21-06
2013

Решения для обработки проводов любого уровня сложности

Юрий Требесов, директор по продажам Службы оборудования для обработки провода

Опубликовано в
«Технологии в электронной промышленности», № 1 за 2013 год.

На каждом предприятии, занимающимся изготовлением жгутов или использующем проводной монтаж в производимых изделиях, рано или поздно встает вопрос о необходимости приобретения автоматизированного оборудования для автоматической или полуавтоматической обработки провода/кабеля. Как правило, в таком случае выбор делается в пользу автоматов резки и зачистки провода, которые получили большое распространение. Однако подобная покупка не всегда оправдана.

Существует ряд факторов, когда для решения возникших задач целесообразнее рассмотреть вопрос приобретения полуавтоматов для зачистки. К таким факторам можно отнести:
• небольшие объемы выпускаемой продукции, но высокие требования к ее качеству;
• случаи, когда используемая на предприятии технология не позволяет применять автоматы резки и зачистки;
• необходимость в организации ремонтных или опытных участков.

Работая по направлению «Оборудование для обработки провода» уже практически 20 лет, ООО «Совтест АТЕ» предлагает рассмотреть несколько вариантов решения данной проблемы с использованием полуавтоматического оборудования.

В настоящий момент на рынке представлено большое количество различных полуавтоматов, и зачастую выбрать модель, которая позволит выполнять большую часть поставленных задач, не так просто. Попробуем разобраться в данном многообразии на примере полуавтоматов для механической зачистки провода, производимых одним из мировых лидеров в данном направлении — компанией Schleuniger AG, Швейцария. В обзоре не будут рассматриваться машины для зачистки коаксиальных и оптоволоконных кабелей, т. к. данные кабели имеют свою специфику в обработке и требуют отдельного внимания.

В зависимости от отраслевой принадлежности провода можно разделить на две категории по требованиям к качеству их зачистки. Первая категория — это стандартные провода, как правило, в ПВХ-изоляции, к обработке которых не предъявляются жесткие требования и допускается незначительное повреждение жил. Зачистка таких проводов может выполняться с использованием V-образных ножей.

Рис. 1 V-образный нож

Данный тип ножей идет в стандартной поставке как полуавтоматов для зачистки провода, так и в автоматах резки и зачистки. Надрезание изоляции провода производится с четырех сторон. Главным преимуществом использования V-образных ножей является возможность обработки проводов разных сечений одними ножами. Таким образом, если машина имеет внутреннюю память программ и сохраненные настройки глубины врезания в изоляцию для разных стандартных сечений, время перехода от обработки одного типа провода к другому сводится к минимуму.

Примером машины, использующей для работы V-образные ножи, является полуавтомат для зачистки провода UniStrip2300 (US2300) компании Schleuniger AG. Сохраненные настройки параметров обработки для стандартного ряда сечений провода в квадратных миллиметрах и AWG, а также простой и интуитивно понятный интерфейс позволяют максимально увеличить производительность операции зачистки. Еще одним из преимуществ данной машины является отсутствие каких-либо механических настроек и регулировок. Все параметры задаются программно.

Рис. 2 Настольная полуавтоматическая машина для зачистки провода UniStrip 2300

Однако использование V-образных ножей имеет свои недостатки: значительная часть изоляции «рвется» при снятии ее с жилы. Это обусловлено тем, что профиль надрезки изоляции имеет форму квадрата, описанного вокруг зачищаемой жилы провода. По данной причине трудная к зачистке или очень тонкая изоляция может не сниматься V-образными ножами и потребует использования ножей других типов. В дополнение можно отметить, что V-образные ножи не имеют возможности центрирования провода в процессе врезки в изоляцию. Иногда это приводит к тому, что один нож врезается глубже, а противоположный наоборот недостаточно глубоко.

Таким образом, приходим к выводу, что V-образные ножи можно рекомендовать использовать для работы с проводами ПВХ или аналогичной изоляцией с сечением жилы до 2,5 (4,0) мм². В случае если добиться качественной зачистки V-образными ножами невозможно, можно использовать радиусные ножи.

Данный тип ножей выполняет круговой надрез изоляции с диаметром, несколько большим диаметра токопроводящей жилы.

