張偉剛 夏琦
摘 要:我公司是全國最大SMD-LED專業(yè)生產(chǎn)基地之一,年生產(chǎn)的各種LED燈達到3.6億只左右,單位現(xiàn)使用的壓模封裝加工采用單模生產(chǎn),不但造成工人勞動強度大,而且隨著公司的生產(chǎn)規(guī)模不斷的擴大,造成了生產(chǎn)產(chǎn)能的嚴重不足,生產(chǎn)效率低下等問題,通過分析原因和探索,最后,采用兩模、不同型號的產(chǎn)品實現(xiàn)同時生產(chǎn),對Chase進行改裝、增加真空系統(tǒng)并對PLC控制系統(tǒng)重新進行編寫等措施后,不但實現(xiàn)了大批量的自動化生產(chǎn),同時降低勞動強度及大幅度的提升了生產(chǎn)效率,降低了單件產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,提升了公司的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞:模具改造;真空系統(tǒng);PLC控制系統(tǒng)
引言
隨著科技的發(fā)展,自動化程度的提高,人工成本的上升,大幅度提高生產(chǎn)效益顯得越來越來重要。
而我公司是生產(chǎn)SMD-LED燈的專業(yè)廠家,年生產(chǎn)的各種LED燈達到3.6億只左右,而每一只燈都需要有各種膠餅進行封膠作業(yè),而此工序現(xiàn)由一人操作一臺。試想一下比如一個工人一天工作八個小時,每生產(chǎn)一模的時間為10分鐘,一刻不停的作業(yè)可以生產(chǎn)48模,每個月可完成1000模左右的生產(chǎn)量。而采用同型號兩模或不同型號兩模產(chǎn)品同時生產(chǎn),則相當于每生產(chǎn)一模的時間就可以變?yōu)?分鐘左右,每個月就可完成2000模左右的生產(chǎn)量。不但使產(chǎn)量提升了一倍左右,而且相當于1個工人完成了2個工人同時干一個月的工作量。而增加真空泵系統(tǒng)和對模具進行改造的成本大概在22000元左右,使用壽命一般在10年以上,僅此一項就減少了人員工資方面的成本。而且它可以提高公司整體的生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本和管理成本。
第一章 ST-200 模造機的現(xiàn)狀與分析
1.1問題的提出
由于模造機適合于產(chǎn)品單一、批量大的生產(chǎn),且操作相對比較簡單,而隨著公司銷售規(guī)模的不斷擴大,對產(chǎn)線的生產(chǎn)要求也越來越高,而生產(chǎn)設(shè)備又不可能馬上都能到位,并且設(shè)備的投入成本又相當?shù)拇?而模造機的改造對產(chǎn)量的提升又是最快的。為此,大幅度提升模造機生產(chǎn)效益的技術(shù)改造被列為設(shè)備部的重點工作。
1.2原因與分析
要解決問題,首先要了解設(shè)備的特性,為什么原廠出廠時建議為一模兩片生產(chǎn),而不允許一模四片生產(chǎn)或兩種不同型號的四片產(chǎn)品同時生產(chǎn)呢?主要是因為我司產(chǎn)品在壓模時的生產(chǎn)工藝較難掌控,造成在生產(chǎn)過程中產(chǎn)品很容易出現(xiàn)氣泡、填充不足、溢膠等大批量的不良品;根據(jù)我們的觀察,如果想要大幅度的提升生產(chǎn)效率,關(guān)鍵是首先要降低壓模時產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡、填充不足、溢膠等不良產(chǎn)品的比例,而要解決生產(chǎn)工藝上存在的困難,最好的辦法就是對模造機進行改造,增加模造機的抽真空系統(tǒng)和對模具進行改裝;經(jīng)查找相關(guān)的資料和原廠進行技術(shù)資詢,決定從以上方面著手對設(shè)備進行改造。
第二章確定改造方案及實施
根據(jù)我司的實現(xiàn)情況,對模具的改造相對比較簡單,只需對下模穴進行改造并購買一些不同厚度的硅鋼片即可,但真空源系統(tǒng)及相關(guān)控制系統(tǒng)的配件購買就比較困難,經(jīng)過考察,查閱相關(guān)資料,針對我公司的產(chǎn)品要求,找到了合適我司產(chǎn)品用的抽真空系統(tǒng)和相關(guān)電氣控制系統(tǒng),并對PLC控制進行重新改動,從而不但達到了生產(chǎn)效率的大幅度提升,而且又提升了產(chǎn)品的品質(zhì)提高。
2.1 旋片式真空泵的結(jié)構(gòu)和工作原理及特點
2.1.1旋片式真空泵的工作原理說明
