CN102882098A - 电缆组件卧式气动压力机和电缆组件压配方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种电缆组件卧式气动压力机和电缆组件压配方法，台面下安装电磁阀，台面上安装压力机构、定位机构、PLC电气控制机构和两个启动开关，传感机构装于定位机构侧面，感应到扳手向下扳动至90°位置的信号时，电源接通，双手同时按两个启动开关，自动控制压力机构动作实施压配。本发明采用了机械定位与传感定位结合的定位方式，采用了人工预定位和自控压配结合的模式，模块化机构设计，利用PLC电气控制机构将预设参数直接输入，实现了电缆组件的卧式压配，提供了电缆组件卧式气动压力机。压配期间无需手工扶持，减轻劳作负担。保证安全性，本发明解决了直径较大的半柔、刚性电缆组件的自动化压配问题，压配效率及压配质量大幅度提高。

Description

电缆组件卧式气动压力机和电缆组件压配方法

技术领域

本发明属于电子信息技术领域。主要涉及电连接器中电缆组件的装配，具体就是一种新型的电缆组件卧式气动压力机和电缆组件压配方法。应用于电连接器电缆组件制造行业对电缆组件压配装配或其他行业需要对电缆组件进行压配的场合。 

背景技术

连接器是成千上万种的电子元器件产品中的应用非常广泛的常用器件，也是应用非常广泛的一种通用器件，产品可广泛应用于雷达系统、航天和通讯等军工或民用领域，也应用于仪器、自动控制、通信等工业领域。连接器的使用分插头和插座，用于连接不同设备或不同电路板间的对应信号，而通过电缆连接时，通常要将电缆线与连接器在出厂前进行可靠连接，形成电缆组件。 

多数电缆组件在装配过程中，电缆接头与电缆线需要压配，普通立式手扳冲床、气动冲床压配时需要将电缆线立起，如果电缆线较长，在立起压配过程中，关键尺寸很难保证，特别对于直径较大的半柔、刚性电缆线，操作非常不便。另外，使用普通压力机难以保证电缆接头与电缆线方向性对准、装配尺寸差、操作不便。对于尺寸长的电缆，无法进行电缆组件精确装配，目前尚无一种能够适应于安装长尺寸电缆的压配装置，因此也制约着特种电缆的产品设计和加工。 

本申请的项目组在互联网上就本主题，在国内外专利文献和公开发表的期刊论文中检索，尚未发现与本发明密切相关文献和同样的报道。 

发明内容

针对现有技术中，无论是国内还是进口电缆组件的装配设备，多为立式压力机，对于直径较大的半柔、刚性电缆，操作非常不便，加工质量一致性差，对于一些特殊件甚至存在无法加工的问题。本发明提出一种采用电脑编程实现，制造成本较低廉。使用寿命长，对电缆组件压配效率及压配质量大幅度提高，加工简单，安全，可靠性高的电缆组件卧式气动压力机和电缆组件压配方法。 

本发明是一种电缆组件卧式气动压力机，包括有：电磁阀、带有支撑座的台面、安装在台面之上的压力机构、定位机构和启动开关，电磁阀与压力机构电信 号连接，本发明的电缆组件卧式气动压力机还包括有PLC电气控制机构和传感机构，PLC电气控制机构与启动开关、PLC电气控制机构与电磁阀、PLC电气控制机构与传感机构三者之间均有电信号连接；传感机构安装于定位机构的侧面；台面上安装有两个启动按钮；电磁阀安装于带有支撑座的台面下面，定位机构为机械定位与传感定位相结合的定位机构。 

本发明针对电缆组件在立式压配过程中，关键尺寸很难保证，特别对于直径较大的半柔、刚性电缆，操作非常不便的实际问题。考虑实际需要，设计并提供了一种电缆组件卧式气动压力机，该压力机主要填补了长电缆组件装配的这一空缺，电缆组件装配过程中，使用普通压力机存在难以保证接头与电缆方向性、装配尺寸不精准、操作不便等问题。本发明采用PLC电气控制机构，利用微电脑自动编程控制，设置压力大小、压配时间、计数功能且设置简单、操作方便。连接底板均采用U形槽设计，行程连续可调，适用不同规格产品压配。尤其对部分特殊电缆对电缆与接头有方向要求的，压配合格率高、操作方便简洁。 

