CN107565301A

CN107565301A - 用于焊接包含若干单独导线的线束的设备和方法

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Publication number: CN107565301A
Application number: CN201710518792.5A
Authority: CN
Inventors: 西蒙·胡贝尔; 根特·雅各布
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2018-01-09
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: DE102016112120B4; CN107565301B; DE102016112120A1

Abstract

根据本发明的用于将包含若干单独导线的线束在所述导线的去除绝缘的端部上焊接的设备包括接收设备、焊接装置和控制装置。接收设备装备有至少一个用于导线的接收腔室，其中导线通过抓取器且由控制装置控制地放入到此接收腔室内。接收设备在此布置在板上。板从装配位置移动到取出位置。焊接装置包含处在焊钳之间的开口且在放入方向上能紧邻接收设备后方地定位。即，在接收设备仍保持导线时，焊接装置进行导线的去除绝缘的端部的相互焊接。控制装置为此控制焊接装置，使得焊接装置的焊钳围绕导线的去除绝缘的端部定位且然后闭合。

Description

用于焊接包含若干单独导线的线束的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于焊接带有多根绝缘导线的电缆束的包含若干单独导线的线束的设备和方法，其中导线在待集束的端部上不具有接触部分且被去除绝缘。电缆束为车辆提供且可包含与插头和连接器连接的其它导线。

背景技术

在现代汽车中，但也在使用导线组的其它领域中，需要多根导线，以向单独的消耗器供电且实现在部件之间的数据交换。由多个导线制造电缆束应全自动化地进行。

用于制造的自动化的一个步骤是将带有接触部分的导线由抓取器引导地引入到插头内。为此，可使用全自动装配机，例如Komax公司的Zeta 656或类似的自动机器。通过全自动装配机实现的自动化的制造的范围实际上包含自动地切割导线、去除导线的绝缘(也可部分剥离)和施加单芯密封(Einzeladerdichtungen)等。此外，在全自动装配机的情况中也可将抓取器与接触部分和可能的与提供有单芯密封的导线引入到插头内，所述插头在板上预保持在保持装置内。此外，从DE 10 2013 014 753 A1中已知，在完成装配之后通过推入装置推动插头的次级锁定部分且自动地考虑所述锁定部分的正确的位置。

全自动装配机可将导线插入到腔室内。这些导线事先提供有接触部分和可能的单芯密封，或通过预处理而适合于无接触部分的插头系统。

腔室是壳体的主要部分且对应于预先限定的空间，所述空间接收且固定保持接触部分和可能的单芯密封和导线。

除插头外，在导线组中也使用连接器，以将两个或多个导线相互连接。

连接器是导线之间的导电连接，其目的是将电势在多个导线上分配。除加工为如带有腔室的壳体的切夹式连接器或插头连接器(但带有明显增加的材料成本)外，连接器不插入到腔室内。无腔室连接器通常是焊接连接器、压接连接器或管连接器，其中焊接连接器由于低材料需求和监测能力而是有利的。

对于焊接连接器(但也对于另外的连接器类型)，必须将实际的导线以手工集束且手工地提供到相应的运行装置处以用于焊接。DE 10 2016 107 270示出了如何可将若干单独导线组合为线束的设备，但仍未解决可如何将线束的去除绝缘的导线端部焊接。

从DE 197 06 449 A1中已知用于制造部分导线组的设备，其中将导线放入到由两个矩形轮廓组成的保持装置内，且通过压夹(Niederhalten)将导线保持到位。保持装置是用于汇集的部分处理模块的部分，所述部分处理模块布置在用于集束和焊接的部分处理模块旁。因此，导线的被去除绝缘的端部在放入到保持装置内时也直接放入到焊接设备内且在该处被集束/焊接。从DE 26 49 534 C2中已知将导线在其绝缘部上夹紧以用于保持。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是给出一种设备和方法，其中可将所述连接器的制造进一步地简化且自动化。此技术问题通过带有权利要求1的特征的设备和带有权利要求18的特征的方法解决。本发明的有利的扩展在从属权利要求、说明书和附图中得到。

