廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司河源供電局 廣東 河源 517000

引言

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代帶動(dòng)了智能電網(wǎng)的建設(shè)，電力通信智能化機(jī)房規(guī)模日益龐大，機(jī)房內(nèi)各種光纖、電線、網(wǎng)線交叉纏繞在一起，需要人工通過各種標(biāo)簽來識別不同的網(wǎng)線的業(yè)務(wù)用途，以及避免出現(xiàn)交叉影響，導(dǎo)致維護(hù)人員無法找到對應(yīng)的線路，插拔過程中造成業(yè)務(wù)中斷[1]。目前通常是采用手工貼簽的形式，在標(biāo)簽上寫上編號、業(yè)務(wù)等用來識別，但在實(shí)際操作過程中，由于標(biāo)簽貼紙上的數(shù)字多少不同，導(dǎo)致標(biāo)簽紙的大小不一，電纜、光纖、電線等各種通信線路的粗細(xì)不同，貼標(biāo)簽的位置、長度選擇等也各不相同，有時(shí)候會(huì)因?yàn)闃?biāo)簽前后無法對稱，或者上面的標(biāo)識字被覆蓋、業(yè)務(wù)用途變更等原因需要拆標(biāo)簽、重新貼簽等業(yè)務(wù)[2]，實(shí)際拆貼過程會(huì)遇到各種問題，導(dǎo)致效率低下、效果不好。

經(jīng)過研究貼標(biāo)簽輔助工具的貼標(biāo)過程，結(jié)合電纜光纖本身特點(diǎn)以及貼標(biāo)簽的工況環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于電力公司光纜貼簽的貼標(biāo)簽輔助工具，在貼取標(biāo)簽的實(shí)踐應(yīng)用過程中，極大地提高了工作效率。

1 設(shè)計(jì)過程

1.1 貼標(biāo)機(jī)的工作過程

貼標(biāo)簽工作最為常見的做法是把標(biāo)簽貼在紙箱、衣服、瓶子以及鋼卷等受力面積較大的平面、承力可以相對均勻的均勻的物體上。但是，對于光纜、線纜等貼標(biāo)簽，其受力面積非常小，本身承力不均勻等特點(diǎn)，因此，在設(shè)計(jì)貼標(biāo)簽工作時(shí)，要結(jié)合其特性研制[3]。結(jié)合光纜的特點(diǎn)研制的貼標(biāo)簽輔助工具的工作過程使用的全面分離的貼標(biāo)模式，所謂全面分離是指膠紙標(biāo)簽與承簽帶全面分離結(jié)束時(shí)進(jìn)行貼標(biāo)，這種方式的優(yōu)勢在標(biāo)簽完整、不會(huì)串標(biāo)、位置準(zhǔn)確，而且會(huì)考慮到線纜的特點(diǎn)，在受力不均時(shí)，依然能夠準(zhǔn)備的貼上標(biāo)簽。

貼標(biāo)簽機(jī)的執(zhí)行流程如下：承簽帶與離標(biāo)梁接觸后，調(diào)整運(yùn)行方向，但是，由于標(biāo)簽本身具有一定的硬度，所以，標(biāo)簽也會(huì)同時(shí)在承簽帶上脫落，脫落的標(biāo)簽，在貼標(biāo)按壓鉗正下方所在位置，貼標(biāo)鉗采用摩擦受力等工藝，在外力作用下將標(biāo)簽準(zhǔn)確按壓在需要貼標(biāo)的光纜或者線纜上完成貼標(biāo)。

圖1 貼標(biāo)簽輔助工作的簡易結(jié)構(gòu)圖

1.2 貼標(biāo)簽輔助工具的詳細(xì)設(shè)計(jì)

本文研制的貼標(biāo)簽輔助工具設(shè)計(jì)時(shí)與常見的貼標(biāo)機(jī)整體構(gòu)成類似，但在設(shè)計(jì)參數(shù)上進(jìn)行了細(xì)致的研究和實(shí)驗(yàn)，貼標(biāo)簽輔助工具包括標(biāo)簽上料件、標(biāo)簽分離件、粘取受力件以及貼標(biāo)按壓件等幾部分，詳細(xì)的貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)圖如圖2所示：

圖2 電纜輔助貼標(biāo)簽工具的簡單內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面效果圖

圖中的1到5分別代表了標(biāo)簽分離件、粘取受力件、被貼標(biāo)簽的物體、標(biāo)簽上料件以及標(biāo)簽附著帶的收回件等幾部分。標(biāo)簽上料件主要是受到貼標(biāo)開關(guān)的指示提供標(biāo)簽，標(biāo)簽分離件的作用是將標(biāo)簽與標(biāo)簽附著帶進(jìn)行分離，粘取受力件用于把標(biāo)簽吸粘到發(fā)力裝置，然后，根據(jù)貼標(biāo)簽輔助工具的發(fā)力開關(guān)，在貼標(biāo)人員的按壓后，發(fā)力貼標(biāo)。標(biāo)簽附著帶回收裝置是將標(biāo)簽附著帶就行卷曲回收，貼標(biāo)簽的同時(shí)，完成卷曲回收。貼標(biāo)簽輔助工具的核心是標(biāo)簽分離件的關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置，參數(shù)的合理性決定了設(shè)計(jì)的精細(xì)度。

