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自动化高压电缆连接器组装
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自动化高压电缆连接器组装

2021-10-12 10:07:43 来源:连接器世界网 作者:SCHLEUNIGER高级产品经理ROB BOYD

【哔哥哔特导读】电动汽车 (EV) 电缆线束是当今电线加工领域最热门的话题之一。这是一个非常新且令人兴奋的市场,随着新技术的出现,它正在迅速变化。对于那些希望扩展到这个市场的人来说,了解高效的自动化高压(HV)电缆连接器组件的工艺非常重要。

电动汽车 (EV) 电缆线束是当今电线加工领域最热门的话题之一。这是一个非常新且令人兴奋的市场,随着新技术的出现,它正在迅速变化。对于那些希望扩展到这个市场的人来说,了解高效的自动化高压(HV)电缆连接器组件的工艺非常重要。

EV应用中使用的高压连接器有许多组件,因此必须按特定顺序执行多个工艺步骤。虽然大多数客户希望每个工艺步骤都实现自动化,但全自动系统的成本往往是不合理的。

一些工艺步骤更具挑战性,需要更高的精度。例如,去除铝箔或切割屏蔽层更为关键,因为连接器的性能或安全性可能会受到显著影响。此外,几乎所有连接器和电缆类型都需要相同一些工艺步骤,而仅某些连接器需要其他工艺步骤。根据特定连接器系列的数量,仅自动化关键或常见步骤,并通过手动工艺继续执行更简单或不常见的步骤可能更有意义。但是,如果数量够多,证明成本是合理的,这些工艺也可以实现自动化。

目前,超过 97% 的高压应用需要屏蔽电缆,无论是多芯电缆还是同轴电缆。HV 应用范围从3mm2到120mm2的单芯(同轴)线缆或2×2.5mm2到5×6.0 mm2的多芯电缆,用于种类繁多的单电缆和多电缆连接器。因此,认真考虑将其产品扩展到 HV 电缆组件的客户必须着眼于不仅提供高精度而且完全灵活的自动化解决方案,以便在知道未来加工要求可能会发生变化的情况下来保证任何投资效益。重要的是,系统应该可以在现场扩展,以便它们可以跟随业务发展和适应新需求。

由于功能和/或结构不同,不同的连接器通常具有非常不同的单独工艺步骤。但是,有一些基本步骤适用于几乎所有连接器,而这些步骤与正确剥开电缆和加载套圈有关。

连接器

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1、去除护套和铝箔

屏蔽层周围没有铝箔的电缆自然更容易和更快地剥离。这些电缆可以使用圆角固定刀片、旋转剥线刀片或激光剥线器进行剥线。

径向固定刀片可能是最快的,但很难确保质量。如果一个刀片比另一个更锋利,刀片将无法均匀地穿透绝缘层,并可能损坏屏蔽层。如果电缆不是很同心,就很难不损坏屏蔽层。最后,如果更改为不同尺寸的电缆也需要更改刀片的尺寸。

激光剥离很受欢迎,因为激光束会从护罩反射出来,因此不会损坏护罩。但是,如果屏蔽层编织不严密,激光可以穿透屏蔽层并损坏内层。激光剥离器需要抽掉烟雾,因为有些烟雾是有毒的。与其他剥离方法相比,它们也是最昂贵的。

旋转剥离将使用刀片和导体检测系统提供最干净的切割,可防止损坏屏蔽层。非同心电缆可采用特殊工艺。

当外护套模制到护罩中时,更难在不干扰护罩的情况下移除护套。在这些情况下,在将嵌块拉离电缆的同时沿特定方向操作嵌块有助于嵌块脱离屏蔽层。

如果电缆有铝箔,则必须将其剥离干净,与外护套齐平,不得留下任何标志。这对于固定刀片几乎是不可能的。除非将铝箔粘合到外护套上,否则使用激光系统当然是可能的。激光系统需要空间让激光到达铝箔。但是,如果将铝箔粘合到外护套上,则任何拉动小块都可能导致铝箔撕裂不均匀。此外,激光无法切割铝箔重叠的地方。

