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全自動(dòng)封帽機(jī)無烘箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2021-07-31 06:43:06王鵬程馬軼博
關(guān)鍵詞:管座烘箱下料

王鵬程,馬軼博

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所,山西 太原 030024)

1 全自動(dòng)封帽機(jī)無烘箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究背景

全自動(dòng)封帽機(jī)是光通信領(lǐng)域中用來生產(chǎn)光模塊的核心設(shè)備,廣泛應(yīng)用于TO 系列元器件的封焊[1]。隨著5G 的快速發(fā)展,為了應(yīng)對(duì)TO 系列元器件的多樣化和客戶的封焊速度需求,需要設(shè)計(jì)不同類型的全自動(dòng)封帽機(jī)[2],無烘箱的全自動(dòng)封帽機(jī)就是其中一種。封焊產(chǎn)品的同軸度和氣密性指標(biāo)決定設(shè)備的優(yōu)良[3],氣密性通過設(shè)備密封性來決定,因此設(shè)計(jì)理念的重中之重是提高設(shè)備密封性和封焊速度。

本文設(shè)計(jì)了一種新型的全自動(dòng)封帽機(jī)無烘箱結(jié)構(gòu),設(shè)備密封外罩整體由鈑金件焊接保證其密封性,優(yōu)化了內(nèi)部上下料結(jié)構(gòu),使流程更便捷,穩(wěn)定性更好,速度更快。

2 全自動(dòng)封帽機(jī)的結(jié)構(gòu)

全自動(dòng)封帽機(jī)主要由管座上下料整體、手套箱、管帽上下料整體三部分拼接組成,全自動(dòng)封帽機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 全自動(dòng)封帽機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

全自動(dòng)封帽機(jī)工作開始,TO 元器件管座從管座上下料整體結(jié)構(gòu)中上料組件進(jìn)行上料,管帽則由管帽上下料整體結(jié)構(gòu)中上料組件上料,分別通過搬運(yùn)結(jié)構(gòu)輸送至封帽組件上下電極進(jìn)行視覺對(duì)位,對(duì)位完成后進(jìn)行封帽,封帽完成后由成品吸嘴吸附運(yùn)動(dòng)至管座料盤內(nèi),再通過搬運(yùn)結(jié)構(gòu)分別將管座料盤(成品盤) 和管帽料盤(空盤) 輸送至下料組件。封帽機(jī)的具體工作流程見圖2。

圖2 封帽機(jī)工作流程圖

3 無烘箱設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在保證手套箱結(jié)構(gòu)不變的要求下,去掉左右烘箱,對(duì)TO 元器件管座管帽上下料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),完成設(shè)備輸送流程。為保證設(shè)備整體的密封性,密封罩采用焊接方式連接。

3.1 管座上料結(jié)構(gòu)優(yōu)化

TO 管座料盤(5 盤) 預(yù)先放置在管座上料支撐條上。設(shè)備整體復(fù)位,升降機(jī)構(gòu)中的橫推板運(yùn)動(dòng)到上位,與支撐條平齊,將料盤推入升降機(jī)構(gòu)中。升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)至中位,氣缸驅(qū)動(dòng)上料阻擋片擱置第二個(gè)料盤(從下往上)。此時(shí)手套箱中搬運(yùn)組件開至出料位,升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)至下位,將第一個(gè)料盤嵌套在搬運(yùn)板銷釘中。搬運(yùn)板回至進(jìn)料位,升降機(jī)構(gòu)上升至上位,上料阻擋片打開,開始第二盤進(jìn)料,以此類推。管座上料結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 管座上料結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 管座下料結(jié)構(gòu)優(yōu)化

TO 管座完成封帽,由手套箱中搬運(yùn)板搬出至成品出料位。氣缸驅(qū)動(dòng)出料升降機(jī)構(gòu)頂起,回落將料盤擱置在成品阻擋片上,阻擋片由合頁連接,可翻上不可翻下。以此重復(fù)運(yùn)動(dòng)將5 個(gè)料盤疊放在阻擋片上。打開下料小門將料盤取出。管座下料結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 管座下料結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 管座上下料整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為了保證管座上下料整體結(jié)構(gòu)密封性,設(shè)備上側(cè)由鈑金件焊接在一起,并固定在中間鋁板上,減少了設(shè)備的螺釘銜接結(jié)構(gòu)。側(cè)面前后設(shè)計(jì)密封門,卡扣鎖緊方便TO 管座的搬入搬出,前后通過大面積有機(jī)玻璃封壓方便進(jìn)行設(shè)備維修等操作。

設(shè)備下側(cè)僅放一組電路板,考慮到設(shè)備的穩(wěn)定性,由鋁型材通過角鋁搭建,并通過鋁型材側(cè)面螺接連接件固定手套箱與管座上下料整體。設(shè)備下方安裝4 組腳輪,簡(jiǎn)化了設(shè)備與手套箱的調(diào)平對(duì)齊。

設(shè)備調(diào)試前期,需要將管座上下料整體結(jié)構(gòu)、管帽上下料整體結(jié)構(gòu)分別與手套箱前后對(duì)齊,該結(jié)構(gòu)很大程度上減輕了設(shè)備的重量,方便設(shè)備的移動(dòng)調(diào)節(jié),并通過連接件無縫隙固定手套箱與管座管帽上下料整體結(jié)構(gòu),更好地保證了設(shè)備的氣密性。管座上下料整體結(jié)構(gòu)見圖5。

圖5 管座上下料整體結(jié)構(gòu)示意圖

管帽上下料整體結(jié)構(gòu)同理。借鑒管座上下料結(jié)構(gòu)理念,優(yōu)化了管帽的上下料結(jié)構(gòu)。管帽料盤由上料結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)依次將料盤輸送進(jìn)手套箱,再通過手套箱搬運(yùn)結(jié)構(gòu)輸送至封帽組件進(jìn)行封帽。當(dāng)料盤中管帽封帽完,將空盤輸送至下料位,氣缸頂起回落放置在管帽阻擋片上。

4 結(jié)論

基于客戶和5G 市場(chǎng)快速發(fā)展的要求,本文設(shè)計(jì)了一種新型的全自動(dòng)封帽機(jī)無烘箱結(jié)構(gòu),改變傳統(tǒng)的烘箱結(jié)構(gòu),上下料整體結(jié)構(gòu)由上側(cè)鈑金件焊接固定在中間鋁板上,下側(cè)通過鋁型材搭建。該研究結(jié)構(gòu)比原結(jié)構(gòu)更小型化,更經(jīng)濟(jì)化,更容易保證設(shè)備氣密性。考慮到靜電對(duì)TO 器件的傷害,新結(jié)構(gòu)采用防靜電玻璃板進(jìn)行封壓,并增大了操作時(shí)的視野空間,方便進(jìn)行設(shè)備維修等操作。優(yōu)化了內(nèi)部上下料結(jié)構(gòu)。上料結(jié)構(gòu)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)升降到達(dá)上中下位,上位為用戶放置料盤位,中位為通過阻擋片擱置第二個(gè)料盤,下位為料盤放置搬運(yùn)組件上。下料結(jié)構(gòu)通過氣缸驅(qū)動(dòng)升降實(shí)現(xiàn)將料盤擱置在阻擋片上,并通過四邊導(dǎo)向柱來限制料盤橫向移動(dòng),使料盤在移動(dòng)過程中橫向位置確定。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了原上下料流程,使程序更便捷,穩(wěn)定性更好。實(shí)踐證明,這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有實(shí)際的意義和生產(chǎn)價(jià)值,可以推廣。

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