＊李 伟

（晋能控股煤业集团有限公司化工厂 山西 037003）

引言

因为电子雷管是通过电子控制模块实施管控的，所以对它的精确性、稳定性和安全性要求均比较高，被广泛应用于爆破领域。不过，现阶段电子雷管在生产过程中还存在一些问题，如效率不高、产量较少、发展缓慢等。目前造成电子雷管生产效率低的主要原因是引火元件的生产效率较低和检测效率较低。因为引火元件的药头和控制模块焊接、脚线和控制模块焊接的生产技术比较高，而人工生产水平较低，根本达不到生产要求，所以使得电子雷管生产效率非常低。为有效地解决上述问题，研发部门研发了一款能够自动焊接和检测的设备，即电子雷管引火元件自动焊接检测一体机。其不仅能够同时焊接药头和控制模块、脚线和控制模块的四个部位，而且可以同时检测10发引火元件，这就为电子雷管高效生产带来了积极的作用。

1.电子雷管生产线的结构

(1)电子雷管装配结构

电子雷管装配由九个环节组成：①电子延期模块，是指从暂存间送至排模工位处，当排模完成再运到焊接处；②脚线排模，其是从暂存间送到排模工位处，当排模完成后再运到焊接处；③电子引火元件焊接，是指电子延期模块传到点焊处，以完成对焊与检测；④电子引火元件排模，其主要是调节焊接之后的引火元件模具，将模具调节后再运到卡口编码处；⑤雷管传送，是指先从暂存间由人工分到装配间，然后通过皮带运到卡口编码检测处；⑥卡口编码检测，主要是指检测引火元件与雷管，将它们运到卡口编码检测处利用检测一体机实施检测；⑦卸模装箱，当卡口编码检测合格之后，再将电子雷管运到卸模装箱处，以开展包装，同时将使用说明书和雷管编码规则说明一同放入箱内；⑧收集封箱，当装箱完毕，就将其转到人工处进行封箱和贴码；⑨组批转运，当封箱完毕就对电子雷管进行组批，最后转到中转库中。

(2)电子雷管智能制造线结构

通常，电子雷管智能制造线结构由两部分构成：一部分是电子引火元件焊接系统；另一部分是电子雷管装配控制系统。电子引火元件焊接系统的运行过程包括六个步骤，即药头冲切、药头摆放、锡膏喷涂、药头焊接、自动排摸，以及药头芯片检测。整个流程经工控机、运动控制卡与控制元件相连，进而管控各个步骤，达到自动焊接、自动检测的效果，全面实现自动化运行。电子雷管装配控制系统的运行过程主要包括七个步骤，即雷管分发、雷管取管、套雷管、卡口、药管线卡打码、线卡扫码，以及检测。

2.电子雷管引火元件生产过程中存在的安全隐患及常见的焊接问题

(1)电子雷管引火元件生产过程中存在的安全隐患

电子雷管的构成包括两部分，即引火元件与基础雷管。因为电子雷管具有特殊的性质，所以其在装配过程中，存在很大的安全隐患。引火元件的结构包括脚线、电子芯片控制程序与引火药头。因为其具有易燃特点，所以对火焰、静电、摩擦非常的敏感。对于基础雷管来说，其结构包括黑索今、DDNP、延期元件，也具有易燃易爆的特点，因此对火焰、摩擦、静电也非常的敏感。

(2)电子雷管引火元件常见的焊接问题

电子雷管引火元件的焊接过程非常复杂，经常会出现焊接短路的情况。虽然焊接短路问题属于非接触性危险隐患，不需要进行人机隔离，但是发生的频率特别高，因此焊接人员必须注意此问题。另外，电子雷管引火元件在焊接过程中，经常出现气压不稳的情况，一旦气压不稳定就会影响焊锡喷涂的效果，进而影响焊接质量。其中，影响较大的两个方面：一方面，气压不稳定导致锡膏喷涂量较多，此情况会影响检测的结果，使检测结果为漏电，最终导致结果错误而无法使用。另一方面，气压不稳定导致锡膏喷涂量过少，此情况会由于焊锡过少而造成芯片模块和脚线焊接未到位，进而影响后面的工序，如套管、卡口等，同时还会引发质量不合格的隐患，给使用带来很大的麻烦。

