插接式分线器在数字冲孔机上的应用

张博 曹刚

摘  要：本文介绍了插接式分线器在数字冲孔机上的应用，技术方案的介绍以及改造以后的效果。通过将数字冲孔机端子排连接线缆方式改为插接式分线器连接方式，使设备的维修效率和设备使用性能得到了大大的提高，首先降低了拆卸接线端子时维修人员的劳动强度和身体负荷;其次使设备出现短路虚接等问题可以得到快速的判断，缩短维修时间。同时还提高了生产效率，增加了设备开动率。

关键词：数字冲孔机  插接式分线器  接线插头  插接板

中图分类号：U463.51                         文献标识码：A                    文章编号：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

一汽解放汽车有限公司卡车厂辊压工段承担着车架纵梁的成型工作，拥有数字冲孔机6台，其中包含2台汽车U型梁三面冲孔机，4台汽车U型梁腹面沖孔机，数字冲孔机为2012年设备，目前工作状况稳定，实际应用效率高，此种冲孔机冲孔速度能达到每小时7～8根U型梁，在车架辊压工段承担车架纵梁件冲孔的生产。

1  背景及意义

随着近几年内卡车产量的不断加大，冲孔机的产能也随之攀升，机械故障率（浴盆曲线）也逐渐由初始故障期进入偶发故障期，趋于稳定。其中电气停歇时间逐渐上，原因如下。

机械方面：冲孔机主机更换丝杠、导轨和后测量装置气缸以及维修滑块时，需要拆卸分线盒内端子排接线，并需要对线号做好准确标记，更换之后还需要逐一恢复接线大概时长需要90min，现场灰尘及其他因素导致部分线号无法看清，易出现差错;

电气方面：在线路出现短路、虚接报警，控制界面黑屏等情况时，因24V直流电源均来自一处，出现问题整体电压低;无法准确确定设备报警线号，需要逐一进行排查，故障判断时间大概在120min以上，停歇时间较长。

为了能更快判断故障点，降低维修故障时间，因此决定对过线盒接线部位进行改进。由于此次插接式分线器的应用为一汽解放第一次在数字冲孔机应用案例，因此此次应用在技术上有很多的创新点，以下就是对这些技术改造创新的点介绍。

2  方案设计

此次改造的方案综合考虑经济性和可靠性，保证安装位置适宜。考虑会有DC24V短路或失压，设计增加短路或失压警示灯。

2.1 插接式分线器

是一种连接电子线路的定位接头，既连接两个器件传输电流或信号，由插接件和插接板两部分构成，通过其接触状态的改变，实现所连接电路的转换，插接接触存在固定关系。

基本性能可分为三大类：机械性能、电气性能和环境性能。另一个重要的机械性能是元件本身的机械寿命，机械寿命实际上是一种耐久性（durability）指标，在国标GB5095中叫做机械操作，把一次插入和一次拔出作为一个循环，在规定的拔插循环后插接元件能否正常完成其连接功能（如接触电阻值）作为评判依据 。

电连接器的其它环境性能还有密封性（空气泄漏、液体压力）、液体浸渍（对特定液体的耐恶习化能力）、低气压等[1]。

针对目前的设备状态替代接线盒的最常用方式为PLC从站控制，由于设备本身震动太大导致设备稳定性不够也易产生报警;经查找资料后，发现有插接式分线器，经过在现场勘查，进行研究讨论后，重新确定新的方案将接线盒变成插接式，我们需要的是既要实现插接又要实现24V直流电隔离，同时抗震性等级要7级，联系电气配件厂专门为我们设计这款内部接线端口既满足使用端口数量，又可以做到24V直流电隔离的插接板，插头也选择市场上常见的五芯插头，便于通用性;每组接线口配有一个检测指示灯，可以快速判断问题点;由于我们需要的输入点是13个，采购中我们采购了2个8个点的连接板，剩余3个点作为备用和替换用[2]。

2.2 插接式分线器组成及原理

本案插接式分线器由座体，接触部分（插针和端子），连机器用的元件器件（二极管，电阻等），公端和母端，键和定位，电路（位）标记，线缆（线号），锁紧装置组成。

连接器安装在设计好（印制好），电路板上，并用环保材料制作的外壳进行封装，插针和插座的交合部位有锁紧装置（螺接），具有检测指示灯（绿色表示通道信号正常，红色表示故障），有24V直流电隔离[3]。

此种设计（图1插接式分线器和插头及接线原理图）节约维修人员拆卸安装线路时间;设备出现短路虚接等问题可以快速判断问题点，同时也保证整体强度和工作的稳定性。在机体和控制柜主线电缆之间，架起了沟通桥梁从而让电流流通，让电路实现预定功能，使数字冲孔机各信号单元（传感器，接近开关，阀体控制等）实现相应的控制。

