УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ И ХРАНЕНИЯ КОНТАКТ-ДЕТАЛЕЙ ГЕРКОНОВ Российский патент 2023 года по МПК H05K13/02 H01L21/68 

Изобретение относится к бункерным загрузочным устройствам, которые применяются для автоматизации различных производственных процессов. Оно может быть использовано для загрузки и хранения массива однотипных стержневых ориентированных деталей с целью их дальнейшей обработки, в частности, при выполнении вспомогательных технологических операций, связанных с нанесением гальванических покрытий на контакт-детали герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов).

Типичное загрузочное устройство содержит вибростол с размещенным на нем комплектом, состоящим из бункера с гнездами для ориентированной укладки деталей и неподвижно расположенной под бункером сотовой многоместной кассеты (магазина).

Магазин разделен перемычками на вертикальные ячейки и служит для промежуточного накопления обрабатываемых деталей. Эти детали предварительно загружаются в ориентированном положении в бункер и затем при колебаниях вибростола пересыпаются в ячейки магазина. Из магазина детали по мере необходимости подаются в специализированную технологическую тару.

В процессе пересыпания контакт-деталей из бункера в магазин и из магазина в технологическую тару они подвергаются взаимному трению, ударяются о стенки ячеек и дно магазина. Кроме того, при вибрации устройства возможна деформация дна и перемычек (стенок) ячеек магазина, что приводит к их взаимным ударам. Указанные процессы сопровождаются генерацией множества металлических посторонних частиц (МПЧ) различного состава. При трении контакт-деталей, изготовленных, например, из пермаллоя, образуются частицы окисленного железа. При ударных воздействиях образуются частицы, состоящие из материалов конструкционных элементов устройства.

Частицы оседают внутри магазина и на поверхности контакт-деталей. Часть МПЧ попадает в технологическую тару и объем герконов, что приводит к нарушению процесса нанесения гальванических покрытий, а также провоцирует рост переходного электрического сопротивления и незамыкание герконов.

Известно устройство для загрузки и хранения контакт-деталей герконов, содержащее вибростол с размещенным на нем комплектом, состоящим из трафарета (бункера) с гнездами для ориентированной укладки деталей и неподвижно расположенного под бункером магазина, внутреннее пространство которого разделено плоскими перемычками на вертикальные ячейки [SU 1228325 Α1, H05k 13/00, опубл. 30.04.86 г.].

При работе устройства в каждое гнездо бункера предварительно укладывают по одной детали. Затем гнезда трафарета совмещают с ячейками магазина, полученную структуру размещают на вибростоле и подвергают вибрации. В результате детали из гнезд трафарета перемещаются в ячейки магазина.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не пригодно для одновременной загрузки из бункера в магазин массива, состоящего из 1000-2000 контакт-деталей герконов.

Известно устройство для загрузки и хранения контакт-деталей герконов, содержащее вибростол с размещенным на нем комплектом, состоящим из барабана (бункера) с гнездами для ориентированной укладки деталей и неподвижно расположенного под бункером магазина, внутреннее пространство которого разделено на вертикальные ячейки [SU 450699, B23q 7/02, опубл. 25.11.74 г.]. При этом ячейки магазина образованы двумя решетками с уменьшающимся шагом. В процессе вибрации детали поступают из бункера в ячейки магазина и за счет используемого соотношения размеров отверстий в их решетках ориентируются в вертикальном направлении.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно может быть использовано для загрузки в магазин только цилиндрических деталей с однородным поперечным сечением. Загрузка же лепестковых контакт-деталей герконов в магазин с помощью данного устройства затруднительна.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности технических признаков и достигаемому результату является устройство для загрузки и хранения контакт-деталей герконов, содержащее вибростол с размещенным на нем комплектом, состоящим из бункера с гнездами для ориентированной укладки контакт-деталей герконов и неподвижно расположенного под бункером магазина, внутреннее пространство которого разделено плоскими перемычками на вертикальные ячейки [SU 559302, H01L 21/68, опубл. 25.05.77 г.]. Описанное устройство принято за прототип предлагаемого изобретения.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в нем ячейки касаются дна магазина. Поэтому в процессе вибрации устройства, сопровождающей процесс его работы, образуются МПЧ из-за взаимного трения контакт-деталей и ударов ячеек о дно магазина. Кроме того, если дно и ячейки магазина выполнены из материалов, твердость которых ниже твердости материала контакт-деталей, то последние при загрузке в магазин также будут также генерировать МПЧ.

