PCB表面贴装自动返修机的开发

摘要

印刷电路板(Printed Circuit Board简称PCB)表面贴装返修机(简称PCB返修机)主要应用于返修表面贴装生产中产生的不良品。上世纪80年代表面贴装技术(Surfaced Mounting Technology简称SMT)已成为国际上最热门的新一代电子组装技术，表面组装元器件﹑组装材料﹑组装工艺﹑及其组装和检测设备都得到了发展与应用。虽然SMT工艺已经非常成熟，但是 PCB在表面贴装生产中还是会产生一些不良品。在不良品的返修方面，目前尚未有自动化 PCB返修机，还不能够对 PCB进行返修前的预热处理及控制返修时间，为了满足提高PCB返修质量的需要，对PCB返修机的研究开发势在必行。
　　本文根据PCB自动返修的自动化作业要求，研究了升温曲线与加热条件的关系及 PCB自动返修的过程，找出了 PCB自动返修机面临的技术难题，采用机电一体化系统设计的思想，对 PCB返修机进行了系统的分析，对其整体造型、机械结构和控制系统进行了设计，通过计算机技术的应用使机电有机的融为一体。机械设计主要完成了整机的外形、框架、执行机构、传动部分的设计计算，利用CAD技术进行了绘图和参数优化，提高了机械系统的设计精度和效率。控制系统采用 PLC作为控制系统的核心，控制简单，使用方便，抗干扰能力强，使用寿命长。
　　本文设计的 PCB自动返修机设计了预热区，升温曲线合理，最大限度的减小了对 PCB板的热冲击，同时有助于活化助焊剂。设计了运动平台及传动系统，简化了夹具结构，使得工件(PCB)装夹可靠方便灵活，降低了劳动强度。高温隔离防护罩的设计应用增强了 PCB返修机的操作安全性，污染小，外观美观。通过触摸屏人机界面对 PLC进行控制，通过串口和 PLC进行通讯，实现了人机界面对控制系统的监控，利用温控传感器对预热段温度进行测量，通过PID控制实时调节预热段的温度，提高了 PCB自动返修机的温控精度，保证了温度曲线的稳定性。
　　PCB自动返修机设计新颖，结构合理，作业安全可靠，实现了监控作业，使PCB自动返修工艺得到完善，提高了返修的质量，具有很好的利用价值和推广价值。

目录

PCB表面贴装自动返修机的开发

DEVELOPMENT OF AUTOMATIC REWORK MACHINE FOR PCB SURFACED MOUNTING

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 表面贴装及PCB返修技术

1.3 PCB返修机的国内外发展状况

1.4 开发PCB自动返修机面临的技术难题

1.5 PLC与触摸屏技术概述

1.6 本文主要研究内容

第2章 PCB自动返修工艺的分析研究

2.1 引言

2.2 返修工艺分析

2.3 预热段升温分析

2.4 本章小结

第3章 PCB返修机机械系统设计

3.1 引言

3.2 PCB返修机的总体结构布局

3.3 XY 运动平台结构设计

3.4 关键零件的力学分析

3.5 传动系统设计

3.6 保温防护装置设计

3.7 本章小结

第4章 PCB返修机控制系统硬件设计

4.1 引言

4.2 控制系统整体方案的确定

4.3 步进电动机的驱动与控制

4.4 系统的控制电路设计

4.5 本章小结

第5章 PCB返修机软件设计

5.1 引言

5.2 PLC 的编程语言

5.3 PLC 控制系统设计

5.4 控制系统流程图设计

5.5 各功能模块的设计

5.6 控制系统界面的设计与使用

5.7 本章小结

结论

参考文献

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致谢

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