CN1131832A

CN1131832A - 压接电线接头的方法及装置

Info

Publication number: CN1131832A
Application number: CN95121703A
Authority: CN
Inventors: 井上寿弘; 高田和彦
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp; Yazaki Parts Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: KR100231246B1; DE19548439A1; CN1060886C; KR960027087A; MX9600170A; US5669257A

Abstract

一种把电线接头桶形片压接到放在砧上的电线上的方法和装置。在压接操作中，伺服马达驱动一驱动轴，该马达的正反转使一个压接器垂直往复运动。操作包括下列步骤：预先记录在往复运动中在垂直位置所述的压接器的参考速度或加速度，以及接头压接时供到所述的伺服电机的电流的参考值；当所述的压接器从顶部位置到压接开始位置时以相应于压接器位置的参考速度降低所述的压接器；和当压接器压接接头时在把所述的参考电流供到伺服电机一预定时间的情形下压接接头。

Description

压接电线接头的方法及装置

本发明涉及制造构成线套之类的装有接头的电线的压接接头的方法及实施这一方法的装置。

很久以来已有设有飞轮的电线接头压接装置(如图9)用作进行压接方法的一个装置。在装置中，由马达(未示出)驱动的飞轮101以恒定速度沿箭头方向转动，与偏心销102作可绕枢轴转动的连接的曲柄103绕着枢轴104转动。另外，曲柄103通过连杆105使由轴向销106与曲柄103连接的推杆107作垂直往复运动，该推杆107又使与推杆107连成整体的压接器108作垂直往复运动。因此，压接器108和相配合的砧109把把电线W的裸线端ω压住并把它与接头C的桶形片C压接起来。

上述飞轮型压接装置适合于大批生产，因为压接器108可以高速度地垂直往复运动。但是压接器108瞬时通过其底部死点(也就是在底部死点不停顿)，因此压接操作也是瞬时的，导致压接的接头拉伸强度不够。图11示出时间和压接器108之间的关系，说明了压接器108和接头C的压接接触时间t。只是瞬间的。另外，压接装置的缺点是飞轮101的尺寸确字了压的深度(压接高度)，使马达运转成本大，并难以测出压接操作的不正常状态。压接高度不容易调整因为只有压接器一个最低位置选定使得在压接高度调节中要改变砧的高度。

另外，在日本实用新型公开Hei 6-25911提供了一种压接装置(如图10所示)，具有一个可通过导程螺纹110的转动而垂直移动的压接器108’。标号111是一个伺服马达，112是一个一次轮，113是一个二次轮，114是一个定时皮带。

但是，上述导程螺旋型的压接装置也有缺点，就是要求尺寸比较大的装置以得到较大的压接负载，另外操作速度低导致低的生产率，并要很多传感器以确定接头是否正确地压接上，或者用人工确定。另外螺旋机构不适合压接高度的瞬间调整。

为了解决上述缺点，本发明的目的是提供一种压接接头的方法和装置，它能在保持高速压接接头操作及只有低的噪音情况下得到足够的压接强度。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种电线接头的压接方法，包括：

使压接器朝一个砧下降把放在砧上的接头桶形片压接到电线上，和

在接头压在压接器和砧之间的一段给定时间中制动压接器。

最好，在所述的压接接触开始位置和压接器下降的底部位置之间压接器下降速度比在压接器上升的顶部位置和压接接触开始位置之间的下降速度小。

按照本发明另一方面，提供了一种把电线接头桶形片压接到放在一个砧上的电线上的方法，包括用一伺服马达驱动一驱动轴，该马达的正反转使一个压接器垂直往复运动，所述的方法包括下列步骤：预先记录在往复运动中在垂直位置所述的压接器的参考速度或加速度，以及接头压接时供到所述的伺服电机的电流的参考值；当所述的压接器从顶部位置到压接开始位置时以相应于压接器位置的参考速度降低所述的压接器；和当压接器压接接头时在把所述的参考电流供到伺服电机一预定时间的情形下压接接头。

最好，在接触前所述的压接器以相当降低的速度开始与接头接触。

另外，一个编码器可以提供了与所述的伺服电机相应的脉冲以便确定所述的压接器的位置，和测出所述的压接器的改变位置提供所述的压接器的实际速度。

另外，最好一个具有偏心销的活塞—曲柄机构被所述的伺服电机致动，该机构垂直往复移动所述的压接器，当偏心销位于顶部死点位置和底部死点位置间的中间位置时接头进行压接。另外，可以通过一个减速齿轮，传送所述的伺服电机的转动以使所述的压接器作垂直往复运动。