Данные МПЧ невозможно удалить даже при интенсивной обработке внутреннего объема магазина ускоренным потоком воды - они скапливаются в локальных областях, находящихся между дном магазина и стенками ячеек.

Таким образом, непосредственное использование известного устройства для загрузки и хранения контакт-деталей герконов, принятого за прототип, в условиях массового производства герконов будет приводить к образованию и накоплению внутри магазина МПЧ, ухудшающих конечное качество продукции.

Задачи данного изобретения заключаются в снижении количества МПЧ, образующихся при загрузке в магазин и пересыпании из него в технологическую тару контакт-деталей герконов, а также создании условий их эффективного удаления из объема магазина направленным потоком воды.

Технический результат заключается в снижении интенсивности образования МПЧ и обеспечение их эффективного удаления из объема магазина вследствие модернизации конструкции известного загрузочного устройства, обеспечивающей решение поставленных задач.

Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для загрузки и хранения контакт-деталей герконов, содержащем вибростол с размещенным на нем комплектом, состоящим из бункера с гнездами для ориентированной укладки контакт-деталей герконов и неподвижно расположенного под бункером магазина, внутреннее пространство которого разделено плоскими перемычками на вертикальные ячейки, магазин представляет собой емкость прямоугольного сечения, ограниченную дном толщиной более 1,0 и до 2,0 мм включительно, и боковыми стенками, в стенках изготовлены вертикальные канавки глубиной более 2,0 и до 3,0 мм, в которых запрессованы плоские перемычки толщиной более 0,8 и до 1,0 мм включительно, внутри магазина между стенками плоские перемычки имеют высоту, меньшую более, чем на 1,0 мм и до 2,0 мм, создавая зазор между дном и ячейками магазина, в боковых стенках магазина на границе с дном выполнены сквозные водоотводящие каналы высотой, равной высоте зазора между дном и ячейками магазина, при этом ширина водоотводящих каналов составляет 0,6-0,7 от ширины ячеек магазина, а плоские перемычки и дно магазина изготовлены из материала, твердость которого в 1,5-2,0 раза превышает твердость материала контакт-деталей.

При толщине дна магазина меньшей (равной) 1,0 мм возможно его искривление при внешних ударных вибрационных воздействиях. При толщине дна большей (равной) 2,0 мм степень сохранности его исходной формы мало изменяется, а масса магазина продолжает неоправданно расти.

В боковых стенках магазина по всей высоте изготовлены канавки глубиной 2,0-3,0 мм и шириной 0,8-1,0 мм, в которых запрессованы перемычки. Начиная с 2,0 мм, глубина канавок обеспечивает надежное удержание в них перемычек. При глубине большей (равной) 3,0 мм затруднен монтаж ячеек магазина.

При толщине перемычек меньшей (равной) 0,8 мм возможно их искривления при изготовлении и эксплуатации магазина. При толщине перемычек большей (равной) 1,0 мм растет масса магазина и уменьшается полезная площадь ячеек.

Находящиеся внутри канавок части перемычек шириной 2,0-3,0 мм упираются в дно магазина. Внутри магазина (между стенками) перемычки имеют меньшую на 1,0-2,0 мм высоту. В результате создается зазор такой же высоты между дном и ячейками магазина. Величина зазора подбиралась экспериментальным путем. Она зависит от механических свойств материалов дна и ячеек магазина.

За счет использования данных технических решений исключается смещение перемычек в вертикальном направлении и ударное взаимодействие ячеек с дном магазина при его вибрации.

