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CN118676712A - 用于自动拼接或焊接的电线剥线解决方案 - Google Patents

用于自动拼接或焊接的电线剥线解决方案 Download PDF

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CN118676712A
CN118676712A CN202410475666.6A CN202410475666A CN118676712A CN 118676712 A CN118676712 A CN 118676712A CN 202410475666 A CN202410475666 A CN 202410475666A CN 118676712 A CN118676712 A CN 118676712A
Authority
CN
China
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wire
stripping tool
wires
welding
splicing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202410475666.6A
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English (en)
Inventor
M·曼特瑞斯
M·R·梅德罗斯费瑞拉达席尔瓦
F·阿努西亚乔
N·T·里贝罗安图内斯
S·弗洛恩科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anbofu Technology Co ltd
Original Assignee
Anbofu Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anbofu Technology Co ltd filed Critical Anbofu Technology Co ltd
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    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/28Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for wire processing before connecting to contact members, not provided for in groups H01R43/02 - H01R43/26
    • HELECTRICITY
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    • H01R43/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
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    • H02G1/12Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof
    • H02G1/1202Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for removing insulation or armouring from cables, e.g. from the end thereof by cutting and withdrawing insulation
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    • H02G1/1251Machines the cutting element not rotating about the wire or cable
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Abstract

一种用于对具有被绝缘护套覆盖的电导体的电线的端部部分进行剥线的剥线工具(200),剥线工具包括:主体(201),该主体带有布置成接纳端部部分的纵向延伸接纳部分(230);夹持杠杆(210),该夹持杠杆与主体联接,以便可在搁置位置与偏转位置之间移动;以及第一弹性构件(240),该第一弹性构件布置成在杠杆上施加返回力,其中,通过插入导线的端部部分,杠杆从搁置位置移动至偏转位置,并且其中,杠杆具有抵接凸片部分(213),该抵接凸片部分布置成在导线从接纳部分移除出去期间,施加剥线作用至导线的端部部分。工具还可以包括:导线保持构件(900),该导线保持构件具有纵向延伸槽(920);锁定凸片(910),该锁定凸片安装在槽(920)中并且适于从导线锁定位置竖直移动至导线释放位置,并且反之亦然;以及第二弹性构件(940),该第二塑料构件适于施加返回力至锁定凸片(910),从而在没有任何相反作用(F)的情况下将该突出部置于导线锁定位置中。

Description

用于自动拼接或焊接的电线剥线解决方案
技术领域
本公开总体上涉及电线处理和组装领域,特别地涉及自动剥线和拼接或焊接。例如,在用于汽车工业、特别地例如用于车辆的配电系统的线缆束的工业生产中,这受到关注并得到了应用。
背景技术
用于对电线的拼接(绞接、捻接)或焊接的工具和设备是本领域已知的。已知的制造工艺包括手动对接或双端拼接(共线拼接(inline splice)),即分别在导线的端部或在两个导线端之间进行。
手动拼接具有许多质量问题,并且耗费人力。特别地,由于取决于操作员,在焊接区域内的导线定位、即不同线的竖直定位和芯端定位的精度很低。另外,制造循环时间很长。
自动对接解决方案还不是很成熟,特别地因为在使用拼接的典型项目中,对接拼接构造的数量(例如占拼接的15%)相比于双端拼接的数量(例如占总拼接的85%)更少。
参考文献CA641470公开了一种拼接装置,其中,通过借助于夹持工具对金属拼接护套进行夹持,实现拼接。
参考文献GB1033614公开了一种线缆剥线装置,其具有成对凹口钳爪,钳爪呈杠杆状形式、相对相邻地枢转安装在共用支承构件上。每个钳爪在内端处形成有一个或多个凹口。可以在钳爪之间接收待剥线的导线。诸钳爪被推进至闭合位置,在闭合位置中它们以套索扣状的方式与导线接合。当抽离保持在它们之间的导线时,钳爪一起渐增地施力以剥除它们附近的导线的绝缘层在一个实施例中,空气操作活塞将钳爪闭合。在其他实施例中,描述了用于将钳爪闭合的各种类型的弹簧布置,并且在另一实施例中设置了杠杆操作压力板。
参考文献WO2013/009167公开了一种用于将由覆盖或包覆层包围的多根导线的端部区域缠绕在一起的装置。该装置包括剥线器模块,该剥线器模块用于在预定剥线长度上对导线进行剥线的端部区域,然后通过将它们插入到缠绕器模块中并将其绕其轴线转动,将这些已剥线的导线区域缠绕。
参考文献DE102017206139公开了一种用于线缆组的自动化生产的设备和方法,该线缆组具有多个单独线元件的分支结构的。在模块化设置中,该设备具有两个部分。多个第一处理工位布置在第一部分中,而多个第二处理工位布置在第二部分中。在第一部分中,自动准备若干单独线元件,它们然后被收集在所述部分的端部处的缓冲工位中。在第二部分中,将所准备的单独线元件组装成线缆组。为此目的,将线元件塞到连接器工位中的连接器壳体中,并且转移至第二输送器。然后,通过借助于所述第二输送器沿着第二轨道的位移形成线缆组的分支结构。在该分散开的分支结构中,尤其,在固定工位中将线元件固定至彼此。
需要一种替代解决方案来克服现有技术中的各种缺点,特别是解决允许用一个且同一剥线工具对具有不同横截面、例如从0.13平方毫米到2.5平方毫米的导线进行自动剥线的问题。
发明内容
本公开涉及一种剥线工具,用于对电导体被绝缘护套覆盖的电线的端部部分进行剥线,电线的所述端部部分优选地通过对所述电线的预剥线部分与所述电线的主体部分分离,
