CN103559997B - 一种提升小型变压器制造加工效率的组合治具及方法 - Google Patents

Abstract

一种提升小型变压器制造加工效率的组合治具，包括滑槽板、点胶条、凡立水含浸条；所述滑槽板上的正面开设有多条滑道，每条滑道中设有两个槽位，其中一个槽位为用于承载变压器两排引脚的宽槽，另一个槽位为用于承载变压器顶部磁心面的窄槽；所述点胶条的正面设有用于吸附变压器顶部磁心的槽位；背面设有嵌入位，磁铁固定于嵌入位中，磁铁条的两端为把手；所述凡立水含浸条与点胶条的结构类似。本发明利用组合治具使得变压器在制造工序转换中快速切换，通过点胶条和含浸条能够实现变压器点胶和凡立水浸泡的半自动化，使变压器点胶、凡立水作业由单个作业向批量性作业转化，大幅提升了ER型变压器的生产效率，节约了成本。

Description

一种提升小型变压器制造加工效率的组合治具及方法

技术领域

本发明涉及一种提升小型变压器的制造效率的组合治具；本发明还涉及使用这些组合治具的电子变压器制造方法。

背景技术

众所周知，常见的使用ER小型磁心如ER7.5,ER11.5，ER14.5等做成的SMD(Surface Mounted Devices的缩写)系列电子变压器，具有结构扁平小巧、散热良好、磁屏蔽较优、易加工、成本低等特点，广泛运用在高功率密度、高集成化的电源场合，特别是在DC-DC小功率电源模块当中作为功率变压器。使用上述ER磁心的变压器，大多数还是采用传统式的骨架结构，在加工制造过程中工序繁琐，效率低下,如采用全自动生产线，会导致兼容性不强、投入巨大的风险。同时业界也会根据工序分段进行诸如多线轴自动绕线机、半自动浸锡炉等辅助设备来提升效率，但由于工序间的衔接主要还是依托手工进行单个的加工转换。因此如何提升变压器的加工效率，降低成本便成了变压器从业人员亟待解决的问题。

目前ER型变压器制作的工艺方法如图1所示,其主要生产工艺流程包括下列步骤：

a.线包绕制、焊锡：按要求将变压器初、次级线圈绕于骨架之上，线圈引线缠绕在金属端子脚上，再对金属端子脚进行焊锡处理。

b.装磁心、包磁心胶纸：将磁心依照要求组入线包，然后用胶纸沿着磁心外围包2～3圈胶纸进行固定。

c.测试：依照要求测试变压器的各项参数。

d.点磁心胶：对测试通过的的变压器的磁心接合面点胶处理。

e.烘烤：点胶完成的变压器进入烤炉中进行烘烤。

f.凡立水含浸：逐个将烘烤固化后的变压器逐个置入凡立水浸泡，再逐个摆放到托盘中。

g.凡立水烘烤：托盘入红外烤箱，进行烘烤作业。

然而采用如上变压器点胶和凡立水含浸的方法还存在如下缺陷：

1.由于变压器沿着传送带逐个的从上一工段流入下一工段，点胶工段的作业员也需要将变压器逐个拿起然后再进行点胶作业，由于ER型变压器很小，对员工熟练度要求非常的高，并且需要左右翻转变压器，才能完成点磁处理。

2.由于测试工段测试动作比较简单，势必造成点胶工段材料堆积，严重影响了变压器生产线的节拍时间和整体效率。

3.变压器逐个在传送带上往下流动，变压器无法实现有序摆放会显得散乱，就很难配对应使用自动化点胶设备。

4.变压器浸泡作业效率低下，需要员工逐个处理，效率低下。含浸的深浅也无法得到一致性的保证，使变压器含浸质量得不到有效保证。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种提升小型变压器制造加工效率的组合治具，可使变压器实现机械手点胶和机械手含浸，大大提高生产效率和提升生产质量。

本发明的另一个目的在于使用上述组合治具制造变压器的方法。

本发明的第一个目的可通过以下的技术措施来实现：一种提升小型变压器制造加工效率的组合治具，包括滑槽板、点胶条、凡立水含浸条。

所述滑槽板上的正面开设有多条滑道，每条滑道中设有两个槽位，其中一个槽位为用于承载变压器两排引脚的宽槽，另一个槽位为用于承载变压器顶部磁心面的窄槽；窄槽位于宽槽的中间并低于宽槽；

