CN117317758A - 一种线材插针装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线材插针装置及工艺，属于线材加工技术领域。线材插针装置包括扩孔机构、组装机构、第一工装治具和第二工装治具，第一工装治具和第二工装治具均用于固定线材；扩孔机构包括扩孔驱动机构和扩孔针，扩孔驱动机构驱动扩孔针下压以在位于第一工装治具的线材一端形成扩孔；组装机构包括组装驱动机构和保压组件，保压组件包括保压头，保压头设有用于容纳插针的储料仓和用于导出插针的导出口，组装驱动机构驱动保压组件以将插针从位于第二工装治具上线材的扩孔穿过以插入至线材的预设位置。本发明的线材插针装置及工艺，提高插针在线材中插入深度一致性，避免芯线压伤，提高产品质量及生产效率。

Description

一种线材插针装置及工艺

技术领域

本发明涉及线材加工技术领域，尤其涉及一种线材插针装置及工艺。

背景技术

通过在如PD快充线等线材中插入插针至指定位置，能够增强线材的强度和韧性，从而增加产品的使用寿命。现有技术中，线材插针工艺包括以下步骤：先将线材外被用激光切断并剥离，再将芯线外的金属编织、防弹丝后翻，之后手工将芯线向外侧分开，并将插针预插到芯线中心位置，最后对插针保压将其推到线材的指定位置。

然而，采用上述工艺时，手动将插针预插在芯线中的深度一致性差，若预插过高会与保压头错位，导致保压头将芯线压伤；另外，预插插针时需将芯线向外侧分开，且不能交叉，否则会导致保压头将芯线压伤，影响了产品质量，并且生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线材插针装置及工艺，提高插针在线材中插入深度一致性，避免芯线压伤，提高产品质量及生产效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种线材插针装置，包括：

第一工装治具和第二工装治具，所述第一工装治具和所述第二工装治具均用于固定线材；

扩孔机构，包括扩孔驱动机构和扩孔针，所述扩孔驱动机构驱动所述扩孔针下压以在位于所述第一工装治具的所述线材一端形成扩孔；

组装机构，包括组装驱动机构和保压组件，所述保压组件包括保压头，所述保压头设有用于容纳插针的储料仓和用于导出所述插针的导出口，所述组装驱动机构驱动所述保压组件以将所述插针从位于所述第二工装治具上所述线材的所述扩孔穿过以插入至所述线材的预设位置。

在一些可能的实施方式中，所述保压组件还包括设于所述保压头的吸附组件，所述组装驱动机构驱动所述保压头朝向所述第二工装治具移动时，所述保压组件吸附所述插针，所述组装驱动机构驱动所述保压组件复位时，所述保压组件松开所述插针。

在一些可能的实施方式中，所述保压头和所述插针均为导电件，所述吸附组件包括电磁铁，所述组装驱动机构驱动所述保压组件朝向所述第二工装治具移动时，所述电磁铁通电，使所述保压头吸附所述插针，所述组装驱动机构驱动所述保压组件复位时，所述电磁铁断电，使所述保压头松开所述插针。

在一些可能的实施方式中，所述插针的长度方向平行于第一方向设置，且多个所述插针沿第二方向排列于所述储料仓，所述第一方向垂直于所述第二方向，所述导出口沿所述第一方向开设。

