电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的芯线检测和调刀方法与流程

本发明涉及电力系统架空线路绝缘导线剥皮器，尤其涉及一种电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的芯线检测方法和调刀方法。

背景技术：

电力系统架空配电线路的导线大多采用绝缘导线，以提高配电线路的绝缘水平。在配电线路作业中，经常需要先剥导线的绝缘层，再进行后续操作，工作人员通常使用绝缘导线剥皮器去除导线的绝缘外皮。

架空线路绝缘导线剥皮装置的典型结构是：绝缘杆上设有摇把，绝缘杆内设有传动绝缘杆，该摇把带动传动绝缘杆转动，绝缘杆的头部安装有具有缺口的驱动座和c型转动部，该c型转动部固定连接切割单元。

在剥皮操作时，c型转动部卡入绝缘导线，摇把经过传动绝缘杆带动c型转动部转动，进而带动切割单元围绕导线转动、实现边旋转边进给的剥皮操作。上述工作方式的剥皮器在中国专利文献cn104253398a、cn205282863u、cn206237065u、cn108539668a中有公开。

由于绝缘导线的绝缘层厚度有多种规格，常见的有2.5mm、3.4mm和4.3mm，因此在剥皮操作之前，需要根据绝缘导线的绝缘层厚度，预先调节切割单元的剥皮刀的进给位置。架空线路绝缘导线的绝缘层实际厚度现场难以确认，即使同样规格的导线，由于生产厂家和批次的不同，绝缘层的实际厚度也会与标称值有所不同。

此时剥皮刀的进给位置调节自然地存在欠调节和过调节的问题，欠调节时导线绝缘层不能剥离或剥除不彻底，需要重复调节，而过调节时会损伤铝芯线及刀具，需要极力避免。故此操作者往往无法一次性地完成剥皮操作，需要多次手动调刀操作，影响作业质量和效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的芯线自动检测和自动调刀方法，以克服剥皮时需要手动调刀的问题。

为此，本发明一方面提供了一种电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的芯线检测方法，所述剥皮器包括在围绕绝缘导线旋转过程中对绝缘导线进行剥皮操作的切割单元，所述芯线检测方法包括以下步骤：s10、在开始进刀之前，利用反射型光纤传感器读取激光反射信号强度，并记录，将该强度作为基准值；s20、在切割单元旋转剥皮过程中，实时检测激光反射信号强度，并且根据实时激光反射信号计算比值，该比值＝实时激光反射信号强度/基准值；以及s30、判断所述比值是否大于设定阈值，若大于该设定阈值，则认定检测到金属芯线。

根据本发明的另一方面，提供了一种电力系统架空线路绝缘导线器的调刀方法，包括手动调刀模式和自动调刀模式，所述自动调刀模式包括以下步骤：s110、采用第一进刀量进刀一次后，在剥皮刀具的第一旋转周期中，检测金属芯线是否露出，若露出，则停止进刀，否则执行下一步，其中，所述第一进刀量小于绝缘导线的最小绝缘层厚度规格；s120、采用第二进刀量进刀一次后，在剥皮刀具后续的第二旋转周期中，检测金属芯线是否露出，若露出则暂停进刀，否则重复该步骤，直到检测到金属芯线露出；s130、在检测到金属芯线露出后，停止进刀，使切割单元在此进刀位置完成剥皮作业，其中，检测金属芯线的方法为根据上面所描述的电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的芯线检测方法。

在本发明的芯线检测方法中，利用实时激光反射信号强度/基准值来判定是否检测到绝缘导线芯线，无需人工调整光纤传感器的阈值。另外，通过一定时间间隔持续采集此比值，并统计比值大于设定阈值的数据占比，来判定金属芯线是否全部外露，排除了外界干扰因素和芯线剥皮不彻底造成的误判断问题。

在本发明的电力系统架空线路绝缘导线器的调刀方法中，在第一旋转周期内采用大进刀量进刀，基本不会遇到伤害芯线的情形，转换为在第二旋转周期内的小进刀量反复进刀，较小的进刀量可降低伤害芯线的可能性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的剥皮原理示意图；

图2是根据本发明一实施例的电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的芯线检测方法的流程图；

图3是根据本发明另一实施例的电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的芯线检测方法的流程图；

图4是根据本发明一实施例的电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的调刀方法的流程图；

图5是根据本发明另一实施例的电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的调刀方法的流程图；

图6是一绝缘导线样品在剥皮时使用本芯线检测方法获得的开始裸露状态的示意图；

图7是绝缘导线样品在剥皮时使用本发明的芯线检测方法获得的正常剥皮状态图；

图8是绝缘导线样品的绝缘层由反方向剥皮截断状态图；以及

图9是绝缘导线样品在使用本发明的调刀方法得到的较佳剥皮状态图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1至图9示出了根据本发明的一些实施例。

