焊线机XY精密运动平台的结构优化设计

摘要

高性能电子封装装备如焊线机是电子制造业发展的关键支撑设备之一，直接影响了电子产业的发展和电子产品的质量。焊线机设备是一种由光、机械、电气、控制部分构成的自动化半导体封装设备，涉及精密机械、图像识别、智能运动控制、计算机应用技术、光学、超声波焊接等多个领域。本论文针对高性能电子封装装备研发要求，重点开展焊线机设备的关键部件—XY精密运动平台的研究，其主要研究内容阐述如下:
　　(1)了解本课题的研究背景与意义，调研XY精密运动平台的国内外研究现状，发现研究中存在的问题，确定本课题的主要研究内容及方案。
　　(2)分析全自动平面LED焊线机的工作原理及工作过程，运用SolidWork对焊线机XY精密运动平台零部件进行建模，并对零部件进行装配建模;确定所设计的XY精密运动平台各零部件的材料及型号。
　　(3)运用有限元分析软件，对XY精密运动平台关键部件进行静力学分析和模态分析，获得平台关键部件在相应载荷下的总体变形、应力、应变，以及运动平台的振型变化规律;并根据分析结果，改进XY精密运动平台机械结构，提高该XY平台的动、静态性能。
　　(4)研究焊线机XY精密运动平台的控制系统，搭建精密运动实验平台，开展平台的运动性能测试。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题研究意义

1．3 精密运动平台的国内外研究现状

1．3．1 XY精密运动平台

1．4 本文研究的内容和特色

第二章 XY精密运动平台结构设计

2．1 全自动平面LED焊线机工作原理

2．2 XY精密运动平台的设计

2．3 XY精密运动平台零部件的选型

2．3．1 直线导轨的选择

2．3．2 交叉棍子导轨的选择

2．3．3 XY运动方向的音圈电机

2．3．4 其他零部件选择

2．3．5 XY精密运动平台关键部件材料选择

2．4 本章小结

第三章 XY精密运动平台的有限元分析

3．1 有限元分析的基本步骤

3．1．1 平台结构的静力学分析

3．2 XY精密运动平台静力分析的前处理

3．2．1 平台底座有限元分析

3．2．2 XY电机底座的有限元分析

3．3 XY精密运动平台部件运动规范

3．4 电机动子装配体的静力学分析

3．5 加载弹簧对动子连接臂的变形影响

3．6 柔性框的静力学分析

3．7 平台结构的模态分析

3．7．1 柔性框的模态分析

3．7．2 动子连接臂的模态分析

3．8 本章小结

第四章 XY精密运动平台的优化设计

4．1 结构优化设计

4．2 XY精密运动平台的结构优化分析

4．2．1 柔性框结构改进及有限元分析

4．2．2 Y轴动子连接臂结构改进及有限元分析

4．2．3 X轴动子连接臂结构改进及有限元分析

4．3 本章小结

第五章 XY精密运动平台控制系统的研究与测试

5．1 XY精密运动平台的运动控制系统

5．2 平台控制系统简介

5．2．1 XY精密运动平台的PID控制

5．2．2 速度分段整定伺服参数算法

5．3 XY精密运动平台的控制器

5．4 XY精密运动平台的搭建与性能测试

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