自动化封装设备的制作方法

1.本实用新型涉及封装技术领域，具体而言，涉及一种自动化封装设备。


背景技术：

2.现有技术中，提升芯包抗振动的方式主要是通过向铝壳内侧底部注入胶水来固定芯包，因其实现较为容易，已成为电容制造厂家主流选择，但目前电容器业界还没有成熟的具有向电容铝壳内部注胶功能的自动化封装设备，基本上都是以人工向电容器铝壳内侧底部注胶为主。现有技术提升产品密封效果的有效方法之一是向产品封口件表面涂布密封胶以密封封口件与引出端子之间的间隙及封口件与铝壳之间的间隙；但目前电容器业界还没有成熟的具有向电容封口件表面注胶功能的自动化封装设备，基本上都是以人工向电容器封口件表面注胶为主。
3.人工注胶时需要人工进行多个环节操作，工序复杂，且效率低下，不适合批量生产，同时由于人工操作速度有限，可能会导致芯包长时间暴露在空气中吸收空气中的水分，对产品可靠性和性能有影响，同时人工操作一致性差，难以保证产品品质。此外，作业过程中产生的废胶水液、废气和高温等有害物质及生产环境会对人体造成伤害。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种自动化封装设备，其能够实现自动化的注胶工艺，实现内部注胶和表面注胶，保证产品的抗振性能和密封性能，且避免了人工操作带来的一系列问题。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本实用新型提供一种自动化封装设备，包括芯包输送产线、上料振动盘、铝壳注胶装置、组合装置、封口束腰装置和表面注胶装置，所述芯包输送产线延伸至所述铝壳注胶装置下游，用于提供芯包，所述上料振动盘用于实现铝壳的上料，所述铝壳注胶装置设置在所述上料振动盘的下游，用于向所述铝壳内注胶，所述组合装置设置在所述铝壳注胶装置的下游，并位于所述芯包输送产线的下游，用于将所述芯包装入所述铝壳，并形成半成品件，所述封口束腰装置位于所述组合装置的下游，用于对所述半成品件进行卷边封口和束腰，所述表面注胶装置设置在所述封口束腰装置的下游，用于对卷边封口和束腰后所述半成品件进行表面注胶。
7.在可选的实施方式中，所述组合装置和所述封口束腰装置之间还设置有第一干燥隧道，所述第一干燥隧道设置在所述组合装置的下游，所述封口束腰装置设置在所述第一干燥隧道的下游，所述第一干燥隧道用于对所述半成品件进行干燥，以使所述半成品件内部的胶水至少部分固化。
8.在可选的实施方式中，所述表面注胶装置的下游还设置有第二干燥隧道，所述第二干燥隧道用于对表面注胶后的所述半成品件进行干燥，以使所述半成品件表面的胶水至少部分固化。
9.在可选的实施方式中，所述第二干燥隧道的下游还设置有摆盘装置，所述摆盘装置上设置有多个用于装配所述半成品件的容置孔，所述摆盘装置用于对所述半成品件进行摆盘和固定。
10.在可选的实施方式中，所述表面注胶装置包括注胶接口和转盘，所述转盘用于承载所述半成品件并带动所述半成品件旋转，所述注胶接口设置在所述转盘的一侧，用于对旋转状态下的所述半成品件进行注胶。
11.在可选的实施方式中，所述上料振动盘和所述铝壳注胶装置之间还设置有平送轨道，所述平送轨道位于所述上料振动盘的下游，所述铝壳注胶装置位于所述平送轨道远离所述上料振动盘的一侧，所述平送轨道用于承载多个由所述上料振动盘送出的所述铝壳，并将多个所述铝壳排列在一起。
12.在可选的实施方式中，所述铝壳注胶装置的下游还设置有检测装置，所述检测装置用于检测多个所述铝壳的注胶情况，并将注胶不良的所述铝壳排出所述平送轨道。
13.在可选的实施方式中，所述芯包输送产线包括芯包烘箱、机械手组件和保温箱，所述芯包烘箱内容置有多个架台，每个所述架台上排列有多个铁条，每个所述铁条均用于固定承载多个所述芯包，所述保温箱设置在所述芯包烘箱的下游，所述机械手组件设置在所述芯包烘箱和所述保温箱之间，用于将所述架台从所述芯包烘箱中取出，且所述机械手组件还用于将其中至少一个所述铁条从所述架台上取下并放入所述保温箱，所述组合装置设置在所述保温箱的下游。
