压接质量监测方法和用于与液压压接设备一起使用的系统与流程

本文的主题总体上涉及压接质量监测方法和用于监测液压压接设备的压接质量的系统。

背景技术

电端子通常通过压接设备压接到导线上以形成引线。压接设备具有压接工具，该压接工具由第一部分和第二部分组成，第一部分安装到用于支撑电端子的基座，第二部分安装到可朝向和远离基座移动以实现压接的压头(ram)。在操作中，将端子放置在压接工具的第一部分上，并将导线的一端插入端子的套圈或套筒中。通过压接冲程使压头向基座移动，从而将端子压接到导线上。

已开发出系统来监测非液压压接设备的压接质量。当检测到有缺陷的压接时，引线被丢弃。一些已知的压接质量监测系统通过测量压接高度来测量压接质量。通常，如果端子没有压接到针对特定端子和导线组合的正确压接高度，则会导致不良压接连接。然而，许多不良压接连接仍将呈现“正确的”压接高度。因此，基于压接高度来监测压接质量的系统可能会使来自压接设备的有缺陷的导线通过监测。另外，压接端子中的压接高度变化或其他物理变化本身不是导致有缺陷的压接连接的原因，而是可能指示导致连接不良的另一因素。这些因素包括使用错误的端子或导线尺寸、股线缺失、电刷短路、压接绝缘、端子位置异常、导线类型错误、不正确的绝缘层剥离等。由于这种有缺陷的压接连接通常具有高质量的压接连接的外观，因此难以识别这些缺陷，以便可以采取及时的纠正措施。

其他已知的压接质量监测系统通过分析在实际压接操作期间施加在端子上的压接力来检测有缺陷的压接端子。例如，该系统在压接冲程期间收集力和位移数据，并将该数据与在学习阶段期间从已知的良好压接收集的标准化数据进行比较。利用这种比较来确定特定的压接是否符合可接受的标准。然而，基于力分布监测压接质量的压接质量监测系统并非没有问题。该系统在测量某些类型的有缺陷的压接时不准确。例如，该系统易于错误地将在套筒中具有绝缘的压接识别为良好的压接。系统还易于错误地将一些良好的压接识别为有缺陷的。

虽然许多已知的系统可用于电动和气动压接设备，但这些已知的系统不能适当地测量由液压压接设备实现的压接的压接质量。

仍需要一种压接质量监测系统，其可用于准确地监测需要使用液压压接设备来适当地压接端子的大型端子的压接质量。还需要一种压接质量监测系统，其可用于识别使用液压压接设备实现的压接的特定缺陷。

技术实现要素：

实施例涉及监测液压压接设备中的压接端子的压接质量的方法。该方法包括：确定供应到液压压接设备的液压压接头的液压流体的压力；确定供应到液压压接设备的液压压接头的液压流体的流量；以及分析液压流体的压力和流量，以确定压接是否有缺陷或没有缺陷。

