CN115740859A - 一种线束总成插头焊接方法及焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线束总成插头焊接方法及焊接装置，焊接装置包括用于夹持插头的插头夹持机构，用于固定线束的线束夹具，用于带动插头夹持机构沿圆弧轨迹摆动的摆动机构，以及用于对线束和插头进行焊接的焊接机构，本发明通过摆动机构带动夹持机构摆动，在进行线束与插头焊接时，在线束与焊接机构保持不动的情况下，插头摆动过程中，焊材能够与线束和插头的焊接孔充分接触，保证线束接头位置均有焊材存在，使得焊接的结合更好，能够避免虚焊现象的产生，提高焊接质量。

Description

一种线束总成插头焊接方法及焊接装置

技术领域

本发明涉及线束焊接设备技术领域，具体涉及一种线束总成插头焊接方法及焊接装置。

背景技术

在电子线生产过程中，需要将线束与插头进行焊接，形成成品后进行销售，线束与插头之间主要通过锡焊进行固定，由于在焊接时，为了保持焊接的稳定，线束与插头均保持固定，焊接设备伸入焊接孔内进行焊接，在线束与插头的焊接孔内壁贴合时，焊材无法达到线束的背面，导致焊接的结合不良，容易出现虚焊等情形，并且此种情况下，焊材与线束的结合面积小，如果出现牵拉等情形，容易脱开。

发明内容

技术目的：针对现有线束焊接方式容易出现虚焊，焊材与线束结合面积小的不足，本发明公开了一种能够使线束的焊接端与焊材充分接触，焊接牢靠的线束总成插头焊接方法及焊接装置。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种线束总成插头焊接方法，包括步骤：

S01、根据线束接头的物理模型获取线束接头用于与线束对接焊接区域的位置，然后插头夹持机构带动插头向线束所在一侧移动，直至线束端部处于焊接区域内；

S02、在进行插头焊接时，位于夹持机构后方的摆动机构带动插头摆动；

S03、完成焊接后，插头夹持机构松开插头，取走焊接结束的线束总成。

优选地，本发明在步骤S01中，线束由线束夹具夹持固定，线束端部伸出线束夹具的长度一致，在线束端部插接进入插头时，通过准直机构保持线束端部正对插头的焊接孔，在线束端部进入插头内后，进行线束焊接。

优选地，本发明的摆动机构带动插头摆动的过程包括：通过驱动电机带动摆杆沿设置在摆杆上的限位环转动，摆杆端部的移动轨迹与限位环同心，通过摆杆带动端部固定的插头沿圆弧进行摆动，摆动幅度小于插头焊接孔的半径。

优选地，本发明的摆动机构的摆动幅度随插头焊接孔尺寸进行调整，调整过程包括：限位环沿驱动电机的轴向方向移动，摆杆与驱动电机轴线之间的倾斜角度变化，改变摆杆端部的摆动幅度。

本发明还提供一种线束总成插头焊接装置，包括用于夹持插头的插头夹持机构，用于固定线束的线束夹具，用于带动插头夹持机构沿圆弧轨迹摆动的摆动机构，以及用于对线束和插头进行焊接的焊接机构。

优选地，本发明的插头夹持机构包括夹块，在夹块内部沿长度方向开设有进料槽，进料槽内滑动设有定位推料机构，所述定位推料机构包括定位板和推板，插头被放置在定位板上，随定位板进入夹块内，在夹块靠近线束一侧的表面开设有若干与定位板上的插头对应的通孔，推板位于定位板背离通孔的一侧，在推板上设有用于与定位板滑动配合的滑轨，通过推板推动定位板，将插头向通孔所在一侧推出，在通孔的外周设有弧形拨片，所述弧形拨片沿通孔的外周均匀分布，弧形拨片一端固定在夹块上，另一端位于通孔的上方并向通孔的轴线一侧弯曲；通过弧形拨片进行插头的外周固定。

优选地，本发明的摆动机构包括驱动电机、摆杆和限位环，摆杆一端与驱动电机转轴通过连接块连接，摆杆与连接块之间通过万向接头连接，万向接头在连接块上的位置不与驱动电机的转轴同轴，摆杆的另一端与夹块固定连接，在驱动电机通过连接块带动摆杆沿圆周方向摆动时，摆杆沿限位环的导向轨迹带动夹块进行摆动。