另外，为实现本发明上述目的，本发明提供了一种把电线接头桶形片压接到一个砧上的装置包括一个伺服电机驱动一个驱动轴，该轴的正反转使压接器作垂直往复运动，所述的装置包括：用于探测在垂直往复运动中所述的压接器速度的速度探测装置；用于探测所述的压接器位置的位置探测装置；用于预先记录在往复运动中在垂直位置所述的压接器的参考速度或加速度，和压接接头时供到所述的伺服电机的电流参考值的数据记录装置；用于在所述的压接器从顶部位置降到开始压接位置时，控制所述的压接器以与压接位置相应的参考速度下降的速度控制装置；用于在所述的压接器压接接头时控制把所述的参考电源供到所述的伺服电机的电流控制装置。

最好在接触前所述的压接器以相当降低的速度开始与接头接触。

另外，可包括一个编码器可提供了与所述的伺服电机相应的脉冲以便确定所述的压接器的位置。

另外，测出所述的压接器的改变位置提供所述的压接器的实际速度。一个具有偏心销的活塞—曲柄机构被所述的伺服电机致动，该机构垂直往复移动所述的压接器，当偏心销位于顶部死点位置和底部死点位置间的中间位置时接头进行压接。通过一个减速齿轮，传送所述的伺服电机的转动以使所述的压接器作垂直往复运动。

关于本发明的效果，当压接器从其顶部位置降到开始压接位置，压接器以与压接器位置相应的参考速度下降，在压接器压接接头时把参考电流供到伺服电机一段预定的时间压接线头。因此，限制接头桶形的回弹而得到高的压接强度的可靠的产品。另外，在接触前压接器可以相当降低的速度与接头接触，这样可消除冲击噪音，导致改善工作环境。另外，一个编码器可以提供与所述的伺服电机相应的脉冲以便确定所述的压接器的位置，这样可以提供一种简化的压接装置，这样对于不同类型的接头可以方便地改变压接高度而不要移动砧。另外，通过减速齿轮，可以传送伺服电机的力矩使压接器作垂直往复运动，这样借助于伺服电机中较小的力矩可充分地压接接头。

下面通过附图及实施例说明本发明，附图中：

图1是示出本发明的电线接头压接装置的一个实施例的前视图；

图2是图1的压接装置的侧视图；

图3是示出图1的压接装置的控制系统的功能方框图；

图4是示出图3控制系统工作的流程图；

图5是示出图3控制系统工作的流程图；

图6A，6B，6C是分别示出图1的压接装置的操作步骤的示意图；

图7A示出在由图3的控制系统控制的压接操作周期中时间与压接器的垂直往复运动速度之间的关系；

图7B是示出时间和压接器的马达电流之间的关系；

图8A是说明基于电机的驱动电流判定压接是否正常的方法的曲线图；

图8B是说明基于压接器高度判定压接是否正常的方法的曲线；

图9是说明现有技术电线接头压接装置的示意图；

图10是说明另一个现有技术电线接头压接装置的示意图；和

图11是示出相应于现有技术的电线接头压接装置在一个接头压接操作中时间和压接器的位置之间的关系的典型曲线图。

在图1及图2中，标号1表示本发明电线接头压接装置A的外壳，它有一底板2及位于底板2各侧的侧板3，3。在两侧板3，3的后上方设置及固定着一个带有减速齿轮5的伺服电机4。减速齿轮5有一输出轴6，该轴6轴向连接到带一偏心销8的圆板7。偏心销8是轴向可滑动地与曲柄9的上端部连接，该曲柄9的下端部通过轴向销10与推杆11作可绕枢轴转动的连接。推杆11装成可在设在两侧板3，3内表面上的推杆导向器12，12中上下滑动。圆板7、曲柄9、推杆11和推杆导向器12，12组成活塞—曲柄机构B。

推杆11的下端有接合的凹部13。该接合的凹部13可脱开地与固定住压接器14的压接器夹具15中的接合凸部16接合。在压接器14的下面，在底板2上固定一个砧17，对着压接器14。标号18是对压接器夹具15导向的导向板18，该导向板18通过托架(未示出)固定在侧板3的内表面。

