贴片机x_y运动横梁结构设计研究

贴片机研究与结构设计学院：专业：班级：学号：姓名：检索报告万方数据/基于视觉的高速高精度贴片机系统的程序实现.胡跃明/view/%E5%9F%BA%E4%BA%8E%E8%A7%86%E8%A7 %89%E7%9A%84%E9%AB%98%E9%80%9F%E9%AB%98%E7%B2%BE%E5%BA%A6%E 8%B4%B4%E7%89%87%E6%9C%BA%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E7%9A%84%E7%A8% 8B%E5%BA%8F%E5%AE%9E%E7%8E%B0.aspx?ID=Periodical_jsjjczzxt200309009&tra nsaction=%7b%22ExtraData%22%3a%5b%5d%2c%22IsCache%22%3afalse%2c%22Tr ansaction%22%3a%7b%22DateTime%22%3a%22%5c%2fDate(1432891121080%2b0 800)%5c%2f%22%2c%22Id%22%3a%22d2f497ef-77d9-4052-901f-a4a7011d4886%22 %2c%22Memo%22%3anull%2c%22ProductDetail%22%3a%22Periodical_jsjjczzxt200 309009%22%2c%22SessionId%22%3a%222d7e2ecf-518e-4fee-948e-ed77cab5ddcc% 22%2c%22Signature%22%3a%22s6A7F1o%5c%2fTo%5c%2fa%5c%2fgAfonzCn2YDy3s 1AvOApJH8sKpscyN3ETBzvXg3Wu69KOD7pBV2%22%2c%22TransferIn%22%3a%7b% 22AccountType%22%3a%22Income%22%2c%22Key%22%3a%22PeriodicalFulltext%2 2%7d%2c%22TransferOut%22%3a%7b%22AccountType%22%3a%22GTimeLimit%22 %2c%22Key%22%3a%22hljdx%22%7d%2c%22Turnover%22%3a3.00000%2c%22User %22%3anull%2c%22UserIP%22%3a%22221.208.24.156%22%7d%2c%22TransferOut AccountsStatus%22%3a%5b%5d%7d贴片机贴装印刷电路板中供料器的分配问题.曾又姣/view/%E8%B4%B4%E7%89%87%E6%9C%BA%E8%B4 %B4%E8%A3%85%E5%8D%B0%E5%88%B7%E7%94%B5%E8%B7%AF%E6%9D%BF%E 4%B8%AD%E4%BE%9B%E6%96%99%E5%99%A8%E7%9A%84%E5%88%86%E9%85% 8D%E9%97%AE%E9%A2%98.aspx?ID=Periodical_shjtdxxb200311019&transaction=% 7b%22ExtraData%22%3a%5b%5d%2c%22IsCache%22%3afalse%2c%22Transaction% 22%3a%7b%22DateTime%22%3a%22%5c%2fDate(1432891147508%2b0800)%5c%2f %22%2c%22Id%22%3a%22305b8796-4ff1-4586-b978-a4a7011d677e%22%2c%22Me mo%22%3anull%2c%22ProductDetail%22%3a%22Periodical_shjtdxxb200311019%22%2c%22SessionId%22%3a%222d7e2ecf-518e-4fee-948e-ed77cab5ddcc%22%2c%22S ignature%22%3a%22WpvJzAwifAXP05GqvEseKKID27JYNQfBLaXA5fdEI2WhC0bdfB0u bp22jb6bov6w%22%2c%22TransferIn%22%3a%7b%22AccountType%22%3a%22Inco me%22%2c%22Key%22%3a%22PeriodicalFulltext%22%7d%2c%22TransferOut%22%3 a%7b%22AccountType%22%3a%22GTimeLimit%22%2c%22Key%22%3a%22hljdx%22 %7d%2c%22Turnover%22%3a3.00000%2c%22User%22%3anull%2c%22UserIP%22% 3a%22221.208.24.156%22%7d%2c%22TransferOutAccountsStatus%22%3a%5b%5d% 7d维普期刊资源整合服务平台/国产LED贴片机的设计与研究.仲崇东/read/detail.aspx?ID=663617725LED贴片机技术应用与新进展.韩鹏飞/read/detail.aspx?ID=662099809中国知网/中国贴片机市场新格局.胡金荣./kcms/detail/detail.aspx?filename=DZJL2006040 24&dbcode=CJFQ&dbname=cjfd2006&v电子制造装备贴片机的贴片头结构设计与控制.徐玲艳./KCMS/detail/detail.aspx?QueryID=0&CurRec=3 &recid=&filename=2010153486.nh&dbname=CMFD2011&dbcode=CMFD& pr=&urlid=&yx=&uid=WEEvREcwSlJHSldSdnQ1Wml5b28ycnBEZUhwbGdkU 0xoTUJKTFYxSFkrN2V4VTUzWnJoTkJSdFU5cVVEdGJrUHNRPT0=$9A4hF_YAu vQ5obgVAqNKPCYcEjKensW4IQMovwHtwkF4VYPoHbKxJw!!&v=M TMwNjFy Q1VSTCtmWXVSc0ZDdmxWcjdNVjEyNkhySzlIZFhFcVpFYlBJUjhlWDFMdXhZ UzdEaDFUM3FUcldNMUY新东方多媒体学习库/online/library.jsp总结报告一、选题背景、研究意义及文献综述1.选题背景贴片机：又称“贴装机”、“表面贴装系统”，在生产线中，它配置在点胶机或丝网印刷机之后，是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上的一种设备。