旋片式真空泵主要由定子、轉(zhuǎn)子旋片、定蓋、彈簧等零件組成。其結(jié)構(gòu)是利用偏心地裝在定子腔內(nèi)的轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)子的外圓與定子的內(nèi)表面相切兩者之間的間隙非常?。┖娃D(zhuǎn)子槽內(nèi)滑動的借助彈簧張力和離心力緊貼在定子內(nèi)壁的兩塊旋片,當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,始終沿定子的內(nèi)壁滑動,不斷地進行著吸氣、壓縮、排氣過程,從而達到連續(xù)抽氣的目的。 2.1.2旋片式真空泵的特點1.體積小、重量輕、噪音低。2.在環(huán)境溫度5℃~40℃范圍內(nèi),進氣口壓強小于1.3X103帕的條件下允許長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。3.設(shè)有自動防返油止回閥,啟動方便。
2.2 方案的實施
根據(jù)產(chǎn)品工藝的要求,共同探討如何來實現(xiàn)二片生產(chǎn)變?yōu)樗钠a(chǎn)、或者兩種規(guī)格各二片同時生產(chǎn),同時必須要滿足生產(chǎn)工藝的要求,經(jīng)過多次的爭論和反復(fù)研究,終于達成了一致意見。在保證、提升產(chǎn)品品質(zhì)的前提來進一步提升產(chǎn)能,針對如何保證、提升產(chǎn)品的品質(zhì),對設(shè)備進行了以下改動,主要增加了抽真空系統(tǒng)和對模具進行改造,具體的實施過程如下:生產(chǎn)時操作工先把焊過線的半成品PCB板置于專用料架盤上,PCB板正面必須朝下,以防止碰倒已焊過的金線;并且PCB板上之缺口必須相對,以保證PCB板能順利的放入CHASE內(nèi);再用專用攜料架將PCB板放置于模具上,并確認PCB板與CHASE的定位OK后進行合模,用夾子取出已預(yù)熱好的膠餅放至轉(zhuǎn)進軸孔,按下轉(zhuǎn)進鍵,轉(zhuǎn)進擠膠桿將預(yù)熱好的膠餅擠入模穴中的CHASE上;在合模、轉(zhuǎn)進動作條件都滿足的同時,使真空泵系統(tǒng)的電磁閥會自動得電工作;由于上模部分的模穴、CHASE是固定不動的,所以在上模的模穴上左右增加安裝兩根抽氣用的銅管,兩根銅管再通過三通接頭后,把總氣管再接至真空電磁閥一端,把真空電磁閥的另一端再接至真空儲氣罐,由于真空儲氣罐通過管路與真空泵的吸氣腔始終是聯(lián)在一起的,只要在PLC控制系統(tǒng)中增加真空泵的控制電路后,就可以實現(xiàn)對真空泵的單獨控制,當真空泵工作時,真空儲氣罐馬止就變?yōu)樨搲?,所以只要通過控制真空電磁閥的開啟與停止,就能實現(xiàn)在壓模時使模腔內(nèi)的氣壓為負壓的要求,當真空電磁閥通電時,為增加模腔內(nèi)抽真空的效果,需要增加合模時模腔的密封性,同時對下模的模腔的四周進行改造,把模腔的四周從原先的平口型改為在凹槽型,并在凹槽內(nèi)鋪上一層硅膠,由于我司的產(chǎn)品在生產(chǎn)時需要對產(chǎn)品進行加熱,CHASE的加熱溫度控制在160度以下,CHASE的加熱區(qū)與而鋪有硅膠的凹槽又有一定間距,從而避免了硅膠不能承受高溫而被溶化的可能,當按下合模鍵后,合模電磁閥得電,通過液壓傳動帶動合模液壓缸動作,使下模模腔緊緊的貼在上模模腔上,再按下轉(zhuǎn)進鍵后,使轉(zhuǎn)進電磁閥得電,通過液壓傳動帶動轉(zhuǎn)進液壓缸動作,使轉(zhuǎn)進擠膠桿慢速下降,徐徐的將預(yù)熱好的膠餅推入合模好的模腔中。當完成合模、轉(zhuǎn)進動作后,模腔內(nèi)變?yōu)橐粋€相對密封的空間,此時PLC自動會輸出電壓給真空電磁閥,使真空電磁閥動作,模腔內(nèi)的空氣就會被抽空,使模腔內(nèi)相對也變成了真空,使預(yù)熱好的膠餅在擠膠桿轉(zhuǎn)進的控制過程中,增加了膠餅流動的性能,保證了在環(huán)氧樹脂成型的過程中,大幅度的減少了氣泡、龜裂產(chǎn)生的可能性。因為膠餅具有以下特點:經(jīng)過高周波預(yù)熱后,環(huán)氧樹脂在高溫的狀況下先會變?yōu)榘胍后w狀,再經(jīng)過幾十秒的時間后,半液體狀的環(huán)氧樹脂又會變?yōu)楣袒牟A罱Y(jié)晶,從而完成了封裝成型動作,所以真空系統(tǒng)的使用,直接提升了產(chǎn)品的品質(zhì)。根據(jù)環(huán)氧樹脂的特性,轉(zhuǎn)進時間一般設(shè)為100秒至200秒,合模時間一般設(shè)為100秒至200秒,當轉(zhuǎn)進、合模動作同時滿足的情況下,PLC才會自動輸出電壓給真空電磁閥,使真空電磁閥動作,抽真空系統(tǒng)自動工作,當轉(zhuǎn)進計時到達后,PLC輸出給轉(zhuǎn)進電磁閥的電壓就會自動中斷,轉(zhuǎn)進擠膠桿會自動上升到原位,使模穴內(nèi)無法保持在真空狀態(tài),若此時真空系統(tǒng)還處于工作狀態(tài),則真空泵的效果就一點也起不到作用了,所以當轉(zhuǎn)進計時到達后, PLC在保證轉(zhuǎn)進電磁閥自動失電的同時也使真空電磁閥自動失電,保證抽真空系統(tǒng)沒有必要一直處于工作狀態(tài)。以延長真空系統(tǒng)的工作壽命。同時為保證真空泵在運行過程中出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)、卡死等異常時能及時切除電源,對真空泵的電源控制電路中設(shè)有電流過載保護功能。
