密封变压器自动化产线工艺改进

时间：2024-05-18

郑岚

密封变压器自动化产线工艺改进

郑岚

（厦门赛特勒磁电有限公司，福建厦门 361000）

各种新兴技术以及由此衍生的各类新兴电子产品风起云涌，大大推动了与电子产品相关的配套产业的高速发展，与此同时，对密封变压器的生产工艺也带来了新的技术革新。对密封变压器的生产工艺自动化的演变进行了阐述。

密封变压器；绕线；沾锡；磁芯装配

随着世界经济的蓬勃发展，各种新兴技术以及由此衍生的各类新兴电子产品风起云涌，大大推动了与电子产品相关的配套产业的高速发展，变压器行业竞争、人工成本的上升越来越激烈，对工厂来说生产自动化的要求越来越迫切，自动化水平也越来越高。新设备的引进、旧设备的改造，都提上了计划的日程表。

1 产线布局与设置

密封变压器生产流程如图1所示。

图1 密封变压器生产流程

2 自动化的改进

以下将从主要改善的几个工序介绍赛特勒磁电密封变压器生产的自动化改进的过程。

2.1 激光打标

以往我司密封变压器上的型号标签与生产周期是用移印机配合制作对应的产品型号标签的钢板，用胶头与油墨印在产品外罩上，员工一次印外罩的一个面上的标签，一个产品有2个标签，需要印2次，随着激光技术的普及我司导入了激光打签，振动盘上料，一次可以刻写3个外罩的标签，时间约为3.5 s，且一个员工可看6台激光打标机，单个产品标签与周期的工时由5 s降为0.2 s，且减少了我司化学品的使用量，更加环保，也降低了成品外观不良的比例，原来的印字的字标易缺笔、变糊，提高了印字的品质与保存期限。

2.2 变压器线包制作

密封变压器的线包一般由两三个绕阻组成，次级绕阻的绕线匝数比较少，使用1台8轴绕线机完成，初绕绕阻的匝数比较多，绕制时间长，需使用2台8轴绕线机完成，这样才能达到比较好的理想的线平衡，绕好线后的产品，流入下一道沾锡工位，完成初/次线包的沾锡；改进前这部分工作需要4个人完成，且要周转3次，线包受伤概率高。我司对这部分设备进行了改造，骨架使用振动盘上料后，机械小车在皮带与程序的控制下，转至16轴绕线机进行初级线包绕制，再用机械小车配合上/下料治具转到1台8轴机绕制次级线包，初/次级线包都完成后，机械小车再将绕好的线包转移至沾锡治具上，先沾助焊剂，再按作业指导书的要求分别对初/次级线包进行沾锡，再送至流水线上，由人工检查线包，并将完好线包有序地放在流水线上，流入下一道工序；改善后操作人员由4个人改为2人作业；作业也由原来的堆集式作业改为流水线作业，减少了线包的堆集与人工周转，降低了线包受伤的可能性。变压器线包制作如图2所示。

图2 变压器线包制作

2.3 变压器磁芯装配（硅钢片）

密封变压器的磁芯是由E形与I形硅钢片组成，单片硅钢片厚度0.5 mm，原工艺是使用气动叠片机推出对应厚度的硅钢片，由产线员工手工将硅钢片装入线包中，再将装好硅钢片的线包放在氩焊机的传输皮带上，通过氩焊机将E片与I片焊接成一体；现在改为硅钢片的安装使用E/I片组立机分6个工作栈，使用PLC控制，叠片机推出所需硅钢片，机械手放在治具，机械手抓取转移线包来完成硅钢片安装，并将装好硅钢片的线包放在氩焊机的传输皮带上，流入氩焊工序，整个过程由1人操作机台，并添加硅钢片，操作员工由2人改为1人。

