Устройство и изготовление жгутов. Заготовка монтажных проводов, кабелей и жгутов Армирование проводов наконечниками

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технологии изготовления жгутов на автоматизированном оборудовании, и может быть использовано в областях техники, связанных с изготовлением жгутов большой номенклатуры. Сущность изобретения: с целью ускорения процесса и повышения качества изделия, зачистку на участках провода от изоляции и обслуживание зачищенных участков провода осуществляют одновременно с раскладыванием непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями, причем расстояние между зачищенными и облуженными участками на непрерывном проводе выбирают равным расстоянию между концевым штырем и торцевой поверхностью патрубка укладочной головки, а длину обрабатываемого участка провода выбирают из выражения L=K(1/2d ш +d пр)+2l к, где k -коэффициент, учитывающий деформацию провода при изгибе штыря шаблона; d ш -диаметр штыря, мм; d мр -длина обрабатываемого участка провода, мм; l к -длина одного обработанного конца провода, мм. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изготовления жгутов на автоматизированном технологическом оборудовании, и может быть использовано в производствах сильно разветвленных жгутов большой номенклатуры. Известен способ изготовления жгута преимущественно для печатных плат, включающий раскладку провода на штырях шаблона, разрезку провода в предварительно зачищенных и залуженных участках, перенос жгута с шаблона на печатную плату, совмещение проводов жгута с контактными площадками печатной платы и распайку проводов жгута, причем перенос жгута на печатную плату осуществляют после совмещения проводов жгута с контактными площадками печатной платы и их распайки. Этот способ имеет следующие недостатки: неэффективное его использование при производстве межплатных, внутриблочных, стоечных жгутов; высокая погрешность совпадения заранее подготовленных участков провода со штырями на шаблоне при большом числе проводов в жгуте; в случае сбоя в процессе раскладки или разрыва раскладываемого провода большие отрезки провода приходится удалять, либо возвращаясь на исходную позицию и начиная раскладку сначала, либо пропуская одну цепь, которую можно разложить в дальнейшем вручную, вследствие чего неизбежны ошибки и потери времени, дополнительный расход провода; для предварительной подготовки участков провода требуются дополнительное оборудование по зачистке и лужению, а также новые программы и носители информации. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления жгутов, включающий зачистку участков проводов от изоляции путе лучом лазера через окна маски, обслуживание зачищенных от изоляции участков проводов, раскладку проводов на шаблоне, разрезку проводов и перенос жгута в радиоэлектронный блок, причем зачистку участков проводов от изоляции осуществляют после раскладки проводов на шаблоне. Главной особенностью способа, позволяющей обеспечить высокую точность места зачистки провода от изоляции, является его зачистка непосредственно в месте расположения конца ответвления жгута. Однако известный способ имеет следующие недостатки: 1. Поскольку сжигание изоляции производят на тех участках провода, которые оказываются в расположении окон в маске из непроницаемых для лучей лазерной обработки материалов, то следовательно для каждого вида жгута требуется своя маска, что крайне невыгодно при мелкосерийном производстве жгутов. 2. Использование лазера существенно удлиняет технологическую цепочку из-за создания специфичных условий его эксплуатации (системы охлаждения, блокировки) и решения вопросов защиты окружающей среды от вредных испарений изоляции под воздействием лазера, а также соблюдения условий технически безопасности для обслуживающего персонала. 3. После отжига изоляции на участках провода впоследствии необходимо обслуживание их общеизвестными приемами, с определенными затратами времени, что не дает большого выигрыша в производительности труда. Целью изобретения является ускорение процесса изготовления жгутов и повышение качества изделия. Цель достигается тем, что в способе изготовления жгутовых изделий, включающем раскладку непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями с использованием укладочной головки с патрубком, зачистку на участках провода от изоляции, облуживание зачищенных от изоляции участков провода, разрезку провода и перенос жгута в радиоэлектронный блок, при этом зачистку на участках провода от изоляции и обслуживание зачищенных участков провода осуществляют одновременно с раскладыванием непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями, причем расстояние между зачищенными и облуженными участками на непрерывном проводе выбирают равным расстоянию между концевым штырем и торцевой поверхностью патрубка укладочной головки, а длину обработанного участка провода выбирают из выражения L= К (1/2d ш +d пр)+2l k , где К - коэффициент, учитывающий деформацию провода при изгибе штыря шаблона; d ш - диаметр штыря; d пр - диаметр обрабатываемого участка провода, мм; l k - длина одного обработанного конца провода, мм. Сравнение заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается новизной, так как в отличие от прототипа позволяет осуществлять автоматизированную обработки концов (зачистка, флюсование и лужение) ответвлений жгута непосредственно в процессе непрерывной раскладки провода на шаблоне, следовательно, отвечает критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого способа с иными техническими решениями показывает, что ни одно из них не содержит вышеуказанной совокупности заявляемых отличительных признаков. В известных способах обработку участков провода по заданной программе производят либо до раскладки провода на шаблоне, либо после нее. В заявляемом же техническом решении обработку участков провода производят непосредственно в процессе непрерывной раскладки, обеспечивая этим устранение присущих известным способам недостатков. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "существенные отличия". На чертеже представлен фрагмент раскладки жгута с одновременной подготовкой участка провода. Заявляемый способ изготовления жгутовых изделий реализован следующим образом. Раскладку непрерывного провода осуществляют на автомате раскладки проводов. Устанавливают в автомат универсальный шаблон с закрепленными в нем штырями, определяющими топологию будущего жгута. В систему программного управления автомата вводят программу, которая описывает трассу раскладки и определяет последовательность технологических команд. Неподготовленный провод 1 помещают на катушку 2, с которой в процессе непрерывной раскладки он поступает на шаблон 3 с закрепленными в нем штырями 4 и зацепляется за них. Концы проводов в жгуте необходимо обработать на длину, определяемую в конструкторской документации, например, на 10 мм. Мерная обработка, как известно, включает в себя зачистку изоляции на проводе и обслуживание зачищенного участка. Такая обработка участков провода, непрерывно поступающего на катушки, осуществляется устройством мерной подготовки провода 5 (УМП). Процесс раскладки начинается с закрепления начала провода и включения УМП, которым обрабатывается участок провода 6, соответствующий началу первой цепи. После включения автомата укладочная головка 7 начинает перемещаться относительно начала координат шаблона на длину, равную расстоянию R между патрубком 8 укладочной головки 7 и УМП. Это расстояние составляет, например, 150 мм. Далее в соответствии с трассой раскладки провод огибает штырь 9 на шаблоне таким образом, чтобы зачищенный на проводе участок не подвергся деформации. Затем укладочная головка перемещается по координатам, в зависимости от топологии первой цепи и за r=150 мм до концевого штыря, объединяющего первую и вторую цепочки, включают УМП, обрабатывают в нем участок провода на длину, определяемую по формуле L=l п +2l к, где l к - длина одного обработанного конца провода; l п - длина технологической перемычки, возникающей при огибании проводом штыря и которая в процессе обрезки подлежит удалению. Длину технологической перемычки можно оценить по формуле l К (1/2d ш +d пр), где К - коэффициент, учитывающий деформацию провода при изгибе штыря шаблона; d ш - диаметр штыря;
d пр - диаметр обрабатываемого участка провода. Допуская, что l п может быть равна, например, 4 мм, у концевого штыря, объединяющего любые две последовательно следующие цепи, участок провода обрабатывают, например, на длину L=4+2х10=24 мм. Затем раскладывают следующую цепь согласно программе, процесс повторяется до тех пор, пока не произойдет подъем уровня раскладки, зависящий от устройства укладочной головки, на величину h, за счет зацепления за трассировочные штыри большего числа проводов. По мере увеличения h УМП включают по программе в момент, когда расстояние между торцевой поверхностью патрубка укладочной головки и концевым штырем будет определяться как r=R-h. В нашем примере это расстояние равно 150-10=140 мм. При раскладке на шаблоне последней цепи производят обработку провода, длиной 10 мм, после чего укладочная головка, перемещаясь по трассе далее, огибает концевой штырь таким образом, чтобы обработанный участок не подвергался деформации. В последующем разложенный на шаблоне провод обвязывают по чертежу, разрезают пополам все, кроме крайних, обработанные участки, удаляют технологические перемычки и переносят готовый жгут в радиоэлектронный блок. Использование способа наиболее эффективно при изготовлении жгутов большого (несколько сотен) числа проводов, так как он обеспечивает высокую точность совпадения обработанных участков провода со штырями и процесс обработки участков провода не зависит от числа цепей жгута. Использование предлагаемого способа изготовления жгутовых изделий обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
1. За счет совмещения процессов раскладки и обработки проводов расширены технологические возможности автомата раскладки проводов. 2. Существенно увеличена производительность процесса изготовления жгутов за счет сокращения времени на обработку концов, которая осуществляется автоматизированно, качественно и безопасно. 3. Улучшается качество жгутовых изделий за счет исключения монотонного ручного труда. 4. Улучшаются условия труда. 5. Кроме того, использование заявляемого способа не требует дополнительных капитальных вложений. 6. Использование заявляемого способа позволяет максимально использовать преимущества универсального шаблона для изготовления сильноразветвленных жгутов.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖГУТОВ, включающий раскладку непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями с использованием укладочной головки с патрубком, зачистку на участках провода от изоляции, облуживание зачищенных от изоляции участков провода, разрезку провода и перенос жгута в радиоэлектронный блок, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и повышения качества изделия, зачистку на участках провода от изоляции и облуживание зачищенных участков провода осуществляют одновременно с раскладыванием непрерывного провода на шаблоне между трассировочными и концевыми штырями, причем расстояние между зачищенными и облуженными участками на непрерывном проводе выбирают равным расстоянию между концевым штырем и торцевой поверхностью патрубка укладочной головки, а длину L обрабатываемого участка провода выбирают из выражения
L = K(1 / 2d ш +d пp)+2l к,
где K - коэффициент, учитывающий деформацию провода на изгибе штыря шаблона;
d ш - диаметр штыря, мм;
d пр - диаметр обрабатываемого участка провода, мм;
l к - длина одного обрабатываемого конца провода, мм.

