插接式分線器在數(shù)字沖孔機上的應用

張博 曹剛

摘? 要：本文介紹了插接式分線器在數(shù)字沖孔機上的應用，技術方案的介紹以及改造以后的效果。通過將數(shù)字沖孔機端子排連接線纜方式改為插接式分線器連接方式，使設備的維修效率和設備使用性能得到了大大的提高，首先降低了拆卸接線端子時維修人員的勞動強度和身體負荷;其次使設備出現(xiàn)短路虛接等問題可以得到快速的判斷，縮短維修時間。同時還提高了生產(chǎn)效率，增加了設備開動率。

關鍵詞：數(shù)字沖孔機? 插接式分線器? 接線插頭? 插接板

中圖分類號：U463.51? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）11（c）-0041-03

Application of the Socket Splitter in Digital Puncher

ZHANG Bo? CAO Gang

（FAW Jiefang Automotive Company， Changchun， Jilin Province， 130000 China）

Abstract： This paper introduces the application of the socket splitter splitter in the digital puncher， the introduction of the technical scheme and the effect after the transformation. By changing the connection cable mode of terminal row of digital punching machine to plug-in wire distributor connection mode， the maintenance efficiency and service performance of equipment have been greatly improve. Firstly， the labor intensity and body load of maintenance personnel when removing terminal blocks are reduced; Secondly， problems such as short circuit virtual connection of equipment can be quickly judged and maintenance time can be shortened.At the same time， the production efficiency is increased and the device start-up rate is increased.

Key Words： Digital Puncher; Socket splitter; Connection plug; Socket board

一汽解放汽車有限公司卡車廠輥壓工段承擔著車架縱梁的成型工作，擁有數(shù)字沖孔機6臺，其中包含2臺汽車U型梁三面沖孔機，4臺汽車U型梁腹面沖孔機，數(shù)字沖孔機為2012年設備，目前工作狀況穩(wěn)定，實際應用效率高，此種沖孔機沖孔速度能達到每小時7～8根U型梁，在車架輥壓工段承擔車架縱梁件沖孔的生產(chǎn)。

1? 背景及意義

隨著近幾年內(nèi)卡車產(chǎn)量的不斷加大，沖孔機的產(chǎn)能也隨之攀升，機械故障率（浴盆曲線）也逐漸由初始故障期進入偶發(fā)故障期，趨于穩(wěn)定。其中電氣停歇時間逐漸上，原因如下。

機械方面：沖孔機主機更換絲杠、導軌和后測量裝置氣缸以及維修滑塊時，需要拆卸分線盒內(nèi)端子排接線，并需要對線號做好準確標記，更換之后還需要逐一恢復接線大概時長需要90min，現(xiàn)場灰塵及其他因素導致部分線號無法看清，易出現(xiàn)差錯;

電氣方面：在線路出現(xiàn)短路、虛接報警，控制界面黑屏等情況時，因24V直流電源均來自一處，出現(xiàn)問題整體電壓低;無法準確確定設備報警線號，需要逐一進行排查，故障判斷時間大概在120min以上，停歇時間較長。

為了能更快判斷故障點，降低維修故障時間，因此決定對過線盒接線部位進行改進。由于此次插接式分線器的應用為一汽解放第一次在數(shù)字沖孔機應用案例，因此此次應用在技術上有很多的創(chuàng)新點，以下就是對這些技術改造創(chuàng)新的點介紹。

2? 方案設計

此次改造的方案綜合考慮經(jīng)濟性和可靠性，保證安裝位置適宜?？紤]會有DC24V短路或失壓，設計增加短路或失壓警示燈。

2.1 插接式分線器

是一種連接電子線路的定位接頭，既連接兩個器件傳輸電流或信號，由插接件和插接板兩部分構(gòu)成，通過其接觸狀態(tài)的改變，實現(xiàn)所連接電路的轉(zhuǎn)換，插接接觸存在固定關系。