伺服电机4可正反转，伺服电机14通过推杆11垂直地使压接器14作往复运动，推杆11通过活塞—曲柄机构B可绕枢轴转动地与曲柄9连接。另外，伺服电机4与驱动器34连接以控制伺服电机的工作。驱动器34与参考数据输入单元22连接，该单元22输入压接器规格(或压接器尺寸)，相应的电线尺寸，压接高度(压接器的降低的最低位置)和加在伺服电机4上的负载(电流)等参考数据。另外，在伺服电机4的输出轴(未示出)上，连接着一个转动编码器33，该编码器33基于转数测出压接器14的位置并把它馈回到读出上述负载电流的驱动器34。

标号32是测出对接头进行压接时压接器14的高度的高度传感器，该传感器把探测的高度输到驱动器34以确定接头的压接操作是否正确。此外，标号31是探测伺服电机4的线圈温度的温度传感器。

图3是操作中控制伺服电机的驱动器34的功能方框图。如图所示，驱动器34结合成如中央处理单元之类的控制电路，它包括一个数据储存部23，速度控制部24，电流控制部25，判定部26，放大部27，电流探测部28，接口29-1至29-8，和微处理器单元(MPU)30。

下面，在说明本发明实施例的详细操作前，参照图6和7说明实施例的基本操作。

图6A，6B和6C是说明电线接头压接装置的操作的示意图；图7A显示出操作中时间和压接器14的垂直往复运动速度之间的关系的曲线图；图7B是示出同样操作中时间和伺服电机电流之间的关系的曲线图。另外图7B中的T1、T2和T3分别与图6A、6B和6C相应。

图6A示出电线接头压接操作中的开始阶段，其中，圆板7上的偏心销8处在最高位置，也就是压接器14处在顶部死点。这时，如图7A所示，压接器14的下降速度为零，伺服电机4的负载电流也为零。

图6B示出开始压接阶段，其中圆板7沿箭头方向转动，偏心销8向下移动；压接器14在与接头C的桶形片C相贴合前以较大的速度下降。但是在与桶形片C将贴合前，压接器14的下降速度变慢，并且伺服电机的负载电流减小。

图6C示出压接器14停下来处在进行压接操作，这时在圆板7已沿箭头方向转动使得偏心销8到达底部死点，而压接器14与砧17一起进行压接操作。这时，随着在制动周期t中压接器14已制动，压接器14保持对接头C的桶形片C加压以便继续对抗桶形片C的回弹。因此，负载电流到达最大。在制动阶段的加压消除了桶形片C的回弹而得到高的压接强度。

在对接后，伺服电机4反转，也就是圆板7沿与图6C中箭头的相反方向转动，使得压接器上升到如图6A中的原始状态。

在图7A中，在压接的开始阶段，也就是在T2时，压接器14的下降速度比压接器14从顶部位置降到开始压接位置的速度小得多。因此，由于不会产生在一般的飞轮型压接装置中所有的冲击噪音，其减少噪音改善了工作环境。

另外，再参见图3，在装置操作前，数据储存部23通过接口29-7从参考数据输入单元22储存用来操作压接装置A的数据用来判定接头是否已正确压接的数据。

用来操作压接装置A的储存数据是伺服电机在时间T1开始正常转动后伺服电机加速的速度，在由电机转动致动的压接器14下降时压接器的下降速度达到均匀速度时压接器14的位置，在时间T2压接器从均匀速度减速时压接器14的位置和减低了的速度，在时间T3压接器的压接开始位置，给定时间t及在给定时间过程中驱动伺服电机开始反转以升高压接器时伺服电机的加速的速度，当压接器上升速度达到另一个均匀速度时压接器的位置，压接器从另一个均匀速度减速时压接器14的位置，以及压接器14的停止装置。

另外，压接器14的位置数据储存相应于与伺服电机4连接的转动编码器33的输出值。

这些数据分别对要储存的各要压接的接头的尺寸预先通过试验得到。另外，与多种类型的接头相应的数据可以预先存入使得在压接操作中需要时可以读出任何数据。

另外，储存压接器14的位置数据以与转动编码器33的输出值，也就是与圆板7的转动角度相应。因此，即使对于不同的接头类型，可以立即改变压接高度而不用改变现有技术中砧17的高度，当需要时开始压接操作时，压接高度可以方便地精确地调整。

