УСТРОЙСТВО ВАКУУМНОЙ ПРОПИТКИ Российский патент 1994 года по МПК H01G13/04 

Изобретение относится к машинам для изготовления электронных компонентов, в частности оксидно-электролитических алюминиевых конденсаторов.

Известен полуавтомат для вакуумной пропитки УММ 3.266.005 (разработанный ВСКБ "Рикон" и использующийся на Воронежском заводе радиодеталей, содержащий смонтированный на станине ротор вакуумной пропитки, транспортер, транспортный ротор, транспортер выгрузки.

Однако известное устройство имеет следующие недостатки: невысокую производительность, так как загрузка производится вручную, невысокую надежность, обусловленную следующими причинами. Вакуумная пропитка производится для каждой секции конденсатора в его корпусе. Для ее осуществления необходимо создать герметичное пространство внутри каждого корпуса конденсатора на позициях пропитки ротора, что трудно обеспечить ввиду геометрических отклонений диаметра и горловины корпуса, наличием острых кромок на корпусе. Из-за этого надежность, производительность и качество пропитки резко падают. Кроме того, необходимо подавать электролит под давлением до 8 кг/см², что повышает требования к безопасности. Недостатком известного устройства также является неудовлетворительная экология, так как велики утечки электролита и загрязнение рабочей зоны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для вакуумной пропитки конденсаторных секций [1], содержащее смонтированную на основании пропиточную камеру с крышкой, кассеты, устройства для зажима секции за выводы, транспортер, доставляющий секции в кассеты, сушильное устройство, абсорбирующее остатки электролита с нижних торцов секции и смонтированное на основании с возможностью перемещения к объему сушки и выполненное в виде каретки с углублением для секций, соединенным каналами с абсорбционным насосом, приспособления для перемещения кассет.

Недостатки прототипа обусловлены, в частности, следующим.

Потерями времени на выполнение вспомогательных операций в цикле, а именно открытие камеры (поднятие крышки над камерой), отвод крышки от камеры после ее открытия, опускание зажимов в камеру, фиксацию кассеты в камере, подъем зажимов из камеры с кассетой, перемещение зажимов на один шаг, фиксацию зажимов на новом месте, опускание зажимов с новой кассетой, расфиксацию зажимов с кассетой, подъем зажимов, подвод крышки к камере, опускание крышки (закрытие камеры), то есть всего 12 движений за каждый цикл.

Это снижает производительность, усложняет конструкцию и ухудшает надежность. Кроме того, надежность снижается из-за отсутствия жесткой фиксации кассеты на одном месте. Кассеты перемещаются с одной позиции на другую, и на каждой новой позиции осуществляется фиксация.

Известное устройство не обеспечивает высокое качество сушки. В известном устройстве обсушивается только нижний торец секции, снимается капля электролита, остающаяся после пропитки. Боковые поверхности и верхний торец секции остаются непросушенными. При дальнейшем перемещении секции остатки электролита с боковых поверхностей и торца секции попадают на контактирующие с ними части устройства, загрязняют их.

При подъеме вверх для контакта с торцом обсушиваемых секций сушильное устройство имеет контакт не с каждой секцией из группы, так как торцы некоторых секций расположены на неодинаковом расстоянии от торца сушильного устройства вследствие проскальзывания секций в зажимах кассеты из-за отклонений в расположении секций или отклонений в толщине проволочных выводов.

Вследствие этого абсорбции подвержены не все секции в кассете, а лишь те, которые соприкасаются с торцом сушильного устройства, и секции идут на сборку конденсаторов непросушенными.

Цель изобретения - повышение производительности и надежности работы устройства, качества сушки.

Цель достигается тем, что устройство вакуумной пропитки, содержащее смонтированную на станине камеру пропитки, кассеты с устройством для зажима пропитываемых секции за проволочные выводы, транспортер, сушильное устройство с абсорбционным насосом и кареткой, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения, снабжено четырехпозиционным поворотным барабаном, кассета снабжена основанием, жестко закрепленным на каждой позиции поворотного барабана, камера пропитки установлена на станине с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с основанием кассеты, сушильное устройство снабжено системой подачи сжатого воздуха и выполнено в виде двух створок - верхней и нижней, поворотно смонтированных на каретке, и на внутренней поверхности каждой из которых установлены пористые упруго-эластичные обкладки с ячейками, снабженными каналами, причем ячейки верхней обкладки расположены соосно ячейкам нижней обкладки и соединены каналами с системой подачи сжатого воздуха, а ячейки нижней обкладки соединены каналами с абсорбционным насосом.