专利名称：一种贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统专利类型：实用新型专利
发明人：彭涛,程治国,吴克桦,吴志达
申请号：CN201720016244.8
申请日：20170106
公开号：CN206348638U
公开日：
20170721
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种贴片机XY轴运动及PCB传输集成控制系统，包括主控模块、XY轴伺服电机控制模块、PCB传输机构步进电机控制模块以及对应的主PCB底板、XY轴控制板、PCB传输控制板三块PCB板，在所述三块PCB板上集成各自的接口模块；采用控制PCB板与驱动PCB板分离式模块化设计，很大程度的简化了贴片机系统的调试与测试流程，提高系统工作效率；另外避免上层分配过多线程处理重复性过程，节省了上层系统资源，提升了贴片机整体上层系统性能，简化了上层软件在PCB传输控制模块的设计方式，并且提升了贴片机在PCB传输控制中的稳定性。

申请人：广东华志珹智能科技有限公司
地址：528000 广东省佛山市顺德区大良街道办事处五沙社区居民委员会新凯路7号科盈国际工业园一期厂房一的二层205单元
国籍：CN
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贴片机研究与结构设计的开题报告题目：贴片机研究与结构设计一、选题背景随着电子工业的快速发展，小型化、精密化的趋势日益明显。

在电子产品中，电子元器件的种类和规格越来越多，如何有效地完成元器件的组装工作已成为制造业中的一个重要环节。

贴片技术的出现为电子元器件组装提供了一种高速、高精度、高效率的解决方案。

贴片机作为自动化生产的代表，已经成为电子元器件自动化制造的必备设备之一。

贴片机结构设计对于提升其工作效率和稳定性具有非常重要的意义。

因此，对于贴片机的研究和结构设计具有很高的实用价值和理论意义。

二、课题研究目的和意义本次研究旨在探究贴片机的工作原理、结构特点和设计要点，提出一种新的贴片机结构设计方案，以提高贴片机的生产效率和精度。

研究成果将有利于贴片机的设计、制造和应用，促进电子元器件生产的自动化水平，并且能够为相关行业提供技术支持和借鉴经验。

三、研究内容和方法本研究将依据贴片机的原理和结构特点，开展以下内容的研究：1. 贴片机的工作原理和构成要素；2. 贴片机的结构设计要点和现有设计中存在的问题与不足；3. 提出一种新的贴片机结构设计方案，并进行结构优化与仿真分析；4. 指导实际制造并测试新的贴片机结构设计方案。

