面向电子组装设备的高速高精度运动机构研究与优化设计
发布时间:2018-01-19 13:00
本文关键词: SMT设备 高速高精度运动机构 拱架式结构 动态仿真 结构优化 出处:《合肥工业大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:高速高精度贴片机是SMT设备中最为关键的设备,速度和精度是其最主要的性能指标,具有高速度、高精度及高稳定性的运动机构是体现其性能的关键。本课题以设计一种面向SMT设备的高速高精度运动机构为研究目标,对目前高速高精度贴片机中常见的一些运动机构进行了研究,综合分析了各种机构的优缺点后,设计了一种具有拱架式结构的X-Y型运动机构方案,并初步建立了运动机构的三维模型。对机构的关键零部件进行了详细设计,主要是横梁和基座的设计,涉及零件材料设计、加工制造方法、结构设计及结构轻量化等内容。 应用ANSYS软件对运动机构的基座、横梁分别进行了静力校核和瞬态动力学分析,分析其在静、动载荷下的力学行为,确保其机械强度和刚度。利用模态分析技术对运动机构的子结构和整体进行动态特性研究,分析了结构的固有频率和模态振型,发现子结构的动态特性对整体的动态性能有非常重要的影响;针对发现的结构薄弱或冗余环节进行了优化改进,提高了整体的动态性能。 结合多刚体动力学和柔性多体动力学理论及有限元法,通过ADAMS软件分别建立了运动机构的多刚体模型和刚柔耦合多体模型,对其进行了全运动周期的动态仿真,分析末端执行器(即贴装头)的弹性振动情况及动态精度,对比分析两种模型的仿真结果,验证了刚柔耦合建模的准确性;根据动态仿真结果,对机构振动影响最大的横梁进行结构优化,优化后的振动明显变弱,动态精度得到提高,符合高速高精度贴片机的使用要求。
[Abstract]:High - speed and high - precision chip mounter is the most key equipment in SMT equipment , and the speed and accuracy are the main performance indexes , and the moving mechanism with high speed , high precision and high stability is the key to embody its performance . The dynamic characteristics of the substructure and the whole structure of the moving mechanism are studied by using the ANSYS software . The dynamic characteristics of the substructure and the whole structure of the moving mechanism are studied by using the modal analysis technique , and the dynamic characteristics of the substructure are found to have a very important influence on the dynamic performance of the whole structure . Based on the dynamic simulation of multi - body dynamics and flexible multi - body dynamics and the finite element method , the multi - rigid body model and the rigid - flexible coupling multi - body model of the moving mechanism are respectively established through ADAMS software , and the dynamic simulation of the full - motion period is carried out , the simulation results of the end - effector ( i.e . , the mounting head ) are analyzed , and the simulation results of the two models are analyzed , and the simulation results of the two models are analyzed , and the structural optimization of the beam with the largest influence on the mechanism vibration is verified according to the dynamic simulation result , the vibration is obviously weakened , the dynamic accuracy is improved , and the use requirement of the high - speed high - precision chip mounter is met .
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TH112
【参考文献】
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,本文编号:1444260
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