附图说明

图1出了根据说明性实施例的具有压接质量监测的说明性液压压接设备和液压输送系统。

图2示出了使用液压压接设备压接到导线的说明性端子。

图3是设置为与液压输送系统共线(in-line)的压力传感器和流量传感器的放大图。

图4是示出使用图1所示的压接质量监测系统来监测压接质量的示例性方法的流程图。

图5是示出与液压压接设备中的端子的压接相关联的说明性压力位移曲线的曲线图。

图6示出了用于监测液压压接设备的压接质量的装置的第二说明性实施例。

图7示出了用于监测液压压接设备的压接质量的装置的第三说明性实施例。

图8示出了用于监测液压压接设备的压接质量的装置的第四说明性实施例。

图9示出了用于监测液压压接设备的压接质量的装置的第五说明性实施例。

图10示出了用于监测液压压接设备的压接质量的装置的第六说明性实施例。

具体实施方式

根据本发明原理的说明性实施例的描述旨在结合附图来阅读，附图将被视为整个书面描述的一部分。在本文公开的本发明的实施例的描述中，对方向或取向的任何参考仅仅是意于方便描述，而不意于以任何方式限制本发明的范围。诸如“下部”、“上部”、“水平”、“垂直”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”，“顶部”和“底部”及其衍生物(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应当被解释为指示如随后所描述的或如在讨论中的附图中所示的取向。这些相对术语仅仅是为了便于描述，并且不要求设备以特定的取向构造或操作，除非明确地如此指示。诸如“附接”、“固定”、“连接”、“联接”、“互连”等术语是指这样的关系，在这样的关系中结构直接或通过中间结构间接地彼此固定或附接，以及指可移动或刚性的附接或关系，除非另有明确说明。此外，参考优选实施例来说明本发明的特征和益处。因此，本发明明确地不应限于这些优选实施例，这些优选实施例示出了可以单独存在或以特征的其他组合存在的特征的一些可行的非限制性组合，本发明的范围由所附权利要求限定。

图1示出了根据说明性实施例形成的具有压接质量监测系统12的示例性压接设备10。压接设备10具有带有上部16和下部18的液压头14。下部18在其中接收来自液压输送系统20的液压流体。

第一模具半部22容纳在液压头14的上部16中。第二模具半部24容纳在液压头14的下部18中。在所示的说明性实施例中，第一模具半部代表压接工具的可拆卸地附接到上部16的固定部件。第二模具半部代表压接工具的可拆卸地附接到下部18的可移动部件。

图2示出了压接到导线32上的典型端子30。可以与压接设备10一起使用许多不同类型和尺寸的端子30和导线32。压接工具用于将端子30端接到导线32。例如，第二模具半部24沿着压缩冲程初始朝向第一模具半部22并最终远离第一模具半部22被液压驱动。在压接冲程的初始部分期间，第一半模22和第二半模24接合端子30并且将端子30压接到导线32上。

如图1和3最佳所示，液压系统20包括液压泵34，其通过软管36或其他类型的导管流体连接到液压头14。软管36可分成两个或更多个部件36a、36b，以允许各种测量装置被定位为为与液压流体从液压泵34到液压头14的流动共线。

在所示的实施例中，软管36a在液压泵34和联接构件38之间延伸。联接构件38附接至压力转换器40。在各种实施例中，软管36a可以具有大于压力转换器40的内部直径的内部直径。因此，联接构件38可以具有过渡部分，其减小联接构件38的内部直径以允许联接构件38与软管36a和压力转换器40适当地配合。

流量计44从压力转换器40延伸。流量传感器46从流量计44延伸。在示出的说明性实施例中，流量传感器46通过旋转联接件48可旋转地联接到流量计44。联接构件50在流量计44与软管36b之间延伸，并将流量计44固定到软管36b。软管36b在流量计44和液压头14之间延伸。

液压输送系统20中设有液压控制51。在所示的实施例中，液压控制51包括按钮，操作员使用该按钮以重置系统、启动液压流体的流动并排出有缺陷的端子。然而，可以使用其他类型的液压控制，包括但不限于脚踏板。

压力转换器40和流量传感器46将信息发送给控制器或微处理器52。可以提供压力转换器40和控制器52之间的有线或无线电连接。类似地，可以提供流量传感器46和控制器52之间的有线或无线电连接。

压力转换器40是将压力转换成模拟电信号的类型，例如但不限于基于应变仪的转换器。将压力转换成电信号是通过应变仪的物理变形来实现的，该应变仪被粘合到压力转换器的膜片中并且被连线成惠斯登电桥(wheatstonebridge)构造。因此，施加到压力转换器的压力会产生膜片的偏转，其将应变引入应变仪。该应变产生与压力成比例的电阻变化。由于液压系统20是封闭系统且液压流体不可压缩，因此软管36内的压力与施加至液压头14的第二模具半部18的压力成比例，并与施加到被压接的端子30和导线32的力成比例。因此，从压力转换器40传输到控制器52的信号表示在压接期间施加到端子30上的力。