Рис. 3 Радиусный нож

Преимуществом использования радиусных ножей является повышение качества зачистки и стабильности обработки. Данный вид ножей в основном используются для обработки проводов с ПВХ-изоляцией, но они по сравнению с V-образными ножами позволяют зачищать провода с тонкой или трудно снимаемой изоляцией. Радиусные ножи также дают возможность производить зачистку проводов с сечением токопроводящей жилы от 4 мм² и более, а также зачищать внешнюю оболочку кабелей. Однако радиусные ножи также имеют свои недостатки. Во-первых, это необходимость замены ножей при переходе к обработке провода другого сечения, что увеличивает общее время на переналадку оборудования в процессе работы. Во-вторых, как и V-образные, радиусные ножи не имеют системы центрирования провода.

Одной из разновидностей семейства радиусных ножей являются V-образные ножи со скруглением. Данный вид ножей похож на V-образные, но в отличие от них в месте схода режущих кромок имеет скругление. Надрез изоляции подобными ножами имеет форму овала, который можно сравнить с мячом для регби. С большим успехом данные ножи можно применять для зачистки внешней оболочки многожильных кабелей, которая изменяет свою форму при работе с радиусными ножами. V-образные ножи со скруглением могут быть использованы для зачистки разных типов и сечений проводов/кабелей в определенном диапазоне, что несколько снижает периодичность замены по сравнению с радиусными ножами. Но, к сожалению, данные ножи обладают теми же недостатками, что и радиусные.

Другой разновидностью семейства радиусных ножей являются радиусные ножи с центрированием. Они полностью повторяют профиль радиусных ножей, но вдобавок имеют специальные бортики, центрирующие обрабатываемый провод в момент врезания ножей. Система центровки позволяет выполнять зачистку кабелей со свободно сидящей внешней изоляцией. Как наиболее известный пример можно указать кабель 5-й категории.

Рис. 4 Радиусный нож с центрированием

Несмотря на то, что данные ножи не обеспечивают такого центрирования провода, как специальные ножи, которые мы рассмотрим далее, они позволяют производить регулировку глубины врезания в изоляцию, что является преимуществом при обработке кабелей, изоляция которых деформируется в процессе резки и не оказывает сильного сопротивления ножам.

Наиболее высокое качество зачистки можно получить при использовании специальных профильных ножей, которые позволяют успешно решать большинство задач. Профиль надрезки изоляции данных ножей имеет форму круга, ножи имеют систему центрирования провода. Специальные ножи работают встык (до упора), что обеспечивает очень высокое качество и повторяемость зачистки, а также практически исключают возможность подрезания токопроводящей жилы.

Для проектирования и изготовления специальных ножей важны следующие два параметра. Первый — это внутренний диаметр отверстия, образуемый после смыкания ножей друг с другом. Данный диаметр должен незначительно превышать диаметр зачищаемой жилы. Второй параметр — это диаметр цилиндрической выборки вокруг режущей кромки ножа, которая образует плечо, осуществляющее центровку провода/кабеля при смыкании ножей. Размер выборки должен быть равным внешнему диаметру зачищаемого провода/кабеля.

Единственным недостатком специальных ножей является то, что для каждого сечения провода/кабеля необходимо использовать свой комплект ножей.

Рис. 5 Специальный профильный нож

Указанное многообразие ножей может быть использовано в полуавтомате для зачистки провода UniStrip2550 (US2550) компании Schleuniger AG. Данная машина построена на одной платформе с машиной US2300, имеет такой же интерфейс пользователя, но за счет возможности использования различных типов ножей диапазон обрабатываемых проводов на US2550 значительно шире.

Рис. 6 Программируемая полуавтоматическая машина для зачистки провода US2550

Помимо указанных выше существует еще целый ряд разновидностей ножей. Кратко рассмотрим некоторые из них.

U-образные и плоские ножи используются для зачистки плоских кабелей или снятия внешней оболочки с кабелей, внутренние жилы которых расположены в одной плоскости.

Ножи продольной резки, при помощи которых можно выполнять разделение жил плоского кабеля или делать продольный надрез изоляции провода с дальнейшим ее удалением вручную — в случае если усилия машины для стягивания удаляемого участка изоляции недостаточно или существует вероятность повреждения жилы.

Многорадиусные ножи позволяют выполнять зачистку внутренних жил кабеля с предварительно снятой внешней оболочкой за одну операцию, что значительно повышает производительность операции по зачистке внутренних жил кабеля. Также данными ножами можно выполнять зачистку жил плоского кабеля, в случае если невозможна зачистка плоскими ножами.

