交流電容器滾槽封口機的研制

錢立文，周 劍，王聲勇

(安徽銅峰電子股份有限公司，安徽銅陵 244000)

CBB65A型交流電容器生產過程中要完成圓柱鋁殼的滾槽與封口工藝，其中包含用于芯組固定的滾槽一工藝，用于蓋板固定的滾槽二工藝以及蓋板封口工藝，還有防爆要求的一槽壓縮工藝及二槽壓縮工藝。目前該生產工藝是相對獨立的，既浪費人力物力，也不利該產品質量提高。

1 滾槽封口機的構成與功能

滾槽封口機主要由操作系統，工位旋轉系統，鋁殼氣動夾持系統，滾槽系統，封口系統，半成品機械手，成品機械手等部分構成。

將裝好芯組圓柱鋁殼放入氣動夾手內，由工位旋轉系統將圓柱鋁殼送到不同的工位，分別完成滾槽一壓縮、滾槽二壓縮，形成半成品，由機械手取出，人工裝好蓋板后，再完成封口工藝，形成成品，由成品機械手取出。

2 鋁殼氣動夾持裝置

自動生產時不同的工位完成不同的加工任務，這就涉及鋁殼在不同工位的自動夾緊與松開問題，對于體積較小的轉盤式滾槽封口設備，鋁殼的夾持是首要解決的問題。針對這些問題，采用氣動夾持裝置完成鋁殼在不同工位自動夾緊與松開任務。

氣動夾持裝置如圖1所示，包括臺面，凸輪，工位轉盤，10通路旋轉接頭、10只氣動夾手，10只機械閥。10只機械閥對應控制10只氣動夾手,10通路旋轉接頭為10只機械閥供氣。

工位轉盤安裝在角度分割器輸出軸上，10只氣動夾手均等安裝在工位轉盤上端，氣動夾手夾持鋁殼隨工位轉盤旋轉，在不同的工位完成不同加工任務。10只滾輪杠桿型機械閥均等安裝在工位轉盤下端，控制對應的氣動夾手夾緊與松開。

旋轉接頭活動端固定在工位轉盤中心點，旋轉接頭固定端通過儲氣管道固連在機架上，旋轉接頭完成固定（靜止）端向旋轉（運動）的機械閥供氣。

圖1 氣動夾持裝置主視圖

凸輪固定安裝在機器臺面上，凸輪安所需夾緊與松開工位設置凸起與凹陷，當滾輪杠桿型機械閥被凸輪壓下時，對應的氣動夾手松開，反之氣動夾手夾緊。氣動夾持裝置凸輪與機械閥如圖2所示。

圖2 氣動夾持裝置凸輪與機械閥俯視圖

3 旋壓滾槽裝置

現有的滾槽方式分工件旋轉與不旋轉兩種方式，工件旋轉方式涉及到工件從旋轉體上裝卸，往往效率低，不適合自動生產；工件固定方式，通常讓互呈120°的三滾槽輪沿固定工件旋轉，此方式涉及到三滾槽輪進給深度與精度，設備往往結構復雜，操作維護不便，通用性差。針對現有技術的不足，設計的鋁殼旋壓滾槽裝置，既適合自動生產，又具有操作維護方便，通用性好等優點。

旋壓滾槽裝置如圖3所示，由旋轉電機、滾槽機構，升降氣缸，滑套，站柱等構成，旋轉電機與滾槽機構軸連接，升降氣缸通過滑套與兩站柱使旋轉電機與滾槽機構軸向升降。

滾槽機構如圖4所示，包括端蓋、上支架、下支架、鋁殼頂塊、4套滾槽輪運動機構、4只滾槽輪、4只壓桿。下支架凸起處可縮進上支架空心處；4套滾槽輪運動機構有8根復位彈簧，4副軸承；上支架與下支架通過4根固定螺栓連接，4根固定螺栓上端與端蓋之間有4根下支架復位彈簧；端蓋一端通過4根螺絲與上支架連接，另一端與旋轉電機軸連接，端蓋還有4根調節壓桿高度的調節螺絲；4根壓桿通過8只壓桿固定螺絲固定在上支架；4根壓桿、4套滾槽輪運動機構、4只滾槽輪互成90°分布；4根下支架固定螺栓也互成90°分布，但與4根壓桿、4套滾槽輪運動機構、4只滾槽輪角度相差45°；鋁殼頂塊設置在下支架內，內部有軸承及定位套。

