在電子產(chǎn)品行業(yè)，經(jīng)常有一些板狀的工件只需要單面腐蝕，為了提高效率，往往把兩件工件非腐蝕面合在一 起，四周用膠帶纏繞密封。這一工作以往由手工完成，效率低，而且密封質(zhì)量不好，造成滲液或膠帶把該腐蝕部位遮蓋 住。設(shè)計一種針對電子行業(yè)非圓形板件包邊的膠帶纏繞機，并詳細描述了設(shè)計中要注意的問題，給出了控制流程。
在電子行業(yè)，某些場合，印刷電路板、玻璃板只 需要單面腐蝕，為了提高效率，把兩塊印刷電路板不 需腐蝕的一面合在一起，然后，用防水膠帶把4條邊 包起、密封，然后再送去腐蝕，這樣一方面保護了不 需腐蝕的面，同時也提高了效率。目前，把兩塊板疊 平對齊以及膠帶的纏繞都是采用手工操作，效率低, 纏繞質(zhì)量不好。為此，作者設(shè)計了一種可自動完成包 邊動作的專用設(shè)備。
1工作原理
該設(shè)計如圖1、圖2所示，手動把兩塊板12、13 不需要腐蝕的面合在一起，放進由4塊定位塊18組 成的具有自動對齊功能的定位裝置中，負壓吸盤組件 14把下板12吸住，頂升氣缸15把對齊的兩塊板12、 13頂起到膠帶纏繞位置II，這時，把接到噴頭24的 負壓斷開，并接通壓縮空氣，使原先吸附在保持板 25上的膠帶端部吹到板12、13的邊緣上，裝在托板 6上的滾輪16在恒力彈簧3的作用下，把膠帶壓緊 在板12、13的邊緣，然后電機22帶動小齒輪21轉(zhuǎn) 動，并通過齒輪旋轉(zhuǎn)臂2的齒輪減速后，使齒輪旋轉(zhuǎn) 臂轉(zhuǎn)動，裝在滾珠導軌上的托板組件中的滾輪16繞 著板12、13的邊緣滾動（對稱布置的兩臂上裝有滾 珠導軌和托板組件），轉(zhuǎn)過180°后，噴頭24接通負發(fā)生器將膠帶吸住，熱切斷器26把膠帶切斷，切斷后的膠帶端部被吸附在保持板25上，然后，電機22反轉(zhuǎn)，使齒輪旋轉(zhuǎn)臂2回到起始位置，并通過月牙狀的限位塊4與托板6下的凸緣使托板6上的滾輪16與板I2、13脫離接觸，頂升氣缸15把板12、13頂?shù)桨呂恢肐,裝在四邊上的壓緊氣缸10把膠帶上下突出的部分壓向板12、13上下兩面，使之密封，然后，氣缸10內(nèi)的彈簧使壓緊頭11退回，斷開負壓吸盤組件I4的負壓，工人把包好邊的板12、13取出，頂升氣缸15下降到位置I，整個工作循環(huán)結(jié)束。
原點定位
為使裝工件時，滾輪不貼在工件上，在原點位置 裝了月牙狀的楔塊4，扣住托板6下的凸緣，為避免 對邊的懸臂轉(zhuǎn)過180°時也被扣住，兩月牙狀的楔塊4 和兩臂上托板6下的凸緣在半徑方向上的位置是錯開 的，只有回到原點位置才被扣住。月牙狀的楔塊4和 托板6下的凸緣位置，可根據(jù)工件的尺寸進行調(diào)整。 2.2膠帶壓緊方式與壓緊力的調(diào)整
由于工件為非圓形，在膠帶纏繞過程中，旋轉(zhuǎn)臂 與工件接觸處相對旋轉(zhuǎn)中心的半徑是不斷變化的，但 必須保持膠帶與工件邊緣接觸，因此，需要對膠帶施 加一恒定的壓緊力。膠帶壓緊力可以采用多種方式實 現(xiàn)：一種方式是采用氣缸，可以通過減壓閥控制氣缸 壓力來實現(xiàn)壓緊力的調(diào)整，但要多用一些氣動元件， 此外，氣管要跟隨旋轉(zhuǎn)臂2轉(zhuǎn)動，處理起來比較麻 煩；另一種方式是采用彈簧。根據(jù)胡克定律，一般的 拉、壓彈簧其拉、壓力隨著彈簧變形量的增加而變大。 該裝置的行程變化比較大，如果采用普通彈簧，壓力 變化很大，彈簧壓縮量小時可能壓緊力不夠，若壓緊 力過大又增加旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動的阻力，故采用普通彈簧不 合適，因此，作者采用恒力彈簧。恒力彈簧采用不銹 鋼或高碳鋼材料卷成一個圓筒形，結(jié)構(gòu)如圖3所示。
初始變形 額定載荷
恒力拉伸#簧
圖3恒力彈賛示意圖 恒力彈簧可按下面的公式進行設(shè)計：
F= Ebt3/6.5Dl (N^IO)
F = Ebt3(2/D„ — /Dx)/6. 5Z), (^>10)
L = 1.57N(Dt +D2)
式中：6為彈簧片的寬度；t為彈簧片的厚度；7V為 圈數(shù)；D'為簧圈外徑；込為圓筒直徑；D。為起始彈 簧圈的原有直徑；瓦為彈性模量[1]。
由于采用對稱結(jié)構(gòu)，作用在工件上的力相互平衡， 不會使工件與頂升氣缸上的負壓吸盤組件產(chǎn)生錯動。 2.3肢帶的切斷及膠帶頭端部的保持
當旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)過180°時，使裝在熱切斷器后的小 氣缸通氣，把熱切斷器26前推，將膠帶切斷。為了 防止膠帶切斷后膠帶端部在重力作用下下垂，在熱切 斷器切斷膠帶前，噴頭24接通負壓，把膠帶吸附于 保持板25上（保持板上開有若干小孔）。
2.4肢帶的初始固定
當把工件放進定位位置對齊后，頂升氣缸15將 工件頂升到膠帶纏繞位置II，先是噴頭24接通壓縮 空氣，把膠帶端部吹到工件邊緣，同時，旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動 使托概6上的凸緣脫離限位塊4的限制，恒力彈簧推 動滾輪16把膠帶粘貼在工件的邊緣，雙輪結(jié)構(gòu)增加 了膠帶與工件邊緣的接觸長度，以確保膠帶的粘貼力 大于膠帶的松卷力。另外，為了保持旋轉(zhuǎn)臂在轉(zhuǎn)動過 程中，兩滾輪與工件邊緣接觸，托板6要能夠在旋轉(zhuǎn) 臂上擺動。
3控制系統(tǒng)
膠帶包邊機原理雖然不復雜，但動作頗多，且有 較嚴格的動作邏輯關(guān)系，故采用單片機或PLC進行 控制，其動作流程見圖4。值得注意的是，剛開始， 由于膠帶與工件接觸的粘貼長度較短，旋轉(zhuǎn)臂初期不 能轉(zhuǎn)動太快，否則將會出現(xiàn)膠帶與工件邊緣粘不緊的 問題。
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