本发明采用电脑编程实现，制造成本较低廉。使用寿命长，对电缆组件压配效率及压配质量大幅度提高，加工简单，安全，可靠性高。 

本发明的实现还在于：定位机构包含有：定位底板、机身、主轴、复位弹簧、凸轮、连杆、扳手、定位板、滑板，连杆安装于凸轮中心，扳手安装在连杆上形成手动预压的凸轮扳手机构；凸轮与主轴为传动机构，主轴与机身之间加装有复位弹簧，机身通过螺纹与定位底板连接在一起，为间隙配合，机身后端通过螺纹连接定位板。滑板位于机身之上，通过螺纹固定连接在定位板上，定位板上的上端设有电缆线放置槽，凸轮扳手机构安装后，连杆的一端固定连接的扳手位于机身一侧，连杆的另一端伸出机身的另一侧，在连杆伸出端旁边安装有传感机构。 

本发明的定位机构为机械定位与传感定位相结合的定位机构。为了提高效率，保证质量，一般的压配装置均有定位机构，通常的定位机构采用机械限位控制加工尺寸，本发明在采用机械限位的同时还增加了位移传感监控，二者结合使得加工精度更准确，同时也为本发明的两步压配法提供了控制信号。 

本发明的实现还在于：凸轮采用近似“菱形”设计，转动角度为90°，径差18mm。 

本发明的凸轮采用近似“菱形”设计，结构新颖，不仅在手工扳动时节省了力量，更重要是防止了气动压配时凸轮回转引起的不安全因素或不正确操作。 

本发明的实现还在于：压力机构包括有：侧面板、压力底板、立板、薄型汽缸，压力底板上设有U型槽，立板与两个侧面板“工”字形焊接，并通过压力底板固定于台面上；立板设有U型槽，通过螺钉连接薄型汽缸，薄型汽缸的主轴上安装有接头适配器，接头适配器位置与定位机构的电缆放置槽对应。 

压力机构通过标准螺钉固定于台面，U型槽可以使压力底板在台面上横向调节。U型槽可以使薄型汽缸纵向调节高度。压力底板立板与两个侧面板焊“工”字形焊接，并通过螺钉固定于台面上。 

本发明的实现还在于：定位机构和压力机构中的各机械构件以及台面均采用45#钢制作，外表面见光处理并镀镍。坚固耐用、美观大方。 

本发明还是一种电缆组件压配方法，对电缆组件的压配是在上述的电缆组件卧式气动压力机进行，电缆组件压配操作过程包括： 

一.打开压力机电源，红色指示灯亮；通过PLC电气控制机构的显示屏和键盘，将预设参数输入。 

二.将电缆接头放置于压力机构的接头适配器位置，电缆线压配端放置于定位机构的电缆线放置槽中，此时电缆与接头均无法旋转，保证压配方向不变。 

三.手动将定位机构扳手轻轻扳下，定位机构的主轴横向伸出，使电缆接头与电缆线压配端人工对正，轻扳扳手实施预压。 

四.在扳手扳下的同时传感机构自动识别定位机构到达最佳位置并传递信号至PLC电气控制机构。 

五.PLC电气控制机构将按预设参数进入待机状态。 

六.双手按下两个启动按钮。 

七.压力机构开始工作，薄型汽缸推动电缆接头按PLC电气控制机构预设参数施加压力，将电缆接头与电缆线完成压配。 

八.压配结束后，PLC电气控制机构自动控制压力机构复位，手工将产品取出。 

本发明提供了手工预压与气动压配相结合的二次压配方式，不仅保证了电缆组件压配操作安全和截面尺寸，更重要的是为直径较大的半柔、刚性电缆及特种电缆的自动化压配加工提供一种加工精度高的装置和方法。 

本发明的实现还在于：预设参数包括压力预设、保压时间、计数复位。 

本发明电缆组件卧式气动压力机对电缆组件的压配加工简单，同时本发明的 工程化实现也比较容易，其中PLC电气控制机构采用电脑编程实现，制造成本较低廉。使用寿命长，电缆组件压配效率及压配质量大幅度提高，并能有效推动一般电缆和复杂电缆组件的自动化制造。 

