高速IC激光打標(biāo)機(jī)的研制
發(fā)布時(shí)間:2008/6/5 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):1304
1 高速打標(biāo)方案的實(shí)現(xiàn)
激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)速度完全由激光打標(biāo)的時(shí)間所制約，而這一時(shí)間是由激光發(fā)生裝置及ic料帶所打標(biāo)識(shí)決定，是不可改變的，所以設(shè)計(jì)合理的ic料帶傳輸機(jī)構(gòu)充分利用激光發(fā)生裝置的效率是提高激光打標(biāo)機(jī)打標(biāo)速度的關(guān)鍵。目前市場(chǎng)上激光打標(biāo)機(jī)的ic料帶傳輸系統(tǒng)為單軌傳輸，其激光利用率很低，由其工作時(shí)序圖(圖1)我們不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ic料帶1打標(biāo)完成后，傳輸軌道把其運(yùn)走，然后再把第2條ic料帶運(yùn)到打標(biāo)區(qū)域進(jìn)行打標(biāo)，此過(guò)程為一順序動(dòng)作，而激光在此過(guò)程中完全處于等待狀態(tài)是嚴(yán)重的浪費(fèi)。采用雙軌傳輸系統(tǒng)可有效解決這一問(wèn)題，如圖2，當(dāng)ic料帶1被傳輸軌道1運(yùn)抵打標(biāo)區(qū)域進(jìn)行打標(biāo)時(shí)，傳輸軌道2會(huì)把ic料帶2運(yùn)抵打標(biāo)區(qū)域等待打標(biāo)，ic料帶1打好后，激光就開始打ic料帶2，同時(shí)軌道1運(yùn)走料帶1然后把ic料帶3運(yùn)至打標(biāo)區(qū)域，依次類推。這樣激光就會(huì)連續(xù)工作，實(shí)現(xiàn)了激光的零等待，提高了效率。
2 ic料帶在傳輸中的零損耗
在ic料帶激光打標(biāo)機(jī)中，ic料帶多是由軌道夾持，利用機(jī)械手推動(dòng)至打標(biāo)區(qū)如圖3所示。在這種傳輸方式中，如果ic料帶稍有彎曲或軌道間距設(shè)置不合理就會(huì)在ic料帶傳送過(guò)程中出現(xiàn)卡料，損壞產(chǎn)品且影響機(jī)器工作。據(jù)筆者了解這種情況在工廠時(shí)有發(fā)生，有些機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后由于軌道磨損變形卡料現(xiàn)象更為頻繁，有些客戶因?yàn)榇嗽蛏踔敛挥密壍纻鬏斏狭隙挠萌斯ど狭希@造成了人力物力的嚴(yán)重浪費(fèi)且大大降低了生產(chǎn)效率。為此我們采用載料臺(tái)傳送ic料帶的方法，如圖4，ic料帶在載料臺(tái)中是完全自由的，完全避免了卡料現(xiàn)象。載料臺(tái)固定于滑軌之上由同步帶驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，ic料帶通過(guò)機(jī)械手放置到載料臺(tái)上，載料臺(tái)為替換件用于適應(yīng)不同的ic料帶。
3 精密打標(biāo)定位
當(dāng)傳輸機(jī)構(gòu)把ic料帶運(yùn)輸至打印區(qū)域時(shí)，要先對(duì)ic料帶進(jìn)行定位，而打標(biāo)定位機(jī)構(gòu)是激光打標(biāo)機(jī)的關(guān)鍵部件，ic料帶標(biāo)示的精度及批量生產(chǎn)的一致性絕大部分取決于該部件。在ic料帶上的孔是很精準(zhǔn)的可以用來(lái)做定位孔，為此我們采用針孔定位系統(tǒng)，打標(biāo)精度完全由定位針和ic料帶定位孔的精度決定，其打標(biāo)精度在±0.05是完全沒(méi)問(wèn)題的。具體設(shè)計(jì)是在打標(biāo)區(qū)域安裝一塊定位壓板，壓板上安裝有定位針，當(dāng)載料臺(tái)把ic料帶運(yùn)至打標(biāo)區(qū)域時(shí)，定位壓板下降，定位針進(jìn)入ic料帶的定位孔中對(duì)ic料帶進(jìn)行準(zhǔn)確定位。如圖5只要d>a+b就可保證定位針進(jìn)入定位孔中從而移動(dòng)ic料帶使其位置準(zhǔn)確。考慮到會(huì)出現(xiàn)由于載料臺(tái)到達(dá)位置有誤從而定位針不能進(jìn)入定位孔的情況，如果定位針是固定在定位壓板上，定位針就有可能損壞ic料帶，因此定位針在定位壓板上是活動(dòng)的，由彈簧施加作用力推動(dòng)定位針進(jìn)行定位，如果出現(xiàn)上述載料臺(tái)位置偏移較大的情況時(shí)，定位針回彈起，機(jī)器報(bào)警。此時(shí)彈簧的選擇尤為重要，如果彈簧力過(guò)小則不能移動(dòng)ic料帶，如果彈簧力過(guò)大就會(huì)損壞ic料帶�？紤]到使ic料帶發(fā)生屈服變形的力很大所以只要計(jì)算最大彈簧力就可。
根據(jù)ic料帶引線框架的材料查出其接觸許用應(yīng)力[σh]，具體分析計(jì)算如下：
最大許用應(yīng)力po：
其中：
e-當(dāng)量彈性模量
p-最大壓下力(如圖6)
r-定位針與ic料帶接觸點(diǎn)半徑(如圖6)
令[σh]=po代入(1)式可求得p，則彈簧的最大壓縮力f<p