流量计44被定位或布置成测量通过软管36的液压流体的流量。流量计用于测量通过软管36的液压流体的体积流速。由于液压系统20是封闭系统且液压流体不可压缩，因此通过软管36的流体的体积与进入或离开液压头14的流体的量成正比。由于液压头14的从液压输送系统20接收液压流体的液压接收室54的尺寸是已知的，因此流体的体积的任何变化都与第二模具半部24的位移的变化成正比。因此，压接期间通过软管36的液压流体的流量与第二模具半部24的位移量和端子30的位移量成正比。流量传感器46寄存由流量计44检测到的流量，并将该信息传输给控制器52。

在示出的说明性实施例中，压力转换器40、流量计44和流量传感器46被示出为在液压泵34和液压头14之间共线。然而，在其他说明性实施例中，压力转换器40、流量计44和流量传感器46中的一个或多个可位于其他位置，例如但不限于在液压泵34中。此外，压力转换器40、流量计44和流量传感器46可以是分立的装置或可以被集成到一个或多个装置中。

通过监测来自流量传感器46和压力转换器40的信号，可以监测压接的质量。例如，可以通过分析来自流量传感器46的信号来确定经压接的端子30的压接高度。替代地，可以为经压接的端子30确定压接高度自基线的变化。此外，通过分析来自压力转换器40的信号，可以分析压接的其他特征。例如，可以分析与施加到端子30上的力相关的特征。可以收集力数据并用于确定压接质量。例如，可以生成和分析力分布，以便分析参数，比如施加在端子30上的峰值力和为了完成压接所执行的工作量。

控制器或微处理器52可以具有用于存储数据的内部存储器或数据库，或者替代地，可以提供外部数据库或存储器。控制器52收集来自压力转换器40和流量传感器46的信息。该信息如图5中的60所示绘制在曲线图上。控制器52分析绘制的信息并将绘制的信息与第一优选或目标压接力包络线62和第二优选或目标压接力包络线64进行比较。如果绘制的信息60位于第一优选或目标压接力包络线62与第二优选或目标压接力包络线64之间的区域的内部，则控制器52向操作者提供视觉输出66以指示端子恰当地压接到导线。如果绘制的信息60位于第一优选压接力包络线62与第二优选压接力包络线64之间的区域的外部，则控制器52向操作者提供视觉输出68以指示端子未适当地压接到导线。操作者可以从制品中移除未适当压接的端子。这种视觉输出可以包括以下中的一个或多个：端子被适当地压接的指示；端子未适当地压接的指示；或端子可能适当地压接的指示，但需要操作者的视觉检查。

控制器52可用于驱动压接设备10的各种部件，例如喷射器(未示出)，其丢弃具有压接质量不良的端子的引线。控制器52可以用于驱动液压输送系统20通过压接冲程。作为控制方案的一部分或者基于操作者输入和/或来自压力转换器40或流量传感器46的输入，控制器52可以自动地驱动部件。

压接质量监测系统12总体上包括控制器52、压力转换器40和流量传感器46。在替代实施例中，压接质量监测系统12也可以包括其他部件。可选地，控制器52可以是计算机的一部分。控制器52可以具有用于处理来自压力转换器40和流量传感器46的信号的微处理器。压接质量监测系统12使用控制器52分析和/或操纵来自压力转换器40和流量传感器46的数据，以监测压接质量。

出现在压力转换器40上的信号(其指示施加到端子30上的力)和出现在流量传感器46上的信号(其指示液压头14的配合半部的相对位置)由控制器52监测并被记录。信号可以记录为数据元素的对，在压接周期期间每个离散时间增量一对。由此，每个力单元与液压头14的特定时间分量和特定位置分量相关联。

在示例性实施例中，如图4所示，在压接冲程期间由压力转换器40测量80与压接力成比例的压力。在压接冲程期间由流量计44和流量传感器46测量82与模具的位移成比例的流量或位移。

连续地或者基于时间或压接工具位置以预定的间隔测量压力和流量。例如，可以选择预定的采样时间，并且可以在每个离散采样时间测量压力和流量。替代地或另外地，当压接工具处于预定的压接高度位置时，可以测量压力和流量。压接工具的位置可以由距离传感器(未示出)检测。