如图1所示，绝缘导线20夹持在v型活动部11和固定部12二者之间。

该剥皮器包括切割单元，其在围绕绝缘导线旋转过程中对绝缘导线进行剥皮操作的，该切割单元包括刀座33、剥皮刀具31、弹簧32和用于进刀的直线步进电机40。

固定部12的外侧为刀座33，剥皮刀具31通过销轴34安装于刀座33中，刀座中设有偏压弹簧34，偏压弹簧40位于刀头底部，迫使剥皮刀具的刀头具有向外伸出的运动趋势。

剥皮刀具31的刀口呈月牙形，其方向与导线有一个夹角，在剥皮过程中能够沿绝缘导线长度方向自动进给，绝缘层呈螺旋状剥离绝缘导线。

直线步进电机40具有可直线伸缩的带自锁的电机杆41，该电机杆41的顶端抵压在剥皮刀具31的尾部，电机杆41伸出时，迫使剥皮刀具的刀头从刀座内回缩。

电机杆41的伸出长度达最大时，剥皮刀具回缩至距离绝缘导线最远的原点位置，电机杆回缩，则剥皮刀具进刀，其中，电机杆41的回缩长度与进刀量二者之间具有一一对应的换算关系，另外，剥皮刀具从进刀至完全吃进绝缘层需要一个过程，即滞后。

反射型光纤传感器的光纤探头52布置在绝缘导线20的后方，其中，该光纤探头呈细管状。该光纤探头面对绝缘导线，基于绝缘导线的绝缘层和金属芯线的光反射率差异大的特性，光纤传感器中无需设定阈值，在切割单元旋转剥皮过程中，实时检测激光反射信号强度，并且根据实时激光反射信号计算比值，该比值＝实时激光反射信号强度/基准值；判断所述比值是否大于设定阈值，若大于该设定阈值，则认定检测到金属芯线。

由于光纤探头与绝缘导线的距离、绝缘导线的线径、绝缘导线表面光滑度的差异、绝缘导线材料含量的不同等因素都会影响到激光反射信号的强度，因此此采用相对比值作为判断条件，无需手动调整光纤传感器的设定。

在一实施例中，如图2所示，本发明提出了一种免阈值人工调整的芯线检测方法，包括以下步骤：

s10、开始进刀之前，检测光纤信号强度(0-5v的模拟量)，并记录，将该强度作为基准值。

s20、在剥离过程中，实时检测光纤信号强度，并且计算比值，该比值＝实时光纤信号强度/基准值。

s30、判断比值是否大于设定值(例如1.5)，若大于该设定值，则认为检测到金属芯线。其中，该设定值由定型产品经过试验确定。

在本实施例中，利用实时光纤信号强度/基准值来判定是否检测到绝缘导线芯线，能够满足多数芯线检测场景，无需阈值的人工调整。

在另一实施例中，如图3所示，本发明提出了一种免阈值人工调整的芯线检测方法，与图3所示的芯线检测方法相比，包括以下步骤：

s00：在装入导线之后、开始进刀之前，先自动调整光纤探头角度和位置，直到导线反射到光纤探头的信号最强。

s10、开始进刀之前，利用光纤传感器读取激光反射信号强度(0-5v的模拟量)，并记录，将该强度作为基准值。

s20、在切割单元旋转剥皮过程中，实时检测激光反射信号强度，并且根据实时激光反射信号强度计算比值，该比值＝实时激光反射信号强度/基准值。

s30、判断比值是否大于设定值(例如1.5)，若大于该设定值，则认为检测到金属芯线。其中，该设定值由定型产品经过试验确定。

s40、自所述比值第一次大于所述设定阈值后，在切割单元后续的设定旋转角度内以一定时间间隔持续采集此比值，并且统计比值大于设定阈值的数值占比，据此可判定绝缘导线的金属芯线是否完全露出。例如统计比值大于设定阈值的数值数量一和所述比值小于设定阈值的数值数量二，若所述数量一＞2*数量二，则认定绝缘导线的金属芯线完全露出。

在本实施例的芯线检测方法中，利用实时光纤信号强度/基准值来判定是否检测到绝缘导线芯线，无需阈值的人工调整，另外，通过统计比值大于设定阈值的数值占比，来判定金属芯线是否全部外露，排除了外界干扰因素和芯线剥皮不彻底造成的误检测问题。