3.焊接检测流程设计

目前，锡焊技术非常高效，具有焊接质量好、成本低、效率高的特点，因此其被广泛应用。于是，在电子雷管引火元件焊接中，焊接人员也选用了锡焊技术，并根据控制模块、脚线、药头等实际情况对锡焊形式进行调整。经过调整被采用的焊接形式如下：药头和控制模块、脚线和控制模块一共有四个焊点，为了提高生产效率，就改为两个焊头，并且每个焊头均有两个焊点。首先，把控制模块、脚线、药头良好装于模具中，设计为10发模组与10发脚线，将模具从气缸放至焊接处，并良好固定。然后，自动剪切药头并检测。如果有不合格的产品就剔除，再重新剪切，再次检测，同时把检测合格的药头放到焊接处，在此每10发产品展开焊接。两个焊头，可以焊接四个焊点。当焊接完毕，立即用冷却设备展开冷却，完成之后送到检测处，以自动实施检测。

4.电子雷管引火元件自动焊接检测一体机的设计

(1)药头输送、药头剪切及检测

首先，药头输送部分。药头输送部分的组成包括：支撑部分、药头料盘、磁条收料盘、消磁机构，以及传感器。其中，药头料盘设置于上料轴处、磁条收料盘设置于减速电机轴处。其操作流程为：把药头料盘的磁条拿出来，放在磁条收料盘当中。药头进给部分位于消磁装置之后，其操作流程：药头钢带通过消磁区进入药头进给部分。其次，药头剪切及检测部分。药头剪切及检测的组成包括：送料轨道、上下切刀、传感器、上下导向机构、冲切气缸、进给部分、压紧机构以及钢带。其运行过程：首先药头输送部分把药头运至剪切处，这时冲切气缸就会出来把药头切断，然后检测探头会将切断的药头压于焊盘上，以检测药头的电阻值，要是药头的电阻值不达标，检测设备就会把药头剔除掉；如果药头的电阻值达标，药头转移部分就会把药头运到焊接处。

(2)自动焊接夹具

自动焊接夹具主要由三部分构成，分别为底板、控制模组PCB夹具，以及脚线夹具，其定位主要通过定位销实现。

(3)自动焊接部分

自动焊接部分主要由三部分构成，分别为上下运动部分、两个恒温焊笔，以及四个焊锡丝输送部分。其运行过程：首先药头转移部分会将药头运到焊接处，让其和PCB板相接触，然后恒温焊笔通过电机控制至适当的焊接处，让焊头和药头相接触，随后焊锡丝输送部分会运转，将特定长度的焊锡丝运至接触面处，并融化焊锡丝，使药头与PCB、脚线与PCB连接，连接之后抬起脚线焊头和药头焊头，并用冷却设备进行冷却，其目的是让焊点迅速凝固。通常，焊接运用的是无铅焊锡丝，其熔点大概为220℃。同时还需要一定的保压处理。这是因为焊锡的凝固时间非常长，如果焊接的保压时间太少，则焊锡不容易凝固，就会影响焊接的质量。通过研究发现，保压的最佳温度应为180℃，此温度的焊接效果非常好。如果具有冷却设备，则焊接以后可以直接把焊锡冷却，这样就能使焊锡快速固化，能够显著减少保压的时间。通常，焊接过程包括四个环节，分别为焊头下降环节、送锡环节、焊接保压环节、焊头上升环节。其中，焊头下降环节与焊头上升环节的时间是特定的，而送锡环节与焊接保压环节的时间是不同的，因此要想增大引火元件的生产效率，可通过减少送锡环节与焊接保压环节的时间实现。经过不断的研究，得到了焊头温度、送锡时间和保压时间之间的关系，见表1。由表1可知，焊头温度越高，送锡时间越短，保压时间越长。

