CC BY
39Вольфганг ЯКОБИ, к. т. н.
Дмитрий НИКИШИН
imteh@imteh.ru
Машина для монтажа компонентов на печатную плату
Сегодня при массовом производстве компоненты на печатные платы почти всегда устанавливаются в автоматическом режиме (рис. 1). Компоненты упакованы в катушки для упрощения подачи их на монтажную линию. Катушки установлены в так называемых загрузочных устройствах. Изменение в производственной программе, например, переход от изделия 1 к изделию 2, обычно требует замены различных компонентов, и загрузочное
Рис. 1. ODU MAC — интерфейс между загрузочным устройством и машиной (для вращения катушек в подающем устройстве используются низкие уровни мощности и сигналов)
Стыковочная система —
специальный тип соединителя
Стыковочные системы (Docking systems) — это набор разъемов различных типов, объединенных в одном корпусе или на одном модуле и применяемых для различных приложений. В промышленности стыковочные системы играют большую роль, и чаще всего здесь используются разъемы для передачи сигнальных импульсов, энергии, высокочастотных и мультимедийных сигналов. Попросту говоря, стыковочные системы — это ограниченно управляемые соединители, которые стыкуются в автоматическом режиме. В статье описывается несколько примеров стыковочных систем, которые были реализованы компанией ODU.
устройство 1 замещается загрузочным устройством 2. Интерфейс между загрузочным устройством и машиной представляет собой модульный соединитель ODU MAC. Загрузочному устройству и машине необходимы направляющие с зазором до ±0,6 мм для того, чтобы использовать собственные направляющие модульного соединителя ODU MAC.
Медицинская техника
В медицинской технике пациенты часто подготавливаются к осмотру прямо на столе магниторезонансного томографа (рис. 2). Это позволяет существенно увеличить срок службы всей системы MRI (Magnetic Renonance Imaging — отображение магнитного резонанса) в целом. Переключение от одного пациента к другому можно выполнить очень быстро, отсоединив один стол пациента и подсоединив другой. И здесь тоже специально разработанный ODU MAC служит в качестве интерфейса между столом пациента и системой MRI. В этом случае ODU разрабатывает
целое соединительное устройство, в котором количество сигнальных контактов более 100, а коаксиальных — более 200. Фиксация производится осевым зажимным винтом.
Автомобилестроение: электромобили
На протяжении многих десятилетий в различных областях жизнедеятельности применяются электромобили. Для питания электромобилей используются свинцовые аккумуляторы, которые заряжаются по ночам. В то же время, появились значительно более мощные аккумуляторы. Одной из разработок ODU для этой области применения является соединитель для быстрой подзарядки аккумуляторов, рассчитанный на 400 A/600 В. Но время зарядки в любом случае остается очень большим. Вот почему производители электромобилей двигаются в направлении создания механизма для быстрой замены разряженных аккумуляторов, используя для этой цели стыковочные системы.
Рис. 2. Магниторезонансный томограф
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 1 ’2007
Стыковочная система, показанная на рис. 3, состоит из сигнальных контактов, контактов питания, сильноточных контактов (до 200 A), а также герметичных гидравлических контактов.
Радиальное отклонение данной стыковочной системы составляет 3 мм, а угловое отклонение— 5°.
Конструкция стыковочных систем, показанных на рис. 3, позволяет допускать большие погрешности в радиальном смещении и угловом отклонении. Другие типы стыковочных систем ODU используются, например, в Transrapid. Transrapid — это монорельсовый поезд, который считается одним из самых быстрых наземных транспортных средств в мире. Этот поезд на магнитной подушке создан инженерами Siemens и ThyssenKrupp. Единственная работающая линия поездов Transrapid находится в Китае и соединяет станцию Лун-Ян с международным аэропортом Пудун в Шанхае. Крейсерская скорость Transrapid на этом маршруте составляет 430 километров в час. В данном поезде стыковочные системы ODU применяются для соединения тысяч различных электронных модулей.
Контрольно-измерительное оборудование
Контрольно-измерительное оборудование — это оборудование для проверки работоспособности инжекторных клапанов, автомобильных радиоприемников, сотовых телефонов, принтеров, автомобильных электронных систем и т. д. На рис. 4 показан инжекторный клапан на испытательном стенде. Клапан через черный разъем с одной стороны и через разъем ODU MAC с другой автоматически стыкуется с тестовым компьютером.
Электронные приборы серийного производства необходимо тестировать. Для этого тестируемые изделия обычно размещаются на испытательных стендах.
Стенды с проверяемыми инжекторными клапанами двигаются по конвейеру. Через
разъем ОБИ МАС (обычно «папа») стенд подключается к тестовому компьютеру, на котором установлена ответная часть разъема ОБИ МАС (обычно «мама»). Процесс тестирования происходит в следующем порядке: стенды двигаются по конвейеру — конвейер останавливается — подсоединяется стенд 1 — тестируется — расстыковывается стенд 1 — конвейер продолжает движение — останавливается — подсоединяется стенд 2 — и т. д.
В процессе тестирования изделий серийного производства производится большое
число соединений (много сотен тысяч в год), поэтому наиболее целесообразно использование ODU МАС с быстро заменяемыми элементами. Это позволяет заменить контактную часть в течение 1 минуты без необходимости делать новую распайку.
Заключение
Стыковочные системы часто требуют очень сложных разъемов с различными контактами. Необходимо большое количество циклов соединения — от 10 тыс. до 1 млн в год.
Стыковочные решения зависят от выбранного типа направляющих. Соединение чаще всего производится с помощью сжатого воздуха (в контрольно-измерительном оборудовании), вручную (с помощью рычага) или с помощью электроприводов.
Для ускорителей заряженных частиц ODU создал стыковочную систему с размерами 1x2 м; для того чтобы заряжать мобильные терминалы, существуют маленькие стыковочные соединители диаметром менее 10 мм (рис. 5).
Рис. 5. Серия соединителей ODU MINI-SNAP
В настоящее время в России разработка стыковочных систем не получила широкого распространения. Наибольший интерес к подобным изделиям проявляют предприятия нефтеперерабатывающей промышленности. Здесь стыковочные системы используются для тестирования оборудования или для анализа состояния нефтяных трубопроводов. ■
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 1 '2007
