УСТРОЙСТВО ПО ОБРАБОТКЕ ПРОВОДОВ И/ИЛИ КАБЕЛЕЙ В АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРОВОДОВ И/ИЛИ КАБЕЛЕЙ В АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ.
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при обработке и предмонтажной подготовке проводов и/или кабелей в целях расширения диапазона технологических возможностей и осуществляемых над проводами и/или кабелями операций и повышения производительности путем обеспечения на устройстве совмещения нескольких этапов по обработке проводов и/или кабелей, производимых в автоматическом режиме входящими в состав устройства механизмами, в соответствии с утвержденным заданием.
На данный момент практически везде применяется устаревшая технология обработки и предмонтажной подготовки проводов и кабелей, для которой характерны низкая степень автоматизации и использование ручного труда. Применение устаревших методов приводит к высокой трудоемкости производственного процесса и отсутствию повторяемости изделий и, безусловно, делает процесс обработки проводов и кабелей зависимым от человеческого фактора. Результатом такой «технологии» является многократный брак, крайняя неэффективность и низкая производительность.
Из существующего уровня техники известно устройство для снятия изоляции с ленточных проводов, содержащее корпус, в котором размещены механизмы для подачи провода на позицию обработки и фиксацию его, механизмы резки провода, надрезания и снятия изоляции с приводами перемещения рабочих элементов, кинематически связанных с пневмоцилиндром, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения скручивания каждой жилы, привод каждого рабочего элемента механизма снятия изоляции выполнен в виде ползуна с закрепленном на нем копиром, шарнирно связанного через Г-образный рычаг со штоком пневмоцилиндра, П-образной стойки с подпружиненным упором и двуплечим поворотным рычагом, установленной на ползуне с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении оси провода, при этом рабочие элементы установлены на оси и подпружинены к П-образной стойке, одно плечо каждого двуплечего рычага шарнирно связано с осью, а другое взаимодействует с копиром, а ось установлена на П-образной стойке с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном оси провода (см. патент СССР №1427458 МПК H02G 1/12).
Хотя устройство для снятия изоляции с ленточных проводов и содержит механизм резки провода, механизм надрезания и надрыва изоляции, снятия изоляции, однако оно предназначено для обработки именно ленточных проводов, а применение в данном устройстве для снятия изоляции системы ножей может привести к повреждению жилы провода, что категорически неприемлемо для таких отраслей промышленности, как, например, авиапром.
Известен автомат для подготовки электрических проводов к монтажу, содержащий основание, на котором установлены механизмы рихтовки, подачи провода, включающий подающие ролики, планшайба, несущая механизм резки провода и снятия изоляции, и механизм петлеобразования, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен передаточным механизмом, расположенным за механизмом резки провода и снятия изоляции, устройством для нанесения на провод талька, расположенным перед механизмом рихтовки, направляющем элементом, шарнирно закрепленным на основании, подпружиненным к нему и расположенным перед падающими роликами; отличающийся тем, что передаточный механизм выполнен в виде четырех поворотных двуплечих рычагов, установленных на диске, расположенном на валу мальтийского креста, снабженного приводом возвратно-поступательного перемещения, и четырех захватов, каждый из которых выполнен в виде шарнирно соединенных между собой петель с приводом их поворота и установлен на одном из плеч рычагов; отличающийся тем, что устройство для нанесения талька выполнено в виде шарового бункера с ребрами на внутренней поверхности, расположенными вдоль его оси вращения, кинематически связанного с роликами механизма рихтовки; отличающийся тем, что содержит трубку для прохода провода с заходным конусом на одном из ее концов, закрепленную на основании и расположенную внутри планшайбы концентрично ей, при этом другой конец трубки расположен на уровне торца планшайбы; отличающийся тем, что механизм петлеобразования выполнен в виде поводка с пальцем, снабженным упором, шарнирно закрепленного на кулачке, установленном на оси в корпусе, ролика со скобой, установленных на конце вала, снабженного приводами возвратно-поступательного перемещения и поворота, штыря, шарнирно установленного на одном из плеч поворотного двуплечевого рычага, расположенного в корпусе с возможностью взаимодействия другим плечом со скобой, и сухаря с пазом и отверстием, закрепленного на корпусе, при этом ролик установлен с возможностью контактирования с кулачком, палец расположен в пазу сухаря, а штырь - в отверстии сухаря (см. патент СССР №1464232 МПК H02G 1/12).