Внутриблочные монтажные жгуты раскладывают и вяжут, соблюдая все приведенные выше правила. В жгутах не допускаются сплетения проводов, за исключением случаев, особо оговоренных d технологической карте. Перекрещивания проводов возможны только в местах их выхода из жгута и при крестообразном расположении ветвей,

Для раскладки жгутов используют заготовленные провода с зачищенными и заделанными концами, а также провода из бухт. При раскладке и вязке жгутов соблюдают осторожность, чтобы не повредить изоляцию проводов и не надломить их оголенные концы. Вязку жгута ниткой производят посредством металлического челнока с заранее намотанной ниткой или изогнутой иглы.

При укладке жгута в прибор концы всех проводов аккуратно разводят пинцетом в соответствии с расположением контактных лепестков, к которым они должны подключаться. Пропуская ветви жгута и отдельные провода через отверстия резиновых втулок, соблюдают осторожность, чтобы не повредить заделку концов изоляции и маркировку.

Участки жгута длиной менее 150 мм достаточно надежно удерживаются ответвляемыми проводами, которые подключают к контактным лепесткам деталей. Участки жгута, длина которых

превышает 150 мм, а также коаксиальные кабели РК крепят к шасси 2 (рис.2) металлически

ми скобами 4, выгнутыми по форме сечения.

Жгута или кабеля. В месте крепления жгут обертывают прокладкой 3 из электроизоляци-онного картона или полихлорвинила, ширина которой на 3-5 мм больше ширины скобы, а толщина не менее 0,5 мм.

Раскладка и вязка межблочных жгутов производятся так, чтобы взаимное расположение проводов в жгуте оставалось неизменным по всей длине. Для этого используют неподвижную гребенку 2 (рис.3), представляющую собой металлическую пластину с отверстиями, количество и расположение которых соответствует числу и положению контактов наибольшего штепсельного

разъема. Провода 3, сматываемые со стойки 4 и пропущенные через отверстия гребенки, увязывают в жгут по мере протягивания всего пучка через неподвижно закрепленную гребенку или отодви-гания ее от закрепленных концов проводов. Затем с помощью режущего устройства отрезают провода, собранные в пучок.

При раскладке и вязке межблочных жгутов постоянное взаимное расположение проводов обеспечивается благодаря сильному натяжению провода при его наматывании на стойки, одинаковому расположению витков

на обеих стойках и аккуратности вязки. Изображенный на рис. 4 способ применим для вязки жгутов из проводов одной марки и одного сечения, взятых из одной бухты. Межблочные жгуты вяжут льняной вощеной ниткой с помощью челнока. Петли накладывают через интервалы, приблизительно равные 50 мм. Для меж блочных жгутов с 14 и менее проводами применяют

готовые многожильные кабели КМВ в оболочке из пластика, состоящие из проводов МГШВ с разноцветной изоляцией.

В соответствии с указаниями в чертежах и технологических картах концы межблочных жгутов иногда обматывают киперной лентой. Ленту наматывают с натяжением, причем каждый последующий виток должен перекрывать половину ширины предыдущего (рис. 5). Один конец п ленты пропускают между проводами на другую сторону жгута, протягивают вдоль жгута до упора в начале его обвязки ниткой, загибают по направлению обмотки и подкладывают под первый виток ленты. Окончив обмотку, второй конец ленты обрезают и закрепляют оклетневкой из льняной нитки. После этого ленту пропитывают клеем БФ-6.

