一种数据线自动焊接设备的制作方法

1.本发明涉及数据线焊接加工技术领域，尤其涉及一种数据线自动焊接设备。


背景技术：

2.usb数据线用于电脑、手机等电子设备与外部设备的连接和通讯，进行传输 数据和充电。usb数据线加工时，数据线线材与接口端子的焊接是关键工序，在 焊接时需要将裁剪后的原始数据线端部的外皮剥开,根据数据线内部芯线的包皮 的不同颜色,将其按特定的顺序分别装入到不同的线夹之中,再与usb接口端子进 行焊接。
3.而目前工厂生产数据线的设备多是半自动化设备，设备主要存在的问题是 分线工序需要人工处理。如一般的usb数据线内部由红白绿黑四根芯线组成， 在焊接之前需要按照特定的顺序将这四根芯线分别装入线夹之内，在目前的生 产操作中,将芯线的分线排序工作主要依靠人工完成。而人工装线入夹主要存在 以下几个方面的问题:生产效率受操作人员熟练程度和工作状态制约；人工操作 的装线入夹出错率较高,导致整体生产的不良率较高。由于缺少自动分线装置， 严重制约数据线线材的焊接速度，导致数据线焊接加工效率低，不利于大批量 的生产。


技术实现要素：

4.有鉴于此，为了解决数据线与接口端子焊接涉及人工操作导致效率低的问 题，本发明的实施例提供了一种数据线自动焊接设备。
5.本发明的实施例提供一种数据线自动焊接设备，包括：
6.用于裁剪数据线线材及对其端部剥皮的裁线机；
7.送线装置，其包括可沿着一方向移动的牵引夹爪、以及可分别沿着另两垂 直方向移动的两定位夹爪，每一所述定位夹爪还设有用于驱动其轴向转动的转 线电机，所述牵引夹爪用于夹持数据线线材的首端并将数据线线材的首端送至 指定位置，一所述定位夹爪用于在该指定位置夹持所述数据线线材首端、另一 所述定位夹爪用于夹持所述数据线线材尾端，且两所述定位夹爪转动使所述数 据线线材端部的芯线排列为预定顺序的两列；
8.分别设置于两所述定位夹爪两侧的两分线装置，每一所述分线装置包括分 线针及与所述分线针连接的驱动部件，所述分线针两侧设有对称设置的至少一 级分线台阶，所述分线台阶的高度等于所述芯线的直径，所述驱动部件用于驱 动所述分线针升降使所述分线针插入两列所述芯线之间、以及驱动所述分线针 转动使各级所述分线台阶推动各芯线移动预定距离；
9.以及设置于每一所述分线装置下方的一焊锡机，每一所述焊锡机用以对所 述数据线线材一端的各芯线焊接。
10.进一步地，所述送线装置还包括三电动滑台，其中一所述电动滑台设置于 所述裁线机的出线方向上，所述牵引夹爪连接该电动滑台；另外两所述电动滑 台均设置于所述裁线机的出线方向的垂直方向，且分别连接两所述定位夹爪。
11.进一步地，所述送线装置还包括用于识别数据线线材芯线颜色从而确定各 芯线排序的颜色识别模块。
12.进一步地，所述送线装置还包括压线部件，所述压线部件包括与所述分线 针形状相适配的卡槽、及设置于所述卡槽下方的承接平板，所述卡槽上部与所 述驱动部件连接且受所述驱动部件驱动升降，在芯线分散前使所述数据线线材 被限制于所述卡槽与所述承接平板之间，且在芯线分散前所述分线针的各个分 线台阶与所述卡槽之间形成芯线的约束空间。
13.进一步地，所述驱动部件包括升降组件和回转组件；
14.所述升降组件为多轴气缸、上活动板、下活动板及芯线限位件，所述上活 动板与下活动板上下间隔设置，所述多轴气缸输出端设有第一活塞轴、及多个 第二活塞轴，所述第一活塞轴贯穿并固定连接所述上活动板，所述第一活塞轴 下端连接所述分线针，所述分线针上端贯穿所述下活动板且与所述下活动板滑 动连接，每一所述第二活塞轴贯穿所述上活动板后连接所述下活动板，且所述 第二活塞轴位于所述上活动板与所述下活动板之间部分套设有弹簧，所述芯线 限位件固定于所述下活动板底部，所述卡槽设置于所述芯线限位件下部，且所 述分线针上端贯穿所述芯线限位件，所述第一活塞轴先后推动所述芯线限位件 压紧所述数据线线材和所述分线针插入两列所述芯线之间；
15.所述回转组件固定于所述上活动板上，所述回转组件包括回转气缸和弹性 部件，所述弹性部件连接所述第一活塞轴和所述上活动板。
