線纜復(fù)繞分切加工中心在10kV線纜、導(dǎo)線類物資分切加工作業(yè)的設(shè)計與應(yīng)用

周旸 韓飛 梁峻

摘 要：針對目前線纜復(fù)繞、長度計量、分切作業(yè)以及加裝保護(hù)套的人工作業(yè)效率低下、安全性不可控等問題，通過設(shè)計研制線纜復(fù)繞分切加工中心，不僅能有效提高作業(yè)精度，而且大幅提升作業(yè)效率和安全性。

關(guān)鍵詞：線纜加工；復(fù)繞分切；自動化；標(biāo)準(zhǔn)化

1 10kV線纜、導(dǎo)線類物資分切加工現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，10kV電纜、導(dǎo)線類物資作為電力行業(yè)的常用物資，其物資特性主要為重量大、出庫頻率高，經(jīng)常需要進(jìn)行復(fù)繞、剪切、加工等操作，直接影響了線纜加工作業(yè)效率。通過調(diào)研，國內(nèi)外10kV線纜、導(dǎo)線類物資分切加工方面應(yīng)用現(xiàn)狀如下：

1.1 電力行業(yè)對線纜的復(fù)繞、長度計量、分切加工以及加裝保護(hù)套的操作基本上采用人工作業(yè)方式，不利于推動電力物資的高效性管理。

1.2 國內(nèi)工業(yè)裝備自動化系統(tǒng)自主創(chuàng)新能力低下，自主知識產(chǎn)權(quán)匱乏。目前，在國內(nèi)造船、電信行業(yè)就1噸左右輕型線纜盤的復(fù)繞、分切設(shè)備已有過應(yīng)用，但是能夠適用于電力企業(yè)線纜類物資的專用裝備尚未有研究。

1.3 國外現(xiàn)有線纜分切加工設(shè)備在線纜復(fù)繞、自動分切和回收線纜等功能上均有所運用，但尚未存在各項功能全面組套的加工設(shè)備，且尚未見到在設(shè)備系統(tǒng)中預(yù)留軟件接口，與倉儲管理軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)無縫對接的先例。

根據(jù)線纜分切加工現(xiàn)狀，線纜作業(yè)普遍存在加工效率低、人工作業(yè)強(qiáng)度大、安全性低等問題，因此有必要設(shè)計研制出線纜復(fù)繞分切加工中心，大幅度提高線纜類物資加工作業(yè)效率，減少人員作業(yè)強(qiáng)度，提高作業(yè)安全。

2 技術(shù)分析

2.1 結(jié)構(gòu)

線纜復(fù)繞分切加工中心的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該加工中心由放線機(jī)、導(dǎo)線裝置、加工平臺、收排線機(jī)、觸摸屏及電控柜組成。

圖1 線纜復(fù)繞分切加工中心結(jié)構(gòu)三維圖

（1）放線機(jī)為軌道式放線架，智能控制調(diào)節(jié)放線張力，配備剎車，收排線停機(jī)后，放線機(jī)同步剎車，保證不松線、亂線。（2）導(dǎo)線裝置設(shè)計方式為鋼絲繩牽引線纜。（3）加工平臺集線纜分切、電纜頭保護(hù)套管自動存儲揀選、計米及線纜整平裝置等功能于一體。（4）計米裝置采用數(shù)字編碼計米器，設(shè)定任意復(fù)繞長度，達(dá)到預(yù)定復(fù)繞長度后蜂鳴報警自動停機(jī)，提示操作人員是否進(jìn)入切割程序。（5）收排線機(jī)為地軌行走式收排線架。采用龍門下置式。運用變頻器調(diào)速控制，實現(xiàn)軟啟動。

2.2 技術(shù)特點

2.2.1 自動裝載式重型電纜繞線機(jī)。

該加工中心通過在繞線機(jī)前端加裝重型電纜盤自動裝載裝置，解決電纜盤吊裝、定位復(fù)雜，裝卸效率低的問題，可適用叉車、行吊裝載等不同方式，大幅提升裝載作業(yè)效率，如圖2所示。

自動裝載式重型電纜繞線機(jī)適用于指定盤徑范圍內(nèi)（1600-2500mm）的電纜盤，經(jīng)過③移載貨叉，電纜盤自動移載裝置輸送電纜盤至繞線機(jī)合模位置，PLC給出電纜盤就位信號，啟動①重型電纜繞線機(jī)自動裝載程序。裝載完畢后，電纜經(jīng)收、放線機(jī)復(fù)繞至收線盤上。

