本發(fā)明涉及的是船用電纜的外徑和長度的精確測量裝置，特別是適用于各種型號的船用電纜的長度和外徑的精確測量以及涉及到電纜的標(biāo)記、變頻盤纜、程控排纜、電動(dòng)切割等技術(shù)的智能裝置。具體地說是一種用于船用電纜精確切割及測量的智能裝置。

背景技術(shù)：

目前對于一條船來說，在建船舶產(chǎn)品船用電纜的規(guī)格有三百多種，一萬余根，總長度近二十萬米。在電纜配套時(shí)需根據(jù)電纜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確測量電纜長度并進(jìn)行切割；另外舷外及過艙電纜也需對電纜外徑精準(zhǔn)測量，并做好首尾及停止點(diǎn)標(biāo)記。長期以來,各條船舶產(chǎn)品的電纜測量及切割一直都采用在電纜庫人工丈量、手工切割及盤卷的配套工藝；有密封要求的干線電纜也需人工用卡尺或過線器從首直尾檢測整根電纜外徑,再根據(jù)測量尺寸加工電纜盒開孔板或密封墊圈。目前工廠電纜一次配套工藝還較為原始和落后，勞動(dòng)強(qiáng)度大、投入人力多、配套周期長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決電纜切割不精確的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于船用電纜精確切割及測量的智能裝置。該裝置通過采用光電撿測技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)以及PlC工控技術(shù)相結(jié)合，能對各類型的船用電纜一次完成電纜的測量、標(biāo)記、切割及盤卷和排纜工作，裝置帶有人機(jī)界面、操作便捷、顯示直觀，測量項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫化，便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)取、能夠?qū)崿F(xiàn)船用電纜的精確切割及測量的智能化。解決船用電纜切割和測量的技術(shù)問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是：

從卷纜抽出電纜進(jìn)行送纜，送纜后首先利用電纜切割機(jī)根據(jù)預(yù)定電纜長度進(jìn)行電纜切割，電纜切割后進(jìn)行長度測量和外徑測量，然后在電纜上進(jìn)行電纜標(biāo)記，標(biāo)記后的電纜經(jīng)過排纜機(jī)構(gòu)進(jìn)行排纜，再對所排的電纜進(jìn)行卷纜，卷纜后的電纜纏繞在電纜盤芯上，作為盤卷電纜。

電纜長度測量采用激光相位傳感器。

電纜外徑測量采用激光成像傳感器。

盤纜機(jī)構(gòu)所用的伺服電機(jī)采用變頻器控制轉(zhuǎn)速。

采用PLC可編程序控制器作為下位機(jī)，采用labview工控軟件作為上位機(jī)控制軟件。

積極效果，由于本發(fā)明采用智能化控制對電纜加工，所以對船用電纜加工精度高，速度快，質(zhì)量好。適宜作為船用電纜加工的裝置應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電纜智能加工裝置構(gòu)成圖；

圖2為本發(fā)明電纜智能加工流程框圖。

具體實(shí)施方式

如圖2所示，電纜切割與測量：

從卷纜抽出電纜進(jìn)行送纜，送纜后首先利用電纜切割機(jī)根據(jù)預(yù)定電纜長度進(jìn)行電纜切割，電纜切割后進(jìn)行長度測量和外徑測量，然后在電纜上進(jìn)行電纜標(biāo)記，標(biāo)記后的電纜經(jīng)過排纜機(jī)構(gòu)進(jìn)行排纜，再對所排的電纜進(jìn)行卷纜，卷纜后的電纜纏繞在電纜盤芯上，作為盤卷電纜。

電纜長度測量采用激光相位傳感器。

電纜外徑測量采用激光成像傳感器。

盤纜機(jī)構(gòu)所用的伺服電機(jī)采用變頻器控制轉(zhuǎn)速。

采用PLC可編程序控制器作為下位機(jī)，采用labview工控軟件作為上位機(jī)控制軟件。

如圖1所示，電纜智能加工裝置構(gòu)成與運(yùn)行：

長度測量傳感器和直徑測量傳感器分別將相關(guān)信號傳輸給數(shù)據(jù)采集裝置，盤纜機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)運(yùn)行信號輸入給變頻器，變頻器將變頻信號同時(shí)傳輸給數(shù)據(jù)采裝置和PLC控制器，排纜機(jī)構(gòu)位置檢測信號傳輸給PLC控制器，又返回到線行程電機(jī)，作為線行程電機(jī)的運(yùn)行信號，切割機(jī)構(gòu)的位置檢測信號輸入給PLC控制器，經(jīng)過PLC控制器處理后返回到切割機(jī)構(gòu)的線行程電機(jī)和切割電機(jī)，送纜機(jī)構(gòu)的位置檢測將檢測信號輸入給PLC控制器，經(jīng)過處理作為步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行信號，PLC控制器與上位機(jī)及顯示操作機(jī)構(gòu)互通信號，由上位機(jī)及顯示信號輸出電纜標(biāo)簽，并進(jìn)行標(biāo)簽打印。