另外，如后面要说明的，判定接头是否已正确压接的数据包括在图7B中示出的电流IU和IL或类似的。在图7B中，I表示某一接头正常地压接在相应尺寸的电线上探测到的电流，IU和IL分别表示测到的电流的上限和下限。IU和IL是基于预先的试验结果测出的。它表示正常的压接时电流I在IU和IL之间。

另外，参见图4和5，讨论压接器34的操作。图4和5示出驱动器34的操作流程图。

在步骤S1，速度控制部24确定开始压接操作的启动信号是否由接口29-8输入。如果判定结果是“否”，则不启动操作一直到判定为“是”时再启动。

在步骤S2，速度控制部24读出数据储存部23发来的对伺服电机4的正转速度加速，并通过接口29-1把一信号输入到放大部27使得放大部27经伺服电机4提供一电流，这样伺服电机4以读出的加速的速度转动。

从转动编码器33通过接口29-4输出的值被差分而得到电机的转速，进一步，转动速度差分而得到电机的转动加速。

在步骤S3，速度控制部24判定从转动编码器33通过接口29-4输出的值是否与储存在数据储存部23的值相等以及是否相应于开始均匀转速的位置。如果判定结果是“否”，步骤S2继续使电机加速，如果判定结果是“是”，下一个步骤S4使电机以均匀速度转动。

另外，在步骤S5，速度控制部24测出已到达电机的减速开始位置，下面的步骤S2是使电机转动减速再下一步骤S7判定压接器是否已到达接头压接位置，如果判定为“是”在步骤7输出一相应的信号到电流控制部25。

在电流控制部25，步骤S8读出储存在数据储存部23并为压接阶段伺服电机要求的电流I。下一个步骤S9基于从温度传感器外通过接口29-4输出的温度值校正电流I使得电机的力矩等于参考值。另外，下一个步骤S10通过接口29-1输出电流I。

在判定部26，步骤S11把判定参考数据记录在一储存器(未示出)中。判定参考数据将在下面详细讨论。

在电流控制部25，步骤S12判定在时间t伺服电机4是否已接受电流I，如果判定为“否”则再进行步骤10及11。

在速度控制部24，步骤S13用预定的加速速度使伺服电机4反转，如果步骤S14判定电机的转动已达到某一均匀的速度，下一步骤S15保持电机在均为速度转动。当下一步骤S16判定压接器到达减速度开始位置，再一步骤S17使电机减速，在步骤S18基于到达止动位置而使电机转动停止。

在判定部26，步骤S19基于步骤S11记录的数据判定最后的压接操作是否已正常。然后，下一步骤S20在压接监视器21中显示结果，在非正常的压接操作情况下也输出警告信号。

为了判定压接操作是否正常，如图8A所示，步骤S11记录在电流探测部28测得的，在正常的时间间隔中供入伺服电机4中的电流值(驱动电流)。

图8A示出图7B中在压接操作供到电机4的驱动电流。电流控制部25进行一个控制使得把标准电流，也就是储存在数据储存部的值，供到电机。在电机制动阶段，一个均匀的电流供送到电机，而在电机开始转动导致一个修改的控制平衡时电机驱动电流改变。当接头刚压接时，如果电缆中无芯，或者如果对绝缘线压接，供送的电流比正常压接操作的标准电流更小或更大。因此，在本发明中，压接是否正常基于供到电机的如此改变的电流来判定。

另外，图8B示出接头压接时高度传感器32的输出。自然，当接头刚压接时，如果电缆无芯或对绝缘线压接，在各时间间隔中输出的最终压接高度变成小于正常压接高度或与该值不同。因此，本发明中，压接是否正常是基于如此改变的压接高度而判定。

第一种判定方法(如图8A所示)，包括下面步骤：在预定时间读出在步骤S11记录的驱动电流中的最大值；判定该最大值是否在数据储存部23储存的标准值范围内；判定压接是否已基于最大值在标准值范围内而正常地进行。

第二种判定方法包括下列步骤：在预定时间把参考电流记在数据储存部23；求出在步骤S11记录的时间顺序电流值与参考电流之间的差；判定压接是否已基于该差值在预定的范围内而正常地进行。