移載底盤②為電纜盤的承重平臺及移載貨叉③的承載平臺，由平行的兩個方箱及⑧分合模適盤調(diào)節(jié)裝置組成，方箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)：安裝兩組驅(qū)動油缸⑩及兩組分合模適盤調(diào)節(jié)的行走輪。整個移載平臺由兩組行走輪搭載在底盤軌道⑨上，底盤軌道埋置于地下，斷面與地面齊平，實現(xiàn)移載平臺自由合模、分模，以適應(yīng)不同寬度的電纜盤。

通過移載，電纜盤由初始裝載位置移載至合模位置，裝置發(fā)出到位信號，繞線機(jī)開始工作。系統(tǒng)根據(jù)盤徑算出頂針需要提升的高度。高度合適，合模機(jī)構(gòu)⑤開始工作，繞線機(jī)將電纜盤夾緊，并通過提升裝置④將電纜盤提升至放卷高度。此時，移載平臺收回移載貨叉，自動裝載式重型繞線機(jī)發(fā)出就緒信號，等待繞線命令，由主驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動收卷放卷機(jī)構(gòu)⑥完成繞線。

2.2.2 電纜頭保護(hù)套管自動存儲揀選裝置

在工作臺集成電纜頭保護(hù)套管自動存儲揀選裝置，實現(xiàn)電纜頭加裝冷縮護(hù)套過程中的自動揀選功能，避免了手工作業(yè)質(zhì)量參差不齊的現(xiàn)象，提高加工作業(yè)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化水平，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 線纜復(fù)繞分切加工中心工作平臺

分切電纜動作完成后，由油缸帶動移動式導(dǎo)線板回調(diào)電纜，直到電纜斷口距離鋸臺有足夠的加裝護(hù)套距離，此距離由安裝在工作臺上的霍爾開關(guān)檢測到到位信號決定。

PLC根據(jù)輸入的電纜直徑選擇合適的冷縮護(hù)套管，并將指令傳至自動加裝冷縮保護(hù)套裝置的電磁閥。接通電磁閥電源后，電磁閥解鎖，在彈簧裝置的作用力下，自動彈出相應(yīng)的冷縮護(hù)套存儲柜。冷縮護(hù)套管隨存儲柜彈出，人工揀取其中一對護(hù)套，套入電纜頭，拔掉冷縮管的封帽，冷縮管收縮并保護(hù)電纜頭。

上完保護(hù)套后，推動存儲柜的前面板，使存儲柜退回裝置內(nèi)部，電磁鎖自動將存儲柜鎖定，并自動向系統(tǒng)反饋操作完成信號，自動存儲揀選裝置進(jìn)入待揀狀態(tài)。

3 線纜復(fù)繞分切加工中心應(yīng)用效益分析

線纜復(fù)繞分切加工中心的應(yīng)用效益主要體現(xiàn)在以下三方面：

3.1 提升電力物資裝備的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化

線纜復(fù)繞分切加工中心作為一項電力行業(yè)創(chuàng)新型研究成果，有效提升了電力物資專用裝備的標(biāo)準(zhǔn)化和專用化程度。

3.2 提高線纜類物資分切加工的作業(yè)效率

一是采用自動裝載式重型電纜繞線機(jī)，解決電纜盤吊裝、定位復(fù)雜，裝卸效率低的問題；二是采用電纜頭保護(hù)套管自動存儲揀選裝置，與電纜剪切、加工平臺組合應(yīng)用，可在完成電纜剪切后，自動彈出與電纜規(guī)格相應(yīng)的護(hù)套管，提高作業(yè)效率。

3.3 提升線纜類物資分切加工的作業(yè)安全

一是通過冷縮護(hù)套管解決方案，解決了倉儲作業(yè)過程中電纜頭加裝的操作難題，規(guī)避了作業(yè)過程中使用熱源的安全風(fēng)險；二是重型線纜類物資的復(fù)繞、分切、保護(hù)套選取等工作流的自動化，可有效規(guī)避人工作業(yè)帶來的諸多不必要風(fēng)險。

4 結(jié)束語

本文首先分析10kV線纜、導(dǎo)線類物資分切加工現(xiàn)狀，并研究了“自動裝載式重型電纜繞線機(jī)”和“電纜頭保護(hù)管自動存儲揀選裝置”兩個發(fā)明專利，充分運用到設(shè)計研制線纜復(fù)繞分切加工中心中。線纜復(fù)繞分切加工中心的實現(xiàn)不但提高線纜類物資分切加工的作業(yè)效率，作業(yè)安全等，而且推進(jìn)了智能電網(wǎng)的建設(shè)，提高電力公司標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化水平。