卧式电感全自动化成型系统的制作方法

本发明涉及电感生产制造，尤其涉及卧式电感全自动化成型系统。

背景技术：

1、传统卧式电感的生产多采用半自动化结合人工操作的模式，各生产工序相互独立，从磁芯上料、绕线、端子连接到成品检测的多个环节都需要人工参与操作和物料转运。人工上下料过程中容易出现磁芯磕碰受损、线材被刮伤的问题，绕线环节需要操作人员手动调整张力、核对匝数，不仅生产效率较低，还容易因人工操作的个体差异，导致同批次产品的线圈松紧度、绕线匝数存在偏差，进而造成电感量一致性差的问题。端子连接工序中人工裁切、剥线和压接的操作误差较大，容易出现绝缘层剥离不彻底、剥线时损伤线芯、端子压接力度不均的问题，最终导致引出线与端子的连接可靠性不足，接触电阻不稳定，影响产品的电气性能。

2、现有部分针对卧式电感的自动化生产设备，大多仅覆盖绕线等单一工序，各工序设备之间缺乏统一的调度控制，物料流转仍需要人工参与周转，难以形成连续的全自动化生产流程。同时现有绕线设备的张力控制多采用开环调节或简单的单级张力结构，在绕线加速、减速以及层间切换的过程中，线材张力的波动较大，容易出现线材拉断、线圈匝间间隙过大、绕组松紧不均等问题，进而影响电感的品质稳定性。现有生产流程中的性能检测环节多采用人工离线抽检的模式，仅能覆盖少量产品，漏检率较高，且检测得到的质量数据无法直接反馈到前序生产工序进行工艺参数调整，难以形成完整的质量控制闭环，也无法对每一件产品的生产过程数据进行留存，出现质量问题后难以追溯问题来源，不利于工艺的持续优化。

3、随着新能源汽车、工业控制、通信设备等下游应用领域的快速发展，相关应用场景对卧式电感的电气性能一致性、结构可靠性、绝缘防护性能等指标的要求不断提升，传统半人工生产模式和现有单工序自动化设备的生产能力已经难以匹配下游市场的品质要求，也无法满足规模化生产下的质量管控需求，亟需适配卧式电感的全流程自动化生产设备来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提出的卧式电感全自动化成型系统，以解决上述现有技术中提到的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：卧式电感全自动化成型系统，包括以下模块：

3、自动供料模块，用于将绕线线材从放线盘经由多级张力自适应调节装置输送至绕线工位，同时将磁芯坯料通过振动盘定向排列并逐颗分离后经直线送料轨道送至磁芯装配工位；

4、卧式绕线成型模块，设置于自动供料模块后方，用于在水平方向将线材按预设匝数、层数和绕线节距精确绕制于磁芯坯料形成线圈绕组，该模块包括卧式主轴驱动机构、精密排线机构、张力闭环反馈机构和匝数计量与层间切换控制机构；

5、端子成型连接模块，设置于卧式绕线成型模块后方，用于对线圈绕组的引出线端执行定长裁切、绝缘层环切剥离和裸线端与接线端子的压接或电阻焊接操作，使引出线端与接线端子间形成低接触电阻的可靠电气连接；

6、外形整形与包封模块，设置于端子成型连接模块后方，用于对完成端子连接的电感半成品进行外形尺寸校准、引脚折弯整形以及通过注塑或浸渍方式在电感半成品外包覆绝缘保护层形成最终产品外形；

7、在线检测模块，设置于外形整形与包封模块后方，用于对成型后的电感产品进行电感量测量、直流电阻测量、匝间绝缘耐压测试和外观缺陷视觉检测，并将各项检测数据与预设品质标准阈值比对以判定产品合格与否；

8、中央控制模块，分别与上述各模块通过工业现场总线通信连接，用于对各模块运行参数集中设定、运行状态实时监控和数据记录存储，并依据在线检测模块反馈的品质数据自动调整前序各模块工艺参数。

9、进一步的，还包括：线材预处理模块，设置于自动供料模块与卧式绕线成型模块之间，用于对进入绕线工位前的线材依次进行表面除油清洁、多辊矫直平滑处理和绝缘层微缺陷在线检测，该模块包括超声波清洗槽、上下错位布置的多组矫直压辊以及基于涡流检测原理的绝缘层缺陷探测传感器，对检测到的绝缘层微缺陷位置进行标记并记录缺陷坐标数据。

10、进一步的，还包括：不良品分拣与质量追溯模块，设置于在线检测模块后方，用于接收在线检测模块判定的不合格产品并依据缺陷类别进行自动分类分流，将可返工产品通过返工输送带送入返工处理通道，将不可返工产品送入废品收集箱，同时将每件不合格产品的缺陷类型代码、缺陷位置信息、对应工艺参数快照和时间戳数据自动录入产品质量追溯数据库。

11、进一步的，所述自动供料模块中的多级张力自适应调节装置包括入口张力轮、中间储能摆杆、出口张力轮和伺服张力控制器，线材依次绕过入口张力轮、中间储能摆杆和出口张力轮，中间储能摆杆的角位移传感器实时检测摆杆摆动角度并转化为线材实际张力值，伺服张力控制器将实际张力值与预设目标张力设定值比对后输出控制信号调节放线盘伺服电机转速，在绕线速度变化时将线材张力波动幅度控制在预设张力容差范围内。