根据本发明的用于将包含若干单独导线的线束在所述导线的去除绝缘的端部上焊接的设备包括接收设备、焊接装置和控制装置。

接收设备装备有至少一个用于导线的接收腔室，其中导线通过抓取器且由控制装置控制地放入到此接收腔室内。

焊接装置包含处在焊钳之间的开口，且可定位为紧邻接收设备、尤其是在放入方向上紧接在接收设备后面。即，在接收设备仍保持导线时，焊接装置进行导线的去除绝缘的端部的相互焊接。控制装置为此控制焊接装置，使得焊接装置的焊钳围绕导线的去除绝缘的端部定位且然后闭合。以此由多个导线自动地制造了连接器，而无需工人的手工干预。

相对于迄今为止的技术方案，电缆束制造的自动化程度提高且可以经济上有意义地自动化的导线组的范围明显提高。车辆的至多50％的导线在至少一个导线端部上具有连接器。

自动化的连接器制造导致生产时间的节约且因此导致成本降低。节约比自动化地装配插头的情况更高。在实践测试中已表明相对于手工的连接器制造，可节约大约制造时间的一半。

自动化的连接器制造导致恒定的质量，特别地导致更高的质量。没有因与手(油脂)接触而导致的对绞合线的污染。无需在焊接前将导线的去除绝缘的端部散开。也无需注意将导线推入到焊接设备内的不同远处。

焊接连接，如通过超声焊接或电阻焊接而进行的焊接连接，在汽车制造中被特别稳定地制造。作为焊接装置的替代，也可使用压接装置或挤压装置来制造连接器，在此压接头或管(其多为环绕的)被与导线的被去除绝缘端部的端部压在一起且在导线之间不产生接触。

根据本发明的有利的扩展，接收腔室具有关于导线的绝缘部的夹紧设备。即导线被保持在接收腔室内而无接触部分。DE 10 2016 107 270示出了可如何设置夹紧设备的不同的变化实施例。此夹紧设备与导线的自重一起允许导线在接收设备内直至焊接过程的可靠的保持。

根据本发明提供了板，在所述板上布置了接收设备。有利地，在板上与接收设备一起布置了至少一个用于插头的保持装置。以此可使用抓取器以为插头装配包含接触部分的导线且为接收设备装配无接触部分的导线。以此，可在导线的两端被相继加工时制成插头和连接器端子的任意组合。

控制装置根据本发明控制板从装配位置到取出位置的运动，其中在装配位置中将导线放入到接收设备内，且在取出位置中准备和/或执行导线的焊接。以此可使用设备的装配能力而无大的停机时间，因为在将装配好的板移动到取出位置时，可将另外的未装配的板移动到装配位置中且对其进行处理。即，至少两个板同时被使用。如果将多个接收设备布置在共同的板上，即仅需在装配多个接收设备即准备多个连接器时才进行从装配位置到取出位置的更换，则设备的效率进一步提高。

在焊接时应将快速的处理时间与有限的必需的投资量相协调。因此有利的是在接收设备处在取出位置时，焊接装置移向多个接收设备以用于将导线相继焊接。为此，被认为有利的是接收设备在后侧不被板覆盖和/或接收设备布置在板的边沿上。这允许在焊接装置可运动地或固定地定位时使焊接装置的更容易地接近接收设备和放入到其内的导线，特别是去除绝缘的且待相互焊接的端部。

如果例如焊接装置至少对于一个接收设备定位使得控制装置控制抓取器使得在放入导线时接收腔室或多个接收腔室同时将导线的去除绝缘的端部置于在放入方向上位于后方的焊钳之间，则在放入最后的导线之后可立即开始焊接。此解决方案变化实施例(第一变化实施例，图11)特别地适合于位置固定地布置的焊接装置。焊接装置不必在不同的接收设备之间运动。