Принципиальным недостатком данного автомата для подготовки электрических проводов к монтажу является то, что процесс зачистки осуществляется с применением ножей, что может привести к повреждению жилы провода.
Известно устройство для зачистки изоляции с ленточных проводов, содержащее механизм подачи с ячейками для размещения проводов, источник инфракрасного излучения для воздействия на провод в ячейке, оптическую систему с фокусирующей линзой, установленной между источником инфракрасного излучения и механизмом подачи, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, механизм подачи выполнен в виде замкнутого конвейера с участком, на котором противоположные стороны конвейера находятся на минимальном расстоянии одна от другой и на котором одновременно размещается одна ячейка, ячейки установлены вдоль конвейера с интервалами величиной не меньше размера каждой ячейки по длине конвейера, а фокусирующая линза размещена напротив указанного участка конвейера; отличающееся тем, что оптическая система снабжена двумя зеркалами, расположенными под углом 90° друг к другу, одно из зеркал установлено напротив источника инфракрасного излучения, а другое оптически связано с фокусирующей линзой (см. патент СССР №1479995 МПК H02G 1/12).
Поскольку данное устройство для зачистки изоляции с ленточных проводов содержит лазерный генератор, механизм подачи провода, оптическую систему, имеющую поворотные зеркала, расположенные относительно друг друга под углом 90°, одно из которых оптически связано с лазерным генератором, другое - с фокусирующей линзой, можно предположить, что оно обеспечивает зачистку с минимальной вероятностью повреждения жилы провода. Недостатком же данного изобретения является ограниченность производимых на нем операций, так как осуществляется только снятие изоляции, а обрабатываются только ленточные провода, при этом отсутствует возможность совмещения на одном устройстве в автоматическом режиме одновременно и мерной резки, и зачистки изоляции проводов и/или кабелей.
Известно устройство для зачистки изоляции с ленточных проводов по авт. св. 1170543, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения возможности обработки отрезков проводов с различной длиной поперечно надрезанных участков на их концах, оно снабжено подающими роликами, один из которых приводной, механизмом для отмера заданной длины провода, расположенным на валу приводного ролика, механизмом отрезки провода с приводом, механизмом дополнительного поворота приводного ролика с приводом и зажимом провода с приводом его перемещения и с установленным в механизме подачи провода датчиком положения, при этом датчик положения зажима связан с приводом механизма дополнительного поворота приводного ролика (см. патент СССР №1495883 МПК H02G 1/12).
Недостатком устройства для зачистки изоляции с ленточных проводов является то, что оно обеспечивает только надрезание и надрыв изоляции при помощи ИК-луча с последующим снятием изоляции, причем предполагается, что обработке подлежат именно ленточные провода. Таким образом, посредством данного устройства не представляется возможным обеспечить широкий диапазон технологических возможностей по обработке и предмонтажной подготовке любых типов проводов и/или кабелей в виду отсутствия возможности совмещения на нем всех этапов обработки в автоматическом режиме.
Известно устройство для снятия изоляции и подкрутки жил проводов, содержащее основание и установленные на нем направляющее средство с регулируемым упором для провода, ножи и скручивающие элементы, размещенные на поворотном элементе симметрично относительно оси направляющего средства, механизм подачи ножей и скручивающих элементов, средство регулирования величины подачи и механизм стягивания изоляции, отличающееся тем, что, с целью повышения качества обработки проводов путем снижения вероятности повреждения жилы, каждый из скручивающих элементов выполнен в виде колеса с острыми зубьями, снабженного ограничителем поворота вокруг своей оси и подпружиненного к поворотному устройству; отличающееся тем, что механизм подачи выполнен в виде установленных на поворотном устройстве винтов с гайками-шестернями и зубчатого колеса, установленного на основании соосно с поворотным устройством с возможностью зацепления с гайками-шестернями и снабженного механизмом торможения с регулятором тормозящего усилия, при этом каждый винт установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а средство регулирования величины подачи является ограничителем хода винта; отличающееся тем, что на торцовой поверхности зубчатого колеса выполнены пазы, механизм торможения выполнен в виде подпружиненных шариков, установленных на основании с возможностью взаимодействия с пазами, а регулятор тормозящего усилия выполнен в виде гайки, установленной на основании с возможностью взаимодействия с пружинами механизма торможения (см. патент СССР №1515240 МПК H02G 1/12).