在一些可能的实施方式中，还包括自动上料装置，所述自动上料装置与所述储料仓的入口连通，以将所述插针自动上料至所述储料仓。

在一些可能的实施方式中，所述保压组件还包括设于所述保压头的感应器，所述感应器能够感应所述储料仓中的所述插针。

在一些可能的实施方式中，还包括：

第一驱动机构，能够驱动所述扩孔机构移动至所述扩孔针抵接所述线材的端部；和/或

第二驱动机构，能够驱动所述组装机构移动至所述保压头抵接所述线材的端部。

在一些可能的实施方式中，所述第一工装治具包括：

固定块，开设有连通的第一限位槽和第二限位槽；

夹持组件，用于夹持所述线材的预设长度位置，所述夹持组件限位于所述第一限位槽，所述线材限位于所述第二限位槽；

夹紧组件，设于所述固定块，用于夹紧限位于所述第二限位槽的所述线材。

另一方面，提供一种线材插针工艺，采用如上所述的线材插针装置，所述线材插针工艺包括：

将线材固定在第一工装治具；

控制扩孔驱动机构驱动扩孔针下压在所述第一工装治具上的线材，以在所述线材的一端形成扩孔；

取下第一工装治具上的所述线材，将其固定在所述第二工装治具；

控制组装驱动机构驱动保压组件，将插针从所述第二工装治具上所述线材的扩孔穿过，并插至所述线材的预设位置；

控制所述组装驱动机构驱动所述保压组件复位；

对线材进行处理，使所述线材的切口与所述插针端部齐平。

在一些可能的实施方式中，所述保压头上设有吸附组件，控制组装驱动机构驱动保压组件时，还包括：

所述插针从所述第二工装治具所述线材的扩孔穿过时，控制所述保压组件吸附所述插针；

所述插针插至所述线材的预设位置时，控制所述保压组件松开所述插针。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种线材插针装置及工艺，通过第一工装治具和扩孔机构配合，对固定的线材进行扩孔，之后通过第二工装治具和组装机构配合，将插针从扩孔穿过并插入到线材的预设位置。将插针插入扩孔中并直接插入线材的预设位置，无需预先将芯线向外侧分开、也无需将插针插入到预设深度之后再将插针插入到预设位置，防止保压头于插针错位，从而避免芯线压伤，提高了产品质量。可完全实现自动化，稳定性好，减少作业时间，提高了效率。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的线材插针装置的示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的部分线材插针装置的示意图；

图3是本发明的具体实施方式提供的组装机构与第二驱动机构的安装示意图；

图4是本发明的具体实施方式提供的第一工装治具的爆炸图；

图5是本发明的具体实施方式提供的保压组件的剖视图；

图6是本发明的具体实施方式提供的线材插针工艺的流程图。

图中：

110、第一工装治具；120、第二工装治具；11、固定块；111、第一限位槽；112、第二限位槽；113、导向孔；12、夹持组件；13、夹紧组件；

2、扩孔机构；21、扩孔驱动机构；22、扩孔针；23、连接柱；

3、组装机构；31、组装驱动机构；32、保压组件；321、保压头；3211、储料仓；3212、导出口；322、吸附组件；323、感应器；

4、第一驱动机构；5、第二驱动机构；51、滑台气缸；52、连接座；521、滑槽；53、导向柱；54、挡块；6、控制组件；7、架体；71、安装平台；72、支撑架；8、传感器；9、挡条；10、安装台；101、缓冲器；

1000、线材；2000、插针。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供了一种线材插针装置，如图1-图5所示，包括扩孔机构2、组装机构3、第一工装治具110和第二工装治具120。第一工装治具110和第二工装治具120均用于固定线材1000。扩孔机构2包括扩孔驱动机构21和扩孔针22，扩孔驱动机构21驱动扩孔针22下压以在位于第一工装治具110的线材1000一端形成扩孔。组装机构3包括组装驱动机构31和保压组件32，保压组件32包括保压头321，保压头321设有用于容纳插针2000的储料仓3211和用于导出插针2000的导出口3212，组装驱动机构31驱动保压组件32以将插针2000从位于第二工装治具120上线材1000的扩孔穿过以插入至线材1000的预设位置。

通过第一工装治具110和扩孔机构2配合，对固定的线材1000进行扩孔，之后通过第二工装治具120和组装机构3配合，将插针2000插入到线材1000的预设位置。将插针2000插入扩孔中并直接插入线材1000的预设位置，无需预先将芯线向外侧分开、也无需将插针2000插入到预设深度之后再将插针2000插入到预设位置，防止保压头321与插针2000错位，从而避免芯线压伤，提高了产品质量。可完全实现自动化，稳定性好，减少作业时间，提高了效率。

扩孔针22的前端针尖具有导向作用，能够避免压伤芯线，进一步地，扩孔机构2下压深度为预设深度，可根据实验等进行确定，避免深度过大导致扩孔过程中压伤芯线。

如图2、图3和图5所示，保压组件32还包括设于保压头321的吸附组件322，组装驱动机构31驱动保压头321朝向第二工装治具120移动时，保压组件32吸附插针2000，通过保压组件32吸附插针2000将插针2000插入到线材1000内，组装驱动机构31驱动保压组件32复位时，保压组件32松开插针2000，保证插针2000留在线材1000内，提高了插针2000插入的可靠性和准确性。

一种实施例中，保压头321和插针2000均为导电件，吸附组件322包括电磁铁，组装驱动机构31驱动保压组件32朝向第二工装治具120移动时，电磁铁通电，使保压头321具有磁性，保压头321磁性吸附插针2000，组装驱动机构31驱动保压组件32复位时，电磁铁断电，使保压头321不具有磁性，从而松开插针2000。