作为其替代，控制装置也可控制焊接装置的运动，使得在放入包含若干单独导线的线束时(线束可在放入之前、放入期间或放入之后形成)将焊接装置移动到焊接位置中，所述焊接位置在放入方向上处在接收设备后方或旁边。这可使得焊接装置同时用于多个接收设备。根据一个变化实施例(第二变化实施例，图12a和图12b)，焊接装置的运动在一个轴线上进行。在达到焊接位置时，接收设备或焊接装置执行旋转运动以将包含若干单独导线的线束引入到焊接装置内。焊接装置的简单的直线运动与旋转运动的组合足以共同应对一系列例如布置在板的边沿上的接收设备。有利地，旋转运动进行大约90°，使得在旋转之后导线的去除绝缘的端部的定向垂直于放入方向，或在旋转运动之前焊接装置垂直于放入方向定向。

对于可靠的焊接，已表明有利的是接收设备或焊接装置在旋转运动的开始位置和结束位置中通过固定器设备锁止。因此不出现意外的角度偏差，以此可保证限定的装配过程，且导线的去除绝缘的端部总是垂直地定向在焊钳之间。如果接收设备的旋转运动被控制装置或通过焊接装置控制且接收设备相对于板通过支持至少一部分旋转运动的弹簧预张紧，则实现了操作的进一步简化。

如果焊接装置的运动在两个轴线上进行(第三变化实施例，图13)且焊接设备可从后方通过在板上自由移动被引导向导线，则可省去旋转运动。单独的焊接装置可因此在X方向和Y方向上相继地移向多个接收设备且将线束的导线端部相互焊接。

如果如前所述使板在多个位置之间运动，则也有利的是将焊接装置从待机位置移动到焊接位置，以在板的运动期间不挡路。

为简单地将导线端部定位在焊接装置内，有利的是使得焊接装置的焊钳之间的开口从侧部特别地从上方可自由接近。因此，不要求焊接装置也必须在Z轴线上可运动。

本发明的另一个有利的构造在于控制装置控制接收设备，使得接收设备仅在焊接过程至少已开始时才打开，尤其是仅在焊接过程结束且焊钳打开时才打开。接收设备因此将导线保持到至少至焊接装置的焊钳具有围绕导线端部的固定的保持。

根据本发明的设备很成功地与作为超声波焊接设备的焊接装置一起被测试。因此特别地被验证的接收设备提供了分隔装置，所述分隔装置将各接收腔室相互分开且可运动地布置。各接收腔室在第一位置中形成(随后取出导线所需要的)共同的接收空间且在第二位置中相互分开，以用于放入和保持导线。

根据本发明的用于焊接带有去除绝缘的端部的包含若干单独导线的线束的方法建议了至少如下步骤。控制装置通过在接收设备的至少一个接收腔室内的抓取器控制一定量的无接触部分的导线的运动。接收设备在此布置在板上。板从装配位置移动到取出位置，其中在装配位置中将导线放入到接收设备内且在取出位置中进行导线的焊接。在板运动时实现了可紧邻接收设备地定位的焊接装置的焊钳的布置，以焊接导线的去除绝缘的端部。最后，焊钳为焊接导线的去除绝缘的端部闭合、将导线焊接且仅在为取出现在已制成的连接器时再打开。

附图说明

图1示出了带有用于插头的保持装置的板，

图2示出了装配有插头的板，

图3示出了在将导线引入到插头内时的抓取器，

图4示出了带有去除绝缘的端部的导线，

图5示出了已焊接的连接器，

图6示出了带有示意的装配位置和取出位置的自动装配机，

图7、图8示出了一种接收设备的实施例，

图9示出了另一种接收设备的实施例，

图10示出了焊接装置，

图11示出了根据本发明的设备(第一变化实施例)，

图12a、图12b示出了根据本发明的设备(第二变化实施例)，和

图13示出了根据本发明的设备(第三变化实施例)。

具体实施方式

现代全自动装配机可将导线切割到要求的长度，将导线在要求的长度上的端部处剥开，且在此也将导线的绝缘部仅部分地拉去，且最后也为导线端部然后提供以接触部分和单芯密封。所述工作可在导线的两个端部上不同地进行。

