面向LED封装的XY二自由度的工作台的设计说明书.doc

南昌航空大学科技学院学士学位论文1面向LED封装的XY二自由度的工作台的设计目录1前言.12XY工作台的传动方式.23螺旋丝杠副的选取.33.1导程的选取.33.2螺旋传动型式的选取.43.3计算最大速度和各时段的时间.43.4滚珠丝杠副尺寸选择计算.53.4.1计算当量载荷.53.4.2计算当量转速r/min.53.4.3计算额定动载荷.53.4.4估算滚珠丝杠允许最大轴向变形m（m）.63.4.5滚珠丝杠副的支撑方式选择.73.4.6估算滚珠丝杠底径d2m.73.4.7滚珠丝杠副的预紧方式.83.4.8计算预紧力Fp（N）.93.4.9DN值的验算.93.4.10安装部精度及其设计.93.5螺旋升角与传动效率.103.5.1螺旋升角的计算.103.5.2传动效率的计算.113.6计算行程补偿值C（m）.113.7计算预拉伸力Ft（N）.114滚动轴承型号选择计算.124.1初步选择轴承的类型.124.2计算当量动载荷.124.3按额定载荷选择轴承.134.3.1计算额定动载荷.134.3.2额定静载荷的计算.144.3.3按基本额定动载荷选取轴承.155系统刚度的计算（N/m）.175.1滚珠丝杠轴本身的轴向刚性，N/m.175.2滚珠螺母本身的轴向刚度.175.3计算系统刚度.176电机的选择.196.1滚珠丝杆副推力与扭矩的关系公式.196.2工作台加速扭矩的计算.196.3计算滚珠丝杠预压扭矩Td.206.4滚珠丝杠副驱动扭矩的计算.206.5马达的选定.217联轴器的选择.228滚动直线导轨的选择.23南昌航空大学科技学院学士学位论文28.1直线导轨种类选择.238.2滚动导轨的计算.248.2.1计算导轨的载荷.248.2.2平均载荷的计算.268.2.3导轨型号的选取.268.3防尘措施.279工作台支撑底座外形的设计.28结论.29参考文献.30致谢.31面向LED封装的XY二自由度的工作台的设计摘要：现代LED封装技术的发展基于数控技术，数控技术和数控机床理所当然的成为制造业关注的焦点。工作台作为被控对象，通过伺服电机实现精密定位，是数控机床不可或缺的部分。本文以设计面向LED封装的高速、高精密度工作台为目标，以机械动力学理论知识为基础，深入的研究了十字型高速、高精密度定位平台。完成的工作有伺服电机的选型和对工作台机械部件进行选型设计，其中机械部件的选型设计主要包括滚珠丝杠的选型、滚动导轨的选型、轴承和联轴器的选型及主要主要支撑部件的外形设计，确保工作台的定位精度为mm300/016.0，重复定位精度为0.015mm。关键字：工作台滚珠丝杠副直线滚动导轨副南昌航空大学科技学院学士学位论文3TwospendsXYbeinggearedtotheneedsofLEDencapsulationtolibertyworkingtableAbstract:ThedevelopmentofmodernLEDencapsulationtechnologyisbasedonnumericalcontroltechnology,thenumericalcontroltechnologyandCNCmachine,asamatterofcoursehasbecomethefocusofattentionofmanufacturingindustry.Asthecontrolledobject,Workbenchrealizeprecisionpositioningthroughservomotoring,whichisanintegralpartofthencmachinetools.Takingthehigh-speedandhigh-precisionworkableofLEDencapsulationasobjectandmechanicaldynamicstheoryknowledgeasbasis,thispaperresearchesthecruciformedhigh-speed,highprecisionpositioningplatformthoroughly.Theworkfinishedincludesthelectotypeofservo-actuatoranddesignofmechanicalpartworkbench,inwhichthetypeselectionofmechanicalcomponentsincludestheselectionofballscrew,rollingguaid,bearingandcoupling,andtheconfigurationdesignofmainproppingcomponentstoensurethepositioningaccuracyofworktableformm300/016.0,repositioningprecisionfor0.015mm.Keywords:workbenchballscrewlinearrollingguidevice1.前言封装是指安装半导体电路外壳，不仅起着安放、固定、密封、保护芯片使之不受外界环境干扰和腐蚀破坏的作用，而且是沟通内部电路与外部电路的桥梁。所谓LED南昌航空大学科技学院学士学位论文4封装加工是将晶片上的连接点用导线封装外壳的引脚上，这些引脚又通过导线与其他电路连接，因此，封装对LED芯片起着重要的作用。而阴险键合(Wireblonding)技术仍然是LED封装连接技术中广泛使用的灵活形式，焊线机是用铝线（或其他材料）把电路板上的压焊点与外壳或引线框架上的外引线引出端通过键合连接起来。近年来，随着电子技术、计算机技术的发展，各种形式的封装样式越来越多，LED封装高速、高精度的需求日益紧迫。为进一步提高质量和生产率，对该类设备的运动精度和运动速度、加速度等性能提出了更高的要求，也体现了该类作业装备向高速、高精度方向发展的趋势。这就要求LED的封装技术不断的发展和改良。目前，大多数封装装备中采用的是电机滚珠丝杠式的驱动方式，伺服电机的旋转运动是通过丝杠转为定位平台的直线运动，其极限加速度可以达到1g。日本发明了一种采用直线电磁电机驱动的XY定位平台，可以有效地提高定位系统的速度和可靠性。省去了旋转电机驱动中的传动环节，从而都不痛的提高了XY定位平台的性能。但目前存在的问题是，无论用哪种直线电机驱动方式，动补痛程度的存在滞后、有限响应、有限加速度及速度等问题，且不同程度的限制了定位精度的进一步提高。音圈电机(YoicaCoilAotuator)是另一种可用于直接驱动的驱动元件它是基于安培力原理制造的，除了和直线电机一样避免了传动环节存在间隙等不足外，在理论上具有无限分辨率，还有无滞后、高响应、高加速度、高速度、体积小、力特性好、控制方便等优点使音圈电机更适用于要求高加速度，高频激励，快速和高精度定位的控制系统中ss.s将其用于高频启动和转向的引线键合设备定位机构中，无疑是理想的选择。如下图所示即为音圈电机应用在半导体加工设备中的XY定位平台上的实例，在该X7定位平台单方向，即X向采用了传统结构的音圈电机驱动，Y向