16.进一步地，所述弹性部件为套设于所述第一活塞轴上的扭簧，所述扭簧一 端固定于所述第一活塞轴上、另一端固定于所述上活动板上，所述第一活塞轴 侧壁设有受推柱，所述回转气缸设置于所述受推柱的一侧，且输出端朝向所述 受推柱。
17.进一步地，所述受推柱的另一侧设有限位件，所述限位件用于阻挡受推柱 转动从而限制所述第一活塞轴转动角度。
18.进一步地，所述驱动部件还包括位移气缸，所述位移气缸连接所述升降组 件，所述承接平板上设有空槽，且所述焊锡机的线槽设置于所述空槽下方，所 述位移气缸用于驱动所述升降组件下降使所述线槽穿过所述空槽，进而使各所 述芯线卡入所述线槽。
19.进一步地，所述分线针为“凸”字形，所述数据线线材具有四根芯线。
20.进一步地，所述牵引夹爪和所述定位夹爪均为气动夹爪。
21.本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种数据线 自动焊接设备，通过送线装置数据线线材送至指定位置且转动数据线材使其芯 线保持预定顺序，进而通过分线装置对芯线进行自动分离排序，最后通过焊锡 机进行焊接，实现数据线线材与接口端子的全自动焊接，分线动作简单用时短， 有利于提高生产效率，分线准确，满足端子焊锡设备对于线芯的分离度的严苛 要求，提高分线及装线的生产效率和产品质量，降低生产不良率；并且在焊接 过程中实现数据线线材首尾两端同时进行，进一步提高了生产效率。
附图说明
22.图1是本发明一种数据线自动焊接设备的第一立体图；
23.图2是本发明一种数据线自动焊接设备的俯视图；
24.图3是本发明一种数据线自动焊接设备的第二立体图；
25.图4是图1中裁线机1与送线装置2的示意图；
26.图5是图1中分线装置3的爆炸图；
27.图6是图5中a处的局部放大图；
28.图7是图1中分线装置3的主视图；
29.图8是图7中的b处的局部放大图；
30.图9是图1中分线装置3的侧视图；
31.图10是分线针318的示意图；
32.图11是图8中芯线限位件317的示意图；
33.图12是图8中分线针318转动分线的过程的示意图；
34.图13是图1中分线装置3和焊锡机4的示意图；
35.图14是图13中的c处的局部放大图。
36.图中：1-裁线机、2-送线装置、201-牵引夹爪、202-定位夹爪、203-转线 电机、204-电动滑台、205-门形框架、206-u形支架、3-分线装置、301-第一活 塞轴、302-第二活塞轴、303-位移气缸、304-多轴气缸、305-上活动板、306
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下活动板、307-承接平板、308-回转气缸、309-第一限位环、310-第二限位环、 311-固定支架、312-受推杆、313-扭簧、314-联轴器、315-弹簧、316-支撑板、 317-芯线限位件、318-分线针、319-导向槽、320-位移气缸支架、321-端部限 位件、322-导向柱、323-垫片、324-轴承、325-卡槽、326-限位件、4-焊锡机、 401-线槽、5-数据线线材、501-芯线。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明 实施方式作进一步地描述。
38.请参考图1、2和3，本发明的实施例提供了一种数据线自动焊接设备，包 括裁线机1、送线装置2、两分线装置3和两焊锡机4。
39.其中所述裁线机1主要用于裁剪数据线线材5及对其端部剥皮，一般选择 全自动裁线剥皮一体机，其在输送数据线线材原料时将首段数据线线材5按照 设定长度裁断，并在数据线线材5端部裁断后进行剥皮，使数据线线材端部的 芯线501露出。
40.请参考图4，所述送线装置2设置于所述裁线机1前侧，位于所述裁线机1 的出线上。所述送线装置2包括可沿着一方向移动的牵引夹爪201、以及可分别 沿着另两垂直方向移动的两定位夹爪202，每一所述定位夹爪202还设有用于驱 动其轴向转动的转线电机203。所述牵引夹爪201和所述定位夹爪22优选为气 动夹爪，抓取灵活，易于控制。
