电缆剥皮机气动系统设计.pdf

液 压 气 动 与 密 ／ 2 0 1 4年 第 0 6期 d o i l O ． 3 9 6 9 ． is s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 4 ．0 6 ．0 2 0 电缆剥皮机气动系统设计 高军 霞 唐山学 院 机 电工程系 ， 河北 唐 山0 6 3 0 0 0 摘要 电缆剥皮机是 自动化生产线 中的常用设备之一 ， 该 文介绍了一 种新 型的电缆 剥皮 机 ， 主要用 于对电缆直径在 1 0 ～ 3 0 mm范 围内 等长圆形材料的外皮加工 ， 可快速高效地去除 电缆外皮 ， 不伤害电缆内金属导线。 提出了电缆剥 皮机 气动系统的设 计方案 ， 实验结果表 明该气动系统工作可靠 ， 用可编程控制器控制性能稳定 ， 尤其适合应用于 自动化流水生产线上。 关键词 电缆剥皮机 ； 气动系统 ； 可编程控制器 中图分类号 T E 6 2 6 ； T H1 3 8 文献标识 码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 6 0 0 6 4 0 2 De s i g n o f Pn e uma t i c S y s t e m f o r Ca b l e S t r i p p i ng M a c h i n e G A0 J u n - x i a E l e e t r o m e e h a n i e a l E n g i n e e r i n g C o l l e g e ， T a n g s h a n C o l l e g e ， T a n g s h a n 0 6 3 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e c a b l e s t ri p p i n g ma c h i n e i s o n e o f t h e c o mmo n l y u s e d e q u i p me n t f o r a u t o ma t i c p r o d u c t i o n l i n e ， t h i s p a p e r i n t r o d u c e s a n e w t y pe o f c a bl e s t rip pi ng ma c h i n e ， ma i n l y us e d i n t h e c a bl e wi t hi n 1 0 t o 30 mm i n di a me t e r i s o me t ric r o u nd t he o ut s i de o f t h e ma t e ria l p r o c e s s i n g ． T h e ma c h i n e c a n r e mo v e c a b l e s h e a t h q u i c k l y a n d e ffi c i e n t l y ． b u t d o n， t d a ma g e t h e c a b l e i n me t a l c o n d u c t o r s ． T h i s p a p e r p r o p o s e d t h e d e s i g n o f p n e u ma t i c s y s t e m i n c a b l e s t ri p p i n g ma c h i n e a n d t h e e x p e rime n t a l r e s u l t s s h o w t h a t t h e p n e u ma t i c s y s t e m wh i c h i s r e l i a b l e a n d s t a b l e ， i s e s p e c i a l l y s u i t a b l e f o r a p p l i e a t i o n o n a u t o ma t e d a s s e mb l y l i n e s ． Ke y wo r d s c a b l e s t rip p i n g ma c h i n e ； p n e u ma t i c s y s t e m ； P L C 0引言 1 电缆 剥皮 机工作原理 电缆 通 常是 由几 根或 几 组 导线 每 组 至少 两 根 绞 合 而成的类似绳索 的电缆 ． 每组导线之间相互绝缘 ， 并常 围绕 着一 根 中 心扭 成 ．整个 外 面包 有 高 度 绝缘 的覆 盖 层。电缆剥皮 由人工或半机械化剪 、 剥方式效率低 ， 去 除长度不一或去皮不彻底 还会影响后续使用 本文介 绍 了一种新型的电缆剥皮机 ．主要用 于对 电缆直径在 1 0 ～ 3 0 m m范围内等长圆形材料 的外皮加工 ．可快速高 效 地 去除 电缆 外皮 ， 达 到较 高 的精 度和 粗糙 度 。 气动 系统 以压缩 空气作 为工作 介质进 行 能量传 递 ．在实现生产过程 的机械化及 自动化方面有着无可 比拟的优势 电缆剥皮机气动系统去除电缆外皮 的动 作顺序为夹紧一 切断一 扭转一 拉 回一 卸料一 复位 ．由 P L C 控制 实现各换 向阀的动作 ， 工作可靠 ， 能耗少 。 不 污染 环境 ． 具有较好的应用前景及推广价值 基 金项 目 唐 山 市科 技 项 目 日用 陶 瓷 自动 上 坯机 研 究 编号 1 3 l 3 0 2 0 9 A． 1 3 l 3 O 2 4 2 Z 收稿 日期 2 0 1 4 0 4 1 4 作者简介 高军霞 1 9 8 1 一 ， 女 ， 河北石 家庄 人 ， 讲师 ， 硕 士 ， 主要从事流体 传动与控制方面的研究和教学T作 。 