该剥线工具包括:
-主体,该主体带有布置成接纳电线的端部部分的至少一个接纳部分,
-至少一个杠杆,该至少一个杠杆与主体铰接,以便可在搁置位置与偏转位置之间移动,
-第一弹性构件,该第一弹性构件布置成在第一杠杆上施加从偏转位置至搁置位置的返回力,
其中,该杠杆具有布置在主体的接纳部分前面、或与之相关的引导部分,以便通过将电线的端部部分插入到接纳部分中,将杠杆从搁置位置移动至偏转位置,以及
其中,杠杆具有抵接凸片部分,该抵接凸片部分布置成在将电线移除出接纳部分期间,向电线的端部部分施加剥线作用。
在有利实施例中,主体还包括导线引导部分,该导线引导部分布设在所述主体的后侧、相对于导线插入到接纳部分中的方向在所述主体的后面,与所述接纳部分的相应通孔连续。
根据实施例,导线引导部分可以包括至少一个引导通道,优选地是多个侧向相邻的引导通道,布置为主体的接纳部分中的相应通孔的后延伸段,从所述接纳部分的对置侧延伸,该引导通道适于容纳待剥线的导线的相应端部部分。
这允许提供能与自动化系统协配的剥线工具。此外,这允许提供用于对电线进行剥线的容易的解决方案,工具简单,成本更少,使用方便直观,例如通过配备有位置控制和映射控制(指示孔的位置)或者孔或接纳部分检测器。此外,由于(一个或多个)弹性构件与第一杠杆和/或第二杠杆结合使用,不需要能量供应装置。
在一些实施例中,引导通道可以具有倒转的U形横截面。
剥线工具还可以包括导线保持构件,该导线保持构件具有:
-芯体,
-形成在芯体中的纵向延伸槽,
-锁定凸片,相应地安装在槽中,并且适于从导线锁定位置移动至导线释放位置,且反之亦然,以及
-第二弹性构件,该第二弹性构件适于向锁定凸片施加返回力,从而在没有任何相反作用力的情况下,将所述凸片置于导线锁定位置中。
在一些实施例中,锁定凸片可以具有倾斜前表面,该倾斜前表面构造成接收外力,使得所述锁定凸片对抗第二弹性构件的力从导线锁定位置移动至导线释放位置。
因此,可以通过添加次级导线锁定功能来解决将预剥线导线保持在同一插接位置中而不由于从工作站的自动插接区域到焊接/拼接区域的输送而改变位置的问题,即在剥线工具从插接机移除时尽可能快地自动将导线锁定在剥线工具内,并且在从自动插接区域到焊接/拼接区域的输送之后,将插接工具置于焊接或拼接机器中的位置中时,尽可能快地自动解锁导线。
通过剥线工具中的特别设计的剥线机构,即刚好在焊接或拼接机器处执行焊接或拼接处理之前,当机器人将预剥线导线从剥线工具移出时,在剥线工具内侧锁定绝缘套,解决了移除预剥线导线的绝缘套的问题。
因此,实施例提供了改进质量的机会,同时它们使得可以避免使用人力剥线。更具体地,在整个线束生产期间,可以降低与导线定位相关的缺陷发生率。
诸实施例还使得可以同时处理不同类型的导线,特别是0.13至2.5平方毫米的整个横截面范围内的导线。这使得能够制造出各种不同的导线束,同时显著减少生产时间和制造成本。
换言之,本公开涉及一种用于接纳一根或多根电线的剥线工具,该电线具有主要绝缘护套部分、绝缘护套端部部分和布置在它们之间的预剥线部分,
其中,该剥线工具包括:
-芯体构件,该芯体构件带有一个或多个接纳通孔,每个接纳通孔具有适于允许至少一根电线插入的插入部分和对置部分,
-至少一个第一杠杆(即夹持杠杆),可移动地布置且优选地可转动地布置在接纳通孔中的相应一个接纳通孔内,
-第一弹性构件(优选地布置成在第一杠杆上施加返回力,例如是弹簧,优选地是螺旋弹簧,且更优选地是螺旋压缩弹簧,
其中,第一杠杆具有:近端部分,该近端部分与芯体可转动连接;远端部分,该远端部分布置在对置部分前面,以允许强制插入电线;以及抵接凸片部分,该抵接凸片部分布置在远端部分上,且适于在所述导线已经完全插入在剥线工具中且随后被拉出时,使电线的绝缘护套端部部分的脱离。
有利地,接纳部分具有通孔,带有插入侧和对置侧,接纳部分优选地是圆锥形形状。
这允许确保电线在接纳部分中正确插入。同样,要注意的是,配备有绝缘护套的端部部分相比于已剥线端部更便于插入,在已剥线端部的情况中,线股可能呈弧形或弯曲且难以插入接纳部分中。
有利地,电线可以具有从0.13平方毫米至2.5平方毫米的横截面。技术人员将理解的是,可以设计不同构造的剥线工具,以容纳其他横截面的线缆,例如用于2.5平方毫米至4平方毫米、或2.5平方毫米至6平方毫米的线缆、或用于更大的横截面范围。
有利地,剥线工具可以设计成容纳带有小于或大于本文所公开范围的横截面的电线。
例如,剥线连接器可以构造成允许具有从0.1平方毫米至0.2平方毫米、0.1平方毫米至0.5平方毫米、0.1平方毫米至1平方毫米的横截面的电线的剥线处理。
有利地,通孔在插入侧上的直径可以大于5毫米,而在对置侧上的直径可以大于3毫米,特别是用于具有0.13平方毫米至2.5平方毫米的横截面的电线。
有利地,通孔在插入侧上的直径大于10毫米,而在对置侧上的直径大于6毫米,特别是用于具有2.5平方毫米至6平方毫米的横截面的电线。
替代地,通孔在插入侧上的直径和在对置侧上的直径可以小于或大于本文所公开的值,分别用于具有更小或更大横截面的电线。
例如,通孔在插入侧上的直径可以大于3毫米、优选地大于4毫米、更优选地大于6毫米,而在对置侧上的直径可以大于2毫米、优选地大于4毫米、更优选地大于5毫米。
这允许电线在剥线工具中的方便插入。
有利地,剥线工具可以具有多个接纳部分,优选地两个或更多,更优选地七个或更多。
这允许放置和接纳多根电线,且增加同时焊接或拼接的导线数量。
在一些有利实施例中,电线的端部部分可以通过预剥线部分与电线的主要部分分离,且抵接凸片部分可以布置成,当电线的端部部分插入在接纳部分内侧时,在预剥线部分的一侧上与电线的端部部分抵接。
这允许提供局部预剥线的导线,以便提高生产率,特别是由于定位、储存和插入包括多线股导线的导线的问题。
有利地,杠杆的引导部分可以布置在所述杠杆的抵接部分与铰接部分之间。
这允许使电线的插入和杠杆的偏转变得容易。
有利地,主体可以由塑料制成,且优选地通过增材制造或三维打印技术制成。
这允许便于制造并节约生产成本。
替代地,主体可以由金属制成,且优选地通过增材制造或三维打印技术制成。
有利地,剥线工具的弹性构件、杠杆和/或杠杆轴由金属制成,优选地钢或铜。该杠杆优选地由软金属制成,以避免刮擦。
这允许便于电线的插入,允许传递足够的力以用于剥线,并且延长剥线工具的使用寿命。
替代地,剥线工具的弹性构件、杠杆和/或杠杆轴由塑料制成。
有利地,剥线工具的弹性构件、杠杆和/或杠杆轴可以由塑料制成,优选地带有钢或铜或任何其他比塑料硬的材料的涂层。
本公开的第二方面涉及一种自动化系统,包括根据第一方面的剥线工具、优选为超声焊接机器的焊接机器或拼接机器、以及布置成将一根或多根电线从剥线工具输送至焊接机器或拼接机器的机器人臂。
这允许解决以下提到的问题。即,通过例如带有机器人臂的自动化导线操纵系统解决通过人手在焊接或拼接区域中插入导线以及由此产生的错误的问题。在自动化系统具有至少两个也称为连接器托板的托板时,还可以提高效率。机器人臂从安装在第一托板上的第一剥线工具移除第一导线或第一组导线,同时自动化系统将第二导线或第二组导线插入到安装在第二托板上的第二剥线工具中。由此,机器人臂可以用来自第一托板的第一导线例如执行剥线步骤和/或拼接或焊接步骤,在此期间自动化系统将第二导线插入到第二托板上的第二剥线工具中或进行预剥线步骤。以这种方式采用多个托板可提高循环时间效率。即,不会耽误插接循环时间。
剥线工具解决了操作者操纵导线未对齐或丢失导线的问题,该剥线工具安装在机器人臂附近的连接器托板上,而该机器人臂以完美的对齐方式呈出所有导线。可以使用来自Zeta/Omega机器的自动化系统部件,其可从库迈思AG(Komax AG)公司购得。
通过位于自动化系统的机器人臂中的单夹具或双夹具系统(例如,夹具部分和对齐器部分)确保取得导线和将它们完美对齐的问题,其将导线端部保持对齐,以及优选地将它们水平或竖直放置。
通过在焊接机器(或模块、或拼接机器)的一端上放置额外的(固定式)夹具,用于保持拼接一侧上的导线,而机器人臂则将另一端的导线拾取并送至焊接机器,从而确保了双端拼接而非仅对接拼接的问题。
此外,这允许具有以下优点:
1.省去相对于拼接处理的手动工作,