另一种实施例中，吸附组件322为真空吸附结构，具体包括固定在保压头321上的真空吸头，真空吸头能够真空吸附插针2000或松开插针2000，具体真空吸附结构的工作原理等参照现有技术即可，不再赘述。

如图3和图5所示，插针2000的长度方向平行于第一方向设置，且多个插针2000沿第二方向排列于储料仓3211，第一方向垂直于第二方向，导出口3212沿第一方向开设。本实施例中，第一方向为X向，第二方向为Y向，第三方向为Z向，第一方向、第二方向和第三方向两两相互垂直。位于储料仓3211最底部的插针2000针尖对准导出口3212，插针2000从导出口3212导出时直接插接在线材1000内，方便插接。最底部的插针2000从导出口3212导出后，下一个插针2000落在最底部，再次实现位于最底部的插针2000针尖对准导出口3212。通过设置储料仓3211和导出口3212的形状和排布形式，保证插针2000易于从导出口3212导出，且针尖始终对准导出口3212。

线材插针装置还包括自动上料装置，自动上料装置与储料仓3211的入口连通，以将插针2000自动上料至储料仓3211，从而实现插针2000自动上料，提高作业效率。

如图3和图5所示，保压组件32还包括设于保压头321的感应器323，感应器323能够感应储料仓3211中的插针2000。当储料仓3211中没有插针2000时，感应器323发出信号，停止插入插针2000动作，防止线材1000漏插插针2000。具体感应器323采用现有技术中常用的检测传感器8即可，不作限定。

如图1所示，线材插针装置还包括控制组件6，控制组件6和扩孔机构2、组装机构3以及感应器323等均通讯连接，当感应器323检测到储料仓3211内没有插针2000时，向控制组件6反馈信号，控制组件6根据反馈信号控制组装机构3插针2000动作。控制组件6采用现有技术中的控制结构，不再赘述。

如图1-图3所示，线材插针装置还包括第二驱动机构5，组装机构3连接于第二驱动机构5的输出端，第二驱动机构5能够驱动组装机构3移动至保压头321抵接线材1000的端部。插入插针2000时，首先第二驱动机构5驱动组装机构3移动，使保压头321抵接在线材1000端部，之后，组装驱动机构31驱动保压头321朝向线材1000移动以将插针2000插入线材1000预设位置。通过保证组装驱动机构31驱动保压头321移动距离，从而保证插针2000插入深度一致性。

一种实施例中，组装驱动机构31为气缸，保压头321连接于气缸的输出端，第二驱动机构5包括滑台气缸51和连接于滑台气缸51输出端的连接座52，组装机构3连接在连接座52上。进一步地，连接座52上还设有滑槽521，组装驱动机构31能够驱动保压头321沿滑槽521移动，提高保压头321的移动精度。其他实施例中，组装驱动机构31和第二驱动机构5也可以是其他直线驱动结构，不作限定。

同理，如图1和图2所示，线材插针装置还包括第一驱动机构4，扩孔机构2连接于第一驱动机构4的输出端，第一驱动机构4能够驱动扩孔机构2移动至扩孔针22抵接线材1000的端部。扩孔时，首先第一驱动机构4驱动扩孔机构2移动，使扩孔针22抵接在线材1000端部，之后，扩孔驱动机构21驱动扩孔针22朝向线材1000移动进行扩孔。通过保证扩孔驱动机构21驱动扩孔针22移动距离，从而保证扩孔深度一致性，防止扩孔深度过大压伤芯线。

一种实施例中，扩孔驱动机构21为气缸，扩孔针22通过连接柱23连接在气缸的输出端，可选地，第一驱动机构4采用和第二驱动机构5相同的结构，包括滑台气缸51和连接于滑台气缸51输出端的连接座52，扩孔机构2连接在连接座52上。其他实施例中，扩孔驱动机构21和第一驱动机构4也可以是其他直线驱动结构，不作限定。

如图3和图4所示，进一步地，连接座52的前端还设有导向柱53，第一工装治具110和第二工装治具120上均设有导向孔113，滑台气缸51驱动连接座52移动时带动导向柱53移动，导向柱53能够沿导向孔113移动，进一步提高保压头321移动精度。

如图1和图2所示，进一步地，第一工装治具110和第二工装治具120均安装在安装台10上，两个工装治具沿第三方向排布，安装台10上安装缓冲器101，连接座52上设有挡块54，滑台气缸51驱动连接座52及连接座52上的组装机构3或扩孔机构2朝向工装治具移动时，缓冲器101和挡块54接触起到缓冲作用，防止保压头321或扩孔针22与工装治具及其上的线材1000发生撞击。