所述点胶条的正面设有用于吸附变压器顶部磁心的槽位，槽位宽度适配于顶部磁心宽度，槽位深度为磁心露出骨架的部分；背面设有嵌入位，磁铁固定于嵌入位中，磁铁条的两端为把手；

所述凡立水含浸条的正面设有用于吸附变压器底部磁心的槽位，槽位宽度适配于变压器金属端子脚间宽度，槽位槽深度适配于变压器金属端子脚的厚度；背面设有嵌入位，磁铁固定于嵌入位中，磁铁条的两端为把手。

为了方便的滑入变压器，所述滑道一端开口，另一端为未开口的挡墙，所述开口外宽内小，使变压器滑下时不会偏离轨道，或者防止变压器滑下时不能够紧密排列。

为了有效的一次性吸取滑道槽内的变压器，所述点胶条和含浸条中的吸附槽位的长度大于滑道有效长度。

为了方便的将变压器从磁铁条上取下，所述点胶条和含浸条中的吸附槽位的三个面为光滑面。

为了方便的将变压器从磁铁条上取下，所述点胶条和含浸条中的吸附槽位出口处的磁铁条把手部位呈下坡状；方便变压器从坡上滑出。

为了方便的固定住滑槽板，所述的组合治具还包括滑槽板可调支架。

为了方便机械手点胶，所述的组合治具还包括点胶架，点胶架的两个侧板呈前低后高的三角斜坡状；侧板上设有用于搁置点胶条两端把手的卡口。

所述的组合治具还包括凡立水容器，容器上设有凡立水注入口，容器侧板上设有用于搁置含浸条两端把手的卡口。

本发明的另一个目的可通过以下技术措施来实现，一种使用上述组合治具的变压器制造加工方法，包括：

a.变压器装配和测试；

b.变压器入滑槽板：将测试完好的变压器沿滑道滑下，变压器金属端子脚朝下，等滑槽板装满变压器后，取走支架，滑槽板沿着传送带流入点胶工段；

c.吸取变压器到点胶支架：用点胶条吸取滑槽板上的变压器，再置于点胶架上的卡口之间；

d.机械手点胶：配套使用机械手对点胶条上的变压器进行点胶涂布；

e.变压器二次入滑槽板：将点胶条翻转，使得点胶条上的变压器与滑槽板上的槽位相对应，再抽取掉点胶条挡墙端的把手，致使变压器重新置放到滑槽板中且保证变压器金属端子脚朝上，有序紧凑排列；

f.磁心胶烘烤：滑槽板沿着传送带入红外烤箱烘烤，烘烤固化完成后，滑槽板流入凡立水工段；

g.吸取变压器到含浸条：用含浸条吸取滑槽板上已经烘烤固化完成后的变压器；

h.机械手浸泡凡立水：配套使用自动含浸装置，通过调整机械手的高度及时间，将含浸条条放于凡立水容器中浸泡；

i.变压器第三次入滑槽板：将凡立水浸泡后的变压器反方向置于滑槽板，沿着滑道入口滑下，此时变压器重回到滑槽板中，朝下，有序紧凑排列；

j.凡立水烘烤：滑槽板沿着传送带入进入红外烤箱烘烤工段。

以上流程，充分利用组合治具使得变压器在制造工序转换中快速切换，通过点胶条和含浸条能够实现变压器点胶和凡立水浸泡的半自动化，使变压器点胶、凡立水作业由单个作业向批量性作业转化，大幅提升了了ER型变压器的生产效率，节约了成本。

以一个尺寸为233mm*236mm的滑槽板转换生产ER11.5变压器为例，该尺寸的滑槽板可以设10条滑道，每条滑道可以放置20个变压器，一个滑槽板可以承载200个变压器。分别在点胶工段和凡立水浸泡工段节省时间如下：

变压器型号：ER11.5，处理个数：20PCS，时间单位：s（秒）

	变压器点磁芯胶	变压器凡立水含浸
			人工工时	20*5=100s	20*5=100s
半自动机械手工时	40s	25s

采用半自动设备，点胶效率提升2.5倍，含浸效率提升4倍。

与现有技术和方法相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明合理的利用组合治具间的快速切换实现多个工段的紧凑连接。有效的实现了变压器点胶，凡立水含浸工段的半自动作业。大大的减小了单个变压器的加工作业时间，实现变压器产能的提升。

