可靠的电气连接有助于提高安全性和生产率

高电压、高温和故障的电气连接结合在一起，为福特汽车公司在加拿大的一家车身工厂带来了安全问题。

当焊接机器人的手臂旋转焊接汽车框架时，电缆和电气连接器也会随之旋转，随着时间的推移，终端会严重疲劳。当电连接器断裂时，它刺穿了1000安培的电源线，在恶劣的焊接环境中发出火花。

由于电气连接是一个标准的铝线连接器，带有不锈钢丝网握把，它被硬连接到机器人上，因此产生了短路并停止了线路。每个机器人都有高温、火花和1000安培的电流，有起火和电涌的风险，这是福特非常关注的问题。

这条生产线因维修而关闭，损害了公司的安全记录和生产力问题。因为电缆和连接是硬连接到机器人上的，所以必须拆卸机器来更换电缆、连接器和线夹。这些维修每次要花上24小时。

更有成效

福特与密歇根州南菲尔德的Progressive Tool公司合作。我是装配线的设计者，并对其性能负责。Progressive Tool联系了伊利诺伊州惠灵的Remke Industries公司。，电线连接器和丝网握把的来源。

研究开始于安装1000安培电力电缆的电缆夹组件。很明显，标准的铝绳连接器和不锈钢丝网握把的连接被错误地使用了。坚硬的材料是为重复运动而设计的。此外，机器人的旋转方式也会拉紧连接器。这些机器人进行了180度的旋转，几乎是上下颠倒地旋转，并在汽车上伸展手臂。机器人上的电缆终端需要支撑和保护，以防止焊接环境的高温和高压。在机器人上匹配弯曲弧度是减少连接应变和防止机器人旋转时断裂的关键。

对于安装，要求集中在拉出保护，以保持电源在机器人旋转，重复运动期间的完整性。内部和外部的连接需要加强。

橡胶、金属

装有螺纹金属电缆连接器的锥形橡胶锥是带电焊接环境的理想选择，因为橡胶不会在热暴露下开裂，也不导电。金属套筒提供了稳定性和加固。

通过使用10吨液压机在连接器上复制应变，开发了原型并进行了测试。通过将连接置于夹具中，Remke施加向下的压力，以确保金属套筒中的机械连接不会分开。这种压力是连接器分裂并穿透1000安培电缆的主要原因。定制电连接器的断裂强度也进行了重复运动测试。

在测试阶段，福特和Progressive Tool公司修改了套管设计，将电缆外径从一种改为两种，这样电缆的外径就能更紧密地匹配套管上的开口，并确保在生产过程中减少移动。线程也被移到连接内部，而不是放在外部，以便在需要时更容易更改连接器。

在设计和原型被批准后，Remke通过两步流程创建了用于制造新的定制电连接器的过模工具:首先创建锥形橡胶锥，然后将其成型为金属套筒。一个更耐用的，定制的电气连接器。

定制电连接器

旧的电连接器由铝和不锈钢制成，换成了带有模压锥形橡胶锥的新连接器，以提高电缆的稳定性。新型橡胶连接器与PVC连接器一样，可以抵抗硬敲、劈裂和开裂。它们还满足电缆的弯曲弧度规格，以消除重复旋转造成的损伤，并消除潜在的电缆穿孔。

当与由铝或不锈钢制成的应变缓解绳夹相结合时，Tuff Flex连接器显著减少了电缆的牵拉，从而提高了机器人的安全性和可靠性。

其他的小问题依然存在。事实证明，机器人的手臂和电缆的重复旋转对固定的连接器来说太难了。当机器人移动时，电缆就会跳动。

需要一个具有轴向运动的定制电气连接器，与电缆和机器人一起旋转，并具有夹紧面，以提供更大的稳定性和持久的可靠性，以防止电缆刺穿。

新的连接器给福特提供了一个短期的安全解决方案。新型机器人使用了快速断开系统，使连接处成为可插拔的部件，可以立即交换。这种可旋转、灵活的连接器仍被用作现有机器人的替换部件。

- Jen Lorenski，来自Remke工业。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程而且工厂工程、mhoske@cfemedia.com．

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