Устройство для маркировки изделий Советский патент 1988 года по МПК B41F17/00 

0

Од СП

Изобретение относится к печатным машинам, в частности к устройствам, предназначенным для нанесения цифро- буквенной или кодовой маркировки на плоскую поверхность изделий, например корпусов полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, а также других изделий радиоэлектронной техники.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет маркировки изделий различных типов.

На чертеже изображено устройство для маркировки изделий, общий вид.

Устройство содержит основание 1, печатный механизм. 2, механизм 3 транспортирования изделий, например полупроводниковых приборов 4, размещенных в групповом носителе 5, первый 6 и второй 7 промежуточные валы, кинематически связанные между собой с помощью механизма 8 для преобразо- ,вания равномерного вращения вала 6 в неравномерное вращение вала 7, набор шестерен 9-11 и зубчатую пару в виде зубчатых колес 12 и 13, причем шестерни 9-11 и зубчатые колеса 12 и 13 выполнены сменными.

Механизм 3 транспортирова {ия изделий 4 выполнен в виде цепного транспортера 14, снабженного приводом, включающим электродвигатель 15 и редуктор 16, на выходном валу 17 которого зафиксирована ведугдая звездочка 18 цё пного транспортера 14 и установлена шестерня 9.

Печатный механизм 2 содержит маркирующий ролик 19, ролик-клигае 20 с печатями 21 и красочные ролики 22, причем печати .21 расположены равномер но по окружности ролика-клише 20. На валу 23 ролика-клише 20 зафиксировано ведомое колесо 13 зубчатой пары 12-13, а ведущее колесо 12 этой пары зас| иксировано на втором промежуточном валу 7. Ролики 19, 20 и 22 печатного механизма 2 кинематически связаны между собой с помощью зубчатых колес (не показано).

Механизм 8 для преобразования равномерного вращения первого промежуточного вала 6 в неравномерное вращение второго промежуточного вала 7 ее вьшолнен в виде шарнирного антипараллелограмма, включающего ведущий 24 и ведомый 25 кривошипы, зафиксированные соответственно на валах 6 и 7, и ша0

5

0

5

0

5

0

5

0

е

тун 26, шарнирно связанный с кривошипами 24 и 25.

Шарнирный антипараллелограмм 24, 26, 25 снабжен приспособлением для вывода из мертвого положения (не показано) , которое состоит из пальца, расположенного посередине шатуна 26, и неподвижных вилок, центры которых совпадают с полюсом мгновенного вращения шатуна в мертвых положениях механизма.

Под верхней ветвью цепного транспортера 14 в зоне маркирующего ролика 19 размещена подпружиненная опорная площадка 27.

На чертеже обозначено: стрелками - направление перемещения подвижных звеньев устройства, А - межосевое . расстояние между валами 6 и 7, равное длине шатуна 26 шарнирного антипараллелограмма, В - длина шатуна 24, равная длине шатуна 25.

Для обеспечения работоспособности устройства его параметры - передаточное отношение зубчатой пары 12-13, передаточное отношение набора шестерен 9-11, параметры механизма 8, ко- торьми определяется закономерность изменения скорости неравномерного вращения маркирующего ролика 19 и ролика-клише 20, выбираются так, чтобы количество изделий 4, которое маркирует маркирующий ролик 19 в единицу времени, равнялось количеству изделий, которое проходит под маркирующим роликом 19 за тот же промежуток времени, окружная скорость маркирующей поверхности маркирующего ролика 19 в его неравномерном вращении во время процесса маркировки была равна скорости перемещения цепи транспортера 14.