Снабжение устройства вакуумной пропитки четырехпозиционным поворотным барабаном, кассетой-основанием, жестко закрепленным на каждой позиции барабана, установка камеры на станине с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с основанием кассеты как с крышкой камеры позволяют повысить производительность, так как за одно движение камеры вверх кассета помещается внутрь камеры, т.е. камера закрывается. Обратным движением камера открывается и кассета выводится из камеры. Поворотным барабаном кассета перемещается на следующую позицию, этим же движением на позицию соединения с камерой, т.е. на позицию пропитки подается следующая кассета. Таким образом за один цикл пропитки совершается всего 3 движения, в отличие от 12 движений в известном устройстве.

При средней продолжительности одного движения 0,5 с экономия времени за цикл составит
t = 12˙0,5 - 3˙0,5 = 4,5 с За счет указанной экономии времени при скорости загрузки секции 0,45 с/шт (например, на автомате контроля УММ 1.130.067 ВСКБ "Рикон") каждую кассету можно загрузить дополнительно 10 секциями, то есть вместимость кассеты возрастает с 22 шт (что имеет место в устройстве пропитки автомата сборки модели J ТО-2200А японской фирмы JCCE) до 32 шт в предлагаемом устройстве при том же времени пропитки. Это позволяет повысить производительность на 45%.

То, что в предлагаемом устройстве основание кассеты выполняет дополнительную функцию - крышки камеры, сокращение количества механизмов, обеспечивающих кинематику устройства, по сравнению с прототипом упрощает конструкцию устройства, повышает его надежность и производительность.

Снабжение сушильного устройства системой подачи сжатого воздуха и выполнение его в виде двух створок - верхней и нижней, поворотно смонтированных на каретке, размещение на внутренней поверхности каждой из створок пористых упруго-эластичных обкладок с ячейками, снабженными каналами, расположение ячеек верхней обкладки соосно ячейкам нижней обкладки, соединение их каналами с системой подачи сжатого воздуха, соединение каналами ячеек нижней обкладки с абсорбционным насосом позволяют повысить качество сушки, так как сушка секции осуществляется одновременно со всех сторон и пленка электролита снимается как с торцов секции, так и с ее боковой поверхности, в отличие от прототипа, в котором обсушивается лишь нижний торец секции.

Предлагаемое устройство позволяет произвести сушку в два этапа: сначала струей сжатого воздуха при сомкнутых обкладках остатки электролита сбивают с верхней части боковой поверхности и торцов секции на нижнюю обкладку с одновременным обсушиванием верхней обкладкой (промоканием) прилегающих поверхностей секции конденсаторов: на втором этапе осуществляется абсорбция остатков электролита с нижней обкладки через канал нижней ячейки абсорбционным насосом. При этом одновременно с помощью нижней обкладки обсушивается нижняя цилиндрическая часть секции за счет снятия пленки электролита капиллярами пористой обкладки и последующей абсорбцией электролита абсорбционным насосом; Упруго-эластичные пористые обкладки при смыкании позволяют плотно охватить секцию конденсатора и как бы промокнуть ее, исключая ее деформацию, что также повышает качество сушки.

Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает экологически чистый процесс, так как сушка осуществляется при комнатной температуре электролита в замкнутом пространстве, образованном ячейками при смыкании верхней и нижней обкладок, что исключает попадание паров электролита в окружающую атмосферу.

Технический результат, заключающийся в повышении производительности устройства, достигается совокупностью всех признаков, указанных в формуле изобретения, за счет выполнения кассет с основанием, служащим одновременно крышкой камеры пропитки, жесткой установки кассет своим основанием на поворотном барабане, выполнения камеры пропитки и сушильного устройства подвижными, что позволяет совместить вспомогательные операции и сократить время на их проведение, повысить надежность и качество.

Дополнительный технический результат - повышение качества сушки - достигается за счет возможности осуществления равномерного обсушивания каждой секции конденсаторов в отдельной ячейке путем использования сжатого воздуха в совокупности с абсорбцией.

Таким образом, достижение указанных технических результатов путем использования всей совокупности признаков, указанных в формуле изобретения, не следует явно из достигнутого технического уровня, из чего можно сделать вывод, что предложенное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

При проведении поиска на новизну заявляемого объекта устройства вакуумной пропитки секций конденсаторов по заявленной формуле изобретения из известного уровня техники не обнаружены, из чего можно сделать вывод, что предложенное техническое решение является новым.

Предложенное техническое решение соответствует критерию "промышленное применение", что подтверждается приведенным ниже примером конкретного применения, который подтверждает получаемый при использовании предлагаемого устройства технический результат, заключающийся в повышении производительности на 45% и качества сушки по сравнению с прототипом.

