专利名称：用于汽车点火线圈生产线的高压线圈绕线及组装单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于汽车点火线圈生产线的高压线圈绕线及组装单元。
背景技术：
点火线圈总成是汽车发动机点火系统中重要组成部分，其由低压线圈、高压线圈、 外壳、连接头等组成。对于高压线圈及其组装是点火线圈生产中的关键部分之一，主要工艺 包括上料、绕线、醮松香、焊接、压平、弯曲、检测、装壳体、下料。因其绕线完成后不允许手接 触其表面，需直接装配至壳体内。在现有生产线中，通常采用传送带式完成各工位的组装形 式生产线，此种设计开发费用高，占地面积大。
实用新型内容本实用新型正是鉴于上述设备投资较大的问题而做出的，其目的在于提供一种用 于汽车点火线圈生产线的高压线圈绕线及组装单元，并能降低其成本，但保证相同或更高 的生产效率及合格率。针对上述任务，本实用新型提出一种用于汽车点火线圈生产线的高压线圈绕线及 组装单元，根据本实用新型，所述高压线圈绕线及组装单元包括用于完成高压线圈骨架绕 线的高压线圈绕线部分，该高压线圈绕线部分由高压线圈绕线工位构成；用于完成焊接及 最终组装壳体工作的组装部分，该组装部分包括布置在所述高压线圈绕线部分上游的高压 线圈骨架上料工位以及在所述高压线圈绕线部分下游依次布置的焊剂工位、焊接工位、压 平工位、弯曲工位、测试工位和上壳及组装工位；用于取送空高压线圈骨架和完成绕制的高 压线圈骨架并将其移送经过组装部分的机械手部分，该机械手部分由机械手构成，其中所 述高压线圈绕线部分和组装部分围绕所述机械手布置。通过所述高压线圈绕线及组装单 元，实现了高压线圈绕线骨架绕制完成后直接装入壳体的其特殊工艺要求，尤其是通过机 械手拿取工件完成相应的焊接、弯曲、检测等步骤直至装入壳体内。在一种方案中，例如基于生产线节拍25秒，高压线圈绕线机设备为8轴，可以选择 机器手臂需同时取放两件产品，其它工位相应能同时加工两件产品。所述高压线圈绕线及组装单元的组装部分还包括设在测试工位下游的不合格品 退料工位。其中，所述组装部分中的高压线圈骨架上料工位和上壳及组装工位还附加地设 有安全光目(光栅)。其中，用于取送空高压线圈骨架和完成绕制的高压线圈骨架并将其移 送经过组装部分的机械手优选具有6个自由度。作为附加的优选措施，所述高压线圈绕线 部分的高压线圈绕线工位设有带确认传感器的废品滑道。所述组装部分的焊剂工位中的焊 剂池通过快换接头与管路连接，以便实现快速地更换焊剂类型。另外，组装部分的焊接工位 还设有焊渣回收盒和排风装置，以便实现焊渣回收和通风。所述组装部分的压平工位设有 带有弹簧的平板，用于保证焊接后端子高度。所使用的机械手还优选设有两个夹紧汽缸，以 便进行单独控制。所述高压线圈绕线及组装单元的高压线圈绕线部分包括8轴的高压线圈绕线机设备。高压线圈绕线及组装单元的机械手具有六个自由度。高压线圈绕线部分的高压线圈绕线工位设有带确认传感器的废品滑道。组装部分的焊剂工位中的焊剂池通过快换接头与管路连接。组装部分的焊接工位还设有焊渣回收盒和排风装置。为了实现上述目的，本实用新型采用了人工上高压线圈骨架和壳体，由机械手取 放高压线圈骨架，并完成所有工步的生产，及终装配到壳体内，最终由操作工取下装入壳体 的高压线圈组件。接着对所述高压线圈绕线及组装单元的操作工艺流程进行说明1.由操作工将高压线圈骨架放到气动的旋转台上，例如为8件；2.由操作工给旋转台准备完成信号，机械手根据需求自动将旋转台转至机械手上 料工位；3.由机械手将第一个高压线圈骨架上料至高压线圈绕线机上料位(需确认高压 线圈绕线机处在可以上料位置)；4.重复上步直至上料完成至第八个高压线圈骨架；5.机械手取下第一个完成的高压线圈骨架6.机械手至焊剂工位>确认位置>焊剂步进电机上升>醮焊剂>返回安全点；7.机械手至焊接工位>确认位置>焊接步进电机上升>醮焊剂>返回安全点；8.机械手至压平工位>确认位置>机械手下降压平>机械手返回安全点；9.机械手移至弯曲工位工装内；10.机械手确认位置>气缸弯曲两个端子>气缸返回安全点>机械手返回安全占.