2.极大减少与手动拼接相关的质量问题,
3.在导线横截面或导线数量方面高度灵活的解决方案,以及具有对接和双端(共线)构造的可行性,
4.快速的循环时间,
5.自动插接机器的一体化,
6.非常低的投资,
7.减少占地空间,
8.增加线束或导线工业的自动化百分比,
9.对拼接处理进行100%(完全)控制,且带有可追溯性。
换言之,诸实施例使得可以制造各种不同导线束和显著降低制造成本和生产时间。
更进一步,这还消除了本领域技术人员的一大障碍:“拼接是不可能实现自动化的处理”。
有利地,臂包括布置成抓取一根或多根电线的活动夹具部分,和/或布置成维持对一根或多根电线的对齐的对齐器部分。
这允许在存在若干导线时抓取和拉动电线,并且保持它们对齐或处于它们相应的位置。
有利地,自动化系统具有优选地竖直安装的托板,以及安装在托板上的剥线工具。
在实施例中,托板安装在可在市场上购得的机器上,比如从库迈思保持AG(KomaxHolding AG)公司(Omega机器等)。
有利地,机器人臂包括固定式夹具部分,该固定式夹具部分布置成在焊接机器或拼接机器附近或前方抓取一根或多根电线。
这允许具有双端拼接或焊接。
有利地,自动化系统包括控制单元。
有利地,自动化系统包括处理单元。
有利地,自动化系统包括定位单元,用于定位机器人臂、对齐器部分和/或活动夹具部分。
有利地,自动化系统包括映射单元,用于存储或接收剥线工具的位置,特别是一个或多个接纳部分的位置,以及诸如焊接机器或拼接机器之类的其他部件的位置,导线的储存等。
有利地,自动化系统可以包括检测单元,该检测单元构造成检测一个或多个接纳部分、一根或多根电线、或任何其他物体。
有利地,自动化系统包括动力储存件或一般供电连接装置。
优选地,自动化系统具有第一剥线工具安装在其上的第一托板,和第二剥线工具安装在其上的第二托板。
第一托板和/或第二托板可以是固定的或活动的。
在第三方面中,本公开涉及一种使用第二方面的自动化系统的方法,用于一根或多根电线的自动焊接或拼接,该一根或多根电线具有被绝缘护套覆盖的电导体以及具有其端部部分,其中,电导体具有多个线股或单一电气元件,
该方法包括如下步骤:
-将电线的端部部分插入到剥线工具的接纳部分中,
-将电线的端部部分抵接在抵接凸片部分上,
-从接纳部分移除电线的端部部分,以便对电线进行剥线,
-将一根或多根导线输送至焊接或拼接机器,
-焊接或拼接至少一根电线的线股,或焊接或拼接至少两根电线的线股或整件电气元件,
其中,插入步骤和抵接步骤在工作站的第一区域处执行,而焊接或拼接步骤在输送步骤的执行之后在所述工作站的与第一区域不同的第二区域处执行,在输送步骤中,将在其中保持了导线的剥线工具从所述第一区域输送至所述第二区域。
这允许具有上文所提的优点。
附图说明
从阅读参考附图所做的非限制性实施例的详细陈述,本公开的其他特征、目的和优点将变得更加明确,其中:
图1是其中可以实施本发明实施例的工业机器人工作站的简化示意图,
图2示出了根据第一实施例的剥线工具,以及具有该剥线工具的机器人的实施例,带有待剥线的电线,
图3是图2的剥线工具的第一实施例的等轴测立体图,
图4是图2的剥线工具的第二实施例的等轴测立体图,
图5是根据如图3所示的第一实施例的剥线工具的剖视图,其中导线夹持杠杆处于搁置位置,
图6是根据如图3所示的第一实施例的剥线工具的剖视图,其中将待剥线的导线完全插入到剥线工具中后导线夹持杠杆处于偏转位置,
图7是根据如图4所示的第二实施例的剥线工具的低角度等轴测后视图,
图8是根据如图4所示的第二实施例的剥线工具的低角度等轴测后视图,其装配有根据所述导线保持构件的一实施例的剥线工具的可选导线保持构件,
图9是图8的导线保持构件的低角度等轴测后视图,
图10是图8和图9的导线保持构件的等轴测后视图,
图11是图8至图10的导线保持构件的锁定凸片的等轴测后视图,
图12A-图12D是示出了对电线进行剥线的方法步骤的剖视图,这些步骤是在导线处理工作站的自动插接机器的水平上执行的,根据本方法的实施例在该自动插接机器处将待剥线的导线插到剥线工具中,
图12E-图12H是示出了对电线进行剥线的方法步骤的剖视图,这些步骤是在导线处理工作站的焊接或拼接机器的水平上执行的,在该焊接或拼接机器处将待剥线的导线从剥线工具移除,由此实现对导线进行剥线,
图13示出了根据另一实施例的剥线工具的主体的正视图,
图14示出了自动化系统的机器人臂,其处于机器人臂的活动夹具部分和对齐器部分闭合的位置中,
图15示出了自动化系统的机器人臂,其处于机器人臂的活动夹具部分和对齐器部分执行将成组电线定位到焊接机器的位置中,
图16示出了机器人臂的详细图,更具体地示出了机器人臂的对齐器部分的实施例的细节,其处于所述对齐器部分打开的情况中,
图17示出了导线夹持杠杆的具体实施例的详细图,
图18示出了自动化系统的机器人臂的对齐器部分的另一具体实施例的详细图,以及所述机器人臂的活动夹具部分的具体实施例,以及
图19是示出了使用了用于对至少一根电线进行自动焊接或拼接的自动化系统的实施方法的步骤示意图。
具体实施方式
本公开涉及用于对电线进行剥线的剥线工具、涉及带有机器人臂以从剥线工具操纵电线至焊接机器或拼接(绞接、捻接)机器的自动化系统、以及涉及用于使用自动化系统对电线进行自动焊接或拼接的方法。
图1示意性地示出了工业可构造机器人工作站,其中可以实施本发明的实施例。
该工作站包括自动插接机器800,其适于执行将电线自动插入到一个或多个导线保持件(其可以视作“仿真连接器”)中,其可以用于将单独的导线集合在一起。诸导线可以具有不同的横截面,且旨在用于给定导线束的制造。这样的导线保持件构成本文所述的剥线工具,这将从下文变得清楚。
在所示示例中,自动插接机器800位于导线束组装线的插接区域810中。例如,自动插接机器800可以合并Omega处理模块套件中的用于馈送、预处理和缓冲来自待制造的线缆束的导线的一个或多个操作模块,这些模块可从名为库迈思AG(Komax AG)的瑞士公司购得。
工作站还包括焊接或拼接机器600,生产线内它位于自动插接机器800下游的焊接或拼接区域610中。例如,焊接或拼接机器600可以合并Omega处理模块套件中的用于制造线缆束的一个或多个操作模块,这些模块可从名为库迈思AG购得。
图2示出了在自动化系统1的实施例内的使用情景中的剥线工具200,带有待剥线的电线300。
再次进一步参照图1,自动化系统1具有可移动机器人臂100,且能够通过活动夹具部分110(例如机械夹持器或机械夹具)抓取电线300,和/或能够通过对齐器部分120(例如可移动钳爪)对齐所述电线300。活动夹具部分110和对齐器部分120安装在臂100上。活动夹具部分和对齐器部分优选地是气动和/或电动致动的。
剥线工具200布置成接纳电线300,电线300通过操作者或通过自动化系统1置于剥线工具200中。剥线工具200位于搁架500上、在搁架500的接纳搁架部分501中。接纳搁架部分通常称为保持件或连接器保持件。搁架500位于托板400上,并且可以通过固定装置(例如拧在托板400的(一个或多个)固定孔中的(一个或多个)固定螺钉)固定至托板400。
自动化系统1可以从储存位置取得电线300,优选地定位在搁架500上、在另一接纳搁架部分501中。
图3以等轴测立体图示出了图2的剥线工具200的第一实施例。
剥线工具200具有主体201,主体201优选地通过3D打印形成,且由塑料制成。主体201具有一个或多个接纳部分230,以接纳一根或多根带剥线的电线300。优选地,每个接纳部分适于接纳诸电线300中的相应一根。在图中,箭头A示意性地表示导线插入到接纳部分230中的方向。
为了以下描述的目的,限定了直接的三位正交参考系XYZ,其中X轴线和Y轴线形成水平平面XY,并且其中X轴线和Z轴线形成垂直于所述水平平面XY的竖直平面XZ。
表达“三维空间”(或3D)在宽度、深度和高度方面表征了用户视觉感知到的周围空间。在数学中,这一概念与空间中的欧几里得几何相对应,根据欧几里得几何,空间由三条正交轴线标记,而平面仅由两个维度(2D)组成,并且仅由所述三条正交轴线中的两条轴线标记。因此,三个几何维度是:
-沿着纵向的X轴线的长度,根据惯例从前到后地定向;
-沿着横向的Y轴线的宽度;以及,