Ключевым недостатком устройства для снятия изоляции и подкрутки жил проводов является то, что процесс зачистки осуществляется с применением ножей, что может привести к повреждению жилы провода. Кроме того стоит отметить, что скрутка осуществляется с применением колеса с острыми зубьями, что в свою очередь также может привести к появлению дефектов токопроводящей жилы. Данное устройство не обеспечивает возможность проведения полного цикла обработки проводов и/или кабелей в автоматическом режиме, включая одновременно и мерную резку, и зачистку изоляции, что в свою очередь в результате приводит к высокой вероятности допущения ошибки.
Известен автомат для подготовки проводов к монтажу, содержащий механизм подачи провода, механизм отрезки, механизм подачи провода на позиции обработки, механизм обжига и снятия изоляции, механизм скручивания провода, механизмы флюсования и лужения, устройство для снятия заготовок и привод, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, он снабжен расположенным за механизмом скручивания жил проводов механизмом гибки конца проводов в кольцо и механизмом удаления излишков припоя, расположенным за механизмами флюсования и лужения и выполненным в виде поворотного двуплечевого рычага, на одном плече которого расположен рабочий элемент, и защелки, установленной с возможностью взаимодействия с другим плечом рычага, штоком с двумя упорами, кинематически связанным с приводом, один из которых установлен с возможностью взаимодействия с защелкой, а другой - с другим плечом рычага, при этом механизмы флюсования, лужения и удаления излишков припоя кинематически связаны со штоком; отличающийся тем, что механизм скручивания жил проводов снабжен средством реверсирования его вращения; отличающийся тем, что средство реверсирования вращения выполнено в виде зубчатой передачи; отличающийся тем, что механизм гибки конца провода в кольцо выполнен в виде двух пар губок, кинематически связанных через кулачковый вал с приводом, одна из которых установлена с возможностью поворота вокруг оси провода и снабжена гибочной головкой, установленной на одной из губок и выполненной в виде двух стержней, первый из которых установлен с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси провода, второй - с возможностью поворота вокруг первого, другая губка снабжена штырем, установленным эксцентрично относительно первого стержня, и направляющим упором, а на рабочей поверхности другой пары губок выполнены пазы для размещения провода (см. патент СССР №1457041 МПК H02G 1/12).
Недостатком данного устройства является то, что применение ножей в его конструкции может привести к повреждению жилы провода. Кроме того, в процессе работы ножей происходит изнашивание соприкасающихся поверхностей и появление в результате этого зазора между режущими кромками относительно плоскости резания. Все это снижает эксплуатационные возможности инструмента и эффективность его работы, поскольку способы механической очистки от изоляции, содержащие зажимные механизмы и ножи для обрезки изоляции, весьма трудоемки, а содержащие их устройства неудобны и опасны в использовании.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является созданная компанией IDEAL Industries, Inc. (штат Иллинойс, США) настольная установка для удаления изоляции с проводов и кабелей WireMaster, основанная на технологии углекислотного лазерного излучения ("Технология лазерной зачистки изоляции", опубл. 28.11.2012 в рубрике "В мире"), которая обеспечивает быструю, высокоточную и воспроизводимую зачистку и разрезание изоляционных покрытий проводов путем бесконтактного выпаривания углекислотным лазером.