41.具体的所述牵引夹爪201和两所述定位夹爪22分别通过电动滑台204实现 移动，所述送线装置2设有三电动滑台204，每一所述电动滑台204布置于一门 形框架205上部。其中一所述门形框架205布置于所述裁线机1的出线方向上， 布设于该门形框架205之上的电动滑台204用于与所述牵引夹爪201连接、驱 动所述牵引夹爪201可沿着所述裁线机1的出线方向移动。所述牵引夹爪201 上部所述电动滑台204连接、下端为夹持端与所述裁线机1的出线位置基本平 齐。
42.另外两所述门形框架205均与前述门形框架205垂直交叉设置。这里为了 避免两
所述定位夹爪202与所述牵引夹爪201的移动路径产生干涉，这里两所 述门形框架205高于前述门形框架205，对所述牵引夹爪201的移动路径形成避 让。且这两所述门形框架205上分别布设于余下的两所述电动滑台204，然后再 将两所述定位夹爪202分别固定于两所述电动滑台204上。另外两所述定位夹 爪202均水平设置，且夹持端相背设置。
43.每一所述定位夹爪202端部的转线电机202设置于与夹持端相对的端部， 且所述转线电机203通过一开口横置的u形支架206连接所述电动滑台204，所 述u形支架206下部固定连接所述转线电机203、上部连接所述电动滑台204。 这样所述电动滑台204可驱动所述定位夹爪202移动，所述转线电机203可驱 动所述定位夹爪202转动。
44.所述裁线机1送出的数据线线材的首端被所述牵引夹爪201夹持，且所述 牵引夹爪201向前移动带动所述数据线线材5首端移动至指定位置，这里移动 距离应小于一段数据线线材5的长度。之后靠近前侧的一所述定位夹爪202在 该指定位置由所述牵引夹爪201上夹取所述数据线线材5首端、靠近后侧的一 所述定位夹爪202在所述裁线机1出线位置夹持所述数据线线材5尾端。
45.在两所述定位夹爪202夹取所述数据线线材之后，所述转线电机203转动 使所述数据线线材5端部的芯线501排列为预定顺序的两列，为下一分线工作 做好准备。由于所述数据线线材5处于不同状态，其内部的四根芯线501有多 种排列方式，为了使后续所述数据线线材5的各芯线501分线后即可自动完成 排序，这样需要对所述数据线线材5进行调整，进而对各所述芯线501进行初 步排序。控制所述定位夹爪带动所述数据线线材1转动直至各个芯线501达到 预定位置，即转动数据线线材5使其端部裸露出的芯线501排列为两列多行。 对应到本实施例中，四所述芯线501排列为两列两行，横平竖直，如红色芯线 和黑色芯线排列为靠上一排、白色芯线和绿色芯线排列为靠下一排。
46.所述送线装置2还包括用于识别数据线线材芯线501颜色从而确定各芯线 501排序的颜色识别模块。所述颜色识别模块可以为工业相机等摄像头图像识别 传感器，也可以为颜色传感器，通过所述颜色识别模块对数据线线材5端部进 行识别，进而根据颜色判断各个芯线501所处位置，从而快速准确的转动所述 数据线线材5，使所述数据线线材5端部的芯线501排列为预定顺序。
47.请参考图1、5和6，两分线装置3分别设置于两所述定位夹爪202两侧， 用于分别对所述数据线线材5两端的芯线501进行分线排序。每一所述分线装 置3包括分线针318、驱动部件和压线部件。
48.具体的，请参考图10，分线针318两侧设有对称设置的至少一级分线台阶， 所述分线台阶的高度等于所述芯线501的直径。所述分线针318的作用是插入 两列所述芯线501之间，每一所述分线台阶位于一行所述芯线501之间。通过 转动所述分线针318推动各芯线501移动不同距离。所述分线针318两侧的分 线台阶的级数应该根据每一列所述芯线501的数量，具体与每一列芯线501数 量相同。对应到本实施例中只需设置两级分线台阶，即所述分线针318为“凸
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字形的片状结构即可。
49.请参考图5～9，所述驱动部件用于驱动所述分线针318升降及旋转，其可 以有多种实现形式，这里举例进行详细说明。本实施例中所述驱动部件包括位 移气缸303、升降组件、及回转组件。
50.请参考图5和9，所述位移气缸303上部通过位移气缸支架320固定，二者 之间通过
