一种用于船用电缆精确切割及测量的智能装置的制作方法

本发明涉及的是船用电缆的外径和长度的精确测量装置，特别是适用于各种型号的船用电缆的长度和外径的精确测量以及涉及到电缆的标记、变频盘缆、程控排缆、电动切割等技术的智能装置。具体地说是一种用于船用电缆精确切割及测量的智能装置。

背景技术：

目前对于一条船来说，在建船舶产品船用电缆的规格有三百多种，一万余根，总长度近二十万米。在电缆配套时需根据电缆数据准确测量电缆长度并进行切割；另外舷外及过舱电缆也需对电缆外径精准测量，并做好首尾及停止点标记。长期以来,各条船舶产品的电缆测量及切割一直都采用在电缆库人工丈量、手工切割及盘卷的配套工艺；有密封要求的干线电缆也需人工用卡尺或过线器从首直尾检测整根电缆外径,再根据测量尺寸加工电缆盒开孔板或密封垫圈。目前工厂电缆一次配套工艺还较为原始和落后，劳动强度大、投入人力多、配套周期长。

技术实现要素：

为了解决电缆切割不精确的技术问题，本发明提出了一种用于船用电缆精确切割及测量的智能装置。该装置通过采用光电捡测技术、机电一体化技术以及PlC工控技术相结合，能对各类型的船用电缆一次完成电缆的测量、标记、切割及盘卷和排缆工作，装置带有人机界面、操作便捷、显示直观，测量项目数据库化，便于数据的存储和调取、能够实现船用电缆的精确切割及测量的智能化。解决船用电缆切割和测量的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

从卷缆抽出电缆进行送缆，送缆后首先利用电缆切割机根据预定电缆长度进行电缆切割，电缆切割后进行长度测量和外径测量，然后在电缆上进行电缆标记，标记后的电缆经过排缆机构进行排缆，再对所排的电缆进行卷缆，卷缆后的电缆缠绕在电缆盘芯上，作为盘卷电缆。

电缆长度测量采用激光相位传感器。

电缆外径测量采用激光成像传感器。

盘缆机构所用的伺服电机采用变频器控制转速。

采用PLC可编程序控制器作为下位机，采用labview工控软件作为上位机控制软件。

积极效果，由于本发明采用智能化控制对电缆加工，所以对船用电缆加工精度高，速度快，质量好。适宜作为船用电缆加工的装置应用。

附图说明

图1为本发明电缆智能加工装置构成图；

图2为本发明电缆智能加工流程框图。

具体实施方式

如图2所示，电缆切割与测量：

从卷缆抽出电缆进行送缆，送缆后首先利用电缆切割机根据预定电缆长度进行电缆切割，电缆切割后进行长度测量和外径测量，然后在电缆上进行电缆标记，标记后的电缆经过排缆机构进行排缆，再对所排的电缆进行卷缆，卷缆后的电缆缠绕在电缆盘芯上，作为盘卷电缆。

电缆长度测量采用激光相位传感器。

电缆外径测量采用激光成像传感器。

盘缆机构所用的伺服电机采用变频器控制转速。

采用PLC可编程序控制器作为下位机，采用labview工控软件作为上位机控制软件。

如图1所示，电缆智能加工装置构成与运行：

长度测量传感器和直径测量传感器分别将相关信号传输给数据采集装置，盘缆机构的伺服电机运行信号输入给变频器，变频器将变频信号同时传输给数据采装置和PLC控制器，排缆机构位置检测信号传输给PLC控制器，又返回到线行程电机，作为线行程电机的运行信号，切割机构的位置检测信号输入给PLC控制器，经过PLC控制器处理后返回到切割机构的线行程电机和切割电机，送缆机构的位置检测将检测信号输入给PLC控制器，经过处理作为步进电机的运行信号，PLC控制器与上位机及显示操作机构互通信号，由上位机及显示信号输出电缆标签，并进行标签打印。

先将待裁电缆由电缆卷盘抽出进入送缆机构，在步进电机及滚轴的驱动下顺序经过长度、直径测量传感器，在电缆输送至盘缆机构处后送缆机构停止工作,由盘缆机构根据设定的卷缆线速度和张力接替完成后期电缆拖拽工作。在达到预定长度时，切割机构在人工干预下实现电缆切割。最终完成整根电缆的测量及切割工作。在这个工作期间同步完成电缆标记。整个过程均由PLC程序精确控制。

1、电缆长度测量：

为解决日前工厂电缆长度测量时采用固定标尺、米尺、电缆标记等落后方式计量,在该装置中采用了激光相位法进行长度测量，该方法是一种非接触式测量线缆长度和速度的测量方法，通过测量本地发射信号与接收回波信号之间的相位差来测速、测长，与传统的测量方法相比，该方法能够很好的解决滑移、磨损、灰尘积聚和精度低的问题。在装置中采用了像差测速、测长专用的传感器来解决电缆长度测量的精度间题。

2、电缆外径测量：

因船用过舱电缆安装的特殊性，在其电缆配套过程中，要对每根干线电缆的外径准确测量,实测结果作为舷外电缆焊接垫套杯形管节压紧垫圈以及穿舱电缆盒开孔板、胶块的制作依据，因此外径测量是船用电缆配套重要环节之一。

该装置采用激光成像法。其工作原理为：激光发光二极管的光通过光学系统形成光幕，当被测物体置于光幕当中时，其阴影图像通过望远镜系统最终形成在线性CCD阵列上,通过信号处理器计算出其轮廓大小从而间接测量出物体尺寸。它利用激光的准直性、通过检测物体在CCD上投影尺寸来间接测量,具有广泛的适用性,与传统的测量方法相比，该技术能够解决配套繁琐、精度低的问题。在本装置中，选用激光幕帘直径测量传感器用于电缆配套中长度检测。

3、变频盘缆、程控排缆及自动切割：

电缆工艺卷盘用于电缆配套中电缆的中转、存放，是电缆周转必要的载体工具。目前工厂电缆工艺卷盘在电缆盘、放及摊缆作业时均为人力操作,存在劳动强度大、工作效率低、须多人协同配舍的缺点。

在装置中采用了变频控制方式来控制执行电机，可复杂工况的需求。

根据公式F=T/R，

其中: F—电缆张力；

R—卷筒的收卷半径；

T—卷筒收卷转矩。

根据卷径变化调整卷盘收卷转矩，即可实现电缆张力恒定。变频控制式卷盘的变频器在闭环矢量，有速度传感器矢量控制下，选择开环转矩控制模式,并通过厚度积分计算电缆的输出转矩，从而保证电缆在卷盘上卷绕时，根据卷绕半径变化自动进行转矩调整，线性变化,保证电缆张力恒定,最大程度上保护电缆。

在本装置采用小型变频电机和控制器共同完成变频盘缆、程控排缆及自动切割技术模拟电缆切割机构由线行程电机、高速电机以及切割片组成。线行程电机带动安装切割片的高速切割电机，按设定行程在指令下完成电缆切割并收刀。为确保电缆安全，在逻辑程序上切割命令需人工干预,即确任电缆型号和长度无误。

4、控制电路及操控截面设计：

本装置由PLC作为下位机，采用labview工控软件作为上位机控制软件，完成数据量的采集，执行对象的控制以及操作显示等功能，人机界面是程序与操作人员交流的窗口，上述软硬件具有完善的工控功能，经合理设计、人性设置后的操作界面能够提供便捷、直观和友好的视觉效果。