在图1中示出了根据现有技术的板11，所述板11可整合到全自动装配机内。在板11上固定用于插头13的保持装置1。因此，全自动装配机可将事先处理的导线直接引入到插头13内。保持装置1处在平行于板11布置的平面12上。

在图2中示出了在引入导线4之后的板11。导线4通过其自重向下悬挂。从图3中显见如何通过也属于根据本发明的设备的抓取器3将单独导线4引入到插头13内。抓取器3由控制装置50控制。控制装置50控制抓取器3的运动，即：从接收前述工作步骤(例如切割和剥开)之后的接收导线4，直至在插头13或随后示出的接收设备2的接收腔室21、22、23前的精确定位以及将导线4引入到其内。

为使得导线4在插头内固定安放且随后也可与(未示出的)相对插头电接触，此导线4包含接触部分10，所述接触部分10固定在导线4的端部上。此接触部分10具有弹性且将导线4夹紧在插头13的接触腔室内。

不应与插头13连接的导线4不包含接触部分10，而是通过连接器结成束。此导线4根据图4被去除绝缘部分，因此导线4的端部9被去除绝缘部6。此导线4无接触部分且因此以根据本发明的设备被进一步加工，直至出现根据图5的连接器，其中导线4的被去除绝缘的端部4’被相互焊接，且因此在带电运行时具有相同的电势。未示出的是，导线4的被去除绝缘的端部4’可以配设有绝缘盖，例如热缩软管。

根据本发明的设备是全自动装配机的部分，其中为进一步解释本发明，两个位置A、B具有特殊意义。先前解释的板11可从装配位置A移动到取出位置B，在所述装配位置A中导线4被放入到插头13或接收设备2内。在取出位置中将插头13从保持装置1取出，必要时将插头13事先锁定，且在接收设备2内执行导线4的焊接。所有这些通过控制装置50控制。通常，板11处于装配位置A中，其间另外的板11处在取出位置B中。因此，装配和取出/焊接可并行进行，但导线处在不同的板上。

图7中示出了接收设备2的变化实施例。根据图7的实施形式示例地示出了两个狭缝内的六个接收腔室21、22、23，所述接收腔室分别形成了共同的接收空间31。在共同的接收空间31内，接收腔室21、22、23通过分隔装置30分开。分隔装置30也包括手持件33，通过所述手持件33可使分隔装置30在第一位置和第二位置之间运动。手持件33可在控制装置50的控制下运动。

在图7中分隔装置30图示为处于第二位置中，其中，分隔装置将接收腔室21、22、23分开。如果分隔装置30向上运动直至止挡34(直至第一位置)，则接收腔室21、22、23的分开被取消，且形成两个共同的接收空间31。在第二位置中，导线4被引入到接收腔室21、22、23内，且在第一位置中将导线从接收设备2引出，以用于随后的与连接器的焊接或在然后执行的焊接之后共同地向侧面取出，如在后文中所示。

根据图8，在接收腔室21、22、23内任选地布置了夹紧弹簧32，所述夹紧弹簧32负责将导线4以其绝缘部6在夹紧弹簧32上摩擦，且在引入到各接收腔室21、22、23内之后不再自行脱出。但已表明可省去夹紧弹簧32，因为导线4的重量足以使其在接收腔室21、22、23内偏斜，使得所述导线4经得住板11的运动的震动。夹紧设备构造为使接收腔室仅略大于导线4的横截面，使得导线4在接收腔室内通过其自重(所述自重将导线4向下拉)容易地在接收腔室内倾斜地悬挂且因此偏斜。

