端子机是一种用于电线电缆与端子(连接器)压接的自动化设备,广泛应用于电子、电器、汽车线束等领域。其工作原理主要围绕 “端子压接” 这一核心工艺展开,通过机械传动、模具配合及电气控制,实现端子与导线的可靠连接。以下是其详细工作原理及关键环节解析:
一、端子机的核心工作原理框架
端子机的工作本质是通过机械压力使端子(金属导电部件)发生塑性变形,从而紧密包裹导线的芯线(或绝缘层),形成电气连接与机械固定。其原理可拆解为以下几个关键步骤:
二、端子机的工作流程与关键环节
1. 导线预处理(部分端子机集成此功能)
剥线:通过剥线刀或剥线机构去除导线端部的绝缘层,露出芯线。部分高端端子机可自动完成剥线长度、剥线力度的精准控制。
捻线(可选):若芯线为多股铜线,可通过捻线机构将松散的芯线绞合,避免压接时散线。
2. 端子送料与定位
端子送料:端子通常以 “端子带”(成排排列的端子通过载带连接)形式安装在端子机的料槽中,通过送料机构(如步进电机驱动的皮带、齿轮)将端子逐一输送至压接工位。
定位校准:通过传感器(如光电传感器)或机械挡板确保端子在压接时处于正确位置,避免偏移导致压接不良。
3. 导线与端子的对位
导线夹持:通过夹线机构(如气缸驱动的夹爪)固定导线剥线端,确保其与端子的压接槽对齐。
对位精度:高端端子机可能配备视觉系统(CCD 相机),通过图像识别自动调整导线与端子的相对位置,提升压接精度。
4. 压接执行:机械力与模具的配合
动力来源:端子机的压接动力主要有三种类型:
气动:通过气缸压缩空气产生推力,结构简单、成本低,适合中低强度压接。
液压:利用液压油传递压力,压接力大且稳定,适用于大规格端子或高强度压接。
电动:通过伺服电机驱动丝杠或齿轮,实现高精度压力控制,压接过程可控性强,适合精密压接。
模具作用:压接模具(上下模)是端子机的核心部件,其形状与端子的压接区匹配。当动力系统驱动上模向下运动时,模具对端子施加压力,使其挤压导线芯线:
压接过程:端子的金属材料在压力下发生塑性变形,嵌入芯线缝隙中,形成 “冷焊” 效果(无需加热,依靠机械咬合实现导电连接)。
压接形态:根据端子类型,压接后可能形成 “筒状压接”(包裹芯线)或 “翼状压接”(端子侧翼折叠压合),确保电气导通性与机械强度。
5. 压接质量检测(可选功能)
在线检测:部分端子机配备传感器或检测机构,实时监控压接过程中的压力、位移、温度等参数,判断压接是否合格。
常见检测项:
压力检测:通过压力传感器确认压接力是否在设定范围内,避免压力不足(接触不良)或过大(端子破裂)。
尺寸检测:通过激光或视觉系统测量压接后的端子厚度、宽度,确保符合工艺标准。
导通检测:通过微电流检测压接后的端子与导线是否导通,排除虚接问题。
6. 成品输出与废料处理
成品收集:压接完成的导线端子组件通过出料槽或传送带送出,部分设备可自动整理成束。
废料处理:端子带的载带废料、剥线废料等通过废料回收机构收集,保持工作环境整洁。
三、端子机的关键技术原理
1. 压接力的控制原理
压接力是影响压接质量的核心参数,其控制原理基于 “力 - 位移” 曲线:
气动 / 液压端子机:通过调节气压、液压油压力来控制压接力,需人工设定并定期校准。
电动端子机:通过伺服电机的扭矩控制,实时反馈压接过程中的位移变化,实现 “压力 - 位移” 闭环控制,精度可达 ±1%。
2. 模具设计的力学原理
模具的形状、角度、硬度直接影响压接效果:
应力分布:模具设计需确保压接时端子各部位受力均匀,避免局部应力集中导致端子开裂。
变形量控制:根据端子材质(如铜、铝)和导线规格,模具需设计合理的压接深度,使端子变形量达到材料屈服强度,形成永久塑性变形。
3. 自动化控制原理
端子机的控制系统通常采用 PLC(可编程逻辑控制器)或单片机,通过程序设定各机构的动作顺序、时间间隔及参数阈值:
传感器反馈:光电传感器、压力传感器、编码器等实时反馈设备状态,确保动作同步与安全保护。
人机交互:通过触摸屏或按键设置压接参数(如压接力、送料长度、检测标准),并显示运行状态与故障报警。
四、不同类型端子机的原理差异