，通过双组份参数配置，硅橡胶粘度1000cps～3000cps，室温下固化时间0.5h～3h调节，硅橡胶附着力不小于0.3n/mm。

根据加工产品及数量，整个液压系统中硅橡胶材料容积为3升～10升。通过缓冲装置控制及切割系统控制，折叠式柔性电缆外协加工精度达0.1mm，折叠式柔性电缆最小弯曲半径达0.5mm。

z轴运动机构1-1可实现上下移动，移动行程覆盖0.1m～1m。转动机构1-2可进行空间旋转，旋转角度达-60°～+60°。

一种空间用柔性电缆外型加工方法，具体步骤包括：

步骤一，将一体折叠式柔性电缆与成型装置匹配后安装于冷加工控制系统上，确保柔性电缆摆放水平位置符合要求；

步骤二，打开液压系统，放入新配置的切割材料，充分调节均匀；

步骤三，打开冷加工控制系统，调节控制液压系统中材料运行温度和压力；

步骤四，启动切割系统，移动切割系统至产品加工区域，开始柔性电缆外型加工，通过该装置完成一体折叠式柔性电缆外协加工。

进一步的，步骤一中，将一体折叠式柔性电缆采用缓冲控制装置4-2分层隔开，缓冲控制装置4-2尺寸覆盖柔性电缆外协尺寸，且比柔性电缆宽度大10mm以上，缓冲控制装置4-2选用硅橡胶垫材料，其厚度不低于0.5mm；当叠式柔性电缆每个表面均用缓冲控制装置4-2隔离后，上下表面再采用外形控制及定位装置4-1进行固定，然后整体移动至冷加工控制系统3内平台上，完成固定安装。

进一步的，步骤二中，配置3升以上的硅橡胶材料，控制粘结剂与固化剂比例为30：1～100：1，调配均匀，其粘度为1000cps～3000cps，打开液压系统2，将新配置的硅橡胶液体放入液压系统2中。

进一步的，步骤三中，打开冷加工控制系统3，调节控制液压系统2中硅橡胶温度，控制在室温，实现无热影响加工，调节液压系统2压力，使得切割执行机构1-4输出端压力至少为5gpa。

进一步的，步骤四中，启动切割系统1，移动切割系统1，通过调节z轴运动机构1-1、转动机构1-2、水平移动机构1-3，将切割执行机构1-4移动至柔性电缆加工区域，开始柔性电缆一边外型加工，通过压力控制，实现柔性电缆外协成型，同时采用低粘度的硅橡胶材料处理后，柔性电缆切割边缘可进行硅橡胶固封，其固化后厚度控制在5μm以上，满足空间原子氧、紫外辐照等空间环境要求；

完成电缆一边外型加工后再移动切割系统1,将切割执行机构1-4移动至柔性电缆另一边加工区域，开始柔性电缆另一边外型加工；通过该装置完成一体折叠式柔性电缆外协加工。

实验已经证明，本发明通过一种空间用柔性电缆外型加工装置及方法，利用硅橡胶冷加工方式实现折叠式柔性电缆外协加工，解决一体式柔性电缆外协尺寸加工难题。

本发明可以有效解决一种空间用柔性电缆外型加工，提供了工作效率，提高了一体折叠式柔性电缆外形成型精度，推动了空间用柔性电缆的工程应用进度。

本发明所提供的一种空间用柔性电缆外型加工装置及方法将为空间太阳电池翼用柔性电缆提供广阔的应用市场。该技术创新填补国内了空白，提高我国太阳电池阵的应用水平，为国防做出贡献。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。