优选地，本发明的限位环采用双层结构，在两层限位环之间形成供摆杆移动导向的环形摆动槽；在限位环的外层固定连接有用于推动限位环沿驱动电机轴线方向移动的驱动机构，通过驱动机构带动限位环移动，调整摆杆相对于驱动电机转轴轴线的夹角。

优选地，本发明在夹块上固定有与摆杆相平行的辅助摆杆，所述辅助摆杆一端与夹块固定连接，另一端通过万向接头与设置在驱动电机一侧的安装板连接。

优选地，本发明的线束夹具包括位于下部的固定夹板，以及与固定夹板端部转动连接的活动夹板，在固定夹板与活动夹板的结合处形成线束通过的线孔；在线束夹具的前侧设有用于在线束进入插头时进行辅助的准直机构，所述准直机构包括升降板以及设置在升降板上方的V型准直块，线束的端部搭设在V型准直块上，使线束的端部正对插头的焊接孔。

有益效果：本发明所提供的一种线束总成插头焊接方法及焊接装置具有如下有益效果：

1、本发明通过摆动机构带动夹持机构摆动，在进行线束与插头焊接时，在线束与焊接机构保持不动的情况下，插头摆动过程中，焊材能够与线束和插头的焊接孔充分接触，保证线束接头位置均有焊材存在，使得焊接的结合更好，能够避免虚焊现象的产生，提高焊接质量。

2、本发明摆杆沿限位环限定的轨迹进行摆动，并且摆动幅度小于插头焊接孔的半径，使得在摆动过程中，位于焊接孔中心的线束不会与焊接孔的内壁产生碰触，从而在中心留出焊接机构的焊头以及线束存在的空间，避免对焊接机构产生碰撞。

3、本发明通过滑动限位环能够对摆杆端部摆动幅度进行调整，可以使结构兼容不同类型的插头焊接需求。

4、本发明的插头夹持机构的夹块通过定位板进行固定，并且定位板通过滑动的方式进入进料槽内，再由推板从推动定位板使插头从通孔进入弧形拨片限定的空间内；一方面便于对插头的上料固定，在摆动的过程中，也能够保持插头位置的稳定，不会产生掉落等情形；另外就是对于需要与线束焊接的插头来讲，在完成焊接后，插头与线束相对固定，为了能够快捷进行拆卸，可以直接通过拉动线束将插头从弧形拨片限定的空间内拉出，既能快速进行插头的拆卸，也可以将之当做一道对焊接强度的测试程序，以便及时发现焊接质量问题。

5、本发明摆杆与驱动电机转轴上的连接块之间通过万向接头连接，并且万向接头与驱动电机的转轴并不同轴，因此驱动电机可以带动摆杆沿限位环限定的轨迹进行摆动，同时，保证插头的方位不会产生变化。

6、本发明限位环采用双层结构，通过两侧限位环之间形成的环形摆动槽进行摆动移动过程中的导向，保证摆动移动轨迹的稳定性。

7、本发明在夹块上固定与摆杆相平行的辅助摆杆，辅助摆杆起到辅助支撑夹块的作用，在夹块装夹的插头数量较多时，仅靠摆杆进行支撑容易使受力较为集中，摆杆的摆动阻力大，容易对摆杆自身造成损坏，通过辅助摆杆分散摆杆的受力。

8、本发明通过固定夹板和活动夹板形成的线孔进行线束的夹持固定，并通过准直机构进行线束与插头对接时的辅助支撑，可以保持线束的稳定，避免因长度较长时产生下垂，影响对中以及焊接的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。

图1为本发明焊接装置整体结构图；

图2为本发明插头夹持机构结构图；

图3为本发明插头夹持机构沿通孔轴线剖视图；

图4为本发明沿图1中A区域局部放大图

图5为本发明限位环结构示意图；

图6为本发明线束夹具结构示意图；

图7为本发明准直机构结构示意图；

其中，1-插头夹持机构、2-线束夹具、3-摆动机构、4-焊接机构、5-夹块、6-进料槽、7-定位板、8-推板、9-通孔、10-弧形拨片、11-驱动电机、12-摆杆、13-限位环、14-连接块、15-环形摆动槽、16-驱动机构、17-辅助摆杆、18-万向接头、19-安装板、20-固定夹板、21-活动夹板、22-线孔、23-准直机构、24-升降板、25-V型准直块、26-弹簧、27-升降气缸。

