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信息产业报道|SPD 生产自动化的设计与实现( 三 )


SPD 的检验主要通过防雷元件测试仪测量 MOV压敏电压和漏电流 ， GDT 击穿电压以及串联电路 ， 仅限对地测试 。 SPD 中的每根线对地都需要通过防雷元件测试仪进行测试 ， 正负极性各一次 。 此外 ， 还需再增加一些短路、开路功能测试以及外观目测检验 。 这些测量项目难以在一台仪器里集成 ， 而且测试的同时还要人工记录测量值 。
2．2 实现SPD自动化生产的目的
SPD市场竞争日益激烈 ， 质量和成本是企业生存的关键 。 随着国内人工成本的不断增长 ， 用户对质量要求越来越高 ， 传统的人工生产方式已经满足不了市场需求 。 实现 SPD 生产自动化主要目的在于:
①通过自动焊接和自动检验 ， 解决 SPD 生产瓶颈问题、提高生产效率、降低制造成本;
②自动检验可以记录检测数据 ， 实现可追溯 ， 而且可自动判定是否合格 ， 消除人为质量隐患 。
3SPD 生产自动化方案设计
3．1 整体方案设计
针对传统的人工生产工艺中“焊接”和“检验”这两个瓶颈 ， 进行生产自动化改造 。 焊接和检验自动化流程如图 2 所示 。
信息产业报道|SPD 生产自动化的设计与实现
本文插图

3．1．1 低压电源 SPD 自动焊接方案设计
首先 ， 简化电源 SPD 的结构 ， 设计一款新型转盘式结构( 该产品另作项目设计 ， 在此不展开)。 其主要目的是简化焊接前的组装 ， 以便后续压敏电阻两个电极的焊接 。 其次 ， 通过机器人自动点胶将压敏电阻固定在模盒内 ， 提高产品的抗振性能 ， 也便于后续自动焊接 。 鉴于压敏电阻的吸热慢放热慢的热特性 ， 可将 MOV 整体预热( 在一定温度范围内)， 同时加速胶水固化 。 最后 ， 通过焊接机器人实现压敏电阻低温电极的自动焊接 ， 需采用低温焊锡丝 ， 确保热脱扣功能安全可靠 。
3．1．2 SPD 自动检验系统方案设计
SPD 自动检验系统 ， 需要实现 SPD 的各项出厂检验指标测量、记录、合格判定 。 根据 SPD 电气性能指标 ， 要求测试仪器满足以下条件 。
①MOV 压敏电压 U1mA 为 20 ～ 2 000 V ， 测量误差小于±1%FS±1 d 。
②GDT 气体放电管击穿电压为 VB 为 200～2 000 V ， 测量误差小于±2%FS±1 d 。
③泄漏电流 IL( @ 75% U1mA ) 为 0 ～ 100 μA ， 测量误差小于±0．2%FS±1 d 。
④导通电阻( 万用表测试)， 测量误差为±0．1 Ω 。
这套 SPD 自动检验系统的整体设计方案如图 3所示 。 产品通过自动化设备实现上料→传送→扫码→检验→分拣→激光打标→下料 。 检验数据保存在企业数据库中 ， 可以通过计算机查询和分析 。
信息产业报道|SPD 生产自动化的设计与实现
本文插图

3．2 软件设计
3．2．1 自动点胶和焊接机器人设计
机器人的控制程序主要参考厂家提供的编程指导书进行离线编程 。 通过手持式示教盒对坐标设定、路线优化、点胶阀的开关和延时、烙铁头的角度和高度等进行设定 。 所以机器人的程序要根据产品工装的设计、点胶或焊接的要求 ， 在调试时现场编写 。
3．2．2 SPD 自动检验系统下位机软件设计
智能控制器的下位机软件比较简单 ， 主要实现设备的启停、合格判定、继电器通道的切换等功能 。 控制器的程序采用 PLC 梯形图的编程方式 ， 配合上位机进行上述简单的控制功能 。
3．2．3 SPD 自动检验系统上位机软件设计
上位机软件采用 FAMEVIEW 组态软件 ， 外围涉及的应用软件主要有SQL SERVER、MULTIPROG、EXCEL 。 SQL SERVER为测试数据的保存及处理中心 。 MULTIPROG 把控 SPD 多功能测试仪的测试流程以及外围电路的切换 。 EXCEL 主要用于出产检验卡的打印 。 上位机软件需要控制或通信到的硬件设备有数字万用表( GDM-8261A)、CTOP 控制器、CPU 模块、条码枪、防雷元件测试仪 。


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