14.在可选的实施方式中，所述芯包输送产线还包括空架台下料装置，所述空架台下料装置设置在所述芯包烘箱和所述保温箱之间，并位于所述机械手组件的下方，用于承载空的所述架台。
15.在可选的实施方式中，所述机械手组件包括相邻设置的第一机械手和第二机械手，所述第一机械手用于将所述架台从所述芯包烘箱中取出，所述第二机械手用于将所述架台上的至少一个所述铁条取下并放入所述保温箱，所述第一机械手还用于将空的所述架台放入所述空架台下料装置。
16.本实用新型实施例的有益效果包括：
17.本实用新型实施例提供的自动化封装设备，通过芯包输送产线来提供芯包，且上料振动盘中的铝壳由铝壳注胶装置完成内部注胶，再由组合装置将芯包装入铝壳，形成半成品件，利用封口束腰装置完成对半成品件的卷边封口和束腰操作，最后利用表面注胶装置完成对半成品件的表面注胶，整个过程无需人工参与，避免了人工操作，工序简单，效率高，同时注胶效果好，避免了芯包长时间暴露在空气中，保证了产品的可靠性和性能。并且一致性好，保证了产品品质，也避免了人工操作导致的有害物质及生产环境危害身体健康的问题。相较于现有技术，本实用新型实施例提供的自动化封装设备，能够实现自动化的注胶工艺，实现内部注胶和表面注胶，保证产品的抗振性能和密封性能，且避免了人工操作带来的一系列问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被
看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的自动化封装设备的结构示意图；
20.图2为图1中芯包输送产线的结构示意图；
21.图3为由图1中封口束腰装置完成封口后的半成品件的结构示意图。
22.图标：
23.100-自动化封装设备；110-芯包输送产线；111-芯包烘箱；113-机械手组件；115-保温箱；117-空架台下料装置；120-上料振动盘；121-平送轨道；130-铝壳注胶装置；131-检测装置；140-组合装置；150-封口束腰装置；160-表面注胶装置；161-胶水检测机构；170-第一干燥隧道；180-第二干燥隧道；190-摆盘装置；200-半成品件；210-铝壳；230-封口件。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
29.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.正如背景技术中所公开的，现有技术中提升芯包抗振动效果主要有三种封装思路：一是通过在铝壳表面长度方向上适当位置进行束腰来固定内部芯包；二是通过向铝壳内侧底部注入胶水的方式来固定芯包；三是通过在芯包上套橡胶圈的方法来减少芯包与铝
壳之间的间隙以提升芯包的抗振动性。其中通过向铝壳内侧底部注入胶水来固定芯包的方法因其实现较为容易，已成为电容制造厂家主流选择，但目前电容器业界还没有成熟的具有向电容铝壳内部注胶功能的自动化封装设备，基本上都是以人工向电容器铝壳内侧底部注胶为主。
31.同时，现有技术提升产品密封效果的有效方法之一是向产品封口件表面涂布密封胶以密封封口件与引出端子之间的间隙及封口件与铝壳之间的间隙；但目前电容器业界还没有成熟的具有向电容封口件表面注胶功能的自动化封装设备，基本上都是以人工向电容器封口件表面注胶为主。
32.利用人工进行铝壳内侧注胶和表面注胶的方式，具有以下缺点：
33.1、人工作业时，需要人工进行多个环节的串行操作，比如向铝壳内部注胶工艺，需要人工先向铝壳内部注胶水，再人工将芯包放入铝壳，然后人工把半成品放入烘箱干燥以初步固化铝壳内部胶水，最后再人工进行封口等；工人工作量大、耗时长效率低，不适合批量生产。
34.2、人工操作速度有限，可能会导致芯包因较长时间暴露于空气中而吸收空气中的水分，对产品性能及可靠性有影响；同时人工操作可能导致产品被污染，影响产品性能及可靠性。
35.3、人工作业存在较多的离散，导致不同产品内部及外部胶水的重量及胶水分布均匀性差异性大，对内部芯包固定效果及封口件表面密封效果产生较大影响。
36.4、作业过程中胶水材料本身及其产生的废气、废液等对人体可能有伤害。