^ \\\ 11.机械手至测试工位>确认位置>气缸测试两个端子>气缸返回安全点；12.不合格自动退料并记数；13.机械手至上壳及组装工位>确认位置>机械手下降装入壳体>机械手返回安 全占.
~I—^ \\\ ，14.机械手返至下料工位；15.重复5至12步(当完成上件后，机械手需返回至下一工位位置)；16.当第八个完成工件取下后，并且机械手至安全点，高压线圈绕线机自动启动；根据高压线圈绕线及组装单元的操作工艺流程的基本要求，其占地面积约在 2000X 1800mm范围内，其结构布置紧凑，尤其适用于灵活的操作和生产。
以下根据优选的实施例，结合附图对本实用新型进行说明。附图所示为图1 本实用新型提出的用于汽车点火线圈生产线的高压线圈绕线及组装单元的 一个整体构造示意图；图2 组装部分的高压线圈骨架上料工位的一个示例示意图；图3 组装部分的上壳及组装工位的一个示例示意图；图4 组装部分的焊剂工位的一个示例示意图；[0036]图5 组装部分的焊接工位的一个示例示意图；图6 组装部分的弯曲工位的一个示例示意具体实施方式
图1示出了本实用新型提出的用于汽车点火线圈生产线的高压线圈绕线及组装 单元的整体构造示意图。如图所示，所述高压线圈绕线及组装单元包括用于完成高压线圈 骨架绕线的高压线圈绕线部分、用于完成焊接及最终组装壳体工作的组装部分和相应的机 械手部分。其中高压线圈绕线部分由高压线圈绕线工位2构成，而组装部分包括布置在高 压线圈绕线工位2上游的高压线圈骨架上料工位1以及在高压线圈绕线工位2下游依次布 置的焊剂工位3、焊接工位4、压平工位5、弯曲工位6、测试工位7和上壳及组装工位8，上述 这些工位环绕机械手9布置，以高效地完成生产线操作。在此采用了人工上高压线圈骨架 和壳体，由机械手9取放高压线圈骨架，并完成所有工步的生产，及终装配到壳体内，最终 由操作工10取下装入壳体的高压线圈组件。在图2中示出了高压线圈骨架上料工位1的一个实施例，其中由气缸13带动齿 条，齿轮旋转工作台(旋转台)12。在此实施例中，设有两套上下料架11，如图所示，其容量 为8件。高度可以为900-1100mm。装完高压线圈骨架需操作工10给予确认信号，有相应 指示闪光灯和声音(可选择开/关)，转盘将根据机械手9需求自动旋转。可以附加地设 有安全光目(光栅)。如未装完8件高压线圈骨架，即使给信号工作台应不转，黄色指示灯 亮。为了便于换型，工装或夹具应当易于更换。在图3中示出了组装部分的上壳及组装工位8的一个实施例，同样也是由气缸16 带动齿条，齿轮旋转工作台(旋转台)15。在此实施例中，也同样设有两套上下料架14，如 图所示，其容量为8件。装完外壳需机械手10给予确认信号，有相应指示闪光灯和声音(可 选择开/关)，转盘将根据机械手9需求自动旋转。所有装配完成的零件需完全下料完成， 再次装入壳体方可转动。可以附加地设有安全光目(光栅)。如未装完8件壳体，即使给信 号工作台应不转，指示灯不亮。装配高压线圈骨架前首先需检测内部是否有骨架。如果任 何一个壳体内已经有零件，机械手9都将报警，操作屏幕需提示。接着机械手9将自动寻找 下一个装配工位。为了便于换型，工装或夹具应当易于更换。高压线圈绕线工位2构成了用于完成高压线圈骨架绕线的高压线圈绕线部分，其 在此例中由高压线圈绕线机设备构成。当有断线或张力不合格时，高压线圈绕线机设备给 机械手9发送信号，于是机械手9能将不合格品自动退出至高压线圈绕线废料盒(不合格 品退料工位)。为此，可以附设喷成红色的带有确认传感器的废品滑道。需在高压线圈绕 线工位2安装传感器，以检测零件是否到位以及是否位空，例如可以总共设置16个传感器。 例如可以使用8个主轴，其精度要求为尖端跳动量小于0. 