新产品和新功能的电子整机日新月异，因而对电容器的各方面性能指标提出了更高的要求，在"绿色照明工程"、新光源、节能灯、开关电源、电磁防护、汽车电子及航空航天和军事领域等电子设备中，对电容器质量尤其是"高频、高压、高湿、抗电磁干扰"方面的要求越来越高。本文介绍一款适用于4000V耐电压薄膜电容器测试的分选机。电容分选机在国外已有较长历史，而我国在20世纪80年代末期才开始研制生产，逐步替代进口，改变了进口电容一统天下的局面。目前，国内生产的电容分选机主要采用振动上料方式，链条带动夹具传动实现测试分选。普通存在设备大、速度低和维护难等缺点；国外发展相对较快，大部分也是采用振动上料方式，但也存在电容上品率低、容易卡住电容和维护难等不足，尤其是不能满足2000V以上的高耐压测试要求。分选是电容器交给用户前的最后一到质量保证工序，因而决定了分选机的重要性，我们研制的FX－120薄膜电容自动分选机的功能是完成薄膜电容器的测试分选，主要进行容量不足检测、直流飞弧检测、直流双向耐压测试、损耗及容量测试并自动分选，分档选入相应的料盒中，本设备采用独特的载板直接上料方式以及独特的测试方式，既减少了原有的拔芯环节又满足了高压测试的要求，大大提高了生产效率和产品合格率。

2 项目的组成及工作原理

2.1 组成及工艺流程

FX－120薄膜电容分选机主要由载料板上料部件、链条传送部件、拔芯部件、电容器整形部件、电容耐压和容量测试部件、分选下料部件等组成，设备采用了PLC控制、中文触摸屏显示界面、凸轮组连动和气动相结合的结构。其工艺流程图如图1。

2.2 工作原理

首先将载有电容器的载料板放入上料槽中，上料机构带动载料板自动进料并通过气缸吸取、翻转90°后放入链条传送部件，当光纤传感器检测到电容管脚时，拔芯部件动作将电容器从载料板上拔出送入小盘，经两次管脚整形后送入测试分选大盘，在大盘上对电容器进行Co测试，FO飞弧检测、DCTV直流正反向充电耐压测试、ΔC容量及D1损耗测试、最后把电容器分选到相应料框中，图2是基本机构图。

2.3 主要部件

2.3.1 上料机构

首先，通过电机传动将料盒中的母料载板带至料盒前端，再经负压将母料载板吸放至送料部件链条上，母料载板传送至推料部件处，再由机械爪将电容一个一个拔出，推至小盘，完成上料动作。如何保证机械爪准确无误地分离电容，而不附带出其他是该设备的关键技术之一。此处的设计是通过两个滚轮将母料的载板压紧，而且两滚轮的位置需要准确定位。经过大量试验，以及多次现场使用试验，认为利用滚轮压料结构简单，而且能够实现不同规格电容的上料动作，推料准确可靠。 这一上料机构的独特设计，大大提高了生产效率，提高了上品率。上一工艺完成的母料载板可直接放入料柜，进行上料、拔料、测试分选。不再用人工或通过拔芯机拔料再振动上料。

2.3.2 小转盘机构

小转盘机构的功能是把从母料上拔出的电容传送至测试分选机构。采用精密分度机构驱动以保证小盘转动精确可靠。在此机构中，夹、放电容的动作是由凸轮时序控制。

由于在测试分选机构中，电容的两个引线被分别放置在两个电极端进行加压测试，所以要求在此之前两个引线应平整而且张开适当角度，针对这一要求，本文设计了两个整形引线部件，主要完成电容引线的整形工艺。

2.3.3 测试分选机构

测试分选机构是实现电容分选的关键机构。在此机构中完成对电容的CO测试、FO飞弧检测、DCTV直流正向反向充电耐压测试，容量损耗测试等，最后将电容分选到相应的料框中。

在该机构中，测试盘的转动也是精密分度机构驱动，以保证测试盘转动精确可靠。测试盘的电极加压、测试信号接入及夹子的开合动作均由凸轮时序控制完成。

3 电气控制

3.1 硬件设计

电气控制的原理框图如下图3所示。

3.1.1 电气控制系统

采用了可编程控制器（PLC）技术，它具有通用、灵活、抗干扰能力强、可靠性高等特点，本项目预留有输入、输出扩展空间，为软硬件的升级提供了方便，适应客户增加的需求。

3.1.2 中英文显示操作屏

通过操作实现人机对话，显示产品分选总数，C0、FO、TV1、TV2等不合格品数的显示，计数器的复位与设置，设备信息和故障信息显示等。

3.1.3 光纤传感器

光线传感器在本设备中主要是检查电容载板和电容引脚，光纤传感器具有灵敏度高且可调，反应速度快，体积小，易安装等特点，我们选择了反射性光纤传感器和放大器。

3.1.4 光码盘

我们用8个光电开关组成光码盘部件进行角度编码，这一设计节约了成本，也完成了角度编码功能。通过光码盘不同的位置来改变编码区域的角度范围。PLC通过采集光码盘的状态来判定转位角度区域，并发出控制信号。

3.1.5 电磁阀

PLC通过控制电磁阀来控制各气缸动作，负压的产生等，完成电路系统与气路系统的联接。

3.1.6 转位电机

转位是整机运行的核心，要求低速启动，速度可调，运行稳定。

3.1.7 进给电极

进给的准确与否直接关系到电容上品率和合格率，所以我们选择松下小惯量伺服系统驱动，该系统具有起停速度快，惯量小，定位准确等特点。

4 软件设计

项目软件设计为手动和自动两种模式。软件工作流程如图4所示。

5 气动控制

液压与气动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算机技术相结合，使液压与气动技术进入了一个新的发展阶段，而气动控制系统结构简单、成本低，压力等级低，使用安全，与液压传动相比流动损失小、可靠性高、寿命长、基于以上这些优点，气动系统是本设备的首选控制系统。设备中采用SMC公司的气动控制系统。

气动系统原理如图5所示。

FX－120薄膜电容自动分选机使用了13个气缸、1个真空发生器，13个电磁阀、以及数量不等的节流阀等，这些气动控制元件、执行元件完成了设备的上料、整形、落料等动作。整个气路系统运行安全可靠、调节方便。

6 关键技术及解决方案

（1）高压测试上采用活动电极和固定电极相配合的独特测试结构，铜电极压紧测试，与传统的链条滑动方式相比较，避免了高压拉弧的不足，满足高压测试的要求，图6是电极结构图。

（2）如何保证推料时机械爪准确无误地分离电容，而不附带出其他电容是该设备的关键技术之一。

（3）通过调整各传感器和推料机械爪的位置即可实现不同规格电容的分选。这也就是本设备之所以能够用一套上料机构实现不同规格电容上料的原因，这一设计可使整机成本大降低，调整方便效率提高。

（4）小盘及大盘的转动精度直接影响电容芯子的夹取是否到位，分选能否实现。本机采用了进口高精度间歇分度机构并结合夹子的张合动作完成准确夹取。

（5）本机的动作多，是时序控制比较复杂，采用了结构精密的凸轮机构，简化了复杂的时序控制。

7 主要技术指标：

容量测量范围 0.0010－19μF

飞弧检测范围 DC100－1500V

耐压检测范围 DC85－4000V

分选速度 120只/min

8 结束语

本项目研制的电容分选机的性能指标与国内外分选机相比，有明显的优势，性价比高，尤其可满足高耐压电容的需求，目前已批量生产，在用户现场运行良好，具有较大的市场前景。