新型大平方电缆测径装置及其测径方法

技术领域

本发明涉及线缆工业技术领域，具体涉及一种新型大平方电缆测径装置及其测径方法。

背景技术

在大平方（大直径）电缆的挤出和包装工序中，对于外径超过60mm的电缆产品的测径作业，需要购置专门的大规格激光测径仪，通常单台成本超过8万元人民币，并且为保证产品外径检测的准确率，一般需要多台测径仪从多个角度同时测量，因此需要购置多台，成本巨大。对于包装工序而言，此类检测设备的成本已经远远大于包装机自身的成本，增加了企业成本。

其次，一般的非接触式测径仪在测径过程中，一旦线缆抖动不在测径仪的测量中心位置，则容易导致测径仪无法测到产品外径，导致误报警或产品质量事故。

综合上述两点描述，在对超60mm外径的大平方电缆挤出或包装过程中的外径检测，使用非接触式激光测径仪的成本太高，且对电缆的位置要求高，检测效果不佳。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型大平方电缆测径装置及其测径方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种新型大平方电缆测径装置，包括至少三组单轴测径机构，各所述单轴测径机构均包括一底座，该底座的中部具有一开口，该开口用于穿设待测径的电缆；

所述底座上于所述开口的两侧对称布置有一对辊轮伸缩结构，所述辊轮伸缩结构包括压紧辊轮、辊轮支架、弹簧以及滑动基座；

所述压紧辊轮对应所述开口设置，压紧辊轮转动装配于所述辊轮支架的前端，并在测试时压紧贴合于位于所述开口中的待测电缆的外壁；所述辊轮支架的后端连设有导向杆，该导向杆以其长度方向平行于待测电缆的径向，并与所述滑动基座滑动配合，所述滑动基座固设于所述底座上，构成所述压紧辊轮在底座上沿待测电缆的径向做相对所述开口的伸缩滑动；

所述弹簧定位于所述滑动基座中，并以其长度方向对应待测电缆的径向；所述弹簧的前端作用于所述辊轮支架，所述弹簧的后端作用于所述滑动基座，构成所述压紧辊轮通过所述弹簧保持一朝向所述开口伸出的趋势，进而在测试时对待测电缆的外壁实现压紧贴合；

所述底座上对应所述辊轮伸缩结构还设有位移传感器，该位移传感器相对底座固定，且其测试端作用于所述辊轮支架；

其中，各所述单轴测径机构沿待测电缆的长度方向从前向后依次排列，并绕待测电缆的横截面中心等角度排布。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述单轴测径机构为三组，互成60°夹角，并均与待测电缆保持垂直，用于从不同角度检测电缆的外径。

2．上述方案中，所述滑动基座中对应所述弹簧还设有一压力调节螺丝，该压力调节螺丝的前端抵靠作用于弹簧的后端；

所述压力调节螺丝与滑动基座螺纹配合，构成其前后位置可调。

为达到上述目的，本发明于方法层面采用的技术方案是：

一种新型大平方电缆测径方法，通过测径装置进行测径，所述测径方法包括：

各组单轴测径机构中的所述位移传感器均与一上位机的模拟量输入模块电性连接；

工作状态下，每个位移传感器的位移范围为0~L毫米,电压信号变化范围为0~10伏，所述上位机（外部可编程逻辑控制器）的模拟量输入模块接收到单组单轴测径机构中的两个位移传感器初始位置电压分别为A1伏和B1伏；

当待测的大平方电缆进入第一组单轴测径机构的两个压紧辊轮之间后，通过弹簧作用使两压紧辊轮均与电缆表面接触，由于电缆表面的反作用，此时两个压紧辊轮分别产生向后的位移，两个位移传感器则分别产生位置变化电压A2伏和B2伏；

所述上位机的模拟量输入模块接收到两位置变化电压，对第一组单轴测径机构对应的电缆位置，进行此处电缆外径的计算：

外径φ1=[(A1-A2）+( B1-B2) )]*(L/10)；

然后利用上述方法，依次对第二组单轴测径机构、第三组单轴测径机构对应的电缆位置，分别进行电缆外径的计算得到外径φ2和φ3；

最后，所述上位机通过计算各所述外径的平均值得到待测电缆的外径值。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述上位机为可编程逻辑控制器PLC。

本发明的工作原理及优点如下：

一种新型大平方电缆测径装置，包括至少三组单轴测径机构，各单轴测径机构均包括底座，底座上开口的两侧对称布置有一对辊轮伸缩结构，辊轮伸缩结构包括压紧辊轮、辊轮支架、弹簧及滑动基座；压紧辊轮转动装配于辊轮支架前端，辊轮支架的后端连设有导向杆，该导向杆与滑动基座滑动配合，滑动基座固设于底座上，构成压紧辊轮在底座上做相对开口的伸缩滑动；弹簧定位于滑动基座中，前端作用于辊轮支架，后端作用于滑动基座，构成压紧辊轮通过弹簧保持一伸出的趋势；底座上对应辊轮伸缩结构还设有位移传感器，其测试端作用于辊轮支架；各单轴测径机构绕待测电缆的横截面中心等角度排布。

相比现有技术而言，本发明利用两套位移传感器和可调弹簧，保证大平方电缆在测量过程中位移变化的差值之和一定，并且连续经过至少三组同样而角度不一样的单轴测径机构，保证测量过程中的平均外径准确性，并且不需要特意将线缆置于工装中间，从而防止误报警的产生，保证了产品检测质量。本发明结构简单、成本低，适合中小企业生产大平方电缆尤其是外径60mm以上的大平方电缆的检测。