Выполненные в боковых стенках сквозные каналы необходимы для отвода воды из объема магазина при его промывке. Наличие зазора между дном и ячейками, а также водоотводящих каналов позволяет эффективно очищать объем магазина от МПЧ направленным потоком воды. Количество водоотводящих каналов зависит от объема магазина, числа ячеек и интенсивности работы устройства. Опыт эксплуатации устройства показал, что достаточно изготовить в каждой боковой поверхности магазина по 4-6 каналов.

При высоте зазора меньшей (равной) 1,0 мм возможны взаимные удары ячеек и дна магазина, вызванные их деформацией при вибрации. Кроме того, в зазоре и водоотводящих каналах при такой высоте могут возникать капиллярные эффекты, затрудняющие удаление воды из объема магазина в процессе его промывки. При высоте зазора и каналов большей (равной) 2,0 мм растет вероятность попадания в них с последующим заклиниванием контакт-деталей герконов, что нарушает ритмичность работы устройства.

Если ширина водоотводящих каналов меньше (равна) 0,6 от ширины ячеек магазина, то снижается пропускная способность данных каналов. Если же ширина водоотводящих каналов больше (равна) 0,7 от ширины ячеек магазина, то возможно разрушение участков боковых стенок, контактирующих с перемычками и находящихся внутри каналов.

Выбор указанной твердости материалов, используемых для изготовления дна и ячеек магазина, позволяет снизить интенсивность образования МПЧ, вызванного механическим взаимодействием контакт-деталей с данными элементами устройства.

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства обусловлен тем, что при его эксплуатации существенно снижается интенсивность образования МПЧ и обеспечивается их эффективное удаление из объема магазина направленным потоком воды.

Таким образом, сопоставительный анализ предложенного технического решения и уровня техники позволил установить, что заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - конструкция магазина, а на фиг. 3 - изображение фрагмента внутренней поверхности дна магазина, полученное с помощью рентгеновского микроанализатора в режиме вторичных электронов.

Устройство состоит (фиг. 1) из вибростола 1, на котором расположены магазин 2 и бункер 3. В бункере выполнены гнезда круглого сечения 4, в которых размещены контакт-детали герконов 5. Внутреннее пространство магазина разделено перемычками 6 на одинаковые вертикальные ячейки квадратного сечения 7. Для удобства загрузки контакт-деталей в устройство геометрические размеры гнезд бункера и ячеек магазина выбраны такими, чтобы на одно гнездо бункера приходилось четыре ячейки магазина.

Боковые стенки магазина 8 (фиг. 2) выполнены их дюралюминия, перемычки ячеек 6 и дно магазина 9 изготовлены из нержавеющей стали, твердость которой в 1,5-2,0 раза превышает твердость пермаллоя, используемого для изготовления контакт-деталей герконов. Между ячейками и дном магазина выполнен зазор 10, а в боковых стенках на границе с его дном изготовлены по четыре сквозных водоотводящих канала 11.

Устройство работает следующим образом.

Контакт-детали герконов 5 (фиг .1) укладывают в гнезда бункера 4 в ориентированном положении. Затем на бункер 3 накладывают магазин 2 с пустыми ячейками 7, который закрепляют неподвижно штырьковыми фиксаторами. Полученный таким образом комплект переворачивают на 180 градусов, размещают в рабочем положении на вибростоле 1 и подвергают механической вибрации. В результате контакт-детали под действием собственного веса пересыпаются из гнезд бункера в ячейки магазина, сохраняя исходную ориентацию в пространстве. Наличие зазора 10 между дном магазина и ячейками (фиг. 2) исключает их ударное взаимодействие в процессе вибрации устройства, а, следовательно, и образование МПЧ.

Дополнительное снижение количества МПЧ обеспечивается изготовлением ячеек и дна магазина из нержавеющей стали, твердость которой выше твердости материала контакт-деталей герконов. В этом случае многочисленные удары контакт-деталей о дно магазина, сопровождающие его загрузку, практически не приводят к генерации МПЧ. Остается только незначительное количество МПЧ, возникающих при взаимном трении контакт-деталей и состоящих из окислов железа.

