热式导火索剥线机设计

普帝龙集成房屋技术（重庆）有限公司 陈 涛

热式导火索剥线机设计

普帝龙集成房屋技术（重庆）有限公司 陈 涛

电热式导火索剥线机明确各工艺步骤，将设备各个功能进行分解，采用多种运动方式，结构精简。本文不免涉及到国家国防秘密，相关的内容不能详细介绍敬请大家谅解。

平面运动；行程；热量；功率

1.导火索概述

导火索分为多层结构，最里层金属层不易被破坏，明火、热源不能使其引燃。该导线线质较硬，不易变形。在常温下进行剪切时，产品尼龙层纤维会散开在引线穿管制作工序中不便于操作。

2.工艺要求、技术参数

(1)导线要求去除其塑料层和尼龙层，保留最里层。(2)最里层导线表面在切剥时不能被损坏。(3)导线头的切剥长度可调节，切剥精度±2mm。(4)切剥导线的表面层，其尼龙层纤维不能散开，切割端面应端直。(5)最里层导线温度经测试到达316℃超过10秒将会损坏表面乃至线芯。(6)导线热切剥过程中有烟雾产生，应及时排除烟雾。(7)设备研究设计必须以效率作为标尺之一，力求12秒内完成切剥全部过程。

3.工艺分解

3.1 切剥方式

根据导线特性，确定采用电阻丝通电加热方式围绕导火索表层做相对旋转运动烫离表层，实现导火索表层与内层的分离，熔化尼龙层端面而尼龙层不至于自然散开。该方式简单实用，可选择合适的电阻丝和通电电压，实现剥线温度和切剥面粗细的把控。

3.2 分离方式的省略

上述步骤只是实现导线外层与内层的分离，不能实现导线外层与内层完全脱离。塑料层与金属层的摩擦系数很小，根据对导线手工处理方式的长期观察，导线外层与内层一旦用电阻丝烫剥完毕，外屏蔽层不会自然脱离，但轻微施加外力就能实现线芯与表皮分离。

3.3 切剥长度可调

设想导线切剥时导线两端夹紧，一端位置固定，一端位置可调。电阻丝在两端中间进行加热切剥，其位置固定。可调节一端控制着切剥长度，设备可根据切剥长度要求调节其位置。

3.4 切剥断面保持端直

切剥面保持端直，导火索与电阻丝的空间角度必须保持互相垂直。其精准度可利用制造加工、装配工艺保证其空间垂直度，必要时可设计校准检具进行调节。

3.5 剥线时间的控制

控制剥线时间，关键在于电阻丝围绕导火索旋转的同时能够在导线径向方向向中心移动。平面运动可以实现一个方向上的正反平移和旋转，同时也可以实现设备初始化和过程控制，满足功能要求。

3.6 烟雾排除

设备主体结构完成后，根据实际情况，在设备外壳设置排风口和进风口。考虑到设备实用性，在靠近切剥位置设置排风口。排风口安装一小型排风扇，设备运行时，排除电阻丝切剥线皮时产生的烟雾。

4.总体设计

上述分项功能的总和可以形成一个完整的机械系统，每一项功能可以完成一个独立的工序步骤。将上述功能有序地组合在一起，可实现一台完整的电热式导火索剥线机所有功能。将上述功能做如下有序排列：

①电阻丝加热——②调节剥线长度——③导线调节端定位——④导线端头夹紧——⑤导线校直——⑥导线另一端头夹紧——⑦电阻丝围绕导线做径向旋转运动——⑧导线剥离成功—⑨各分项功能初始化——⑩重新开始

5.部件分解

5.1 夹持导线功能部件

设备配置两个自动夹头，电热丝在两夹头之间进行烫线切剥。夹头动力可采用电磁铁方式进行夹紧和释放。

关键部件：电磁铁、固定座、压杆、压杆导套、导线导管。

5.2 线头到位自动识别功能部件

要求切剥的导线端头到达指定位置，自动识别。采用感应块、感应开关组合进行自动识别。

导火索自身线质较硬不易发生变形，所以微小的作用力可以施加于上。试想有铁质感应块—弹簧—感应开关满足功能要求。导线端头推动感应块产生移动，当感应块与感应开关距离达到感应距离，感应开关产生信号，我们将此时导线的位置判断为线头到达指定位置。

