用于確定壓接電連接的壓接高度的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本文主題大體涉及確定壓接電連接的壓接高度的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]端子通常用常規(guī)的壓接機(jī)壓接到電線上，所述常規(guī)的壓接機(jī)具有用于支撐電端子的砧座以及可朝向和遠(yuǎn)離砧座移動、用于壓接端子的沖頭。在操作中，端子放置在砧座上，電線的端部被插入端子的套管或套筒內(nèi)，并且沖頭被促使朝向砧座移動到壓機(jī)的沖程極限，由此將端子壓接到電線上。沖頭然后縮回到其起點(diǎn)。
[0003]為了獲得滿意的壓接連接，壓接端子的壓接高度和其他特性必須被嚴(yán)密控制。端子的壓接高度是壓接之后端子的給定部分的高度或最大豎直尺寸的度量。通常，如果端子沒有被壓接到用于特定的端子和電線組合的正確壓接高度，則會導(dǎo)致不符合要求的壓接連接。一些系統(tǒng)通過端子的手動測量來測量壓接高度，其可是緩慢并令人厭煩的。一些系統(tǒng)基于沖頭位移的測量來測量壓接高度。例如，通過在壓接處理期間準(zhǔn)確測量壓接高度來檢測這樣的有缺陷的壓接連接的簡單的無損方法在屬于Yeomans的美國專利4，856，186和4，916,810中被公開。
[0004]另一方面，盡管如此，很多不符合要求的壓接連接呈現(xiàn)“正確的”壓接高度。壓接高度的差異或壓接端子中的其他物理差異并不是固有本質(zhì)上是有缺陷的壓接連接的原因，而是導(dǎo)致不良連接的另一因素的指示。這樣的因素包括使用錯誤的端子或電線尺寸、遺漏電線線股、錯誤的電線類型、以及不正確的絕緣層剝離。由于這樣的有缺陷的壓接連接經(jīng)常具有高質(zhì)量壓接連接的表象，因此難以辨別這些缺陷以使得能夠采取及時(shí)的校正動作。通過在壓接操作期間分析施加在端子上的壓接力來檢測有缺陷的壓接連接的簡單的無損方法在屬于Strong的美國專利5,123,165和5，197，186中被公開。然而，由于壓接力和壓接機(jī)器部件位置中的意外改變，基于力的測量的壓接高度和低質(zhì)量壓接的估計(jì)是不可靠的。另外，基于力的壓接高度的估計(jì)需要復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來解譯力和位置數(shù)據(jù)以推出估計(jì)的壓接高度。
[0005]超聲檢測的新技術(shù)已被提出用于在壓接質(zhì)量監(jiān)測中使用。例如，美國專利7，181，942描述了用于通過將信號與來自之前的壓接的信號進(jìn)行比較以測量壓接連接的超聲設(shè)備和方法，其通過破壞測試被確定為令人滿意的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]壓接質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)提供了這些問題的解決方案，所述壓接質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)使用超聲監(jiān)測確定壓接端子的壓接高度作為壓接質(zhì)量的度量，如這里所述。系統(tǒng)包括端子壓接設(shè)備，所述壓接設(shè)備包括壓接工裝，所述壓接工裝包括砧座和可朝向砧座移動的沖頭，并具有限定在砧座和沖頭之間的壓接區(qū)域，其被配置為接收電線和端子，端子被配置為通過壓接工裝壓接到電線。超聲換能器聯(lián)接到砧座和沖頭中的至少一個(gè)，其接收穿過電線和端子發(fā)送的聲信號。壓接質(zhì)量模塊接收來自超聲換能器的信號。壓接質(zhì)量模塊基于由超聲換能器接收的聲信號確定端子的壓接高度。
【附圖說明】
[0007]現(xiàn)在將通過示例、參考附圖來描述本發(fā)明，其中:
[0008]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的端子壓接設(shè)備的透視圖；
[0009]圖2例示了端子壓接設(shè)備的一部分，其示出了附接至用于在壓接操作期間成形壓接端子的砧座和沖頭的超聲換能器；
[0010]圖3示出了端子壓接設(shè)備的控制模塊的示例性實(shí)施例；
[0011]圖4例示了端子壓接設(shè)備的一部分，其示出了附接至用于在壓接操作期間成形壓接端子的砧座和沖頭的超聲換能器。
【具體實(shí)施方式】
[0012]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例形成的端子壓接設(shè)備100的透視圖。端子壓接設(shè)備100用于將端子壓接至電線。在示出的實(shí)施例中，端子壓接設(shè)備100是具有敷料器(applicator)102的臺式機(jī)器?？商娲?，端子壓接設(shè)備100可以是另一類型的壓接機(jī)器，諸如引線制造機(jī)(lead maker)或手動工具。
[0013]端子壓接設(shè)備100包括用于在沖壓或壓接操作期間成形端子的壓接工裝104。端子壓接設(shè)備100具有限定在壓接工裝104之間的終端區(qū)域或壓接區(qū)域106。電連接器或端子110和電線112的端部置于壓接工裝104之間的壓接區(qū)域106中。在示例性實(shí)施例中，用于壓接的壓接工裝104包括砧座114和沖頭116。砧座114和/或沖頭116可具有在壓接處理期間限定端子110的形狀或輪廓的可移除模具。在示出的實(shí)施例中，砧座114是敷料器102的靜止部件，并且沖頭116為可移動部件。替代地，砧座116和沖頭114 二者可均為可移動的。例如，使用手動工具時(shí)，在壓接操作期間通常壓接工裝104的兩個(gè)半部均朝向彼此閉合。