使用旋转剥离刀片,可以在不拉动块的情况下对铝箔进行刻划。可以通过操纵电缆并在移除时扭动护套块来同时移除护套块和铝箔。结果是实现了干净的铝箔切割与外护套齐平。

连接器

2、组装内套圈

将套圈加载到电缆上很关键,但如果手动完成,则不会太具有挑战性。然而,如前所述,不同的连接器需要使用不同的套圈。因此,应该可以使用一些特定电缆和套圈的部件更换不同的套圈。系统还应该能够检测套圈是否为正确类型以及它是否在电缆上正确定向。

将套圈安装到电缆上是一个可以手动完成的步骤,以节省成本,因为自动加载系统非常昂贵。

3、切割/移除屏蔽层

对于高压电缆,使用传统的旋转剥线装置正确切割屏蔽层非常具有挑战性,特别是如果电缆具有非同心层或不圆的情况。电介质和填料的完整性对于电缆的正常性能至关重要,传统的旋转剥线机有损坏内层的风险。铁砧和冲压系统可确保内层不会损坏,并围绕电缆360°清洁、均匀地切割屏蔽层。

最终的屏蔽长度将取决于所使用的套圈,因为它会缠绕在套圈上。切割必须干净且一致,否则长线可能会导致其他组件短路,而短线可能会降低套圈压接的完整性。

有时屏蔽长度比电介质的长度长。这些应用要求屏蔽层在修剪后打开并折回,以便剥离内层。

连接器

4、折叠屏蔽层

屏蔽层会折回到套圈上,但在某些情况下,不会完全折叠。不同的连接器需要不同的折叠角度以确保连接器正确装配在一起。折叠角度可以在90°到 180°之间,但折叠必须均匀,360°围绕套圈。屏蔽绞线末端必须在规定的公差范围内,以确保适当的性能。太粗的股线可能会导致短路,而当外部套圈卷曲时,短股线可能无法正确固定屏蔽。

连接器

5、去除电介质/填料

电介质或填料可以以与外护套相同的方式去除。多芯电缆不允许对导体绝缘有任何损坏。

对于同轴电缆,导体检测可以起到很大的作用,以确保中心导体不会被剥线刀片损坏。与外护套一样,系统必须能够容纳非同心电缆,以提供最大的灵活性。

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6、多导体定向和剥离

在端接多芯电缆之前,必须正确定向电缆,以便在将导体插入连接器时极性正确。复杂的系统必须能够识别电线颜色,然后相应地旋转电缆而不会丢失电缆位置。

一旦正确定向,就可以根据连接器腔间距形成导体以实现端接。正确形成导体后,应在具有导体检测功能的设备上剥去末端,以确保线股不受损坏。

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7、端接

内导体通过压接或超声波焊接到端子上。自动化系统可以将合适的压接机与压接力监控系统集成在一起。超声波焊接系统通常具有集成监控功能,以确保正确焊接。

可以集成第3方系统的自动化系统,这非常方便。这些系统可以最大限度地减少已经经历过冗长批准工艺的压力机和焊接系统的验证过程。

8、多导体连接器加载

对于将要端接并装入连接器的多芯电缆,电线末端和端子位置必须非常一致,这一点至关重要。这将确保端子将正确加载并锁定到连接器中。

如果体积合适,后续的外壳或组件可以自动应用并锁定到位。但是,上面列出的步骤1-4 和 步骤6是最广泛应用的最常见的工艺步骤。自动化这些流程步骤可能会给您带来最好的投资回报,因为它们是最常用的。这些步骤对于确保适当的连接器性能也是最关键的。

新的视觉检测系统可以360°检测电缆周围。人工智能用于识别电缆组件的不同层以进行彻底分析。可以为每个组件编程许多质量特性。

在询问自动高压电缆连接系统时,请准备好以下有关您要运行的所有应用的信息:

电缆规格和剥线要求

连接器规格和必要的工艺步骤

质量保证要求

生产要求和/或所需的周期时间

有了这些信息,自动化供应商将能够为您的生产要求以及预期性能提供最具成本效益的系统的建议,无论是半自动还是全自动系统。

考虑到 EV 技术的发展速度,自动化系统应该在现场、设施中具有灵活性和适应性,而不会造成生产的重大中断。例如,可以将半自动站移动到全自动平台上。同样,随着时间的推移,随着交易量的增加,全自动平台应该是可扩展的。此功能将为您提供最大的灵活性,并使您能够继续利用您的投资。

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