圖3 旋壓滾槽裝置圖

當對鋁殼滾槽時，旋轉電機帶動滾槽機構旋轉，同時升降氣缸帶動滾槽機構下降，當滾槽機構下降到鋁殼頂塊臺階頂住鋁殼時下支架及鋁殼頂塊不再下降，而上支架及壓桿繼續下降，壓桿斜邊接觸滾槽輪運動機構的軸承，滾槽輪運動機構帶動滾槽輪向內逐漸收縮，完成滾槽；當升降氣缸帶動滾槽機構上升時，支架復位彈簧使上支架與壓桿上升，同時滾槽輪運動機構復位彈簧使滾槽輪離開槽口，滾槽機構離開鋁殼。

圖4 滾槽機構主視圖

4 功能選擇裝置

滾槽封口機是集多功能于一體的機器，電容器鋁殼到達其相應工位即完成相應加工功能，可一次性完成CBB65型電容器芯組與鋁殼的組裝。現有的滾槽封口機存在的缺陷：（1）自動運行狀態下，按“停止”按鈕，機器要將相應功能動作完成后才能停機，這對機器正常時是適用的，但當其中某項功能（例如滾槽二）故障或不滿足工藝要求時，因無法即時停機，勢必導致芯組或鋁殼浪費。（2）其功能不能分解，啟動機器后，其所有功能都動作，只適應單一型號的交流電容器的組裝。針對現有的不足，機器增加了功能選擇裝置，不僅不會導致芯組或鋁殼浪費，還可以通過功能選擇把機器變成多功能機器。

在機器操作面板上安裝有滾槽一壓縮、滾槽二壓縮、封口5個功能選擇開關。正常工作時，滾槽一壓縮、滾槽二壓縮、封口功能選擇開關處于接通狀態，按“啟動”按鈕啟動機器工作，按“停止”按鈕后，所有功能動作完成后機器停止工作，不因正常停機而使某功能未完成；當其中某功能（例如滾槽二）故障或不滿足工藝要求時，先切斷該功能（例如滾槽二）選擇開關使處于斷開狀態，然后按“停止”按鈕停止機器工作。處理完故障后，使該功能（例如滾槽二）選擇開關處于接通狀態，重新啟動機器完成該功能，避免了芯組或鋁殼的浪費。

通過功能選擇把機器變成多功能機器：

（1）當滾槽一、一槽壓縮、滾槽二、二槽壓縮功能選擇開關處于斷開狀態時，封口功能選擇開關處于接通狀態，機器可單獨完成蓋板封口。

（2）當一槽壓縮、滾槽二、二槽壓縮、封口功能選擇開關處于斷開狀態時，滾槽一功能選擇開關處于接通狀態，機器可單獨完成未經過壓縮的鋁殼（芯組固定位）滾槽。

（3）當滾槽二、二槽壓縮、封口功能選擇開關處于斷開狀態時，滾槽一、一槽壓縮功能選擇開關處于接通狀態，機器可單獨完成經過壓縮的鋁殼（芯組固定位）滾槽。

（4）當滾槽一、一槽壓縮、二槽壓縮、封口功能選擇開關處于斷開狀態時，滾槽二功能選擇開關處于接通狀態，機器可單獨完成未經過壓縮的鋁殼（蓋板固定位）滾槽。

（5）當滾槽一、一槽壓縮、封口功能選擇開關處于斷開狀態時，滾槽二、二槽壓縮功能選擇開關處于接通狀態，機器可單獨完成經過壓縮的鋁殼（蓋板固定位）滾槽。

功能選擇開關及按鈕與PLC接線圖如圖5所示。

圖5 功能選擇開關及按鈕與PLC接線圖

5 結束語

研制的交流電容器滾槽封口機，滿足CBB65A型交流電容器圓柱鋁殼的滾槽與封口工藝要求：

（1）采用氣動夾持裝置，解決了體積較小的轉盤式滾槽封口設備鋁殼的夾持問題。

（2）采用旋壓滾槽裝置，既適合自動生產，又具有操作維護方便，通用性好等優點。

（3）增加了功能選擇裝置，不但減少了芯組或鋁殼的浪費，還可以通過功能選擇把機器變成多功能機。

[1] 三菱公司.FX1N系列微型可編控制器使用手冊[M].三菱公司，2011

[2] 錢立文.基于PLC的電工薄膜耐壓測試儀步進升壓系統改造[J].電工技術，2012(7)：46-47.

[3] 錢立文.薄膜電容器充放電試驗儀的研制[J].電子工業專用設備，2012(8)：49-52.

[4] 錢立文.薄膜電容自動噴金機的研制[J].電子工業專用設備，2012(2)：19-23.

[5] 錢立文.薄膜電容電弧自動噴金機控制系統總體設計[J].電氣傳動自動化，2013，154(1)：49-52.

[6] 錢立文.變頻器在薄膜電容自動噴金機驅動系統的應用[J].變頻器世界，2012(5)：94-96.