USB数据线自动排序方案研究及机械装置研制

USB数据线自动排序方案研究及机械装置研制

苏光凯

广西博禄德电子有限公司 广西南宁 530000

摘要:

数据信息线是一种联接电脑和手机等移动技术设备,使二者之间能够进行通信或交流的介质,它也可联接充值器为移动技术设备充值。如今,数据线早已变成了人类日常生活中至关重要的组成部分,而按照我们国内对数据线产业的分析报告,二〇一八年我国数据线行业的生产总值约为412.82亿,行业产量为37亿根。其中,USB数据线占据着主流的位置,拥有很大的市场份额。

关键词:USB数据线;自动排序;机械装置。

前言:

数据分析线缆的主要作用在于连接移动电子产品,比如电脑和手机,从而实现二者的数据信息或交流。另外,它还能够连接到充电器给移动产品充电。而随着科技的进步以及电子产品的蓬勃发展,数据分析线也已经变成了我们日常生活中可有可无的组成部分。因为各种移动电子产品的端口有所不同,所以使得连接到它们的数据线型号有所不同。一般带USB端口的数据线为首选。它拥有较大的市场,拥有简单,高速、安全以及和各种电脑型号兼容性的特性。

一、USB数据线的内部结构

外面开始有塑胶护套,编织层,铝箔和芯线。USB数字线芯有四个缆芯,每根缆芯都有不同的颜色和用途,即红缆芯和黑色芯带的电源线。红光缆芯链接在电源的正极,标志为:+5V或vcc;黑色缆芯直接连接,标志为:EARTH或GND;白色和绿灯线的另一条芯带线缆,是用来在设备内部传输数据的信息线缆。其中,白色缆芯是负电流信息线,标志为:信息部门或USB;绿灯线是正电流信息线,标志为:信息全部或USB+端口,排序步骤的主要是将四支电线依照红光,白色,绿灯和黑色的规定顺序排列并安装连接模具,然后再将其运输到焊站完成焊接工作。连接必须在适当的连接地点。但因为数据线上的四根芯线的起始位置都相当杂乱而且缺乏稳定的次序,所以在初始状况下,理论上只有二十四种芯线的排列次序。而针对于这二十四种不同的线缆次序中的每一个,由本文所开发的USB数字线缆自动分类设备就能够使它们依照鲜红,洁白,翠绿和黑色的稳定次序快速地排序,从而为后面的连接步骤做好准备。

二、USB数据线现状

USB信息线缆的生产与制造都需要遵循相应的技术规范与要求。在连接缆芯时,由于各种色彩的缆芯都需要配合不同的信号连接。所以,就需要在连接前先对缆芯进行准确定位,以保证根部缆芯的各个部位都正确,同时保证成品在连接时达到相应要求。而USB信息连接线一般包括四个不同色彩的中心线,即红色、白色、绿色和黑色。而各个色彩的中心线的功能也有所不同。而中心焊丝的排列方式主要包括为将四个中心焊丝按照红色、白色、绿色和黑色的次序排成一列,并将它们紧固在连接的模具上,以便后用。在四种不同色彩的导线中,红色导线是连接至电源正极的电源线,绿色芯线和白色缆芯是进行传输的正极线和负极线,而黑色缆芯则为,在链路管理中有四种连接点。其中,红色缆芯和白色芯带之间的中心间距为二点五厘米,与白色缆芯相对应的连接点和与绿色芯线相对应的连接点之间的中心间距为二mm,相对于绿色芯线的焊点和黑色缆芯的焊点之间的中心距离为二点五厘米,缆芯的长度通常为一厘米。