具体实施方式

下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明公开一种线束总成插头焊接方法，包括步骤：

S01、根据线束接头的物理模型获取线束接头用于与线束对接焊接区域的位置，然后插头夹持机构带动插头向线束所在一侧移动，直至线束端部处于焊接区域内；

线束由线束夹具夹持固定，线束端部伸出线束夹具的长度一致，在线束端部插接进入插头时，通过准直机构保持线束端部正对插头的焊接孔，在线束端部进入插头内后，进行线束焊接。

S02、在进行插头焊接时，位于夹持机构后方的摆动机构带动插头摆动；摆动机构带动插头摆动的过程包括：通过驱动电机带动摆杆沿设置在摆杆上的限位环转动，摆杆端部的移动轨迹与限位环同心，通过摆杆带动端部固定的插头沿圆弧进行摆动，摆动幅度小于插头焊接孔的半径。

摆动机构的摆动幅度随插头焊接孔尺寸进行调整，调整过程包括：限位环沿驱动电机的轴向方向移动，摆杆与驱动电机轴线之间的倾斜角度变化，改变摆杆端部的摆动幅度。

S03、完成焊接后，插头夹持机构松开插头，取走焊接结束的线束总成。

如图1-图7所示，本发明还公开一种使用上述焊接方法的线束总成插头焊接装置，包括用于夹持插头的插头夹持机构1，用于固定线束的线束夹具2，用于带动插头夹持机构沿圆弧轨迹摆动的摆动机构3，以及用于对线束和插头进行焊接的焊接机构4。

焊接机构4采用现有的焊机即可，在进行线束和插头之间的焊接时，通过线束夹具2将线束固定，线束的端部统一朝向插头所在一侧，插头由插头夹持机构1进行固定，线束的端部处于插头的焊接孔内，在焊接时，焊接机构4的焊头进入焊接孔，摆动机构3带动插头夹持机构1整体进行摆动，从而使各个被固定的插头可以相对于线束摆动，使被融化的焊材充分与插头与线束接触，焊接更加牢靠，避免虚焊情形的产生。

由于插头在插头夹持机构1上进行固定的同时，需要随插头夹持机构1进行摆动，为了保持插头位置的稳定，需要使插头固定牢靠，但是使用自动夹持的夹具等，成本较高，同时也不利于电子线插头这类结构较小的插头结构，而使用机械式的夹持固定结构，需要人员进行操作，一定程度上会影响焊接的效率；为此本发明还提供如图2-图3所示的插头夹持机构，包括夹块5，在夹块5内部沿长度方向开设有进料槽6，进料槽6内滑动设有定位推料机构，所述定位推料机构包括定位板7和推板8，插头被放置在定位板7上，随定位板7进入夹块5内，在夹块5靠近线束一侧的表面开设有若干与定位板7上的插头对应的通孔9，推板8位于定位板7背离通孔9的一侧，在推板8上设有用于与定位板7滑动配合的滑轨，通过推板8推动定位板，将插头向通孔9所在一侧推出，在通孔9的外周设有弧形拨片10，所述弧形拨片10沿通孔9的外周均匀分布，弧形拨片10一端固定在夹块5上，另一端位于通孔9的上方并向通孔9的轴线一侧弯曲；通过弧形拨片10进行插头的外周固定。

通过预先将插头放在对应的定位板7上进行定位，然后沿推板8上的滑轨滑动进入进料槽6，可以批量将插头放入，再由推板8将定位板向靠近线束的一侧推动，推板可以使用气缸或者电动推杆等直线驱动机构进行驱动，插头从通孔9通过后会进入弧形拨片10形成的限位空间内，并且由于是弧形结构，对于不同尺寸的插头都能够兼容，并且快速进行插头周向的定位固定，保持插头位置的稳定。

本发明使用弧形拨片10进行限位固定的方式，一方面能够快速进行固定，并且在焊接完成后，插头不需要再次进入进料槽6，可以直接从弧形拨片10背离夹块的一端被线束拉出，从而实现快速进行拆卸的目的，便于进行后续插头的进料，提高焊接效率，也解决了带有线束的插头不便于从夹块中取出的问题。