5.3 烫线控制功能部件

设备配置电阻丝，通电加热电阻丝可将导线外皮塑胶层和尼龙层均匀烫掉。电热丝在烫剥导线时采用围绕导线中心旋转并向线径中心渐进方式烫剥，保证导线的均匀切剥。烫剥采用平面运动、往复运动实现烫剥。导火索两侧面90℃方向径向运动依靠弹簧的作用力进行角位补偿可以保证电阻丝围绕导线中心旋转的同时，自然向线径中心渐进方式烫剥，电阻丝进给量控制剥线时间。通过调压器控制电阻丝的热量功率，保证烫剥时根据不同条件的操作环境调整电阻丝产生的热量功率。

电机驱动导电滑环旋转运动，又将烫线机构设置在导电滑环上。将导电滑环与同步带轮相连，电机出轴与另一个同步带轮相连。两个同步带轮用同步带连接，电机驱动导电滑环旋转，从而驱动烫线机构的旋转。

5.4 线皮剥离自动识别功能部件

在烫剥导线的同时，采用保证线芯与外皮短距离的分离及其自动辨认。初步设想弹簧回位结构并设置感应开关进行识别，可满足功能要求。

导火索线皮与线芯剥离后，最内层与塑料层摩擦系数很小，相对移动很容易。我们可以利用这一特性设计线皮剥离自动识别机构。我们采用拉式电磁铁、弹簧、感应开关便可以实现该识别功能。

利用拉式电磁铁作用力在夹紧电磁铁发生作用之前使可调节固定座向前移动，夹紧电磁铁夹紧导线后释放拉式电磁铁。待导火索线皮剥离后，夹紧电磁铁依然夹紧着线皮，依靠弹簧力的反作用力向反方向运动，即分离线皮与线芯。

5.5 剥线长度可调功能部件

设备可根据需要调节剥线长度。导线夹头用滚珠丝杆和直线导轨组合方式用伺服电机进行驱动，将可调夹头设置在直线导轨滑块上，滑块与滚珠丝杆螺母相连使其一起做直线运动。

调节端夹紧机构同固定端夹紧机构类似，不同之处在于该机构新增两个功能—位置调节功能，线头到位自动识别功能。

5.6 烫剥温度的设定功能

初步设想设置热电阻感应电阻丝温度监测电阻丝温度；另一方面可进行试验，测量相同条件下电阻丝通电状态下的温度，通过转换进行调节。具体实现方式本文不做详细介绍。

5.7 烟雾处理部件

内部配置烟雾处理设备——排风扇，可在剥线过程中排除加热电热丝与导线外皮产生的烟雾，保证设备工作环境。

6.设备工作流程说明

①上电初始状态：各电磁铁复位，电源指示灯①亮，其余状态指示灯灭；

②温控系统工作：加热指示灯②亮，直至加热到制定温度值，温度合适指示灯③亮；

③设定剥线位置：电机A运行直至检测到设定位置①，电机A停止；电磁铁③上电，进线指示灯④亮；

④进线：进线指示灯④亮时，将待剥导火索送入进线口，到达指定位置后，电磁铁②上电，到位指示灯⑤亮；延时计数器计数，延时时间到，电磁铁①上电，电磁铁③失电；

⑤剥线：电机B（剥线加热丝到位）、电机C（步进电机同步带旋转控制）运行；待设定剥线位置到位，电机B停止，电机C运行到初始位置④时停止，电阻丝停止加热；

⑥电机B（剥线加热丝到位），回到初始位置，同时电磁铁②、电磁铁①失电回到初始位置；

⑦剥线结束指示灯⑥亮，取出已剥好的线；

⑧重复②—⑦步骤。

[1]杨黎明主编．机械零件设计手册[S]．国防工业出版社．

[2]杜君文主编．机械制造技术装配与设计[M]．天津大学出版社．

[3]郑玉华主编．典型机械产品构造[M]．科学业出版社．