На фиг. 1 изображено устройство, вид в плане, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство вакуумной пропитки состоит из поворотного барабана 1, смонтированного шарнирно в опорах 2 станины 3 и приводимого в движение от своего привода (не показан). Барабан имеет четыре позиции, на каждой из которых жестко установлена своим основанием 4а кассета 4. Кассета 4 состоит из двух рядов зажимов, например, в виде пластин 5, размещенных на одном плече двуплечих рычагов 6. Каждый рычаг своей средней частью шарнирно посажен на оси 7 кассеты 4. На других плечах рычагов 6 шарнирно установлены ролики 8. Рычаги 6 подпружинены пружинами 9. На основании 4а кассеты 4 подвижно смонтированы толкатели 10 с возможностью воздействия своими кулачковыми поверхностями (не показаны) на рычаги 6 через ролики 8. Толкатели 10 приводятся в действие, например, от силовых цилиндров, установленных на станине 3 (не показаны). Посередине кассеты 4 расположена разделительная пластина 11, являющаяся частью основания 4а. Зажимные пластины 5 через рычаги 6 и ролики 8 от толкателей 10 имеют возможность силового смыкания на пластине 11 и зажима за выводы 12а секций 12 конденсаторов. Камера 13 вакуумной пропитки установлена на станине 3 с возможностью возвратно-поступательного вертикального перемещения. Камера представляет собой резервуар, снабженный каналом 14 для связи с вакуумной магистралью 14а и каналом 15 для связи с магистралью 15а подачи электролита, например, через клапаны (не показаны). Камера 13 содержит устройство 16 контроля уровня подачи электролита и устройство 17 контроля уровня разрежения, создаваемого в камере 13. Верхний торец камеры 13 снабжен кольцом 18 для уплотнения при соединении камеры 13 с основанием 4а кассеты 4, служащим также крышкой камеры 13. Камера 13 перемещается от силового цилиндра 19.

Сушильное устройство 20 состоит из двух створок верхней 21 и нижней 22, подвижно установленных на шестернях 23, шарнирно посаженных на осях 24 каретки 25. На нижней створке 22 с внутренней стороны выполнен продольный канал 26 в виде углубления в створке. Канал 26 связан со сливной магистралью 26а. Створки 21 и 22 имеют возможность совершать движение навстречу друг другу с поворотом относительно осей 24, например, от силового цилиндра 27, связанного с одной из створок, например с верхней створкой 21, через рычаг 28. Верхняя и нижняя створки 21 и 22 имеют соответственно на своих внутренних поверхностях пористые упруго-эластичные обкладки 29 и 29а. Обкладки 29 и 29а снабжены соответственно ячейками 30 и 30а, образующими при смыкании створок 21 и 22 замкнутую камеру для охвата просушиваемых секций 12 конденсаторов.

Каждая верхняя ячейка 30 имеет каналы 31 для соединения с системой 32 подачи сжатого воздуха, например, через клапан (не показан). Каждая нижняя ячейка 30а через каналы 33 сообщается с каналом 26 нижней створки 22, соединенным каналом 33а с абсорбционным насосом 34. Каретка 25 установлена с возможностью совершения возвратно-поступательного перемещения по направляющим 35 станины 3, например, от силового цилиндра 36 через рычаг 37.

Устройство вакуумной пропитки снабжено транспортером 38, установленным на станине 3 с возможностью совершения прерывистых перемещений. Транспортер 38 состоит из цепи 39, на звеньях которой закреплены зажимы 40 для удерживания секций 12 за цилиндрическую часть и транспортировки их в зону захвата кассетой. Цепь 39 посажена на звездочки 41 и приводится в действие от привода прерывистого перемещения.

Устройство работает следующим образом.

Транспортером 38 непропитанные секции 12 доставляются в зону перегрузки их в кассету 4. После останова транспоpтера 38 группа секций (например 32 шт) доставляется в кассету, при этом проволочные выводы 12а каждой секции 12 оказываются по разные стороны разделительной пластины 11. Толкатели 10 воздействуют на ролики 8 рычагов 6, которые, преодолевая сопротивление пружины 9, смыкаются и зажимные пластины 5 зажимают проволочные выводы 12а секции 12 на пластине 11. После раскрытия зажимов 40 происходит расфиксация поворотного барабана 1, его поворот на 90^о. При этом повороте в раскрытые зажимы 40 цепи 39 попадают из сушильного устройства пропитанные и просушенные секции.

Затем зажимы 40 закрываются, а зажимные пластины 5 кассеты 4 раскрываются. Так происходит перегрузка. Транспортер 38 начинает работать, т.е. перемещать пропитанные и просушенные секции на позицию выгрузки, а следующую группу непропитанных секций - в раскрытую кассету 4 для следующего цикла.

