異形電子元件自動(dòng)插件機(jī)設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、電子產(chǎn)品印制電路板（PCB板）上電子元件的自動(dòng)插件裝配技術(shù)是電子產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵。當(dāng)前，中國(guó)電子制造業(yè)特別是家電制造業(yè)廣泛使用的異形電子元件仍為手工插件裝配方式，存在著工作效率低、勞動(dòng)力成本高、錯(cuò)插和漏插現(xiàn)象嚴(yán)重、管理任務(wù)繁重的問題。本課題異形電子元件自動(dòng)插件機(jī)，主要用于電子電器行業(yè)異形電子元件的自動(dòng)插件裝配，針對(duì)異形電子元件手工插件方式所產(chǎn)生的諸多問題，設(shè)計(jì)能夠替代手工插件各工序的自動(dòng)化設(shè)備，能以單臺(tái)或數(shù)臺(tái)插件機(jī)替代手工插件流水線上異形

2、電子元件的大部分手工插件過程。
　　介紹電子制造業(yè)常用電阻、電容、變壓器等電子元件的種類及其來料方式，分析國(guó)外Panasonic品牌RG131、AV132型號(hào)及國(guó)產(chǎn)新澤谷品牌4000系列的常規(guī)電子元件插件機(jī)(AI)實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)上料、自動(dòng)插件的工作方式和技術(shù)特點(diǎn)。通過對(duì)某典型產(chǎn)品異形元件手工插件流水線的分析，闡述異形電子元件手工插件的技術(shù)特點(diǎn)和存在的問題。通過分析當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和電子制造業(yè)高速輕載機(jī)械手精密自動(dòng)化裝配的

3、應(yīng)用需求，并結(jié)合本課題異形電子元件自動(dòng)插件機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和當(dāng)前存在的問題，引出本文異形電子元件自動(dòng)插件機(jī)的主要研究?jī)?nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)框架。
　　基于對(duì)異形電子元件自動(dòng)插件機(jī)的設(shè)計(jì)流程分析，確定插件機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)要求，進(jìn)行了各功能模塊的劃分，分析插件機(jī)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)理論。分析標(biāo)準(zhǔn)PCB板和異形電子元件的制造工藝，確定PCB板及電子元件的尺寸精度，為后續(xù)PCB板上電子元件的插裝提供理論依據(jù)。分析實(shí)現(xiàn)自動(dòng)插件所需自由度

4、要求，闡述插件機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)形式、PCB板自動(dòng)上下料形式、多種類型異形電子元件自動(dòng)供料的方式;提出基于運(yùn)動(dòng)控制卡的插件機(jī)控制系統(tǒng)的搭建方案。分析并提出了自動(dòng)插件所需關(guān)鍵技術(shù)的解決方法。
　　結(jié)合異形元件的可機(jī)插性，選定MKP-X2型安規(guī)電容異形電子元件作為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)插件機(jī)的重復(fù)定位精度±0.04mm、插件效率2000～2500pcs/h、插件不良率小于800ppm。分析所滿足的插件動(dòng)作要求，插件機(jī)為6自由度直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)單

5、個(gè)插件周期為1.6s，按照自動(dòng)插件技術(shù)要求分析插件機(jī)的工作流程，進(jìn)行各工步時(shí)間的分配。基于異形電子元件自動(dòng)插件技術(shù)可行性方案，進(jìn)行插件機(jī)軸系、PCB板自動(dòng)上下料、異形電子元件自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)、快速精密電動(dòng)夾爪的設(shè)計(jì)和選型。通過分析插件機(jī)振動(dòng)影響因素，進(jìn)行插件機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)減振改進(jìn)設(shè)計(jì)。建立了振動(dòng)器供料的振動(dòng)方向角、振動(dòng)強(qiáng)度和振動(dòng)頻率的計(jì)算公式。從提高自動(dòng)插件的可靠性、降低插件廢品率的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)MKP-X2元件針腳校形機(jī)構(gòu)。
　　進(jìn)行插

6、件機(jī)的仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究?；谟邢拊治龅幕纠碚摬⒔柚贏NSYS仿真分析軟件進(jìn)行插件機(jī)的模態(tài)仿真分析，找出機(jī)體的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行優(yōu)化后的插件機(jī)結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)了在第1階模態(tài)固有頻率值34.596Hz附近存在共振的危險(xiǎn)，X軸方向?yàn)槊舾蟹较颍谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以避免。分別進(jìn)行3批次MKP-X2安規(guī)電容異形元件針腳的臥式校形和立式校形實(shí)驗(yàn)，得到臥式校形和立式校形的校形力峰值分別為65.3N、36.5N，校形后的中心距公差范圍分別為