2.组合治具结构简单，加工容易，能够与业内现有的半自动化设备结合起来使用，降低了生产成本。

3.通过点胶条和含浸条对变压器进行加工制造，操作简单，并能保证变压器的一致性和工艺品质。

附图说明：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1是目前ER型变压器的加工流程；

图2是本发明提出ER型变压器的加工流程；

图3本发明ER型变压器的结构示意图；

图3a是ER型变压器拆分示意图；

图4是本发明所述滑槽板的结构示意图；

图4a是滑槽板的滑槽放大示意图；

图5是本发明所述滑槽板、点胶条、含浸条的使用示意图；

图6是本发明所述滑槽板的支架示意图图；

图7是本发明所述的点胶条正面结构示意图；

图7a是图7点胶条背面拆分结构示意图；

图8是本发明所述点胶架示意图；

图9是本发明所用凡立水含浸条正面结构示意图；

图9a是图9含浸条背面拆分结构示意图；

图10是图9含浸条与凡立水容器配合示意图；

图10a是图10含浸条与凡立水容器拆分示意图；

标示说明：

10.ER型变压器11.磁心12.骨架13.线圈14.磁芯固定胶纸15.磁心胶

20.滑槽板21.滑道入口22.窄槽23.宽槽24.滑槽板挡墙

30.滑槽板支架31.角度调节旋钮32.支架脚33.支架卡口

40.点胶条41.变压器吸附槽位42.把手坡口43.把手44.磁铁嵌入位45.条型磁铁

50.点胶架51.点胶架卡口

60.含浸条61.变压器吸附槽位62.把手坡口63.把手64.磁铁嵌入位65.条型磁铁

70.凡立水容器71.卡口72.凡立水注入口

具体实施方式

以下结合示意图对本发明所述的组合治具进行详细说明。

如图4、图4a、图5所示，滑槽板20采用质量轻、强度高的矩形合金板材。在板体的正面开挖有多条滑道，每条滑道设有两个宽度深浅不一的槽位，较宽较浅的宽槽23用于测试工段滑入变压器使用，滑道的承受物为变压器的两排引脚，所以该槽位的宽度B较宽且较浅。较窄较深的窄槽22用于点胶工段后端取下变压器使用，滑道的承受物为变压器顶部的磁心面，所以其宽度A较窄且较深；窄槽22位于宽槽23的中间。

为了方便的滑入变压器，滑槽板上的每个滑道一端开口作为滑道入口21，另一端为未开口的挡墙24，滑道入口21外宽内小，使变压器滑下时不会偏离轨道，或者变压器滑下时不能够紧密排列。为了使变压器不会受下滑力冲出滑道，窄槽23槽深最好大于变压器高度的一半。为了实现滑槽板20多次重复利用，又不影响其性能，每用过一次，滑槽板20用有机溶剂清洗，去掉上面的凡立水、胶渣等残留物。

如图6，为了方便的固定住滑槽板，采用支架30来对滑槽板20进行固定。滑槽板支架30为矩形框架，支架30的底端有一个支架卡口33，在支架框体上设有支架脚31，支架脚31通过角度调节旋钮32可调节滑槽板支架30的倾斜角度，更好的调节下滑力大小。

如图7所示、图7a，点胶条40包括正反两面，正面为有效吸附位，用于吸附变压器顶部磁心，背面为磁铁嵌入位44，条型磁铁45固定于嵌入位44中。为了方便的拿取和固定磁铁，磁铁条首、末两端为把手43。为了有效的一次性吸取滑道槽内的变压器，点胶条有效吸取长度稍微大于滑道有效长度。为了保证吸取的变压器整齐排列，点胶条吸附位设有吸附槽位41，槽位41宽度稍大于顶部磁芯宽度，槽位41深度为顶部磁心露出骨架的部分。为了方便的将变压器从点胶上取下，点胶条吸附槽位的三个面必须光滑。吸附槽位41出口处的磁铁条把手部位为呈下坡状的把手坡口42，方便变压器从坡口上滑出。

如图8，吸取变压器的点胶条40可放置在点胶架50上，便于机械手操作。为了保证点胶架的可靠性，点胶架50的两个侧板呈前低后高的三角斜坡状；侧板上设有用于搁置点胶条40两端把手的卡口51。