Очередным движением поворотного барабана 1 кассета 4 с группой секций 12 доставляется на позицию пропитки. После останова барабана 1 и его фиксации относительно опор 2 камера 13 пропитки с помощью цилиндра 19 делает ход вверх и своим торцом прижимается к основанию 4а кассеты 4. Происходит герметичное смыкание по кольцу 18 камеры 13 пропитки с основанием 4а как с крышкой. Кассета 4 с секциями 12 оказывается в камере 13 пропитки. При этом секции 12 обращены вниз нижним торцом (не имеющим проволочных выводов). Вакуумирование осуществляют через вакуумную магистраль 14а с контролем достигнутого разрежения с помощью устройства 17. После этого электролит подают через магистраль 15а подачи электролита до заданного уровня с контролем уровня с помощью устройства 16. Уровень электролита должен быть достаточным, чтобы полностью покрыть секции конденсатора, но не смочить проволочные выводы 12а.

После окончания пропитки камера 13 совершает ход вниз под действием силового цилиндра 19. После расфиксации поворотного барабана, его поворота на 90^о очередная группа секций, размещенная в кассете, помещается в камеру пропитки, а пропитанные секции этим поворотом барабана перемещаются в кассете на позицию сушки.

На позиции сушки осуществляется сушка, в то время как на других позициях осуществляются пропитка и перегрузка. Секции 12, зажатые кассетой, находятся в положении, когда их оси лежат в одной горизонтальной плоскости. Сушильное устройство, размещенное на каретке 25, цилиндром 36 подается по направляющим 35 к кассете 4. Створки 21 и 22, установленные на шестернях 23, смыкаются под действием силового цилиндра 27 через рычаг 28. При этом шестерни 23 проворачиваются на осях 24. Обкладки 29 и 29а соприкасаются своими плоскостями, обращенными друг к другу, а ячейки 30 и 30а при смыкании створок 21 и 22 образуют замкнутое пространство. Через канал 31 в верхней ячейке 30 подают сжатый воздух от системы подачи сжатого воздуха 32, которым сдувают пленку электролита с боковых поверхностей и торцов секции 12 из зоны соприкосновения секции с верхней обкладкой 29 на нижнюю обкладку 29а. После этого сжатый воздух отключают, включают абсорбционный насос 34. Через каналы 33, 33а производят абсорбцию остатков электролита с секции и нижней обкладки 29а; Остатки электролита, накопившиеся в продольном канале 26, идут на слив через магистраль 26а, например, в специальный резервуар (не показан). После окончания сушки створки 21 и 22 раскрываются под действием силового цилиндра 27, а каретка 25 с сушильным устройством 20 отводится от барабана 1 с помощью силового цилиндра 36 через рычаг 37. Затем барабан 1 с кассетами 4 поворачивается, загружая цепь просушенными секциями, как описано выше. За один поворот барабан 1 делает четыре движения по 90^о и совершает одновременно следующие операции по перемещению секций: непропитанных - из цепи на промежуточную позицию; непропитанных - с промежуточной позиции на позицию пропитки; с позиции пропитки на позицию сушки пропитанных секций; с позиции сушки пропитанных и просушенных секций в зажимы цепи транспортера.

Цель изобретения: повышение производительности и надежность работы устройства за счет совмещения вспомогательных операций, упрощения конструкции, а также повышения качества путем использования сжатого воздуха в совокупности с абсорбцией и обеспечения равномерного обсушивания каждой секции (С) в отдельной ячейке. Сущность изобретения: устройство состоит из четырехпозиционного поворотного барабана, на каждой позиции которого жестко установлена своим основанием кассета (К) для удерживания С за проволочные выводы. Камера вакуумной пропитки установлена на станине с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с основанием К как с крышкой. Сушильное устройство выполнено в виде двух створок, верхней и нижней. На внутренней поверхности створок расположены пористые упруго-эластичные обкладки с ячейками, образующими при смыкании замкнутое пространство. В пространство помещается, С которая подвергается сначала обработке сжатым воздухом, подаваемым в ячейку, а затем абсорбции посредством абсорбционного насоса, соединенного с ячейкой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ВАКУУМНОЙ ПРОПИТКИ, содержащее смонтированную на станине камеру пропитки, кассету со средством для зажима пропитываемых секций конденсаторов за проволочные выводы, транспортер, сушильное средство с адсорбционным насосом и кареткой, выполненной с возможностью возвратно-поступательного перемещения, отличающийся тем, что оно снабжено четырехпозиционным поворотным барабаном, кассета снабжена основанием, жестко закрепленным на каждой позиции поворотного барабана, а камера пропитки установлена на станине с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с основанием кассеты. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сушильное средство снабжено системой подачи сжатого воздуха, выполнено в виде двух створок, верхней и нижней, поворотно смонтированных на каретке и на внутренней поверхности каждой из которых установлены пористые упругоэластичные обкладки с ячейками с каналами, причем ячейки верхней обкладки соосны с ячейками нижней обкладки и соединены каналами с системой подачи сжатого воздуха, а ячейки нижней обкладки соединены каналами с абсорбционным насосом.