雙噴槍薄膜電容自動(dòng)噴金機(jī)的研制

錢立文，張世松

(1.安徽銅峰電子股份有限公司，安徽銅陵 244000；2.安徽藍(lán)盾光電子股份有限公司，安徽銅陵 244000)

在薄膜介質(zhì)電容器的制造過程中，噴金是一個(gè)非常關(guān)鍵的生產(chǎn)工序。此工序是通過送絲機(jī)構(gòu)將金屬絲（噴金絲）不斷送入噴槍的噴嘴，利用電弧或火焰將金屬絲熔化后，將熔化的熱金屬顆粒利用壓縮空氣將其從噴嘴高速噴涂在電容器芯子的端面上，最終在電容器芯子的端面形成金屬電極面，從而達(dá)到將電極引出的目的。

1 主體結(jié)構(gòu)

雙噴槍薄膜電容自動(dòng)噴金機(jī)主體結(jié)構(gòu)：雙噴槍及其送絲系統(tǒng)；電控柜；電源柜；液壓柜；供氣系統(tǒng)；鏈條傳動(dòng)系統(tǒng)。

1.1 雙噴槍及其送絲系統(tǒng)

噴槍A、噴槍B選用進(jìn)口的OSU CAP300噴槍，它是一種新型噴槍，具有噴涂效率高、噴涂效果好、使用壽命長等特點(diǎn)。A槍（或B槍）送絲系統(tǒng)由變頻器、送絲機(jī)構(gòu)等組成，采用變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制送絲速度，給噴槍A（或噴槍B）輸送噴涂材料。

1.2 電控柜

電控柜主要由操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電氣部分組成，其外形為機(jī)柜式結(jié)構(gòu)，機(jī)柜底部安裝4只輪腳方便移動(dòng)，機(jī)柜頂部采用軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷。

1.3 電源柜

電源柜主要由A槍噴金電源、B槍噴金電源組成，采用機(jī)柜式結(jié)構(gòu)，機(jī)柜底部安裝4只輪腳方便移動(dòng)。因電源功率大，功率器件與外界空氣的熱交換采用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，保證電源長期、連續(xù)、穩(wěn)定工作。A槍（或B槍）噴金電源系統(tǒng)是一種大功率的整流設(shè)備，它先將三相380 V交流電壓通過變壓器隔離變壓，然后通過整流、濾波，得到18～28 V（DC）的噴金電壓，該電壓加到噴槍A（或噴槍B）上，使得噴涂材料以電弧方式溶解。

1.4 液壓柜

液壓柜主要由液壓電機(jī)、液壓缸及其相應(yīng)液體回路組成，用于噴槍左右掃描。

1.5 供氣系統(tǒng)

A槍（或B槍）供氣系統(tǒng)由氣閥及氣路組成，它用來使噴槍A（或噴槍B）上熔解的噴涂材料高速噴涂在噴金框架內(nèi)放置的電容器芯子端面上；吹灰系統(tǒng)由氣閥及氣路組成，其作用是通過吹氣來清潔放置在噴金框架內(nèi)的電容器芯子端面。

1.6 鏈條傳動(dòng)系統(tǒng)

用于輸送噴金框架，鏈條驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變頻器、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。它采用變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制電機(jī)的運(yùn)行速度。電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條，使放置在鏈條上的噴金框架向前運(yùn)行。

2 工作原理

雙噴槍薄膜電容自動(dòng)噴金機(jī)是一種機(jī)電一體化設(shè)備，各系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，自動(dòng)完成對電容器芯子端面噴金任務(wù)。其工作原理框圖見圖1。

圖1 噴金機(jī)工作原理框圖

3 主要技術(shù)參數(shù)

輸入電壓：三相380 V AC 50 Hz

噴焊材料類型：鋁、鋅、鉛、錫等金屬或合金線材

噴焊材料外徑：2.5±0.1 mm

噴焊材料溶解方式：電弧式

噴焊材料粉碎方式：高壓空氣粉碎式

噴槍規(guī)格：兩把OSU CAP300噴槍

噴金框架輸送速度：0～500 mm/min可調(diào)