-沿着竖直的Z轴线的长度,根据惯例从下到上地定向。
另外,除非另有明确说明,否则下文引号中的术语和表达(以及所有派生术语和语义等同的表达)在本公开中根据以下惯例使用:
-“后”和“前”、“后面”和“前面”、“后侧”和“前侧”、“向后”和“向前”以及诸如“在……前面”、和“在……后面”之类的派生词以及相关动词和派生名字或表达,是参照纵向轴线X的方向使用的,该方向将总是与电线穿过接纳部分230插入到主体201的方向对应,如图3中的箭头A所指示,并该方向在附图的图上从前到后地定向;
-“左”、“右”、“侧部”或“侧向”是参照横向轴线Y的方向使用的;以及
-“底部”和“顶部”、“下方”和“上方”、“在……下”和“在……上”、动词“降下”和“升起”和任何派生词、同义词或等同物,以及术语“上位”和“下位”,以及相关动词和派生名词或表达,是参照竖直轴线Z的方向使用的,该方向在附图的图上从下到上地定位。
为了清楚起见,上述参考系统XYZ的轴线X、Y和/或Z在附图的图上由合适的相应箭头表示。
在所示示例中,剥线工具200的主体201包括沿着轴线Y的横向方向彼此相邻的六个接纳部分230。该数量和布置仅是示例。可以设置更多的接纳部分、例如七个接纳部分,或更少的接纳部分。此外,接纳部分可以不是如图3所示地布置在水平线上,例如,多个接纳部分可以布置成行列矩阵,相对于横向轴线Y的方向有或没有水平移位。
主体201还具有槽220,槽220分别与接纳部分230中的每一个相关联。在本文所示的实施例中,槽220中的任一个槽布置在导线接纳部分230中的相应一个下方。
诸如图3所示的杠杆210之类的夹持杠杆可以分别布置在接纳部分230中的每一个接纳部分中。通过这些杠杆210实现的技术功能是,在对应的接纳部分230内在操作位置中强制引入导线、即用一些力引入导线之后,夹持或夹定导线。为此,每个接纳部分230都与其相关联的槽220内部连通,使得对应杠杆210的相应后端可以接触到所述接纳部分内的电线,并将电线向上压抵接纳部分230的上壁。在本描述的上下文中,术语相对于(一根或多根)电线的“操作位置”是指准备剥线的位置。在图3中,仅示出了一个夹持杠杆210,即图中右起第二个槽220中的夹持杠杆。
如将从下文对图5和图6中的剖视图的描述变得更显而易见的,夹持杠杆210具有枢转部分211(见图5和图6),通过该枢转部分,夹持杠杆210可以借助于杠杆轴相对于主体201转动。更具体地,参照图3右起第一个槽220,示出了在所述槽220的相应的竖直延伸侧壁中的两个孔221。所述孔221沿着横向轴线Y彼此相互面对。它们构造成与夹持杠杆210的枢转部分211的两个枢转销协配。更准确地,槽220的侧壁中的孔221适于容纳夹持杠杆210的枢转销。它们可以是如图所述的通孔,或是盲孔。
图4以等轴测立体图示出了图2的剥线工具200的第二实施例。对比图3所示的第一实施例,该第二实施例的主体201还包括布设在所述主体201的后侧中(即,相对于导线的插入方向,沿着纵向轴线X在所述主体201后面)的导线引导部分250。该导线引导部分250与接纳部分230中的纵向延伸通孔连续。导线引导部分250的更多细节将从下文对图7的描述变得更显而易见。
导线夹持杠杆210还具有引导部分212和抵接凸片部分213。剥线工具200还具有弹性构件240(例如卷绕弹簧或螺旋弹簧),该弹性构件240布置成在偏转位置与搁置位置之间的杠杆210上施加返回力,即弹性构件迫使杠杆210位于搁置位置。弹性构件240在图5和6中表现为在主体201与杠杆210之间、远离铰接部分211(例如在抵接凸片部分213的高度位置处)。在所示示例中,弹性构件240例如是弹簧,优选地是施加返回力到夹持杠杆210上的螺旋状弹簧,且更优选地是螺旋状压缩弹簧。在变体中,其可以是螺旋状伸展弹簧。技术人员将理解的是,弹性元件240还可以是布置在枢转部分211上在所述枢转部分处施加转动扭矩的螺旋弹簧。导线夹持杠杆210由槽220中的主体容纳,也就是说,杠杆210优选地安装在剥线工具200的主体201内侧。主体201可以具有和接纳部分230一样多的槽220和杠杆210。槽220优选地如图3所示布置在接纳部分230下,且可以各自容纳一个如图所示的杠杆210之类的夹持杠杆。导线夹持杠杆210的抵接凸片部分213具有远端抵接部分213a和夹定抵接部分213b。如将在下文更详细地解释的,当电线300是预剥线类型时,抵接凸部分213的远端抵接部分213a将起到帮助作用,而当电线300没有预剥线时,抵接凸片部分213的夹定抵接部分213b将起到帮助作用。
电线300各自在其中具有由绝缘护套覆盖的电导体。电线300可以具有在其中的多根(导电)线股,或是单根电导体,两者一般都是铜或其他导电材料。绝缘层或护套可以是诸如塑料或PVC的绝缘材料。电线300优选地各自具有绝缘的主要部分301、带有绝缘层的端部部分302和在主要部分301与端部部分302之间的(预)剥离部分303。端部部分302不是完全预剥线的,以便于接纳部分230中的插入,也就是它只是被局部剥线的。此外,只在用于焊接或拼接之前对端部部分302进行剥线是非常有用的,尤其是在电线300在其中具有可能在各方向上散开的多根线股时(且可能难以输送或储存)。
要注意的是,接纳部分230优选地是圆锥形形状,以进一步便于电线300的插入,优选地,开口在插入侧230i上的直径是5.5毫米,在对置侧230o上是3.65毫米,锥体的长度是5.5毫米,且相邻接纳部分230的中心线之间的距离优选地是5.6毫米,以便确保电线300自动化插入接纳部分230的高成功率。对于具有0.13平方毫米至2.5平方毫米之间的横截面的电线,这些值是特别关注的。
图5是图3的A-A’平面、即包含槽220的纵向轴线的XY平面上的剖视图,其在所述图3中包含第一杠杆210。图5示出了所述杠杆210处于搁置位置的剥线工具200。电线300示出为部分插入到相关联的接纳部分230中,沿着纵向轴线处于导线300的端部部分302接合所述接纳部分230的插入侧230i,不与杠杆210接触的位置中。
图6以和图5相同的剖视图示出了剥线工具200,但该剥线工具200处于杠杆210处于完全偏转位置的构造中。
与图5相比,实际上,图6中的电线300被完全插入在剥线工具200的主体201的接纳部分230中,优选地直到、或接近所述主体201的可选止动部分201s。
已经通过杠杆210的引导部分212引导电线300,直到电线300完全插入到剥线工具200中。也就是说,电线300的端部部分302完全插入在剥线工具200中,直至抵接部分213接触端部部分302,且优选地直至远端抵接部分213a接触预剥线部分303。
在图6所示的构造中,导线300的端部部分302与抵接部分213抵接(更特别地与远端抵接部分213a抵接)。夹定抵接部分213b可以与预剥线部分303接触。
当操作员或机器人臂100通过沿着纵向轴线X将电线300向后拉动地从接纳部分230移除电线300时,抵接部分213、特别地远端抵接部分213a将在端部部分302的绝缘层上施加剥线作用力,并且将从端部部分302上移除绝缘层或护套,以便形成已剥线的端部部分304。如前所述,该步骤在已通过操作员或机器人臂100、通过另一机器人臂或通过任何其他自动化装置(例如包括完全自动传送器的装置)将其中包含预剥线导线300的剥线工具200从插接区域810输送至焊接或拼接区域610之后发生。
现在,电线300已准备用于焊接或拼接,且必须通过操作员或机器人臂100定位至接近焊接机器(优选地是使用振动的超声焊接机器)或拼接机器,或在焊接机器或拼接机器前面。
要注意的是,如果导线300是未预剥线的,则当电线300被从接纳部分230移除时,第一杠杆210的抵接部分213、特别地夹定抵接部分213b将在护套上施加剥线作用力,并且护套的端部部分将被从电线300的端部部分302移除,以便形成电线300的已剥线的端部部分304。
主体201还具有可选的止动部分201s或最终抵接部分,以在必要时限制电线300的完全插入。
图7以低角度等轴测后视图示出了根据如图4所示的第二实施例的剥线工具200。
