一种基于绕包机器人的绕包方法与流程

1.本发明涉及电缆绕包领域，尤其是涉及一种基于绕包机器人的绕包方法。


背景技术：

2.绕包机器人是一种用于自动绕包的机械装置，广泛应用于电缆、管道、线圈等领域。绕包机器人的自动化绕包方式给电缆绕包带来了极大的便利。
3.相比于人工绕包，绕包机器人有以下几方面的改进：(1)一致性：绕包机器人能够以相同的参数和速度进行连续的绕包操作，从而保证绕包的一致性。相比人工绕包，机器人能够更加准确地控制绕包张力、角度和节距等参数，避免了因人为因素导致的差异，提高了绕包质量的稳定性和可靠性。(2)精度：绕包机器人在绕包过程中能够实现高精度的操作，确保绕包的准确性。机器人可以根据预先设定的绕包模式精确调整绕包节距、张力和角度等参数，从而保证绕包质量的精度和一致性，避免了手动操作可能出现的误差。(3)速度和效率：绕包机器人能够以高速和高效率进行绕包操作，提高了生产效率。机器人可以快速完成绕包任务，减少了人工操作所需的时间，从而提高了绕包产能。同时，机器人操作也可以减少绕包过程中的等待时间和工艺停顿，提高了生产效率和工艺稳定性。
4.由上可知，绕包机器人能够连续地以同一参数和速度进行高精度绕包，进而提高绕包质量，但是需要预先设定绕包过程中需要的绕包节距、张力等参数，因此这些参数的设定对绕包质量具有较大影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高绕包质量的基于绕包机器人的绕包方法。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种基于绕包机器人的绕包方法，包括以下步骤：
8.基于电缆直径和绕包轴直径计算绕包层数；
9.基于所述绕包层数设定绕包机器人的绕包节距；
10.基于所述绕包节距确定绕包机器人的绕包转速；
11.基于所述绕包转速计算在电缆上施加的预设张力；
12.基于所述绕包层数、绕包节距、绕包转速和预设张力控制绕包机器人绕包。
13.进一步地，采用间隙绕包方式进行绕包。
14.进一步地，所述绕包层数的计算公式为：
[0015][0016]
其中，n为绕包层数，d1为电缆直径，d2为绕包轴直径。
[0017]
进一步地，所述绕包节距的计算公式为：
[0018]
s＝(π
×
d1×
n)/θ
[0019]
其中，s为绕包节距，d1为电缆直径，n为绕包层数，θ为绕包角度。
[0020]
进一步地，所述绕包角度的取值范围为π/2至2π。
[0021]
进一步地，所述绕包转速的具体计算步骤包括：
[0022]
基于电缆长度、绕包层数和确定绕包节距绕包细节转数；
[0023]
基于所述绕包细节转数计算绕包转速。
[0024]
进一步地，所述绕包细节转数的计算公式为：
[0025]
r＝l
×
(s
×
n)
[0026]
其中，r为绕包细节转数，l为电缆长度，s为绕包节距，n为绕包层数。
[0027]
进一步地，所述绕包转速的计算公式为：
[0028]
v＝(n/r)
×
(d1/s)
×k[0029]
其中，v为绕包转速，n为绕包层数，r为绕包细节转数，d1为电缆直径，s为绕包节距，k为修正系数。
[0030]
进一步地，所述修正系数的取值范围为0.5至1。
[0031]
进一步地，张力的计算公式为：
[0032]
t＝fc+w＝(m
×
v2)/(d1×
4π)+w
[0033]
其中，t为张力，fc为离心力，w为电缆自身的重力，m为电缆质量，v为绕包转速，d1为电缆直径。
[0034]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0035]
(1)本发明通过计算绕包层数和绕包节距，能够保证电缆之间有足够的间隙，以避免相互干扰和磨损，保证绕包质量；并对绕包转速和张力进行计算，确保在绕包过程中以一个保证绕包质量的速度进行，通过控制张力电缆或绕包材料的过度拉伸，从而保证绕包质量。
[0036]
(2)本发明采用间隙绕包方式进行绕包，这种绕包方式下，包带受线缆弯曲的影响最小，并且绕包节距大，生产效率高。
[0037]
(3)修正系数影响绕包质量，本发明设定修正系数的取值范围为0.5至1，既能够保证绕包质量，又可以保证绕包的速率。
附图说明
[0038]
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
[0039]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0040]
一种基于绕包机器人的绕包方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0041]
s1、基于电缆直径和绕包轴直径计算绕包层数。
[0042]
在该步骤中根据电缆(电缆直径)和绕包机器人(绕包轴直径)计算绕包层数，绕包层数的计算公式为：
[0043][0044]
其中，n为绕包层数，d1为电缆直径，d2为绕包轴直径。
[0045]
进一步地，本实施例可采用间隙绕包方式进行绕包。
[0046]
s2、基于所述绕包层数设定绕包机器人的绕包节距。
[0047]
考虑到适当的绕包节距可以有助于保持绕包张力的均匀分布，避免在绕包过程中出现过紧或过松的情况，因此需要对绕包节距进行控制，绕包节距的计算公式为：
[0048]
s＝(π
×
d1×
n)/θ
[0049]
其中，s为绕包节距，d1为电缆直径，n为绕包层数，θ为绕包角度。
