關于一種水箱上置式霧化板一拖多自動檢測裝置的研究與應用

鞏 猛 陳 保 馬 星 李 樂 王俊森 孫玉超 戴國良

格力大松(宿遷)生活電器有限公司 江蘇 宿遷223800

引言

隨著人民生活質量水平的不斷提高,加濕器因其能清新空氣、改善燥熱、營造舒適的生活環(huán)境越來越受到民眾的喜愛。但小家電企業(yè)在批量生產加濕器過程中,霧化板因其功能檢測時間長,人力投入多,勞動強度大、操作繁瑣等因素,嚴重影響家電企業(yè)加濕器的穩(wěn)、增產工作。因此如何實現(xiàn)加濕器霧化板自動檢測成為了各家電企業(yè)的重點研究課題。本文正是在上述背景下和需求下,研究并設計出一種水箱上置式霧化板一拖多自動檢測裝置,實現(xiàn)加濕器霧化板的高效測試、低人力投入及規(guī)避水箱翻轉密封性不足漏水造成的電氣安全隱患。

1 霧化板結構及檢測裝置設計難點分析

1.1 霧化板結構分析 加濕器霧化板主要由PCB板、霧化板支架和霧化片三個部分組成。在霧化板生產過程中,需要先將霧化片與霧化板支架固定面組裝,然后將PCB焊點面與霧化板支架出霧面在同一方向上使用螺釘固定。霧化板支架上的霧化片接線與PCB板針座端子相接,即PCB板上的控制電路實現(xiàn)對霧化片功能控制。其中霧化板支架為金屬制品可承受硬力較大,PCB板為環(huán)氧紙質層壓板承受硬力較小。

1.2 檢測裝置設計難點分析

(1)供水難點,原有的供水方式為人工翻轉水箱實現(xiàn),采用機械手臂翻轉,投入成本高,不利于檢測出霧情況。采用下置水箱水泵加水方式,檢測過程中霧化板呈現(xiàn)水柱,無法有效觀察霧化板出霧情況。采用上置式水箱,檢測前加水,檢測后放水成為設計難點。

(2)供電難點,PCB焊點面與霧化板支架出霧面在同一方向上,如圖1所示,水與電無法在同一維度同時工作。選擇元件面供電方式,供電、通信4個針座有直插式和臥插式兩種且方向相反,采用自動裝置對多個霧化板同時供電復雜,穩(wěn)定性較差。

(3)擦除水漬難點,檢測時因霧化板出霧面與水接觸,檢測完成后需將殘留水漬擦凈,采用氣槍吹除,員工將增加其他附加動作。

(4)PASS標記難點,加濕器霧化板檢測,出霧面、PCB元件面與供水水箱貼合,水箱翻轉,無法采用自動化方式在檢測件正面或背面標記PASS。

2 檢測裝置方案設計

2.1 檢測裝置硬件組成 水箱上置式霧化板一拖多自動檢測裝置硬件主要分為測試治具架、主氣缸、后置氣缸、上置式水箱、天板針床、霧化板托盤、PLC邏輯控制電路七個部分構成。PLC邏輯控制電路通過對主氣缸、后置氣缸及供電線路的系統(tǒng)控制實現(xiàn)加濕器霧化板自動供水、供電、檢測、除漬、標記PASS標簽等動作,裝置軟、硬件整體構造如圖1。

圖1 水箱上置式霧化板一拖多自動檢測裝置

2.2 主要硬件設計

2.2.1 上置式水箱設計

(1)上置式水箱簡介。上置式水箱分解圖共計11個部分,其中1為后置氣缸、2為溢水固體棒、3為水箱上蓋板、4為水箱后板、5為水箱右側板、6為水箱左側板、7為水箱前板、8為水箱底板、9為天板針床、10為分割板,如圖2所示。

