密封變壓器自動(dòng)化產(chǎn)線工藝改進(jìn)

鄭嵐

密封變壓器自動(dòng)化產(chǎn)線工藝改進(jìn)

鄭嵐

（廈門賽特勒磁電有限公司，福建 廈門 361000）

各種新興技術(shù)以及由此衍生的各類新興電子產(chǎn)品風(fēng)起云涌，大大推動(dòng)了與電子產(chǎn)品相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，與此同時(shí)，對密封變壓器的生產(chǎn)工藝也帶來了新的技術(shù)革新。對密封變壓器的生產(chǎn)工藝自動(dòng)化的演變進(jìn)行了闡述。

密封變壓器；繞線；沾錫；磁芯裝配

隨著世界經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，各種新興技術(shù)以及由此衍生的各類新興電子產(chǎn)品風(fēng)起云涌，大大推動(dòng)了與電子產(chǎn)品相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，變壓器行業(yè)競爭、人工成本的上升越來越激烈，對工廠來說生產(chǎn)自動(dòng)化的要求越來越迫切，自動(dòng)化水平也越來越高。新設(shè)備的引進(jìn)、舊設(shè)備的改造，都提上了計(jì)劃的日程表。

1 產(chǎn)線布局與設(shè)置

密封變壓器生產(chǎn)流程如圖1所示。

圖1 密封變壓器生產(chǎn)流程

2 自動(dòng)化的改進(jìn)

以下將從主要改善的幾個(gè)工序介紹賽特勒磁電密封變壓器生產(chǎn)的自動(dòng)化改進(jìn)的過程。

2.1 激光打標(biāo)

以往我司密封變壓器上的型號(hào)標(biāo)簽與生產(chǎn)周期是用移印機(jī)配合制作對應(yīng)的產(chǎn)品型號(hào)標(biāo)簽的鋼板，用膠頭與油墨印在產(chǎn)品外罩上，員工一次印外罩的一個(gè)面上的標(biāo)簽，一個(gè)產(chǎn)品有2個(gè)標(biāo)簽，需要印2次，隨著激光技術(shù)的普及我司導(dǎo)入了激光打簽，振動(dòng)盤上料，一次可以刻寫3個(gè)外罩的標(biāo)簽，時(shí)間約為3.5 s，且一個(gè)員工可看6臺(tái)激光打標(biāo)機(jī)，單個(gè)產(chǎn)品標(biāo)簽與周期的工時(shí)由5 s降為0.2 s，且減少了我司化學(xué)品的使用量，更加環(huán)保，也降低了成品外觀不良的比例，原來的印字的字標(biāo)易缺筆、變糊，提高了印字的品質(zhì)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(gè)繞阻組成，次級(jí)繞阻的繞線匝數(shù)比較少，使用1臺(tái)8軸繞線機(jī)完成，初繞繞阻的匝數(shù)比較多，繞制時(shí)間長，需使用2臺(tái)8軸繞線機(jī)完成，這樣才能達(dá)到比較好的理想的線平衡，繞好線后的產(chǎn)品，流入下一道沾錫工位，完成初/次線包的沾錫；改進(jìn)前這部分工作需要4個(gè)人完成，且要周轉(zhuǎn)3次，線包受傷概率高。我司對這部分設(shè)備進(jìn)行了改造，骨架使用振動(dòng)盤上料后，機(jī)械小車在皮帶與程序的控制下，轉(zhuǎn)至16軸繞線機(jī)進(jìn)行初級(jí)線包繞制，再用機(jī)械小車配合上/下料治具轉(zhuǎn)到1臺(tái)8軸機(jī)繞制次級(jí)線包，初/次級(jí)線包都完成后，機(jī)械小車再將繞好的線包轉(zhuǎn)移至沾錫治具上，先沾助焊劑，再按作業(yè)指導(dǎo)書的要求分別對初/次級(jí)線包進(jìn)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(gè)人改為2人作業(yè)；作業(yè)也由原來的堆集式作業(yè)改為流水線作業(yè)，減少了線包的堆集與人工周轉(zhuǎn)，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(dòng)疊片機(jī)推出對應(yīng)厚度的硅鋼片，由產(chǎn)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(jī)的傳輸皮帶上，通過氬焊機(jī)將E片與I片焊接成一體；現(xiàn)在改為硅鋼片的安裝使用E/I片組立機(jī)分6個(gè)工作棧，使用PLC控制，疊片機(jī)推出所需硅鋼片，機(jī)械手放在治具，機(jī)械手抓取轉(zhuǎn)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(jī)的傳輸皮帶上，流入氬焊工序，整個(gè)過程由1人操作機(jī)臺(tái)，并添加硅鋼片，操作員工由2人改為1人。

2.4 灌膠作業(yè)