如图2所示，进一步地，连接座52上设有传感器8，安装台10上安装有挡条9，当传感器8和挡条9之间的距离达到预设条件时，例如传感器8为光电传感器8，当光电传感器8感应到挡条9时，光电传感器8发出信号，滑台气缸51停止移动，保证滑台气缸51移动距离准确性。

如图1、图2和图4所示，第一工装治具110和第二工装治具120结构相同，以第一工装治具110结构为例进行示例性说明。第一工装治具110包括固定块11、夹持组件12和夹紧组件13。固定块11开设有连通的第一限位槽111和第二限位槽112，夹持组件12用于夹持线材1000的预设长度位置，夹持组件12限位于第一限位槽111，线材1000限位于第二限位槽112。夹紧组件13设于固定块11，用于夹紧限位于第二限位槽112的线材1000。首先将线材1000用夹持组件12在预设位置处进行夹持固定，之后将夹持组件12及线材1000安装于固定块11上，使夹持组件12限位于第一限位槽111，线材1000组件限位于第二限位槽112，最后夹紧组件13夹紧线材1000，保证线材1000固定在固定座上。由于夹持组件12夹持在线材1000的预设长度位置，保证线材1000相对于固定座固定在预设位置上，保证扩孔深度一致性以及后续插针2000插入深度一致性。具体地，导向孔113开设于固定块11上，导向孔113和导向柱53分别设有两个，提高导向孔113和导向柱53的导向可靠性，进一步保证保压头321移动精度。夹持组件12和夹紧组件13均采用现有技术中结构即可，不再赘述。

如图1所示，可选地，线材插针装置还包括架体7，架体7包括安装平台71和支撑架72，控制组件6、安装台10、第一驱动机构4及第二驱动机构5固定在安装平台71上，两个工装治具通过安装台10安装在安装平台71上，扩孔机构2通过第一驱动机构4连接在安装平台71上，组装机构3通过第二驱动机构5连接在安装平台71上。进一步地，安装平台71倾斜安装在支撑架72上，使扩孔针22、插针2000和线材1000均倾斜设置，其中导出口3212倾斜位于线材1000上方，插针2000能够利用重力作用滑落至导出口3212，避免对插针2000施加额外动力，简化结构，降低成本。

本实施例还提供了一种线材插针工艺，采用如上述的线材插针装置，如图6所示，线材插针工艺包括：

S100、将线材1000固定在第一工装治具110；

S200、控制扩孔驱动机构21驱动扩孔针22下压在第一工装治具110上的线材1000，以在线材1000的一端形成扩孔；

S300、取下第一工装治具110上的线材1000，将其固定在第二工装治具120；

S400、控制组装驱动机构31驱动保压组件32，将插针2000从第二工装治具120上线材的扩孔穿过，并插入至线材1000的预设位置；

S500、控制组装驱动机构31驱动保压组件32复位；

S600、对线材1000进行处理，使线材1000的切口与插针2000端部齐平。

相较于现有技术，插针2000先插入线材1000，之后对线材1000进行处理，极大减少了制程中压伤芯线的风险，制程更加简单，对作业要求标准极大降低。线材1000处理方法参照现有技术即可，不再赘述。

进一步地，保压头321上设有吸附组件322，在步骤S400时，还包括：

S401、插针2000从第二工装治具120的扩孔穿过时，控制保压组件32吸附插针2000；

S402、插针2000插至线材1000的预设位置时，控制保压组件32松开插针2000，提高了插入插针2000可靠性和准确性。

进一步地，以组装机构3连接在滑台气缸51上、储料仓3211放入一排插针2000、吸附组件322为电磁吸附为例对组装机构3在步骤400时的工艺步骤进行示例性说明。

S4001、滑台气缸51作动，使组装机构3整体向下运动直至保压头321的导出口3212接触线材1000时停止；

S4011、控制电磁铁通电，使得保压头321具有磁性，保压头321吸附插针2000，通过组装驱动机构31将插针2000插入到线材1000内；

S4021、插针2000插到指定位置后，控制电磁铁断电，保压头321不具磁性，保压头321与插针2000松开，而后控制组装驱动机构31驱动保压头321回复到起始位置。

当保压头321回到起始位置时，又立即控制电磁铁通电具有磁性，同时储料仓3211内会下落一枚插针2000被保压头321吸住，重复上述运动直至储料仓3211内的插针2000耗尽。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线材插针装置，其特征在于，包括：