螺栓等紧固件连接。所述位移气缸支架320固定设置以使所述位移气 缸303固定，所述位移气缸303竖直设置，其下端为活塞轴输出端，所述位移 气缸303的下端连接支撑板316。所述升降组件固定于所述支撑板316上，所述 位移气缸303伸缩可以带动所述升降组件升降。
51.请参考图8，所述升降组件包括多轴气缸304、上活动板305和下活动板306、 以及芯线限位件317，本实施例中所述多轴气缸304选择三轴气缸，所述多轴气 缸304竖直设置且输出端朝下，具有第一活塞轴301、及多个第二活塞轴302， 所述第二活塞轴302的数量具体为两个，两所述第二活塞轴302位于所述第一 活塞轴301的两侧，所述第一活塞轴301的长度短于所述第二活塞轴302。
52.所述上活动板305与所述下活动板306上下间隔设置，所述上活动板305 通过螺钉等紧固件固定于固定支架311上。这里所述固定支架311为u形板， 其后侧设有导向柱322，所述支撑板316对应位置上设有竖直长条状的导向槽 319，所述导向柱322穿过所述导向槽319且可沿着竖直方向滑动。所述导向柱 322优选为螺栓，其端部与所述固定支架311连接，头部穿出所述导向槽319。 另外所述下活动板306后侧设有相同的导向柱322，以及所述支撑板316上对应 位置也设有导向槽319，这样通过导向柱322与导向槽319的配合作用实现竖直 滑动的导向作用。
53.所述第一活塞轴301靠近所述多轴气缸304的缸筒部分套设有第二限位环 310，所述第二限位环310套设于所述第一活塞轴301上，且与所述多轴气缸304 的缸筒之间保持合理间距，所述第二限位环310与所述多轴气缸304的缸筒配 合限制所述第一活塞轴301的回缩距离。
54.所述第一活塞轴301贯穿并固定连接所述上活动板305，所述第一活塞轴 301与上活动板305通过螺钉等紧固件连接。所述第一活塞轴301下端贯穿所述 上活动板305，所述分线针318上端贯穿所述下活动板306且与所述下活动板 306滑动连接。
55.优选的所述分线针318上端与所述第一活塞轴301线下端通过联轴器314 连接。所述联轴器314外壁通过螺钉等紧固件安装于所述上活动板305内，且 所述上活动板305内还安装有轴承324，所述轴承324安装于所述连轴器314上 部，所述第一活塞轴301穿过所述轴承324后插入所述联轴器314内安装连接， 所述轴承324与所述联轴器314之间可以设置垫片323以增强连接的稳定性。 同时所述分线针318上端插入所述联轴器314下端安装连接。
56.每一所述第二活塞轴302贯穿所述上活动板305后连接所述下活动板306， 所述第二活塞杆402与所述上活动板305及所述下活动板306均保持滑动连接。 另外所述第二活塞轴302位于所述上活动板305与所述下活动板306之间部分 套设有弹簧315，每一所述第二活塞轴302的下端还连接有端部限位件321，所 述端部限位件321位于所述下活动板306之下，以防止所述下活动板306由所 述第二活塞轴302脱落。
57.请参考图8和11，所述芯线限位件317固定于所述下活动板306底部，这 里所述芯线限位件317为圆柱状中空结构，所述芯线限位件317上部贯穿所述 下活动板306且与所述下活动板306通过螺钉等紧固件连接。
58.所述压线部件包括与所述分线针318形状相适配的卡槽325、及设置于所述 卡槽325下方的承接平板307，所述卡槽325上部与所述驱动部件连接且受所述 驱动部件驱动升降。这里所述卡槽325的形状与所述分线针318的形状相似， 但面积更大，同样为“凸”字形，所述卡槽325设置于所述芯线限位件317下 部。所述承接平板307固定于所述支撑板316的
底部，且位于所述下活动板306 的下方。所述分线针318上端贯穿所述芯线限位件317后连接所述连接轴器314， 所述分线针318与所述芯线限位件317之间不连接。在芯线501分散前使所述 数据线线材5被限制于所述卡槽325与所述承接平板307之间，且在芯线分散 后所述分线针318的各个分线台阶与所述卡槽325之间形成芯线501的约束空 间。