[0050]
进一步地，所述绕包角度的取值范围为π/2至2π。
[0051]
通过合理的绕包层数和绕包节距的计算，可以确保在间隙绕包过程中，电缆之间有足够的间隙，以避免相互干扰和磨损，并保证绕包质量。
[0052]
s3、基于所述绕包节距确定绕包机器人的绕包转速。
[0053]
该步骤主要包括：
[0054]
基于电缆长度、绕包层数和确定绕包节距绕包细节转数；
[0055]
基于所述绕包细节转数计算绕包转速。
[0056]
上述中绕包细节转数的计算公式为：
[0057]
r＝l
×
(s
×
n)
[0058]
其中，r为绕包细节转数，l为电缆长度，s为绕包节距，n为绕包层数。
[0059]
绕包转速的计算公式为：
[0060]
v＝(n/r)
×
(d1/s)
×k[0061]
其中，v为绕包转速，n为绕包层数，r为绕包细节转数，d1为电缆直径，s为绕包节距，k为修正系数。
[0062]
修正系数影响绕包质量，当绕包质量要求较高，需要更加紧密和均匀的绕包结构，此时k小于1。但是又要保证绕包的速率，因此，设定修正系数k的取值范围为0.5至1。
[0063]
s4、基于所述绕包转速计算在电缆上施加的预设张力。
[0064]
在张力过大时，可能会导致电缆或绕包材料的过度拉伸，造成材料的变形、损坏或断裂，进而影响绕包质量，因此需要对张力进行控制从而保证绕包质量，在本实施例中张力的计算公式为：
[0065]
t＝fc+w＝(m
×
v2)/(d1×
4π)+w
[0066]
其中，t为张力，fc为离心力，w为电缆自身的重力，m为电缆质量，v为绕包转速，d1为电缆直径。
[0067]
s4、基于所述绕包层数、绕包节距、绕包转速和预设张力控制绕包机器人绕包。
[0068]
根据上述步骤获得的各个参数，将绕包机器人根据参数进行合理的设定，即可提高绕包质量。
[0069]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，包括以下步骤：基于电缆直径和绕包轴直径计算绕包层数；基于所述绕包层数设定绕包机器人的绕包节距；基于所述绕包节距确定绕包机器人的绕包转速；基于所述绕包转速计算在电缆上施加的预设张力；基于所述绕包层数、绕包节距、绕包转速和预设张力控制绕包机器人绕包。2.根据权利要求1所述的一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，采用间隙绕包方式进行绕包。3.根据权利要求1所述的一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，所述绕包层数的计算公式为：其中，n为绕包层数，d1为电缆直径，d2为绕包轴直径。4.根据权利要求1所述的一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，所述绕包节距的计算公式为：s＝(π
×
d1×
n)/θ其中，s为绕包节距，d1为电缆直径，n为绕包层数，θ为绕包角度。5.根据权利要求4所述的一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，所述绕包角度的取值范围为π/2至2π。6.根据权利要求1所述的一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，所述绕包转速的具体计算步骤包括：基于电缆长度、绕包层数和确定绕包节距绕包细节转数；基于所述绕包细节转数计算绕包转速。7.根据权利要求6所述的一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，所述绕包细节转数的计算公式为：r＝l
×
(s
×
n)其中，r为绕包细节转数，l为电缆长度，s为绕包节距，n为绕包层数。8.根据权利要求6所述的一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，所述绕包转速的计算公式为：v＝(n/r)
×
(d1/s)
×
k其中，v为绕包转速，n为绕包层数，r为绕包细节转数，d1为电缆直径，s为绕包节距，k为修正系数。9.根据权利要求8所述的一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，所述修正系数的取值范围为0.5至1。10.根据权利要求1所述的一种基于绕包机器人的绕包方法，其特征在于，张力的计算公式为：t＝fc+w＝(m
×
v2)/(d1×
4π)+w其中，t为张力，fc为离心力，w为电缆自身的重力，m为电缆质量，v为绕包转速，d1为电缆直径。

技术总结
本发明涉及一种基于绕包机器人的绕包方法，包括以下步骤：基于电缆直径和绕包轴直径计算绕包层数；基于所述绕包层数设定绕包机器人的绕包节距；基于所述绕包节距确定绕包机器人的绕包转速；基于所述绕包转速计算在电缆上施加的预设张力；基于所述绕包层数、绕包节距、绕包转速和预设张力控制绕包机器人绕包。与现有技术相比，本发明具有能够有效地提高绕包质量和绕包速度等优点。量和绕包速度等优点。量和绕包速度等优点。


技术研发人员：王斌 林波 李春华 纪航 许强 周韫捷 赵成斌 王晓东 俞瑾华 张圣甫 杨天宇
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2023.08.02
技术公布日：2023/10/7