一种电缆防热材料自动缠绕设备及其控制方法与流程

技术领域：

本发明涉及航空航天电缆防热材料缠绕技术领域，尤其是一种无粘性的电缆防热材料自动缠绕设备设计及与运行方法。

背景技术：
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随着智能制造领域的发展，发达国家的航空航天设备研制已经进入了一个追求高自动化程度和高生产效率的新阶段，而国内航空航天电缆防热材料仍然以手工操作为主。目前人工缠绕电缆防热材料存在很多问题，例如：人工缠绕防热材料效率低、缠绕层数不精确、一致性和规范性较差，同时防热材料缠绕过程中产生的玻璃纤维对操作人员健康有一定危害。不能满足我国航空航天设备高精度、高效率和高可靠性生产的需要。

技术实现要素：
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本发明针对以上问题，提出了一种无粘性电缆防热材料自动缠绕设备，能够提高防热材料缠绕效率、缠绕精度、一致性和规范性，避免缠绕过程中玻璃纤维对操作人员的健康危害，实现我国航空航天设备高精度、高效率和高可靠性生产的需要。

本发明为一种电缆防热材料自动缠绕设备，包括电缆托盘、电缆夹持机构、辅助送线机构、自动缠绕机构、辅助绕线机构、防热材料安装架、摄像机、工控一体机、分支电缆置物盘、夹持机构移动模组、机架，其中，

在所述机架上方的中间位置，固定设有自动缠绕机构，所述自动缠绕机构中包含防热材料安装架，所述自动缠绕机构通过旋转防热材料的方式将防热材料缠绕在所述电缆外部；

在所述自动缠绕机构两侧分别设有一组电缆托盘和电缆夹持机构，以进料端为右侧，则分别为左侧电缆托盘和右侧电缆托盘，左侧电缆夹持机构和右侧电缆夹持机构；左侧和右侧的电缆夹持机构用于固定和夹持电缆的首尾两端；

在所述自动缠绕机构两侧，靠近所述自动缠绕机构的位置还设有左侧辅助送线机构，和右侧辅助送线机构，所述辅助送线机构用于防止电缆缠绕过程中产生跳动或下垂；

所述工控一体机用于人机交互，参数设置、状态显示及查看录像资料；

所述摄像机用于记录电缆防热材料缠绕状态，以便后续查询及调取资料，方便追溯；

所述自动缠绕设备还包括夹持机构移动模组，所述机构移动模组上连接左侧和右侧的电缆夹持机构，用于带动所述电缆夹持机构沿着机构移动模组方向左右移动，实现电缆的给料；

所述机架用于支撑并可储存电缆防热材料；

所述防热材料安装架用于放置防热材料。

进一步的，所述自动缠绕机构由安装支架、驱动机构、传动机构组成；所述驱动机构中包含电机及减速机装置，所述传动机构包含呈圆周分布的传动轮，所述驱动机构的输出端驱动传动轮转动；所述传动轮分为内外两层，在两层传动轮之间为转动环，两侧传动轮与转动环之间均为螺纹连接；所述转动环上连接防热材料，电缆防热材料进行缠绕时，驱动机构电机减速机带动传动机构做圆周运动，将防热材料缠绕至电缆上。

进一步的，所述防热材料安装架中设置可调节阻尼机构和可调节加压滚筒，双重夹紧防热材料确保在设备不工作时，防热材料依然保持紧绷状态。

更进一步的，所述夹持机构移动模组采用伺服电机减速机驱动丝杠滑块沿导轨方向运动，丝杠滑块在所述自动缠绕机构的左右两侧各一个，单独控制灵活调节夹持机构间距；待电缆固定好之后，夹持机构移动模组以同样速度同时驱动两夹持机构，实现自动缠绕功能。

作为一种优选，所述电缆夹持机构采取自适应弹性组件分体设计，采用半圆锥形开口设计，能同时满足5—50mm的电缆进行夹持固定，对直接接触电缆的部位进行镀聚氨酯，缓冲压力对电缆的伤害，保证电缆的安全可靠夹持。

