气吹微缆护套成型控制系统及控制方法与流程

本发明属于气吹微缆的加工制造领域，更具体地，涉及一种气吹微缆护套成型控制系统及采用其控制气吹微缆的外径的方法。

背景技术：

1、随着气吹微缆的规模化使用，产线速度越来越高，对光缆外径和壁厚的控制要求越来越严。气吹微缆一般直径一般为φ4.6-13.4mm，壁厚范围0.35-0.55mm。正负误差范围±0.2。但由于生产线速度的不断提高，挤塑机磨损的劣化，材料成本压力等因素，光缆护套质量的波动会出现偏离于误差范围的风险，由于气吹微缆壁厚本来就很薄，如果是低于尺寸误差下限，将有脱料裸露缆芯的风险；正尺寸误差较大，也会因不利于气吹管道施工而成为次品。因此，精准控制气吹微缆护套整体均匀性，不仅有利于控制产品直径稳定，也可以提高生产效率，降低次品风险，并降低材料利用率。

2、目前业界采用的护套质量控制的方法，一般是控制成品光缆的直径，主要有两种方式：

3、1)通过设定的牵引速度和缆径参数，通过plc计算，得到匹配的挤塑机转速。联动运行，并可在线观察缆型变化，微调对应挤塑机转速，以达到需要的直径工艺要求；这个对缆径只是监控，如挤塑机性能变差，无法实时在线自动补偿进行气吹微缆直径控制调整。

4、2)在挤塑机出口端和冷却水槽末端采用测径仪比对，比对值的变化反馈给挤塑机，以微调转速补偿控制直径。由于挤塑机出口段，光缆还未充分冷却，检测的直径实际是不准确的，只能根据经验值，给与一定的系数修正值，再和冷却水槽末端的直径仪进行比对。这种方式虽然比第1)种方式更为精确，然而经验值本身就不是正式的测量值，存在较大的主观因素。另外，更换不同结构的光缆生产，经验修正值都需要调整，对应换产频繁的工作场景，显然不太适用。

5、事实上光缆外径的稳定性，不能准确而直接的表征光缆护套的质量。尽管能维持缆外径的稳定性，当光缆外护套和缆芯的同心度出现偏差较大时，有可能导致光缆一侧护套过薄，有脱料裸露缆芯的风险，而相对的另一侧过厚，光缆整体出现周向不均匀，影响弯曲和气吹性能。中国专利文件cn113625285a，提供了一种超声测探头及光缆护套的偏心监测结构，能够从多个方向监测光缆护套的厚度，从而监测光缆的偏心度，但由于在空气中超声测探头单超声头的精度不佳，因此需要采用多点平均的方式监测壁厚，壁厚以提高精度，成本较高。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种气吹微缆护套成型控制系统及采用其控制气吹微缆的外径的方法，其可通过颗粒料定量供给控制器能够实时对挤塑机转速进行调整。保证壁厚和直径稳定，同时通过降低直径波动节省原材料使用。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了气吹微缆护套成型控制系统，包括挤塑机、给料器、冷却水槽、测径仪、牵引机、超声测探头和颗粒料定量供给控制器，所述挤塑机、冷却水槽、测径仪和牵引机沿着气吹微缆的前进方向依次布置，所述给料器安装在所述挤塑机上，以用于向挤塑机内加入护套料，其特征在于，

3、所述超声测探头用于实时检测护套的壁厚，所述超声测探头至少有两个并且均设置在冷却水槽内，包括第一超声测探头和第二超声测探头，可对护套同一横截面上的不同检测点进行检测；

4、所述测径仪用于实时检测护套的外圆的直径，所述测径仪的数量至少有两个，包括第一测径仪和第二测径仪，所述第一测径仪检测的直径经过第一超声测探头在护套上的检测点，所述第二检测仪检测的直径经过第二超声测探头在护套上的检测点；