研究方法包括文献阅读、实验测试和仿真分析，通过实验和仿真分析验证结构设计方案的可行性，并进行参数优化。

四、预期成果1. 研究报告：详细介绍贴片机的工作原理、结构设计方案以及仿真分析结果。

2. 贴片机结构设计方案：提出一种新的贴片机结构设计方案，并进行结构优化和仿真分析。

3. 指导实际制造并测试新的贴片机结构设计方案，验证研究成果的可行性和有效性。

五、进度安排1. 第一、二周：文献阅读和研究贴片机的工作原理和现有设计的问题与不足。

2. 第三、四周：设计一种新的贴片机结构，并进行初步仿真分析和参数优化。

3. 第五、六周：制造新的贴片机结构并进行测试。

4. 第七、八周：对新的贴片机结构进行数据分析和参数调整，优化设计方案。

X-Y 定位系统是评价贴片机精度的主要指标，它包括传动机构和伺服系统;贴片速度的提高意味着X-Y 传动机构运行速度的提高而发热，而滚珠丝杆是主要的热源，其热量的变化会影响贴装精度，最新研制的X-Y 传动系统在导轨内设有冷却系统;在高速贴片机中采用无磨擦线性马达和空气轴承导轨传动，运行速度做得更快。

（此文有深圳市金狮王科技有限公司又称SMT之家所提供）X-Y 伺服系统(定位控制系统)由交流伺服电机驱动，并在传感器及控制系统指挥下实现精确定位，因此传感器的精度起关键作用。

位移传感器有园光栅编码器、磁栅尺和光栅尺。

1. 园光栅编码器园光栅编码器的转动部位上装有两片园光栅，园光栅由玻璃片或透明塑料制成，并在片上镀有明暗相间的放射状铬线，相邻的明暗间距称为一个栅节，整个园周总栅节数为编码器的线脉冲数。

铬线的多少也表示精度的高低。

其中一片光栅固定在转动部位作指标光栅，另一片则随转动轴同眇运动并用来计数，因此指标光栅与转动光栅组成一对扫描系统，相当于计数传感器。

园光栅编码器装在伺服电机中，它可测出转动件的位置、角度及角加速度，它可以将这些物理量转换为电信号舆给控制系统。

编码器能记录丝杆的放置数并将信息反馈给比较器，直至符合被线性量。

该系统抗干扰性强，测量精度取决于编码器中光栅盘上的光栅数及溢珠丝杆导轨的精度。

2.磁栅尺由磁栅尺和磁头检测电路组成，利用电磁特性和录磁原理对位移进行测量。

磁栅尺是在非导磁性标尺基础上采用化学涂覆或电镀工艺在非磁性标尺上沉积一层磁性膜(一般10～20um)在磁性膜上录制代表一定年度具有一定波长的方波或正弦波磁轨迹信号。

磁头在磁栅尺上移动和读取磁恪，并转变成电信号输入到控制电路，最终控制AC伺服电机的运行。

磁栅尺的优点是制造简单、安装方便、稳定性高、量程范围大，测量精度高达1～5um，贴片精度一般在0.02mm。

3.光栅尺由光栅尺、光栅读数头与检测电路组成。

光栅尺是在透明下班或金属镜面上真空沉积镀膜，利用光刻技术制作均匀密集条纹(每毫米100～300 条)，条纹距离相等且平等。

贴片机 XY轴和 PCB运动控制系统设计摘要：本文通过开发一种适用于贴片机领域的XY轴（伺服电机）以及PCB 传输机构（步进电机）集成控制上层系统，以实现贴片机相机触发控制技术、路径优化技术和实时反馈技术。

关键词贴片机 X轴 Y轴 PCB控制系统贴片机是现代电子制造装备的标志性设备，它横跨电子、机械、自动化、光学和计算机等众多学科，涉及精密视觉检测、高速高精度控制、精密机械加工和计算机集成制造等核心技术，贴片机的发展与进步直接影响着整个国家电子信息产业的发展，然而基于贴片机研发高难度和高成本，高端国产贴片机的产业化以及技术水平与国外贴片机的市场占有率及先进的技术相比还有很大的差距，严重制约了国家电子信息产业的发展与进步，为此特研发具有完全独立自主技术的高集成模块化贴片机上层控制系统。

针对贴片机控制的特殊性，开发一种适用于贴片机领域的XY轴（伺服电机）以及PCB传输机构（步进电机）集成控制系统的上层控制系统。

运动控制技术经历了从直流电气传动到交流电气传动、从开环控制到闭环控制、从专用型到开放式，最终形成了基于网络的运动控制系统。

运动控制技术的发展能够带动产业的快速发展和技术的迅速提升。

开放式的运动控制系统能够有效利用控制器强大的计算能力来完成复杂的运动，这样也就促使控制系统朝着响应速度更快、定网势位精度更准确以及稳态误差更小的方向发展；充分利用网络可以减小系统元件之间直接连接，从而可以降低各个设备之间数据传输的误差，从而提高系统运行的可靠性。