如图9、图9a，凡立水含浸条60和点胶条40具有相同的结构，所不同的是，含浸条正面为有效吸附位，用于吸附变压器底部的磁心，背面为磁铁嵌入位64，条型磁铁65固定于嵌入位64中。为了方便的拿取和固定磁铁，磁铁条首、末两端为把手63。为了有效的一次性吸取滑槽板20中的变压器，含浸条有效吸取长度稍微大于滑道有效长度。为了保证吸取的变压器整齐排列，含浸条吸附面设有吸附槽位61，槽宽稍大于变压器金属端子脚间宽度，槽深稍微大于变压器金属端子的厚度。为了方便的将变压器从含浸条取下，所述含浸条槽位61的三个面必须光滑。吸附槽位61出口处的磁铁条把手部位为呈下坡状的把手坡口62，方便变压器从坡口上滑出。

如图10、图10a，凡立水容器70上设有凡立水注入口72，容器两侧板上分别对称设有用于搁置含浸条60两端把手63的卡口71。

上述组合治具的使用过程和原理如下：

工作在作业工段（测试工段）加入滑槽板板，将滑槽板用支架固定，支架倾斜角度可调，测试员工将测试通过的变压器不直接放于传送带流到下道工序，而是将变压器金属端子朝下沿着滑槽板的滑道入口，当Mg*sinθ＞u*Mg*cosθ（Mg为变压器质量，u为滑道的摩察系数）时，变压器将沿着滑道自然滑下，在滑槽板上有序排列。当滑槽板的整个滑道都装满变压器后，再将滑槽板从支架上取下放于传送带流入到点胶工段；

在点胶工段员工使用点胶条沿着滑槽板的滑道将变压器从滑槽板上吸走，将吸好变压器的点胶条放于点胶支架之上，点胶支架设有和点胶条把手一一对应的卡槽，卡槽可紧密固定点胶条。由于变压器紧密有序排列，故可以采用机械手实现自动点胶的批量性作业。点胶完成后，再把变压器和点胶条一起置于滑槽板的滑道之中，由于滑槽板一端设有挡墙，此时只需要将点胶条上的磁铁把手平行于滑道并沿着挡墙方向向外拉动，因挡墙将挡住变压器向外的移动，当将点教条抽离滑槽板时，能够使变压器金属端子朝上有序排放在滑槽板中，且实现点胶条和变压器之间的分离。

当变压器全部重置放到滑槽板之后通过传送带流入凡立水含浸作业工段，由于变压器含浸的主要部位是线圈，而金属端子不能粘附到凡立水。因此此时滑槽板上的变压器可利用含浸条将变压器吸走含浸，含浸完成后再将变压器送回到滑槽板，作业方法同点胶工段。为了配合机械手含浸，含浸工段设有凡立水容器，容器长度需要大于整个含浸条的长度但小于含浸条把手度，此时只需控制机械手下降的距离和停留时间，即可实现含浸深度和高度的管控。等所有变压器含浸完成并余滴滤净后按照点胶条类似的方法重置到滑槽板，再沿着传送带进入凡立水烘烤工段。

如图2所示，使用上述组合治具制造变压器的方法，包括以下步骤：

1、将漆包线缠于骨架12之上形成线圈13，对线圈引线及骨架金属端子进行焊锡处理，然后组装磁芯11，并沿着磁芯包两圈胶纸14进行固定。将包好的变压器10沿传送带流入下一工段。

2、将滑槽板20置放在支架30的支架卡口33上，根据变压器体积及重量调节支架角度旋钮31达到所需的倾斜角度，使变压器10能顺利滑下而不偏离轨道视为最佳。

3、把测试通过的变压器10沿着滑槽板板20的滑道入口21滑下，变压器的将沿着滑道B较宽的滑道23滑下。

4、用点胶条40将变压器沿着滑道槽位将变压器整条吸入点胶条40的变压器吸附槽位41之中。

5、将吸附好变压器10的点胶条40的把手43置于点胶架50的卡口51当中，进行固定、定位，等点胶架50装满点胶条40后再进行机械手点胶作业。

6、将点胶完成的变压器10从点胶架上取下，将点胶条40的把手坡口对准多槽位滑槽板20的滑道入口21，沿着挡墙方向平行拖动点胶条，使变压器10的磁心顶面沿着滑道A较窄的滑道22滑入滑槽板，实现变压器10能够金属端子脚朝上有序排列在滑槽板上。