Если машины US2300 и US2550 предназначены в основном для работы с одиночными проводами, то машина UniStrip2600 (US2600) обладает значительно большими возможностями, позволяющими выполнять зачистку не только одиночных проводов, но и кабелей (съем внешней и внутренней изоляции), плоских шлейфов и др. Программное обеспечение данной машины обладает более расширенным функционалом и помимо использования различных типов ножей имеет возможность управления параметрами процесса зачистки, влияющими на ее результат.

Рис. 7 Настольная полуавтоматическая машина для зачистки провода UniStrip 2600

Мы рассмотрели типы ножей, которые работают по принципу смыкания до упора или до заданного значения. После врезания ножей в изоляцию провода/кабеля происходит перемещение блока ножей в направлении конца провода на заданную оператором длину (регулировка длины зачистки, полной или со сдвигом) с предварительным незначительным разведением ножей для исключения царапания жилы в процессе зачистки.

Существует и другой принцип механической зачистки провода, основанный на прорезании изоляции вращающимися ножами. В данном случае ножи имеют плоскую режущую кромку, но за счет их вращения и возможности программирования глубины сведения происходит круговой надрез изоляции. Этот принцип позволяет добиваться такого же качества зачистки, как при использовании специальных профильных ножей, но при этом решается проблема необходимости смены ножей при переходе к обработке провода другого сечения. Данный принцип зачистки провода реализован в машине RotaryStrip2400 (RS2400). Полуавтомат RS2400, как и US2550, построен на платформе машины US2300 и обладает всеми ее преимуществами.

Рис. 8 Полуавтоматическая машина JacketStrip 8400

Принцип вращающихся ножей используется и в полуавтомате JacketStrip8400 (8400). Данная машина ориентирована на работы с проводами и кабелями больших диаметров. В связи с этим, в отличие от машины RS2400, на ней установлено четыре ножа, что обеспечивает увеличение плоскости захвата снимаемого участка изоляции. Это важно при работе с проводами/кабелями больших сечений и при зачистке на большую длину. Единственным недостатком

Существует ряд кабелей, имеющих достаточно тонкую внешнюю оболочку повторяющую профиль внутренних жил. Ярким примером являются витые пары с внешней оболочкой, повторяющей их профиль. В данном случае, даже изготовив специальные профильные ножи, мы не имеем возможности выполнять стягивание изоляции, т. к. можем повредить внутренние жилы. Для решения подобных задач специалисты фирмы Schleuniger разработали полуавтомат JacketStrip8310, который производит радиальный и продольный надрезы внешней оболочки. Надрезанный участок оболочки далее легко снимается вручную. Надрезание оболочки производится за счет использования системы «плавающих» ножей (вращающийся радиальный и продольный), которые в точности повторяют профиль обрабатываемого кабеля и обеспечивают надсекание изоляции на заданную оператором глубину.

Рис. 9 Полуавтоматическая машина JacketStrip 8310

Рассмотренные нами полуавтоматы позволяют решать большинство возникающих задач по зачистке провода/кабеля, но при этом не стоит забывать, что автоматизация процесса зачистки провода/кабеля требует и контроля за качеством самих обрабатываемых материалов. Сваривание материала внешней оболочки с материалом изоляции внутренних жил или материала изоляции с самой жилой, нестабильность геометрических размеров и соосности могут быть причиной возникновения брака в производстве независимо от уровня используемого оборудования.

Технические характеристики

Параметр	US2300	US2550	US2600	RS2400	JS8400	JS8310
Типы используемых ножей	V-образные ножи	V-образные ножи, радиусные ножи, специальные ножи	V-образные ножи, радиусные ножи, специальные ножи, плоские ножи, многорадиусные ножи и др.	2 вращающихся ножа	4 вращающихся ножа	Вращающийся радиальный нож и нож продольной надрезки
Сечение обрабатываемого провода	от 0,03 до 2,5 мм2	от 0,03 до 4,0 (6,0) мм2	от 0,03 до 10,0 (16,0) мм2	0,013 — 4,0 (6,0) мм2
Внешний диаметр обрабатываемого провода	До 5,5 мм		До 9,0 мм	До 7,0 мм	3,0–26,0 мм	2,5–25,0 мм
Длина зачистки	1,5–26,0 мм	0,5–43,0 мм	До 80,0 мм	До 34,0 мм	7,0–200,0 (опционально 400,0) мм	10,0- 500,0 мм (опционально до бесконечности)
Память программ	1000 программ				нет	Нет (в разработке)
Ввод параметров обработки	Полностью программный

Вложение	Размер

Вложение	Размер
Решения для обработки проводов.pdf	232.3 КБ