目前市場(chǎng)上有多種ic料帶激光打標(biāo)機(jī)，但隨著ic技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，用戶對(duì)ic料帶的標(biāo)示要求也越來(lái)越高，對(duì)相應(yīng)的激光打標(biāo)設(shè)備也有了更高的要求，良好的打標(biāo)質(zhì)量、對(duì)ic料帶的低損耗以及高的打標(biāo)速度是目前激光打標(biāo)設(shè)備所追求的主要目標(biāo)。 1 高速打標(biāo)方案的實(shí)現(xiàn) 激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)速度完全由激光打標(biāo)的時(shí)間所制約，而這一時(shí)間是由激光發(fā)生裝置及ic料帶所打標(biāo)識(shí)決定，是不可改變的，所以設(shè)計(jì)合理的ic料帶傳輸機(jī)構(gòu)充分利用激光發(fā)生裝置的效率是提高激光打標(biāo)機(jī)打標(biāo)速度的關(guān)鍵。目前市場(chǎng)上激光打標(biāo)機(jī)的ic料帶傳輸系統(tǒng)為單軌傳輸，其激光利用率很低，由其工作時(shí)序圖(圖1)我們不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ic料帶1打標(biāo)完成后，傳輸軌道把其運(yùn)走，然后再把第2條ic料帶運(yùn)到打標(biāo)區(qū)域進(jìn)行打標(biāo)，此過(guò)程為一順序動(dòng)作，而激光在此過(guò)程中完全處于等待狀態(tài)是嚴(yán)重的浪費(fèi)。采用雙軌傳輸系統(tǒng)可有效解決這一問(wèn)題，如圖2，當(dāng)ic料帶1被傳輸軌道1運(yùn)抵打標(biāo)區(qū)域進(jìn)行打標(biāo)時(shí)，傳輸軌道2會(huì)把ic料帶2運(yùn)抵打標(biāo)區(qū)域等待打標(biāo)，ic料帶1打好后，激光就開始打ic料帶2，同時(shí)軌道1運(yùn)走料帶1然后把ic料帶3運(yùn)至打標(biāo)區(qū)域，依次類推。這樣激光就會(huì)連續(xù)工作，實(shí)現(xiàn)了激光的零等待，提高了效率。 2 ic料帶在傳輸中的零損耗 在ic料帶激光打標(biāo)機(jī)中，ic料帶多是由軌道夾持，利用機(jī)械手推動(dòng)至打標(biāo)區(qū)如圖3所示。在這種傳輸方式中，如果ic料帶稍有彎曲或軌道間距設(shè)置不合理就會(huì)在ic料帶傳送過(guò)程中出現(xiàn)卡料，損壞產(chǎn)品且影響機(jī)器工作。據(jù)筆者了解這種情況在工廠時(shí)有發(fā)生，有些機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后由于軌道磨損變形卡料現(xiàn)象更為頻繁，有些客戶因?yàn)榇嗽蛏踔敛挥密壍纻鬏斏狭隙挠萌斯ど狭希@造成了人力物力的嚴(yán)重浪費(fèi)且大大降低了生產(chǎn)效率。為此我們采用載料臺(tái)傳送ic料帶的方法，如圖4，ic料帶在載料臺(tái)中是完全自由的，完全避免了卡料現(xiàn)象。載料臺(tái)固定于滑軌之上由同步帶驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，ic料帶通過(guò)機(jī)械手放置到載料臺(tái)上，載料臺(tái)為替換件用于適應(yīng)不同的ic料帶。 3 精密打標(biāo)定位 當(dāng)傳輸機(jī)構(gòu)把ic料帶運(yùn)輸至打印區(qū)域時(shí)，要先對(duì)ic料帶進(jìn)行定位，而打標(biāo)定位機(jī)構(gòu)是激光打標(biāo)機(jī)的關(guān)鍵部件，ic料帶標(biāo)示的精度及批量生產(chǎn)的一致性絕大部分取決于該部件。在ic料帶上的孔是很精準(zhǔn)的可以用來(lái)做定位孔，為此我們采用針孔定位系統(tǒng)，打標(biāo)精度完全由定位針和ic料帶定位孔的精度決定，其打標(biāo)精度在±0.05是完全沒(méi)問(wèn)題的。具體設(shè)計(jì)是在打標(biāo)區(qū)域安裝一塊定位壓板，壓板上安裝有定位針，當(dāng)載料臺(tái)把ic料帶運(yùn)至打標(biāo)區(qū)域時(shí)，定位壓板下降，定位針進(jìn)入ic料帶的定位孔中對(duì)ic料帶進(jìn)行準(zhǔn)確定位。如圖5只要d>a+b就可保證定位針進(jìn)入定位孔中從而移動(dòng)ic料帶使其位置準(zhǔn)確。考慮到會(huì)出現(xiàn)由于載料臺(tái)到達(dá)位置有誤從而定位針不能進(jìn)入定位孔的情況，如果定位針是固定在定位壓板上，定位針就有可能損壞ic料帶，因此定位針在定位壓板上是活動(dòng)的，由彈簧施加作用力推動(dòng)定位針進(jìn)行定位，如果出現(xiàn)上述載料臺(tái)位置偏移較大的情況時(shí)，定位針回彈起，機(jī)器報(bào)警。此時(shí)彈簧的選擇尤為重要，如果彈簧力過(guò)小則不能移動(dòng)ic料帶，如果彈簧力過(guò)大就會(huì)損壞ic料帶�？紤]到使ic料帶發(fā)生屈服變形的力很大所以只要計(jì)算最大彈簧力就可。 根據(jù)ic料帶引線框架的材料查出其接觸許用應(yīng)力[σh]，具體分析計(jì)算如下： 其中： |
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