在一个具体的实施例中，如图4所示，本发明的摆动机构3包括驱动电机11、摆杆12和限位环13，驱动电机11采用伺服正反电机，摆杆12一端与驱动电机11转轴通过连接块14连接，摆杆12与连接块14之间通过万向接头18连接，万向接头18在连接块14上的位置不与驱动电机11的转轴同轴，摆杆12的另一端与夹块5固定连接，在驱动电机11通过连接块14带动摆杆12沿圆周方向摆动时，摆杆12沿限位环13的导向轨迹带动夹块5进行摆动。作为优选，如图5所示，本发明的限位环13采用双层结构，在两层限位环之间形成供摆杆12移动导向的环形摆动槽15；在限位环13的外层固定连接有用于推动限位环13沿驱动电机11轴线方向移动的驱动机构16，驱动机构采用气缸等具备直线驱动功能的动力源，通过驱动机构16带动限位环13移动，调整摆杆12相对于驱动电机11转轴轴线的夹角。

在带动插头夹持机构1进行摆动时，驱动电机11会带动连接块14转动，由于摆杆12所连接的万向接头18与驱动电机的转轴不同心，因此可以带动摆杆随连接板进行转动，从而实现插头的摆动，采用万向接头，可以保证在摆动过程中，摆杆12自身的圆周方位不产生变动，从而保持夹块整体方位的稳定，避免夹块自身会产生转动。

本发明还在夹块5上固定有与摆杆12相平行的辅助摆杆17，所述辅助摆杆17一端与夹块5固定连接，另一端通过万向接头18与设置的驱动电机11一侧的安装板19连接，通过辅助摆杆17提高摆动过程中的稳定性，同时降低摆杆12的承力，提升设备的使用寿命。

如图6和图7所示，本发明的线束夹具2包括位于下部的固定夹板20，以及与固定夹板20端部转动连接的活动夹板21，在固定夹板20与活动夹板21的结合处形成线束通过的线孔22；在线束夹具2的前侧设有用于在线束进入插头时进行辅助的准直机构23，所述准直机构23包括升降板24以及设置在升降板24上方的V型准直块25，线束的端部搭设在V型准直块25上，通过升降板24下方的升降气缸27推动升降板24移动，使线束的端部正对插头的焊接孔。

为了便于线束夹具12进行线束的固定与脱开，本发明的固定夹板20和活动夹板21之间通过处于压缩状态的弹簧26连接，在自然状态下，弹簧26会推动活动夹板21打开，使固定夹板20和活动夹板21之间的夹角增大，相应的线孔22端部孔径会缩小，在装入线束时，先将活动夹板21回拉，线孔22增大，使线束可以从线孔穿出，在线束穿入后，直接松开活动夹板21，在弹簧26的作用下，活动夹板21配合固定夹板20会将线束夹紧固定，以便进行后续的焊接。

本发明在的焊接装置在具体进行使用时，对于需要批量进行焊接的线束与插头，可以预先将线束夹持在线束夹具12上，同时插头也预先定位在定位板7上，将线束夹具放置在工作台上的指定位置，只要线束在线束夹具上的位置保持统一，那么线束夹具放置在工作台上以后，线束伸出的长度以及朝向均会与插头所在位置相对应，定位板7装入进料槽6内进行上料，插头上料完成后，启动焊接机构4进行焊接，焊接机构可以使用多轴机器人带动焊头移动，以便可以调整焊接位置，在焊接时，摆动机构3的驱动电机按照预定的频率带动插头左右摆动，频率可以根据焊接机构的焊接时间进行调整，保证在焊接周期内，至少完成一次左右摆动，使焊材可以与线束以及插头充分接触。

在焊接完成后，推板8带动定位板7后移，插头与定位板7之间脱开，取出定位板，装入新的放入插头的定位板，继续进行下一轮焊接，焊接完毕的插头从弧形拨片10的开口侧脱开，整体移走线束夹具2，同时放入新的已经安装完线束的线束夹具，与新放入的定位板一起进行下一轮焊接，如此进行交替，节省将线束从定位夹具上拆卸的等待时间，提高焊接的效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种线束总成插头焊接方法，其特征在于，包括步骤：

S01、根据线束接头的物理模型获取线束接头用于与线束对接焊接区域的位置，然后插头夹持机构带动插头向线束所在一侧移动，直至线束端部处于焊接区域内；

S02、在进行插头焊接时，位于夹持机构后方的摆动机构带动插头摆动；

S03、完成焊接后，插头夹持机构松开插头，取走焊接结束的线束总成。

2.根据权利要求1所述的一种线束总成插头焊接方法，其特征在于，在步骤S01中，线束由线束夹具夹持固定，线束端部伸出线束夹具的长度一致，在线束端部插接进入插头时，通过准直机构保持线束端部正对插头的焊接孔，在线束端部进入插头内后，进行线束焊接。

