摘要：文章針對硬盤行業(yè)對消音片貼合存在的廣泛需求，從工藝制定、運(yùn)動(dòng)原理、具體結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)、安裝調(diào)試五個(gè)維度分享了自己的解決方案，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)從業(yè)者帶來一些借鑒或啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：消音片;貼合;硬盤 （HDD）;機(jī)械硬盤;固態(tài)硬盤（SSD）

隨著云計(jì)算的廣泛應(yīng)用，以及5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等帶來的全新發(fā)展，全球正在形成一個(gè)以數(shù)據(jù)為核心的生態(tài)圈，企業(yè)級用戶對于數(shù)據(jù)存儲的大容量需求愈加明顯。即便SSD可以發(fā)揮出Flash性能上帶來的應(yīng)用加速，但是大量的視頻、音頻、圖片等數(shù)據(jù)存儲依然需要成熟穩(wěn)定、成本更優(yōu)的HDD企業(yè)級大容量硬盤來支撐。特別是在生物識別、基因測序等醫(yī)療大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，HDD硬盤在保障企業(yè)數(shù)據(jù)生命周期上，擁有過硬的壽命，也有存儲容量與成本價(jià)格上的綜合優(yōu)勢。面臨全球企業(yè)用戶數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，HDD硬盤技術(shù)的日臻成熟與創(chuàng)新不斷，市場增長未衰反興，特別是在中國市場，呈現(xiàn)出雙位數(shù)的年增長，HDD加工工藝及技術(shù)也受到越來越多從業(yè)者的關(guān)注。

在HDD加工過程中，在完成磁頭、碟片、上蓋的封裝后，為了避免磁盤電機(jī)旋轉(zhuǎn)引起共振導(dǎo)致噪音，須在硬盤蓋上表面粘貼消音片。如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的呢？筆者憑借著在夾具設(shè)計(jì)及自動(dòng)化領(lǐng)域多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，給出了一個(gè)解決方案。實(shí)踐證明，這一方案是成功的，它結(jié)構(gòu)簡單，成本低，效率高，穩(wěn)定可靠，對工件沒有傷害，特別適合HDD行業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)使用。

如下圖一所示，消音片形狀復(fù)雜，反面粘有膠貼，工人要將膠貼外面的一層硬紙膜撕掉，再將其粘貼到硬盤的凹槽內(nèi)?？梢韵胂笫止ふ迟N操作單調(diào)枯燥，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，精度和質(zhì)量無法保證，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要，再加上目前在珠三角和長三角一帶持續(xù)發(fā)酵的用工荒，基本決定了自動(dòng)化是此工藝唯一可行的方案。

那具體用什么機(jī)構(gòu)去實(shí)現(xiàn)呢？如下圖二所示，用兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤加一些簡單常用的機(jī)構(gòu)就可實(shí)現(xiàn)，方便快捷。

轉(zhuǎn)盤1主要是通過DD馬達(dá)帶動(dòng)硬盤轉(zhuǎn)動(dòng)到下一個(gè)工位，較簡單，此處略過。如圖三所示，轉(zhuǎn)盤2下表面間隔90度裝有4組消音片吸附機(jī)構(gòu)，每組2個(gè)。轉(zhuǎn)盤2裝在DD馬達(dá)上，DD馬達(dá)通過過渡安裝板裝在頂升氣缸上，氣缸裝在機(jī)器大板上。

下面講轉(zhuǎn)盤2部分每一工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

消音片上料工位：如圖四所示，轉(zhuǎn)盤3上有四個(gè)消音片盒，分前后兩組，每組兩個(gè)，每盒可以裝500片。轉(zhuǎn)盤3上對應(yīng)每個(gè)消音片盒的中心開有一個(gè)方形孔，齒條升降馬達(dá)可以從此孔中伸出推動(dòng)消音片每次上升0.65mm（一片消音片的厚度），從而達(dá)到進(jìn)給目的。如盒中的消音片取完后，盒底的感應(yīng)器發(fā)信號，旋轉(zhuǎn)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)180度，將空的一組轉(zhuǎn)出，裝滿消音片的一組轉(zhuǎn)進(jìn)，。工人可以將空的一組盒子側(cè)面的掛鉤向上打開，手握手柄將盒子前上部分沿鉸鏈向外打開，方便加裝新的消音片。注：1）. 馬達(dá)側(cè)的一組實(shí)際上是安裝在機(jī)器內(nèi)側(cè)，另外一組是工人操作側(cè)。2）.為了將消音片全部進(jìn)給，齒條懸臂伸出較長，為了加強(qiáng)其剛度，在每個(gè)齒條下部增加一條導(dǎo)軌導(dǎo)向。3）.由于消音片硬紙膜帶有靜電，有時(shí)轉(zhuǎn)盤2下去吸時(shí)會帶起1片。為了避免這種情況的發(fā)生，可以安裝兩離子風(fēng)機(jī)對著要吸的消音片吹氣，以消除靜電。