37.5、胶水干燥过程中的高温容易导致人员烫伤。
38.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种自动化封装设备，下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.第一实施例
40.请参照图1至图3(图中虚线表示产品移动方向)，本实施例提供了一种自动化封装设备100，能够实现自动化的注胶工艺，实现内部注胶和表面注胶，保证产品的抗振性能和密封性能，且避免了人工操作带来的一系列问题，同时能够保证胶水分布均匀差异性较小，保证了产品的一致性。
41.本实施例提供的自动化封装设备100，包括芯包输送产线110、上料振动盘120、铝壳注胶装置130、组合装置140、封口束腰装置150和表面注胶装置160，芯包输送产线110延伸至铝壳注胶装置130下游，用于提供芯包，上料振动盘120用于实现铝壳210的上料，铝壳注胶装置130设置在上料振动盘120的下游，用于向铝壳210内注胶，组合装置140设置在铝壳注胶装置130的下游，并位于芯包输送产线110的下游，用于将芯包装入铝壳210，并形成半成品件200，封口束腰装置150位于组合装置140的下游，用于对半成品件200进行卷边封口和束腰，表面注胶装置160设置在封口束腰装置150的下游，用于对卷边封口和束腰后半成品件200进行表面注胶。
42.在本实施例中，自动化封装设备100适用于电容产品，其中电容产品包括铝壳210和封装在铝壳210内部的芯包，铝壳210内部采用注胶工艺，以保证电容产品的抗振动性能，同时封装表面也采用注胶工艺，以保证电容产品的密封性。本实施例利用上料振动盘120实
现铝壳210的振动上料，然后利用铝壳注胶装置130在铝壳210内部完成注胶动作，并利用组合装置140将芯包装入铝壳210，完成半成品件200的装配，最后利用封口束腰装置150完成封口和束腰动作，再利用表面注胶装置160完成表面注胶，以保证其密封性，整个过程无需人工参与，避免了人工操作，工序简单，效率高，同时注胶效果好，避免了芯包长时间暴露在空气中，保证了产品的可靠性和性能。并且一致性好，保证了产品品质，也避免了人工操作导致的有害环境危害身体健康的问题。
43.需要说明的是，本实施例中的上游、下游，指的是铝壳210、芯包或半成品件200的运动方向上的上游或下游，其中铝壳210、芯包和半成品件200均是电容产品的不同部件，铝壳210依次经过上料振动盘120、铝壳注胶装置130和组合装置140，芯包由芯包输送产线110提供，经过组合装置140进行组装后的半成品件200依次经过封口束腰装置150和表面注胶装置160，从上游向下游移动。
44.在本实施例中，组合装置140和封口束腰装置150之间还设置有第一干燥隧道170，第一干燥隧道170设置在组合装置140的下游，封口束腰装置设置在第一干燥隧道170的下游，第一干燥隧道170用于对半成品件200进行干燥，以使半成品件200内部的胶水至少部分固化。具体地，第一干燥隧道170用于干燥铝壳210内部的胶水，使得其能够实现预固化，保证一定的成型结构，方便后续进行封口束腰动作。
45.在本实施例中，表面注胶装置160的下游还设置有第二干燥隧道180，第二干燥隧道180用于对表面注胶后的半成品件200进行干燥，以使半成品件200表面的胶水至少部分固化。具体地，第二干燥隧道180用于干燥铝壳210表面的胶水，使得其能够实现预固化，避免后续动作时表面胶水流动影响密封性能。
46.在本实施例中，第二干燥隧道180的下游还设置有摆盘装置190，摆盘装置190上设置有多个用于装配半成品件200的容置孔，摆盘装置190用于对半成品件200进行摆盘和固定。具体地，摆盘装置190中的多个容置孔能够固定多个半成品件200，每个半成品件200均以本体朝下、引线朝上的方向放入容置孔中，以确保半成品件200的铝壳210内部以及封口处初步固化的胶水不会流动。