2 標(biāo)簽分離件關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置

2.1 標(biāo)簽分離件工作過程

標(biāo)簽分離件完成貼標(biāo)的過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)運(yùn)行原理：貼標(biāo)人員按下貼標(biāo)按鈕時(shí)，標(biāo)簽通過運(yùn)轉(zhuǎn)裝置向前運(yùn)轉(zhuǎn)，標(biāo)簽運(yùn)轉(zhuǎn)過程中與離標(biāo)板接觸后，在離標(biāo)板作用下，把標(biāo)簽和承標(biāo)帶進(jìn)行了分離。這個(gè)過程中的核心組件為離標(biāo)板，離標(biāo)板設(shè)置的曲線、薄厚會(huì)極大影響的離標(biāo)的效果和貼標(biāo)簽輔助工作質(zhì)量。經(jīng)過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果離標(biāo)板設(shè)置的彎曲弧度變大時(shí)，離標(biāo)的效率會(huì)極大提升，不過，存在的較大問題是與粘貼受力組件配合度會(huì)出現(xiàn)誤差，優(yōu)勢回到導(dǎo)致空貼，也就是標(biāo)簽已經(jīng)離帶，但是粘貼受力件沒有更得上離標(biāo)的速度，導(dǎo)致空貼。當(dāng)減小離標(biāo)板的卷曲弧度時(shí)，離標(biāo)速度會(huì)變慢，貼標(biāo)穩(wěn)定性增加，效率有所下降，因此，獲取最佳弧度至關(guān)重要。

圖3 離標(biāo)件工作示意圖

離標(biāo)件的工作示意圖如圖3所示，其中1代表標(biāo)簽，2代表離標(biāo)板，3代表附著帶，當(dāng)貼標(biāo)簽輔助工具收到貼標(biāo)人員的貼標(biāo)指令時(shí)，貼標(biāo)機(jī)向前運(yùn)轉(zhuǎn)，標(biāo)簽受到外力推動(dòng)向前移動(dòng)，接觸離標(biāo)板后，由于標(biāo)簽與附著帶之間有粘貼力，標(biāo)簽本身會(huì)發(fā)生彎曲，但是，此時(shí)由于標(biāo)簽本身有硬度，彎曲到標(biāo)簽的回彈極限時(shí)，標(biāo)簽向相反的方向發(fā)力，此時(shí)受到貼簽件的吸引，附著帶本身也向后移動(dòng)，此時(shí)標(biāo)簽完成與附著帶的分離。

2.2 離標(biāo)板彎曲度參數(shù)

假設(shè)電纜標(biāo)簽是一個(gè)x*y大小的矩形，使用z代表厚度，經(jīng)過反復(fù)的分離測試，可以發(fā)現(xiàn)，標(biāo)簽與離標(biāo)帶之間的黏著力f是相對均勻散布在標(biāo)簽表面的。受力關(guān)系圖如圖4所示：

圖4 標(biāo)簽分離受力關(guān)系圖

標(biāo)簽收到外力影響發(fā)生彎曲，弧度為θ，在黏著力q與標(biāo)簽本身的硬度的相互作用下，標(biāo)簽并未按照半徑為r的離標(biāo)板的形狀發(fā)生彎曲，當(dāng)硬度大于黏著力的時(shí)候，發(fā)生脫離，首先要找出標(biāo)簽的硬度的臨界點(diǎn)，然后調(diào)整時(shí)間和弧度，獲得最佳效果。

公式1中，F(xiàn)代表黏著力，I代表分離臨界值的力矩，D代表標(biāo)簽硬度，r1標(biāo)簽彎曲度。引入彎曲公式同步加入界面轉(zhuǎn)動(dòng)向量計(jì)算公式[4]后，獲得彎曲度和半徑的計(jì)算公式：

通過公式2可以算出離標(biāo)板的彎曲半徑、彎曲弧度，且我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)離標(biāo)板的彎曲半徑變大時(shí)，離標(biāo)的角度也會(huì)發(fā)生變更，同時(shí)，對于貼標(biāo)件與標(biāo)簽的距離會(huì)相應(yīng)的增大，貼標(biāo)件取到標(biāo)簽的概率會(huì)降低。同時(shí)，離標(biāo)板的彎曲弧度也會(huì)影響附著帶與標(biāo)簽之間的摩擦力，該角度越大，摩擦力越大，標(biāo)簽離帶的效率就會(huì)降低，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)論證，該推斷成立。因此，我們發(fā)現(xiàn)，離標(biāo)半徑的設(shè)置參數(shù)需要依據(jù)公式2達(dá)到與離標(biāo)帶的黏著力的最佳狀態(tài)，使得貼標(biāo)機(jī)獲得最佳距離，才能達(dá)到預(yù)期效果。

3 結(jié)束語

針對目前電力通信機(jī)房內(nèi)存在大量的光纖、線纜在人工手工貼標(biāo)簽的過程中，工作量大、效率低，特別是對位置狹窄等貼簽不方便的地方，貼標(biāo)簽耗時(shí)較長，反復(fù)貼簽等問題，經(jīng)過研究貼標(biāo)簽輔助工具的貼標(biāo)過程、貼標(biāo)的原理以及標(biāo)簽和離標(biāo)板的弧度、半徑之間的力學(xué)管理，并充分考慮了標(biāo)簽本身的硬度，在離標(biāo)板分割下當(dāng)標(biāo)簽的硬度與的黏著力相抗衡的臨界點(diǎn)下，找到貼標(biāo)件與標(biāo)簽最適合的位置，獲得最佳的貼標(biāo)效率。同時(shí)，在研究貼標(biāo)簽輔助工具的過程中，結(jié)合電纜光纖本身特點(diǎn)以及貼標(biāo)簽的工況環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于電力公司光纜貼簽的貼標(biāo)簽輔助工具，在貼取標(biāo)簽的實(shí)踐應(yīng)用過程中，極大地提高了工作效率。