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TS-320L高速高精度贴片机供料控制系统设计和实现

发布时间:2018-04-13 13:34

  本文选题:贴片机 + 供料控制系统 ; 参考:《江苏大学》2017年硕士论文


【摘要】:随着中国电子制造业的迅速发展,国内对表面贴装技术(Surface Mount Technology,简称SMT)贴片机需求的持续攀升,以及国外对SMT贴片机设备的技术垄断,使得市场价格居高不下,企业生产成本过高。因此,研发拥有自主知识产权的国产高精度超高速贴片机成为当前我国制造行业的一项重要的使命。供料器作为贴片机中用于输送贴装元件的重要部件,其供料的速度和精度对贴片机的贴装精度有直接影响。如果供料器不能保证供料精度及供料效率,将导致产品不合格率上升,严重影响产品质量。供料控制系统对供料器供料精度及供料效率有直接影响因素,然而国内对供料控制系统缺乏系统的研究,因此,在先进制造领域开展高速高精度贴片机供料控制系统的设计和实现具有巨大的工程应用前景。本文针对企业中的实际问题——如何提高供料控制系统供料精度及供料效率的问题——展开研究,研究内容主要包括以下几个方面:(1)设计了供料控制系统。在现有供料器结构的基础上,加入了供料位置检测模块,利用光电编码器实现供料位置的实时检测,并设计了相关的位置检测电路与控制软件程序,保证了供料系统在高速下供料时的供料精度。(2)研究设计了供料控制系统硬件系统。供料控制系统硬件电路由控制和通信模块两大模块组成,其中控制模块包括微型处理器、供料速度控制电路及供料位置控制电路;通信模块包括供料器的主控单元与通信单元相互之间的通信、供料系统与高速高精度贴片机相互之间的通信,实现了控制系统所要求的硬件功能。(3)研究设计了供料控制系统的软件系统。针对现有供料系统在高速下的容易出现“失步”现象的问题,研究了基于插补算法与加减速算法相结合、并配合PID闭环控制的复合控制算法,解决了“失步”问题。在此基础上,完成了整个供料器控制系统的软件的设计,包括控制模块、通信模块和人机交互界面三大部分,最终实现了整个供料控制系统的高速高精度控制。(4)实现了供料控制系统的硬件和软件联调,并在高速高精度贴片机上进行测试试验,验证供料控制系统的稳定性、供料的速率以及精度。试验结果表明:对0402封装的电阻在贴片机上面供料控制系统供料速率为52000片/小时,相比同类型的供料控制系统供料速度提高了6.7%,供料精度控制在±0.03mm以内;对0603封装的电阻在贴片机上供料控制系统供料速率为36000片/小时,相比同类型的供料控制系统供料速度提高了8%,供料精度控制在±0.06mm以内,达到高速高精度贴片机的贴片精度的要求。本文所设计的供料控制系统结构合理、稳定性高,为供料控制系统的研究打下了非常好的基础。
[Abstract]:With the rapid development of China's electronic manufacturing industry, the domestic demand for surface Mount technology and the foreign monopoly on SMT machine equipment have made the market price high.The production cost of enterprises is too high.Therefore, the research and development of domestic high-precision high-speed placement machine with independent intellectual property rights has become an important mission of China's manufacturing industry.As an important part of mounting machine, the feeding speed and precision have a direct effect on the mounting accuracy of the mounting machine.If the feeder can not guarantee the feeding precision and efficiency, it will lead to the increase of the product nonconformity rate and seriously affect the product quality.Feed control system has direct influence on feed precision and feed efficiency. However, there is no systematic research on feed control system in China.In the field of advanced manufacturing, the design and realization of feed control system for high speed and high precision placement machine has a great prospect of engineering application.In this paper, the problem of how to improve the feeding accuracy and efficiency of the feed control system is studied. The main contents of the research include the following aspects: 1) the design of the feed control system.On the basis of the existing feeder structure, the feeding position detection module is added, and the real-time detection of the feeding position is realized by using the photoelectric encoder, and the related position detection circuit and control software program are designed.The hardware system of the feed control system is designed and designed to ensure the feeding precision of the feed system at high speed.The hardware circuit of feed control system is composed of two modules: control module and communication module. The control module includes micro-processor, feed speed control circuit and feed position control circuit.The communication module includes the communication between the main control unit of the feeder and the communication unit, the communication between the feeding system and the high speed and high precision placement machine, and the communication between the main control unit and the communication unit of the feeder.The hardware function required by the control system is realized. The software system of the feed control system is studied and designed.Aiming at the problem that the current feeding system is prone to "out of step" phenomenon at high speed, this paper studies the combination of interpolation algorithm and acceleration and deceleration algorithm, and combined with the compound control algorithm of PID closed-loop control to solve the "out-of-step" problem.On this basis, the software design of the whole feeder control system is completed, including control module, communication module and man-machine interface.Finally, the high speed and high precision control of the whole feeding control system is realized. The hardware and software of the feed control system are adjusted, and the test test is carried out on the high speed and high precision placement machine to verify the stability of the feed control system.Feed rate and accuracy.The experimental results show that the feeding rate of the control system for the 0402 package resistor on the chip mounting machine is 52000 pieces per hour. Compared with the same type of feed control system, the feeding speed is increased by 6.7%, and the feeding accuracy is controlled within 卤0.03mm.Achieve high speed and high precision chip placement accuracy requirements.The designed feed control system has reasonable structure and high stability, which lays a good foundation for the research of feed control system.
【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】:TP273;TN05

【参考文献】

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本文编号:1744747

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