高速IC激光打標機的研制
發布時間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數:1297
1 高速打標方案的實現
激光打標機的打標速度完全由激光打標的時間所制約，而這一時間是由激光發生裝置及ic料帶所打標識決定，是不可改變的，所以設計合理的ic料帶傳輸機構充分利用激光發生裝置的效率是提高激光打標機打標速度的關鍵。目前市場上激光打標機的ic料帶傳輸系統為單軌傳輸，其激光利用率很低，由其工作時序圖(圖1)我們不難發現，當ic料帶1打標完成后，傳輸軌道把其運走，然后再把第2條ic料帶運到打標區域進行打標，此過程為一順序動作，而激光在此過程中完全處于等待狀態是嚴重的浪費。采用雙軌傳輸系統可有效解決這一問題，如圖2，當ic料帶1被傳輸軌道1運抵打標區域進行打標時，傳輸軌道2會把ic料帶2運抵打標區域等待打標，ic料帶1打好后，激光就開始打ic料帶2，同時軌道1運走料帶1然后把ic料帶3運至打標區域，依次類推。這樣激光就會連續工作，實現了激光的零等待，提高了效率。
2 ic料帶在傳輸中的零損耗
在ic料帶激光打標機中，ic料帶多是由軌道夾持，利用機械手推動至打標區如圖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置不合理就會在ic料帶傳送過程中出現卡料，損壞產品且影響機器工作。據筆者了解這種情況在工廠時有發生，有些機器在運轉一定時間后由于軌道磨損變形卡料現象更為頻繁，有些客戶因為此原因甚至不用軌道傳輸上料而改用人工上料，這造成了人力物力的嚴重浪費且大大降低了生產效率。為此我們采用載料臺傳送ic料帶的方法，如圖4，ic料帶在載料臺中是完全自由的，完全避免了卡料現象。載料臺固定于滑軌之上由同步帶驅動前進，ic料帶通過機械手放置到載料臺上，載料臺為替換件用于適應不同的ic料帶。
3 精密打標定位
當傳輸機構把ic料帶運輸至打印區域時，要先對ic料帶進行定位，而打標定位機構是激光打標機的關鍵部件，ic料帶標示的精度及批量生產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的可以用來做定位孔，為此我們采用針孔定位系統，打標精度完全由定位針和ic料帶定位孔的精度決定，其打標精度在±0.05是完全沒問題的。具體設計是在打標區域安裝一塊定位壓板，壓板上安裝有定位針，當載料臺把ic料帶運至打標區域時，定位壓板下降，定位針進入ic料帶的定位孔中對ic料帶進行準確定位。如圖5只要d>a+b就可保證定位針進入定位孔中從而移動ic料帶使其位置準確。考慮到會出現由于載料臺到達位置有誤從而定位針不能進入定位孔的情況，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的，由彈簧施加作用力推動定位針進行定位，如果出現上述載料臺位置偏移較大的情況時，定位針回彈起，機器報警。此時彈簧的選擇尤為重要，如果彈簧力過小則不能移動ic料帶，如果彈簧力過大就會損壞ic料帶。考慮到使ic料帶發生屈服變形的力很大所以只要計算最大彈簧力就可。
根據ic料帶引線框架的材料查出其接觸許用應力[σh]，具體分析計算如下：
最大許用應力po：
其中：
e-當量彈性模量
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
目前市場上有多種ic料帶激光打標機，但隨著ic技術的不斷發展，市場競爭的日趨激烈，用戶對ic料帶的標示要求也越來越高，對相應的激光打標設備也有了更高的要求，良好的打標質量、對ic料帶的低損耗以及高的打標速度是目前激光打標設備所追求的主要目標。 1 高速打標方案的實現 激光打標機的打標速度完全由激光打標的時間所制約，而這一時間是由激光發生裝置及ic料帶所打標識決定，是不可改變的，所以設計合理的ic料帶傳輸機構充分利用激光發生裝置的效率是提高激光打標機打標速度的關鍵。目前市場上激光打標機的ic料帶傳輸系統為單軌傳輸，其激光利用率很低，由其工作時序圖(圖1)我們不難發現，當ic料帶1打標完成后，傳輸軌道把其運走，然后再把第2條ic料帶運到打標區域進行打標，此過程為一順序動作，而激光在此過程中完全處于等待狀態是嚴重的浪費。采用雙軌傳輸系統可有效解決這一問題，如圖2，當ic料帶1被傳輸軌道1運抵打標區域進行打標時，傳輸軌道2會把ic料帶2運抵打標區域等待打標，ic料帶1打好后，激光就開始打ic料帶2，同時軌道1運走料帶1然后把ic料帶3運至打標區域，依次類推。這樣激光就會連續工作，實現了激光的零等待，提高了效率。 2 ic料帶在傳輸中的零損耗 在ic料帶激光打標機中，ic料帶多是由軌道夾持，利用機械手推動至打標區如圖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置不合理就會在ic料帶傳送過程中出現卡料，損壞產品且影響機器工作。據筆者了解這種情況在工廠時有發生，有些機器在運轉一定時間后由于軌道磨損變形卡料現象更為頻繁，有些客戶因為此原因甚至不用軌道傳輸上料而改用人工上料，這造成了人力物力的嚴重浪費且大大降低了生產效率。為此我們采用載料臺傳送ic料帶的方法，如圖4，ic料帶在載料臺中是完全自由的，完全避免了卡料現象。載料臺固定于滑軌之上由同步帶驅動前進，ic料帶通過機械手放置到載料臺上，載料臺為替換件用于適應不同的ic料帶。 3 精密打標定位 當傳輸機構把ic料帶運輸至打印區域時，要先對ic料帶進行定位，而打標定位機構是激光打標機的關鍵部件，ic料帶標示的精度及批量生產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的可以用來做定位孔，為此我們采用針孔定位系統，打標精度完全由定位針和ic料帶定位孔的精度決定，其打標精度在±0.05是完全沒問題的。具體設計是在打標區域安裝一塊定位壓板，壓板上安裝有定位針，當載料臺把ic料帶運至打標區域時，定位壓板下降，定位針進入ic料帶的定位孔中對ic料帶進行準確定位。如圖5只要d>a+b就可保證定位針進入定位孔中從而移動ic料帶使其位置準確。考慮到會出現由于載料臺到達位置有誤從而定位針不能進入定位孔的情況，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的，由彈簧施加作用力推動定位針進行定位，如果出現上述載料臺位置偏移較大的情況時，定位針回彈起，機器報警。此時彈簧的選擇尤為重要，如果彈簧力過小則不能移動ic料帶，如果彈簧力過大就會損壞ic料帶。考慮到使ic料帶發生屈服變形的力很大所以只要計算最大彈簧力就可。 根據ic料帶引線框架的材料查出其接觸許用應力[σh]，具體分析計算如下： 其中： |
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