作为一种优选，所述自动缠绕设备还设有生产安全保护设备，具体包括透明保护罩、报警灯、脚踏开关、急停按钮，其中，

所述透明保护罩安装于所述自动缠绕机构外部，用于防止发生操作事故，保护人员安全，且便于观察电缆防热材料缠绕状态；

所述报警灯与所述工控一体机连接，用于报警提示；

所述脚踏开关与所述自动缠绕机构连接，用于操作人员便捷启动设备；

所述急停按钮用于紧急停止设备。

作为一种优选，所述自动缠绕设备还包括分支电缆置物盘，所述分支电缆置物盘位于动缠绕机构平面的下方，用于缠绕主电缆时存放分支电缆。

进一步的，所述辅助送线机构由丝杠驱动两滚轮上下移动调整滚轮间距，适应不同型号电缆直径。

基于上述一种电缆防热材料自动缠绕设备，本申请还提供其控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1，打开设备电源开关，工控一体机进入操作系统，点击复位，各机构移动至初始状态；

s2，打开透明保护罩，将防热材料放置在防热材料安装架上，调节阻尼机构和加压滚筒，保证防热材料处于紧绷状态；

s3，将电缆放置于右侧电缆托中，将要缠绕的分支电缆整理出来；进行分支电缆缠绕，输入分支电缆长度、直径、防热材料缠绕层数，移动模组将夹持机构移动至设定位置，将电缆穿过辅助绕线支架，使两个电缆夹持机构分别夹住分支电缆待缠绕部分的两端，其中间部分位于所述动缠绕机构的缠绕位置内部，将防热材料缠绕在电缆上几圈，关闭透明保护罩，设备自动完成分支电缆防热材料缠绕；

s4，待完成分支电缆防热材料缠绕后，进行主电缆防热材料缠绕，将分支电缆整理好放置在分支电缆置物盘中；输入主电缆长度、直径、防热材料缠绕层数，再重复步骤s3中的过程，设备自动完成分支电缆防热材料缠绕；

s5，进行主线电缆缠绕时，分支电缆经过缠绕机构时，人工将分支电缆折放180°放置在置物盘中；

s6，发生突发状况时，报警灯报警，操作人员可按下急停按钮15停止设备动作；

s7，后续线束以此方式操作缠绕至最尾端。

有益效果：

本发明提供的该设备两夹持机构间距可灵活调节，适应不同型号电缆长度，并保证电缆为舒展状态且具有一定的绷紧力，提高防热材料缠绕精度；防热材料安装架上设置可调节阻尼机构和可调节加压滚筒，保证无粘性防热材料处于紧绷状态；左右辅助送线机构可防止电缆缠绕过程中产生跳动或下垂现象；该设备可替代人工缠绕防热材料，效率相比于原人工缠绕提高300%，并避免缠绕过程中玻璃纤维对操作人员的健康危害。

附图说明：

图1为本发明一种电缆防热材料自动缠绕设备的整体结构示意图；

图2为本发明中自动缠绕机构的结构示意图；

图3为本发明中防热材料安装架的结构示意图；

图中，1—电缆托盘、2—电缆夹持机构、3—辅助送线机构、4—自动缠绕机构、5—透明保护罩、6—辅助绕线机构、7—防热材料安装架、8—摄像机、9—报警灯、10—工控一体机、11—分支电缆置物盘、12—夹持机构移动模组、13—机架、14—脚踏开关、15—急停按钮；

401—安装支架、402—传动机构、403—驱动机构；

701—可调节阻尼机构、702—防热材料、701—可调节加压滚筒。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步阐述：

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种无粘性的电缆防热材料自动缠绕设备设计及其运行方法。包括电缆托盘1、电缆夹持机构2、辅助送线机构3、自动缠绕机构4、透明保护罩5、辅助绕线机构6、防热材料安装架7、摄像机8、报警灯9、工控一体机10、分支电缆置物盘11、夹持机构移动模组12、机架13、脚踏开关14、急停按钮15。

所述辅助送线机构3用于防止自动缠绕机构4电缆缠绕过程中产生跳动或下垂；所述自动缠绕机构4用于将防热材料自动缠绕至电缆上。

在所述机架13上方的中间位置，固定设有自动缠绕机构4，所述自动缠绕机构4中包含防热材料安装架7，所述自动缠绕机构4通过旋转防热材料的方式将防热材料缠绕在所述电缆外部；

在所述自动缠绕机构4两侧分别设有一组电缆托盘1和电缆夹持机构2，以进料端为右侧，则分别为左侧电缆托盘和右侧电缆托盘，左侧电缆夹持机构和右侧电缆夹持机构；左侧和右侧的电缆夹持机构用于固定和夹持电缆的首尾两端；

在所述自动缠绕机构4两侧，靠近所述自动缠绕机构4的位置还设有辅助送线机构，所述辅助送线机构用于防止电缆缠绕过程中产生跳动或下垂；

所述工控一体机10用于人机交互，参数设置、状态显示及查看录像资料；

所述摄像机8用于记录电缆防热材料缠绕状态，以便后续查询及调取资料，方便追溯；

所述自动缠绕设备还包括夹持机构移动模组12，所述机构移动模组12上连接左侧和右侧的电缆夹持机构，用于带动所述电缆夹持机构沿着机构移动模组12方向左右移动，实现电缆的给料；