Однако хотя данное решение и имеет механизм зачистки изоляции проводов и кабелей посредством выпаривания изоляции углекислотным лазером для предотвращения повреждения металлической токопроводящей жилы, оно, тем не менее, предназначено исключительно для круговой зачистки изоляционных покрытий с проводов и кабелей или при необходимости длинной продольной зачистки прямым продольным или спиральным надрезом наружной оболочки проводов и кабелей и не позволяет осуществлять на той же установке также и мерную резку, что в результате и обеспечило бы расширение функциональных возможностей, повысило бы производительность и точность выполняемых установкой работ по обработке и предмонтажной подготовке проводов и/или кабелей. Кроме того данная установка не включает механизм автоматической подачи проводов и кабелей, а предполагает предварительную нарезку проводов и последующую их зачистку, при этом провод необходимо помещать в установку вручную, что в итоге повышает вероятность получения брака, поскольку не исключает влияние человеческого фактора, в то время как целью заявленной полезной модели является повышение уровня автоматизации производственных процессов по обработке проводов и/или кабелей и снижение к минимуму вероятности возникновения ошибки путем максимально возможного исключения этапов работ, которые осуществлялись бы вручную. Таким образом, в данном решении отсутствует возможность совмещения на одном устройстве следующих этапов обработки проводов и/или кабелей в автоматическом режиме: автоматическая подача проводов и/или кабелей из по крайней мере одной катушки/бухты в соответствии с утвержденным заданием, мерная резка проводов и/или кабелей и зачистка изоляции проводов и/или кабелей.
Задачей решения является создание устройства для обработки и предмонтажной подготовки проводов и/или кабелей, конструкция которого реализовала бы возможность проведения полного цикла их обработки в автоматическом режиме, расширила бы диапазон технологических возможностей производимых над проводами и кабелями операций, а также повысила бы производительность осуществляемых работ.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем совмещения на одном устройстве механизмов для осуществления минимум трех следующих операций по обработке проводов и/или кабелей: автоматической подачи проводов и/или кабелей из по крайней мере одной катушки/бухты в соответствии с утвержденным заданием, мерной резки проводов и/или кабелей и зачистки изоляции проводов и/или кабелей. Если в ходе конкретного технологического процесса по предмонтажной подготовке проводов и/или кабелей необходимо осуществлять также дополнительные этапы обработки, например, если для последующего использования заготавливаемых проводов и/или кабелей необходимо, чтобы у них были подкручены жилы, то в данном случае установка будет включать дополнительно механизм подкрутки жил, что при условии совмещения данной операции на том же устройстве обеспечит минимальную вероятность допущения ошибки, т.к. исключит влияние человеческого фактора, свойственного ситуации, когда данный процесс осуществляется на автономной единице оборудования. Таким образом, наличие всех необходимых для каждого конкретного технологического процесса механизмов для осуществления всех необходимых этапов обработки проводов и/или кабелей на одном устройстве таких как механизм фиксации проводов и/или кабелей, узел рихтовки проводов и/или кабелей, механизм подкрутки жил проводов и/или кабелей, механизм раскрутки жил проводов и/или кабелей, механизм опрессовки проводов и/или кабелей, механизм флюсования проводов и/или кабелей, механизм лужения проводов и/или кабелей, механизм маркировки проводов и/или кабелей, устройство для приема проводов и/или кабелей, пульт управления входящими в состав устройства механизмами, механизм для удаления излишков припоя, устройство для снятия заготовок, механизм, осуществляющий автоматический контроль наличия дефектов в изоляции проводов и/или кабелей с возможностью автоматического удаления данного участка проводов и/или кабелей из процесса обработки значительно повышает уровень автоматизации и расширяет диапазон функциональных возможностей. При этом при необходимости предполагается возможность одновременной эксплуатации двух или более входящих в состав устройства механизмов.
Поставленная задача решается тем, в устройстве для обработки проводов и/или кабелей в автоматическом режиме, согласно решению, размещены механизм автоматической подачи проводов и/или кабелей из по крайней мере одной катушки/бухты в соответствии с утвержденным заданием, механизм для мерной резки проводов и/или кабелей и механизм зачистки изоляции проводов и/или кабелей, при этом механизм зачистки изоляции проводов и/или кабелей для предотвращения повреждения токоведущей жилы включает лазерный модуль.
Устройство работает следующим образом.