利用本发明进行连接器与电缆压配，实现了完美人机结合，人工定位、对位，机器自动完成压配，机器将劳动强度最高的部分替代，大幅度减轻了工人劳作强度，安全，可靠。 

附图说明：

图1为本发明整体结构俯视示意图； 

图2为本发明整体结构主视示意图； 

图3为本发明整体结构后视示意图； 

图4为本发明整体结构轴侧示意图； 

图5为本发明压力机构的结构主视示意图； 

图6为本发明压力机构的结构轴侧示意图； 

图7为本发明定位机构的结构剖视示意图； 

图8为本发明PLC电气控制机构的结构轴侧示意图。 

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进一步详细说明 

实施例1： 

本发明是一种电缆组件卧式气动压力机，包括有：电磁阀、带有支撑座的台面、安装在台面之上的压力机构、定位机构和启动开关，电磁阀安装于带有支撑座的台面的下面，电磁阀与压力机构电信号连接，参见图1，电缆组件卧式气动压力机还包括有PLC电气控制机构1和传感机构7，PLC电气控制机构1与启动开关5，PLC电气控制机构1与电磁阀6均有电信号连接。传感机构安装于定位机构的侧面，传感机构与PLC电气控制机构1和电磁阀6有电信号连接，当人手将扳手12向下扳动至90°位置时，传感机构7感应变化，将信号传给PLC电气控制机构1后将电源接通，而在小于90°或超过90°时，电源不能被接通，整个机器不能工作。本发明在台面3上设有两个启动按钮5，两个启动按钮5与PLC电气控制机构1有电信号连接。两个启动按钮5的设置也是一种安全保证，在电缆组件安装的压力机工作时，时常有不小心发生操作者手受伤的事故，本发明专门设计了两个启动按钮5，在启动压力机工作时，保证操作者的手不在压力工作 区，保障了加工安全性。 

本发明的定位机构为机械定位与传感定位相结合的定位机构4。定位机构4包含有：定位底板20、机身14、主轴18、复位弹簧19、凸轮15、连杆16、扳手12、定位板17、滑板13，连杆16连接于凸轮中心，扳手12安装在连杆16上形成手动预压的凸轮扳手机构，见图2，本发明的凸轮采用近似“菱形”设计，参见图7，凸轮15的转动角度为90°，径差18mm。 

凸轮15与主轴18为传动机构，主轴18与机身14之间加装有复位弹簧19，机身14通过螺纹与定位底板20连接在一起，为间隙配合，机身14后端通过螺纹连接定位板17；滑板13位于机身14之上，通过螺纹固定连接在定位板17上，定位板17上的上端设有电缆线放置槽，凸轮扳手机构安装后，连杆16的一端固定连接的扳手位于机身14一侧，连杆16的另一端伸出机身14的另一侧，在连杆16伸出端旁边安装有传感机构7。 

本发明在实现卧式电缆组件气动压力压配的主要功能设计的前提下，将定位机构为机械定位与传感定位相结合的定位机构，有手工定位、对位，又结合了机器完成压配，既有通过定位机构手工预压，又有机控冲压过程，以保证加工的精度和质量。 

参见图5和图6，2包括有：侧面板8、压力底板9、立板10、薄型汽缸11，压力底板9上设有U型槽，立板10与两个侧面板“工”字形焊接，并通过压力底板9固定于台面3上；立板10设有U型槽，通过螺钉连接薄型汽缸11，薄型汽缸11的主轴上安装有接头适配器，接头适配器位置与定位机构的电缆放置槽对应。本发明对压力机构的设计采用了模块式设计，可拆卸、加工简单，更换方便。 

本发明的定位机构4和压力机构2中的各机械构件以及台面3均采用45#钢制作，外表面见光处理并镀镍。 

实施例2 

电缆组件卧式气动压力机同实施例1，本发明还是一种电缆组件压配方法，其特征在于：在权利要求1-4所述的电缆组件卧式气动压力机进行，电缆组件压配操作过程包括： 

一.打开压力机电源开关21，红色电源指示灯22亮；通过PLC电气控制机构1的显示屏和键盘，将预设参数输入，预设参数包括压力预设、保压时间预设、 计数器23复位。对于不同电缆组件，本发明可以预设不同的保压时间，对于压配量较小的电缆组件预设的保压时间较短，对于压配量较大的电缆组件预设的保压时间较长。保压时间的预设可以根据经验调整。本发明还可以通过计数器23对压配数量进行自动计数，见图8。第一次使用前需要对计数器23进行复位。 