Межблочные жгуты заключают в защитную металлическую плетенку. В зависимости от длины жгута эту операцию выполняют либо проталкиванием его в плетенку вручную, либо протаскиванием с помощью приспособления. При ручном проталкивании конец и торец жгута обматывают изоляционной лентой или заключают в металлическую плетенку соответствующего диаметра, которой затем плотно затягивают жгут.

При протаскивании жгута 4 (рис. 6) через плетенку / посредством специального приспособления, состоящего из металлического стержня 2 и прикрепленного к нему отрезка плетенки 3 соответствующего диаметра, плетенку 1 предварительно расширяют, а после надевания на конец жгута плотно обтягивают.

Конструкции жгутов определяются особенностями конструкций аппаратуры и требованиями к обслуживанию. Жгуты делятся на межблочные и внутриблочные, которые, в свою очередь подразделяются на простые (прямые) (а), с ответвлениями (б), сложные (в), с замкнутыми ветвями (г) (рис.7).

рис.7.

В зависимости от конструкции жгута для его изготовления применяют плоские и объемные шаблоны. Плоский шаблон представляет собой основание из изоляционного материала, на котором нанесен рисунок жгута и в соответствии с трассировкой расположены металлические шпильки, на которые надеты изоляционные трубки (рис.8). Для фиксации концов проводов предусмотрены специальные зажимы. Между шпильками производят укладку монтажных проводов.

Повышение производительности изготовления жгутов и исключение ошибок монтажа достигают применением электрофицированных шаблонов, в которых концы монтажных проводов фиксируются специальными зажимами, электрически связанными с сигнальными лампочками. Лампочки и зажимы коммутированы таким образом, что при правильной укладке и фиксации провода загораются поочередно лампочки 1-й, затем 2-й трассы и т.д. Провод прокладывается по трассе шаблона, лампочки при этом гаснут, а загорается красная контрольная лампочка, подтверждающая правильность укладки.

Первоначально разработку конструкции жгута осуществляют на макете. Укладывают провода согласно монтажной или принципиальной схеме, концы проводов маркируют с двух сторон бирками с указанием номера трассы (1-2; 1-6; 3-5 и т. д.), после чего измеряют их длину и заносят данные в таблицу монтажных соединений.

Таблица 1 - Таблица монтажных соединений

При раскладке жгутов соблюдают следующие правила:

Экранированные провода должны быть внутри жгута, поэтому с них начинают раскладку;

Внутри жгута укладывают короткие провода малых сечений;

Длинные провода укладывают снаружи с образованием лицевой стороны;

Шаг вязки жгутов t выбирают в зависимости от сечения жгута, числа проводов n и диаметра жгута по табл. 2;

концы жгута должны иметь бандажи и оконечные узлы;

для защиты от механических повреждений жгут по всей длине или на отдельных участках обматывают изоляционной лентой;

жгут на каркасе крепят металлическими скобками с установкой под ним изоляционных трубок или прокладок из лакоткани (длина закрепления 150-200 мм);

отверстия в каркасе, через которые проходят жгуты, должны иметь закругленные кромки и резиновые втулки;

при пайке проводов жгута обязательно применяют их механическое крепление на контактных лепестках, путем продевания в отверстие лепестка и загибки.

Таблица 2 - Шаг вязки жгутов

Если аппаратура предназначена для работы в условиях тряски и вибрации, концы проводов огибают вокруг лепестков на 1-2 оборота и обжимают. Запрещается паять незакрепленные концы (встык и внахлестку). Для большинства монтажных соединений, допускающих нагрев до 280°С применяется припой ПОС-40, для наиболее ответственных соединений применяют припой ПСр 2,5, который содержит 2,5% Ag, 5,5% Sn и 92% Pb и имеет температуру кристаллизации 305°С. Для пайки проводов, допускающих нагрев до 230°С применяют припой ПОС-61.

Для снижения трудоемкости процесс вязки жгутов механизируют, используя пневматические пистолеты. Автоматизация процесса вязки осуществляется на специальных станках, автоматах или полуавтоматах, управляемых с ЭВМ. Для механизации операций изготовления жгута в условиях серийного производства используют конвейерные линии. В этом случае технологический процесс разбивают на ряд простых операций, например, на одном рабочем месте осуществляют раскладку проводов одного сечения и марки. Такт работы составляет 5-7.5 с. Конвейер для изготовления жгутов замкнут в горизонтальной плоскости и транспортирует шаблоны с помощью тележек. Он оснащается пистолетами для вязки жгутов, приспособлениями для снятия изоляции и лужения.