Для определения указанных параметров устройства для маркировки изделий вводят предварительно следующие обозначения: п, п ,, - скорости вращения валов 6, 17, об/с; п-, п - скорости неравномерного вращения валов 7 и 23 об/с; V - скорость перемещения цепи транспортера 14, мм/с; V - окружные скорости рабочих поверхностей маркирующего ролика 19 и ролика- клише 20, мм/с; i - передаточное отношение зубчатой пары 12-13; iг передаточное отношение набора шестерен 9-11; ij - величина передаточного отношения механизма 8; ij,o,Kc величина максимального передаточного отноше31

ния механизма 8; Т, - шаг цепи транспортера 14, мм; Т - шаг размещения приборов 4 в групповом носителе 5, мм; d - диаметр ролика-клише 20,мм; К - количество печатей 21, размещенных равномерно по окружности ролика- клише 20, шт; Z - число зубьев ведущей звездочки 18 транспортера 14; f - количество приборов 4, проходяши под маркируюш11м роликом 19 в единицу времени, шт/с; m - количество приборов 4, маркируемых маркирующим роликом 19 в единицу времени, шт/с; А - межсоевое расстояние между валами 6 и 7, равное длине шатуна 26 мм; В - длина кривошипов 24 и 25, мм.

Дпя конструктивного выполнения устройства для маркировки изделий определяют указанные параметры.

Передаточное отношение i зубчатой пары 12-13 определяют из соотношения

Г1 7 V - --- - к.

23

(1)

т.е. передаточное отношение i зубчатой пары 12-13 равно количеству К печатей 21, равномерно размещенных на ролике-клише 20.

Отсюда следует, что если на ролике-клише 20 предполагается всегда размещать только,одну печать 21, т.е. всегда К 1, то в предлагаемом устройстве зубчатая пара 12-13 может быть исключена, а промежуточный вал 1 может быть совмещен с валом 23 ролика-клише 20, но при этом, для того, чтобы сохранить требуемое направление вращения маркирующего ролика 19, необходимо в набор шестерен 9-11 ввести дополнительно паразитную шестерню (не показано) или исключить вал с шестерней 10, а шестерню 9 ввести в зацепление непосредственно с шестерней 11.

Количество приборов 4, -проходящих под маркирующим роликом 19 в единицу времени, равно

YJт,

(4)

а количество приборов 4, маркируемых маркирующим роликом 19 за этот же

промежуток времени, X

m п

1Ъ

Для работы устройства необходимо, чтобы количество приборов, маркируемых в единицу времени, равнялось количеству приборов, проходящих под роликом 19 за тот же промежуток времени, т.е. необходимо, чтобы

m f

(6)

5

или с учетом вьфажений (4), (5)

YJп

2

23

К

Подставляя в получают

(7) (7) выражение (3),

п

23

X к

п uJ ТJ Т

(8)

Из (1) следует, что

т

-jj(9)

из. (2) следует, что

п

(10)

а так как передаточное отношение i механизма 8 равно

3

1 -

nfc

п.

(11)

, Изобретение относится к печатным машинам, предназначенным для на-- несения цифробуквенной или кодовой маркировки на плоскую поверхность изделий, например, корпусов полупроводниковых приборов и интегральных схем, и позволяет, расширить технологические возможности устройства за счет маркировки изделий различных типоразмеров. Устройство для маркировки изделий имеет смонтированные на основании 1 два промежуточных вала 6 и 7 и механизм 8 преобразования равномерного вращения вала 6 в неравномерное вращение вала 7. Вал в кинематически связан с механизмом 3 транспортирования изделий 4 посредством набора шестерен 9, 10 и 11. Вал 7 кинематически связан с печатным механизмом 2 посредством зубчатой пары колес 12, 13. Шестерни 9, 10, 11 и зубчатые колеса 12, 13 вь1- полнены съемными. Механизм 8 вьтол- нен в виде шарнирного антипараллелограмма, ведущий кривошип 24 которого зафиксирован на-валу 6, а ведо- мьм кривошип 25 - на валу 7. 1 з.п. ф-лы, -1 ил. с (Л

Передаточное отношение i набора шестерен 9-11, равное

Ил

(2)

определяется следующим образом.

Скорость V цепи транспортера 14 равна

V Z X п ,-, X Т.,.(3)

50

откуда следует, что

,-St

(12)

поэтому, подставляя в (9) вьфажения (10) и (12), получают

п

пп

i к ij X К

(13)

Подставляя выражение (13) в (8) ;и после упрощения получают окончательное вьфажение для определения передаточного отношения i набора шестерен 9-11, которое может быть применено для любого конструктивного исполнения механизма 8:

2

.Т2.

