顧佳飛　姜銳　屠佳煒　蘇周豪　陳聰

【摘 要】本文作者設(shè)計(jì)了一種集電線剪切、端部剝皮與冷壓端子壓接功能為一體的自動(dòng)剝線端子壓接機(jī)。作品由端子送料裝置、剪線剝線及輸送裝置、端子夾取套送裝置、端子壓接裝置和控制系統(tǒng)等五部分組成。通過各裝置的機(jī)械組合，實(shí)現(xiàn)剪線、剝線、套端子和壓接端子等自動(dòng)生產(chǎn)工序，達(dá)到機(jī)器換人、提高生產(chǎn)效率的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目的。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)剝線端子壓接機(jī)；機(jī)器換人；冷壓端子

1 設(shè)計(jì)背景及意義

1.1 作品設(shè)計(jì)背景

我國低壓電器產(chǎn)業(yè)經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已構(gòu)成比較完好的工業(yè)體系，現(xiàn)有產(chǎn)值約 200 億元，對(duì)于冷壓端子線這種基礎(chǔ)性零件的需求量極大，并且呈逐年上升的趨勢(shì)。隨著人工成本和產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，冷壓端子線的自動(dòng)化生產(chǎn)越來越受到行業(yè)內(nèi)的重視，因此有必要設(shè)計(jì)一款自動(dòng)剝線端子壓接機(jī)。

1.2 作品的意義

隨著電器行業(yè)對(duì)冷壓端子線需求量的增大，促使企業(yè)對(duì)冷壓端子線的生產(chǎn)有更加高效、更加低成本的要求。分析市場(chǎng)現(xiàn)有的端子壓接類機(jī)器，存在線段使用長(zhǎng)度有限，功能單一等問題。為了提高冷壓端子線的生產(chǎn)效率，降低成本，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，本作品主要針對(duì)自動(dòng)套端子技術(shù)進(jìn)行了研究，為后續(xù)研制高效、可靠的自動(dòng)端子壓接機(jī)作前期的技術(shù)研發(fā)。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 端子送料裝置

2.1.1 端子送料裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

送料方式：振動(dòng)送料

評(píng)價(jià)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且適合目前所需要的功能，并且利用振動(dòng)頻率調(diào)節(jié)器可以達(dá)到不同的出料速度，以滿足不同的工作需要。配合導(dǎo)軌具有自動(dòng)定向功能。

2.1.2 端子分料、暫存結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

確定選擇振動(dòng)送料機(jī)構(gòu)后，由于端子在振動(dòng)盤輸送裝置上是連續(xù)排列的，即端子頭尾相連在一起。而對(duì)端子的操作是逐個(gè)進(jìn)行，因此需要在頭尾相連的端子中每次輸送一個(gè)端子到壓接位置，為了方便端子的抓取和輸送，需要使端子暫時(shí)停留在振動(dòng)盤的出料口處，進(jìn)行暫存處理。同時(shí)也為了方便機(jī)械手抓取端子，必須在振動(dòng)盤輸送裝置上設(shè)計(jì)一阻擋機(jī)構(gòu)，使端子在出料口停留。

為使機(jī)械手更好的抓取，可以在振動(dòng)盤出料口的暫存位置前方設(shè)置一種分料機(jī)構(gòu)，在端子到達(dá)暫存位置之前就將連續(xù)排列的端子分隔開，每次只放行一個(gè)端子到達(dá)暫存位置，即放行最前面的一個(gè)端子，同時(shí)將后面的端子擋住，逐個(gè)放行端子，這樣端子到達(dá)暫存位置端子耳圈剛好伸出出料口，方便機(jī)械手的夾取。當(dāng)該端子被移走，暫存位置出現(xiàn)空缺后分料機(jī)構(gòu)再放行下一個(gè)端子。暫存位置和分料機(jī)構(gòu)的設(shè)置避免了端子的掉落和能使機(jī)械手更好的抓取端子。

2.2 剪線剝線及線段輸送裝置

2.2.1 裝置中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

使用同步帶輪方式，靠同步帶齒與同步帶輪齒之間的嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，兩者無相對(duì)滑動(dòng)，而使圓周速度同步。

2.2.2 線段輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

方式：滾輪組傳送

實(shí)現(xiàn)方式：采用滾輪組，主動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)軸連接，驅(qū)動(dòng)軸與步進(jìn)電機(jī)通過同步帶輪相連，主動(dòng)輪位于從動(dòng)輪正上方。從動(dòng)輪與高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相連接，兩個(gè)相互配合的滾輪形成一對(duì)滾輪組。通過調(diào)節(jié)兩輪的相對(duì)高度來壓緊連接線，達(dá)到適宜壓緊程度。電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪，前后滾輪組配合傳送線段。

2.2.3 剪線剝線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

步進(jìn)電機(jī)通過同步帶和驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)V型口刀片運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸上加裝光電傳感器，通過傳感器控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制刀片的上下移動(dòng)。

2.3 端子夾取套送裝置

2.3.1 端子夾取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氣動(dòng)手指夾取端子符合本作品的工作要求。其設(shè)計(jì)分析如下：

方式：氣動(dòng)手指夾取端子

實(shí)施方案：通過單片機(jī)控制氣動(dòng)手指的開合時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)端子夾取的功能。加裝外加手指能更好的夾取端子。

2.3.2 端子套送結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

方式：絲桿滑臺(tái)

評(píng)價(jià)：可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)。

端子套送裝置的步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)固定在直線導(dǎo)軌上的滑塊左右移動(dòng)，由此帶動(dòng)手指移動(dòng)。當(dāng)手指到達(dá)相應(yīng)位置時(shí)，雙軸氣缸推出手指部分，隨即滑塊相對(duì)左移或右移，將端子準(zhǔn)確配送與線段套合。通過以上設(shè)計(jì)來完成壓接前的端子套送工作。

2.4 端子壓接及頂落裝置

2.4.1 端子壓接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

方式：氣動(dòng)壓接鉗機(jī)構(gòu)

實(shí)現(xiàn)方式：利用壓接氣缸壓動(dòng)壓接鉗的壓接柄，利用壓接鉗的杠桿原理產(chǎn)生足夠的壓力。

2.4.2 頂落機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

氣動(dòng)頂落機(jī)構(gòu)完成冷壓端子線的頂落工作。機(jī)構(gòu)由氣缸與頂塊組成。線段壓接完成時(shí)，電動(dòng)推桿下降，使電線不再受兩滾輪的壓緊，再通過氣動(dòng)控制把頂塊推出工作面，頂落冷壓端子線成品，電動(dòng)推桿回復(fù)到初始位置。

2.5 工作流程

3 結(jié)論

本作品能很好地將冷壓端子線的各個(gè)生產(chǎn)制作過程結(jié)合在一起，消除了傳統(tǒng)加工時(shí)各工序間停頓的時(shí)間，解決了人工生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量不統(tǒng)一不標(biāo)準(zhǔn)的問題。同時(shí)，本作品自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單，而且體積大小適中、搬運(yùn)方便、價(jià)格便宜。通過對(duì)鉗口的調(diào)節(jié)、剪線長(zhǎng)度的設(shè)定、滾輪組之間的距離調(diào)節(jié)，可以適用于不同長(zhǎng)度、不同粗細(xì)的冷壓端子線的生產(chǎn)，適用范圍廣，生產(chǎn)效率高，具有較好的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。

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[責(zé)任編輯：張濤]