插针机的安装调试与维修

　　摘要：

自动插针机作为一种高端设备，主要用于连接器、端子、连接器等零件的自动生产。做到了从零件装配到产品的定型，再到最终产品性能测试的全过程实现了全部自动化生产。提升了生产效率、提高了成品成型率、节约人力资源成本具有重要意义。

本文论述了对插针机的安装调试与维修中使用，来巩固实习生对所学知识的掌握，实现将理论与实践相结合，系统的涵盖了插针机功能及性能方面的一系列检测和用例指导。控制该设备包含了机械、液压气动控制、电子、电气等专业知识，如电路控制、线路图的接线、传感器、信号传输等。该论文对插针机的整个操作过程、步骤、以及维修等过程都进行了详细解释说明。

　　关键词：插针机；传统控制方法；安装与调试；维修。

　　引言

自动插针机作为一种顶级设备，主要在接插件、端子、连接器等元件的自动化生产上使用。完成了从零件装配到产品成型再到最终产品性能测试的全过程。在提高生产效率、提升成品率、减少了资源的浪费等方面具有深刻意义。如今，为了减少人的参与，提高效率，我们投入了大量的人力物力在插针机的提速上做出来不小的付出。

我在针对电池组连接器的生产工艺的研究上，设计了一种适用于连接器生产的低成本自动插针机通用控制系统。它具有一定的教学作用，实现对模块化的软件设计，以及生产不同类型的连接器。通过人机交互系统，可以适当改变位置结构，从而修改运动定位控制的参数。整个控制系统的硬件基本不变，软件可以根据教学学习增加或减少功能模块，从而最大限度地降低二次或多次开发的研发成本，提高企业的竞争力。插脚机是目前连接器制造业最常用的设备类型，因为插针机的速度可以提升生产效率，节约人工成本，减少耗材浪费。传统的两块PCB（印制电路板）之间的电气连接是通过手工定位和插针的方式实现， 随着PCB板上集成元器件数量的不断增多和焊盘的密集程度以及孔径大小不一等情况， 传统的生产方式已不再适应于现在工业柔性化生产的需求，同时在大批量生产时还会增加工人的劳动强度， 以及操作难度。 针对上述现状所产生的问题，本文设计了一套基于三菱PLCWEINVIEWHMI组成的插针机控制系统， 用于将连接插针打入两块PCB对应的过孔中，实现两块PCB之间的电气连接， 从而来代替传统的手工插接方式，提高生产效率。

　　一、绪论

　　（一）海内外插针机现状的发展

当今社会文明前进的步伐正在加快，工业生产的成长已经在社会主义经济中占有一席之地了。它不仅给生产者带来了直接的经济及效益，而且为社会财富增加了一份贡献，为国民经济带来了重要的力量，它的设备为各个方面的发展提供了有效的手段。当然，它的进步也是不得离开对其他行业的发展，

随着时代的发展，通过观察发现，不管是家里还是工作地点的电子设备在，都会使用到连接器。连接器是连接两个有源器件的器件，用来传输电流或信号。它多是以塑料和金属的状态出现在生活中，它的主要功能是在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。

　　（二）控制系统的发展历程

20世纪60年代初，序列控制器便是由继电器组成。但是以这种方式构建的控制系统是由提前设定好的时间或按照一定的条件使用的。如果要对控制的顺序更改，那就得改变他的控制器的硬件部分。所带来的不利影响便出现了，阻碍了更新周期而且使控制系统的设计制造相对复杂，可靠性不高。这通常很耗时，很难找到和排除故障。

1968年，作为X最大规模的汽车制造厂商的通用汽车公司（GeneralMotors，GM）想要找到一个可以适应翻新后的汽车模型的办法，这样可以不用对设计和布线重新工作，实现节约使用周期减少了成本。通用汽车通过公开招标的方式提出来十个投标指标目的是新的控制器代替原来的控制器。