X Z X i,

(14)

.Так как в устройстве для марки- ровки изделий в качестве механизма ;8 использован шарнирный антипаралле- :лограмм 24, 26, 25, для которого не- личина среднего передаточного отношения равна 1, т.е.

(15)

то выражение (14) для конструктивно- го выполнения устройства для марки- бровки изделий, в котором в качестве I механизма 8 использован антипарал- :лелограмм, с учетом (15) принимает

вид

1-1

(16)

Т, х Z

; Параметры механизма 8 преобразования равномерного.вращения первого промежуточного вала 6 в неравномерно вращение второго промежуточного вала 7 определяются следующим образом.

При нанесении маркировки на изделие должно соблюдаться условие

V V v 2

(17)

которое означает, что во время процесса маркирования изделий окружная скорость рабочей, т.е. маркирующей поверхности маркирующего ролика 19, должна быть равна скорости перемещения изделий 4, размещенных на транспортере 14, т.е. равна скорости перемещения цепи транспортера 14.

Так как ролик-клише 20 и маркирующий ролик 19 кинематически связаны между собой посредством зубчатой передачи (не показана), то окружные скорости роликов 20 и 19 в любой момент времени равны между собой по величине, а поэтому во время процесса маркировки окружная скорость маркирующего ролика 19 равна

1 X п J X d

(18)

или, подставляя в (18) вьфажение (13):

7

( i j X К X i 3

(19)

Подставляя в равенство (17) выражения (3) и (19), получают

Т,

/Г X d

Ij X

i 3 X К

(20)

10

откуда

Т,

(21)

Таким образом, выражение (21) определяет величину передатГочного отношения i, которым должен обладать механизм 8 в тот момент, когда осуществляется маркирование изделия.

При выборе параметров механизма 8 необходимо следующее. Если шаг Т.; размещения изделий 4 в групповом носителе 5 меньше расстояния между печатями 21, т.е. выполняется соотношение

1Гх d -(22)

то процесс маркирования изделий должен осуществляться на том участке цикла работы механизма 8, на котором скорости валов 7 и 23 достигают наименьших значений, т.е. величина 13 достигает максимальной величины. Если шаг Т2 размещения изделий 4 в групповом носителе 5 больше расстояния между печатями 21, т.е. выполняется соотношение

40

К

(23)

то процесс маркирования изделий должен осуществляться на том участке цикла работы механизма В, на котором скорости вращения валов 7 и 23 достигают максимальных значений, т.е. величина ij достигает максимальной величины.

Выполнение предлагаемого устройства для маркировки изделий, в котором выполняется соотношение (23), является нерациональным, так как выполнение соотношения (23) означает, что при заданном диаметре d ролика-клише 20 и заданном щаге Т размещения изделий 4 в групповом носителе 5 печа- ти 21 на ролике-клише 20 размещены

слишком плотно, т.е. количество К печатей 21 на ролике-клише 20 слишком велико, а поэтому целесообразно уменьшить количество К печатей 21, чтобы выполнялось соотношение (22).

Таким образом, в устройстве для маркировки изделий выполняется соотношение (22), поэтому процесс маркирования изделий 4 осуществляется н том участке цикла работы механизма 8, на котором скорости вращения валов 7 и 23 достигают наименьших значений, т.е. величина ij достигает максимальной величины, и для механизма 8 выполняется соотношение

1

3 ма КС

(24)

Так как в устройстве в качестве механизма 8 использован шарнирный типараллелограмм 24, 26, 25, а для шарнирного антипараллелограмма известно, что величина максимального передаточного отношения ределяется соотношением

1-ье

Змакс i МС1КС

1-е

(25)

где

(26)

-1-г

If X d X К X Z х

Т,

или, обозначив правую часть выражения (27) через F, т.е.

F

d

z

Т, после преобразований получают

IВ

А

F;

(29)

А +

F;

(30)

В(1 - F) А (F - 1); ; (31

() т + г.

