基于卡夾載具的MLCC 自動下料機設計

常勇CHANG Yong；葉志YE Zhi；易俊彥YI Jun-yan

（合肥恒力裝備有限公司，合肥230088）

0 引言

卡夾具有產品裝容量大、產品受熱均勻等優點，MLCC電感的原料在燒結過程中主要用其當作載具。產品在卡夾中按照多層多列形式擺放，經過網帶爐加熱作用，燒結出來的載具和產品帶有很高的余溫，操作工人直接搬運有燙傷風險，同時勞動強度比較大，工作效率也比較低。

1 基于卡夾載具的MLCC 自動下料機設計

1.1 開發背景

隨著5G 產業的興起，MLCC 電感市場出現供不應求現象，各個電子元器件廠商生產亟需擴大產能，但是面對產品燒結過程中人工下料效率低下，人工成本過高等因素，企業很難在短時間內擴大生產。為了減少上述因素的制約，我們設計了卡夾載具的MLCC 自動下料機，以提高企業的生產效益。

1.2 設備基本結構介紹

卡夾載具的MLCC 自動下料機主要包含卡夾載具、過渡輸送線結構、移料機械手以及待料小車結構，設備如圖1。

自動下料機是將網帶的卡夾載具自動通過機械手搬運至待料小車指定位置，工作原理及流程如下：

①過渡輸送線與網帶進行對接并完成卡夾載具下料，采用移料機械手完成卡夾搬運；②來料定位到位后，移料機械手通過YZ 方向運行，完成將卡夾載具托起；③托起卡夾載具后，移料機械手運行將載具放置到緩存小車上；④緩存4 個卡夾載具以后，報警提示人工下料。

1.2.1 卡夾載具介紹

卡夾為不銹鋼材質，產品在載具中按照多層多列形式擺放。（圖2）

1.2.2 過渡輸送線結構

過渡輸送線采用前后兩段獨立控制的鏈條結構；前段鏈條結構實現從網帶上快速接駁卡夾；后段鏈條結構冷卻和緩存卡夾。（圖3）

圖1 卡夾載具的MLCC 自動下料機

關鍵設計技術參數：①卡夾載具含產品重量（m卡）：25kg；②網帶典型工藝速度（v網）：50mm/min；③卡夾載具尺寸：590mm*150mm*120mm；④滾子鏈規格型號08B，最大容許拉力為3kN；鏈輪、惰輪齒數為20，分度圓直徑Dp1為81.18mm。

電機選型參數校核：

初定工作機功率：p1=F*V前=μm卡gV前=1×25×9.8×0.083=20W

式中：μ1-載具與鏈條的靜摩擦系數；P1-工作機功率需求。

式中：η1-鏈條傳遞綜合效率；P2-電機的功率需求。

可選用泰潤斯電機，規格型號為MTL-51K90RGUCF-30-RA。

1.2.3 移料機械手

移料機械手主要由氣缸機構、同步帶機構、直線導軌、步進電機結構組成。氣缸結構結合托爪，實現將產品快速從平臺上提升和下降；步進電機+同步帶輪機構+直線導軌機構，實現托爪沿水平方向做精密的步進運動。步進電機保證移動精度，同步帶機構和直線導軌導軌可使該機構水平運行平穩。

圖4 移料機械手

①提升機構。

提升結構主要由氣缸結構和托爪機構組成。

普通雙作用氣缸理論推力（N）為：

公式中d-活塞桿直徑，估算時按d=0.3D 缸。

負載和托爪重量（m提升）為：26kg，則可選SMC 帶導桿薄型氣缸MGPL50-150AZ，缸徑50mm，氣缸行程150mm。

②水平移料機構。

關鍵設計技術參數：①工作臺和負載重量（m負載）：30kg；②移料機械手水平移動速度（V水平）：1m/s；最大行程L＝960mm；③同步帶重量（m帶）：0.3kg；同步帶輪、惰輪重量分別為（m輪）0.5kg；同步帶節圓直徑（Dp2）：0.074m；④移料機械手水平運動往復運動周期為（T）：18s。

式中：VMAX-機械手水平運動最大速度；

a-機械手水平運動加速度。

式中：TL-負載力矩；TL2-電機的輸出力矩，η2是傳動效率。

根據上述計算，可選富興步進電機，規格型號為JHSTM86-1.8-S-65-10。

同步帶和工作物的慣量：

選型該步進電機滿足要求。

1.2.4 待料小車

待料小車主要用來緩存和周轉卡夾，包括萬向腳輪、框架、臺面和把手。臺面上放置耐高溫皮墊，起到減震作用。下料機采用“喇叭口”方式對接與小車對接，降低對接難度。

2 結束語

①該下料機設備自動化程度比較高，在下料過程中盡量減少人工操作，節約人力；②該設備應用范圍比較廣，可以實現多種卡夾載具自動下料。