[發(fā)明專利]基于超聲波測距的電纜軸向切割系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110707589B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 劉國中;李培林;陳浩杰
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: H02G1/00
• 分類號: H02G1/00;H02G1/14;G01S17/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.基于超聲波測距的電纜軸向切割系統(tǒng)，其特征在于：包括控制器、移動導軌、驅動電機、電纜切割端、超聲換能器和電纜；其中：

所述電纜切割端、超聲換能器均固定設置在所述移動導軌上；

所述電纜切割端設置在所述電纜正上方，所述控制器通過所述驅動電機控制電纜切割端；

所述超聲換能器設置在所述電纜正上方，超聲換能器輸出端與所述控制器輸入端電性連接；

所述控制器與所述移動導軌電性連接，用于驅動移動導軌的運動；其中：

先初始化系統(tǒng)，根據需要切割的電纜長度調整限位板的位置，通過移動導軌控制控制超聲換能器在電纜正上方滑動，采集超聲波數據；控制器根據采集的超聲波數據，生成初步切割曲線；輸入切割厚度值及電纜切割端與超聲換能器的高度差，通過控制器根據初步切割曲線生成切割曲線；根據切割曲線利用電纜切割端對電纜進行軸向切割。

2.根據權利要求1所述的基于超聲波測距的電纜軸向切割系統(tǒng)，其特征在于：還包括固定槽，所述固定槽與所述移動導軌平行設置，用于固定所述電纜。

3.根據權利要求2所述的基于超聲波測距的電纜軸向切割系統(tǒng)，其特征在于：在所述移動導軌上設置有限位板，所述限位板用于限制超聲換能器的位置。

4.根據權利要求3所述的基于超聲波測距的電纜軸向切割系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器上設置有計時器，所述計時器為所述控制器電性連接。

5.一種應用如權利要求4所述的基于超聲波測距的電纜軸向切割系統(tǒng)的電纜軸向切割方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：安裝并初始化系統(tǒng)；

S2：根據需要切割的電纜長度調整限位板的位置，通過移動導軌控制超聲換能器在電纜正上方滑動，采集超聲波數據；

S3：控制器根據采集的超聲波數據，生成初步切割曲線；

S4：輸入切割厚度值及電纜切割端與超聲換能器的高度差，由初步切割曲線生成切割曲線；

S5：根據切割曲線利用電纜切割端對電纜進行軸向切割。

6.根據權利要求5所述的電纜軸向切割方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述的采集超聲波數據過程具體為：

S21：開啟移動導軌，帶動超聲換能器至測量位置，停止移動；

S22：啟動計時器并利用超聲換能器將超聲波透射到電纜表面，當超聲換能器接收反射到的超聲波后，關閉計時器，得到一組數據；

S23：重復執(zhí)行步驟S22，直至超聲換能器移動至限位板位置，得到多組數據。

7.根據權利要求6所述的電纜軸向切割方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括以下步驟：

S31：將超聲換能器不同采集位置坐標，即光纜不同位置的坐標記為x；

S32：利用聲速和距離的關系，利用超聲波數據計算得到不同位置的點纜表面到電纜切割端的距離，記為y₀；

S33：控制器將光纜位置坐標x與該位置的距離y₀進行配對，根據超聲換能器得到的多組數據生成關于xy₀初步切割曲線。

8.根據權利要求7所述的電纜軸向切割方法，其特征在于，所述步驟S4具體為：設實際被測電纜表面點坐標為x_i，點纜表面到電纜切割端的距離為y₀；輸入切割厚度值Δy及電纜切割端與超聲換能器的高度差h，得到電纜切割端實際應切割的距離y_i為：

y_i＝y(tǒng)₀-h+Δy；

故根據生成關于xy₀初步切割曲線得到關于xy的切割曲線。

9.根據權利要求8所述的電纜軸向切割方法，其特征在于，所述步驟S5具體為：所述控制器根據xy的切割曲線，通過所述驅動電機對電纜切割端進行控制，完成對電纜軸向的切割。