密封變壓器是通過PU膠對裝入外罩內(nèi)的變壓器進(jìn)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(diǎn)膠的工藝流程先將已完成的半成品，放在75±5 ℃烘箱內(nèi)烘烤2～4 h，將線包與外罩里的水氣完全消除，再對產(chǎn)品進(jìn)行點(diǎn)膠→抽真空→點(diǎn)膠；以往是將產(chǎn)品放在設(shè)定好溫度的烘箱內(nèi)，并在記錄本上登記放入烘箱的時(shí)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(diǎn)膠產(chǎn)品的點(diǎn)膠盤進(jìn)行點(diǎn)膠作業(yè)，點(diǎn)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(nèi)去抽真空，去除變壓器內(nèi)部的空氣，再對產(chǎn)品點(diǎn)余下的1/3的膠，點(diǎn)好膠后，由專人將產(chǎn)品表面的氣泡用熱風(fēng)槍吹破后，放在固化架上，并開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)品需要在固化架上放置8 h以上，才能進(jìn)入成品段工序。整個(gè)點(diǎn)膠工位與固化都需要在空調(diào)房里完成，因?yàn)闇?濕度太高的話，產(chǎn)品的膠面會(huì)起麻點(diǎn)（PU膠的B膠成份與水氣相當(dāng)敏感，會(huì)起化學(xué)反應(yīng)），影響產(chǎn)品的絕緣效果。

設(shè)備改進(jìn)后，使用烘烤隧道爐，從放有產(chǎn)品的點(diǎn)膠盤進(jìn)入封閉的爐膛內(nèi)開始計(jì)時(shí)，讓產(chǎn)品在爐內(nèi)烘烤并前進(jìn)，由負(fù)責(zé)點(diǎn)膠的員工按“控制鍵”，打開另一側(cè)的門，拿取含產(chǎn)品的點(diǎn)膠盤（未到時(shí)間取產(chǎn)品一側(cè)的門無法打開）。負(fù)責(zé)點(diǎn)膠的員工將完成烘烤的產(chǎn)品，放在真空點(diǎn)膠機(jī)的進(jìn)料軌道上，由真空點(diǎn)膠機(jī)在真空箱內(nèi)按設(shè)定好的程序抽真空，點(diǎn)膠，放入大氣壓將膠壓入變壓器的間隙之間，再抽真空、點(diǎn)膠，放入大氣壓將膠壓入變壓器的間隙中，再進(jìn)行最后一步表面覆蓋膠，點(diǎn)膠完成后打開真空箱門，產(chǎn)品隨點(diǎn)膠盤一起流出，員工對產(chǎn)品表面的灌膠氣泡用熱風(fēng)槍吹破后，放在冷風(fēng)隧道爐里風(fēng)干、固化。冷風(fēng)隧道爐，爐內(nèi)是一個(gè)裝有空調(diào)相冷風(fēng)循環(huán)的密閉空間，可以有效地控制箱體里的溫度與濕度，節(jié)省空間，也節(jié)省了用電成本。灌膠工序的操作人員由原來的2人變?yōu)?人。

2.5 整腳與外觀檢查

PU膠固化后，產(chǎn)品進(jìn)入成品段工序。由于密封變壓器是一個(gè)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(huì)與PCB板上周邊的元器件有干涉，產(chǎn)品標(biāo)簽也需要清晰可辨，因而設(shè)有整腳與外觀檢查工位。從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，改進(jìn)骨架插針?biāo)芰虾穸?，減少因?yàn)檎村a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(shè)定合適的來料規(guī)格，把好來料檢驗(yàn)的關(guān)，生產(chǎn)時(shí)就不會(huì)超出規(guī)格，膠面現(xiàn)在是真空點(diǎn)膠機(jī)灌膠，精度高，膠面也幾乎不會(huì)超出外罩的高度，標(biāo)簽也由油墨印刷改為激光打標(biāo)，在產(chǎn)品周轉(zhuǎn)過程不會(huì)被污染與抹掉，所以整腳與外觀檢查兩個(gè)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(gè)人完成，且產(chǎn)品一直周轉(zhuǎn)，易引起引腳歪斜，不良品易混入良品中?，F(xiàn)在改為使用自動(dòng)測試機(jī)自動(dòng)完成所有測試，外觀檢查人員只需將密封變壓器放在自動(dòng)測試機(jī)皮帶上，由機(jī)械手將產(chǎn)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(jié)果OK與NG信號(hào)反饋到PLC上，良品機(jī)械手拿到下一個(gè)測試針床上，不良品則存儲(chǔ)記錄，并在出料口將產(chǎn)品推入對應(yīng)的不良品區(qū)內(nèi)。測試工位已經(jīng)不需要人工操作了，節(jié)省了3個(gè)人。包裝人員只需要在自動(dòng)測試機(jī)的良品區(qū)取產(chǎn)品包裝即可。變壓器性能測試如圖3所示。

通過新設(shè)備的導(dǎo)入與舊設(shè)備的改造，變壓器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，培訓(xùn)操作員使作業(yè)動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)化，使得密封變壓器生產(chǎn)線操作人員由18人精簡至10人，產(chǎn)品工時(shí)由原來的2.2分 鐘/只，降至現(xiàn)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(kuò)大了市場份額。

3 結(jié)語

綜上所述，賽特勒磁電有限公司經(jīng)過最近6年的生產(chǎn)自動(dòng)化改造，取得了長足的進(jìn)步，以后還要繼續(xù)走下去，爭取使用更多的自動(dòng)設(shè)備，降低制造成本，做更多更好的產(chǎn)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(jí)工程師，主要研究方向?yàn)?～400 V變壓器的自動(dòng)化生產(chǎn)。

〔編輯：張思楠〕