47.在本实施例中，在摆盘装置190进行摆盘后，可将多个半成品件200再次放入烘干箱内再进行一段时间的烘烤，以确保铝壳210内部以及封口处表面的胶水彻底固化。
48.在本实施例中，表面注胶装置160包括注胶接口和转盘，转盘用于承载半成品件200并带动半成品件200旋转，注胶接口设置在转盘的一侧，用于对旋转状态下的半成品件200进行注胶。具体地，表面注胶时，半成品件200边进行360度旋转边进行注胶，从而保证了表面注胶的均匀性。此外，封口束腰装置150利用封口件230完成铝壳210的封口操作，同时本实施例可以优化封口件230的铝壳卷边形状，在铝壳210端头与封口件230之间留有间隙，使得胶水可以流到封口件230与铝壳210之间的间隙，从而确保封口件230表面所有区域均匀注胶。
49.需要说明的是，为了增加产品的散热能力，本实施例中铝壳210内部的胶水优选采用具有一定导热能力的胶水，例如掺杂有导热材料的胶水。当然，铝壳210表面的胶水也可以采用具有导热能力的胶水。
50.在本实施例中，上料振动盘120和铝壳注胶装置130之间还设置有平送轨道121，平送轨道121位于上料振动盘120的下游，铝壳注胶装置130位于平送轨道121远离上料振动盘
120的一侧，平送轨道121用于承载多个由上料振动盘120送出的铝壳210，并将多个铝壳210排列在一起。具体地，平送轨道121用于将多个铝壳210排列整齐，方便铝壳注胶装置130完成注胶，也方便组合装置140连续地取下多个铝壳210，并与多个芯包装配在一起，进一步提升了装配效率。
51.在本实施例中，铝壳注胶装置130的下游还设置有检测装置131，检测装置131用于检测多个铝壳210的注胶情况，并将注胶不良的铝壳210排出平送轨道121。此处注胶可采用气压注胶系统或定量泵等完成注胶，胶水有无检测可采取传感器检测等实现检测。
52.在本实施例中，在表面注胶装置160和第二干燥隧道180之间还设置有胶水检测机构161，用于对注胶后的半成品件200进行检测，及时排查注胶不良的半成品件200，能够确保所有半成品件200的表面被均匀注胶，而不良品则在进入第二干燥隧道180前自动排出，可人工擦拭其表面的胶水后再次手动放入注胶处进行注胶。优选地，胶水检测机构161可以直接设置在表面注胶装置160上，其检测原理与检测装置131相同，在此不再详细介绍。
53.芯包输送产线110包括芯包烘箱111、机械手组件113和保温箱115，芯包烘箱111内容置有多个架台，每个架台上排列有多个铁条，每个铁条均用于固定承载多个芯包，保温箱115设置在芯包烘箱111的下游，机械手组件113设置在芯包烘箱111和保温箱115之间，用于将架台从芯包烘箱111中取出，且机械手组件113还用于将其中至少一个铁条从架台上取下并放入保温箱115，组合装置140设置在保温箱115的下游。具体地，芯包烘箱111内层叠设置有多个架台，并且芯包烘箱111的一侧设置有开口，机械手组件113能够通过开口处将其中一个架台取出，被机械手组件113取出的架台从芯包烘箱111的顶部逐步向外移出，且每次只向外移出两根铁条之间的间距，方便实现单根铁条的下料动作。
54.在本实施例中，芯包输送产线110还包括空架台下料装置117，空架台下料装置117设置在芯包烘箱111和保温箱115之间，并位于机械手组件113的下方，用于承载空的架台。具体地，当架台上的多个铁条经过一次次下料后，空架台由机械手组件113送至空架台下料装置117进行叠放，待该批次所有架台均完成下料后，可由报警设备进行警示，提醒操作人员移走该批次所有的空的架台，准备下一个批次的作业。
55.机械手组件113包括相邻设置的第一机械手和第二机械手，第一机械手用于将架台从芯包烘箱111中取出，第二机械手用于将架台上的至少一个铁条取下并放入保温箱115，第一机械手还用于将空的架台放入空架台下料装置117。当然，此处机械手组件113也可以利用多个机械手来共同完成架台取出、铁条下料的动作。
56.保温箱115出口处设置有切割机构，用于将铁条上的多个芯包逐个切断下来，方便后续在组合装置140的作用下完成与铝壳210的组合。
