密封變壓器自動化產線工藝改進

鄭嵐

密封變壓器自動化產線工藝改進

鄭嵐

（廈門賽特勒磁電有限公司，福建 廈門 361000）

各種新興技術以及由此衍生的各類新興電子產品風起云涌，大大推動了與電子產品相關的配套產業的高速發展，與此同時，對密封變壓器的生產工藝也帶來了新的技術革新。對密封變壓器的生產工藝自動化的演變進行了闡述。

密封變壓器；繞線；沾錫；磁芯裝配

隨著世界經濟的蓬勃發展，各種新興技術以及由此衍生的各類新興電子產品風起云涌，大大推動了與電子產品相關的配套產業的高速發展，變壓器行業競爭、人工成本的上升越來越激烈，對工廠來說生產自動化的要求越來越迫切，自動化水平也越來越高。新設備的引進、舊設備的改造，都提上了計劃的日程表。

1 產線布局與設置

密封變壓器生產流程如圖1所示。

圖1 密封變壓器生產流程

2 自動化的改進

以下將從主要改善的幾個工序介紹賽特勒磁電密封變壓器生產的自動化改進的過程。

2.1 激光打標

以往我司密封變壓器上的型號標簽與生產周期是用移印機配合制作對應的產品型號標簽的鋼板，用膠頭與油墨印在產品外罩上，員工一次印外罩的一個面上的標簽，一個產品有2個標簽，需要印2次，隨著激光技術的普及我司導入了激光打簽，振動盤上料，一次可以刻寫3個外罩的標簽，時間約為3.5 s，且一個員工可看6臺激光打標機，單個產品標簽與周期的工時由5 s降為0.2 s，且減少了我司化學品的使用量，更加環保，也降低了成品外觀不良的比例，原來的印字的字標易缺筆、變糊，提高了印字的品質與保存期限。

2.2 變壓器線包制作

密封變壓器的線包一般由兩三個繞阻組成，次級繞阻的繞線匝數比較少，使用1臺8軸繞線機完成，初繞繞阻的匝數比較多，繞制時間長，需使用2臺8軸繞線機完成，這樣才能達到比較好的理想的線平衡，繞好線后的產品，流入下一道沾錫工位，完成初/次線包的沾錫；改進前這部分工作需要4個人完成，且要周轉3次，線包受傷概率高。我司對這部分設備進行了改造，骨架使用振動盤上料后，機械小車在皮帶與程序的控制下，轉至16軸繞線機進行初級線包繞制，再用機械小車配合上/下料治具轉到1臺8軸機繞制次級線包，初/次級線包都完成后，機械小車再將繞好的線包轉移至沾錫治具上，先沾助焊劑，再按作業指導書的要求分別對初/次級線包進行沾錫，再送至流水線上，由人工檢查線包，并將完好線包有序地放在流水線上，流入下一道工序；改善后操作人員由4個人改為2人作業；作業也由原來的堆集式作業改為流水線作業，減少了線包的堆集與人工周轉，降低了線包受傷的可能性。變壓器線包制作如圖2所示。

圖2 變壓器線包制作

2.3 變壓器磁芯裝配（硅鋼片）

密封變壓器的磁芯是由E形與I形硅鋼片組成，單片硅鋼片厚度0.5 mm，原工藝是使用氣動疊片機推出對應厚度的硅鋼片，由產線員工手工將硅鋼片裝入線包中，再將裝好硅鋼片的線包放在氬焊機的傳輸皮帶上，通過氬焊機將E片與I片焊接成一體；現在改為硅鋼片的安裝使用E/I片組立機分6個工作棧，使用PLC控制，疊片機推出所需硅鋼片，機械手放在治具，機械手抓取轉移線包來完成硅鋼片安裝，并將裝好硅鋼片的線包放在氬焊機的傳輸皮帶上，流入氬焊工序，整個過程由1人操作機臺，并添加硅鋼片，操作員工由2人改為1人。