表1 焊头温度、送锡时间和焊接保压时间的关系

(4)自动检测部分

自动检测的构成包括：药头检测部分与脚线检测部分。药头检测部分主要由压紧部分、上下运动部分，以及探针构成。其中，上下运动部分由气缸管控，其主要作用是让探针上下运动。当对药头电阻进行检测时，需要将压紧部分向下压，以使探针上升，从而与控制模块充分接触。脚线检测部分主要由压紧部分、上下运动部分以及探针部分构成。其中，上下运动部分由气缸管控，其主要作用是让探针上下运动。这样，当探针向上运动时，就能良好和焊接夹具的脚线座相连接。经过大量试验后发现，如果利用人工焊接、检测的方法，则检测10发半成品的时间需要150s、检测10发药头的时间需要20s，总共需要170s；如果利用自动焊接检测一体机，则检测10发半成品以及药头的时间仅需15s，自动检测效率要比人工检测效率大概高11倍。由此可见，自动焊接检测一体机的检测效率非常高。

(5)打标设备

不合格打标设备主要设置在检测机构的周围，其构成包括：左右运动部分、药头不合格标记设施，以及芯片不合格标记设施等。当检测设备发现不合格产品时就进行标记。

5.电子雷管引火元件自动焊接检测一体机的过程及使用效果

一般来说，电子雷管引火元件自动焊接检测过程主要包括四个步骤，具体如下：①涂锡膏；②电子延期模块焊接；③自动排摸；④电子延期模块检测。因为执行机构驱动器与运动控制模块是由上位机软件控制执行元件制定流程和标准，所以电子雷管引火元件焊接过程是非常精确和高效的，能够自动、快速、稳定地实现电子延期模块焊接、引火元件检测，以及引火元件排模的内容。同时，引火元件检测系统是通过模具将电子芯片模块装于模具中的，由此能够对10发电子芯片模块自动实施焊接。经过使用后发现此电子雷管引火元件自动焊接检测一体机非常高效、安全、稳定，不仅药头检测结果非常准确，而且脚线和控制模组的排模极其简单，完全符合生产标准，同时还有效地增强了焊接效率，其速度高达每小时500发，并且焊接质量非常好。

6.电子雷管引火元件自动焊接检测一体机的应用

就现阶段的实际发展状况来看，电子雷管引火元件自动焊接检测一体机在现阶段爆破行业中得到了较为广泛的使用。这主要是因为其与传统的电子雷管引火元件相比，具有多方面的优势，其中包括安全性能高、工作效率高以及质量高等，在很大程度上保障了工作人员的安全性，提高了整个爆破行业的工作质量和工作效率，伴随着科学技术的不断进步，爆破行业很多企业在实际发展中，也在不断对电子雷管引火元件自动焊接检测一体机进行进一步的创新和优化，从而使得电子雷管引火元件自动焊接检测一体机能够更好的进步和发展，为爆破行业的安全性和工作质量的提高起到更好的促进作用。

7.总结

综上所述，电子雷管在爆破领域非常的重要，其不仅会影响起爆的效率，而且还会影响起爆的质量。正因为电子雷管由电子控制模块管控，其精确性、稳定性、可靠性均很高，因此其适用于爆破工程，但是电子雷管的生产环节问题较多，其中最主要的问题就是引火元件焊接质量差、检测水平低，使得电子雷管的生产效率非常低。为有效地解决电子雷管引火元件生产效率低的问题，就特别研发了电子雷管引火元件自动焊接检测一体机，此设备不仅运行效率高，而且焊接质量非常好、检测水平非常高，为生产带来了积极的作用。