1969年，世界上第一台控制器被X数字设备公司研发成功，还被通用汽车使用自动装配线，并有着良好的效果。新型工业控制装置具有着结构简单、操作方便、可靠性高、体积小、适用于工业环境而且使用寿命等优点的全新工业控制器装置，至此被广泛应用于各种工业领域。

20世纪90年代，随着电脑、通讯技术、自动控制的飞速发展，可编程控制器技术因其数学处理能力、网络通信能力和智能控制能力而不再是传统的可编程控制器。所以，自1994年起就被用作可编程计算机控制器（PCC）。

　　（三）运动控制的发展状况

运动控制最早源于以前的伺服驱动技术。现在电力电子技术，微电子技术和计算机技术都在迅速发展，使得电驱动控制的原始概念不能完全反映现代自动化系统的控制系统，因此在1988年左右，这个名称开始在国际上出现。运动控制是指在复杂条件下将预定控制方案和计划指令转换成所需的机械运动，用来实现精确的位置控制，速度控制，加速控制，机械运动的扭矩或力控制。它是一种控制电机技术。多学科交叉应用技术，如传感器技术，电力电子技术，微电子技术和自动控制技术。

运动控制源于先前的伺服驱动技术。伴随着电力电子技术、微电子技术和计算机技术的飞速进步，使原来的电驱动控制概念不可以有力的体现出现代自动化系统的控制系统，所以在1988年左右的“MOTION？CONTROL”名称控制开始出现在世界上。运动控制器是指在复杂条件下，将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控、速度控、加速度控、转矩或力的控制。这是一种控制电机技术。包括传感器技术、电力电子技术、微电子技术、自动控制技术等多学科交叉应用技术，

运动控制系统包括两部分：强功率（功率转换）依靠电力电子设备和弱功率（信号处理和控制）依靠控制设备。

运动控制装置分为电子元件和集成电路两个发展阶段，直到微型计算机的出现，使控制装置技术突飞猛进。硬件电路已发展成为软件控制，运动控制系统已进入计算机控制数字化的新阶段。

迄今为止的运动控制系统的常用现代控制理论有：最优控制、自适应控制、滑模变结构控制、模糊控制、专家系统和神经元控制。

　　（四）伺服驱动技术

作为运动控制系统之一的位置控制系统又称位置伺服系统被应用广泛，主要由足够的控制精度（定位精度）、位置跟踪精度和足够快的跟踪速度控制。有代表的位置伺服系统都会有电流环、速度环和位置环，分别对应于电流控制器、速度控制器和位置控制器。这些控制器可以实现稳定的精确度和动态的目标的控制。

伺服系统实现了对目标的位置、方向和姿态的控制，可以随意控制目标值来跟踪控制系统。位置伺服系统，又称从动系统作为目前运动控制中最典型。它的输出一般是炒作的参照的空间位移。当想要改变定的位置时，输出还应该能够准确地跟踪给定的改变并复制给定的量。作为闭环自动控制系统的伺服系统，它无论是在生产过程和运动的控制还是在定位、瞄准、跟踪、信号传输和接收等方面发挥着不可忽视的力量。

　　（五）论文的主要研究工作

针式机器是连接器制造业中的常见类型。引脚机速度的提高可以提高效率，既减少人力，又降低了成本。因此，现在世界上主要的连接器制造商提高了针机的速度，都花了很多人力和物力。我很荣幸地参与高速针式机的设计项目，并承担电气控制的设计和实施。

针形机作为连接器制造业中的普通机型。把引脚机速度提升上来是提升市场效率，减少人力成本的有效途径。所以，世界领先的连接器制造商都在为找到提高了针式机器的速度上花费了大量的人力和物力。我很幸运的加入了这次高速针式机设计的计划中，所做的工作是电气控制的设计和实施。