二.将电缆接头放置于压力机构2的接头适配器位置，电缆线压配端放置于定位机构4的电缆线放置槽中，此时电缆线与接头均无法旋转，保证压配方向不变。 

三.手动将定位机构扳手12轻轻扳下，定位机构的主轴18横向伸出，使电缆接头与电缆线压配端人工对正，轻扳扳手实施预压。 

四.在扳手12扳下的同时传感机构7自动识别定位机构4到达最佳位置并传递信号至PLC电气控制机构1。 

五.PLC电气控制机构1将按预设参数进入待机状态。 

六.双手按下两个启动按钮5，此时，操作者的两只手均在启动按钮上，不在压力工作区，保证了操作者的人身安全。 

七.压力机构2开始工作，薄型汽缸11推动电缆接头按PLC电气控制机构1预设参数施加压力，将电缆接头与电缆线完成压配。 

八.压配结束后，PLC电气控制机构1自动控制压力机构2复位，手工将产品取出。 

在电缆组件装配企业中，通常也将电缆接头称作连接器。 

本发明主要解决了电缆组件装配过程中，使用普通压力机难以保证接头与电缆方向性、装配尺寸差、操作不便等问题。本发明的压配方法既有通过定位机构手工预压，又有机控冲压过程，以保证加工的精度和质量。这填补了市场上的液压、气压设备，在冲压过程中只能靠模具定位，无法用手工调整零件的空白，对于一些特殊电缆，尤其是对电缆线与接头有方向要求的产品，通过手工调整零件与机控冲压结合，保证了压配的质量，提高了压配合格率。 

实施例3 

电缆组件卧式气动压力机和电缆组件压配方法同实施例1-2，下面结合附图和具体构成机构对本发明进一步详细说明。 

本发明电缆组件卧式气动压力机主要结构分为七部分，参见图1：压力机构、定位机构、台面、电磁阀、PLC电气控制机构、传感机构、启动开关。 

其中的台面3的长×宽×厚：500mm×300mm×10mm采用国标45#钢制作，外表面见光处理、棱角倒钝并电镀镍。 

其中的定位机构包含：底板B、机身、主轴、复位弹簧、凸轮、连杆、扳手、定位板、滑板共九部分。 

该机构部件均采用国标45#钢制作，外表面见光处理并电镀镍。 

复位弹簧可直接外购，弹簧内径50mm、外径60mm，弹簧高度：60mm，圈数：10圈，弹性系数：80-100N/dm。 

扳手、连杆、凸轮三者之间均采用标准M12×1.75螺纹连接，机身与主轴为间隙配合，主轴可以在机身内横向滑动。底板与机身、定位板与主轴、滑板与定位板均采用M10×1.5标准螺纹连接在一起。 

定位机构4主要实现动作：人手向下扳动扳手12，连杆带动凸轮15转动，凸轮15推动主轴18横向伸出，连接在主轴18上的定位板、滑板随主轴18一起横向伸出。 

复位弹簧19主要用于人手向上扳动扳手12，凸轮15转动，复位弹簧19带动主轴18复位。 

凸轮15采用近似“菱形”设计，转动角度为90°，径差18mm。因此，凸轮15转动后，推动主轴18横向伸出的最大位移为18mm。 

凸轮15采用近似“菱形”设计，转动角度为90°，不能360°旋转，是为了防止压力机构加压时主轴18回弹带动凸轮15回转。 

其中的压力机构2包含：侧面板8、压力底板9、立板10、薄型汽缸11四部分，见图5。 

侧面板8、压力底板9、立板10均采用国标45#钢制作，外表面见光处理并电镀镍。 

压力底板9加工有U型槽，通过标准M10×1.5螺钉固定于台面，U型槽使压力底板9在台面3上横向调节，见图6。 

立板10加工有U型槽，通过标准M12×1.5螺钉连接薄型汽缸11，U型槽可以使薄型汽缸11纵向调节高度。 

压力底板9与侧面8板采用氩弧焊“工”字形焊接，要求焊点平滑、焊接牢固。 

薄型汽缸11可以直接外购，型号为SMC100-50，其缸径为100mm，行程为50mm。 

其中的电磁阀为普通电子元器件，可以直接外购，其规格：交流220V，电流750mA，二位五通电磁阀。 

其中的PLC电气控制机构1均采用普通电子元器件制作，元器件普遍可以直接外购。其组成包括：可编程控制器PLC，中间继电器24，规格：欧姆龙MY4NJ，计数器，规格：欧姆龙DHC11J-2AL以及电源开关21、电源指示灯22。 