12、进一步的，所述卧式绕线成型模块中的精密排线机构包括横向移动滚珠丝杆副、排线导轮组件和步进驱动电机，排线导轮组件安装于横向移动滚珠丝杆副的滑台上，步进驱动电机通过联轴器驱动滚珠丝杆旋转使排线导轮组件沿磁芯坯料轴向平移运动，每完成一匝线材的绕制后步进驱动电机驱动排线导轮组件横向移动一个线径的距离使相邻两匝线材紧密贴合排列；

13、所述卧式主轴驱动机构包括主轴伺服电机、减速器、主轴角度编码器和气动夹持组件，主轴伺服电机通过减速器驱动主轴旋转，主轴角度编码器实时反馈主轴旋转角度以实现绕线匝数的精确计量，气动夹持组件用于装夹和固定磁芯坯料。

14、进一步的，所述卧式绕线成型模块中的张力闭环反馈机构在绕线过程中持续监测线材张力并通过下式计算的补偿量实时调节放线盘阻尼力矩：；其中为放线盘阻尼力矩补偿量，为比例增益系数，为线材实测张力值，为预设绕线目标张力值，为微分增益系数。

15、进一步的，所述端子成型连接模块中的绝缘层环切剥离操作由精密环切剥线机构执行，该机构包括上下对称配置的两组v形环切刀片、刀片径向进给伺服机构和可调节剥线长度限位挡块，v形环切刀片在刀片径向进给伺服机构驱动下沿引出线径向切入绝缘层至预设深度后停止进给，随后线材夹持机构沿轴向回退使被切入的绝缘层从线芯上完整剥离以露出预定长度的裸线端。

16、进一步的，所述外形整形与包封模块中的外形尺寸校准操作由精密合模整形机构执行，该机构包括上成型模具、下成型模具和液压伺服驱动组件，液压伺服驱动组件推动上成型模具向下成型模具方向移动执行合模动作对电感半成品的外形尺寸进行校正压缩，下成型模具内嵌入的位移传感器实时检测合模间隙量，当合模间隙量达到预设间隙目标值时液压伺服驱动组件停止加压并保压预设时长后开模释放产品。

17、进一步的，所述在线检测模块中的电感量测量采用lcr数字电桥在预设测试频率和预设测试电压条件下通过四端对测试夹具测量电感产品的电感量值，直流电阻测量采用四线制开尔文测试法消除测试引线电阻对测量结果的影响，匝间绝缘耐压测试采用脉冲式匝间短路测试仪向被测线圈施加预设幅值的高压脉冲并比较标准良品线圈与被测线圈的衰减振荡波形差异来判定匝间绝缘是否存在短路故障，外观缺陷视觉检测采用多角度布置的工业相机阵列获取电感产品多方位表面图像并通过深度学习视觉识别算法检测引脚歪斜、包封层裂纹和表面异物附着缺陷。

18、进一步的，所述中央控制模块包括工业控制计算机、可编程逻辑控制器和分布式远程输入输出模块，工业控制计算机运行上位机监控管理软件用于工艺配方参数的集中设定与修改、品质检测数据的统计过程控制分析与图表化显示以及生产过程日志的存储与检索，可编程逻辑控制器通过分布式远程输入输出模块与各模块的伺服驱动器、传感器和执行元件进行实时数据通信，可编程逻辑控制器内部运行自整定工艺参数优化算法，所述自整定工艺参数优化算法根据在线检测模块反馈的品质偏差数据自动计算并更新各前序模块的工艺参数修正值。

19、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

20、本系统实现了卧式电感从原材料供料到成品检测分拣的全流程自动化连续作业，各工序之间无需人工参与操作和物料流转，减少了人为因素带来的产品质量偏差，也避免了人工转运过程中对磁芯、半成品造成的磕碰、刮伤等意外损伤。

21、自动供料模块的多级张力自适应调节装置能够根据线材的输送速度实时调整阻尼力矩，维持线材张力稳定，避免绕线过程中张力波动带来的线材拉断、线圈松紧不均等问题。卧式绕线成型模块的精密排线机构能够保证线材绕制过程中匝间排列整齐，各层绕组的松紧度一致，提升线圈绕组的电气性能一致性，减少因绕线问题带来的性能偏差。

22、端子成型连接模块的环切剥线结构能够在不损伤内部线芯的前提下完成绝缘层的剥离，端子连接过程的运行参数可控，保证引出线与端子的连接可靠性，降低接触电阻不稳定的问题。外形整形与包封模块能够保证成品电感的外形尺寸统一，引脚折弯角度符合要求，外包覆的绝缘保护层厚度均匀，提升产品的结构一致性和绝缘防护性能。

23、在线检测模块能够对所有成品的各项电气性能和外观状态进行全量检测，避免不合格产品流出。中央控制模块能够统一调度各模块的运行，还可根据检测得到的产品质量数据自动调整前序工序的工艺参数，形成全生产流程的质量闭环控制，持续提升产品的质量稳定性。不良品分拣与质量追溯模块能够对不合格产品按照缺陷类型进行分类处理，同时留存对应产品的生产过程数据，便于后续的质量问题排查和工艺优化。