高速引脚机由三个伺服控制器和一些散开的I/0点操作。在分析传统控制模式下机器无法实现高速运行的原理的基础上，控制系统和通信网络做了深入的考虑。基于贝加莱PCC控制系统的研究实现了机器的工业以太网控制。简要分析了PCC控制系统下贝加莱伺服控制器的工作原理。仿真研究在MATLAB环境下进行。针对这些问题，分析出了原因，提出参数和控制策略，为实际系统的控制提供了理论指导。围绕研究课题，本文由以下部分组成：

高速引脚机包括了三个伺服控制器和一些分散的I/0点操作。通过对传统控制方式下机器不能高速运行的原理的分析，深刻的考虑了控制系统和通信网络。在对PCC控制系统研究的基础上落实了机械的工业用太网控制。简单分析了PCC控制系统中贝卡雷伺服控制器的工作原理。在MATLAB环境下进行了仿真研究。面对问题的产生，我们要做的是对问题进行认真地分析，得出相关的解决方案，结合理论来指导实际系统控制。面对本次的研究课题，把本文分成以下几种部分：

第二章讲述了插针机的型号、用途和范围

第三章讲述了原来的针机控制方法，分析了原来的控制方法实现高速的问题所在

第四章讲述了高速计数器控制的硬件系统

第五章讲述了自动插针机的安装和调试

第六章讲述了插针机的维修

　　二、插针机的概述

自动插针机还被叫做插针机设备、自动插针机等。这种插针机里没有电脑芯片。它由一个电机驱动，再有电机旋转带动主轴。主轴上的凸轮可以上下移动装配在销模上的枕头。

插针机具有操作检查点小、装配简单、维护方便、效率高、自动化程度高等优点。作为一个实用的电子类工业工具，许多制造商也开始用这个便利的插针机来帮助客户赚取加工费。

插针机还有几种叫法：插针机、插针机设备、自动插针机、全自动插针机、插PIN机、入PIN机等。

　　（一）插针机的用途

插针机是不安装电脑芯片，依靠一台电机提供动力带动主轴转动，让主轴上的凸轮使装在插针机的销模上的上下移动，插针不难装配。介于它的维修方法简单，操作方便，可以通过自动化实现，所以插针机对于电子行业来说是很有用的。多数电子产品生产者使用插针机帮助客户插入销针，从而赚取利润。

各种类型的电子变压器线圈筒管，继电器线圈筒管，风扇电机线圈筒管，微电机线圈筒管，步进电机线圈筒管，高低包线圈筒管，充电器线圈筒管，感应线轴，中周线圈筒管，节能灯线圈线轴，汽车点火线圈筒管，连接器和其他需要销钉的塑料零件的销钉应用。

　　（二）自动插针机的型号

2.1YCI-28S型

1、本机作30度倾斜，以便作业时送料与卸料；

2、一般用途很大，只需更换产品专用模具，形式可在短时间内更换;

3、模具更换调整简单，针之长度、咬花位置、咬花深度容易调整；

4、贺形针、四角针、平板针均可适用；

5、可同时插20对针；

6、线材用完或弯针缺料时可自动停机及报警；

7、生产数量有计数器显示，数量可以设置，当有足够的时候，它可以自动停止和报警。

2.2YCI–76S型

1、本机器形成300坡度，目的是工作是时方便输送材料、卸载材料；

2、一般用途很大，只需更换产品专用模具，形式可在短时间内更换;

3、模具操作、使用方便，针长、咬花位置、咬花深度方便调整。

4、贺形针、四角针、平板针均都方便而且实用；

5、可同时插20对针；

6、除能插直针外。还能作成”L”形(90度)

7、当线材用完或弯针缺料时，机器自动停止并发出警报警。

8、生产数量有计数器显示，数量可以设置，当有足够的时候，它可以自动停止和报警。

　　（三）插针机适用范围

自动销机大多数用于各类电子变压器线圈筒管，继电器线圈筒管，风扇电机线圈筒管，微电机线圈筒管，步进电机线圈筒管，高低线圈线圈筒，充电线圈筒管，感应筒管，中间每周线圈筒管，节能灯线圈筒管，汽车点火线圈筒管，连接器等专业销钉，适用于需要插入的各种塑料件。