2.4 灌胶作业

密封变压器是通过PU胶对装入外罩内的变压器进行灌注PU胶，通过PU胶完成对变压器密封、绝缘、散热等功能。点胶的工艺流程先将已完成的半成品，放在75±5 ℃烘箱内烘烤2～4 h，将线包与外罩里的水气完全消除，再对产品进行点胶→抽真空→点胶；以往是将产品放在设定好温度的烘箱内，并在记录本上登记放入烘箱的时间与放入的位置；员工按登记表记录的顺序拿取整齐放着待点胶产品的点胶盘进行点胶作业，点胶过程分为三步，首先分两遍注入2/3的胶量，再放入真空箱内去抽真空，去除变压器内部的空气，再对产品点余下的1/3的胶，点好胶后，由专人将产品表面的气泡用热风枪吹破后，放在固化架上，并开始计时，产品需要在固化架上放置8 h以上，才能进入成品段工序。整个点胶工位与固化都需要在空调房里完成，因为温/湿度太高的话，产品的胶面会起麻点（PU胶的B胶成份与水气相当敏感，会起化学反应），影响产品的绝缘效果。

设备改进后，使用烘烤隧道炉，从放有产品的点胶盘进入封闭的炉膛内开始计时，让产品在炉内烘烤并前进，由负责点胶的员工按“控制键”，打开另一侧的门，拿取含产品的点胶盘（未到时间取产品一侧的门无法打开）。负责点胶的员工将完成烘烤的产品，放在真空点胶机的进料轨道上，由真空点胶机在真空箱内按设定好的程序抽真空，点胶，放入大气压将胶压入变压器的间隙之间，再抽真空、点胶，放入大气压将胶压入变压器的间隙中，再进行最后一步表面覆盖胶，点胶完成后打开真空箱门，产品随点胶盘一起流出，员工对产品表面的灌胶气泡用热风枪吹破后，放在冷风隧道炉里风干、固化。冷风隧道炉，炉内是一个装有空调相冷风循环的密闭空间，可以有效地控制箱体里的温度与湿度，节省空间，也节省了用电成本。灌胶工序的操作人员由原来的2人变为1人。

2.5 整脚与外观检查

PU胶固化后，产品进入成品段工序。由于密封变压器是一个普通的电子元器件，引脚是需要插在PCB板上过波峰焊的，外形也有尺寸要求，不然会与PCB板上周边的元器件有干涉，产品标签也需要清晰可辨，因而设有整脚与外观检查工位。从产品的结构特点出发，改进骨架插针塑料厚度，减少因为沾锡引起的引脚变形，其他外形尺寸是由外罩的尺寸决定的，只要管好来料的设定合适的来料规格，把好来料检验的关，生产时就不会超出规格，胶面现在是真空点胶机灌胶，精度高，胶面也几乎不会超出外罩的高度，标签也由油墨印刷改为激光打标，在产品周转过程不会被污染与抹掉，所以整脚与外观检查两个工位的不良率很低，操作人员由原来的2人减为1人。

2.6 变压器性能测试

变压器性能测试共分为4道，分别是耐压测试、层间耐压测试、电阻测试与电性能测试。老工艺所胡还有的测试都是由人工操作，需要3个人完成，且产品一直周转，易引起引脚歪斜，不良品易混入良品中。现在改为使用自动测试机自动完成所有测试，外观检查人员只需将密封变压器放在自动测试机皮带上，由机械手将产品拿到测试针床上，仪器连接针床和PLC。PLC控制仪器测试过程，仪器测试结果OK与NG信号反馈到PLC上，良品机械手拿到下一个测试针床上，不良品则存储记录，并在出料口将产品推入对应的不良品区内。测试工位已经不需要人工操作了，节省了3个人。包装人员只需要在自动测试机的良品区取产品包装即可。变压器性能测试如图3所示。

通过新设备的导入与旧设备的改造，变压器结构的改进，培训操作员使作业动作标准化，使得密封变压器生产线操作人员由18人精简至10人，产品工时由原来的2.2分钟/只，降至现在的1.08分钟/只，降低了密封变压器的制造成本，提高了我司密封变压器的市场竞争能力，扩大了市场份额。