技術篇 | 車載高壓屏蔽線纜的剝線工藝
電動汽車 (EV) 電纜線束是當今電線加工領域最熱門的話題之一。這是一個非常新且令人興奮的市場,隨著新技術的出現,它正在迅速變化。對于那些希望擴展到這個市場的人來說,了解有效自動化高壓 (HV) 電纜連接器組件的過程非常重要。
EV 應用中使用的高壓連接器有許多組件,因此必須按特定順序執行多個工藝步驟。雖然大多數客戶希望自動化每個流程步驟,但往往無法證明全自動系統的成本是合理的。
一些工藝步驟更具挑戰性,需要更高的精度。例如,去除箔層或切割屏蔽層更為關鍵,因為連接器的性能或安全性可能會受到顯著影響。此外,幾乎所有連接器和電纜類型都需要一些工藝步驟,僅某些特定的連接器需要其他工藝步驟。根據特定連接器系列的數量,僅關鍵或常見步驟與通過人工操作繼續執行更簡單或不常見的步驟,自動化可能更有意義。但是,如果數量證明它是合理的,它都可以自動化。
目前,超過 97% 的高壓應用需要屏蔽電纜,無論是多芯電纜還是同軸電纜。HV 應用范圍從 3mm2到 120mm2的單芯(同軸)或 2×2.5mm2到 5×6.0mm2的多芯電纜,用于種類繁多的單電纜和多電纜連接器。因此,認真考慮將其產品擴展到 HV 電纜組件的客戶必須著眼于不僅提供高精度而且具有完全靈活性的自動化解決方案,以便在知道未來處理要求可能會發生變化的情況下保護任何投資。重要的是,系統可以在現場擴展,以便它們可以隨著您的業務發展和適應。
由于其不同的功能和/或結構,不同的連接器通常具有非常不同的單獨工藝步驟。但是,有一些基本步驟適用于幾乎所有這些步驟,這些步驟與正確剝開電纜和加載套圈有關。
去除外套和箔
屏蔽層周圍沒有箔層的電纜自然更容易和更快地剝離。這些電纜可以使用圓角固定刀片、旋轉剝線刀片或激光剝線器進行剝線。
Radius 固定刀片可能是最快的,但可能不是最安全的質量。如果一個刀片比另一個更鋒利,刀片將無法均勻地穿透絕緣層,并可能損壞屏蔽層。如果電纜不是很同心,幾乎不可能不損壞屏蔽層。最后,更改為不同的電纜尺寸也需要更改刀片尺寸。
激光剝離很受歡迎,因為激光束會從護罩反射出來,因此無法損壞護罩。但是,如果屏蔽層編織不嚴密,激光可以穿透屏蔽層并損壞內層。激光剝離器需要抽煙,因為有些煙霧是有毒的。與其他剝離方法相比,它們也是最昂貴的。
旋轉剝離將使用刀片和導體檢測系統提供最干凈的切割,可防止損壞屏蔽層。非同心電纜可采用特殊工藝。
當外護套模制到護罩中時,更難在不干擾護罩的情況下移除護套。在這些情況下,在將嵌塊拉離電纜的同時沿特定方向操作嵌塊有助于嵌塊脫離屏蔽層。
加工高壓電纜如果電纜有箔層,則必須將其剝離干凈,與外護套齊平,不得留下任何標志。這對于固定刀片幾乎是不可能的。除非將箔片粘合到外護套上,否則使用激光系統當然是可能的。激光系統需要空間讓激光到達箔片。但是,如果將箔片粘合到外護套上,則任何拉動小塊都可能導致箔片撕裂不均勻。此外,激光不會切割箔重疊的地方。
使用旋轉剝離刀片,可以在不拉動塊的情況下對箔進行刻劃。可以通過操縱電纜并在移除時扭動護套塊來同時移除護套塊和箔。結果是干凈的鋁箔切割與外護套齊平。
組裝內套圈
將套圈加載到電纜上很關鍵,但如果手動完成,則不會太具有挑戰性。然而,如前所述,不同的連接器使用不同的套圈。因此,應該可以使用一些特定于電纜和套圈的部件更換不同的套圈。系統還應該能夠檢測套圈是否正確類型以及它是否在電纜上正確定向。