　　三、自动插针机的传统控制方式

时代在进步在当今的高科技时代，通过观察知道，不管是在家里的还是工作地点的电子设备，都可以发现它们都需要连接器。连接器是一到多种的材料制造成的。通常是以塑料和金属材质表现出来的。它的主要功能是将导体桥接起来，允许电流从一个导体传输到另一个导体。通常从线到线，从线到印刷电路板，从印刷电路板到印刷电路板。

　　（一）插针机介绍

存在许多用于生产连接器的装置，不一样的的连接器具有不一样的生产技术，并且销机是用于生产连接器的一般化装置。本主题设计为凸轮式针式机（如图2-1所示）。引脚端子，端子切割和引脚功能均由凸轮实现。塑料要有多个PIN吗？所以，孔需要根据PIN孔的位置以有序的方式运动，用来实现销在不是同一个位置上的插入。在使用过程中，主凸轮机构连续运转，切割端子，切割端子，将端子插入塑料PIN孔的作用：当主凸轮为塑料时，塑料的位置由塑料供给。变成了一个角度间隔完整的位置切换和精确定位。

　　 图2-1插针机

从控制系统方面来看，由于凸轮是实现机床的端/端切割和销的功能的，那么以上的功能都是机械功能，控制只需要选择一个伺服电机来旋。这一点是可以实现的。由于塑料需要根据PIN孔位置进行移动，用来完成整体的销功能，因此选择伺服电机+滚珠丝杠来实现精确的定位控制，依据经验值来看当销位置偏差大于0.01mm会影响销的效果和产品质量。此处要控制的伺服电机必须精确定位在主凸轮正时指定的角度范围内。这是由于主凸轮正时规定的角度在设计时间内是固定的，因此塑料伺服电机的定位时间直接而准确地影响到机机器的速度。那么可以假设当减少塑料伺服电机的定位时间，就可以达到提高速度的目的，从而提高生产率，节约成本。

　　（二）插针机传统控制方法介绍

插针机的传统控制方法依靠着主凸轮轴使用闭环控制（如图2-2所示），X/Y轴使用半闭环控制（如图2-3所示）。控制系统框图如下：

常用的控制方法是在主凸轮轴上加一个挡光膜以感应微光电感应器以给控制器的信号发出，实现对挡光膜的方位来调整机械凸轮的正时方位。伺服编码器的差分驱动输出反馈与PLC高速计数器的内置输入相连，如图2-4所示。采用高速计数器中断方式编写凸轮控制程序，处理快速，降低成本成本，增加了效率。

图2-4高速计数器控制系统组成图

（三）插针机的时序图

图2-5插针机的设计时序图

由图2-5中可得出

1)凸轮以600至1200的速度向终端供电；

2)凸轮以1350至1650实现端子裁切；

3)凸轮实现了1800至3600的销的功能；

4)HSG给出角度为3000~1600，当主凸轮转到3000时可碰到塑料进给轴，但主凸轮转到160度时必须进给。。

　　四、插针机的安装与调试

　　（一）自动插针机操作步骤:

1.连接气阀，检查气压是否处于正常气压状态，是否有漏气现象。

2.接通电源，将电源开关打开;

3.将骨架放入振动桶内，观察其工作是否正常，并将导向器插入夹具的指定插座内；

4.将显示设备上的手动按钮置于自动模式；

5.按下启动按钮，机器开始工作;

6.如果在工作期间出现任何异常情况，请按紧急停止按钮。当所有动作停止，排除故障后，向右转动按钮，释放紧急停止命令。

　　（二）半自动绕线机操作步骤:

1.连接气阀，检查气压是否处于正常气压状态，是否有泄漏。

2.接通电源，将电源开关打开;

