同吸同贴LED高速贴片机结构设计与试验

发布时间：2020-08-13 13:24

【摘要】：随着电子科技的飞速发展,电子组装行业自动化程度日益加深,表面贴装技术(Surface Mounted Technology,简称SMT)成为了电子组装行业的关键技术。贴片机是SMT生产线中至关重要的设备,其贴装效率和精度决定整个生产线的生产率和质量。近年来,发光二极管(LED)凭借低能耗、体积小、响应快等一系列自身优势迅速替代荧光灯、白炽灯等传统光源,成为全球相关领域备受关注的新型固体光源。目前国内LED行业生产自动化程度较高,其贴装生产线的贴片机多为进口通用型贴片机,价格昂贵,且与LED产品的契合度不高,生产效率低。因此,根据LED产品的自身特点与贴装要求设计出一款有针对性的贴片机对LED产业的发展与升级具有重大的意义。针对这一需求,研制一款适用于LED行业的同吸同贴高速贴片机,主要开展同吸同贴高速贴片机的结构设计与试验等关键技术研究工作,具体内容如下:1、对贴装对象和贴装特点进行分析,提出同吸同贴高速贴片机的运动方案并进行整机及关键零部件结构设计,确定整机的机构参数;2、基于同吸同贴高速贴片机的运动方案和结构,进行贴片机时序规划与分析,以功率消耗最小为目标函数,各轴运动参数为设计变量建立贴片机时序优化数学模型并进行时序优化,得出了整机运动参数最优解;3、基于时序优化结果,建立贴片机动力学分析数值模型并进行动力学仿真,得到贴片机各轴的动力学特性变化曲线,根据动力学仿真结果、时序优化结果和零部件结构进行贴片机动力选型设计;4、基于Ansys Workbench软件进行贴片机横梁的结构静力学和动力学分析,建立贴片机横梁的结构参数多目标优化模型,开展横梁结构参数优化工作,找出优化目标随横梁结构参数的变化规律,在满足使用要求的前提下得到横梁的结构参数最优解并对优化后的横梁进行结构动力学验证;.5、基于时序优化结果开展同吸同贴高速贴片机样机试验研究工作,找出各轴实际运行时的动力学参数变化规律,得到贴片机样机的实际贴装效率和贴装误差的分布范围与波动情况。通过以上研究,确定同吸同贴高速贴片机X、Y、Z轴的最高转速分别为3000r/min、1000r/min、3000r/min,动作周期分别为0.44s、0.12s、0.14s,加速时间分别为0.1309s、0.06s、0.07s;在该时序下,各轴动力学数值分析结果与实际运行结果基本吻合,贴片机运行平稳流畅;贴片机贴装误差随机均匀分布在—0.03mm-+0.03mm之间,满足贴装作业要求;贴片机实际贴装效率为79985CPH,与设计要求相差不大。综上所述,贴片机运动方案与结构设计合理,能够满足实际贴装作业需求。
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN312.8
【图文】：

ＳＭＴ的优点包括如下：贴装密度高、高频特性好、抗震动能力优良、可靠性高、逡逑可满足小体积电子产品表面贴装，成本低并且易于自动化的实现从而提高整个线体的逡逑组装效率等［４￣９］。ＳＭＴ的工艺流程如下图１．１所示。逡逑／？逦＼逦／？逦＼逦ｒ逦＼逡逑印刷（或点胶）Ｉ逦贴装逦１逦％逦（固化）逡逑Ｖ逡逑＼逦ｙ逦ｖ．逦ｙ逦Ｖ．逦NB逡逑检铡逦清洗逦＜＾￣７１逦回流焊接逡逑逦／邋＾＾邋＇逦／逡逑图１．１邋ＳＭＴ工艺流程图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ邋ｏｆＳＭＴ逡逑印刷：其作用主要是在ＰＣＢ板上漏印焊膏（或贴片胶），为下一道工序各元件逡逑贴装做准备。主要设备为印刷机（锡膏印刷机），置于ＳＭＴ贴装线的前端。逡逑点胶：由于现阶段所用ＰＣＢ电路板多采用双面贴片，在二次回炉时为防止投入逡逑面的元件在高温下由于锡膏二次融化造成脱落，在投入面加设点胶机，点胶机将胶水逡逑滴至ＰＣＢ电路板的固定位置上，主要作用是将电子元件固定到ＰＣＢ电路板上。点胶逡逑机一般设置在ＳＭＴ组装线的最前端或置于线体检测设备之后。有时由于客户要求逡逑产出面也需要点胶，而现在很多小工厂都不用点胶机，若投入面元件较大时用人工点逡逑胶。逡逑贴装：贴装工序是将所要完成组装的电子元件准确安装到ＰＣＢ电路板的固定位逡逑置上。用于贴装的设备为贴片机，在ＳＭＴ组装线中设置于印刷机的后面。逡逑固化：固化的作用主要是融化贴片胶

