eng
Выпуск #4/2009
Ю.Требесов.
Обработка коаксиального кабеля – технологии и оборудование
Обработка коаксиального кабеля – технологии и оборудование
Просмотры: 2264
Сегодня коаксиальные кабели широко применяются в сетях связи, тестовом и измерительном оборудовании, радионавигации, спутниковом телевидении и других отраслях, где необходимо передавать высокочастотные сигналы. Чтобы вся эта аппаратура работала надежно, необходимо тщательно подготовить кабели к монтажу. В статье рассматриваются современные методы обработки коаксиальных кабелей и используемое для этого оборудование.
Коаксиальный кабель – это электрическая линия, состоящая из двух концентрически расположенных проводников: центральной жилы и экрана (рис.1). Между ними располагается диэлектрик, изолирующий проводники друг от друга. Кабель может быть покрыт внешней защитной оболочкой. Оболочка увеличивает механическую стабильность кабеля и защищает его от внешних воздействий.
Можно выделить несколько основных групп коаксиальных кабелей, отличающихся конструктивным исполнением и имеющих свои сферы применения:
* полужесткие (semi-rigid) кабели (рис.2а). Их экран выполнен в виде монолитной жесткой медной трубки, обеспечивающей превосходное экранирование. Применяются, как правило, в высокочастотных системах с большой пропускной способностью в условиях интенсивных механических нагрузок;
* кабели типа Heliax (рис.2б). Экран выполнен в виде цельной медной гофрированной трубки. Эти кабели более гибкие, чем полужесткий кабель, их можно много раз изгибать. Типичное применение кабелей данного типа – соединение антенн с базовыми станциями;
* кабели типа Sucoform (рис.2в). Экран выполнен в виде оплетки из медных проволок с последующим облуживанием поверхности. Лужение выполняется для заполнения пустот между проволоками с целью повышения экранирующих свойств. Основные области использования – GSM-, GPRS- и UMTS-антенны;
* стандартные коаксиальные кабели (рис.2г). Экран выполнен в виде оплетки из медных луженых или нелуженых проволок. Данные кабели являются наиболее гибкими и дешевыми и находят широкое применение в различных отраслях;
* микрокоаксиальные кабели. Аналогичны по конструкции стандартным, но имеют значительно меньшие диаметры. Используются, как правило, в медицинском и портативном оборудовании.
Коаксиальные кабели можно обрабатывать с помощью ручного инструмента или с использованием автоматизированного оборудования.
Обработка при помощи ручного инструмента применима в случаях разделки простых кабелей при низких требованиях к качеству разделки и небольших количествах кабеля, а также при выполнении работ в "полевых условиях", когда отсутствует доступ к сетям электропитания. Ручной инструмент не позволяет выдерживать все требуемые допуски к длине зачистки и повторяемости разделки, поэтому велика вероятность повреждения слоев. Кроме того, скорость разделки ручным инструментом значительно ниже, чем при использовании другого оборудования.
Поскольку во многих случаях коаксиальные кабели используются для обеспечения высококачественных соединений, оборудование, используемое для их обработки, должно обеспечивать автоматизированную, высокоточную зачистку различных типов кабелей. В машинах для обработки кабеля все механические части зачищающей головки должны быть собраны и управляться с очень высокой точностью, и процесс зачистки должен обеспечивать максимальную повторяемость. Машины должны иметь возможность программирования следующих параметров:
* позиция резки;
* диаметр врезания;
* скорость сведения-разведения ножей;
* скорость вращения режущей головки;
* направление вращения режущей головки;
* время резки;
* отвод ножей перед выполнением сдвига при зачистке;
* длина зачистки (полной или частичной);
* скорость зачистки;
* стягивание с вращением или без вращения режущей головки;
* усилие захвата провода или прижима в подающем блоке.
