蠕动式点胶机点胶关键技术的研究

摘要

电子产品的发展对封装技术提出了新的要求，点胶机是一种专门从事表面贴装与集成电路封装的设备。它的工作原理是利用多坐标轴的数控技术精确控制胶水的出胶量，从而将所需胶水挤压到基板上。该技术需要大量的数控原理与控制技术，是我国工业实现自动化的一个重要的分支。点胶技术在我国尚处于发展阶段，在该领域还存在着些不足，本文针对这些不足提出优化改进的方法，旨在提高点胶设备的高精度高准确性。 根据目前点胶技术的研究现状，本文以传统的蠕动式点胶机为研究对象。围绕连续轨迹胶水优化与人机界面展开，从而实现在连续点胶轨迹过程中的精确胶水控制与良好的操作界面。具体研究内容如下： 首先从蠕动泵的工作原理与结构出发，分析影响泵流量的因素并找出流量的计算关系式；对点胶的关键部件Z轴的运动做出分析，这也是决定点胶好坏的一个因素；Z轴不一样的运动方式以及与基板间的距离都是需要考虑的因素。对点胶的两种方式连续点胶与定点点胶，比较两种点胶的方式与不同，以及存在的问题与原因。提出一种解决连续点胶胶水堆积的方法，并与传统方法进行对比。 其次完成点胶机控制系统的设计，主要包括硬件与软件部分。控制系统对象为三坐标运动平台与蠕动泵。本次设计采用“运动控制器+触摸屏”的设计方案，使用运动控制器对三坐标运动平台伺服电机和蠕动泵步进电机的控制，实现点胶机的全自动精确定量点胶功能。本次设计的控制系统运动控制器为其核心，触摸屏为操作及显示面板。软件始终是一个系统的灵魂，点胶过程为一个多轴联动的过程，利用SMC6480的编程函数库，编程采用插补算法进行编程，编程语言使用的是BASIC。 然后，针对泵的独立运动引起的点胶不均现象进行了优化，优化采取的措施是利用多轴联动的插补算法，将泵的速度与点胶针头速度合成为一个合速度。对其合速度进行插补计算，就能保证泵与针头的同步运行，使之在轨迹突变处也能精确点胶，避免了胶水的堆积。 最后，对蠕动式点胶机人机界面进行设计，主要实现了各功能模块的操作界面设计，包括点动、自动编程以及参数设定等等。这些界面的完成能很好地提高对设备的利用能力，大大提高点胶机的自适应能力。最终对样机进行一些测试，其功能基本满足所需功能要求。

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摘 要

ABSTRACT

1绪论

1.1课题研究的背景与意义

1.2国内外研究现状

1.2.1点胶技术发展

1.2.2蠕动式点胶技术研究现状

1.3论文主要研究内容与路线

1.3.1研究内容

1.3.2研究路线

2蠕动式点胶机点胶的基本理论

2.1蠕动式点胶机的结构与原理

2.2蠕动泵的结构与原理

2.2.1结构及功能特点

2.2.2点胶质量影响因素

2.3 Z轴点胶运动分析

2.3.1定点点胶技术

2.3.2连续点胶技术

2.4本章小结

3蠕动式点胶机控制系统设计

3.1硬件系统

3.1.1硬件系统方案设计

3.1.2硬件系统的主要元件

3.1.3硬件系统的连接

3.2软件系统

3.2.1软件系统方案设计

3.2.2控制系统通讯设计

3.2.2控制系统的设置与转换

3.3本章小结

4蠕动泵与针头的协调控制

4.1连续点胶存在的问题

4.1.1圆弧替代法

4.2插补算法与多轴联动

4.2.1数据采样插补法的基本原理

4.2.2多轴联动线性插补

4.3点胶均匀性的实现

4.3.1建立虚拟三坐标

4.3.2对合成速度进行加减速控制

4.3.3胶水均匀性功能的实现

4.4本章小结

5蠕动泵点胶机人机界面的设计

5.1触摸屏组态软件的功能

5.1.1组态软件的特点

5.1.2参数定义

5.2主要功能模块界面的设计

5.2.1主程序设计

5.2.2点动模块模式的设计

5.2.3自动模块模式的设计

5.2.4编程模块设计

5.2.5其他模块设计

5.3样机调试性能

5.3.1 PC与运动控制器、触摸屏通讯

5.3.2程序调试

5.4本章小结

6总结与展望

6.1研究总结

6.2本文创新点

6.3展望

致 谢

参考文献

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