我国线缆剥皮装置发展领域现状分析

邱野+郑晓义

摘 要：进入工业4.0后，我国越来越看重工业制造领域的发展，尤其是智能制造。线缆剥皮设备作为智能制造的一份子在工业生产领域作用越来越明显，对其提出了更高的要求。提高线缆剥皮设备水平，对解放劳动力和提高生产力都有重大意义。本文通过研究我国线缆剥皮设备发展历史及目前发展状况，对我国线缆剥皮的现状进行了简要的分析。

关键词：剥皮；自动；应用

在各种采用线缆作为连接导线的接线的制作过程中，为了保证线缆的电器连接效果，通常要对连接线缆头进行剥皮处理，再将线缆连接到所连接的位置；但是要剥去线缆头上的表皮是一件十分细致而又繁琐的工作。一般在进行线缆剥皮操作时，稍有不慎就会伤及里面的导线，影响导线的过电能力和强度。因此，线缆剥皮装置很有必要。同时，大量设计制造和广泛使用各种各样的机器是促进国民经济发展，加速我国社会主义现代化建设的一个重要内容。

1 线缆剥皮设备概念

线缆剥皮设备是专门用于线缆剥皮的机械，具有很强的专业性和实用性。通常指由储料装置，送料装置，整料装置，移位装置，裁切剥皮分线装置，铆压装置，成品取料装置等配合使用的成套系统。线缆已近是当今社会的必需品，有必要对其进行各种检验测试，来保证线缆的可靠性，安全性，稳定性等，因此，线缆剥皮设备越来越不可或缺。目前市场上已经有许多线缆剥皮设备，但工艺水平，技术水平相对于发达国家仍有相当大的差距。

2 我国线缆剥皮设备发展现状

线缆剥皮作为一项在工业制造及通信领域不可或缺的技术，在我国还处于初级阶段。20世纪90年代以来，随着国民经济快速稳步向前发展，中国电线电缆行业飞速发展。被誉为城市“神经”和“血管”的电线电缆行业，肩负着为各行各业提供支持的职能，已成长为我国机械行业中位置仅次于汽车的第二大产业。但是，大多数工厂使用的剥皮设备仍是半自动的，对于直径较大的线缆仍采用人工作业生产，创新性不够，设备完善不够好。在我国，人口是世界人口的五分之一，但电缆产业的产值仅占世界电缆产业的15%左右，电缆产业拥有一个巨大而且还在不断成长壮大的市场。

3 线缆剥皮设备自主发展成就

目前，我国只存在很多电缆剥皮的小型机器，对电缆自动剥皮实验机的设计和研究还很少，仅限于专利的理论分析，还未投入市场使用。我们从目前理论出现的剥皮机种类、涉及到的主要技术以及机械实现可行性等几个方面进行论述。

3.1 剥皮设备的主要类型

1.手工装置

手工线缆外皮剥皮装置包含固定刀片座和活动刀片座，固定刀片座和活动刀片座内分别设有可拆卸的刀片；活动刀片座的底部设有可分离的滑轨，背面设有驱动轴杆和驱动液压筒。刀片的主体两端分别设计一限位突出，限位突出上设计了第一刃部，刀片主体上设计了第二刃部，第二刃部设置在两限位突出之间，第一刃部和第二刃部均倾斜设置。线缆外皮剥皮装置利用驱动液压筒来驱动活动刀片座，使用者可以利用外部的动力源来对线缆的外皮进行切割，大大降低了工人的劳动强度。

2.自动控制型

这种类型以SATA线材全自动剥皮分线铆压机为例，本设计选用欧姆龙PLC CPIH-X40DT-D编程控制器、松下伺服电机、欧姆龙继电器。针对26/28/30AWG的7芯或8芯线材，集自动送料、裁线、剥皮、分线、铆压、成品自动抓取于一体，生产效率高，有缺料感应，数pin感应灯感应装置，剥皮深浅可调，产品质量稳定。

3.高压带电作业剥皮器

该设备通常由电源电路、驱动电路、无线接收电路、模拟输出电路、控制电路及断线钳系统等系统协同合作实现剥皮功能。其中主要是由无线接收电路、模拟输出电路和ATMEGA128控制单元实现剥皮器的控制系统，由解码程序和DA转换程序实现断线钳系统。

4.基于PLC控制的剥线机

右滚轮步进电机带动上、下右滚轮将夹持的被加工线左右移动；裁刀步进电机带动上、下两裁刀向相反方向运动，通过控制上、下裁刀之间的位移，实现剥皮和裁线的功能；左滚轮步进电机带动上、下左滚轮将夹持的被加工线左右移动；扭线轮步进电机带动上、下左滚轮（扭线轮与左滚轮在物理上是指同一滚轮）向相反方向前后运动，实现扭线功能。

5.激光剥切导线绝缘皮技术

此设备有两种方式进行剥皮：一是线转动井同时完成轴向移动：缺点是： 适用范围小，只适用于尚未和产品焊接的导线。如欲对已装在产品的引出线剥皮则会产生导线缠绕，影响产品质量。二是导线固定不转，激光束绕线转动：导线的轴向移动可提供自动或手动实现。

6.利用液氮低温技术剥离废电线外皮

利用液氮低温技术剥离废电线外皮，由分拣机、水洗机、干燥机、切割机、预冷罐、浸渍冷却器、履带式输送机、辊压破碎机、换热器、筛分分选机、过滤器、冷凝器和液氮存储罐组成，并通过管道连接。

3.2 可行性分析

手工装置利用驱动液压筒来驱动刀片座活动，使用者可以利用外部的动力源来对线缆的外皮进行切割，大大降低了工人的劳动强度。但是对于外皮较厚的电缆，外部的动力源可能无法将其完全进行切割。 工人还是没有完全解放出来，市场前景较差。

SATA线材全自动剥皮分线铆压机主要工位为双工位设计，且一机多用途，生产效率高，一个操作员即可完成。此种设备涉及技术多，工序繁琐，投资较大，实现困难，目前还没有投入使用。

高压带电剥皮器遥操作控制系统通过遥控器进行控制，比手动剥皮器更加安全、可靠，操作也更加方便，满足了高压带电机器人作业任务的要求。

以PLC为控制核心的自动剥线机系统易于操作，结构简单，性价比高，可开发性强，有较好的市场前景。同时，该设计方式也可应用到其他自动控制系统中。

根据国外资料介绍及试验表明，利用激光切导线绝缘皮是一种质量好、效率高、无损伤的剥切方法，克服了传统剥皮的缺点。激光剥皮法特别适合于常规方法难以剥皮的导线，也可用于多层绝缘皮导线的剥皮。

液氮低溫技术针对废旧电缆的切割粉碎，无法保护电缆内部。该技术需要的装备多，成本大，结构复杂，使用不方便，实用性不强，没有较好的市场环境。

4 总结

PLC作为新兴的工业控制装置，目前国内发展的水平还远远不够，仍然需要进一步的发展，而且PLC的应用面广、功能强大、使用方便，可以广泛应用到各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，线缆切削装置是工业生产领域最基本也是必要的设备，若能将PLC技术成熟地应用其中，可大规模地解放生产力并提高生产效率，推动国家工业进程。

参考文献

[1]机械工程师 2016 第2期 P156-159 2002-2333

[2]微型机与应用 2010 第20期 第29卷 P33-35，38 1674-3490

[3]新技术工艺 1991 第6期 P35-36 1003-5311