所述机架13用于支撑并可储存电缆防热材料；

所述防热材料安装架7用于放置防热材料。

进一步的，如图2所示，本实施例所提供的自动缠绕机构4由安装支架、驱动机构、传动机构组成；所述驱动机构中包含电机及减速机装置，所述传动机构包含呈圆周分布的传动轮，所述驱动机构的输出端驱动传动轮转动；所述传动轮分为内外两层，在两层传动轮之间为转动环，两侧传动轮与转动环之间均为螺纹连接；所述转动环上连接防热材料，电缆防热材料进行缠绕时，驱动机构电机减速机带动传动机构做圆周运动，将防热材料缠绕至电缆上。

进一步的，如图3所示，所述防热材料安装架7中设置可调节阻尼机构701和可调节加压滚筒703，双重夹紧防热材料702确保在设备不工作时，防热材料依然保持紧绷状态。

所述电缆夹持机构2采取自适应弹性组件分体设计，采用半圆锥形开口设计，能同时满足5—50mm的电缆进行夹持固定，对直接接触电缆的部位进行镀聚氨酯，缓冲压力对电缆的伤害，保证电缆的安全可靠夹持；

所述辅助送线机构3由丝杠驱动两滚轮上下移动调整滚轮间距，适应不同型号电缆直径；

所述自动缠绕机构4由安装支架、驱动机构、传动机构组成。电缆防热材料进行缠绕时，驱动机构电机减速机带动传动机构做圆周运动，将防热材料缠绕至电缆上；

所述夹持机构移动模组12由伺服电机减速机驱动丝杠滑块沿导轨方向运动，丝杠滑块左右两侧各一个，单独控制灵活调节夹持机构间距。可适应不同型号电缆长度；电缆为柔性件，缠绕前调节两夹持机构间距保证电缆为舒展状态且具有一定的绷紧力，提高防热材料缠绕精度；待电缆固定好之后，夹持机构移动模组12以同样速度同时驱动两夹持机构，实现自动缠绕功能。

实施例2

所述自动缠绕设备的运行方法包括以下步骤：

1)打开设备电源开关，触摸工控一体机10进入操作系统，点击复位，各机构移动至初始状态；

2)将防热材料放置在防热材料安装架7上，调节阻尼机构和加压滚筒，保证防热材料处于紧绷状态。

3)将电缆放置于右侧电缆托盘1中，将要缠绕的分支电缆整理出来；进行分支电缆缠绕，输入分支电缆长度、直径、防热材料缠绕层数，移动模组将夹持机构移动至设定位置，点击右夹持机构将分支电缆尾部固定。人工拉出防热材料放在分支电缆接头处，放下透明保护罩5，启动脚踏开关14或触摸工控一体机10启动按钮启动设备，右夹持机构与缠绕机构配合进行分支电缆防热材料缠绕，待分支电缆接头经过左夹持机构时，夹持机构及辅助送线机构夹住分支电缆，设备自动完成分支电缆防热材料缠绕；

4)完成分支电缆防热材料缠绕后，进行主电缆防热材料缠绕，将分支电缆整理好放置在分支电缆置物盘11中。输入主电缆长度、直径、防热材料缠绕层数，移动模组将夹持机构移动至设定位置，点击右夹持机构将主电缆尾部固定。人工拉出防热材料放在主电缆接头处，放下透明保护罩5，启动脚踏开关14或触摸工控一体机10启动按钮启动设备，右夹持机构与缠绕机构配合进行电缆防热材料缠绕，待主电缆接头经过左夹持机构时，夹持机构及辅助送线机构夹住主电缆，设备自动完成主电缆防热材料缠绕；

5)进行主线电缆缠绕时，分支电缆经过缠绕机构时，人工将分支电缆折放180°放置在置物盘中；

6)发生突发状况时，报警灯9报警，操作人员可按下急停按钮15停止设备动作；

7)后续线束以此方式操作缠绕至最尾端。

基于上述设备，以及该设备的使用控制方法，本申请提供的技术方案两夹持机构间距可灵活调节，适应不同型号电缆长度，并保证电缆为舒展状态且具有一定的绷紧力，提高防热材料缠绕精度；防热材料安装架上设置可调节阻尼机构和可调节加压滚筒，保证无粘性防热材料处于紧绷状态；左右辅助送线机构可防止电缆缠绕过程中产生跳动或下垂现象；该设备可替代人工缠绕防热材料，效率相比于原人工缠绕提高300%，并避免缠绕过程中玻璃纤维对操作人员的健康危害。

上述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整也应视为本发明的保护范围。