第三种判定方法包括下列步骤：在预定的时间求出一定间隔中在步骤S11记录的电流值的总和；判定压接是否基于所述的总和在一个预定的范围内已正常进行。

第四种判定方法(如图8B所示)包括下面步骤：在步骤S11的数据记录中记录从高度传感器32通过接口29与输出的高度值；求出记录数据中的最小值；判定压接是否已基于该最小值在预定的范围内而已经正常进行。

第五种判定方法包括下列步骤：记录从高度传感器32输出的高度值；求出记录数据中的最小值；比较时间顺序的高度及相应的参考值；判定压接是否已基于上述的差值在一个预定范围而已正常进行。

另外，监视伺服电机4中的负载电流I或监视压接器14的高度可确定压接操作是否正常，也就是在压接操作中产品是否无缺陷。另外，在压接操作中设有一止动周期t使得防止接头桶形片回弹，得到可靠的稳定的压接及可靠的产品。

在上述压接操作中，用正反转动伺服电机4来垂直往复移动压接器4，伺服电机可用液压伺服发动机来代替。

Claims

1.一种电线接头的压接方法，包括：

在接头压在压接器和砧之间的一段给定时间中制动压接器。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于在所述的压接接触开始位置和压接器下降的底部位置之间压接器下降速度比在压接器上升的顶部位置和压接接触开始位置之间的下降速度小。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于所述的在接头压在压接器和砧之间的一段给定时间中制动压接器的步骤防止接头桶形片的回弹。

4.一种把电线接头桶形片压接到放在一个砧上的电线上的方法，包括用一伺服马达驱动一驱动轴，该马达的正反转使一个压接器垂直往复运动，所述的方法包括下列步骤：

预先记录在往复运动中在垂直位置所述的压接器的参考速度或加速度，以及接头压接时供到所述的伺服电机的电流的参考值；

当所述的压接器从顶部位置到压接开始位置时以相应于压接器位置的参考速度降低所述的压接器；和

当压接器压接接头时在把所述的参考电流供到伺服电机一预定时间的情形下压接接头。

5.按照权利要求4的方法，其特征在于在接触前所述的压接器以相当降低的速度开始与接头接触。

6.按照权利要求4的方法，其特征在于一个编码器提供了与所述的伺服电机的转角相应的脉冲以便确定所述的压接器的位置。

7.按照权利要求4的方法，其特征在于测出所述的压接器的改变位置提供所述的压接器的实际速度。

8.按照权利要求4的方法，其特征在于一个具有偏心销的活塞—曲柄机构被所述的伺服电机致动，该机构垂直往复移动所述的压接器，当偏心销位于顶部死点位置和底部死点位置间的中间位置时接头进行压接。

9.一种按照权利要求4-8中任一项的方法，其特征在于通过一个减速齿轮，传送所述的伺服电机的转动以使所述的压接器作垂直往复运动。

10.一种把电线接头桶形片压接到一个砧上的装置包括一个伺服电机驱动一个驱动轴，该轴的正反转使压接器作垂直往复运动，所述的装置包括：

用于探测在垂直往复运动中所述的压接器速度的速度探测装置；

用于探测所述的压接器位置的位置探测装置；

用于预先记录在往复运动中在垂直位置所述的压接器的参考速度或加速度，和压接接头时供到所述的伺服电机的电流参考值的数据记录装置；

用于在所述的压接器从顶部位置降到开始压接位置时，控制所述的压接器以与压接位置相应的参考速度下降的速度控制装置；

用于在所述的压接器压接接头时控制把所述的参考电流供到所述的伺服电机的电流控制装置。

11.按照权利要求10的装置，其特征在于在接触前所述的压接器以相当降低的速度开始与接头接触。

12.按照权利要求10的装置，其特征在于一个编码器提供了与所述的伺服电机的转角相应的脉冲以便确定所述的压接器的位置。

13.按照权利要求10的装置，其特征在于测出所述的压接器的改变位置提供所述的压接器的实际速度。

14.按照权利要求10的装置，其特征在于一个具有偏心销的活塞—曲柄机构被所述的伺服电机致动，该机构垂直往复移动所述的压接器，当偏心销位于顶部死点位置和底部死点位置间的中间位置时接头进行压接。

15.按照权利要求10-14中任一项的装置，其特征在于通过一个减速齿轮，传送所述的伺服电机的转动以使所述的压接器作垂直往复运动。