После автоматической подачи провода и/или кабеля на заданную длину механизмом подачи со встроенным датчиком положения производится зажатие/фиксация провода и/или кабеля. Далее устройство обрабатывает провод и/или кабель в соответствии с утвержденным заданием, причем определенные этапы обработки могут производиться синхронно. Механизм удаления изоляции в свою очередь снабжен воздействующим непосредственно на материал изоляции лазерным модулем, в качестве которого может быть использован, например, С02-лазер. Поток излучения заданной длины волны от лазерного генератора, отражаясь зеркалами, проходит через линзу и фокусируется в пятно, сжигая изоляцию на нужном расстоянии от конца провода и/или кабеля. Стоит еще раз подчеркнуть, что только применение лазерного модуля позволяет обеспечить снятие изоляции без повреждения жилы провода и/или кабеля. Методика может применяться для зачистки как одножильных, так и многожильных проводов и кабелей и позволяет качественно подготовить их к последующему монтажу.
Повышение производительности достигается за счет того, что все необходимые операции осуществляются на одном устройстве, причем определенные этапы процесса обработки могут производиться параллельно. Типы и количество встроенных в устройство механизмов определяются в зависимости от спектра технологических операций, которые предполагается производить над проводами и кабелями, при этом при условии реализации на устройстве возможности осуществления полного цикла операций по обработке проводов и/или кабелей обеспечивается наиболее высокий уровень качества готовых изделий.
Устройство для обработки проводов и/или кабелей в автоматическом режиме обеспечивает также и существенное снижение трудоемкости процессов по обработке и предмонтажной подготовке проводов и/или кабелей, поскольку все технологические операции выполняются соответствующими, входящими в его состав механизмами строго по заданной программе и в автоматическом режиме, а также в случае выполнении конструкции устройства с возможностью параллельной эксплуатации сразу нескольких его механизмов удается значительно сократить время работ такого плана.
Важными преимуществами предлагаемого решения являются исключение вероятности повреждения токоведущей жилы - стопроцентная гарантия ее неповреждения посредством удаления изоляции проводов и/или кабелей при помощи лазерного модуля, а также возможность осуществления контроля наличия дефектов в изоляции обрабатываемых проводов и/или кабелей с автоматическим удалением данного участка проводов и/или кабелей из процесса обработки.
Поскольку в технических решениях аналогичного назначения, то есть в линиях и установках по обработке проводов и/или кабелей в автоматическом режиме, включающих механизм подачи проводов и/или кабелей, механизм для мерной резки проводов и/или кабелей и механизм зачистки изоляции проводов и/или кабелей с возможностью их одновременной эксплуатации, не был выявлен новый признак заявляемой полезной модели "механизм зачистки изоляции проводов и/или кабелей для предотвращения повреждения токоведущей жилы включает лазерный модуль", можно сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию «Новизна».
Заявленное по формуле решение является характеристикой одного устройства, включающего все необходимые для реализации конкретного технологического процесса и находящиеся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи механизмы, и именно посредством совместного их использования в составе одного устройства и строго в предусмотренным конкретным технологическим процессом порядке обеспечивается расширение спектра функциональных возможностей, повышение уровня автоматизации производственного процесса, а также снижение к минимуму вероятности возникновения ошибки путем максимально возможного исключения этапов работ, которые осуществлялись бы вручную.
Устройство для обработки проводов и/или кабелей в автоматическом режиме может быть использовано в машиностроении, электротехнической, радиотехнической и приборостроительной отраслях промышленности в целях обеспечения высококачественной обработки проводов и/или кабелей с гарантией неповреждения токопроводящей жилы.
Таким образом, поскольку выполнение устройства для обработки проводов и/или кабелей в автоматическом режиме согласно предлагаемому конструктивному решению обеспечивает расширение диапазона технологических возможностей и производимых над проводами и/или кабелями операций за счет совмещения на одном устройстве сразу нескольких механизмов для обработки и предмонтажной подготовки проводов и/или кабелей с возможностью осуществления полного цикла обработки в автоматическом режиме, а также повышение производительности выполняемых установкой работ путем реализации возможности одновременной эксплуатации двух и более механизмов, входящих в его состав, можно заключить, что заявленная полезная модель соответствует условию «Промышленная применимость».