没有雕刻家,一块粘土或大理石永远无法发挥它的艺术潜力。旋转,V形和模刀在自动切割和剥离(CAS)机器中起到类似的作用,以帮助导电电线和电缆实现其作为线束的一部分的全部电势。

在一到两秒内,这些刀片精确地切割每根电线或电缆到预定的长度,并拆除其绝缘,以暴露一个或多个内部导体。然后,在将电线或电缆带到组装工作站之前,手工或自动压接,在那里,组装人员使用电路板小心地构建每个线束。

在总部位于凤凰城的格鲁伯通信公司(Gruber Communications),工人们每天都要组装大量用于数据中心的电缆。从第一天起,公司的首要任务就是生产高质量的电缆,并确保电缆导体在切割和剥离过程中不会被划伤或损坏。

在十多年的时间里,格鲁伯的工人们使用独立的气动机器切割和剥离每根电缆。然而,最终,CEO皮特·格鲁伯厌倦了对机器的止回阀和气缸的不断维护。这使他在1998年购买了全电动EcoStrip 9300切带机。

该设备由瑞士Schleuniger AG制造,其可靠性和对零部件的罕见需求使格鲁伯公司在过去18年里大幅增加了其电缆线束产量。事实上,这台机器在运行600多万次后仍能继续精确地切割和剥线。

对于今天的自动化机器来说,能够可靠地运行近20年,切割和剥离数以百万计的电缆或电线是相当普遍的。供应商表示,这有两个原因。首先是先进的刀片技术,能够快速切割,干净的剥皮和简单的刀片转换为各种尺寸的电线。同样重要的是操作员要了解、实施和优化每台机器的切割和剥离能力。

从简单到可编程

90多年前,Artos Engineering co .的一位崭露头角的工程师哈肯·奥尔森(Haaken olsen)注意到绝缘铜线在汽车、电器和收音机中的使用越来越多。他还看到组装工人手动测量电线的预定长度,切断电线并从电线两端拆除绝缘。

奥尔森相信,制造商们会有兴趣购买一台自动化机器,以更快、更好、更经济有效地完成这项工作,于是他着手开发一台自动化机器。1926年,Artos推出了CS-1,第一台自动CAS机器。奥尔森发誓要卖出至少一打,但事情进展得比计划好得多。一个新的行业诞生了,在过去的90年里,仅阿托斯一家就售出了近10万台线材加工机。

“20世纪20年代到50年代的切割和剥离机器以机械设计为特色,”约翰·奥尔森二世(John Olsen II)解释道,他自2005年起担任Artos的总裁,也是哈肯的曾孙。“通常情况下,使用三对固定刀片来切割和剥离电线。所有的安装变化都是通过调整凸轮和移动刀片垫片来机械完成的。”

更先进的电动气动CAS机器出现在20世纪60年代和70年代,允许按按钮控制送料长度。根据奥尔森的说法,从那时起,CAS机器已经在三个领域发展,变得更加高效。

一个是改进的操作界面,增加了机器处理小批量尺寸的能力,并提供了与标记系统(激光、喷墨、热压印)或分切设备的完全集成。另一种是使用伺服电机进行所有的线材运动,以提高加工精度和速度。第三是通过使用快速更换导轨和刀片,以及像Artos sensor系统这样的技术来实现自动布线,从而实现更快的机器转换。

半自动和全自动CAS机器有三种尺寸:台式、中型和大型。台式机模型最适合小批量和原型化应用程序。它通常需要很少的设置,插入标准的110伏插座,操作简单(按钮,小显示,有限的编程)。

尽管这是一台入门级机器,但Schleuniger公司的台式EcoStrip 9380可以同时处理30至8 AWG的单根电线和两根电线(直径达0.12英寸)。它是通过S. ON软件在5.7英寸彩色触摸屏上操作的,并具有该公司的Bricks电子平台,用于精确送丝。可选配皮带送料系统,适用于普通、辊式或短模加工。

中型机器是为中型应用而设计的,供应商定义为每周处理多达几千根电线或电缆。这些机器可能是独立的,也可能不是独立的,但它们比台式机型更大,提供更多编程选项。

其中一个就是来自阿尔托斯的CS-326。全电动,伺服驱动机器加工电线和电缆从30到4awg或0.5英寸外径。它可以将电线切割到0.25英寸到3250英尺的长度。最小和最大剥离长度分别为0.01英寸和39英寸。