基本性能可分為三大類：機械性能、電氣性能和環(huán)境性能。另一個重要的機械性能是元件本身的機械壽命，機械壽命實際上是一種耐久性（durability）指標，在國標GB5095中叫做機械操作，把一次插入和一次拔出作為一個循環(huán)，在規(guī)定的拔插循環(huán)后插接元件能否正常完成其連接功能（如接觸電阻值）作為評判依據(jù) 。

電連接器的其它環(huán)境性能還有密封性（空氣泄漏、液體壓力）、液體浸漬（對特定液體的耐惡習化能力）、低氣壓等[1]。

針對目前的設備狀態(tài)替代接線盒的最常用方式為PLC從站控制，由于設備本身震動太大導致設備穩(wěn)定性不夠也易產(chǎn)生報警;經(jīng)查找資料后，發(fā)現(xiàn)有插接式分線器，經(jīng)過在現(xiàn)場勘查，進行研究討論后，重新確定新的方案將接線盒變成插接式，我們需要的是既要實現(xiàn)插接又要實現(xiàn)24V直流電隔離，同時抗震性等級要7級，聯(lián)系電氣配件廠專門為我們設計這款內(nèi)部接線端口既滿足使用端口數(shù)量，又可以做到24V直流電隔離的插接板，插頭也選擇市場上常見的五芯插頭，便于通用性;每組接線口配有一個檢測指示燈，可以快速判斷問題點;由于我們需要的輸入點是13個，采購中我們采購了2個8個點的連接板，剩余3個點作為備用和替換用[2]。

2.2 插接式分線器組成及原理

本案插接式分線器由座體，接觸部分（插針和端子），連機器用的元件器件（二極管，電阻等），公端和母端，鍵和定位，電路（位）標記，線纜（線號），鎖緊裝置組成。

連接器安裝在設計好（印制好），電路板上，并用環(huán)保材料制作的外殼進行封裝，插針和插座的交合部位有鎖緊裝置（螺接），具有檢測指示燈（綠色表示通道信號正常，紅色表示故障），有24V直流電隔離[3]。

此種設計（圖1插接式分線器和插頭及接線原理圖）節(jié)約維修人員拆卸安裝線路時間;設備出現(xiàn)短路虛接等問題可以快速判斷問題點，同時也保證整體強度和工作的穩(wěn)定性。在機體和控制柜主線電纜之間，架起了溝通橋梁從而讓電流流通，讓電路實現(xiàn)預定功能，使數(shù)字沖孔機各信號單元（傳感器，接近開關，閥體控制等）實現(xiàn)相應的控制。

具有以下特點。

（1）易于維修。

如果某個電子元部件失效，裝有接線插頭就可以快速的更換失效的部件（如沖孔機上傳感器，測量裝置，光電開關等）。

（2）改善裝配過程。

使用接線插頭可以簡化電子產(chǎn)品的裝配過程，具有約定的極性方向，防止反接，保證裝配順序和時間。

（3）設計具有靈活性。

接線插頭的結(jié)構(gòu)日益多樣化，新的結(jié)構(gòu)及應用領域不斷出現(xiàn)，用一種固定模式來解決分類和命名問題，以顯的難以適應。

（4）便于元件升級。

隨著技術在進步，裝有接線插頭時可以更換新的元部件，用新的、更完美的元部件代替舊的元部件。

2.3 注意事項

2.3.1 注意其環(huán)境上的性能

具有能夠耐高低溫性能，要能在濕度大的情況下進行工作。

2.3.2 具有抗震和抵抗沖擊力

要有一個非常好的抗震效果，在震動量大的環(huán)境下能保持正常的工作，同時不至于因為巨大的沖擊而造成損壞，影響機械設備的運行。

因本次插接式分線器應用在汽車縱梁數(shù)字沖孔機上，震動量大，選擇抗震性等級要7級[4]。

3? 改造后使用效果

3.1 使用功能效果

如圖2插接式分線器應用后局部圖，所有安裝匹配工作完成后連接開機設備無報警動作正常，將其中一個輸入點信號線或者電源線故意弄破對地，設備未黑屏，同時對應的插頭信號燈變紅。