В процессе работы устройства происходит накопление МПЧ во внутреннем объеме магазина. Однако, благодаря зазору 10 и водоотводящим каналам 11 (фиг. 2) обеспечивается эффективное удаление МПЧ при промывке внутреннего объема магазина направленным потоком воды.

Испытание разработанного устройства проводилось в условиях промышленного производства. В экспериментах использовалось два варианта устройства:

- вариант №1, представляющий его предлагаемую конструкцию;

- вариант №2, в котором дно магазина изготовлено из дюралюминия с твердостью в 2,0 раза меньшей твердости пермаллоя, стенки ячеек упираются в дно магазина и отсутствуют водоотводящие каналы.

Результаты испытаний показали следующее. Варианта №1: разрушение дна магазина отсутствует; на поверхности дна и ячеек магазина контролируется только незначительный пылеобразный налет черного цвета, состоящий из окислов железа. Вариант №2: имеет место интенсивное разрушение дна магазина; на поверхности основания магазина кроме пылеобразного налета контролируются многочисленные МПЧ с характерными размерами в десятки микрон, состоящие из алюминия - фиг. 3.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции устройства позволяет исключить образование многочисленных МПЧ из алюминия и обеспечивает эффективное удаление с поверхности дна и ячеек магазина пылеобразного налета ускоренным потоком воды

Конструкция предлагаемого устройства проста в изготовлении, удобна в эксплуатации и обладает необходимой надежностью.

Положительный эффект от его использования обусловлен увеличением процента выхода и снижением разброса эксплуатационных параметров герконов.

Изобретение относится к бункерным загрузочным устройствам и может быть использовано для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов). Технический результат заключается в повышении процента выхода и снижении разброса эксплуатационных параметров герконов. Устройство для загрузки и хранения контакт-деталей герконов содержит вибростол, бункер с гнездами для ориентированной укладки контакт-деталей герконов, расположенный под ним магазин, внутреннее пространство которого разделено плоскими перемычками на вертикальные ячейки, при этом магазин представляет собой емкость прямоугольного сечения, ограниченную дном толщиной более 1,0 и до 2,0 мм включительно и боковыми стенками, в стенках изготовлены вертикальные канавки глубиной более 2,0 и до 3,0 мм, в которых запрессованы плоские перемычки толщиной более 0,8 и до 1,0 мм включительно, внутри магазина между стенками плоские перемычки имеют высоту, меньшую более чем на 1,0 мм и до 2,0 мм, создающую зазор между дном и ячейками магазина, в боковых стенках магазина на границе с дном выполнены сквозные водоотводящие каналы высотой, равной высоте зазора между дном и ячейками магазина, при этом ширина водоотводящих каналов составляет 0,6-0,7 от ширины ячеек магазина, а плоские перемычки и дно магазина изготовлены из материала, твердость которого в 1,5-2,0 раза превышает твердость материала контакт-деталей герконов. 3 ил.

Устройство для загрузки и хранения контакт-деталей герконов, содержащее вибростол с размещенным на нем комплектом, состоящим из бункера с гнездами для ориентированной укладки контакт-деталей герконов и неподвижно расположенного под бункером магазина, внутреннее пространство которого разделено плоскими перемычками на вертикальные ячейки, отличающееся тем, что магазин представляет собой емкость прямоугольного сечения, ограниченную дном толщиной более 1,0 и до 2,0 мм включительно и боковыми стенками, в стенках изготовлены вертикальные канавки глубиной более 2,0 и до 3,0 мм, в которых запрессованы плоские перемычки толщиной более 0,8 и до 1,0 мм включительно, внутри магазина между стенками плоские перемычки имеют высоту, меньшую более чем на 1,0 мм и до 2,0 мм, создавая зазор между дном и ячейками магазина, в боковых стенках магазина на границе с дном выполнены сквозные водоотводящие каналы высотой, равной высоте зазора между дном и ячейками магазина, при этом ширина водоотводящих каналов составляет 0,6-0,7 от ширины ячеек магазина, а плоские перемычки и дно магазина изготовлены из материала, твердость которого в 1,5-2,0 раза превышает твердость материала контакт-деталей.