同時在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)溢膠,也是我司一模采取兩片生產(chǎn)的重要原因之一,由于我司生產(chǎn)的產(chǎn)品具有多樣性,不同的產(chǎn)品配套使用的PCB板具有多種厚度,所以當不同的兩種規(guī)格的產(chǎn)品在同一套模具上生產(chǎn)時,由于PCB的厚度本身就不一樣,再加上不同規(guī)格的CHASE的高度又存在誤差;而上模腔中的CHASE與上模腔穴在加工時本身在同一直線面上的,這樣造成生產(chǎn)合模時使上模腔、下模腔沒有充分貼在同一直線面上,使PCB板與CHASE沒有緊密的接觸在一起,造成在擠膠環(huán)轉(zhuǎn)進的過程中,使一部分環(huán)氧樹脂流到了PCB的圓孔中,輕微的會造成PCB的圓孔中出現(xiàn)魚眼狀溢膠現(xiàn)象,嚴重的會造成半片、成片性的背面溢膠,使產(chǎn)品在后續(xù)的生產(chǎn)中無法正常作業(yè),造成大批量的次品、不良品的出現(xiàn)。針對這種不良現(xiàn)象,由于CHASE、中心快在加工時肯定有誤差存在,再加上CHASE的修整、加工費用又很昂貴;決定通過增墊不同規(guī)格的硅鋼片這個經(jīng)濟實用的辦法,來解決溢膠這個問題,具體操作過程如下:為了消除PCB的溢膠,首先必須保證下模模穴中左右兩邊的CHASE、中心塊與下模模穴的高度要處在同一水平面上;通過先觀察試壓模完的產(chǎn)品,針對兩邊CHASE上的PCB的溢膠情況,并結(jié)合中心塊上環(huán)氧樹脂覆蓋厚度的情況,對CHASE、中心塊增墊不同規(guī)格的硅鋼片,經(jīng)過多次試壓模、多次調(diào)整硅鋼片的厚度,直到?jīng)]有出現(xiàn)溢膠、中心塊上的膠頭成型OK為止。通過上述調(diào)整保證了左、右兩邊的CHASE在合模后能處在同一水平度上,大幅度減少了產(chǎn)品出現(xiàn)溢膠的可能性,滿足了四片同時生產(chǎn)或二種不同規(guī)格四片同時生產(chǎn)的要求;通過以上兩項的改動、增加,不但使產(chǎn)品的品質(zhì)有了進一步的提升,而且基本實現(xiàn)了產(chǎn)量提升了一倍的目的。
在生產(chǎn)過程中,為了進一步更好的控制產(chǎn)品的品質(zhì),可以通過調(diào)節(jié)合模溢流閥來實現(xiàn)合模壓力的調(diào)整,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)進溢流閥來實現(xiàn)轉(zhuǎn)進壓力的調(diào)整,并結(jié)合調(diào)節(jié)膠餅預(yù)熱機的溫度等參數(shù)的調(diào)整,來實現(xiàn)對制程工藝的控制,以保證產(chǎn)品的生產(chǎn)品質(zhì)。
I/O分配:
輸入 輸出
SQ1 -X000KM1-Y000
SQ2 -X001 KM2-Y001
SQ3 -X002 KM3-Y002
SQ4 -X003 KM4-Y003
SQ5 -X004 KM5-Y004
SQ6 -X005
SQ7 -X006
SQ8 -X007
SQ9-X010
SQ10 -X011
SQ11 -X012
SQ12 -X013
外部接線圖:
結(jié)論
ST-200模造機從過去運行中取得了顯著的經(jīng)濟效益及社會的綜合效益,達到了我們當初設(shè)計的預(yù)期目標。這次改造不但在保證生產(chǎn)工藝要求的情況下大幅度提升了品質(zhì),而且大大提高了生產(chǎn)的效益,從而給企業(yè)帶來了良好的投資回報。
通過參考一些技術(shù)書籍,認真、詳細分析原因,不但解決了技術(shù)難題,而且使我在工作中積累了寶貴的實踐經(jīng)驗,收益非淺。此外,我還深深體會到,改革開放以來,社會不斷進步,科技飛速發(fā)展,生活環(huán)境不斷改善,設(shè)備日新月異不斷更新,對我們從事機電設(shè)備維修工作來說,必須努力學(xué)習(xí)新知識、新技能、掌握新設(shè)備,拓寬知識面,才能跟上新形勢,否則,就適應(yīng)不了新的工作環(huán)境。
參考文獻
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