(2)上置式水箱原理設計。上置式水箱采用高低位設計,低位存放定量的檢測用水,高位貼合待測件。當主氣缸下壓,上置式水箱水口對準霧化板霧化片位置,將上置式水箱與待測件緊密貼合替代翻轉操作。上置式水箱后部設有后置氣缸和溢水固體棒,帶有溢水固體棒的后置氣缸下壓,使上置式水箱內的檢測用水溢出,充滿霧化板霧化片處,實現(xiàn)自動供水。天板針床固定在上置式水箱前上端,與水箱出水口處于不同緯度,上置式水箱下壓既實現(xiàn)水口與待測件的貼合,同時完成探針與通訊焊點的接觸,再通過PLC邏輯控制實現(xiàn)多個霧化板自動供電。

控制后置氣缸抬升氣管分為氣缸自身使用部分和吹除水漬部分,除水漬氣管正對四個被測件霧化片,測試完成,后置氣缸帶動溢水固體棒抬升,霧化片處水位回落,同時對霧化片殘留水漬進行吹凈,減少人工擦拭操作,避免漏水造成的電氣安全隱患。上置式水箱采用透明亞克力物料制作且水口處由分隔板進行分隔,使多個霧化板檢測過程中能夠更好的觀察各出霧情況,規(guī)避由于霧化片不良導致的異常傳遞。

圖2 上置式水箱分解圖

2.2.2 霧化板托盤設計 霧化板托盤分為定位層和PASS層,定位層鏤空設計,用于對4個待測件進行定位。檢測時霧化板霧化片向上放置,底部托盤鏤空,并在測試治具架底部設有存水箱,當殘留水漬沒有吹凈,可通過鏤空位下流至裝置底部水箱,進一步減少電氣安全隱患。PASS層裝設PASS章,上置式水箱氣缸下壓時即可完成對霧化板支架固定面自動標記動作,如圖3所示。

圖3 霧化板托盤圖

3 軟件設計

PLC邏輯控制電路集成并密封在控制面板底部,自動檢測按鈕設置左右兩個,急停按鈕設置1個。同時按自動檢測按鈕,主氣缸帶動上置式水箱下壓,完成水口與待測件霧化片貼合,與霧化板托盤PASS章作用進行自動標記。下壓到位后,后置氣缸帶動溢水固體棒下壓為待測件供水。延遲2秒,自動供電,供電檢測8S。完成檢測,后置氣缸帶動溢水固體棒上升,測試用水回落,同時吹除水漬5S。吹漬完畢,上置式水箱上升完成全部自動檢測工作。檢測下壓不到位或出現(xiàn)其他突發(fā)狀況,可通過急停按鈕進行復位。

4 設計驗證及使用維護

4.1 設計驗證 根據(jù)上文設計原理,對水箱上置式霧化板一拖多自動檢測裝置進行制作、驗證。檢測效率由水箱翻轉測試的30S/PCS提升至4PCS僅需25S,效率提升約4倍以上,單人、單套裝置即可滿足班組單日5000PCS生產檢測需求,人力投入成本降低顯著。員工操作從10余步降至3步,勞動強度明顯減輕。水箱翻轉后密封性不足,漏水可能引起的電氣安全問題基本消除。裝置運行可靠,各硬件匹配良好,異常檢出有效,滿足設計要求。

4.2 日常使用維護 水箱上置式霧化板一拖多自動檢測裝置使用前必須加入一定量測試用水,水位可與水箱底板基本持平,不可過多或過少。接入壓縮空氣,氣壓調整在0.5 KPa左右。接入24 V 電源與功率儀,放入驗證測件對裝置邏輯運行點檢,監(jiān)測無異常即可用于生產檢測工作。使用過程中,出現(xiàn)下壓不到位或其他突發(fā)異?？赏ㄟ^急停按鈕復位,急停按鈕無法復位的立即停止使用,進行回收維修,驗證合格后方可用于生產檢測。使用完畢,需將測試用水導出,氣槍吹凈存儲,以便后期使用。

5 總結

水箱上置式霧化板一拖多自動檢測裝置實現(xiàn)了霧化板自動供水、供電、標記PASS、檢測、吹除水漬等功能,且操作簡單,運行可靠具有良好的通用性和推廣性。通過以上軟硬件的設計,不僅大大降低了霧化板檢測的人力投入成本及勞動強度,而且有效的規(guī)避水箱翻轉密封性不足漏水,可能造成的電氣安全隱患,同時對家電企業(yè)加濕器檢測自動化推進具有較高的指導意義。