Необходимо также исключить повреждение кабеля во время обработки. Повреждение внешнего изоляционного слоя уменьшает механическую стабильность и стойкость к внешним воздействиям влаги и агрессивных веществ. Слишком большое усилие захвата кабеля при обработке может изменить его геометрию и ухудшить электрические свойства. Это недопустимо в высокочастотном оборудовании. Поэтому предпочтение должно отдаваться оборудованию, у которого в блоках подачи кабеля используются тянущие ремни (рис.3), обеспечивающие стабильный мягкий контакт с поверхностью кабеля.
Автоматизированная обработка может быть полуавтоматической и автоматической.
Полуавтоматическая обработка кабеля применяется при мелко- и среднесерийном производстве. При этом кабель необходимо предварительно нарезать на нужную длину и затем вручную подавать его для зачистки. Далее все операции по ступенчатой обработке кабеля выполняются автоматически согласно заданной программе. Примером оборудования для полуавтоматической обработки коаксиального кабеля являются настольные машины серии CoaxStrip фирмы Schleuniger (Швейцария) – мирового лидера в производстве оборудования для обработки коаксиального кабеля (рис.4, таблица).
Прорезание каждого слоя кабеля в этих машинах выполняется головкой с вращающимися ножами на заданную в программе обработки глубину и в заданных позициях относительно конца провода. Последовательность операций прорезания и стягивания (до 9 шагов) каждого слоя свободно задается оператором в зависимости от конструкции кабеля. Вращающиеся ножи и возможность программного управления их работой позволяют производить обработку широкой номенклатуры коаксиальных кабелей без смены оснастки. Наличие внутренней памяти программ обработки (до 1000) снижает время переналадки (для перехода к обработке другого типа кабеля оператору необходимо лишь выбрать и загрузить нужную программу). Поэтому машины идеальны для использования в широкономенклатурном производстве. Полуавтоматы CoaxStrip компактны, выпускаются в настольном исполнении, и большинство из них применимо на объектах, где имеется только бытовая сеть электропитания. Стоит отметить, что с помощью этих машин можно обрабатывать не только коаксиальные кабели, но и множество других типов проводов и кабелей. И еще раз повторим – без смены ножей и какой-либо оснастки!
При полностью автоматическом процессе обработки кабеля операция зачистки производится с двух сторон и к ней добавляются операции мерной резки и специальной зачистки. Примером специальной зачистки можно назвать так называемую "оконную" зачистку (удаление изоляции не на конце кабеля). Обработка кабеля при помощи автоматических машин используется при изготовлении средних и крупных партий изделий или при необходимости выполнения специальных типов зачистки.
В качестве отличного примера машин с возможностью полной автоматической обработки коаксиального кабеля можно привести автоматы серии PowerStrip фирмы Schleuniger (рис.5). Для прорезания кабеля на необходимую глубину в этих машинах используется блок ротационной резки (блок вращающихся ножей), который устанавливается перед стандартным режущим блоком, выполняющим резку кабеля и съем надрезанных слоев. Большинство предлагаемых на мировом рынке машин с возможностью автоматической обработки коаксиального кабеля имеют опциональный блок ротационной резки, который размещается перед автоматом и управляется через специальный интерфейс. Такое решение не оптимально, так как приводит к снижению точности и качества зачистки. Причиной является нестабильность расстояния от блока резки до вращающихся ножей. Автоматы серии PowerStrip имеют стационарный блок ротационной резки, прорезающий кабель на необходимую глубину и в нужной позиции. Данное решение обеспечивает высокую повторяемость и точность зачистки, поскольку расстояние от ножей, производящих резку, до ножей ротационного блока постоянно.
Как и в полуавтоматах, в автоматах все параметры обработки кабеля программируются и запоминаются во внутренней памяти. Оператор может создавать список проводов с целью подготовки комплекта обработанных кабелей для сборки жгута.
Хочется также отметить, что при обработке некоторых типов кабелей резка кабеля должна производиться строго перпендикулярно к продольной оси. Компания Schleuniger учла данное требование и предлагает модификацию PS9500SAW (рис.6), имеющую дисковый механизм резки кабеля.