具有以下特点。

（1）易于维修。

如果某个电子元部件失效，装有接线插头就可以快速的更换失效的部件（如冲孔机上传感器，测量装置，光电开关等）。

（2）改善装配过程。

使用接线插头可以简化电子产品的装配过程，具有约定的极性方向，防止反接，保证装配顺序和时间。

（3）设计具有灵活性。

接线插头的结构日益多样化，新的结构及应用领域不断出现，用一种固定模式来解决分类和命名问题，以显的难以适应。

（4）便于元件升级。

随着技术在进步，装有接线插头时可以更换新的元部件，用新的、更完美的元部件代替旧的元部件。

2.3 注意事项

2.3.1 注意其环境上的性能

具有能够耐高低温性能，要能在湿度大的情况下进行工作。

2.3.2 具有抗震和抵抗冲击力

要有一个非常好的抗震效果，在震动量大的环境下能保持正常的工作，同时不至于因为巨大的冲击而造成损坏，影响机械设备的运行。

因本次插接式分线器应用在汽车纵梁数字冲孔机上，震动量大，选择抗震性等级要7级[4]。

3  改造后使用效果

3.1 使用功能效果

如图2插接式分线器应用后局部图，所有安装匹配工作完成后连接开机设备无报警动作正常，将其中一个输入点信号线或者电源线故意弄破对地，设备未黑屏，同时对应的插头信号灯变红。

3.2 排查故障时间和维修时间方面

当设备中某一根线出现短路时不再黑屏，同时对应插头指示灯显示故障，判断问题时间大约30min。拆卸接线盒内原来的端子排所有接线到安装由90min缩短到10min，通过插接件的拔插安装容错率非常低。使用改进电路，有利于设备快速投入使用。

3.3 生产节拍和作业延时方面

在更换小主机丝杠和传感器检测装置时，需要将后检测台整体移出来，由于现场作业环境灰尘致使线号无法分辨清楚，需要对线号做标记在逐个拆卸并在设备修复完成后在逐个接回去，大概时长需要90min;

而改造完以后，安装和拆卸线缆只需要10min，从90min到10min，每次安装拆卸节省80min，维修判断时间从120min到30min，共计节省170min，提高了的10%设备开动率。

相较于端子排接线方式更为灵活，接线集成在插接板上，避免了端子排的线缆逐一连接过程，线缆集成固定，不易错接，虚接，短接。在拆卸安装时方便快捷，适应复杂环境，出现故障会有报警[5]。

4  在新汽车U型梁三面数字冲孔机上应用

通过此次改造成功后，我们在新汽车U型梁三面数字冲孔机上应用。

插接式分线器的应用简化了设备之间的连接方式，基于预制电缆的方案设计，不仅在连接效率上有了明显的提升，而且还降低了电缆用量，在数字冲孔机上应用插接式分线器，在保证了通信的安全、高效的前提下，降低了电源系统的施工难度，从而减少了施工时间[6]。

5  结语

通过此次改造的成功为插接式分线器的应用拓展了一條新道路，并在新项目三面冲上得以应用。以前我们之所以没有将数字冲孔机的过线盒连接方式改为插接式，不是因为我们没有进行尝试，而是在经历了很多改造失败的案例后，不再敢于去尝试此类项目的改造。此次改造的成功为以后类似的改造提供了很好的借鉴意义，虽然在插接式分线器应用过程中我们也遇到了许多设计和安装上的困难，但只要我们敢于去尝试，只要我们有耐心，我们就一定会成功，希望通过本次对插接式分线器在数字冲孔机上的应用设计经验的总结，能给一些需要进行此类改造的同行们一些有价值的借鉴的地方，进而提高设备的使用性能，增加设备的生产效益。

参考文献

[1] 李杰浩，王军政，汪首坤，等.电动汽车电接插件接触电阻振动特性的研究[J].机械工程学报，2020（6）：80-88.

[2] 潘静，范振哲，吴桐，等.电机保护罩自动冲孔机设计[J].科技资讯，2019，17（29）：68-69.

[3] 邹林，陆飞云，裴超，等.插接式拼装独立基础设计计算方法[J].建筑结构，2019，49（S2）：780-788.

[4] 韩姝红，朱伟见，夏浩.冷轧冲孔机设计及应用研究[J].中国设备工程 2019（17）：163-164.

[5] 李志申，李大鹏，李春武，等.数控平板冲孔机的改进与应用[J]. 锻压装备与制造技术2018，53（3）：41-44.

[6] 牛彦峰，娄欣，李岩，等.新型10kV分线线损计量装置在线损精益化管理中的应用[J].河北电力技术2019，38（2）：41-44.