57.本实施例提供的自动化封装设备100，其工作原理如下：
58.同一批次的多个架台放入到芯包烘箱111中，每个架台上排列有多条焊接有芯包的铁条，用于托起架台的机械手组件113自动将排列在最上面的架台托起，被机械手组件113托起的架台从和芯包烘箱111侧顶部逐步向外移出，每次只向外移出两根铁条的间距。
59.当其中一根铁条从烘箱中移出时，机械手组件113便将该铁条移送至保温箱115待用。当该架台上所有铁条均被取下时，空架台会自动下料至下游的空架台下料装置117，并自动完成该批次所有空架台的叠放。在该批次所有架台完成下料后，设备报警批次结束，人工移走空架台，准备作业下一个批次。
60.多个铝壳210从上料振动盘120自动上料至平送轨道121排列整齐，并利用铝壳注胶装置130完成内部注胶动作，并利用检测装置131完成检测，注胶不良的铝壳210会被自动排出。
61.单根铁条在保温箱115的出口处完成切断动作，将多个芯包从铁条上切下来，并在组合装置140的作用下完成与铝壳210的组合。
62.通过组合装置140完成铝壳210和芯包组合的半成品件200在第一干燥隧道170中边移动边干燥，并在第一干燥隧道170的出口处完成铝壳210内部胶水的初步固化。
63.完成铝壳210内部胶水初步固化的半成品件200在封口束腰装置150处完成束腰和卷边封口，完成束腰和卷边封口的半成品件200在表面注胶装置160处完成封口件230表面注胶作业，为了使得封口件230表面能够均匀涂布胶水，表面注胶装置160采用半成品件200边旋转边注胶的方式，同时优化卷边形状，在铝壳210端头与封口件230之间留有间隙，使得胶水可以流到封口件230与铝壳210之间的间隙，从而确保封口件230表面所有区域注胶均匀。
64.完成封口表面注胶的半成品件200被放入第二干燥隧道180进行初步干燥，并确保在第二干燥隧道180的出口处封口件230表面的胶水已初步固化。
65.完成封口件230表面胶水初步固化后的半成品件200会通过摆盘装置190自动进行摆盘，摆盘装置190中的多个容置孔能够固定多个半成品件200，每个半成品件200均以本体朝下、引线朝上的方向放入容置孔中，以确保半成品件200的铝壳210内部以及封口处初步固化的胶水不会流动。
66.最后整盘的半成品件200会被放入烘干箱内再进行一段时间的烘烤以确保铝壳210内部以及封口件230表面的胶水彻底固化。
67.本实施例中针对经过自动化封装设备100的产品进行性能测试，得到如下表格，可以进一步证明本技术中芯包内外注胶的方式注胶效果好，保证了产品的可靠性和性能。其中，表一为常规产品，即未采用注胶的产品，表二为本实施例中提供的产品，即铝壳底部有胶水固定，且封口件表面有密封胶的产品。
68.表一
[0069][0070]
表二
[0071][0072]
其中，电容器一般测试以下4个参数。cap：容量；df：损耗；esr：等效串联电阻；lc：漏电流。同时，本实施例中提及的示例产品型号为：250v/120uf，φ18x40。其中的高频振动条件可参考军用固体电解质铝固定电容器通用规范，并参照gjb 360b-2009方法204进行试验，同时把试验条件从200m/s2提升至500m/s2。高压蒸煮条件为：121℃/100％相对湿度/2大气压，高压蒸煮504小时。
[0073]
综上，本实用新型实施例提供的自动化封装设备100，通过芯包输送产线110来提供芯包，且上料振动盘120中的铝壳210由铝壳注胶装置130完成内部注胶，再由组合装置140将芯包装入铝壳210，形成半成品件200，利用封口束腰装置150完成对半成品件200的卷边封口和束腰操作，最后利用表面注胶装置160完成对半成品件200的表面注胶，整个过程无需人工参与，避免了人工操作，工序简单，效率高，同时注胶效果好，避免了产品长时间暴露在空气中，保证了产品的可靠性和性能。并且一致性好，保证了产品品质，也避免了人工操作导致的有害物质及生产环境危害身体健康的问题。
[0074]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。