На основе автоматов для обработки провода можно выстраивать технологические линии, контролируемые лишь одним оператором, путем стыковки с устройствами подачи и сбора провода. Имеется также возможность интеграции в линию маркировщика кабеля.
Таким образом, оборудование компании Schleuniger позволяет с высокой точностью выполнять широкий спектр операций обработки различных типов кабелей.
Можно выделить несколько основных групп коаксиальных кабелей, отличающихся конструктивным исполнением и имеющих свои сферы применения:
* полужесткие (semi-rigid) кабели (рис.2а). Их экран выполнен в виде монолитной жесткой медной трубки, обеспечивающей превосходное экранирование. Применяются, как правило, в высокочастотных системах с большой пропускной способностью в условиях интенсивных механических нагрузок;
* кабели типа Heliax (рис.2б). Экран выполнен в виде цельной медной гофрированной трубки. Эти кабели более гибкие, чем полужесткий кабель, их можно много раз изгибать. Типичное применение кабелей данного типа – соединение антенн с базовыми станциями;
* кабели типа Sucoform (рис.2в). Экран выполнен в виде оплетки из медных проволок с последующим облуживанием поверхности. Лужение выполняется для заполнения пустот между проволоками с целью повышения экранирующих свойств. Основные области использования – GSM-, GPRS- и UMTS-антенны;
* стандартные коаксиальные кабели (рис.2г). Экран выполнен в виде оплетки из медных луженых или нелуженых проволок. Данные кабели являются наиболее гибкими и дешевыми и находят широкое применение в различных отраслях;
* микрокоаксиальные кабели. Аналогичны по конструкции стандартным, но имеют значительно меньшие диаметры. Используются, как правило, в медицинском и портативном оборудовании.
Коаксиальные кабели можно обрабатывать с помощью ручного инструмента или с использованием автоматизированного оборудования.
Обработка при помощи ручного инструмента применима в случаях разделки простых кабелей при низких требованиях к качеству разделки и небольших количествах кабеля, а также при выполнении работ в "полевых условиях", когда отсутствует доступ к сетям электропитания. Ручной инструмент не позволяет выдерживать все требуемые допуски к длине зачистки и повторяемости разделки, поэтому велика вероятность повреждения слоев. Кроме того, скорость разделки ручным инструментом значительно ниже, чем при использовании другого оборудования.
Поскольку во многих случаях коаксиальные кабели используются для обеспечения высококачественных соединений, оборудование, используемое для их обработки, должно обеспечивать автоматизированную, высокоточную зачистку различных типов кабелей. В машинах для обработки кабеля все механические части зачищающей головки должны быть собраны и управляться с очень высокой точностью, и процесс зачистки должен обеспечивать максимальную повторяемость. Машины должны иметь возможность программирования следующих параметров:
* позиция резки;
* диаметр врезания;
* скорость сведения-разведения ножей;
* скорость вращения режущей головки;
* направление вращения режущей головки;
* время резки;
* отвод ножей перед выполнением сдвига при зачистке;
* длина зачистки (полной или частичной);
* скорость зачистки;
* стягивание с вращением или без вращения режущей головки;
* усилие захвата провода или прижима в подающем блоке.
Необходимо также исключить повреждение кабеля во время обработки. Повреждение внешнего изоляционного слоя уменьшает механическую стабильность и стойкость к внешним воздействиям влаги и агрессивных веществ. Слишком большое усилие захвата кабеля при обработке может изменить его геометрию и ухудшить электрические свойства. Это недопустимо в высокочастотном оборудовании. Поэтому предпочтение должно отдаваться оборудованию, у которого в блоках подачи кабеля используются тянущие ремни (рис.3), обеспечивающие стабильный мягкий контакт с поверхностью кабеля.
Автоматизированная обработка может быть полуавтоматической и автоматической.