消音片拍齊工位：此工位動(dòng)作比較簡單，主要是轉(zhuǎn)盤2旋轉(zhuǎn)90度，頂升氣缸下降，吸嘴真空釋放，本工位升降氣缸下降，四爪氣缸帶動(dòng)X/Y拍齊塊向中心運(yùn)動(dòng)，消除消音片的位置誤差。升降氣缸上升，四爪氣缸打開，轉(zhuǎn)盤2上吸嘴吸住消音片，頂升氣缸上升，轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)到下個(gè)工位。

消音片撕膜工位：如圖五所示，轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)到撕膜工位時(shí)停止，頂升氣缸下降，前后氣缸帶動(dòng)其兩側(cè)的兩個(gè)氣爪伸出，氣爪夾緊消音片上的硬紙膜，馬達(dá)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)整體沿消音片對角線的方向?qū)⒈∧に合?，撕下的薄膜掉入下面的廢料盒中。上夾緊爪和下夾緊爪安裝在氣爪上，其夾緊面做成齒形面以增大對消音片上硬紙膜的夾持力，下夾緊爪有孔，孔中安裝感應(yīng)器來感知夾緊時(shí)是否有硬紙膜，沒有就報(bào)警。撕下硬紙膜后，轉(zhuǎn)盤2上升，轉(zhuǎn)到下一個(gè)工位-----粘貼工位。

消音片粘貼工位：轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)到粘貼工位時(shí)停止，頂升氣缸下降，消音片吸附機(jī)構(gòu)上的兩個(gè)消音片被粘貼到硬盤上表面。吸嘴真空釋放，頂升氣缸升起，完成整個(gè)循環(huán)。注意此處在粘貼壓力下，轉(zhuǎn)盤1可能變形，為提高轉(zhuǎn)盤1剛度，在轉(zhuǎn)盤1下面安裝有兩組滾動(dòng)軸承。由于此工序直接關(guān)系到消音片的貼合質(zhì)量，下面重點(diǎn)講解消音片吸附機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。如圖六、圖七所示，安裝底板固定在轉(zhuǎn)盤2的下平面上，導(dǎo)向板通過4個(gè)軸1、4個(gè)關(guān)節(jié)軸承、4個(gè)彈簧1套在安裝底板上，其可以在彈簧1的作用下上下浮動(dòng)，也可以繞軸1有微小角度轉(zhuǎn)動(dòng)，以便消除此粘貼機(jī)構(gòu)和硬盤上表面之間可能的平行度誤差。每個(gè)傳壓板通過2個(gè)直線軸承和軸2固定在導(dǎo)向板上，軸2上的彈簧頂在轉(zhuǎn)盤2的下表面上，使傳壓板在受到壓力的情況下可以壓縮，彈簧膠用沉頭螺絲固定在傳壓板上，4個(gè)真空吸嘴固定在傳壓板上。消音片吸在吸嘴上，當(dāng)粘貼時(shí)消音片受到壓力，彈簧1壓縮，導(dǎo)向板上浮帶動(dòng)吸嘴后退直到消音片接觸到彈簧膠。此時(shí)彈簧1/彈簧2同時(shí)壓縮，當(dāng)彈簧壓縮到一定程度，限位螺釘將碰到HDD的支承板上，額外的壓力將通過此螺釘傳到導(dǎo)向板上，而不再作用在硬盤上，這就保證不會對硬盤造成傷害。

此機(jī)構(gòu)（指帶此機(jī)構(gòu)的機(jī)器）使用前后的收益對比：

可見此機(jī)構(gòu)雖小，卻質(zhì)量可靠，效率高且適應(yīng)范圍廣，在工業(yè)生產(chǎn)上有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》、《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具》、《可編程序控制器與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)》、《實(shí)用公差與配合技術(shù)手冊》、2015中國版《MISUMI ?FA工廠自動(dòng)化用零件》、《SMC—Best Pneumatics》、《HIWIN 產(chǎn)品型錄》、《松下A5II系列中文選型手冊》、《Shinano Motor產(chǎn)品目錄》、《Omron微型光電傳感器樣本》。

作者簡介：

程丙坤（1969 —），男，漢族，湖北省天門市人，高級工程師，大學(xué)本科學(xué)歷，目前研究方向?yàn)闄C(jī)器換人或自動(dòng)化設(shè)備開發(fā)設(shè)計(jì)與研究。