1mm。可以受用16个工位上下 料工装。工位传感器检测骨架已上料完成，且绕完骨架需已位空方才启动。在图1中还示意性地示出了机械手9，它构成了用于取送空高压线圈骨架和完成 绕制的高压线圈骨架并将其移送经过组装部分的机械手部分。优选这种机械手9具有六个 自由度，负载重量例如为6Kg。机械手9本身通过气缸定位，并有防转功能。机械手9每次 例如能加工两个工件，每个工件退料需能单独控制。为此，机械手9例如两个夹紧汽缸，以 便能够单独进行控制。此外，机械手9上还可以装有零件到位传感器，只有零件到位，机械手9才动作。为了便于换型，工装或夹具应当易于更换。在图4中示出了高压线圈绕线及组装单元的组装部分中的焊剂工位3的一个实施 例。其中，设有气缸17用于移动焊剂勺19，醮焊剂停留时间通过触摸屏应可调整。焊剂工 位3的焊剂池20应易于拆装，因此，焊剂池例如与管路应当由快换接头21连接，以便于焊 剂的快速换型。为了便于换型，工装或夹具应当易于更换。在焊剂工位3中可以采用高低 液位检测及自动上料方式，同时具有防错溢流功能，为此需要设置相应的传感器18，以检测 液位。同时，与原料桶的连接可采用两侧使用快插气管接头，便于原料桶的更换同时起到了 密封作用，进而防止污染。在图5中示出了高压线圈绕线及组装单元的组装部分中的焊接工位4的一个实施 例。与焊剂(例如焊锡)接触的工装必须由钛金属制作并，且能长期工作耐温大于600°C。 在此设有带刮板的矩形的焊锡池。在焊接一个工件前刮去表面的氧化物，并有焊渣回收盒。 为了易于维护，加热管和温度传感器是通过航空插头连接的。为了便于换型，工装或夹具应 当易于更换。值得注意的是，焊接工位4除机械手工作区域外应密封，并必须安装带有开关 的排风装置。可以使用可编程的步进电机用于移动焊接锡勺或轴并且焊接端子，此电机可 设置上升下降速度及焊接停留时间。可以实现自动送锡(焊剂)，并检测焊剂池液位。机械 手9在此焊接工位4停留超过15秒后，将自动回至其起点。在焊接工位4中，可以采用高 低液位检测自动上料方式，能够在机械人工作时实现上料，节约节拍，同时在送焊锡工位具 有原料检测功能，如原材料用没，机械能够自动报警。高压线圈绕线及组装单元的组装部分中还设有压平工位5。压平工位5设有带弹 簧的平板，用来保证焊接后端子高度。其中上平板应易于拆装和维护。在图6中示出了高压线圈绕线及组装单元的组装部分中的弯曲工位6的一个实施 例。机械手9把工件放入工装内，同时弯曲两个零件两个端子，接触点应为端子尖部(不允 许接触漆包线)。在弯曲工位6中，可以设有带有轴承的滚轮，通过其滚动磨擦减少对焊后 端子表面的损伤。在此实施例中，除了设有上下运动的气缸22外，还设有四个旋转气缸23， 通过这些旋转气缸23的旋转实现所期望的弯曲操作。高压线圈绕线及组装单元的组装部分中还设有测试工位7。测试工位7进行通断 检测，电压小于24V。如有不合格产品，机械自动下降退出骨架到废品箱，废品滑道上装有一 个计数器。测试工位7还设有喷成红色的带有确认传感器的废品滑道，废品箱带有锁头，并 易于操作工取出废品。为了便于换型，工装或夹具应当易于更换。本实用新型提出了一种用于汽车点火线圈生产线的高压线圈绕线及组装单元，其 中为提高高压线圈绕线及组装单元的生产效率，提出了各种不同的改进措施，这些措施即 可以如本实用新型中已经描述的那样单独或者组合使用，也同样可以任意合理地单独或组 合使用，在此尽管没有对所有可能组合都进行说明，但显然这些组合都在本实用新型所公 开的范围内。