根据另外的变化实施例的对于接收设备2的实施例在图9中示出。在接收设备2内提供了用于多个导线4的一个共同的接收空间31。在共同的接收空间31内布置了弹簧元件40，所述弹簧元件40形成了夹紧设备15。弹簧元件的两端布置在接收设备2的界定了共同的接收空间31的壁上。因此，现在仅剩下一个窄的缝隙，其中从上方将导线4相继地通过抓取器3引入。弹簧元件40的力必须在引入导线4时略微被超过。此力阻碍导线4在被抓取器3引入和松开之后又自行从接收腔室21掉出来。在图9中，弹簧元件40由两个双侧布置的体形成，所述体弹性地支承在共同的接收空间的壁上。

图10示出了例如超声波焊接设备的焊接装置100，所述焊接装置100定位在接收设备2的直接后方。从将导线4放入到接收设备2内的放入方向E观察，后方意味着导线4的去除绝缘的端部4’指向焊接装置100的焊钳5之间的开口101内。即，去除绝缘的端部4’已被定向为使其在放入之后也可被相互焊接而不从接收设备2过早移出。在图11中所示的焊接装置100已处在焊接位置S上，即焊接设备100位置固定地定位在板11后方使得在放入电缆4时已在前述装配位置A也进行焊接(即，导线被推入直至其已穿过保持装置到达焊接装置中)，或所述焊接设备100相对于取出位置B位置固定，使得仅在该处被焊接。为使得焊接装置可到达导线，板11在接收设备2的背侧上被移除，或接收设备2布置在板的边沿上且在背侧不再被板11覆盖。

焊接装置100的定位、最终触发放入的导线端部4’的焊接的焊钳5的闭合和打开、分隔装置30的打开、抓取器3的运动和接收设备2的打开都通过控制装置50控制。

设备的第二变化实施例在图12a和图12b中示出。图12a示出了在与位于其后的板11平行的位置中的接收设备2。在此位置中，只要放入导线4则接收设备12就通过固定器设备102锁止。弹簧103在此位置中被释放。只要焊接装置100或触发器104压到按键105上，则触发90°旋转，弹簧103被预张紧(以使接收设备2随后旋转回到原始位置)。接收设备2现在按照图12b垂直于板11，且已放入的导线4的去除绝缘的端部4’突伸到焊接装置100的焊钳5之间的焊接位置S中。在此位置中固定器设备102锁定返回运动或触发器104阻挡返回运动。只要触发器104返回到其原始位置，则触发器104将此阻挡取消，弹簧103被释放，且接收设备2平行于板11转回90°到原始位置。

根据此变化实施例，在焊接装置100例如在布置在相同的板11上的不同接收设备2之间移动时，所述焊接装置100现在必须在轴线X上运动，以将各已放入的导线4焊接到一个连接器。

如果焊接装置100移动到在图12b中所示的焊接位置S，则焊接装置100通过触发器104、例如杠杆臂的触发固定器设备102的解锁，且前述弹簧103可执行90°旋转。

作为焊接装置100的布置和运动的第三变化实施例，在图13中示出了其中焊接装置100可在X方向和Y方向移动的设备。即，焊接装置100平行于(X)板11的其上布置了所有接收设备2的一侧运动，且然后可在Y方向上移向导线4的去除绝缘的端部4’的线束，使得焊钳5围绕端部4’被支承。为此，焊钳5之间的开口101可从一侧自由接近。

在板11的所有连接器都被焊接之后，焊接装置101可移动到待机位置R中，直至下一个板11运动过来。

附图标记列表

1 保持装置

2 接收设备

3 抓取器

4 导线

5 焊钳

6 绝缘部

10 接触部分

11 板

12 平面

13 插头

14 导线束

15 夹紧设备

21、22、23 接收腔室

30 分隔装置

31 共同的接收空间

32 夹紧弹簧

33 手持件

34 止挡

40 弹簧元件

50 控制装置

100 焊接装置

101 开口

102 固定器设备

103 弹簧

104 触发器

105 按键

A 装配位置

B 取出位置

E 放入方向

S 焊接位置

R 待机位置

X、Y 轴线

Claims

1.一种用于将包含若干单独导线(4)的线束在所述导线的去除绝缘的端部(4’)上焊接的设备，所述设备带有：

接收设备(2)，所述接收设备带有至少一个用于导线(4)的接收腔室(21、22、23)，

焊接装置(100)，所述焊接装置(100)带有处在焊钳(5)之间的开口(101)，在放入方向(E)上能定位为紧邻所述接收设备，

控制装置(50)，所述控制装置(50)用于控制抓取器(3)，所述抓取器将导线(4)引入到接收设备(2)的接收腔室(21)或接收腔室(21、22、23)内，且所述控制装置用于控制所述焊接装置(100)，所述焊接装置的焊钳(5)围绕导线(4)的去除绝缘的端部(4’)定位且然后闭合，