Для раскладки жгутов разработан автомат с программным управлением модели KL-327, выполняющий следующие операции: выбор провода и подготовку его к раскладке по расцветке и сечению; крепление начала проводника обмоткой вокруг шпильки на шаблоне; раскладку провода; обрезку провода.

Автомат раскладывает провода марки МГШВ сечением до 0,5 мм 2 со скоростью 10 м/мин. Наибольшее количество раскладываемых цепей - 102 шт., габариты жгутов - до 1000*400 мм.

Для изготовления жгутов используют РТК, которые включают: робот-манипулятор (РМ-01), универсальный шаблон, сменную оснастку робота: схваты, механизм раскладки провода. Средняя скорость укладки проводов не менее 0,25 м/с.

Провода в жгуте укладывают ровно без выступов и перекрещивании. Длинные провода укладывают в верхней части жгута с лицевой стороны, чтобы все ответвления выходили из-под них. Провода малых сечений и экранированные провода укладывают внутри жгута. В жгуте предусматривают запасные провода, из расчета 10% от общего количества. Запасные провода укладывают одного цвета, их концы изолируют и закрепляют на видном месте. Вязку жгутов производят хлопчатобумажными или льняными нитками, которые пропитывают влагоотталкивающим материалом. Гак же для вязки жгута используют тонкие изоляционные плёнки. В зависимости от качества проводов в жгуте и диаметре, вязку выполняют в одну или более ниток с натяжением. Шаг вязки (расстояние между узелками) примерно равно диаметру жгута, но не более 25 мм. В местах разветвления жгута должны быть выполнены бандажи 5-10мм. В местах изгиба жгута шаг вязки должен быть уменьшен. На провода в жгуте надевают изоляционные трубки или бирки с указанием номеров контактов.

Требования к шаблонам для вязки жгутов. Применение

Накладку и вязку жгутов в целях идентичности изготовления и ускорения работы в условиях серийного производства осуществляется на шаблонах. Шаблоны изготавливаются по монтажной схеме или по чертежам на жгут. Шаблон изготавливается на диэлектрическом основании, на котором наносят трассировку (рисунок, чертёж) жгута, в соответствии со схемой. Для выпуска проводов из жгута предусматривают отверстие в соответствии с чертежом, в местах перегиба жгута изготавливают шпильки. На разъёме указывается маркировка разъемов и номера контактов, выход провода из жгута должен быть строго против места пайки. Провода на шаблоне раскладывают в соответствии с таблицей проводов, где указываются, откуда и куда идёт провод, сечение и цвет провода.

Защита жгута от тепловых и механических воздействий.

Для защиты жгутов от тепловых и механических воздействий применяют дополнительную изоляцию в соответствии с документацией на изготовление жгута.

От механических повреждений жгут обматывают киперной лентой, полихлорвиниловой или другой изоляцией. При необходимости крепления жгута скобами или хомутами под них ставят дополнительную эластичную изоляцию, так же от

механических повреждений используют металлорукав (гибкая металлическая трубка как в душе).

От влияния высоких температур жгут, в соответствии с чертежами, обматывают теплоизоляционным материалом (лакотканью, стеклотканью, фторопластовой плёнкой)

При креплении подвижных жгутов их требуется закрепить так, чтобы провода работали на скручивание, а не на изгиб.

Резисторы. Назначение. Правила монтажа.

Используются в схемах в качестве нагрузочных и в качестве токоограничительных элементов. а так же делителей напряжения.

В зависимости от назначения различают 2 вида резисторов:

1. Постоянные резисторы.

· Общего назначения. Их номинальное сопротивление составляет от 1 Ом до 10 Мом. Класс точности от 2 ло 20% от номинала.

· Специального назначения, к ним относятся:

Прецизионные (особо точные). Их допуск составляет 0.001 - 1% Высокоомные

Высокочастотные. Должны отличаться низкой собственной индуктивностью

Высоковольтные.

2. Переменные резисторы:

· Подстроечные. Их сопротивление изменяют только в процессе регулировки или настройки. Впаивают в основном в печатную плату.

· Регулировочные. Используются для настройки параметров в процессе эксплуатации. Их регуляторы выводятся на лицевую панель или в другое доступное место.

В зависимости от токопроводящего элемента резисторы могут быть углеродистыми, металлопленочными. металлодиэлектрическими. проволочными и т.д. Основные параметры, по которым подбирают резисторы:

1. номинальное сопротивление

2. допустимое отклонение от номинала (в %)

3. допустимая мощность рассеивания

4. температурный коэффициент сопротивления

5. максимальное рабочее напряжение

Широко применяются полупроводниковые резисторы (терморезисторы, фоторезисторы). При пайке резисторов руководствуются общими правилами формовки и пайки элементов.