其中的传感机构，由微动开关及齿轮传感器组成，该元件相对普遍，可以直接外购。当扳手扳动时，齿轮传感器感知齿轮转动角度到达设定角度后，将电信号传至PLC电气控制机构1，PLC电气控制机构1接收到电信号后控制微动开关闭合将电源接通。 

本发明的启动开关5，由2个微动开关串联组成，该元件十分普遍，可以根据外观需求或圆形、或方形直接购买。用来启动连接器卧式气动压力机。安装2个开关，主要为了同时占用双手，防止机器启动过程中将手伸入。 

本发明的各个构成部分均分开独立设计，采用模块式设计，方便综合布线，整体构成简洁，压力机构、定位机构均使用标准螺纹连接，可拆卸、加工简单，不同的产品可以自制工装夹具，更换方便。 

本发明使用压缩空气为动力，通过PLC微电脑预设压配参数控制传感机构、压力机构及电磁阀完成自动化控制动作。 

电缆组件压配方法的操作过程：打开压力机电源，红色指示灯亮，将接头放置于压力机构，电缆压配端放置于定位机构，此时电缆与接头均无法旋转，保证压配方向不变。手动将定位机构扳手轻轻扳下，定位机构横向伸出，使接头与电缆压配端人工对正，并预压。在扳手扳下的同时传感机构自动识别定位机构到达最佳位置并传递信号至PLC电气控制机构1，PLC电气控制机构1将按预设参数进入待机状态，最后双手按下启动按钮5，压力机构开始工作，薄型汽缸推动接头按PLC电气控制机构1预设参数施加压力，将电缆接头与电缆线完成压配，电缆接头压配结束后，PLC电气控制机构1自动控制压力机构复位，手工将产品取出。 

本发明连接器与电缆压配过程中，先通过定位机构手工预压，可以将连接器与电缆压配部位完全对正，防止了压力机构直接加压可能带来的因工件压配位置对位不正，造成的零件报废。 

实施例4 

电缆组件卧式气动压力机和电缆组件压配方法同实施例1-3， 

连接器与电缆压配过程中，定位机构上安装有滑板，电缆可以直接放置于滑板上，压配期间无需手工扶持，减轻了工人劳作负担。 

本发明的定位机构采用传感器识别，参见图5和图8，当人手将扳手向下扳动至90°位置时，触发器将电源接通，而在小于90°或超过90°时，电源不能被接通，整个机器不能工作。完全避免了因手动扳压不到位或扳压过度，造成的人、机伤害及产品损失。 

本发明采用PLC微电脑控制，可以设置压力大小、压配时间、计数功能且设置简单、操作方便。PLC电气控制机构使用电压范围：交流110V至260V均可使用，电压范围宽，能够适用各种环境。 

本发明启动开关5采用双开关设计，需要双手同时按下方可启动，同时占用双手，避免了操作过程中操作者手介入压力机构，压伤的危险，操作安全可靠。 

本发明使用压力：工厂气源普遍，0.4MPa至0.8MPa，压力机构产生压力80公斤至400公斤均可调节，针对不同产品可以自由调节。 

本发明的电缆组件卧式气动压力机和电缆组件压配方法，在台面下安装电磁阀，台面上安装压力机构、定位机构、PLC电气控制机构和两个启动开关，传感机构装于定位机构侧面，感应到扳手向下扳动至90°位置的信号时，电源接通，当双手同时按下两个启动开关，自动控制压力机构动作，对电缆组件进行气动压配。本发明采用了机械定位与传感定位相结合的定位方式，采用了人工预定位和自动控制压配结合的工作模式；本发明对电缆组件卧式气动压力机的构成构件采用模块化的机构设计，利用PLC电气控制机构将预设参数直接输入，实现了电缆组件的卧式压配，提供的电缆组件卧式气动压力机，在压配期间无需手工扶持，减轻了工人劳作负担。保证了安全性，本发明解决了直径较大的半柔、刚性电缆组件的自动化压配问题，无论是对于普通的电缆组件，还是对直径较大的半柔、刚性电缆线以及对电缆线与接头有方向要求的特殊电缆的压配加工，其压配效率及压配质量均有大幅度提高。 