1贴片机XY轴和PCB运动控制系统的工作流程主要包括：微处理器通过串口从上位机软件中获取所需的通信数据，从中解析出贴装的动作和相关元件贴装坐标信息以及对应的料站信息；根据得到的运动坐标以及物料仓对应的坐标进行轴运动，并在移动过程中进行插补运算和速度规划，到达目标位置后根据解析后的动作进行贴装；通过相机捕捉到的Mark点坐标加入偏差矫正，根据下发数据量进行重复贴装动作。

贴片机视觉系统构成原理及其视觉定位1 贴片机视觉系统构成及实现原理如图1所示，贴片机视觉系统一般由两类CCD摄像机组成。

其一是安装在吸头上并随之作x－y方向移动的基准（MARK）摄像机，它通过拍摄PCB上的基准点来确定PCB板在系统坐标系中的坐标；其二是检测对中摄像机，用来获取元件中心相对于吸嘴中心的偏差值和元件相对于应贴装位置的转角θ。

最后通过摄像机之间的坐标变换找出元件与贴装位置之间的精确差值，完成贴装任务。

1.1 系统的基本组成视觉系统的基本组成如图2所示。

该系统由三台相互独立的CCD成像单元、光源、图像采集卡、图像处理专用计算机、主控计算机系统等单元组成，为了提高视觉系统的精度和速度，把检测对中像机设计成为针对小型Chip元件的低分辨力摄像机CCD1和针对大型I C的高分辨力摄像机CCD2，CCD3为MARK点搜寻摄像机。

当吸嘴中心到达检测对中像机的视野中心位置时发出触发信号获取图像，在触发的同时对应光源闪亮一次。

1.2 系统各坐标系的关系为了能够精确的找出待贴元件与目标位置之间的实际偏差，必须对景物、CCD摄像机、CCD成像平面和显示屏上像素坐标之间的关系进行分析，以便将显示屏幕像素坐标系的点与场景坐标系中的点联系起来；并通过图像处理软件分析计算出待贴元件中心相对于吸嘴中心的偏差值。

对于单台摄像机，针孔模型是适合于很多计算机视觉应用的最简单的近似模型[3]。

摄像机完成的是从3D射影空间P3到2D射影空间P2的线性变换，其几何关系如图3所示，为便于进一步解释，定义如下4个坐标系统：（1）欧氏场景坐标系（下标为w）：原点在OW，点X和U用场景坐标系来表示。

（2）欧氏摄像机坐标系（下标为c），原点在焦点C＝Oc，坐标轴Zc与光轴重合并指向图像平面外。

在场景坐标系和摄像机坐标系之间存在着唯一的关系，可以通过一个平移t和一个旋转R构成的欧氏变换将场景坐标系转化为摄像机坐标。

其关系如式（1）所示：（3）欧氏图像坐标系（下标为i），坐标轴与摄像机坐标系一致，Xi和Yi位于图像平面上，Oi像素坐标系的坐标为（xp0，yp0）。

目录1 数控工作台文献综述 (1)1.1 数控工作台当前发展现状 (1)1.2 数控工作台组成 (1)1.3 高精密数控工作台 (1)2 总体设计 (4)3 详细设计计算 (6)3．1机械传方案的确定 (6)3．2机械传动系统刚度和固有频率的计算 (10)3．3传动系统的动力学计算及电机选择 (13)4 机械系统的结构设计 (17)4．1非标件的三维造型设计过程 (17)4．2XY二维工作台的装配过程 (26)4．3运动仿真及零部件分析 (28)5 控制系统电气原理图的设计 (34)6 结束语 (36)7 参考文献 (37)1 数控工作台文献综述1.1 数控工作台当前发展现状数控工作台的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。

]1[从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要有以下几个方面:(1)高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。

高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。

在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm ,精密级加工中心则从3~5μm，提高到1~1.5μm并且超精密加工精度已开始进入纳米级0.1μm。

为了实现高速、高精加工，与这配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

(2) 5轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。

(3) 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。

]2[1.2 数控工作台组成数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵-横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。