(32)

на10

15

20

н25

30

35

ия

40

45

50

55

Таким образом, в устройстве дпя маркировки изделий настройка механизма 8. с целью уточнения его параметров осуществляется изменением длины кривошипов 24 и 25, размеры В которых определяют из вьфажений (32) и 428).

Устройство для маркировки изделий работает следующим образом..

Перед началом работы определяют величину шага Т размещения изделий 4 в групповом носителе 5 и, пользуясь выражениями (1), (16) и (32), оп- редед яют параметры, которыми должно- обладать предлагаемое устройство для того, чтобы осуществить маркирование изделий 4, размещенных в групповом носителе 3 с данным конкретным шагом Tj, т.е. передаточное отношение i зубчатой пары 12-13, передаточное отношение ij набора шестерен 9-11 и параметры механизма 8 (длину кривошипов 24 и 25), которыми определяется требуемая закономерность изменения скорости неравномерного вращения маркирующего ролика 19 и ролика-клише 20,

Затем осуществляют настройку элементов в соответствии с предварительно произведенными расчетами:.устанавливают шестерни 12, 13, 9, 10 и 11, обеспечивающие требуемые величины передаточных отношений i, i, а также устанавливают кривошипы 24 и 25 требуемой длины.

Перед началом маркирования изделий 4 подготавливают к работе печатный ме- механизм 2, дпя чего включают электродвигатель 15, который через редуктор 16, набор шестерен 9-11, механизм 8 и зубчатую пару 12-13 приводит во вращение ролики 19, 20 и 22 печатного механизма 2. На верхний красочный ролик 22 наносят краску, которая при вращении роликов 22 распределяется ровным слоем по юс поверхности. Затем.электродвигатель 15 выключают и протирают маркирующий ролик 19 и печати 21 ролика-клише 20, снимая нанесенную на них краску.

После того, как устройство подготовлено к работе, включают электродвигатель 15, который через редуктор приводит в равномерное вращение вал 17 с размещенными на нем ведущей звездочкой 18 цепного транспортера 14 и шестерней 9. При этом от электродвигателя 15 через редук

top 16 приводится в равномерное движение транспортер 14, верхняя ветвь которого перемещается слева направо, а через набор шестерен 9-11 приводит ся также в равномерное вращение пер- промежуточный вал 6.

От вала 6 с помощью шарнирного 4нтипараллепограмма,включающего веду 24 и ведомый 25 кривотшчпы и ша- tyH 26, приводится в неравномерное- вращение второй промежуточный вал 7, з|соторый через зубчатую пару 12-13

приводит в неравномерное вращение ал 23 ролика-клише 20, а вместе ф ним в неравномерное вращение при- |5одятся все остальные ролики 19 и 22 печатного механизма 2. I Затем на движущийся транспортер |4 слева от печатного механизма 2 устанавливают групповой носитель 5 t изделиями/ например полупроводни- |(овыми приборами 4, причем групповой носитель 5 фиксируется на транспортере 14 с помощью базовых элемен |гов, например, штифтов (не показа- ро), С помощью транспортера 14 изде- |1ия 4 перемещаются под маркирующим роликом 19, который, прокатываясь по изделиям 4, маркирует их,

I После того, как отмаркирована Ься партия изделий и есть необходи- маркировать партию других из- релий которые размещены в групповых Носителях с другим шагом, необходи- о заменить ролик-клише 20 и в соот- етствии с выражениями (1), (16) и :(32) определить новые величины параметров i,, ij, длину В кривошипов 24 и 25 и произвести настройку элементов устройства в соответствии с расчетами.

Затем включают электродвигатель 1 и, размещая на транспортере 14 групповые носители 5 с изделиями 4, осуществляют их маркировку.

Предлагаемое устройство для маркировки изделий используют для маркирования полупроводниковых приборов а именно транзисторов и интегральных микросхем, размещенных в групповых носителях. Различные типы полупровод никовых приборов располагаются в групповых носителях с отличающимися друг от друга шагами, а именно с шагом 12 мм и 15 мм, причем в групповых носителях в зависимости от типа прибора размещаются 9-13 приборов.

