自動(dòng)化熱縮管工藝

熱縮管用于絕緣導(dǎo)線，保護(hù)導(dǎo)線，并在導(dǎo)線治理過(guò)程中形成電纜入口密封。手動(dòng)執(zhí)行這一敏感過(guò)程非常耗時(shí)，結(jié)果在很大程度上取決于操作員的專業(yè)知識(shí)，并且該過(guò)程存在安全問(wèn)題。或者，自動(dòng)化流程可以最大限度地減少操作員的直接互動(dòng)，長(zhǎng)期降低生產(chǎn)成本，并可以顯著提高定量和定性生產(chǎn)指標(biāo)。

本文介紹了熱縮管原型機(jī)的自動(dòng)化，這有利于線束行業(yè)。與任何產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目一樣，原型是識(shí)別用戶需求、解釋這些需求以滿足有形工程參數(shù)，并根據(jù)成本和制造限制進(jìn)行概念設(shè)計(jì)的結(jié)果。該原型由線性定位系統(tǒng)上的儀器加熱室組成，該系統(tǒng)配有一個(gè)或多個(gè)加熱槍。腔室設(shè)計(jì)允許通過(guò)徑向分布的通道將熱空氣均勻地引導(dǎo)到線束上。熱暴露時(shí)間是管道收縮過(guò)程中的一個(gè)主要因素，可以通過(guò)控制加熱室的線速度來(lái)調(diào)節(jié)。線性定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于在達(dá)到適當(dāng)?shù)氖湛s溫度水平時(shí)沿線束移動(dòng)加熱室。控制單元通過(guò)測(cè)量實(shí)際腔室的位置、速度和溫度來(lái)連續(xù)管理致動(dòng)器位置。采用基于模型的設(shè)計(jì)方法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并使用MATLAB/Simulink作為仿真環(huán)境。選擇可編程邏輯控制器作為控制器實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。樣機(jī)將進(jìn)行測(cè)試，以達(dá)到所需的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

引言

介紹

本文描述了一個(gè)與工業(yè)直接相關(guān)的工程問(wèn)題的實(shí)用解決方案的集成。盡管我們將線束行業(yè)作為一個(gè)特定應(yīng)用的例子，但該過(guò)程可以擴(kuò)展到工業(yè)環(huán)境中的各種其他控制和自動(dòng)化應(yīng)用。

感興趣的過(guò)程是導(dǎo)線治理，也就是將導(dǎo)線綁在一起以傳輸信號(hào)或電力的組裝。電線通常由帶子、電纜系帶、套管、電工膠帶或擠壓線編織而成。線束比松散的電線有幾個(gè)好處。許多飛機(jī)、汽車和航天器都含有大捆電線，如果完全延伸，這些電線可以延伸數(shù)公里。通過(guò)將所有這些導(dǎo)線放入線束中，可以更好地保護(hù)它們免受振動(dòng)、磨損和濕氣的不利影響。此外，優(yōu)化了空間利用率，并降低了電氣短路的風(fēng)險(xiǎn)。由于工人只有一個(gè)線束要安裝，因此安裝時(shí)間也減少了，并且過(guò)程可以容易地標(biāo)準(zhǔn)化。

線束工藝包括生產(chǎn)高質(zhì)量線束的幾個(gè)步驟，涉及工程設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工作、勞動(dòng)力工作和機(jī)械操作。線束通常根據(jù)幾何和電氣要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此確定工藝順序和規(guī)格以適合特定應(yīng)用。

熱收縮管通常由尼龍或聚烯烴制成，其在加熱時(shí)具有繞其直徑軸收縮的能力。這一功能使該管可用于廣泛的應(yīng)用，從近乎顯微鏡下的薄壁管到剛性的厚壁管。在所有現(xiàn)有的應(yīng)用中，熱縮管可用于導(dǎo)線治理過(guò)程中的導(dǎo)線絕緣。熱縮管也可用于修復(fù)電線上的絕緣層或?qū)⑵淅壴谝黄穑Ｗo(hù)電線，并形成電纜入口密封。除了用作電絕緣體外，熱縮管還提供環(huán)境保護(hù)，防止灰塵、溶劑和其他異物進(jìn)入，并通過(guò)其緊密配合以機(jī)械方式固定到位。

為了在線束過(guò)程中收縮卡套管，在進(jìn)行連接之前，先將卡套管安裝在線束上，然后用熱風(fēng)槍或其他加熱源加熱，使卡套管收縮以緊緊包裹接頭。不受控制的加熱會(huì)導(dǎo)致不均勻收縮、物理?yè)p壞和絕緣失效。如果過(guò)熱，管道可能會(huì)像其他塑料一樣熔化、燒焦或起火。因此，應(yīng)該精確地控制加熱過(guò)程，以產(chǎn)生所需的管輪廓。通常，熟練的操作員手動(dòng)完成這項(xiàng)工作，這很耗時(shí)，而且容易引起安全問(wèn)題。因此，自動(dòng)化流程最大限度地減少了操作員的直接互動(dòng)，長(zhǎng)期降低了生產(chǎn)成本，并可以顯著提高定量和定性生產(chǎn)指標(biāo)。

盡管在許多行業(yè)中，熱縮管工藝是手動(dòng)完成的，但一些制造商為此應(yīng)用提供了自動(dòng)化解決方案。對(duì)于某些產(chǎn)品，工件被手動(dòng)裝載到機(jī)器中，并自動(dòng)通過(guò)加熱通道。此功能使此解決方案非常適合大型生產(chǎn)需求。

因?yàn)橥掏铝渴怯刹僮髡哐b載組件的進(jìn)給速率決定的。由于工件的自動(dòng)移動(dòng)，這些類型的機(jī)器可以滿足精確的收縮規(guī)格，但由于加熱通道的尺寸有限，它們不容易處理不同長(zhǎng)度的線束。

基于上述討論，行業(yè)對(duì)熱縮管工藝的需求與市場(chǎng)上現(xiàn)有的解決方案之間存在差距。與任何新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目類似，識(shí)別用戶需求，將其解釋為有形的工程參數(shù)，并根據(jù)成本和制造限制進(jìn)行概念設(shè)計(jì)是需要進(jìn)行的逐步階段。這些階段將在論文的剩余部分中進(jìn)行描述。

 （第一篇 共三篇）

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