2.4 灌膠作業

密封變壓器是通過PU膠對裝入外罩內的變壓器進行灌注PU膠，通過PU膠完成對變壓器密封、絕緣、散熱等功能。點膠的工藝流程先將已完成的半成品，放在75±5 ℃烘箱內烘烤2～4 h，將線包與外罩里的水氣完全消除，再對產品進行點膠→抽真空→點膠；以往是將產品放在設定好溫度的烘箱內，并在記錄本上登記放入烘箱的時間與放入的位置；員工按登記表記錄的順序拿取整齊放著待點膠產品的點膠盤進行點膠作業，點膠過程分為三步，首先分兩遍注入2/3的膠量，再放入真空箱內去抽真空，去除變壓器內部的空氣，再對產品點余下的1/3的膠，點好膠后，由專人將產品表面的氣泡用熱風槍吹破后，放在固化架上，并開始計時，產品需要在固化架上放置8 h以上，才能進入成品段工序。整個點膠工位與固化都需要在空調房里完成，因為溫/濕度太高的話，產品的膠面會起麻點（PU膠的B膠成份與水氣相當敏感，會起化學反應），影響產品的絕緣效果。

設備改進后，使用烘烤隧道爐，從放有產品的點膠盤進入封閉的爐膛內開始計時，讓產品在爐內烘烤并前進，由負責點膠的員工按“控制鍵”，打開另一側的門，拿取含產品的點膠盤（未到時間取產品一側的門無法打開）。負責點膠的員工將完成烘烤的產品，放在真空點膠機的進料軌道上，由真空點膠機在真空箱內按設定好的程序抽真空，點膠，放入大氣壓將膠壓入變壓器的間隙之間，再抽真空、點膠，放入大氣壓將膠壓入變壓器的間隙中，再進行最后一步表面覆蓋膠，點膠完成后打開真空箱門，產品隨點膠盤一起流出，員工對產品表面的灌膠氣泡用熱風槍吹破后，放在冷風隧道爐里風干、固化。冷風隧道爐，爐內是一個裝有空調相冷風循環的密閉空間，可以有效地控制箱體里的溫度與濕度，節省空間，也節省了用電成本。灌膠工序的操作人員由原來的2人變為1人。

2.5 整腳與外觀檢查

PU膠固化后，產品進入成品段工序。由于密封變壓器是一個普通的電子元器件，引腳是需要插在PCB板上過波峰焊的，外形也有尺寸要求，不然會與PCB板上周邊的元器件有干涉，產品標簽也需要清晰可辨，因而設有整腳與外觀檢查工位。從產品的結構特點出發，改進骨架插針塑料厚度，減少因為沾錫引起的引腳變形，其他外形尺寸是由外罩的尺寸決定的，只要管好來料的設定合適的來料規格，把好來料檢驗的關，生產時就不會超出規格，膠面現在是真空點膠機灌膠，精度高，膠面也幾乎不會超出外罩的高度，標簽也由油墨印刷改為激光打標，在產品周轉過程不會被污染與抹掉，所以整腳與外觀檢查兩個工位的不良率很低，操作人員由原來的2人減為1人。

2.6 變壓器性能測試

變壓器性能測試共分為4道，分別是耐壓測試、層間耐壓測試、電阻測試與電性能測試。老工藝所胡還有的測試都是由人工操作，需要3個人完成，且產品一直周轉，易引起引腳歪斜，不良品易混入良品中。現在改為使用自動測試機自動完成所有測試，外觀檢查人員只需將密封變壓器放在自動測試機皮帶上，由機械手將產品拿到測試針床上，儀器連接針床和PLC。PLC控制儀器測試過程，儀器測試結果OK與NG信號反饋到PLC上，良品機械手拿到下一個測試針床上，不良品則存儲記錄，并在出料口將產品推入對應的不良品區內。測試工位已經不需要人工操作了，節省了3個人。包裝人員只需要在自動測試機的良品區取產品包裝即可。變壓器性能測試如圖3所示。

通過新設備的導入與舊設備的改造，變壓器結構的改進，培訓操作員使作業動作標準化，使得密封變壓器生產線操作人員由18人精簡至10人，產品工時由原來的2.2分 鐘/只，降至現在的1.08分鐘/只，降低了密封變壓器的制造成本，提高了我司密封變壓器的市場競爭能力，擴大了市場份額。

3 結語

綜上所述，賽特勒磁電有限公司經過最近6年的生產自動化改造，取得了長足的進步，以后還要繼續走下去，爭取使用更多的自動設備，降低制造成本，做更多更好的產品，取得更多的市場份額。

TM407

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.24.059

2095－6835（2019）24－0133－02

鄭嵐（1977—），女，安徽金寨人，本科，中級工程師，主要研究方向為0～400 V變壓器的自動化生產。

〔編輯：張思楠〕