板(11)，其中，所述接收设备(2)布置在板(11)上，

其中，控制装置(50)控制所述板(11)从装配位置(A)到取出位置(B)的运动。

2.根据权利要求1所述的设备，其中接收腔室(21、22、23)具有关于导线(4)的绝缘部(6)的夹紧设备(15)，且导线(4)在该导线的去除绝缘的端部(4’)上无接触部分。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述接收设备(2)与至少一个用于插头(13)的保持装置(1)一起布置在所述板(11)上。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，在装配位置(A)中将导线(4)放入到接收设备(2)内，且在取出位置(B)中进行导线(4)的焊接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，多个接收设备(2)布置在一个共同的板(11)上。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，焊接装置(100)移向多个接收设备(2)以焊接导线(4)，且接收设备(2)

-在背侧不被板(11)覆盖，和/或

-布置在板(11)的边沿上。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制装置(50)控制所述焊接装置(100)的运动，使得在将包含若干单独导线(4)的线束放入时所述焊接装置(100)移动到焊接位置(S)，所述焊接位置(S)在放入方向(E)上处在所述接收设备(2)后方。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述焊接装置(100)的运动在轴线(X)上进行，且在到达焊接位置(S)时接收设备(2)或焊接装置(100)执行旋转运动以将包含若干单独导线(4)的线束引入到焊接装置(100)内。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，旋转运动进行大约90°，且在旋转之后导线(4)的去除绝缘的端部(4’)垂直于放入方向(E)定向，或在旋转运动前所述焊接装置(100)垂直于放入方向(E)定向。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其中，所述接收设备(2)在旋转运动的开始位置(A)和结束位置(B)中通过固定器设备(102)锁止。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的设备，其中，所述接收设备(2)的旋转运动通过所述控制装置(50)或通过所述焊接装置(100)控制，其中，优选所述接收设备(2)通过支持至少一部分旋转运动的弹簧(103)相对于板(11)预张紧。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述焊接装置(100)的运动在两个轴线(X、Y)上进行。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的设备，其中，所述焊接装置(100)从待机位置(R)移动到焊接位置(S)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述焊接装置(100)的焊钳(5)之间的开口(100)能够侧向地、尤其是从上方自由接近。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述控制装置(50)控制所述接收设备(2)使得所述接收设备(2)仅在焊接过程至少已开始时、尤其是在焊接过程结束且所述焊钳(5)打开时才打开。

16.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述焊接装置(100)是超声波焊接设备。

17.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，布置在接收设备(2)内、将各接收腔室(21、22、23)分开的分隔装置(30)以可运动的方式布置，使得各接收腔室(21、22、23)在第一位置中形成共同的接收空间(31)而在第二位置中相互分开。

18.一种用于焊接带有去除绝缘的端部(4’)的包含若干单独导线(4)的线束的方法，所述方法带有如下的通过控制装置(50)控制的步骤：

-通过布置在板(11)上的接收设备(2)的至少一个接收腔室(21、22、23)内的抓取器(3)使无接触部分的导线(4)进行一定量的运动，

-将板(11)从装配位置(A)移动到取出位置(B)，

-布置焊接装置(100)的焊钳(5)，所述焊钳(5)在放入方向(E)上紧邻所述接收设备(2)后方，以能围绕所述导线(4)的去除绝缘的端部(4’)定位，和

-闭合所述焊钳(5)以焊接所述导线(4)的去除绝缘的端部(4’)。