[发明专利]基于超声波测距的电缆轴向切割系统及方法

权利要求书

1.基于超声波测距的电缆轴向切割系统，其特征在于：包括控制器、移动导轨、驱动电机、电缆切割端、超声换能器和电缆；其中：

所述电缆切割端、超声换能器均固定设置在所述移动导轨上；

所述电缆切割端设置在所述电缆正上方，所述控制器通过所述驱动电机控制电缆切割端；

所述超声换能器设置在所述电缆正上方，超声换能器输出端与所述控制器输入端电性连接；

所述控制器与所述移动导轨电性连接，用于驱动移动导轨的运动；其中：

先初始化系统，根据需要切割的电缆长度调整限位板的位置，通过移动导轨控制控制超声换能器在电缆正上方滑动，采集超声波数据；控制器根据采集的超声波数据，生成初步切割曲线；输入切割厚度值及电缆切割端与超声换能器的高度差，通过控制器根据初步切割曲线生成切割曲线；根据切割曲线利用电缆切割端对电缆进行轴向切割。

2.根据权利要求1所述的基于超声波测距的电缆轴向切割系统，其特征在于：还包括固定槽，所述固定槽与所述移动导轨平行设置，用于固定所述电缆。

3.根据权利要求2所述的基于超声波测距的电缆轴向切割系统，其特征在于：在所述移动导轨上设置有限位板，所述限位板用于限制超声换能器的位置。

4.根据权利要求3所述的基于超声波测距的电缆轴向切割系统，其特征在于：所述控制器上设置有计时器，所述计时器为所述控制器电性连接。

5.一种应用如权利要求4所述的基于超声波测距的电缆轴向切割系统的电缆轴向切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：安装并初始化系统；

S2：根据需要切割的电缆长度调整限位板的位置，通过移动导轨控制超声换能器在电缆正上方滑动，采集超声波数据；

S3：控制器根据采集的超声波数据，生成初步切割曲线；

S4：输入切割厚度值及电缆切割端与超声换能器的高度差，由初步切割曲线生成切割曲线；

S5：根据切割曲线利用电缆切割端对电缆进行轴向切割。

6.根据权利要求5所述的电缆轴向切割方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述的采集超声波数据过程具体为：

S21：开启移动导轨，带动超声换能器至测量位置，停止移动；

S22：启动计时器并利用超声换能器将超声波透射到电缆表面，当超声换能器接收反射到的超声波后，关闭计时器，得到一组数据；

S23：重复执行步骤S22，直至超声换能器移动至限位板位置，得到多组数据。

7.根据权利要求6所述的电缆轴向切割方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31：将超声换能器不同采集位置坐标，即光缆不同位置的坐标记为x；

S32：利用声速和距离的关系，利用超声波数据计算得到不同位置的点缆表面到电缆切割端的距离，记为y₀；

S33：控制器将光缆位置坐标x与该位置的距离y₀进行配对，根据超声换能器得到的多组数据生成关于xy₀初步切割曲线。

8.根据权利要求7所述的电缆轴向切割方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：设实际被测电缆表面点坐标为x_i，点缆表面到电缆切割端的距离为y₀；输入切割厚度值Δy及电缆切割端与超声换能器的高度差h，得到电缆切割端实际应切割的距离y_i为：

y_i＝y₀-h+Δy；

故根据生成关于xy₀初步切割曲线得到关于xy的切割曲线。

9.根据权利要求8所述的电缆轴向切割方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：所述控制器根据xy的切割曲线，通过所述驱动电机对电缆切割端进行控制，完成对电缆轴向的切割。