先將待裁電纜由電纜卷盤抽出進(jìn)入送纜機(jī)構(gòu)，在步進(jìn)電機(jī)及滾軸的驅(qū)動(dòng)下順序經(jīng)過長度、直徑測量傳感器，在電纜輸送至盤纜機(jī)構(gòu)處后送纜機(jī)構(gòu)停止工作,由盤纜機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)定的卷纜線速度和張力接替完成后期電纜拖拽工作。在達(dá)到預(yù)定長度時(shí)，切割機(jī)構(gòu)在人工干預(yù)下實(shí)現(xiàn)電纜切割。最終完成整根電纜的測量及切割工作。在這個(gè)工作期間同步完成電纜標(biāo)記。整個(gè)過程均由PLC程序精確控制。

1、電纜長度測量：

為解決日前工廠電纜長度測量時(shí)采用固定標(biāo)尺、米尺、電纜標(biāo)記等落后方式計(jì)量,在該裝置中采用了激光相位法進(jìn)行長度測量，該方法是一種非接觸式測量線纜長度和速度的測量方法，通過測量本地發(fā)射信號與接收回波信號之間的相位差來測速、測長，與傳統(tǒng)的測量方法相比，該方法能夠很好的解決滑移、磨損、灰塵積聚和精度低的問題。在裝置中采用了像差測速、測長專用的傳感器來解決電纜長度測量的精度間題。

2、電纜外徑測量：

因船用過艙電纜安裝的特殊性，在其電纜配套過程中，要對每根干線電纜的外徑準(zhǔn)確測量,實(shí)測結(jié)果作為舷外電纜焊接墊套杯形管節(jié)壓緊墊圈以及穿艙電纜盒開孔板、膠塊的制作依據(jù)，因此外徑測量是船用電纜配套重要環(huán)節(jié)之一。

該裝置采用激光成像法。其工作原理為：激光發(fā)光二極管的光通過光學(xué)系統(tǒng)形成光幕，當(dāng)被測物體置于光幕當(dāng)中時(shí)，其陰影圖像通過望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)最終形成在線性CCD陣列上,通過信號處理器計(jì)算出其輪廓大小從而間接測量出物體尺寸。它利用激光的準(zhǔn)直性、通過檢測物體在CCD上投影尺寸來間接測量,具有廣泛的適用性,與傳統(tǒng)的測量方法相比，該技術(shù)能夠解決配套繁瑣、精度低的問題。在本裝置中，選用激光幕簾直徑測量傳感器用于電纜配套中長度檢測。

3、變頻盤纜、程控排纜及自動(dòng)切割：

電纜工藝卷盤用于電纜配套中電纜的中轉(zhuǎn)、存放，是電纜周轉(zhuǎn)必要的載體工具。目前工廠電纜工藝卷盤在電纜盤、放及攤纜作業(yè)時(shí)均為人力操作,存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、須多人協(xié)同配舍的缺點(diǎn)。

在裝置中采用了變頻控制方式來控制執(zhí)行電機(jī)，可復(fù)雜工況的需求。

根據(jù)公式F=T/R，

其中: F—電纜張力；

R—卷筒的收卷半徑；

T—卷筒收卷轉(zhuǎn)矩。

根據(jù)卷徑變化調(diào)整卷盤收卷轉(zhuǎn)矩，即可實(shí)現(xiàn)電纜張力恒定。變頻控制式卷盤的變頻器在閉環(huán)矢量，有速度傳感器矢量控制下，選擇開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式,并通過厚度積分計(jì)算電纜的輸出轉(zhuǎn)矩，從而保證電纜在卷盤上卷繞時(shí)，根據(jù)卷繞半徑變化自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩調(diào)整，線性變化,保證電纜張力恒定,最大程度上保護(hù)電纜。

在本裝置采用小型變頻電機(jī)和控制器共同完成變頻盤纜、程控排纜及自動(dòng)切割技術(shù)模擬電纜切割機(jī)構(gòu)由線行程電機(jī)、高速電機(jī)以及切割片組成。線行程電機(jī)帶動(dòng)安裝切割片的高速切割電機(jī)，按設(shè)定行程在指令下完成電纜切割并收刀。為確保電纜安全，在邏輯程序上切割命令需人工干預(yù),即確任電纜型號和長度無誤。

4、控制電路及操控截面設(shè)計(jì)：

本裝置由PLC作為下位機(jī)，采用labview工控軟件作為上位機(jī)控制軟件，完成數(shù)據(jù)量的采集，執(zhí)行對象的控制以及操作顯示等功能，人機(jī)界面是程序與操作人員交流的窗口，上述軟硬件具有完善的工控功能，經(jīng)合理設(shè)計(jì)、人性設(shè)置后的操作界面能夠提供便捷、直觀和友好的視覺效果。