权利要求一种用于汽车点火线圈生产线的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述高压线圈绕线及组装单元包括-用于完成高压线圈骨架绕线的高压线圈绕线部分，该高压线圈绕线部分由高压线圈绕线工位(2)构成；-用于完成焊接及最终组装壳体工作的组装部分，该组装部分包括布置在所述高压线圈绕线部分上游的高压线圈骨架上料工位(1)以及在所述高压线圈绕线部分下游依次布置的焊剂工位(3)、焊接工位(4)、压平工位(5)、弯曲工位(6)、测试工位(7)和上壳及组装工位(8)；-用于取送空高压线圈骨架和完成绕制的高压线圈骨架并将其移送经过组装部分的机械手部分，该机械手部分由机械手(9)构成，其中所述高压线圈绕线部分和组装部分围绕所述机械手(9)布置。
2.如权利要求1所述的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述机械手(9)设有能 单独控制的两个夹紧汽缸。
3.如权利要求1或2所述的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述高压线圈绕线 及组装单元的组装部分还包括设在测试工位(7)下游的不合格品退料工位。
4.如权利要求1或2所述的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述高压线圈绕线 及组装单元的组装部分中的高压线圈骨架上料工位(1)和上壳及组装工位(8)还附加地设 有安全光目。
5.如权利要求1或2所述的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述高压线圈绕线 及组装单元的高压线圈绕线部分包括8轴的高压线圈绕线机设备。
6.如权利要求1或2所述的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述高压线圈绕线 及组装单元的机械手(9)具有六个自由度。
7.如权利要求1或2所述的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述高压线圈绕线 部分的高压线圈绕线工位(2)设有带确认传感器的废品滑道。
8.如权利要求1或2所述的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述组装部分的焊 剂工位(3)中的焊剂池通过快换接头(21)与管路连接。
9.如权利要求1或2所述的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述组装部分的焊 接工位(4)还设有焊渣回收盒和排风装置。
10.如权利要求1或2所述的高压线圈绕线及组装单元，其特征在于，所述组装部分的 压平工位(5)设有用于保证焊接后端子高度的带有弹簧的平板。
专利摘要本实用新型提出了一种用于汽车点火线圈生产线的高压线圈绕线及组装单元，其中，所述高压线圈绕线及组装单元包括用于完成高压线圈骨架绕线的高压线圈绕线部分，该高压线圈绕线部分由高压线圈绕线工位构成；用于完成焊接及最终组装壳体工作的组装部分，该组装部分包括布置在所述高压线圈绕线部分上游的高压线圈骨架上料工位以及在所述高压线圈绕线部分下游依次布置的焊剂工位、焊接工位、压平工位、弯曲工位、测试工位和上壳及组装工位；用于取送空高压线圈骨架和完成绕制的高压线圈骨架并将其移送经过组装部分的机械手部分，该机械手部分由机械手构成，其中所述高压线圈绕线部分和组装部分围绕所述机械手布置。
文档编号H01F41/06GK201622930SQ20092024674
公开日2010年11月3日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者唐瑞盛 申请人:北京德尔福万源发动机管理系统有限公司