可选地，控制器52可以用于基于测量到的压力来创建104力分布。控制器52可以使用力分布来监测压接质量。例如，如前所述，可以分析力分布以确定特定压接是否有缺陷。

在图6中示出了液压输送系统120中的压接质量监测系统112的第二说明性实施例。压接质量监测系统112提供了一种简单的模拟方法，用于测量已经被泵送通过液压输送系统120的液压流体量。压接质量监测系统112包括一个或多个管141，以测量或计量液压管线中的力的量和移动压接工具所需的流体位移量。

每个管141具有可移动地定位在管141内部的柱塞142。柱塞142可沿着管141的长度移动或滑动。柱塞142的运动与进入管141的一端143的流体的量成比例。液压流体必须通过以到达柱塞142的面的管141内部的面积是恒定的。因此，假设存在柱塞142的设定的初始位置，通过监测和测量柱塞142在管141中的移动，进入管141的流体的体积可以通过将管的内部的面积乘以柱塞的移动的长度来计算。位移传感器144可以用于监测柱塞142的位移。由于液压系统120是封闭系统且液压流体不可压缩，因此进入管141的一端143并导致柱塞142位移的流体的体积与进入或离开液压头的流体的量成正比。因此，柱塞142的任何运动都与压接工具的第二模具半部的位移的变化成正比。

在管141上还设置有将压力转换成模拟电信号的类型的压力监测器140，例如但不限于基于应变仪的转换器。将压力转换成电信号是通过应变计的物理变形来实现的，该应变仪被粘合到压力转换器的膜片中并且被连线成惠斯登电桥构造。因此，施加到压力转换器的压力会产生膜片的偏转，其将应变引入应变仪。该应变产生与压力成比例的电阻变化。由于液压系统120是封闭系统且液压流体不可压缩，因此管141中的压力与施加至液压头的压力成比例，并与施加到被压接的端子和导线的力成比例。因此，在压接期间从压力监测器40传输的信号指示施加到端子上的力。

位移传感器144和压力监测器140将信息发送给控制器或微处理器152。可以提供压力监测器140和控制器152之间的有线或无线电连接。类似地，可以提供位移传感器144和控制器152之间的有线或无线电连接。

在该实施例中，可以提供从管141排出空气的系统。如果空气被引入到系统120中，则在没有释放空气的器件的情况下，空气可能保持在系统中，从而妨碍或阻止柱塞142的操作。为了允许从系统120中移除空气，用于从管141排出空气的系统包括一组协议，以在需要时排空管线。该系统向管141中的平行于管141的侧面的阀149施加压力，其连同附接的软管的适当取向而导致空气聚集在某个限定的区域150中。在继续增加压力的同时打开阀149，迫使空气离开系统。

在图7中示出了液压输送系统220中的压接质量监测系统212的第三说明性实施例。在该实施例中，三个气缸241和活塞242配合在一起，并且具有通过其行进的液压流体。提供电磁控制的高压阀(未示出)，以控制进出每个汽缸241的液压流体运动。曲轴245将所有活塞242连接在一起。活塞242彼此偏置120度以保持恒定的功率输出。液压输送系统220使用仅具有进气和排气的两冲程设计。

当活塞242偏移120度时，会有一些重叠，但为了便于解释和理解，将仅提供一个活塞242的操作。最初，电磁控制阀打开以允许流体进入气缸241。当流体开始填充汽缸241时，活塞242处于其最高位置，类似于发动机的进气冲程所在的位置。气缸241的压力用于移动与其他活塞连接的曲轴245，从而在所有三个气缸中但是在不同的时间进行过程。一旦活塞242达到其最低点，允许流体进入的阀门关闭，且允许流体离开的阀门打开。当发生这种情况时，另一个活塞242的功率被填充并且流体向下推动活塞242，这将迫使该缸241中的该活塞242向上移动，将流体离开气缸241并朝向压接工具位移。为了将活塞运动转换为体积流量，需要计量器244对曲轴旋转的次数进行计数。旋转次数乘以每个气缸的体积以提供被位移的流体的体积。类似于其他设计，在体积流量计244之后提供高压监测器240，以测量或计量被传送到压接工具的流体的压力。