噴槍送絲速度：0～500 mm/min可調(diào)

噴槍左右掃描速度：0～300 mm/s可調(diào)

噴槍到噴金框架距離：300～500 mm可調(diào)

噴金框架尺寸：600 mm×800 mm

噴金電源技術(shù)參數(shù)：共二路：A路、B路

功 率：各15 kW

電壓：18～28 V（DC）(分五檔調(diào)節(jié)，每檔壓差2.5 V)

電流：0～500 A

噴金方式：從上向下噴

工作氣壓：0.5～0.7 MPa

最大電源功率：18 kW

總用氣量：3 m3/min

4 控制系統(tǒng)構(gòu)成

控制系統(tǒng)是設(shè)備的關(guān)鍵單元，主要由鏈條運(yùn)行控制、噴槍左右掃描控制、送絲控制等。輸送系統(tǒng)將裝滿電容器芯子的噴金框架放置在由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的鏈條上，鏈條帶動(dòng)其以最高速度（快速）向前移動(dòng)，噴金框架到達(dá)噴槍位下方，當(dāng)?shù)谝话褔姌寵z測倒噴金框架時(shí)，鏈條帶動(dòng)噴金框架以噴金速度（慢速）移動(dòng)，噴槍掃描機(jī)構(gòu)帶動(dòng)二把噴槍左右掃描，同時(shí)第一把噴槍開始噴涂（即第一把噴槍開始供氣、供電、送絲）；當(dāng)?shù)诙褔姌寵z測倒噴金框架，第二把噴槍也開始噴涂（即第二把噴槍開始供氣、供電、送絲）。當(dāng)噴金框架移出噴槍位時(shí)，即完成一次單面噴金。噴金完畢后，輸送系統(tǒng)自動(dòng)將噴金框架以最高速度（快速）送出。其中噴槍調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)噴槍到噴金框架的距離；在每把噴槍的對應(yīng)位置分別安裝了接近傳感器，只有接近傳感器檢測到噴金框架時(shí)各自噴槍才開始噴金，噴金框架駛離接近傳感器時(shí)各自噴槍即停止噴金，這樣可避免噴金材料的浪費(fèi)。其控制系統(tǒng)構(gòu)如圖2所示。

4.1 主要硬件

三菱微型可編程控制器（FX2N-48MR-001）1只；

圖2 控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

三菱觸摸屏（F930GOT-BWD-C）1只；

東芝變頻器：VFS11S-2007PL型1只，用于噴金框架傳動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)。VFS11S-2004PL型2只，用于A槍、B槍送絲驅(qū)動(dòng)。

4.2 PLC輸入輸出元件分配列表（見表1）

表1 PLC輸入輸出元件列表

4.3 功能

A．手動(dòng)操作功能：手動(dòng)操作一般在手動(dòng)送絲、調(diào)試和維修時(shí)使用。

B．自動(dòng)操作功能：自動(dòng)操作就是對電容器芯子進(jìn)行自動(dòng)噴金。在自動(dòng)噴金前，應(yīng)將裝滿電容器芯子的噴金框架放置在驅(qū)動(dòng)鏈條上。

5 結(jié)束語

針對薄膜電容器對噴金的特殊要求，研制的雙噴槍薄膜電容自動(dòng)噴金機(jī)：

（1）采用雙噴槍同時(shí)對電容器芯子端面進(jìn)行垂直向下一次噴涂，具有工作效率高、材料利用率高、加工重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。

（2）噴槍采用液壓驅(qū)動(dòng)不間斷掃描，使噴槍掃描運(yùn)行平穩(wěn)，能夠?qū)饘兕w粒的溫度、粗細(xì)度、均勻度進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，保證了噴金層的均勻性。

[1] 三菱公司.FX2N系列微型可編控制器使用手冊[M].日本：三菱公司，2011.

[2] 東芝株式會社.VF-S11使用手冊[M].日本：東芝株式會社，2011.

[3] 錢立文.薄膜電容自動(dòng)噴金機(jī)的研制[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2012，41(2)：19-23.