15

20

25

с

Ю

30

-j5 40

з

гп ,-

Ular цепи транспортера составляет 24 мм, количество зубьев ведущей звездочки цепного транспортера 72, т.е. кинематическая производительность устройства равняется шести приборам в секунду для групповых носителей с шагом размещения приборов, равным 12 мм, и четьфем, восьми приборам в секунду для групповых носителей с шагом размещения приборов, равным 15 мм.

Диаметр ролика-клише и диаметр маркирующего ролика равне 40 мм, на ролике-клише размещаются четьфе или пять печатей в зависимости от типа маркируемого прибора. Передаточное отношение зубчатой пары, связывающей второй промежуточный вал с валом ролика-клише составляет соответственно i 4 и i , 5, причем число зубьев ведущей и ведомой шестерни зубчатой пары равняется соответственно 24 и 96 дпя i 4, и 20 и 100 для i, 5.

Передаточное отношение набора шестерен, связывающих выходной вал редуктора, на котором зафиксирована ведущая звездочка цепного транспортера, с первым промежуточным валом

а 7П приборов, размещенных в групповых носителях, с шагом, равным 12 мм) и i --7 (для приборов,

размещенных в групповых носителях, с шагом равным 15 мм). Причем набор шестерен состоит из двух пар зубчатых колес, количество зубьев которых в каждом из двух вариантов равняется: для шага размещения приборов, равном 12 мм 90, 18, 72 и 18, так что i, 1/20.и i 1/16.

Межосевое расстояние А между первым и вторым промежуточными валами 140 мм, при этом величина Б радиуса кривошипов шарнирного антипараллелограмма, дпя шага размещения приборов в групповых носителях, равного 12 мм, при пяти печатях на ролике-клише, а также для шага размещения приборов в групповых носителях, равного 15 мм, при четырех печатях на ролике-клише равна 49,51 мм. Для шага размещения приборов в групповых носителях, равного 12 мм, при четырех печатях на ролике-клише величина В равна

II143

62,61 мм; для шага размещения приборов в групповых носителях, равного 15 мм, при пяти печатях на ролике- клише 35,35 мм.

Кривошипы шарнирного антипараллелограмма выполнены в виде дисков, в которых выполнены отверстия, расположенные на расстояниях 49,51; 62,61 и 35,35 мм от оси вращения кривошипа. Таким образом, изменение радиуса В кривошипов шарнирного ан- типараплелограмма осуществляется путем перестановки осей шатуна шарнирного антипараллелограмма в соответ- ствующие отверстия дисков-кривошипов.

Текст, наносимый на приборы маркировки, состоит из двух строк, размер шрифта текста 1,5 мм, общая высота текста маркировки около 3,5 мм, а протяженность маркируемой поверхности приборов в направлении их движения относительно маркирующего ролика составляет величину порядка 5-6 мм.

Во время процесса нанесения маркировки на приборы маркирующий ролик и ролик-клише вращаются со скоростью, незначительно отличающейся от равномерной, причем максимальное смещение маркирующей поверхности маркирующего ролика относительно поверхности мар- кируемого прибора, вызванное равномерным вращением роликов во время маркировки, составляет величину порядка 0,008-0,016 мм, что обеспечивает высокое качество маркирования приборов.

Таким образом, изобретение позволя- ляет расширить технологические возможности устройства для маркировки

1 2

изделий за счет маркировки изделий, размещенных в групповых носителях с отличающимися друг от друга шагами, а также повысить производительность и качество маркировки.

Формула изобретения

Q 5

0

5

0

5

с механизмом транспортирования изделий посредством набора шестерен, а второй промежуточный вал кинематически связан с печатным механизмом посредством зубчатой пары, причем шестерни набора и зубчатой пары выполнены съемными.

2,Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что механизм преобразования равномерного вращения первого промежуточного вала в неравномерное вращение второго промежуточного вала выполнен в виде шарнирного антипараллелограмма, ведущий криво- щип которого зафиксирован на первом, а ведомый кривошип - на втором промежуточных валах.