3.根据权利要求1所述的一种线束总成插头焊接方法，其特征在于，所述摆动机构带动插头摆动的过程包括：通过驱动电机带动摆杆沿设置在摆杆上的限位环转动，摆杆端部的移动轨迹与限位环同心，通过摆杆带动端部固定的插头沿圆弧进行摆动，摆动幅度小于插头焊接孔的半径。

4.根据权利要求3所述的一种线束总成插头焊接方法，其特征在于，所述摆动机构的摆动幅度随插头焊接孔尺寸进行调整，调整过程包括：限位环沿驱动电机的轴向方向移动，摆杆与驱动电机轴线之间的倾斜角度变化，改变摆杆端部的摆动幅度。

5.一种线束总成插头焊接装置，使用权利要求1-4任一所述的插头焊接方法，其特征在于，包括用于夹持插头的插头夹持机构（1），用于固定线束的线束夹具（2），用于带动插头夹持机构沿圆弧轨迹摆动的摆动机构（3），以及用于对线束和插头进行焊接的焊接机构（4）。

6.根据权利要求5所述的一种线束总成插头焊接装置，其特征在于，所述插头夹持机构（1）包括夹块（5），在夹块（5）内部沿长度方向开设有进料槽（6），进料槽（6）内滑动设有定位推料机构，所述定位推料机构包括定位板（7）和推板（8），插头被放置在定位板（7）上，随定位板（7）进入夹块（5）内，在夹块（5）靠近线束一侧的表面开设有若干与定位板（7）上的插头对应的通孔（9），推板（8）位于定位板（7）背离通孔（9）的一侧，在推板（8）上设有用于与定位板（7）滑动配合的滑轨，通过推板（8）推动定位板，将插头向通孔（9）所在一侧推出，在通孔（9）的外周设有弧形拨片（10），所述弧形拨片（10）沿通孔（9）的外周均匀分布，弧形拨片（10）一端固定在夹块（5）上，另一端位于通孔（9）的上方并向通孔（9）的轴线一侧弯曲；通过弧形拨片（10）进行插头的外周固定。

7.根据权利要求6所述的一种线束总成插头焊接装置，其特征在于，所述摆动机构（3）包括驱动电机（11）、摆杆（12）和限位环（13），摆杆（12）一端与驱动电机（11）转轴通过连接块（14）连接，摆杆（12）与连接块（14）之间通过万向接头（18）连接，万向接头（18）在连接块（14）上的位置不与驱动电机（11）的转轴同轴，摆杆（12）的另一端与夹块（5）固定连接，在驱动电机（11）通过连接块（14）带动摆杆（12）沿圆周方向摆动时，摆杆（12）沿限位环（13）的导向轨迹带动夹块（5）进行摆动。

8.根据权利要求7所述的一种线束总成插头焊接装置，其特征在于，所述限位环（13）采用双层结构，在两层限位环之间形成供摆杆（12）移动导向的环形摆动槽（15）；在限位环（13）的外层固定连接有用于推动限位环（13）沿驱动电机（11）轴线方向移动的驱动机构（16），通过驱动机构（16）带动限位环（13）移动，调整摆杆（12）相对于驱动电机（11）转轴轴线的夹角。

9.根据权利要求8所述的一种线束总成插头焊接装置，其特征在于，在夹块（5）上固定有与摆杆（12）相平行的辅助摆杆（17），所述辅助摆杆（17）一端与夹块（5）固定连接，另一端通过万向接头（18）与设置在驱动电机（11）一侧的安装板（19）连接。

10.根据权利要求5所述的一种线束总成插头焊接装置，其特征在于，所述线束夹具（2）包括位于下部的固定夹板（20），以及与固定夹板（20）端部转动连接的活动夹板（21），在固定夹板（20）与活动夹板（21）的结合处形成线束通过的线孔（22）；在线束夹具（2）的前侧设有用于在线束进入插头时进行辅助的准直机构（23），所述准直机构（23）包括升降板（24）以及设置在升降板（24）上方的V型准直块（25），线束的端部搭设在V型准直块（25）上，使线束的端部正对插头的焊接孔。

Images