自動剝線端子壓接機設計

顧佳飛　姜銳　屠佳煒　蘇周豪　陳聰

【摘 要】本文作者設計了一種集電線剪切、端部剝皮與冷壓端子壓接功能為一體的自動剝線端子壓接機。作品由端子送料裝置、剪線剝線及輸送裝置、端子夾取套送裝置、端子壓接裝置和控制系統等五部分組成。通過各裝置的機械組合，實現剪線、剝線、套端子和壓接端子等自動生產工序，達到機器換人、提高生產效率的產品設計目的。

【關鍵詞】自動剝線端子壓接機；機器換人；冷壓端子

1 設計背景及意義

1.1 作品設計背景

我國低壓電器產業經過半個多世紀的發展，已構成比較完好的工業體系，現有產值約 200 億元，對于冷壓端子線這種基礎性零件的需求量極大，并且呈逐年上升的趨勢。隨著人工成本和產品質量標準的不斷提高，冷壓端子線的自動化生產越來越受到行業內的重視，因此有必要設計一款自動剝線端子壓接機。

1.2 作品的意義

隨著電器行業對冷壓端子線需求量的增大，促使企業對冷壓端子線的生產有更加高效、更加低成本的要求。分析市場現有的端子壓接類機器，存在線段使用長度有限，功能單一等問題。為了提高冷壓端子線的生產效率，降低成本，減小勞動強度，本作品主要針對自動套端子技術進行了研究，為后續研制高效、可靠的自動端子壓接機作前期的技術研發。

2 設計方案

2.1 端子送料裝置

2.1.1 端子送料裝置機構設計

送料方式：振動送料

評價：結構簡單，而且適合目前所需要的功能，并且利用振動頻率調節器可以達到不同的出料速度，以滿足不同的工作需要。配合導軌具有自動定向功能。

2.1.2 端子分料、暫存結構設計

確定選擇振動送料機構后，由于端子在振動盤輸送裝置上是連續排列的，即端子頭尾相連在一起。而對端子的操作是逐個進行，因此需要在頭尾相連的端子中每次輸送一個端子到壓接位置，為了方便端子的抓取和輸送，需要使端子暫時停留在振動盤的出料口處，進行暫存處理。同時也為了方便機械手抓取端子，必須在振動盤輸送裝置上設計一阻擋機構，使端子在出料口停留。

為使機械手更好的抓取，可以在振動盤出料口的暫存位置前方設置一種分料機構，在端子到達暫存位置之前就將連續排列的端子分隔開，每次只放行一個端子到達暫存位置，即放行最前面的一個端子，同時將后面的端子擋住，逐個放行端子，這樣端子到達暫存位置端子耳圈剛好伸出出料口，方便機械手的夾取。當該端子被移走，暫存位置出現空缺后分料機構再放行下一個端子。暫存位置和分料機構的設置避免了端子的掉落和能使機械手更好的抓取端子。

2.2 剪線剝線及線段輸送裝置

2.2.1 裝置中的傳動機構設計

使用同步帶輪方式，靠同步帶齒與同步帶輪齒之間的嚙合實現傳動，兩者無相對滑動，而使圓周速度同步。

2.2.2 線段輸送機構設計

方式：滾輪組傳送

實現方式：采用滾輪組，主動輪與驅動軸連接，驅動軸與步進電機通過同步帶輪相連，主動輪位于從動輪正上方。從動輪與高度調節機構相連接，兩個相互配合的滾輪形成一對滾輪組。通過調節兩輪的相對高度來壓緊連接線，達到適宜壓緊程度。電機驅動主動輪，前后滾輪組配合傳送線段。

2.2.3 剪線剝線結構設計

步進電機通過同步帶和驅動軸帶動V型口刀片運動。驅動軸上加裝光電傳感器，通過傳感器控制電機的正反轉來控制刀片的上下移動。

2.3 端子夾取套送裝置

2.3.1 端子夾取機構設計

實驗發現，氣動手指夾取端子符合本作品的工作要求。其設計分析如下：

方式：氣動手指夾取端子

實施方案：通過單片機控制氣動手指的開合時間，以實現端子夾取的功能。加裝外加手指能更好的夾取端子。

2.3.2 端子套送結構設計

方式：絲桿滑臺

評價：可以承擔一定的扭矩，可在高負載的情況下實現高精度的直線運動。

端子套送裝置的步進電機通過聯軸器驅動絲杠轉動，進而推動固定在直線導軌上的滑塊左右移動，由此帶動手指移動。當手指到達相應位置時，雙軸氣缸推出手指部分，隨即滑塊相對左移或右移，將端子準確配送與線段套合。通過以上設計來完成壓接前的端子套送工作。

2.4 端子壓接及頂落裝置

2.4.1 端子壓接機構設計

方式：氣動壓接鉗機構

實現方式：利用壓接氣缸壓動壓接鉗的壓接柄，利用壓接鉗的杠桿原理產生足夠的壓力。

2.4.2 頂落機構設計

氣動頂落機構完成冷壓端子線的頂落工作。機構由氣缸與頂塊組成。線段壓接完成時，電動推桿下降，使電線不再受兩滾輪的壓緊，再通過氣動控制把頂塊推出工作面，頂落冷壓端子線成品，電動推桿回復到初始位置。

2.5 工作流程

3 結論

本作品能很好地將冷壓端子線的各個生產制作過程結合在一起，消除了傳統加工時各工序間停頓的時間，解決了人工生產時產品質量不統一不標準的問題。同時，本作品自動化程度高、操作簡單，而且體積大小適中、搬運方便、價格便宜。通過對鉗口的調節、剪線長度的設定、滾輪組之間的距離調節，可以適用于不同長度、不同粗細的冷壓端子線的生產，適用范圍廣，生產效率高，具有較好的應用價值和市場前景。

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[責任編輯：張濤]