5、通过检测的壁厚和外径信息获得护套的同心度，并判断同心度是否在设定阈值范围内，如果否，则停机检查；如果是，则再判断壁厚和外径是否在设定阈值范围内，并通过颗粒料定量供给控制器实时控制给料器的给料速度、牵引机的牵引速度和/或挤塑机的转速，以使护套的同心度、壁厚和外径在设定阈值范围内。

6、优选地，所述第一超声测探头和第二超声测探头正交。

7、优选地，所述冷却水槽的上端敞口，所述冷却水槽的长度方向的每端分别设置有导向轮，以让气吹微缆进入冷却水槽并在两个导向轮上缠绕后再出冷却水槽，所述第一超声测探头和第二超声测探头分别设置在冷却水槽出水槽段光缆的外侧的侧壁和下方底部。

8、优选地，所述第一超声测探头的超声出口竖直朝上，所述第二超声测探头的超声出口水平朝向气吹微缆分别检测离护套横截面上离侧壁最近的部位和离底板最近的部位的壁厚。

9、优选地，所述测径仪测定与超声探头同截面、同向的光缆外径。

10、优选地，测径仪为非接触式测量，例如激光方式测径仪和ccd测径仪。

11、优选地，还包括表面缺陷检测仪，以检测护套表面的鼓包和凹坑。

12、优选地，还包括用于检测护套牵引速度的测速传感器。

13、按照本发明的另一个方面，还提供了所述的控制系统控制气吹微缆的护套的外径的方法，其特征在于，包括以下步骤：

14、1)护套从挤塑机挤出后，在牵引机的牵引下，依次冷却水槽和测径仪；

15、2)通过第一超声测探头和第一测径仪，获得第一测径仪检测的直径两端的壁厚；通过第二超声测探头和第二测径仪，获得第二测径仪检测的直径两端的壁厚；

16、3)通过获得的壁厚和直径信息，获得护套的同心度，并判断同心度是否在设定阈值范围内，如果否，则停机检查，如果是，则进入步骤4)；

17、4)将单位时间内的护套料的用量与设定值相比较，如果误差大于5‰，则进入步骤6)；如果误差大于1‰而小于5‰，则进入步骤7)；如果误差小于1‰，则进入步骤8)；

18、5)颗粒料定量供给控制器控制挤塑机的转速和给料器的给料速度，使单位时间内的护套料的用量与设定值保持一致，以使护套的壁厚和外径分别满足设定阈值范围；

19、6)根据牵引速度和护套的外径的关系，颗粒料定量供给控制器控制挤塑机的转速、牵引机的牵引速度和给料器的给料速度，使单位时间内的护套料的用量与设定值保持一致，以使护套的壁厚和外径分别满足设定阈值范围；

20、7)保持现有运行状态。

21、优选地，颗粒料定量供给控制器采用pid闭环控制系统进行颗粒料定量供给控制。

22、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

23、1)本发明将超声测探头放置于机头出口处的冷却水槽内，实时反馈护套壁厚状况，并采用测径仪实时检测出冷却水槽的气吹微缆的外圆直径，采用低成本的设备，巧妙的结合光缆壁厚和外径的测定，通过颗粒料定量供给控制器能够实时对给料器的给料速度、牵引机的牵引速度和/或挤塑机的转速进行调整，保证同心度、壁厚和外径稳定，维持光缆护套的轴向稳定性，同时通过降低直径波动节省原材料使用，本发明可降低废品率，解决开机和生产过程中喂料偏差的浪费难题。

24、2)本发明可实现开机即时控制，在线连续配料，减少人工混料的耗时，提高效率；

25、3)本发明适用不同原料的护套料，不受原料得到密度、大小、比例变化影响；

26、4)本发明采用pid闭环控制、智能化、自动化高精准，本发明引入独立速度检测与直径检测反馈信号，进一步修正光缆直径，可达到精确控制的效果。

27、6)本发明可以控制光缆壁厚偏差±0.1mm,传统工艺只能控制在±0.2mm，生产气吹微缆，材料利用率可提高1个百分点，可极大节约成本。