电子器件自动装配线技术研究

陈贵樟，杨晨，叶冬，马吉军，黄建根，蒋宇鹏

（万向集团公司，杭州311215）

1 引言

传统的电子器件装配工艺基本由人工完成，存在生产效率低、产品族分布混乱、生产线设计存在浪费和生产作业缺乏标准化等多方面的问题。伴随着中国以及全球电子器件市场竞争的日益加剧，中国制造业成本的持续增加，如何能通过对现有生产线进行优化，规划整合现有资源，建立生产线设计规范，制订和改善生产线作业标准，从而实现减少浪费，降低生产成本，提高现有企业的竞争力就显得十分迫切和需要[1]。

为了实现快速低成本的装配线设计与制造，可引入组件化的功能系统设计的概念[2]，用于装配生产线的快速定制设计与制造中。与传统的装配线相比，组件化的自动装配线在多个方面有很好的改善，具体如表1 所示。

2 装配线形式及参数

本文以典型汽车电子器件自动装配线为研究对象，对装配线技术原理和设备参数进行详细研究。其主要工作原理为：整个装配生产线布局采用上下层3 倍速链条输送方式，上层线设有工装板。上层为组装线，下层为返板线，距离约300mm。两端通过气动返板升降台，将工装板由组装线送至返板线或由返板线顶至组装线，形成上下循环输送系统，以完成各生产工序。

表1 装配线比较

其具体形式和参数如下：

1）装配线规格：19000mm×500mm×1000mm（L×W×H）（一般操作高度）；

2）设计线速：工装板上层运行速度为8～12m/min（变频可调），可在0～60s 内随时调节阻挡器的收回时间来控制整线节拍；下层运行速度为10m/min 定速。

3）输送方式：上层为工装板输送，工装板表面贴有绿色防静电胶皮，板侧面镶贴有接地铜带。

4）输送线长度：共19m，其中，前端气动返板升降台1.2m,后端气动返板升降台0.8m，主线段17m。

5）应急措施：每隔2 块板安装1 个急停开关，当发生产品端子线卡在链条里时，可按急停按钮起到安全防护作用。

自动装配线如图1 所示。

图1 自动装配线示意图

3 自动装配线系统设计

3.1 上层组装系统

上层组装线系统包含机身系统、显示系统、阻挡系统、气路系统、供电系统、照片系统、工装系统等。

1）机身系统：机身传输系统采用倍速铝合金链轨，输送链采用倍速塑钢链条。机身机架采用可拆方管，机架设可调脚杯、挡灰板及连接件等。

2）显示系统：在装配物料台第三层距离地面约1.55m 设置显示固定系统，固定支架采用圆钢制成，可与显示器固定环箍配合安装显示系统。

3）阻挡系统：阻挡器阻挡气缸采用φ50mm×30mm 行程气缸，上下采用二位三通手按阀控制，同时设置2 个横档阻拦。使用气缸进行升降动作，可人为手动控制抬起放行。

4）气路系统：线体上下设镀锌管气管，每2m 设Y 型快速接头1 套，同时设置油水分离器及水龙头放水。

5）供电系统：电源采用220V 供电，线槽采用镀锌线槽，线体采用多股铜芯经线。

6）工装系统：采用20mm 厚木板，表面贴绿色条纹防静电胶皮，板侧面镶嵌接地铜带，可始终与线侧接地钢丝刷接触放电确保防静电要求。

7）照明系统：设置在装配物料台第4 层，离地约1.8m高。

3.2 下层返板系统

1）机身系统：机架采用专用三倍速铝合金链轨，输送链采用三倍速塑钢链条。

2）阻挡系统：阻挡气缸采用φ50mm×30mm 行程气缸，上下采用二位三通电磁阀控制。

3.3 动力系统

动力系统总功率约3kW，其中：

1）上层组装线和下层返板线动力系统采用齿轮减速电机，同时采用变频器调速，传动装置包括链轮、链条、三倍速链轮，以及张紧座、带座轴承座及支架等组件。

2）气动返板升降台动力系统：横移机构采用齿轮减速电机，拖动主动轮，配合张紧轮，传动PVC 耐磨皮带作平台传送工装板，顶升气缸采用标准气缸，通过二位五通电磁阀、行程开关等控制。

3.4 电控系统

电控系统采用PLC 可编程控制器、行程开关、电磁阀等控制。运行节拍调整使用可调式时间继电器控制，可在0～60s 内随时调节阻挡器的收回时间来控制整线节拍。

4 结语

本文以汽车电子器件装配线为例，对装配线自动化技术的技术原理及设备进行了详细分析与说明，重点研究了自动装配线各功能模块的自动化技术和实现方式，最终完成整体装配线的分析以及设备布置和技术说明，为电子器件自动装配线的分析及设计提供实际参考，对进一步提高电子器件装配自动化技术具有深远的实际意义。