第一工装治具(110)和第二工装治具(120)，所述第一工装治具(110)和所述第二工装治具(120)均用于固定线材；

扩孔机构(2)，包括扩孔驱动机构(21)和扩孔针(22)，所述扩孔驱动机构(21)驱动所述扩孔针(22)下压以在位于所述第一工装治具(110)的所述线材一端形成扩孔；

组装机构(3)，包括组装驱动机构(31)和保压组件(32)，所述保压组件(32)包括保压头(321)，所述保压头(321)设有用于容纳插针(2000)的储料仓(3211)和用于导出所述插针(2000)的导出口(3212)，所述组装驱动机构(31)驱动所述保压组件(32)以将所述插针(2000)从位于所述第二工装治具(120)上所述线材的所述扩孔穿过以插入至所述线材的预设位置。

2.根据权利要求1所述的线材插针装置，其特征在于，所述保压组件(32)还包括设于所述保压头(321)的吸附组件(322)，所述组装驱动机构(31)驱动所述保压头(321)朝向所述第二工装治具(120)移动时，所述保压组件(32)吸附所述插针(2000)，所述组装驱动机构(31)驱动所述保压组件(32)复位时，所述保压组件(32)松开所述插针(2000)。

3.根据权利要求2所述的线材插针装置，其特征在于，所述保压头(321)和所述插针(2000)均为导电件，所述吸附组件(322)包括电磁铁，所述组装驱动机构(31)驱动所述保压组件(32)朝向所述第二工装治具(120)移动时，所述电磁铁通电，使所述保压头(321)吸附所述插针(2000)，所述组装驱动机构(31)驱动所述保压组件(32)复位时，所述电磁铁断电，使所述保压头(321)松开所述插针(2000)。

4.根据权利要求1所述的线材插针装置，其特征在于，所述插针(2000)的长度方向平行于第一方向设置，且多个所述插针(2000)沿第二方向排列于所述储料仓(3211)，所述第一方向垂直于所述第二方向，所述导出口(3212)沿所述第一方向开设。

5.根据权利要求1所述的线材插针装置，其特征在于，还包括自动上料装置，所述自动上料装置与所述储料仓(3211)的入口连通，以将所述插针(2000)自动上料至所述储料仓(3211)。

6.根据权利要求1所述的线材插针装置，其特征在于，所述保压组件(32)还包括设于所述保压头(321)的感应器(323)，所述感应器(323)能够感应所述储料仓(3211)中的所述插针(2000)。

7.根据权利要求1所述的线材插针装置，其特征在于，还包括：

第一驱动机构(4)，能够驱动所述扩孔机构(2)移动至所述扩孔针(22)抵接所述线材的端部；和/或

第二驱动机构(5)，能够驱动所述组装机构(3)移动至所述保压头(321)抵接所述线材的端部。

8.根据权利要求1-7任一项所述的线材插针装置，其特征在于，所述第一工装治具(110)包括：

固定块(11)，开设有连通的第一限位槽(111)和第二限位槽(112)；

夹持组件(12)，用于夹持所述线材的预设长度位置，所述夹持组件(12)限位于所述第一限位槽(111)，所述线材限位于所述第二限位槽(112)；

夹紧组件(13)，设于所述固定块(11)，用于夹紧限位于所述第二限位槽(112)的所述线材。

9.一种线材插针工艺，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的线材插针装置，所述线材插针工艺包括：

将线材固定在第一工装治具(110)；

控制扩孔驱动机构(21)驱动扩孔针(22)下压在所述第一工装治具(110)上的线材，以在所述线材的一端形成扩孔；

取下第一工装治具(110)上的所述线材，将其固定在所述第二工装治具(120)；

控制组装驱动机构(31)驱动保压组件(32)，将插针(2000)从所述第二工装治具(120)上所述线材的扩孔穿过，并插至所述线材的预设位置；

控制所述组装驱动机构(31)驱动所述保压组件(32)复位；

对线材进行处理，使所述线材的切口与所述插针(2000)端部齐平。

10.根据权利要求9所述的线材插针工艺，其特征在于，所述保压头(321)上设有吸附组件(322)，控制组装驱动机构(31)驱动保压组件(32)时，还包括：

所述插针(2000)从所述第二工装治具(120)所述线材的扩孔穿过时，控制所述保压组件(32)吸附所述插针(2000)；

所述插针(2000)插至所述线材的预设位置时，控制所述保压组件(32)松开所述插针(2000)。