
一、总体概述(目标与产能)
目标:建立一条高自动化、低人为干预、可追溯的充电枪线束生产线,实现从卷盘原料到成品下线的全流程自动化。
目标产能(示例):每条生产线目标产能 200–600 根/小时(依据线束复杂度与端子压接次数调整)。
适用产品:交流/直流充电枪线束(单芯/多芯、带铝箔屏蔽、编织层、护套与终端端子)。
二、工艺流程(按工位顺序)
1. 原料上料(自动送料台)
多盘位卷盘供料,支持不同截面导体与屏蔽材料(铝箔、编织线)。自动换盘/料缺报警。
2. 自动送线(张力/计长)
张力控制器+编码器计长,支持双路并行送料,误差±1mm。
3. 裁切(粗切/定长切)
高速伺服切刀或旋转切刀,支持软芯与多层线束。切口整齐,无拉丝。
4. 剥外皮(粗剥)
电脑数控剥皮机(按长度段剥)并收集剥下的废料。
5. 激光切铝箔(分段/切断铝箔屏蔽)
激光微切设备:非接触、热影响小,切口干净,支持定位切割铝箔层。多参数可调(功率、频率、速度)。配烟雾抽排与激光防护。
6. 切编织层(剥/剪断编织)
机械/气动剪切装置或专用编织切割模块,配翻编织工位。
7. 翻编织(编织翻折回护套外)
专用翻编机构(抓取、翻折定位、夹紧),保证编织层均匀翻折露出导体/铝箔端。
8. 剥内皮(精剥,露出芯线)
精剥机(微调刀位)或多段剥皮组合,保证芯线不损伤。
9. 屏蔽环压接(铝箔/编织层成环并压接)
屏蔽环成型与落料机构 + 专用压接模具(旋转/往复),预压与终压流程,压接力与时间可调。
10. 端子压接(端子对位、压接)
自动端子送料+定位器+伺服/液压压接机,压接力、深度可监控并记录(每次压接数据存储)。支持可视对位与CCD检测。
11. 护套装配 A/B 端(套入定位、热缩/冷缩或注塑套接)
护套自动上料、定位装配工位;如需热缩,配热风隧道或红外加热段。若为套筒注塑,需另配局部注塑站。
12. 在线检测(外观/端子/电性能)
CCD外观检测(焊/压接位置、编织翻折、护套位置);在线 420mA 或数字绝缘/导通测试(每根自动测通、短路、绝缘阻抗)。
13. 自动NG分拣/标记
NG产品由机械手/气缸分拣到 NG 箱并自动贴标签(NG 类型与原因),同时记录 MES。
14. 自动下线与包装接口
合格品缓冲、计数并送入包装/自动打包或人工补料站。支持自动贴签、条码/二维码打印与粘贴,实现全程可追溯。
三、关键设备清单(每工位要点)
卷盘供料架(多位,卷径与转速传感)
伺服拉线计长系统(编码器 + 张力控制)
高速伺服切刀(定长裁切)
电脑数控剥皮机(粗/精两段剥皮)
激光切割模块(光纤激光器 20–50W 参考,带防护罩与抽烟)
编织切割与翻编机构(专用夹具、CCD对位)
屏蔽环成型 & 压接机(伺服或液压,带力传感器)
端子自动送料与压接机(伺服/液压,带压接参数记录)
热缩/加热隧道或局部注塑单元(按产品需求)
CCD 检测相机(多角度)、光源控制器
在线电气测试仪(导通/绝缘/耐压,如需 1000V 或更高则按标准配置)
PLC(西门子/欧姆龙/三菱可选)、工业 PC + HMI(触摸屏)
机器人或机械手(用于 NG 分拣/下料/护套装配辅助)
MES / 数据采集模块(追溯、报表、报警)
四、控制系统与通讯
PLC + IPC 架构:PLC 负责实时运动与 I/O,IPC 运行 MES 与上位数据处理。建议使用 EtherCAT 或 PROFINET 总线进行伺服与 I/O 通信。
伺服驱动:伺服控制送料、切刀、翻编、压接模具位置。伺服分辨率高,响应快。
条码/二维码追溯:每根线束贴唯一序列号(或批次号),MES 记录工位通过信息与关键参数(端子压接力、测试电流/电压、CCD 判定结果)。
数据记录:每根成品记录压接曲线/力值、绝缘/导通测试结果、CCD 判定图像快照(保存 N 天或上传服务器)。
故障报警与远程诊断:支持 OPC UA / MQTT 上报,远程维护接口(只读/受控权限)。
五、质量控制与 NG 处理
在线检测策略:关键工位(剥皮、翻编、压接、端子)配 CCD 或传感器;终检包含电性能(导通、绝缘)、机械强度(拉力抽检)与外观。
NG 分类与处理:按 NG 类型自动分拣(视觉 NG、压接 NG、电性 NG、尺寸 NG),NG 物理隔离并自动贴标签(NG 原因、时间、工位、操作员/线号)。
回溯与再处理:对于可返修项目,MES 指示返修工位并生成返修工单。不可返修则自动记录并回收材料或进入报废流程。
统计与 SPC:关键参数(压接力、绝缘阻抗)做 SPC 控制图,异常自动触发预防维护或工艺微调提示。
六、产能与节拍估算(示例计算)
假设一条线:端子压接 2 次(A/B 端),每根线束包含 8 个关键工序。按下列节拍估计:
送料+裁切+粗剥:3–5 s
激光切铝箔:1–2 s(并行设定)
翻编+精剥:3–4 s
屏蔽环压接:2–3 s
端子压接(单端):2–3 s(两端并联工位可并行)
在线测试+视觉:1–2 s
若通过并行工位与缓冲,可将单根平均节拍降低到 6–18 s → 200–600 根/小时。具体产能需根据线束复杂度、并行工位数与压接次数确认。
七、工厂布局建议
流线化布局(左进右出或环形)减少线材来回移动。
关键工位(激光、压接、检测)放置在防护围栏内,带安全门互锁。
设缓冲台:在视觉/测试前后设置缓冲,避免节拍不均导致停线。
NG 与合格品通道分离,便于清点与返修。
八、安装、调试与交付里程碑
1. 需求确认与技术评审(1 周)
2. 设计与 3D 布局(2–3 周)
3. 设备制造与采购(8–12 周)
4. 现场安装(1–2 周)
5. 联调与小批量试产(2 周)
6. 工艺优化与量产移交(1–2 周)
(以上为典型节奏,须与客户产能/验收要求对齐)
九、维护与安全要点
日常维护:伺服、刀具、传感器按计划润滑/更换;激光器光路与抽烟系统定期保养。
安全:激光区必装防护罩与急停;压接区设力传感器过载保护;整线急停连锁。
人员培训:设备操作、安全、常见故障排查与更换模具培训