3.2 排查故障時間和維修時間方面

當設備中某一根線出現(xiàn)短路時不再黑屏，同時對應插頭指示燈顯示故障，判斷問題時間大約30min。拆卸接線盒內(nèi)原來的端子排所有接線到安裝由90min縮短到10min，通過插接件的拔插安裝容錯率非常低。使用改進電路，有利于設備快速投入使用。

3.3 生產(chǎn)節(jié)拍和作業(yè)延時方面

在更換小主機絲杠和傳感器檢測裝置時，需要將后檢測臺整體移出來，由于現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境灰塵致使線號無法分辨清楚，需要對線號做標記在逐個拆卸并在設備修復完成后在逐個接回去，大概時長需要90min;

而改造完以后，安裝和拆卸線纜只需要10min，從90min到10min，每次安裝拆卸節(jié)省80min，維修判斷時間從120min到30min，共計節(jié)省170min，提高了的10%設備開動率。

相較于端子排接線方式更為靈活，接線集成在插接板上，避免了端子排的線纜逐一連接過程，線纜集成固定，不易錯接，虛接，短接。在拆卸安裝時方便快捷，適應復雜環(huán)境，出現(xiàn)故障會有報警[5]。

4? 在新汽車U型梁三面數(shù)字沖孔機上應用

通過此次改造成功后，我們在新汽車U型梁三面數(shù)字沖孔機上應用。

插接式分線器的應用簡化了設備之間的連接方式，基于預制電纜的方案設計，不僅在連接效率上有了明顯的提升，而且還降低了電纜用量，在數(shù)字沖孔機上應用插接式分線器，在保證了通信的安全、高效的前提下，降低了電源系統(tǒng)的施工難度，從而減少了施工時間[6]。

5? 結(jié)語

通過此次改造的成功為插接式分線器的應用拓展了一條新道路，并在新項目三面沖上得以應用。以前我們之所以沒有將數(shù)字沖孔機的過線盒連接方式改為插接式，不是因為我們沒有進行嘗試，而是在經(jīng)歷了很多改造失敗的案例后，不再敢于去嘗試此類項目的改造。此次改造的成功為以后類似的改造提供了很好的借鑒意義，雖然在插接式分線器應用過程中我們也遇到了許多設計和安裝上的困難，但只要我們敢于去嘗試，只要我們有耐心，我們就一定會成功，希望通過本次對插接式分線器在數(shù)字沖孔機上的應用設計經(jīng)驗的總結(jié)，能給一些需要進行此類改造的同行們一些有價值的借鑒的地方，進而提高設備的使用性能，增加設備的生產(chǎn)效益。

參考文獻

[1] 李杰浩，王軍政，汪首坤，等.電動汽車電接插件接觸電阻振動特性的研究[J].機械工程學報，2020（6）：80-88.

[2] 潘靜，范振哲，吳桐，等.電機保護罩自動沖孔機設計[J].科技資訊，2019，17（29）：68-69.

[3] 鄒林，陸飛云，裴超，等.插接式拼裝獨立基礎設計計算方法[J].建筑結(jié)構(gòu)，2019，49（S2）：780-788.

[4] 韓姝紅，朱偉見，夏浩.冷軋沖孔機設計及應用研究[J].中國設備工程 2019（17）：163-164.

[5] 李志申，李大鵬，李春武，等.數(shù)控平板沖孔機的改進與應用[J]. 鍛壓裝備與制造技術2018，53（3）：41-44.

[6] 牛彥峰，婁欣，李巖，等.新型10kV分線線損計量裝置在線損精益化管理中的應用[J].河北電力技術2019，38（2）：41-44.