將套圈安裝到電纜上是一個可以手動完成的步驟,以節省成本,因為自動加載系統非常昂貴。
切割/移除屏蔽
屏蔽高壓電纜對于高壓電纜,使用傳統的旋轉剝線裝置正確切割屏蔽層非常具有挑戰性,特別是如果電纜具有非同心層或不圓的情況。電介質和填料的完整性對于電纜的正常性能至關重要,傳統的旋轉剝線機有損壞內層的風險。鐵砧和沖壓系統可確保內層不會損壞,并圍繞電纜 360° 清潔、均勻地切割屏蔽層。
最終的屏蔽長度將取決于所使用的套圈,因為它會纏繞在套圈上。切割必須干凈且一致,否則長線可能會導致其他組件短路,而短線可能會降低套圈壓接的完整性。
有時屏蔽長度比電介質的長度長。這些應用要求屏蔽在修剪后打開并折回,以便剝離內層。
折疊屏蔽
防護罩會折回到套圈上,但在某些情況下,不會完全折回。不同的連接器需要不同的折疊角度以確保連接器正確裝配在一起。折疊角度可以在 90° 到 180° 之間,但折疊必須均勻,圍繞套圈 360°。屏蔽絞線末端必須在規定的公差范圍內,以確保適當的性能。太粗的股線可能會導致短路,而當外部套圈卷曲時,短股線可能無法正確固定屏蔽。
去除電介質/填料
電介質或填料可以以與外護套相同的方式去除。多芯電纜不允許對導體絕緣有任何損壞。
對于同軸電纜,導體檢測可以起到很大的作用,以確保中心導體不會被剝線刀片損壞。與外護套一樣,系統必須能夠容納非同心電纜,以提供最大的靈活性。
多導體定向和剝離
在端接多芯電纜之前,必須正確定向電纜,以便在將導體插入連接器時極性正確。復雜的系統必須能夠識別電線顏色,然后相應地旋轉電纜而不會丟失電纜位置。
一旦正確定向,就可以根據連接器腔間距形成導體以實現端接。正確形成導體后,應在具有導體檢測功能的設備上剝去末端,以確保線股不受損壞。
終止
內導體壓接或超聲波焊接到端子上。自動化系統可以將合適的壓接機與壓接力監控系統集成在一起。超聲波焊接系統通常具有集成監控功能,以確保正確焊接。
可以集成3個自動化系統研發方系統是非常方便的。這些系統可以最大限度地減少已經經歷過冗長批準過程的壓力機和焊接系統的驗證過程。
多導體連接器加載
對于將要端接并裝入連接器的多芯電纜,電線末端和端子位置必須非常一致,這一點至關重要。這將確保端子將正確加載并鎖定到連接器中。
如果體積合適,后續的外殼或組件可以自動應用并鎖定到位。但是,上面列出的步驟 1 到 4 和 6 是最廣泛應用的最常見的工藝步驟。自動化這些流程步驟可能會給您帶來最好的投資回報,因為它們是最常用的。這些步驟對于確保適當的連接器性能也是最關鍵的。
新的視覺檢測系統可以 360° 檢測電纜周圍。人工智能用于識別電纜組件的不同層以進行徹底分析。可以為每個組件編程許多質量特性。
在詢問自動高壓電纜連接系統時,請準備好以下有關您要運行的所有應用程序的信息:
電纜規格和剝線要求
連接器規格和必要的工藝步驟
質量保證要求
生產要求和/或所需的周期時間
有了這些信息,自動化供應商將能夠為您的生產要求以及預期性能提供最具成本效益的系統的建議,無論是半自動還是全自動系統。
考慮到 EV 技術的發展速度,自動化系統應該在現場、在您的設施中具有靈活性和適應性,而不會造成生產的重大中斷。例如,應該可以將半自動站移動到全自動平臺上。同樣,隨著時間的推移,隨著交易量的增加,全自動平臺應該是可擴展的。此功能將為您提供最大的靈活性,并使您能夠繼續利用您的投資。
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