导线引导部分250具有对齐通道251,每个对齐通道251布置成向前延伸通孔中的一个的相应纵向延伸段(或后延伸段),该向前延伸通孔设置在主体201的接纳部分230中,用于插入导线300。换言之,引导通道251沿着从前到后的纵向轴线X、从接纳部分230的后侧230o进一步延伸,该后侧230o与所述接纳部分230的插入侧230i相对。引导通道250适于容纳待剥线的导线的相应端部部分203,它们沿着横向轴线Y有序排列并彼此间隔。
在优选实施例中,引导通道251具有倒转的U形横截面。因此,通道251在底部处是敞开的。有利地,当绝缘套随着这些导线被向前方拉动以通过接纳部分230的插入侧230i从剥线工具200移除出去而从导线端部部分302分离时,这允许绝缘套在重力的作用下掉落。下文将对此进行更详细地描述。
优选地,剥线工具200的导线引导部分与剥线工具200的主要芯体201一体式形成。在变体中,它可以设计成分离的构件。
现在参照图8的低角度等轴测后视图,根据第二实施例的剥线工具200还可以包括导线保持构件900。图8示出了与剥线工具200的可选的导线保持构件900配合的如图4所示的剥线工具,该可选的导线保持构件900根据所述导线保持构件900的一个实施例。
为了便于组装,导线保持构件900优选地从剥线工具200的主要芯体201脱离,并且可以例如通过传统闩锁装置(未示出)附接至所述主要芯体201,优选地在导线引导部分250下方。
在一些实施例中,导线保持构件900包括:
-芯体901,
-形成在芯体901中的纵向延伸槽920,
-锁定凸片(突部)910,每一个锁定凸片910可移动地安装在诸槽920中的相应一个槽中,并且适于从导线锁定位置移动至导线释放位置,且反之亦然,以及
-弹性构件940,例如扭转弹簧,其适于施加返回力至锁定凸片910,以在没有任何相反作用的情况下将所述凸片置于搁置位置中。
图9以低角度等轴测后视图单独示出了图8的导线保持构件。图10类似地以低角度等轴测后视图示出了图8和图9的导线保持构件900。为了避免这些附图内容过多,并保持附图清晰,图中只示出了导线保持构件900的单个锁定凸片,其操作性地定位在图中左起第二个槽920中。然而,不言而喻的是,导线保持构件900应容纳更多的锁定凸片,优选地与以引导通道的数量一样多。
图11以等轴测后视图示出了图8至图10的导线保持构件900的锁定凸片910,单独观察。在所示的示例性实施例中,锁定凸片910包括向下倾斜的前表面911和竖直延伸的后表面913。
优选地,锁定凸片910(沿着轴线Y的横向方向)的宽度的低劣数值基本上等于槽920的宽度。因此,锁定凸片910适配所述槽的宽度。这减少了由于机械组装余隙导致锁定凸片910的不希望的侧向移动。
有利地,锁定凸片910还包括竖直延伸的凹口912,适于仅沿着竖直轴线Z上下引导所述凸片。为此,锁定凸片910安装在导线保持构件900内,凹口912与所述导线保持构件900的前表面901f的上部部分接合。
进一步参照图12A的剖视图,在一些实施例中,在外部导线解锁起动指状件作用到凸片910上的压力的作用下,锁定凸片910可以从上部导线锁定位置向下移动至下部导线释放位置。在如图所示的实施例中,通过图左侧的白色箭头,如图所示被外部导线解锁起动指状件像那样施加到凸片910上的力F沿着轴线X的纵向方向向后、即从前到后地水平施加。响应于水平向后的力F,通过向下倾斜的前表面911的机械反应引起锁定凸片910的竖直位移。在优选实施例中,所有锁定凸片910被一个且同一外部导线解锁起动指状件压下。
相反地,在没有诸如上述力F的任何相反作用力的情况下,锁定突出件910可以在诸如扭转弹簧之类的弹性件、又称弹性返回构件的作用下,从下部导线释放位置向上移动至上部导线锁定位置。
在锁定凸片910的上下位移期间,所述锁定凸片的竖直延伸的后表面913沿着导线保持构件900的主体901滑动,这有助于竖直引导,且进一步减少凸片910沿着轴线X纵向方向的不希望的位移。从下文对图12B至12G的描述中,锁定凸片910从上部导线锁定位置至下部导线释放位置且反之亦然的竖直位移将变得更显而易见。
在本文所考虑的一个示例中且如图所示,扭转弹簧940可以具有单个卷绕件942,该卷绕件由例如带有特定夹角的两个直端腿941和943的卷绕叶片构成。叶片可以是诸如不锈钢、合金钢、硬合金、无铁合金之类的任何合适的弹性材料。优选地,扭转弹簧910(沿着轴线Y的横向方向)的宽度基本上等于锁定凸片910的宽度,并因此适配槽920的宽度。这减少了弹簧940沿着轴线Y横向方向的不希望的侧向移动,这种不希望的侧向移动可能是由机械组装余隙导致的。
在所示实施例中,扭转弹簧940是压缩弹簧,其具有相同长度的直端的切向腿941和943彼此之间的夹角约100°。后腿941抵靠着槽920的向下倾斜的后表面920被阻挡,而前腿943抵接锁定凸片910的后部底角,以向锁定凸片910施加弹性返回力。给定用于竖直引导锁定凸片910的位移的引导特征,该弹性返回力倾向于将凸片910向上推动。
该示例仅是陈述性的。本领域普通技术人员还将理解的是,弹簧940的技术规格取决于具体应用场合的情景内的设计考量。特别地,导线直径、卷绕件的方向(右旋卷绕件或左旋卷绕件)、卷绕件的数量、端腿的长度、任一腿如何弯曲的几何形状(即轴向、切向或径向)、以及两腿彼此的位置关系(共线或成任何特别夹角)、它们的操作偏转范围、腿的相应端的形状(例如直型、钩型、铰链型等)取决于任何具体应用场合中的操作和安装需求。
在其他实施例中,扭转弹簧可以是伸展弹簧。
现在将参照图12B至图12G的剖视图进一步描述导线保持构件的锁定凸片910的操作。更具体地,图12B-12E示出了对电线进行剥线的方法步骤,这些步骤是在导线处理工作站的自动插接机器800执行的,根据本方法的实施例在该自动插接机器800处将待剥线的导线300插入到剥线工具200中。图12F-12H示出了剥线方法的步骤,这些步骤是在导线处理工作站的焊接或拼接机器600处执行的,根据本发明的实施例该焊接或拼接机器600处将待剥线的导线300从剥线工具200抽出从而将其剥线。
技术人员将理解的是,所提出的剥线工具200的导线保持构件900(次级锁定件)与剥线工具200的导线引导部分250的组合设计,允许使用一个且同一剥线工具对具有不同横截面、例如从0.13平方毫米到2.5平方毫米的导线的自动剥线。
在下文中,我们将特别着重描述剥线工具200的导线保持构件900(所谓的次级锁定件)的操作,因为导线夹持杠杆210(所谓的初级锁定件)已经特别地参照图5和6进行了详细描述。技术人员将理解,然而,这两个锁定机构响应于待剥线导线插入剥线工具200和随后相应地从剥线工具200抽出而联合地操作。
在图12B至图12G中,示意性地通过黑色箭头表示任何移动元件的平移和枢转移动。
在图12B中,剥线工具处于如图12A所示的操作状态。在该状态中,夹持杠杆210和锁定凸片处于它们各自的搁置位置。图12B示出了其中将剥线工具200移至自动插接机器800、特别地在其导线释放起动指状件810的前面的方法步骤。
参照图12C,由于通过操作者手动执行或通过机器人臂自动执行的将工具200水平向前方位移,导线保持构件900的锁定凸片910的向下倾斜前表面911在自动插接机器800处接触导线释放起动指状件810。在优选实施例中,导线释放起动指状件810的后表面具有向后方升起的斜面,其与剥线工具的锁定凸片910的向下倾斜前表面911匹配。换言之,导线释放起动指状件810具有向上倾斜后表面811,该向上倾斜后表面811适于滑动接触锁定凸片910的向下倾斜前表面911,以产生通过白色箭头示意性表示的水平力F,从前到后地抵靠着锁定凸片910的所述向下倾斜前表面911施加。结果,锁定凸片910向下移动、对抗弹性构件940的力,该弹性构件940的前腿943向后方枢转,因此释放导线保持锁定件(次级锁定件)。这样,导线引导部分250的导线引导通道251是畅通的,允许插入待剥线的导线。
图12D示出了在剥线工具200中插入待剥线的导线300的步骤。该步骤已经在上文参照图5和6进行了描述。该描述在此将不再重复。
参照图12E,然后在自动插接机器800处将剥线工具从托板移除,用于手动或自动输送至焊接或拼接机器600。然后,导线释放起动指状件810的后表面与导线保持布置的锁定凸片910的前表面之间不再接触。结果,弹性构件940的前腿943向前方枢转,锁定凸片910在弹性构件940所施加的返回力的作用下向上移动。因此,导线保持锁定件(次级锁定件)闭合。这样,待剥线的导线300被牢牢固定在导线引导部分250的引导通道251中。