USB数据线缆的生产流程主要包括三部分:预处理流程,芯线分级流程以及连接流程。在对数据线的连接与预处理等技术方面,不少企业都研制了相应的自动制造装置并申报了有关国家专利,包括东莞精科自动化技术开发公司的实用新型专利"A USB焊机"。主要内容讲述了利用四台连接机,对USB数字线连接机的一般构造与应用;厦门宝益电子科技公司获得六个的发明专利,其中四个是实用的USB接口制造流程中的处理过程和焊后工艺。实用新型的另外二个发明专利提供了一个新的接口。USB和数据电缆连接器,能够缩短连接流程并大大减少商品总量。在高效的设计同时降低了成本;湖北盈通电子公司已在六个领域上获得发明专利,当中前四项重点研究了数据线制造流程中的表面切割,蒙皮以及多个正面防护层。用于USB的电缆传输的处理技术和数据传输系统。另外二个发明专利,主要讲述了在USB数字线制造完成后的检测试验;以及深圳市信业自动化技术公司的发明创造技术。总而言之,上述公司的相关专利仅说明了在制造流程中自动化的预处理和连接流程中的技术。USB数据线,但它并不能进行核心线的主动排序。生产USB数据线中,订货电线是最基础的流程。虽然有些订货方法已收录到有关文献中,但是因为它本身的特殊性,没有运用到具体产品。例如深圳浩瑞拓技术有限公司的四项发明专利。一种自动数据连接线的方法,其中心点定位方法的基本原理为:先按照以下规定,将四条中轴线放置在一个五卡槽夹具上,再利用活动夹具将缆心定位在空余的卡插槽上,再将四根芯线的中心位置穿过空余的卡槽,形成芯线序列;胡汉文教授在上海电子科技学院的其毕业论文中所给出的芯线定位方法。基本原理是把中间的四根导线按不同的距离推直,之后再把线夹的卡槽从水平方位移动。随时走动并把芯线进入对应的卡插槽中,从而进行分组。由北京技术物理研究所李保忠教授介绍的芯线分组方法的基本原理是:先把缆芯排成一列,接着再根据芯线的排列规律,把针头在芯线中或在"完整"评估周围的电线夹的插槽上排成一列。安费诺电气装配厦门公司所介绍的这种方法,将扁平电缆的中央股线按照按规定长度,彼此相隔。但这种方法并不涉及USB数据核心线的自动排列。其特点是在马具上散布和摆放多芯导线,而且不能按照规定次序实施该方法。上面给出的这些分类方法忽视了缆芯的柔韧性和小直径的特点,以及缆芯在实施过程的变形,根部缠结问题。将其嵌入卡上所供给的插座中,另一个目的是为了固定控制对象的核心扁平线缆,从而决定其核心线缆的方向。或仅仅把线缆的芯带分散而不加以划分,针对上述情况,有必要提出一个新型的缆芯划分方法,该方案能够解决线缆芯的柔性和宽度过小而造成的麻烦,并顺利地实现了线缆芯的划分。

三、USB数据线自动排序

USB数据分析线的生产方法和过程,主要包括三部分内容:预处理流程、分级流程和焊缝流程。当中,虽然预处理流程和焊缝流程都已经达到了自动,但测序流程却未能完全自动实现。而当前,在实际生产制造过程中,主要有二种办法采用对USB数据分析线内部焊缝方式的自动分类方式;第一个办法从外部焊缝模具中完成对USB数据分析线缆的分级,而后再将内部焊缝模型置于焊缝模具中。随后的内部焊缝流程则在自动生产线上完成,将焊缝形态直观固化到数据传输线上,从而使USB数据分析线可以通过在自动连接的数据传输线上分级。由于传输线的移动位置,分类的USB数据线被运送至连接站完成连接,在比较这二种方式时,具有相同点与不同之处,区别就是连接工具的外形有所不同。第一方式的连接工具完全独立于连接体系,而第二种方式的连接工具则处于焊接系统的范畴:其共性就是连接工具的功能相同。

虽然二个自动分拣工具的连接方式构造上有所不同,但由于二者均用了四支金属卡槽作为连接四支的焊丝,所以自动分拣方式也相同。在自动分拣缆芯时,首先必须将四根已绞合的缆芯绞合并以尽量延长四根缆芯。接着将USB的连线安装到适当的地方,用手指按下四根导线。将四根缆芯按照鲜红、洁白、翠绿和黑白的顺序排列。最后通过把四根管线安装到连接模具的槽中,并紧固它们来进行分级。而自动分类技术目前时间仅为六秒钟。因此自动分类技术既能够对所设计的自动定心纱线分类方法提出思路的要求。也能够使用自动分级技术,并能够通过相应的设备来模拟用于操作中心线的自动操作方法。

结束语:

USB数据线加工过程中的前加工与后焊接过程虽然都已经完成了自动化,但芯线排序过程却还是由人工进行的,效率低下而且易错误。根据这一情况,设置一个可以通过芯线方式对产品进行自动排序的机械装置,对提升USB数据线的制造质量具有十分关键的实际意义。

参考文献：

【1】袁星. USB数据线自动排序方案研究及机械装置研制[D].武汉纺织大学.

【2】吴晓光,张驰, and 袁星."是手机类数据线的自动排序功能.",2020.