[0014]端子壓接設(shè)備100包括饋送設(shè)備118，其被定位為向壓接區(qū)域106供給端子110。饋送設(shè)備119可鄰近機(jī)械壓接工裝104定位，以將端子110遞送到壓接區(qū)域106。端子110可被饋送機(jī)構(gòu)引導(dǎo)到壓接區(qū)域106，以保證端子110在壓接區(qū)域106中的合適的放置和定向。電線112被電線饋送器(未示出)遞送到壓接區(qū)域106。
[0015]端子壓接設(shè)備100可被配置為使用側(cè)向饋送型敷料器和/或端部饋送型敷料器操作。側(cè)向饋送型敷料器壓接沿著裝載帶并排布置的端子，而端部饋送型敷料器壓接在裝載帶上相繼、首尾相連布置的端子。端子壓接設(shè)備100可被配置以適應(yīng)側(cè)向饋送和端部饋送型敷料器二者，其可以在端子壓接設(shè)備100內(nèi)可互換。
[0016]在壓接操作期間，敷料器102的沖頭116被端子壓接設(shè)備100的驅(qū)動機(jī)構(gòu)120穿過壓接沖程驅(qū)動，初始地朝向靜止的砧座114，并且最終遠(yuǎn)離砧座114。因此，壓接沖程具有向下分量和向上分量二者。端子110到電線112的壓接發(fā)生在壓接沖程的向下分量期間。在壓接操作期間，端子110在壓接區(qū)域106中被裝載到砧座114上，并且電線112的端部被給送到端子的壓接套管內(nèi)。沖頭116然后被向下沿著壓接沖程朝向砧座114驅(qū)動。沖頭116接合端子110的壓接套管并且使壓接套管的端部向內(nèi)圍繞電線112變形(例如合攏或卷繞)。壓接工裝104通過在沖頭116和砧座114之間壓縮或擠壓端子110而將端子110壓接到電線112上。沖頭116隨后返回到向上位置。當(dāng)沖頭116向上移動時(shí)，沖頭116松開端子110或從端子110分離。在示例性實(shí)施例中，端子110和/或電線112的彈性性質(zhì)導(dǎo)致端子110從壓接沖程的向下部分的底部死點(diǎn)輕微地彈回。端子110的彈性屈服或回彈將跟隨沖頭116行進(jìn)沖頭116的沖程的返回或向上部分的一部分，直到端子110達(dá)到最終的或穩(wěn)定的尺寸。對于這一點(diǎn)，端子110具有在端子110的底和頂極點(diǎn)之間度量的特定壓接高度。
[0017]端子壓接設(shè)備100的操作被控制模塊130控制。例如，控制模塊130可控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)120的操作?？刂颇K130可控制饋送設(shè)備118的操作并且使壓接沖程的正時(shí)與饋送設(shè)備118的饋送沖程的正時(shí)同步。在示例性實(shí)施例中，控制模塊130包括壓接質(zhì)量模塊132，其確定特定壓接的壓接質(zhì)量。如果壓接質(zhì)量不滿足某些規(guī)范，端子110可被丟棄。在示例性實(shí)施例中，壓接質(zhì)量模塊132確定端子的壓接高度作為壓接質(zhì)量的度量。除了壓接高度之外，或替代壓接高度，壓接質(zhì)量模塊132可基于其他特性確定壓接質(zhì)量，所述其他特性諸如壓接期間的力分布或力的度量。
[0018]可選地，控制模塊130可具有線性位置模塊134用于確定壓接高度，諸如通過確定沖頭116和砧座114之間的間隔距離。例如，在校準(zhǔn)后，線性位置模塊134可被用于確定壓接高度。線性位置模塊134可被用于確定在特定時(shí)間(例如在底死點(diǎn)或當(dāng)沖頭116從端子110分離時(shí))沖頭116的位置用于一個(gè)壓接到下一個(gè)的比較，其可以是質(zhì)量控制檢驗(yàn)。線性位置模塊134可被用于確定何時(shí)壓接工裝在運(yùn)轉(zhuǎn)，并且因此基于來自線性位置模塊134的信號操作其他模塊。
[0019]可選地，控制模塊130可具有力檢測模塊136用于確定在壓接操作期間由壓接工裝104施加到端子的力。壓接質(zhì)量模塊132可基于壓接高度和測量的力確定壓接質(zhì)量?？蛇x地，控制模塊130可具有調(diào)整模塊138用于調(diào)整沖頭116和/或砧座114的相對位置。這樣的調(diào)整可使用計(jì)算機(jī)控制的定位器實(shí)施。沖頭116和/或砧座114的位置的調(diào)整可改變沖頭116的底死點(diǎn)相對于砧座114的位置。沖頭116和/或砧座114的位置的調(diào)整可改變端子的壓接高度。調(diào)整可基于由壓接質(zhì)量模塊132確定的壓接質(zhì)量而做出。
[0020]在示例性實(shí)施例中，控制模塊130包括用于發(fā)射和接收超聲波聲信號的超聲模塊140。超聲模塊140可在壓接操作期間使得超聲信號被穿過端子110和電線112傳輸。壓接質(zhì)量模塊132可基于穿過端子110和電線112傳輸?shù)穆曅盘柎_定壓接質(zhì)量。壓接質(zhì)量模塊132可基于穿過端子110和電線112傳輸?shù)穆曅盘柎_定端子110的壓接高度。壓接質(zhì)量模塊132可基于穿過端子110和電線112傳輸?shù)穆曅盘柎_定壓接端子的形狀。超聲模塊140可在壓接操作期間使得超