3.在显示设备上引发产品程序。步骤如下：点程序存储→选择需要的一种产品序号一程序保存→程序执行→按下归零按钮；

4.将插入的针的骨架插入缠绕夹具上

5.按下启动按钮，机器开始工作;

6.如果在工作期间出现任何异常情况，请按紧急停止按钮。当所有动作停止，排除故障后，向右转动按钮，释放紧急停止命令。

　　（三）自动浸锡弯脚机操作步骤:

1.连接气阀，检查气压是否处于正常气压状态，是否有泄漏。;

2.接通电源，调配好助焊剂，焊锡;

3.在温度计上设定温度，等待温度达到设定温度。

4.将成品线的骨架插入焊接夹具

5.将显示屏上的手动按钮置于自动模式;

6.按下启动按钮，机器开始工作;

7.如果在工作期间出现任何异常情况，请按紧急停止按钮。当所有动作停止，排除故障后，向右转动按钮，释放紧急停止命令。。

　　（四）自动铆铁芯机操作步骤:

1.连接气阀，检查气压是否处于正常气压状态，是否有泄漏。;

2.接通电源，将电源开关打开;

3.将轭铁和铁心分别放入振动桶内，将浸锡骨架放入工作槽内；

4.把显示仪屏幕中模式改为自动模式;

5.按下启动按钮，机器开始工作;

6.如果在工作期间出现任何异常情况，请按紧急停止按钮。当所有动作停止，排除故障后，向右转动按钮，释放紧急停止命令。

　　（五）二次电检测耐压机操作步骤:

1.连接气阀，检查气压是否处于正常气压状态，是否有泄漏。;

2.接通电源，将电源开关打开;

3.把完成的电器搁着工作盘中;

4.调好仪器的参数和显示仪屏幕中的自动模式;

5.按下启动按钮，机器开始工作;

6.如果在工作期间出现任何异常情况，请按紧急停止按钮。当所有动作停止，排除故障后，向右转动按钮，释放紧急停止命令。

　　五、插针机的维修

从三个方面去讨论端子机故障的排除和措施。

1、质量:我相信，端子机的质量始终是放在首位的，毕竟，购买端子机就是要投入生产，端子机的质量对产品的质量至关重要。就应该根据实际的需求来选择了。。2、售后服务:机器出现问题和故障。无论端子机的质量有多好，长期工作都可能因操作和维护不当而损坏，需要修理。在这种情况下，需要一个好的售后服务。因此厂家的售后服务是十分重要的。

3、价格:在注意到前两个问题之后，下一个问题是价格。不同类型的终端和不同系列的终端之间存在着许多价格差距，不同质量机器的价格也有很大差异。但是现在互联网络发展得很快，我相信深圳的很多终端都可以分类：终端机可分为自动终端机，气动终端机，超静音终端机，通用终端机，连续终端切割PIN机，甚至剥离机器。端子机，半自动超静音端子机，剥线机，接线端子机，剥皮机小型金刚石端子机，系列电机定子端子机，电脑线自动剥皮机，针机端子机，金线端子机等深圳终端机故障排除和维修。