在本实施例中，光纤探头以末端为支点上下摆动一遍，摆动过程中记录最大反射率位置，并且将光纤探头固定至该位置，进而使光纤探头正对绝缘导线中心，防止绝缘导线夹持偏移造成的误检测的问题。或者光纤探头上下平行移动一遍，记录最大反射率位置，并且将光纤探头固定至该位置，进而使光纤探头正对绝缘导线中心，防止绝缘导线夹持偏移造成的误检测的问题。

本实施例的芯线检测方法可用于各种调刀方法中，例如边旋转边进刀，或者如图4和图5所示的间隔进刀。其中，图6至8示出了边旋转边进刀的实例，一开始绝缘层较薄，然后绝缘层随旋转加厚，完全裸露出金属芯线一般需要4周左右，金属芯线能够完全裸露。

在一实施例中，如图4所示，本发明提出了一种电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的调刀方法，包括以下步骤：

s110、采用第一进刀量例如95％h～100％h进刀一次后，在剥皮刀具的第一旋转周期中，检测金属芯线是否露出，若露出，则停止进刀，否则执行下一步，其中，所述第一进刀量小于绝缘导线的最小绝缘层厚度规格，电力系统架空线路绝缘导线的绝缘层的最小厚度规格h常用的有2.5mm。

s120、采用第二进刀量例如3％h～5％h进刀一次后，在剥皮刀具后续的第二旋转周期(例如180°～270°，即半周～3/4周)中，检测金属芯线是否露出，若露出则暂停进刀，否则重复该步骤，直到检测到金属芯线露出。

s130、在检测到金属芯线露出后，保持当前的进刀量，使切割单元在剥皮过程中进给至到达指定的剥皮末端位置。

在本实施例中，在第一旋转周期内采用大进刀量进刀，基本不会遇到伤害芯线的情形，转换为在第二旋转周期内的小进刀量反复进刀，较小的进刀量可降低伤害芯线的可能性。虽然光纤检测位置相对于剥皮刀具的剥皮位置靠后(一般在周向180°以内)，由于在第一旋转周期和第二旋转周期内没有再进刀，此时芯线状态检测能够真实反应进刀效果。

在本实施例中，第一进刀量和多次第二进刀量的选择为95％h～100％h和3％h～5％h基本满足在尽可能少的旋转圈数内接触到绝缘导线芯线，以免绝缘层起始端过长的问题，同时使绝缘导线芯线的损伤可能性较小。

图9示出了采用98％h一次性完成剥皮的绝缘导线样品的较佳实例，然而这是很特殊的实例，通常情况下，绝缘导线剥皮至完全裸露金属芯线时有两周左右的绝缘层为未完全剥除状态。

在另一实施例中，如图5所示，本发明提出了一种电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的调刀方法，包括以下步骤：

s110、采用第一进刀量进刀一次后，在剥皮刀具的第一旋转周期中，检测金属芯线是否露出，若露出，则停止进刀，否则执行下一步，其中，所述第一进刀量小于绝缘导线的绝缘层厚度规格，电力系统架空线路绝缘导线的绝缘层的最小厚度规格h常用的有2.5mm。

s120、采用第二进刀量例如5％h进刀一次后，在剥皮刀具后续的第二旋转周期(例如180度～270°，即半周～3/4周)中，检测金属芯线是否露出，若露出则暂停进刀，否则重复该步骤，直到检测到金属芯线露出。

s130、在检测到金属芯线露出后，保持当前的进刀量，使切割单元在剥皮过程中进给至到达指定的剥皮末端位置。

s140：若在设定时间内检测到切割单元未正常旋转，则按照2倍的所述第二进刀量退刀，然后用第三进刀量代替第二进刀量执行步骤s120和s130，其中，所述第三进刀量小于2倍第二进刀量，例如所述第三进刀量等于1.5倍第二进刀量。

在本实施例中，若第二进刀量不合适，用第三进刀量代替，因而允许调整第二进刀量，防止卡塞剥皮刀具的极端情况发生。

在一实施例中，再如图1所示，在剥皮过程中已剥除的绝缘皮会螺旋盘绕在绝缘导线上，可能会造成光纤探头误测的问题，为此，采用锥套对光纤探头进行保护，光纤探头52位于锥套51中，锥套51的孔径大于光纤探头的直径，光纤探头距离锥套的末端保持一段距离，例如4mm～8mm，如此在剥皮过程中，已剥除的绝缘皮由锥套的外锥面引导，避开光纤探头，防止位于光纤探头正前方而造成光纤传感器读取的激光信号强度突然增大的问题。

在一实施例中，上述调刀方法不仅提供自动调刀模式，还提供了手动调刀模式，在所述手动调刀模式中，由遥控器手动调节所述剥皮刀具的进刀量(即电机杆的伸缩量)，并且由视频监控装置来监控剥皮效果，从而方便调刀。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。