Claims (7)

1.一种电缆组件卧式气动压力机，包括有：电磁阀、带有支撑座的台面、安装在台面之上的压力机构、定位机构和启动开关，电磁阀与压力机构电信号连接，其特征在于：电缆组件卧式气动压力机还包括有PLC电气控制机构(1)和传感机构(7)，所述PLC电气控制机构1与启动开关(5)、PLC电气控制机构1与电磁阀(6)、PLC电气控制机构(1)与传感机构(7)三者之间均有电信号连接；传感机构安装于定位机构的侧面；台面(3)上安装有两个启动按钮(5)；电磁阀安装于带有支撑座的台面下面，所述定位机构为机械定位与传感定位相结合的定位机构(4)。

2.根据权利要求1所述的电缆组件卧式气动压力机，其特征在于：所述定位机构(4)包含有：定位底板(20)、机身(14)、主轴(18)、复位弹簧(19)、凸轮(15)、连杆(16)、扳手(12)、定位板(17)、滑板(13)，连杆(16)安装于凸轮(15)中心，扳手(12)安装在连杆(16)上形成手动预压的凸轮扳手机构；凸轮(15)与主轴18为传动机构，主轴(18)与机身(14)之间加装有复位弹簧(19)，机身(14)通过螺纹与定位底板(20)连接在一起，为间隙配合，机身(14)14后端通过螺纹连接定位板(17)；滑板(13)位于机身(14)之上，通过螺纹固定连接在定位板(17)上，定位板(17)的上端设有电缆线放置槽，凸轮扳手机构安装后，连杆(16)的一端固定连接的扳手位于机身(14)一侧，连杆(16)的另一端伸出机身(14)的另一侧，在连杆(16)伸出端旁边安装有传感机构(7)。

3.根据权利要求2所述的电缆组件卧式气动压力机，其特征在于：所述凸轮采用近似“菱形”设计，转动角度为90°。

4.根据权利要求3所述的电缆组件卧式气动压力机，其特征在于：所述压力机构2包括有：侧面板(8)、压力底板(9)、立板(10)、薄型汽缸(11)，压力底板(9)上设有U型槽，立板(10)与两个侧面板“工”字形焊接，并通过压力底板(9)固定于台面(3)上；立板(10)设有U型槽，通过螺钉连接薄型汽缸(11)，薄型汽缸(11)的主轴上安装有接头适配器，接头适配器位置与定位机构的电缆放置槽对应。

5.根据权利要求3所述的电缆组件卧式气动压力机，其特征在于：所述定位机构(4)和压力机构(2)中的各机械构件以及台面(3)均采用45#钢制作，外表面见光处理并镀镍。

6.一种电缆组件压配方法，其特征在于：在权利要求1-5所述的电缆组件卧式气动压力机进行，电缆组件压配操作过程包括：

一.打开压力机电源，红色指示灯亮；通过PLC电气控制机构的显示屏和键盘，将预设参数输入；

二.将电缆接头放置于压力机构的接头适配器位置，电缆线压配端放置于定位机构的电缆线放置槽中；

三.手动将定位机构扳手(12)轻轻扳下，定位机构的主轴(18)横向伸出，使电缆接头与电缆线压配端人工对正，轻扳扳手实施预压；

四.在扳手12扳下的同时传感机构(7)自动识别定位机构(4)到达最佳位置并传递信号至PLC电气控制机构(1)；

五.PLC电气控制机构(1)将按预设参数进入待机状态；

六.双手按下两个启动按钮(5)；

七.压力机构(2)开始工作，薄型汽缸(11)推动电缆接头按PLC电气控制机构(1)预设参数施加压力，将电缆接头与电缆线完成压配；

八.压配结束后，PLC电气控制机构(1)自动控制压力机构(2)复位，手工将产品取出。

7.根据权利要求6所述的电缆组件压配方法，其特征在于：预设参数包括压力预设、保压时间、计数复位。

Images