因此,在将剥线工具输送至焊接或拼接机器600期间,将成组的不同导线300稳稳地保持在位。特别地,维持布置在引导通道251的导线沿着横向轴线Y彼此之间侧向的排列和间隔。也维持它们沿纵向轴线X的相对定位和它们沿竖直轴线Z的相对对齐。有利地,在输送至焊接或拼接机器600期间,保持在剥线工具200中的成组导线的位置与所述导线的相应横截面无关。
图12F示出了定位在焊接或拼接机器600前面的剥线工具200。更具体地,在所示构造中,剥线工具200的锁定凸片910的后表面913接触所述机器600的导线释放起动指状件610。
由于剥线工具200向前方移动进入导线释放起动指状件610的方向,导线保持构件900的锁定凸片910的向下倾斜前表面911对所述指状件610所施加的接触力作出反应,并且竖直向下滑动、对抗卷绕弹簧940的弹性力。该处理已经在上文参照图12C进行描述,在此将不再重复该描述。本领域技术人员将注意到,在焊接或拼接机器600处的导线释放起动指状件610具有向上倾斜后表面612,类似于自动插接机器800的导线释放起动指状件810的向上倾斜后表面812。
由于上述步骤,可以在导线引导部分250的引导通道250中释放导线300。这使得可以从所述剥线工具移除所述导线,以对导线进行剥线。
图12G示出了将导线300从剥线工具移除的开始。当从前到后地将导线300拉出时,这优选地通过自动化系统1的机器人臂100执行,此时通过对电线300的端部部分的剥离而移除绝缘护套305,且绝缘护套305在重力作用下掉落。图12G示出了在剥线之后导线的已剥线端部部分304。
在如图12H所示的根据实施例的剥线方法的最终步骤中,在将导线300整体从剥线工具200移除后,夹持杠杆210变得完全释放。当所述工具200在如图所示的后向方向上进一步移动时,焊接或拼接机器600的导线释放起动指状件611的后表面612与锁定凸片910的前表面之间不再接触。因此,剥线工具回到如图12B(见上文)所示的起始构造,在此不再重复描述。在该构造中,夹持杠杆210和锁定凸片910都处于它们各自的搁置位置。
在优选实施例中,在焊接或拼接机器600处从托板将剥线工具200向后抽出时,简单来说导线300刚刚从剥线工具200移去,因此简单来说对导线的剥线刚刚结束,使得从导线上分离的绝缘外套305掉落在篮子中,即废料或废材收集器(未示出)。
在一些实施例中,在焊接或拼接机器600处,多个相同或类似剥线工具可以彼此堆叠。
导线引导部分250的顶表面252的左上角设置的相对水平面的夹角可以在约30度至约45度之间,如图所示优选地等于约40度,其旨在允许从堆叠在剥线工具200上方的任何其他剥线工具上掉落的绝缘护套件有利地向下掉落到同一废料或废材收集器中。
图13示出了剥线工具200的主体201的正视图。
剥线工具200可以例如具有布置成两行或更多行的七个接纳部分230。
图14示出了在其中活动夹具部分110和对齐器部分120在电线300上闭合的位置中的机器人臂100,同时所述电线仍插接在置于搁架500上的剥线工具200内,搁架500放置在托板400上,如图所示。
通过对齐器部分120夹定电线300,以保持电线300的对齐。对齐器部分120优选地是钳爪,该钳爪带有通过一个或多个柱与固定部121分开的至少一个移动部122(对比其中对齐器部分120打开的图1,图5中的对齐器部分120是闭合的)。
活动夹具部分110牢牢地抓取电线300,以通过将电线300拉出接纳部分230,将它们从剥线工具200移除。由于剥线作用力可能很重要,因此活动夹具部分110可以配备有摩擦垫111(例如弹性体)。
图15示出了这样一个位置的机器人臂100,其中所述机器人臂100的活动夹具部分110和对齐器部分120将电线300定位至接近焊接或拼接机器600。
电线300的已剥线端部部分304在图6中是可见的。通过对齐器部分120定向。根据需要和焊接或拼接机器条件(或规格),它们可以彼此平行或带有小夹角(例如10度或更多、20度或更多、30度或更多)。
对比图14,在图15中可移动机器人臂100已将电线300移动至焊接或拼接机器600。并且它已经转动以便将所述导线的已剥线端部部分304置于竖直对齐中,当焊接机器600是超声焊接(USW)机器时,这是尤为有利的。
超声焊接机器600可以具有与第二部件602对置的第一部件601,以作用在电线300上,以已知方式将它们焊接(或拼接)在一起。这些通常是不振动的静态部件。振动部件即所谓的超声焊头(sonotrode),其位于焊接区域或拼接区域的底部处。一旦导线被置于焊接位置,第一部件601向前移动并在超声焊头的方向上将导线300向下压。一旦以预设的压力值(在超声焊接机器上编程)压住导线300,超声焊头(底部)开始振动并因此执行焊接。
对已剥线导线端子的单侧或双侧加载使得分别能够从一侧进行对接焊接或从两侧进行双端(共线)焊接。在后一种情况下,电线300必须被固定式夹具部分130抓取在焊接机器600前面(即在焊接机器600处),且机器人臂100必须移动返回以收集其他电线300(且重复从另一剥线工具200获得所述其他已剥线电线300的步骤),并将它们移动至焊接机器600或拼接机器的另一侧(相对侧)。然后,可以进行双端焊接或拼接。
自动化系统1还可以具有通用单元700,该通用单元700具有控制单元、处理单元和/或用于定位机器人臂100、所述臂的对齐部分120和/或活动夹具的活动夹具部分110的定位单元。通用单元700可以构造成命令机器人臂100的活动夹具的夹具部分110和对齐器部分120、机器人臂100本身、布置在焊接机器600处的固定式夹具13、焊接机器600本身、以及自动化系统1的任何其他列出或未列出的部件。通用单元700还可以包括映射单元(mapping unit),用于存储或接收(一个或多个)剥线工具200的位置,以及特别地所述(一个或多个)剥线工具的一个或多个接纳部分230的位置。
自动化系统1还可以包括检测单元,该检测单元构造成检测一个或多个接纳部分230、一根或多根电线300、或任何其他物体。通用单元700可以包括动力储存器或一般供电连接装置。
图16示出了自动化系统1的机器人臂100的详细图。
臂100配备有如上所提的夹具部分110和对齐器部分120。对齐器部分120表现为处于打开位置。
对齐器部分120优选地具有以下部件:可平移柱124t,用于将钳爪的近端部分122p与钳爪的远端部分122d联结,并且允许远端部分122d向着近端部分122p前后移动;和/或可转动柱124r,以允许近端部分122p和远端部分122d的转动。
对齐器部分120还可以具有近端锁定部分121p,该近端锁定部分121p于远端锁定部分121d连接并锁定,锁定部分优选地是例如三角形形状的突起和对应凹部。
对齐器部分120还可以具有近端夹定部分123p和远端夹定部分123d,以夹定它们之间存在的电线300。夹定部分123p、123d优选地是例如三角形形状的对应形状,以确保它们之间的电线300的正确对齐。
对齐器部分120还可以具有伺服马达,以命令对齐器部分120的上述部件的移动。要注意的是,夹具部分110也可以具有用于相同目标的伺服马达。
图17示出了杠杆210的具体实施例的详细图,该实施例的效果有所改进,特别是对于具有0.13平方毫米至2.5平方毫米之间的横截面的导线。
杠杆210具有如上所提的抵接凸片部分213、铰接部分211和引导部分212。铰接部分211可以具有4毫米的外侧或外部直径210do,以及201毫米的内或内部直径210di。引导部分212可以呈弧形或弯曲,且优选地具有23.27的曲线半径210r。部分213可以配备有凹部210s和凸出部210t、210q以便于剥线。凹部长度的通常是3.1毫米,凸出部(210q)高0.2毫米,而凸出部(210t)的长0.33毫米。抵接部分213通常高1.86毫米(210p)。抵接部分213的边缘210k优选地是倒圆的,带有诸如0.1毫米或0.05毫米的小半径,并且可以配备有在剥线期间避免任何刮擦的斜槽或喙。将边缘210k弄平滑或形成倒角,带有小半径或带有斜槽,可防止刮擦或拉扯导线导体。