该机器的特点是传感器系统,感知导线内的导体,并自动设置刀片在适当的剥离直径。该技术减少了导线浪费,缩短了安装时间,并监测刀片磨损情况。

独立的附件使该单元能够切割凯夫拉绝缘电线和同轴带和点火电缆。一个可选的工作台可以让公司轻松地将这台400磅重的机器移动到任何工作站上。

Schleuniger提供六个版本的MultiStrip 9480机器,以涵盖各种应用(32到8 AWG电线)和预算。四种型号(MR,RS,RSX和RX)采用完全可编程的旋转切口单元,能够处理同轴和多层电缆。除了S之外的所有型号上的多位置索引刀头,标准,可接受快速且轻松地改变的刀片盒。机器切割和条带,短至2.3英寸,只要3,281英寸。在短路模式下,电线短至0.375英寸,每端上有0.125英寸的条带长度,可以处理。

大型机器可用于大容量(每班可达数千片)处理4/ 0awg的单晶线,以及外径达1.5英寸的多导体或屏蔽电缆。这些独立的单元具有大型刀盘、进料和出料机制、HMI和多个协议接口。这些机器的使用者通常需要供应商提供一到两天的实际操作培训。

大多数大型机器还可以通过工厂的ERP和MES软件与其他组装机器联网。制造商尤其喜欢这种功能,因为它为每个工作提供了完整的可追溯性,并使他们能够跟踪每台机器已经完成了多少周期,以及何时应该安排维护。

Artos的CS-327机器可加工直径达4/ 0awg或1.37英寸的电缆,包括电池和焊接电缆、电器电源线以及用于信号和电源的多导体电缆。该装置的双刀头和皮带进给和出给系统是伺服驱动的。标准模式下最小线切长度为10英寸,短模式下最小线切长度为2英寸。带材长度可编程至40英寸。

标准还包括集成长度编码器的准确性和质量,PC操作员控制的HMI和可移动的电线废料收集托盘。可选项包括一个高速加工的三刀片刀头和钢缆的特殊工具。

比以前更少的挑战

施莱尼格公司的高级产品经理罗布•博伊德指出:“在20世纪50年代,美国汽车的平均线束长度不到50根。“今天的汽车配备了许多由数百条不同规格和长度的电线组成的线束。因此,线束制造商需要多功能的切割和剥离机来应对这一挑战。”

他们还需要确保机器操作人员经过培训,了解电线绝缘(取决于电线供应商)、非对称电线、刀片设计和性能限制之间的动态。Komax Wire的销售总监Tim Crider举了一个例子,与特氟龙绝缘电线相比,pvc绝缘电线的误差幅度更低。由于PVC更柔软,切割和带钢难度更小,操作人员不需要密切关注工艺参数、刀片定位和磨损。

Komax的Kappa 331机器解决了这些和许多其他具有挑战性的应用。它将电线从24到2 AWG,电缆高达0.63英寸OD,大小批次。该装置还在单个导体和单个轴上进行全部和部分拔下操作,并从有或没有屏蔽的电缆中剥离外夹克。

Kappa Sensorik激光传感器是一个关键的特点,它可以自动检测导线,并使用感应测量来确定其直径。传感器和电荷耦合器件(CCD)线光学测量电缆外径,然后检查在处理过程中电缆是否存在。这一特性大大缩短了安装和切换时间,减少了操作错误。

在过去的18个月里,一家大型线束和电缆制造商一直在使用Kappa 322机器切割和strip三导体14 AWG电缆(40英寸长),每小时(pph) 600片。这种中型单元可处理30至4 AWG的电线,无需工具即可轻松安装和转换。

“Buying a midsize machine to constantly perform heavy-duty work is a common problem,” says Armando Zacarias, sales and service manager at Eubanks Engineering Co. “A machine that’s capable of processing 32 to 8 gauge wire is really not designed to process 8 gauge wire all day long. Using the machine that way will likely require it to often be refurbished or rebuilt. A better approach is to buy a machine that’s able to process wire as large as 4 gauge.”

操作员使用纸盒快速插入和移除eUBANKS完全可编程的AIRSTRIP 7400机器的刀片。微处理器控制且易于操作,机器将绞合导体线32〜8 AWG处理,多导体电缆高达0.31英寸OD。它带电缆长达20英寸,可以编程为执行步骤和中心剥离。

尺寸较大的比特是2700-05更强大的。它从32到8 AWG切割和条带,以及多导体和扁平电缆,高达0.31英寸宽。操作员在内置键盘上输入有线处理参数。萨卡拉斯表示,由于其高生产率(高达10,800英尺),消费电子和汽车制造商表示消费电子产品和汽车制造商使用该机器。

另一个持续的挑战在进入CAS机器之前尽可能直接使电线和电缆直接。供应商通常在可能的最小阀芯上提供材料,这不幸的是,导致可能需要改装剂的弯曲线和电缆。

为避免这种额外的处理步骤,Boyd建议将薄丝缠绕在直径至少10英寸的线轴周围。较厚的电线和电缆应在更宽的桶上送出,使其在一个易于伸直的大环上展开。