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高速贴片机的结构拓扑优化与静、动态性能分析

发布时间:2018-01-15 07:02

  本文关键词:高速贴片机的结构拓扑优化与静、动态性能分析 出处:《江苏大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:表面贴装技术SMT(Surface Mount Technology)是新一代电子组装技术,它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件。贴片机是用来实现高速、高精度、全自动贴放电子元器件的设备,关系到SMT生产线的效率和精度,是最关键、最复杂的核心设备。但是,该设备核心技术被国外垄断,目前中高端市场的贴片机大都依赖进口,我国研究起步较晚,需要持续投入人力和物力对其进行深入研究,完成核心技术的国产化。针对上述情况,本文以TS-320M-02型高速贴片机的机械系统为研究对象,对机械结构的关键部件进行设计优化,并从静态、动态方面对其展开了深入研究。本文的主要研究工作如下:(1)在分析比较常用贴片机结构形式及特点的基础上,确定了拱架型双龙门贴片机结构方案;应用PROE软件对横梁驱动方案和底座进行了结构设计,建立了各个子模块的三维实体模型。(2)对横梁进行力学验算,并利用ABAQUS软件对横梁运动模块进行静态、瞬态动力学分析,得到结构的应力云图和变形曲线,验证了结构的刚度和强度。在保证横梁力学性能的同时,以结构轻量化为目标,进行拓扑优化设计,获得了对称多孔排列的优化结构形式,并对优化方案的性能进行了验算。(3)利用ABAQUS软件对横梁、运动模块和底座进行模态分析,获得了各个子模块的前六阶固有频率和对应的振动特点,研究各个结构的动态性能;对于结构的薄弱区域进行刚度加强,提出了几种改进方案,通过对比相应的模态参数,达到优化结构动态性能的目的;并将各个子模块合并成整体,对优化前后的整机模型进行模态分析校验,确保整机具有良好的抗震性能。(4)以多体动力学理论为基础,综合利用ABAQUS和ADAMS软件创建了贴片机整体的刚柔耦合模型,对模型的静止、实际贴装工况进行了分析,研究机器在直线电机驱动下,贴装头的定位精度和整机的稳定性,获得了柔性横梁上贴装头的动态响应曲线和底座受力变化曲线,根据分析结果,验证了对于高精密设备刚柔耦合模型能获得更加精确的结果,表明优化后的整体结构动态性能良好,能满足使用要求。
[Abstract]:Surface mount technology SMT (Surface Mount Technology) is a new generation of electronic assembly technology, it will become the electronic components of the traditional compression device. The volume is only one tenth of the placement machine is used to achieve high speed, high precision, automatic placement of electronic components and equipment, related to the efficiency and accuracy of the SMT production line. Is the most critical and core of the most sophisticated equipment. However, the core technology of the equipment by foreign monopoly, the current machine in the high-end market are mostly dependent on imports, China started late on, you need to continue to invest manpower and resources to conduct in-depth studies, complete localization of core technology. In view of the above situation, this paper machinery the system of TS-320M-02 type high-speed placement machine as the research object, optimization design of the key components of the mechanical structure, and from the static, dynamic aspects of the in-depth study of this paper. The main research work is as follows: (1) based on the analysis of the commonly used machine structure and characteristics, determine the arch type dragon door machine structure scheme; and the base of the beam driven scheme was designed using the PROE software, built the 3D model of each sub module. (2) for mechanical calculation of the transverse beam, and static the beam movement module by using ABAQUS software, transient dynamic analysis, structural stress nephogram and deformation curve, verify the structural stiffness and strength. The mechanical properties of the beam at the same time, with the lightweight structure as the goal, the design of topology optimization, optimized structure and properties of porous symmetrical arrangement. The optimization scheme is verified. (3) of the beam by using the ABAQUS software, motion module and base modal analysis, obtained the sub module of the first six order natural frequency and vibration characteristics of the study. The dynamic performance of each structure; for weak regional structure stiffness of the strengthened, some improved schemes are proposed, by comparing the corresponding modal parameters, optimize the dynamic performance of the structure; and each module will merge into a whole, the modal analysis model of machine check before and after optimization, to ensure that the machine has a good seismic performance (4). Basing on the multi-body dynamics theory, rigid flexible coupling model of the whole machine was created using ABAQUS and ADAMS software, the static model of the mount, the actual conditions are analyzed, the research on linear motor driven machine, positioning accuracy and stability of the head, the flexible beam on the head and the base of the dynamic response curve of force curve, according to the analysis results, verified the high precision equipment of rigid flexible coupling model can obtain more accurate results, and that The integrated structure has good dynamic performance and can meet the requirements of use.

【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN405

【参考文献】

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本文编号:1427260

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