图18示出了机器人臂100的活动夹具的对齐器部分120的具体实施例的详细图。
对齐器部分120还可以具有近端夹定部分123p和远端夹定部分123d,以夹定它们之间存在的电线300,如上所提。夹定部分123p、123d优选地是例如倒圆或弧形形状的对应形状,以确保它们之间的电线300的正确对齐。
一旦近端夹定部分123p和远端夹定部分123d闭合,则确保了电线300的对齐,且优选地致使导线300共线地彼此相邻布置(而不是变成三角形形状的捆束或某种其他局部堆叠布置)。
此外,在图18所示的示例中,对齐器部分120可以通过双运动气动致动器致动,该双运动气动致动器可以同时移动对齐器部分120的两侧。
最后,一个或多个锁定齿112可以设置在活动夹具部分110上,以确保导线300不滑到夹具110外侧。这也可以应用于图15的固定式夹具130。
通过图19的步骤示意图示出了使用了用于对至少一根电线进行自动焊接或拼接的上述自动化系统的方法。该方法适用于具有被绝缘护套覆盖的电导体和其端部部分302的导线,其中,电导体具有线股或整件电气元件。
该方法包括用于对一根或多根导线进行剥线的以下步骤:
701:将电线300的端部部分302插入到剥线工具200的接纳部分230中,
702:将电线的端部部分302抵接在剥线工具的导线夹持杠杆210的抵接凸片部分213上,以及
703:从剥线工具的接纳部分移除电线,以便对电线进行剥线。
根据实施例,步骤701和702在工业工作站的第一区域、例如自动插接区域810处执行。在一些实施例中,在剥线工具位于自动插接机器800中时执行步骤701和702。
相反,步骤703在工业工作站的不同于第一区域的第二区域、例如焊接或拼接区域610处执行。在实施例中,在剥线工具200位于焊接或拼接机器600中时执行步骤703。
实际上,方法包括将一根或多根导线输送至焊接或拼接机器600的步骤,使得通过所述机器600将一根或多根导线的已剥线端部部分焊接或拼接。在所述导线仍未被剥线、且仍然被容纳和保持在剥线工具200内时,执行对导线的输送。换言之,可能的不同类型(包括如可能的情况的不同截面)的单根导线已在自动插接机处收集起来,并取决于正在制作的电缆束的规格,按正确的顺序(如适用)分别插入到剥线工具200的相应接纳部分230中,如前所述。然而,仅在剥线工具200从自动插接机器输送至焊接或拼接机器600之后执行该步骤703。通过使用机器人臂100在单个步骤中从剥线工具拉动所述导线,从而将成组导线全部一起剥线。
该方法还包括使用焊接或拼接机器600焊接或拼接一根或多根电线的线股的步骤706。有利地,该方法允许焊接或拼接至少两根电线的线股或整件电气元件,从剥线工具移除时直到它们被焊接或拼接均不失去它们的顺序布置、对齐和相互定位。实际上,一个和同一机器人臂既通过将导线从剥线工具200移除以对导线进行剥线,又将它们呈至焊接或拼接机器600,以供对它们同时进行焊接或拼接。
可选地,方法包括在每个剥线工具基础上对步骤701至703的重复704,用于另一根电线或另一组导线。换言之,插入步骤701、抵接步骤702重复用于另一根电线或另一组导线,并且/或者焊接步骤703在每个剥线工具基础上重复,以对从另一剥线工具移除的一根或多根导线进行焊接或拼接。在图19的步骤示意图中,可选重复的步骤701至703通过虚线连接箭头704示意性地表示。有利地,每次机器人臂从剥线工具移除导线、即从剥线工具拉出导线时,它同时拉动所有导线并同时对所有导线进行剥线(所有配合在该剥线工具中的导线),这重复用于第二、第三或其他可能安装在托板上的剥线工具。
有利地,电线的端部部分302通过预剥线部分303与电线的主要部分301分离,并且方法的步骤702包括在预剥线部分303的一侧上将电线的端部部分抵接在抵接凸片部分213上。
换言之,电线的端部部分303与夹持杠杆210抵接,杠杆210的抵接部分213与端部部分302的预剥线部分303的一侧抵接。
这允许更方便地对导线进行自动化剥线。
有利地,该方法的步骤703还包括:
-用机器人臂100的活动夹具部分110抓取一根或多根电线,和/或
-用机器人臂100的对齐器部分120夹定一根或多根电线300,以便维持对一根或多根电线300的对齐。
这允许从剥线工具移除导线,并且保持导线的对齐。
有利地,机器人臂的活动夹具部分移动至剥线工具,且在导线位于夹具内侧或夹具内时、例如在活动夹具部分的两个钳爪之间时闭合,导线优选地不被钳爪压实或夹实,使得活动夹具部分可以沿着导线滑动,直到活动夹具部分到达预期位置为止。
有利地,一旦活动夹具部分110位于相对于导线300的预期位置,机器人臂100的对齐器部分120可以从向后位置至向前位置向着所述导线300移动,在向前位置中导线300被接纳在对齐器部分120的钳爪内。
有利地,一旦机器人臂100的对齐器部分120到位,其活动夹具部分110可以压实导线300,然后将它们从剥线工具200拉出来,然后对齐器部分120的钳爪优选地是闭合的,以维持导线300的对齐。
优选地,活动夹具部分110移动至剥线工具200,且在导线300位于活动夹具部分的内侧时闭合,导线300优选地不被压实,使得活动夹具部分110可以沿着导线300滑动,直到活动夹具部分110到达预期位置为止。
对齐器部分120然后从向后(搁置)位置向前方移动,以在对齐器部分内接纳导线。
一旦机器人臂100的对齐器部分120到位,活动夹具部分110压实导线300,然后将它们从剥线工具200拉出来,接着对齐器部分120优选地闭合,以在从剥线工具200抽出导线300之后维持它们的对齐。
在一些实施方式中,输送剥线工具200的步骤705还可以包括:
-在第一侧抓取第一电线,其处于待通过焊接机器或拼接机器焊接或拼接的位置中,以及
-将第二电线定位在待通过焊接或拼接机器焊接或拼接的位置中,在焊接机器或拼接机器的第一侧,或在焊接或拼接机器的与所述第一侧相对的第二侧。
同样,焊接步骤706可以包括焊接或拼接两根电线的线股或整件电气元件。
这允许提供对接或者双端拼接或焊接都方便的解决方法。
有利地,该方法还包括以下步骤:
-提供带有第一托板和第二托板的自动化系统,
-将第一剥线工具安装在第一托板上,并且将第二剥线工具安装在第二托板上。
这就允许自动化系统在接线或焊接机器的位置上对安装在第一托板上的一根或多根导线进行剥线和/或接线或焊接,同时在自动插接机器的位置上继续工作(例如对已经安装在第二托盘上的一根或多根其他导线进行预剥线和/或将其插入在第二剥线工具中)。
可以理解,对本领域技术人员显而易见的各种修改和/或改进可以对在本说明书中描述的公开的各种实施例进行,而不脱离所附权利要求所限定的公开范围。在可能或必要的情况下,不同的实施例可以组合。

Claims (21)

1.一种用于具有被绝缘护套覆盖的电导体的电线(300)的端部部分(302、304)进行剥线的剥线工具(200),
所述剥线工具(200)包括:
-主体(201),所述主体(201)带有布置成接纳所述电线(300)的所述端部部分(302、304)的至少一个接纳部分(230),
-至少一个杠杆(210),所述至少一个杠杆(210)与所述主体(201)铰接,以便能在搁置位置与偏转位置之间移动,
-第一弹性构件(240),所述第一弹性构件(240)布置成在所述杠杆(210)上施加从所述偏转位置至所述搁置位置的返回力,
其中,所述杠杆(210)具有布置在所述主体(201)的所述接纳部分(230)前面的引导部分(212),以便通过将所述电线(300)的所述端部部分(302、304)插入到所述接纳部分(230)中,将所述杠杆(210)从所述搁置位置移动至所述偏转位置,以及
其中,所述杠杆(210)具有抵接凸片部分(213),所述抵接凸片部分(213)布置成在将所述电线(300)移除出所述接纳部分(230)期间,向所述电线(300)的所述端部部分(302、304)施加剥线作用。
2.根据权利要求1所述的剥线工具(200),其特征在于,所述接纳部分(230)具有通孔,带有插入侧(230i)和与所述插入侧(230i)相对的对置侧(230o),所述接纳部分(230)优选为圆锥形形状。