深圳端子机故障排除与维修

1)脚踏开关不良,换新；

2)有击中时请检查接近开关；

3)保险丝熔断并更换；

4)机械行动缓慢。每天在滑块（1个孔和3个滑动面）和模具（3个孔）油孔后加入黄油1-3次。机械工作环境温度(-2°至50°)。

5)电机故障（冒烟、异味），电机180W更换，注意电机电压。

6)模具卡住不能上下滑动：用扳手转动主轴尾螺丝，让主轴带动滑块上下带动冲头，看铆钉刀有没有碰伤，划痕端是否被刀卡住。

7)注意：更换模具时，将机器放到手动模式。深圳终端电源开关，电源指示灯亮。刀选刀：由指定人员操作。使用工具之前，一定要手动将其与选定的刀片进行比较。如果比较正确，可以装刀。工具完成后，必须使用手动测试。首先，关闭终端机的电源并按下按钮。触摸按钮，用专门的扳手晃动主从动轮，使终端机可以达到最大历程。如果手不动，请考虑压力有没有太大或其他问题，检验并调节即可。在每次操作之前，检查每个锁定螺钉并确认其没有松动。装载：安装需要冲击到的端子，用六角扳手调整压板，方便让端子通过，目视检查进给位置是否合适。如果没有，请调整它并使用六角扳手松开进给器锁拧紧，转动调节杆调节到最佳状态，然后锁定进纸器锁定螺丝以开始操作。试验张力：调整好机器后，取出废线并进行检验，并采用拉伸的方法。具体操作方法如下：按拉力测试将零键复位为零，待测端子对线进行钳位和测试。如果测得的张力的不在这个标准范围内，机械师改变想相应的位置调整，一直到合格标准值。

　　参考文献

(1)宗智辉,薛禹.一种全自动机械式高速插针机:CN201420022782.4[P].2014-08-13

(2)宗智辉.全自动高速插针机:CN201320660315.X[P].2014-05-21

(3)胡柏年.一种机械式插针定时器:CN200920192436.X[P].2010-05-26

(4)毛昀,杨峰.基于PLC的步进电机控制系统设计[J].工业仪表与自动化装置,2014,(04):87-89+98

(5)徐鑫炎.宽调速范围的交流永磁同步电机速度控制算法研究[D].哈尔滨工业大学,2017.

(6)马海军.高速插针机控制系统的设计和实现[D].上海交通大学,2010.

(7)肖子廉.PLC控制伺服电机实现定位控制[J].电子世界,2014,(10):59.

　　谢辞

时间过得如此之快，眨眼之间，大学生活即将结束。毕业设计即将结束。在导师的指导下，在同学的帮助下，顺利完成了毕业设计。通过做毕业设计，我对近年来在大学里学到的东西有了更多的看法。毕业设计让我认识到自己的不足，不仅仅对这几年专业知识的应用，更是对自己综合能力的提升。通过做毕业设计明白了，知识需要长时间的积累，在以后的工作和学习中不断地锻炼自己，提高自己的学识和综合能力。

本文是在老师的指导下完成的。我要感谢我的导师老师。他为人随和热情，治学严谨细心。在论文写作的整个过程中，老师给了我很多有价值的意见和建议。从选题定题开始，到论文的最后修订和润色，老师一直给我深刻细致的指导，帮助我认真负责地开拓研究思路。正是老师无私的帮助和热情的鼓励，使我的毕业论文圆满完成。谢谢你，老师。我要感谢我所在实习单位的领导和同事。在我的上班时间里，他们允许我利用公司的计算机在线搜索所需的写作材料。他们给了我尽可能少的工作任务，以便我能腾出更多的时间写论文。非常感谢领导和同事的帮助。我要感谢在写作过程中帮助我解决学校工作中许多问题的同学。他们经常通过信息或电子邮件告诉我当我没有注意到的时候，这样我就可以有更多的精力完成我的毕业论文。真诚地向他们表示感谢。

在大学的三年里，我被家人、老师和朋友包围着。他们的爱和无私的帮助使我克服了困难，圆满完成了大学的各项任务。回首往事，所有的事情就像昨天刚刚发生的，他们的关心和帮助是我无法忘记的美好回忆。在此，向所有支持过我的人表示最衷心地感谢。

我要感谢我的导师对我的论文的指导和他的帮助。在箱体设计和零件数控加工过程中，也得到了同学们的热情帮助。在此，我谨表示衷心的感谢。我在这段时间里学到的丰富知识和科学思维方法，独立思考和开拓精神，将使我终身受益。无论是将来的工作还是学习，我都要不断地学习不断地提升自己的综合能力。