電子器件自動裝配線技術研究

陳貴樟，楊晨，葉冬，馬吉軍，黃建根，蔣宇鵬

（萬向集團公司，杭州311215）

1 引言

傳統的電子器件裝配工藝基本由人工完成，存在生產效率低、產品族分布混亂、生產線設計存在浪費和生產作業缺乏標準化等多方面的問題。伴隨著中國以及全球電子器件市場競爭的日益加劇，中國制造業成本的持續增加，如何能通過對現有生產線進行優化，規劃整合現有資源，建立生產線設計規范，制訂和改善生產線作業標準，從而實現減少浪費，降低生產成本，提高現有企業的競爭力就顯得十分迫切和需要[1]。

為了實現快速低成本的裝配線設計與制造，可引入組件化的功能系統設計的概念[2]，用于裝配生產線的快速定制設計與制造中。與傳統的裝配線相比，組件化的自動裝配線在多個方面有很好的改善，具體如表1 所示。

2 裝配線形式及參數

本文以典型汽車電子器件自動裝配線為研究對象，對裝配線技術原理和設備參數進行詳細研究。其主要工作原理為：整個裝配生產線布局采用上下層3 倍速鏈條輸送方式，上層線設有工裝板。上層為組裝線，下層為返板線，距離約300mm。兩端通過氣動返板升降臺，將工裝板由組裝線送至返板線或由返板線頂至組裝線，形成上下循環輸送系統，以完成各生產工序。

表1 裝配線比較

其具體形式和參數如下：

1）裝配線規格：19000mm×500mm×1000mm（L×W×H）（一般操作高度）；

2）設計線速：工裝板上層運行速度為8～12m/min（變頻可調），可在0～60s 內隨時調節阻擋器的收回時間來控制整線節拍；下層運行速度為10m/min 定速。

3）輸送方式：上層為工裝板輸送，工裝板表面貼有綠色防靜電膠皮，板側面鑲貼有接地銅帶。

4）輸送線長度：共19m，其中，前端氣動返板升降臺1.2m,后端氣動返板升降臺0.8m，主線段17m。

5）應急措施：每隔2 塊板安裝1 個急停開關，當發生產品端子線卡在鏈條里時，可按急停按鈕起到安全防護作用。

自動裝配線如圖1 所示。

圖1 自動裝配線示意圖

3 自動裝配線系統設計

3.1 上層組裝系統

上層組裝線系統包含機身系統、顯示系統、阻擋系統、氣路系統、供電系統、照片系統、工裝系統等。

1）機身系統：機身傳輸系統采用倍速鋁合金鏈軌，輸送鏈采用倍速塑鋼鏈條。機身機架采用可拆方管，機架設可調腳杯、擋灰板及連接件等。

2）顯示系統：在裝配物料臺第三層距離地面約1.55m 設置顯示固定系統，固定支架采用圓鋼制成，可與顯示器固定環箍配合安裝顯示系統。

3）阻擋系統：阻擋器阻擋氣缸采用φ50mm×30mm 行程氣缸，上下采用二位三通手按閥控制，同時設置2 個橫檔阻攔。使用氣缸進行升降動作，可人為手動控制抬起放行。

4）氣路系統：線體上下設鍍鋅管氣管，每2m 設Y 型快速接頭1 套，同時設置油水分離器及水龍頭放水。

5）供電系統：電源采用220V 供電，線槽采用鍍鋅線槽，線體采用多股銅芯經線。

6）工裝系統：采用20mm 厚木板，表面貼綠色條紋防靜電膠皮，板側面鑲嵌接地銅帶，可始終與線側接地鋼絲刷接觸放電確保防靜電要求。

7）照明系統：設置在裝配物料臺第4 層，離地約1.8m高。

3.2 下層返板系統

1）機身系統：機架采用專用三倍速鋁合金鏈軌，輸送鏈采用三倍速塑鋼鏈條。

2）阻擋系統：阻擋氣缸采用φ50mm×30mm 行程氣缸，上下采用二位三通電磁閥控制。

3.3 動力系統

動力系統總功率約3kW，其中：

1）上層組裝線和下層返板線動力系統采用齒輪減速電機，同時采用變頻器調速，傳動裝置包括鏈輪、鏈條、三倍速鏈輪，以及張緊座、帶座軸承座及支架等組件。

2）氣動返板升降臺動力系統：橫移機構采用齒輪減速電機，拖動主動輪，配合張緊輪，傳動PVC 耐磨皮帶作平臺傳送工裝板，頂升氣缸采用標準氣缸，通過二位五通電磁閥、行程開關等控制。

3.4 電控系統

電控系統采用PLC 可編程控制器、行程開關、電磁閥等控制。運行節拍調整使用可調式時間繼電器控制，可在0～60s 內隨時調節阻擋器的收回時間來控制整線節拍。

4 結語

本文以汽車電子器件裝配線為例，對裝配線自動化技術的技術原理及設備進行了詳細分析與說明，重點研究了自動裝配線各功能模塊的自動化技術和實現方式，最終完成整體裝配線的分析以及設備布置和技術說明，為電子器件自動裝配線的分析及設計提供實際參考，對進一步提高電子器件裝配自動化技術具有深遠的實際意義。