3.根据权利要求2所述的剥线工具(200),其特征在于,所述通孔在所述插入侧(230i)上的直径大于5毫米,而在所述对置侧(230o)上的直径大于3毫米。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的剥线工具(200),其特征在于,所述剥线工具具有多个接纳部分(230),优选地两个或更多,更优选地七个或更多。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的剥线工具(200),其特征在于,所述电线(300)的所述端部部分(302、304)通过预剥线部分(303)与所述电线的主要部分(301)分离,并且其中,所述杠杆(210)的所述抵接凸片部分(213)布置成,当所述电线(300)的所述端部部分(302、304)插入在所述接纳部分(230)内侧时,在所述预剥线部分(303)的一侧上与所述电线(300)的所述端部部分(302、304)抵接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的剥线工具(200),其特征在于,所述引导部分(212)布置在所述杠杆(210)的所述抵接部分(213)与铰接部分(211)之间。
7.根据权利要求3和4所述的剥线工具(200),其特征在于,所述主体(201)还包括导线引导部分(250),所述导线引导部分(250)布设在所述主体(201)的后侧、相对于导线插入到所述接纳部分(230)中的方向在所述主体(201)的后面,与所述接纳部分(230)的相应通孔连续。
8.根据权利要求7所述的剥线工具(200),其特征在于,所述导线引导部分(250)包括至少一个引导通道(251),且优选地是多个侧向相邻的引导通道(251),布置为所述主体(201)的所述接纳部分(230)中的相应通孔的后延伸段,从所述接纳部分(230)的对置侧(230o)延伸,所述引导通道(250)适于容纳待剥线的导线的相应端部部分(203)。
9.根据权利要求8所述的剥线工具(200),其特征在于,所述引导通道(251)具有倒转的U形横截面。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的剥线工具(200),其特征在于,还包括导线保持构件(900),所述导线保持构件(900)具有:
-芯体(901),
-形成在所述芯体(901)中的纵向延伸槽(920),
-锁定凸片(910),相应地安装在所述槽(920)中,并且适于从导线锁定位置移动至导线释放位置,且反之亦然,以及
-第二弹性构件(940),所述第二弹性构件(940)适于向所述锁定凸片(910)施加返回力,从而在没有任何相反作用力的情况下,将所述凸片置于所述导线锁定位置中。
11.根据权利要求10所述的剥线工具(200),其特征在于,所述锁定凸片(910)具有倾斜前表面,所述倾斜前表面构造成接收外力(F),使得所述锁定凸片(910)对抗所述第二弹性构件(940)的力从所述导线锁定位置移动至所述导线释放位置。
12.一种自动化系统(1),所述自动化系统(1)包括根据权利要求1至11中任一项所述的剥线工具(200)、优选为超声焊接机器的焊接机器(600)或拼接机器、以及布置成将一根或多根电线(300)从所述剥线工具(200)输送至所述焊接机器或拼接机器(600)的机器人臂(100)。
13.根据权利要求12所述的自动化系统(1),其特征在于,所述机器人臂(100)包括布置成抓取所述一根或多根电线(300)的活动夹具部分(110),和/或布置成维持对所述一根或多根电线(300)的对齐的对齐器部分(120)。
14.根据权利要求12或13所述的自动化系统(1),其特征在于,还包括固定式夹具部分(130),所述固定式夹具部分(130)布置成在所述焊接机器(600)或拼接机器附近或前方抓取所述一根或多根电线(300)。
15.一种使用根据权利要求12至14所述的自动化系统的方法,用于一根或多根电线(300)的自动焊接或拼接,所述一根或多根电线(300)具有被绝缘护套覆盖的电导体以及具有所述电线(300)的端部部分(302、304),其中,所述电导体具有多个线股或单一电气元件,所述方法包括以下步骤:
-将所述电线(300)的所述端部部分(302、304)插入(701)到所述剥线工具(200)的所述接纳部分(230)中,
-将所述电线(300)的所述端部部分(302、304)抵接(702)在所述抵接凸片部分(213)上,
-从所述接纳部分(230)移除(703)所述电线(300)的所述端部部分(302、304),以便对所述电线(300)进行剥线,
-将所述导线输送(705)至焊接或拼接机器(600),
-焊接或拼接(706)至少一根所述电线(300)的线股,或焊接或拼接(706)至少两根所述电线(300)的线股或单一电气元件,
其中,所述插入(701)步骤和所述抵接(702)步骤在工作站的第一区域处执行,而所述焊接或拼接步骤在所述输送(705)步骤的执行之后在所述工作站的与所述第一区域不同的第二区域处执行,在所述输送(705)步骤中,将在其中容纳和保持了所述导线的所述剥线工具(200)从所述第一区域输送至所述第二区域。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述插入(701)步骤、所述抵接(702)步骤重复用于另一根电线或另一组导线,并且/或者所述焊接(703)步骤在每个剥线工具挤出上重复。
17.根据权利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述电线(300)的所述端部部分(304)通过预剥线部分(303)与所述电线(300)的主要部分(301)分离,
所述抵接(702)步骤还包括在所述预剥线部分(303)的一侧上将所述电线(300)的所述端部部分(302、304)抵接在所述抵接凸片部分(213)上。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法,其特征在于,所述输送(705)步骤还包括用活动夹具部分(110)抓取所述一根或多根电线(300),和/或用所述臂(100)的对齐器部分(120)夹定所述一根或多根电线(300),以便维持所述一根或多根电线(300)的对齐。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法,其特征在于,所述输送(705)步骤还包括:在第一侧抓取第一电线(300),所述第一电线(300)处于待通过所述焊接或拼接机器(600)焊接或拼接的位置中,以及在所述焊接或拼接机器(600)的第一侧,或在所述焊接或拼接机器(600)的与所述第一侧相对的第二侧,将第二电线(300)定位在待通过所述焊接或拼接机器(600)焊接或拼接的位置中,
并且其中,所述焊接(706)步骤包括焊接或拼接所述第一电线或第二电线(300)的线股或单一电气元件。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
-提供第一托板和第二托板,
-将第一剥线工具安装在所述第一托板上,并且将第二剥线工具安装在所述第二托板上。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
-将所述活动夹具部分(110)移动至所述剥线工具(200),且半所述导线(300)闭合在所述活动夹具部分(110)内,所述导线(300)优选地不被压实,使得所述活动夹具部分(110)能沿着所述导线(300)滑动,直到所述活动夹具部分(110)到达预期位置,
-将所述对齐器部分(120)从向后位置向前方移动,以在所述对齐器部分(120)内接纳所述导线(300),以及
-一旦所述机器人臂(100)的所述对齐器部分(120)处于预期位置,所述活动夹具部分(110)压实所述导线(300),然后将它们从所述剥线工具(200)拉出来,然后所述对齐器部分(120)优选地是闭合的,以在从所述剥线工具(200)抽出所述导线(300)之后维持所述导线(300)的对齐。
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