ＳＭＴ的优点包括如下：贴装密度高、高频特性好、抗震动能力优良、可靠性高、逡逑可满足小体积电子产品表面贴装，成本低并且易于自动化的实现从而提高整个线体的逡逑组装效率等［４￣９］。ＳＭＴ的工艺流程如下图１．１所示。逡逑／？逦＼逦／？逦＼逦ｒ逦＼逡逑印刷（或点胶）Ｉ逦贴装逦１逦％逦（固化）逡逑Ｖ逡逑＼逦ｙ逦ｖ．逦ｙ逦Ｖ．逦NB逡逑检铡逦清洗逦＜＾￣７１逦回流焊接逡逑逦／邋＾＾邋＇逦／逡逑图１．１邋ＳＭＴ工艺流程图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ邋ｏｆＳＭＴ逡逑印刷：其作用主要是在ＰＣＢ板上漏印焊膏（或贴片胶），为下一道工序各元件逡逑贴装做准备。主要设备为印刷机（锡膏印刷机），置于ＳＭＴ贴装线的前端。逡逑点胶：由于现阶段所用ＰＣＢ电路板多采用双面贴片，在二次回炉时为防止投入逡逑面的元件在高温下由于锡膏二次融化造成脱落，在投入面加设点胶机，点胶机将胶水逡逑滴至ＰＣＢ电路板的固定位置上，主要作用是将电子元件固定到ＰＣＢ电路板上。点胶逡逑机一般设置在ＳＭＴ组装线的最前端或置于线体检测设备之后。有时由于客户要求逡逑产出面也需要点胶，而现在很多小工厂都不用点胶机，若投入面元件较大时用人工点逡逑胶。逡逑贴装：贴装工序是将所要完成组装的电子元件准确安装到ＰＣＢ电路板的固定位逡逑置上。用于贴装的设备为贴片机，在ＳＭＴ组装线中设置于印刷机的后面。逡逑固化：固化的作用主要是融化贴片胶

图１．３邋ＬＥＤ应用发展趋势逡逑Ｆｉｇ邋１．３邋Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｔｒｅｎｄ邋ｏｆ邋ＬＥＤ邋ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ逡逑图１．３为近几年来ＬＥＤ行业产品的应用与传统照明的应用在发光照明领域的占逡逑比情况，可见，ＬＥＤ产品发展迅速，呈现逐渐替代传统照明的趋势，不难看出ＬＥＤ逡逑产业的发展是势不可挡的，为了抓住这种机遇，在世界市场激烈的竞争环境中保持逡逑自己的优势，各大ＬＥＤ日光灯制造企业想进办法千方百计的去提高生产效率，降低逡逑生产成本。要发展ＬＥＤ行业，一批成套的自动化程度高的机器设备变得必不可少。逡逑ＬＥＤ行业生产组装线中的主要设备包括有印刷机、点胶机、贴片机、高温回流焊和逡逑清洗检测的装备等，其中贴片机是整个ＬＥＤ生产组装线的关键设备，其贴装的精确逡逑度和速度很大程度上决定整个ＬＥＤ生产组装线的质量及效率。具备良好性能的贴片逡逑机可以有效提高ＬＥＤ行业产品的生产效率，降低制造成本［１３］。逡逑目前，国内ＬＥＤ生产商在线使用的贴片设备多为进口贴片机，基本都属于通用逡逑型贴片机

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本文编号：2792057