SMD LED全自动测试分选机主要机构的设计计算与运动分析

发布时间：2017-09-30 07:05

  本文关键词：SMD LED全自动测试分选机主要机构的设计计算与运动分析

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【摘要】：在SMD LED生产的过程中,制作每一颗SMD LED的材料和工艺不可能完全相同,这导致了SMD LED的电学参数、光学参数、色度学参数存在较大的离散性。而不同的行业对同一种SMD LED的电学参数、光学参数、色度学参数有不同的要求,因此在SMD LED生产完后需要对其进行电学参数、光学参数、色度学参数的测试,并根据测试结果对其分类。但因为其体积小,不便于用人工对其进行测试分选,需要开发全自动的测试分选设备来测试分选SMD LED。在分析设备工作原理的基础上,制定了整机方案,并用Solidworks对主要运动部件进行结构设计与实体建模,再用现代先进分析软件对相关关键参数进行设计与仿真。论文主要工作如下：1.从整机运行的角度出发,简要分析了SMD LED全自动测试分选设备的测试原理、工艺流程,制定了测试系统、控制系统和机械系统的方案,并对机械系统中的主要运动部件(传料转塔、上料机构、测试机构、分选机构)的结构做了详细的分析。2.传料转塔作为在各工站间传递材料的重要机构,其陶瓷吸嘴上的动态真空力直接决定了设备的效率。首先对传料转塔中陶瓷吸嘴上的SMD LED做动力学分析并建立方程式,再对动态真空力进行分析并求出符合动力学要求的动态真空力。3.上料机构的作用是从振动送料系统末端取料后将材料放到传料转塔的陶瓷吸嘴上,为了保证上料效率,要求上料机构在高速运动以及频繁加减速的过程中不会出现抖动,这就需要上料机构有足够的动态刚度和强度。利用现代分析软件ANSYS和ADAMS建立刚柔混合的多体动学模型,分析了该机构的动态刚度和强度,结果表明该机构在工作中无明显抖动。4.测试机构的作用是让测试探头及时闭合与打开,保证测试探头的2个测试探针与SMD LED的两个电极在所要求的时间段内保持稳定的接触。从测试探头的驱动机构——凸轮系统入手,通过分析凸轮系统从动件的动态响应,确定凸轮系统有一个合适的周期比,以保证凸轮驱动系统在推程期的振动不会影响到远休止期,因为正是在远休止期需要保证测试探头与SMD LED的两电极有稳定的接触。并利用ADAMS对凸轮的轮廓进行反求设计以及选择锁和弹簧的刚度,避免了传统设计的繁琐,还在此基础上对测试机构进行仿真,仿真结果表明,测试机构可以在规定时间内保证测试探头与SMD LED的两电极稳定接触。5.分料机构的作用是将测试分类后的SMD LED送到相应的料筒。需要确保分料机构运动到指定点后的余振时间和余振幅度不会太大,否则,SMD LED很难通过分料孔进入相应的料筒,通过优化分料机构分料摆臂的运动路径,以达到抑制余振的目的。首先对运动中的分料摆臂建立数学模型,为使数学模型更加精确,考虑了由杆的大弯曲变形引起的纵向位移和非线性曲率,再通过拉格朗日方程和模态法建立摆臂的运动方程。最后,选择用粒子群优化算法进行路径优化以达到抑制余振的目的。将物理样机制出来后,测试结果表明该设备完全达到了预期的设计要求,投放到市场后,完全可以满足客户的生产需求。
【关键词】：测试分选机 动态真空力 凸轮轮廓 刚柔混合分析 路径优化
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN312.8
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 课题研究的背景13-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 研究意义15
• 1.4 主要研究内容与要求15-16
• 1.5 设计流程16
• 1.6 本章小结16-17
• 第二章 测试分选机的工作原理与整机方案17-33
• 2.1 测试分选机的工作原理17-22
• 2.1.1 性能指标及测量原理17-20
• 2.1.2 分类标准的设置20
• 2.1.3 光电参数综合测试的主要原理20-21
• 2.1.4 测试分选的工艺流程21-22
• 2.2 测试分选机各系统的方案22-32
• 2.2.1 光电参数测试系统方案22-23
• 2.2.2 控制系统方案23-25
• 2.2.3 机械系统方案25-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第三章 传料转塔的动态真空力计算33-41
• 3.1 SMD LED动力学分析33-36
• 3.2 动态真空力的计算36-39
• 3.3 分析与讨论39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 上料机构的刚柔混合动力学分析41-52
• 4.1 运动分析41-42
• 4.2 刚柔混合建模理论42-43
• 4.3 刚柔混合模型的建立43-47
• 4.4 结果分析及结论47-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 测试机构的设计与分析52-69
• 5.1 凸轮系统周期比的计算52-60
• 5.1.1 动力学模型的建立53-54
• 5.1.2 工作端的动态响应分析54-60
• 5.2 凸轮轮廓的设计与弹簧刚度的选择60-68
• 5.2.1 建模理论60-62
• 5.2.2 模型建立与导入62-63
• 5.2.3 凸轮轮廓曲线的生成63-65
• 5.2.4 测试设计与仿真65-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第六章 分料装置的路径优化69-79
• 6.1 建立数学模型70-71
• 6.2 轨迹插值方法的选取71-73
• 6.3 轨迹优化算法的选择73-74
• 6.4 粒子群算法的数学模型74-75
• 6.5 路径优化75-76
• 6.6 仿真结果与分析76-78
• 6.7 本章小结78-79
• 结论与展望79-81
• 参考文献81-84
• 攻读学位期间发表的论文84-86
• 致谢86

【参考文献】

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本文编号：946774