7、将装满变压器10的滑槽板20沿着传送带入红外烤箱进行烘烤。

8、用凡立水含浸条60将磁心胶烘烤固化完成的的变压器10吸取进.变压器吸附槽位61之中。

9、将吸附了变压器10的凡立水含浸条60置于机械手，机械手持凡立水含浸条60的把手63，将整条凡立水含浸条沿着凡立水容器70的开口处按照一定的速度和距离进行降落，实现变压器10凡立水的自动化含浸。

10、将凡立水含浸条60的把手坡口62对准滑槽板20的滑道入口21,将含浸完成的变压器10沿着滑道入口21慢慢滑下，当滑槽板10装满变压器10后。再将滑槽板10送入传送带进入红外隧道炉进行烘烤。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不是限制，因此凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种提升小型变压器制造加工效率的组合治具，其特征在于：包括滑槽板、点胶条、含浸条，

所述滑槽板上的正面开设有用于搁置变压器的多条滑道，每条滑道中设有两个槽位，其中一个槽位为用于承载变压器两排引脚的宽槽，另一个槽位为用于承载变压器顶部磁心面的窄槽；窄槽位于宽槽的中间并低于宽槽；

所述点胶条的正面设有用于容纳变压器顶部磁心的槽位，槽位宽度适配于顶部磁心宽度，槽位深度为磁心露出骨架的部分；背面设有嵌入位，磁铁固定于嵌入位中，磁铁条的两端为把手；

所述含浸条的正面设有用于容纳变压器底部磁心的槽位，槽位宽度适配于变压器双排金属端子脚的间距宽度，槽位深度适配于变压器金属端子脚的厚度；背面设有嵌入位，磁铁条固定于嵌入位中，磁铁条的两端为把手。

2.根据权利要求1所述的组合治具，其特征在于：所述滑道一端开口，另一端为未开口的挡墙，所述开口外宽内小。

3.根据权利要求1或2所述的组合治具，其特征在于：所述点胶条和含浸条中分别能容纳变压器部分的槽位的长度大于滑道有效长度。

4.根据权利要求3所述的组合治具，其特征在于：所述点胶条和含浸条中的能容纳变压器部分的槽位的三个面为光滑面。

5.根据权利要求4所述的组合治具，其特征在于：所述点胶条和含浸条中的能容纳变压器部分的槽位出口处的把手部位呈下坡状。

6.根据权利要求1所述的组合治具，其特征在于：所述的组合治具还包括滑槽板可调支架。

7.根据权利要求6所述的组合治具，其特征在于：所述的组合治具还包括点胶架，点胶架的两个侧板呈前低后高的三角斜坡状；侧板上设有用于搁置点胶条两端把手的卡口。

8.根据权利要求1或7所述的组合治具，其特征在于：所述的组合治具还包括凡立水容器，容器上设有凡立水注入口，容器侧板上设有用于搁置含浸条两端把手的卡口。

9.一种使用权利要求8所述组合治具的变压器制造加工方法，包括：

a.变压器装配和测试；

b.变压器装入滑槽板：将测试完好的变压器沿滑道滑下，变压器金属端子脚朝下，当滑槽板装满变压器后，取走滑槽板支架，将滑槽板沿着传送带流入点胶工段；

c.吸取变压器到点胶架：利用点胶条吸取滑槽板上的变压器，再将点胶条置于点胶架上的卡口之间；

d.磁心点胶：配套使用机械手对点胶条上的变压器进行点胶涂布；

e.变压器二次入滑槽板：将点胶完成的的变压器连同点胶条置于滑槽板对应的槽位中，抽取掉点胶条挡墙端的把手，把变压器重新置回滑槽板中且变压器金属端子端子脚朝上，有序紧凑排列；

f.磁心胶烘烤：滑槽板沿着传送带入红外烤箱烘烤，滑槽板流入凡立水工段；

g.吸取变压器到含浸条：用含浸条吸取滑槽板上已经烘烤固化后的变压器；

h.浸泡凡立水：配套使用自动含浸装置，通过调整机械手的高度及时间，将含浸条放于凡立水容器中浸泡；

i.变压器第三次入滑槽板：将凡立水浸泡的变压器反方向置于滑槽板，沿着滑道入口滑下，此时变压器重回到滑槽板中，金属端子脚朝下，有序紧凑排列；

j.凡立水烘烤：滑槽板沿着传送带入进入红外烤箱烘烤工段。