附图说明

附图1为本发明实施例单轴测径机构的结构示意图；

附图2为本发明实施例的使用状态参考图。

以上附图中：1．底座；2．开口；3．电缆；4．压紧辊轮；5．辊轮支架；6．弹簧；7．滑动基座；8．导向杆；9．压力调节螺丝；10．位移传感器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

关于本文中所使用的“前”、“后”为方向性用词，在本案中仅为说明各结构之间位置关系，并非用以限定本案保护方案及实际实施时的具体方向。

参见附图1、2所示，一种新型大平方电缆测径装置，包括至少三组单轴测径机构，各所述单轴测径机构均包括一底座1，该底座1的中部具有一开口2，该开口2用于穿设待测径的电缆3。

所述底座1上于所述开口2的两侧对称布置有一对辊轮伸缩结构，所述辊轮伸缩结构包括压紧辊轮4、辊轮支架5、弹簧6以及滑动基座7。

所述压紧辊轮4对应所述开口2设置，压紧辊轮4转动装配于所述辊轮支架5的前端，并在测试时压紧贴合于位于所述开口2中的待测电缆3的外壁；所述辊轮支架5的后端连设有导向杆8，该导向杆8以其长度方向平行于待测电缆3的径向，并与所述滑动基座7滑动配合，所述滑动基座7固设于所述底座1上，构成所述压紧辊轮4在底座1上沿待测电缆3的径向做相对所述开口2的伸缩滑动。

所述弹簧6定位于所述滑动基座7中，并以其长度方向对应待测电缆3的径向；所述弹簧6的前端直接或间接作用于所述辊轮支架5的后端，所述弹簧6的后端直接或间接作用于所述滑动基座7，构成所述压紧辊轮4通过所述弹簧6保持一朝向所述开口2伸出的趋势，进而在测试时对待测电缆3的外壁实现压紧贴合。

测径时，所述压紧辊轮4直接与电缆3表面接触，并通过电缆3施加的反作用力克服弹簧6的张力产生位移。

其中，所述滑动基座7中对应所述弹簧6还设有一压力调节螺丝9，该压力调节螺丝9的前端抵靠作用于弹簧6的后端；所述压力调节螺丝9与滑动基座7螺纹配合，构成其前后位置可调；通过调节压力调节螺丝9的前后位置对弹簧6的张力进行调节，进而实现辊轮支架5对待测电缆3压紧力的调节。

所述底座1上对应所述辊轮伸缩结构还设有位移传感器10，该位移传感器10相对底座1固定，且其测试端作用于所述辊轮支架5。

测径时，对称的一对压紧辊轮4同时对电缆3直径方向的两相对侧部进行压紧，通过两侧的位移传感器10同时从双向对各自对应的辊轮支架5的缩进行程数据进行采集。

其中，各所述单轴测径机构沿待测电缆3的长度方向从前向后依次排列，并绕待测电缆3的横截面中心等角度排布。例如，所述单轴测径机构可为三组，互成60°夹角，并均与待测电缆3保持垂直，用于从不同角度检测电缆3的外径，进而保证了大平方电缆3的外径在同一时刻获得的测量值足够精准，减少单轴测量的误差。

本发明的测径方法包括：

各组单轴测径机构中的所述位移传感器均与一上位机的模拟量输入模块电性连接；

工作状态下，每个位移传感器的位移范围为0~L毫米（L为正数）,电压信号变化范围为0~10伏，所述上位机（外部可编程逻辑控制器）的模拟量输入模块接收到单组单轴测径机构中的两个位移传感器初始位置电压分别为A1伏和B1伏；

当待测的大平方电缆进入第一组单轴测径机构的两个压紧辊轮之间后，通过弹簧作用使两压紧辊轮均与电缆表面接触，由于电缆表面的反作用，此时两个压紧辊轮分别产生向后的位移，两个位移传感器则分别产生位置变化电压A2伏和B2伏；

所述上位机的模拟量输入模块接收到两位置变化电压，对第一组单轴测径机构对应的电缆位置，进行此处电缆外径的计算：

外径φ1=[(A1-A2）+( B1-B2) )]*(L/10)；

然后利用上述方法，依次对第二组单轴测径机构、第三组单轴测径机构对应的电缆位置，分别进行电缆外径的计算得到外径φ2和φ3；

最后，所述上位机通过计算各所述外径的平均值得到待测电缆的外径值。

其中，所述上位机为可编程逻辑控制器PLC，也可以是PC等其它上位处理设备。

综上，本发明各组单轴测径机构中的所述位移传感器均与一上位机的模拟量输入模块相连。检测由于辊轮支架位移导致的电压信号变化，并通过上位机的内部数模转换使电压信号的变化等同于位置信号的变化，与初始位置值比较后得到位移值。由于两侧均有位移传感器检测位移变化，不管位移方向，上位机只需要计算两个电压信号的变化值并与单位电压对应的位移值相乘即可算出外径值，不需要电缆必须在整个机构的中心穿过，在辊轮范围内可以任意抖动。

相比现有技术而言，本发明利用两套位移传感器和可调弹簧，保证大平方电缆在测量过程中位移变化的差值之和一定，并且连续经过至少三组同样而角度不一样的单轴测径机构，保证测量过程中的平均外径准确性，并且不需要特意将线缆置于工装中间，从而防止误报警的产生，保证了产品检测质量。本发明结构简单、成本低，适合中小企业生产大平方电缆尤其是外径60mm以上的大平方电缆的检测。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。