在图8中示出了液压输送系统320中的压接质量监测系统312的第四说明性实施例。管道341具有横向于液压流体的流动放置的风车342。体积流量计344记录风车342旋转的次数，从而允许对已经通过系统320的流体量进行计数。类似于其他设计，在体积流量计344之后提供高压监测器340，以测量或计量被传送到压接工具的流体的压力。

在图9中示出了液压输送系统420中的压接质量监测系统412的第五说明性实施例。在该实施例中，液压流体是铁磁的或具有磁性添加剂。流量计444控制穿过管道441的特定截面的流体的量。导线442围绕管道441缠绕，在管道441处，流体在其下方通过。由于流体是磁性的，流体的运动将产生移动的b场(通量)，这将导致在导线442中形成电流。测量电流并将其转换成体积位移。在各种实施例中，可以测量并记录与磁性流体的流量相关联的电压尖峰，从而允许测量已经通过系统的流体量的第二手段。类似于其他设计，将在体积流量计444之后提供高压监测器440，以测量或计量被传送到压接工具的流体的压力。

在图10中示出了液压输送系统520中的压接质量监测系统512的第六说明性实施例。在该实施例中，传感器544位于按钮542上或监测按钮542，操作员使用按钮542以允许液压流体流向压接工具。传感器544监测按钮542被接合的时间，从而允许计算流向压接工具的流体量。类似于其他设计，提供高压监测器540，以测量或计量被传送到压接工具的流体的压力。通过监测压力和时间，控制器可以确定压接是好还是坏。

在压接质量监测系统的第七个说明性实施例中，压接的质量可以用时间来度量。在该实施例中，液压头从第一位置移动到第二位置所需的时间被计时。将测量的时间与已经建立的目标时间范围进行比较，该目标时间范围代表发生适当压接所需的时间。如果测量到的时间位于目标时间之间，则向操作员提供视觉输出以指示端子适当地压接到导线。如果测量的时间在目标时间之外，则向操作员提供视觉输出以指示端子未适当地压接到导线。在一个说明性实施例中，时间的测量可以在液压系统中达到目标低压时开始，并且可以在液压系统中达到目标高压时结束。在另一说明性实施例中，时间的测量可以在液压系统中达到目标初始流速时开始，并且可以在液压系统中达到目标最终流速时结束。

压接质量监测系统的第八说明性实施例通过计数位于液压泵中的活塞的冲程的次数来监测流体的流量。提供活塞以使流体离开液压泵并朝向压接工具泵送或移位。为了将活塞运动转换为体积流量，提供计量器以计数活塞的循环次数。循环次数乘以气缸的体积以提供被位移的流体的体积。类似于其他设计，提供高压监测器，以测量或计量被传送到压接工具的流体的压力。替代地，压力监测器可用于计算循环次数，从而不需要计数计量器。随着活塞循环，发生液压流体的压力的脉冲。因此，压力监测器也可用于计数液压系统的压力的峰值的数量，这与活塞的循环次数相关。

各种实施例的监测液压压接设备中的压接端子的压接质量的方法可以包括测量：a)液压系统中的供应到液压压接设备的液压压接头的液压流体的压力；或b)在液压系统中供应到液压压接设备的液压压接头的液压流体的流速；或c)将液压压接头从第一位置移动到第二位置所需的时间；或者a)、b)或c)的任何组合。该方法还可以包括针对相应的压力、流速或时间来分析所测量到的压力、流速、时间或其任何组合，以确定压接是否有缺陷或没有缺陷。

尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离如所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变并且可以用等同物替换其元件。特别地，本领域技术人员将清楚的是，在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以实现为其他特定形式、结构、布置、比例、尺寸，以及用其他元件、材料和部件实现。本领域的技术人员将会理解，本发明可以与结构、布置、比例、尺寸，材料和部件的许多修改一起使用，并以其他方式用于本发明的实践中，其特别适用于特定环境和操作要求，而不脱离本发明的原理。因此，目前公开的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求限定，而不限于前述描述或实施例。