59.请参考图8，所述回转组件固定于所述上活动板305上，所述回转组件包括 回转气缸308和弹性部件。所述第一活塞轴301通过弹性部件连接所述上活动 板305，所述回转气缸308用于推动所述第一活塞轴301转动，所述弹性部件使 所述第一活塞轴301回转。具体的，所述回转气缸308固定于所述固定支架311 上。所述弹性部件为套设于所述第一活塞轴301上的扭簧313，所述扭簧313一 端固定于所述第一活塞轴上401、另一端固定于所述上活动板305，具体固定于 所述固定支架311上，所述第一活塞轴301侧壁设有径向延伸的受推柱312，所 述回转气缸308设置于所述受推柱312的一侧，且输出端朝向所述受推柱312。
60.优选的，所述第一活塞轴301上套设有第一限位环309，所述受推柱312设 置于所述第一限位环309侧壁上。所述第一限位环309位于所述第二限位环310 下方，且与所述第一活塞轴301通过螺钉等紧固件固定连接。
61.为了限制所述回转气缸308推动所述第一活塞轴301转动的角度，在所述 受推柱312的另一侧设置有限位件326，所述限位件326为一档杆，与所述受推 杆312高度平齐，所述回转气缸308伸长对所述受推杆312施加推力，推动所 述第一活塞轴301转动设定角度后与所述限位件326抵接，从而限制所述第一 活塞轴301转动角度。这里设定角度也就是要驱动所述分线针318转动的角度， 可以设置为90。
62.请参考图8和12，所述分线装置的对所述数据线线材端部的各芯线分线排 序的主要过程为：控制所述多轴气缸304的所述第一活塞轴301和所述第二活 塞轴302伸长，推动所述上活动板305和所述下活动板306均向下移动，直至 所述芯线限位件317与所述承接平板307接触，将数据线线材5压紧，受所述 弹簧315的弹力作用，所述下活动平台306无法继续运动；控制所述第一活塞 轴301继续伸长，带动所述分线针318向下运动插入两列所述芯线501之间； 控制所述回转气缸308伸长推动所述第一活塞轴301转动90
°
，即所述分线针 318转动90
°
，所分线针318的各级分线台阶推动各所述芯线501横向移动至 预定的距离，这样完成分线，同时也完成各个芯线的自动排序。
63.请参考图13和14，每一所述焊锡机4设置于一所述分线装置3下方，每一 焊锡机4与一所述分线装置3相配合对所述数据线线材5一端的芯线501进行 焊接。首先为了将分线排序后的芯线501装入所述焊锡机的线槽401，在所述承 接平板307上开设有空槽，将线槽401设置于所述空槽下方，所述位移气缸303 用于驱动所述升降组件下降使所述线槽401穿过所述空槽，进而使各所述芯线 501卡入所述线槽401。这里可以将所述下活动板306的底面设置为阶梯面，这 样既能使所述卡槽325压紧所述数据线线材5于所述承接平板307之上时，所 述下活动板306支撑于所述承接平板307上，同时在所述升降组件下降时使所 述线槽401更容易卡入各个芯线501。
64.在各所述芯线501卡入所述线槽401的各个槽口，完成芯线501的装槽之 后，可直接与所述焊锡机4上摆列的接口端子对接及焊接，完成数据线线材的 焊接。
65.请参考图1、4和13，上述数据线自动焊接设备通过送线装置2在数据线材 裁剪过程中将数据线材5牵引至指定位置，对数据线线材5的首尾两端同时夹 持并转动使其芯线
501保持预定顺序，进而通过两分线装置3分别对所述数据 线线材5两端的芯线501进行自动分离排序、及装入焊锡机4的线槽401，最后 通过焊锡机4进行焊接，实现数据线线材5与接口端子的全自动焊接。
66.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中 以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。 应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
67.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
68.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。