6 4 根据拟定 的电缆剥皮动作顺序 ，由 P L C控制实现 各换向阀的动作顺序 。夹紧电缆时 ， 一端固定 ， 另一端 由夹紧缸夹紧 ． 电缆由相对的多排 V字形装置夹紧。 夹 紧后 ， 切断缸前进 ， 通过上下两个 圆弧刀 片切 断电缆 ， 而后摆动气缸动作 ． 通过皮带轮带动夹紧装置扭转 ． 被 切断的电缆皮扭转 ． 实现可靠剥除电缆外皮 ． 同时不伤 害金 属导 线 。之后 ， 卸 料缸 把 被 切 断 的 电缆 皮推 下 去 ， 拉 回缸把安装有切断缸 、 扭转缸 、 卸料缸 的装 置拉 回， 拉回缸 、 卸料缸 、 夹紧缸 、 切断缸 、 扭转缸复位 。切断不 同直径的电缆时 ． 更换用相应型号的圆弧切刀。 2 气动系统 的方案设计 电缆剥皮机气动系统 由气源 、 气动三联件 、 气动系 统控 制 阀 、 气 缸 等组 成 。 连接在气动执行元件人 口用 以控制系统压力 的溢 流阀 ． 可以保证系统压力较恒定 ． 同时当系统中压力过 大 ． 其作用相 当于安全 阀， 以保证系统压力不至于过载 而破 坏元 件 由于卸料气缸支路所需 的压力比电缆剥皮机其他 支路的压力小 ． 所以 ． 需要在分配卸料缸支路安装一个 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 0 6 ． 2 0 1 4 减压阀 ．以便将 主回路的气动力压减到其支气动回路 需要的压力大小。气动系统原理图如图 1 所示 。 l 一 气 源2 一 总 开 关3 一 气 动 三 联 件4 一 二 位 三 通 电磁 换 向 阀 5 一 减压 阀6 、 7 、 8 、 9 、 1 0 一 二位四通电磁换向阀 1 1 - 夹紧气缸 1 2 一 摆动气缸 l 3 一 切断气 缸 1 4 一 拉回气缸 1 5 一 卸料气缸 图 1 电缆 剥皮机气动原理图 本设计 中， 气动 系统 由气动三联件 、 总开关 、 单 向 阀 、 夹紧缸及其换 向阀 、 切断缸及其换向阀 、 扭转缸及 其换 向阀 、 拉拔缸及其换 向阀、 卸料缸及其换 向阀 、 减 压阀、 管路等组成。总开关为脚踏式换 向阀。电缆剥皮 时 ， 动作顺序为夹紧一 切断一 扭转一 拉 回一 卸料一 复位 。夹 紧时． 电缆一端 固定 ． 另一端 由夹紧气缸带动多排可交 叉的 V字形装置夹紧。切断时 ， 切断缸伸出， 由两个圆 弧 刀片 组 成 的切 割 装置 裹 紧切 割 电缆 为 保证 可 靠 切 割 ． 进一步添加电缆扭转动作 ， 由摆动气缸通过皮带轮 带动夹紧装置整体旋转 ．此时被裹紧的电缆皮也随动 跟着扭转。之后进行拉拔动作 ．拉拔缸把安装有切断 缸 、 扭转 缸 、 卸料缸的装置拉回 ， 同时实现定长 电缆剥 皮工作 。 卸料缸把被切断的电缆皮推人收料盒。 各气缸 复位 。 在选定了满足系统要求的主气动回路之后 ．再配 上过滤、 测压之类的辅助 回路 ， 即可将它们组合成一个 完整的气动系统 电缆剥皮机气动系统 的电磁铁动作顺序如表 1 所 示 。 3 可编程控制器系统设计 P L C的 I ／ O设计如 图 2所示 。在图中， S B 1代表总 开关 ． S B 2代 表脚 踏板 方 向 阀 ． K M2代表 夹 紧 装 置 的方 向阀电磁铁 ， K M3代表切断装置的方 向阀电磁铁 ， K M4 代表扭转装置 的方 向阀电磁铁 ． K M5代表拉 回装置 的 方向阀电磁铁 ， K M6代表卸料装置的方 向阀电磁铁。 该 单元从可编程序控制器 的工作 区接受指令并 向不同的 电机驱动器输出脉 冲序列用 于定位 K M 2 二 J／ X O Y O Y l _ [ _／ 一 Y2 Y3 COM Y4 ⋯’ 一 ／ 一 、 u CO M 图 2 P k C 的 I ／ o 设 计 4结论 采用电气控制系统实现电缆 自动定长剥皮 ．工作 效率高 ， 能耗少 ， 不污染环境 ， 具有较好 的应用前景及 推广价值 。 参 考 文 献 【 1 】 吴振顺． 气压 传动与控制【 M】 ． 哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社， 2 0 0 3 ． 【 2 ] 李壮云 ． 液压 、 气 动与液力 工程 手册【 M] ． 北 京 电子工业 出版 社 ． 2 0 0 8 ． 【 3 13 田秀华 ． 提高 P L C控制 系统 可靠 性的设计 方法l J 】 _ 西安 航空 技术高等专科学校学报， 2 0 0 6 ， 1 ． 【 4 】 姚宏亮 ， 姚 光顺． P L C应 用及使用 中应 注意的 问题 【 J ] _ 安徽 电 子信息职业技术学 院学报， 2 0 0 6 ， f 2 ． f 5 1 李殿亚 ， 石 剑青 ．P L C在高精 度定 尺剪切 控制 系统 中的应 用 【 J ] ． 电气技术与 自动化， 2 0 0 7 ， 4 ． 【 6 】 周建 奇． 全 自动 电缆矫直 剥皮机 机构 的 P L C控 制『 J ] ． 机床 电 器， 2 0 0 9 ， 3 ． 【 7 】 刘美俊， 刘天任， 章绍东． 提高 P L C控制 系统可靠性和安全 性 的几种软件设 计方法【 J J ． 电工技术， 2 0 0 1 ， 4 ． 『 8 1 苏宏英 ， 庄焕 伟． 基于 P L C与现场总 线的物料 运输控 制系统 设计【 J J ． 机 电一体化， 2 0 0 9 ， 3 ． 表 1 电磁铁 动作顺序 表 动作 夹紧 切断 扭转 拉回 卸 料 复位 阀 4 夹紧方 向阀6 切断方向阀 8 扭转方向阀7 拉回方向阀9 卸料方向阀 1 O 6 5