Полуавтоматическая обработка кабеля применяется при мелко- и среднесерийном производстве. При этом кабель необходимо предварительно нарезать на нужную длину и затем вручную подавать его для зачистки. Далее все операции по ступенчатой обработке кабеля выполняются автоматически согласно заданной программе. Примером оборудования для полуавтоматической обработки коаксиального кабеля являются настольные машины серии CoaxStrip фирмы Schleuniger (Швейцария) – мирового лидера в производстве оборудования для обработки коаксиального кабеля (рис.4, таблица).
Прорезание каждого слоя кабеля в этих машинах выполняется головкой с вращающимися ножами на заданную в программе обработки глубину и в заданных позициях относительно конца провода. Последовательность операций прорезания и стягивания (до 9 шагов) каждого слоя свободно задается оператором в зависимости от конструкции кабеля. Вращающиеся ножи и возможность программного управления их работой позволяют производить обработку широкой номенклатуры коаксиальных кабелей без смены оснастки. Наличие внутренней памяти программ обработки (до 1000) снижает время переналадки (для перехода к обработке другого типа кабеля оператору необходимо лишь выбрать и загрузить нужную программу). Поэтому машины идеальны для использования в широкономенклатурном производстве. Полуавтоматы CoaxStrip компактны, выпускаются в настольном исполнении, и большинство из них применимо на объектах, где имеется только бытовая сеть электропитания. Стоит отметить, что с помощью этих машин можно обрабатывать не только коаксиальные кабели, но и множество других типов проводов и кабелей. И еще раз повторим – без смены ножей и какой-либо оснастки!
При полностью автоматическом процессе обработки кабеля операция зачистки производится с двух сторон и к ней добавляются операции мерной резки и специальной зачистки. Примером специальной зачистки можно назвать так называемую "оконную" зачистку (удаление изоляции не на конце кабеля). Обработка кабеля при помощи автоматических машин используется при изготовлении средних и крупных партий изделий или при необходимости выполнения специальных типов зачистки.
В качестве отличного примера машин с возможностью полной автоматической обработки коаксиального кабеля можно привести автоматы серии PowerStrip фирмы Schleuniger (рис.5). Для прорезания кабеля на необходимую глубину в этих машинах используется блок ротационной резки (блок вращающихся ножей), который устанавливается перед стандартным режущим блоком, выполняющим резку кабеля и съем надрезанных слоев. Большинство предлагаемых на мировом рынке машин с возможностью автоматической обработки коаксиального кабеля имеют опциональный блок ротационной резки, который размещается перед автоматом и управляется через специальный интерфейс. Такое решение не оптимально, так как приводит к снижению точности и качества зачистки. Причиной является нестабильность расстояния от блока резки до вращающихся ножей. Автоматы серии PowerStrip имеют стационарный блок ротационной резки, прорезающий кабель на необходимую глубину и в нужной позиции. Данное решение обеспечивает высокую повторяемость и точность зачистки, поскольку расстояние от ножей, производящих резку, до ножей ротационного блока постоянно.
Как и в полуавтоматах, в автоматах все параметры обработки кабеля программируются и запоминаются во внутренней памяти. Оператор может создавать список проводов с целью подготовки комплекта обработанных кабелей для сборки жгута.
Хочется также отметить, что при обработке некоторых типов кабелей резка кабеля должна производиться строго перпендикулярно к продольной оси. Компания Schleuniger учла данное требование и предлагает модификацию PS9500SAW (рис.6), имеющую дисковый механизм резки кабеля.
На основе автоматов для обработки провода можно выстраивать технологические линии, контролируемые лишь одним оператором, путем стыковки с устройствами подачи и сбора провода. Имеется также возможность интеграции в линию маркировщика кабеля.
Таким образом, оборудование компании Schleuniger позволяет с высокой точностью выполнять широкий спектр операций обработки различных типов кабелей.
Отзывы читателей
