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任务书毕业设计（论文）题目：芯片检测中的自动吸取传动系统设计及仿真一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等） 设计内容与要求:(1) 查阅相关资料，了解课题的背景、意义及国内外发展慨况，并根据文献资料分析该系统所涉及的关键技术或难点，将其作为复杂工程问题并对照毕业要求对应的能力指标点进行研究和设计。(2) 对不完全齿轮的传动装置进行探讨，针对自动上料的传动系统结构形式进行研究，设计相应的机械结构，在方案设计阶段，应通过多种方案比较，选择综合性能较优的方案。(3) 进行材料分析，调研收集有关资料，理解进料系统设计方案、原理，学习cad设计软件，考虑采用三维软件等工具设计仿真相应的进料系统的关键动作；(4) 设计方案和技术路线应从项目管理角度出发，对相关产品或企业进行市场调研，其间注意遵守相关法律、职业道德规范，考虑对社会、环境的影响，并对所设计的系统进行技术经济性分析或成本估算。(5) 完成主要受力的计算、二维工程图、三维建模、非标零件图，并完成相应的设计说明书。二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1. 毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；2. 外文译文一篇（不少于5000英文单词）；3. 设计过程中的所有计算方法及结果；4. 绘制零件图、装配图、及分析计算效果三、完成日期及进度自2017年2月20日起至2017年6月4日止，共15周。进度安排：2.203.10 搜集、阅读资料，调研、完成英文翻译，写综合报告（文献综述）、给出设计总体方案。3.113.12 中期答辩。3.134.5 学习相关软件运用，根据答辩结果修改完成总体设计方案。4.64.20 设计详细方案，计算选型。4.215.15 完成各工程图、三维模型的设计。5.165.20 撰写毕业论文（注意格式要求）。5. 216.2 审查整改毕业论文、做ppt、准备论文答辩。6.36.4 论文答辩。 四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1 刘安静,周文玲. 洗瓶机进瓶机构的设计分析J.轻工机械 2005.2 成大先. 机械设计手册(第四版)M.北京:化学工业出版社 2002.3 黄锡恺,郑文纬. 机械原理M.北京:高等教育出版社 1985.4 罗庆生,韩宝玲. 现代仿生机器人设计M.北京:电子工业出版社 2008.5 梁英. 全自动对夹式洗瓶机J.食品与机械 2000. 系(教研室)主任： （签章） 年 月 日 学院主管领导： （签章） 年 月 日毕业设计题 目芯片检测中的自动吸取传动系统设计及仿真学生姓名学 号系 部专 业班 级指导教师二一八年X月摘要在芯片产品开发的整个流程中，可测试性设计对于提高产品可靠性和成品率是不可忽略的。因此，正确的设计并不能保证制造出来的芯片就一定能够正常的工作。在制造过程中由于制造工艺和制造环境等多种原因，可能会使制造后的电路出现各种各样的物理缺陷问题，比如线与线之间或者层与层之间出现短路，线与线之间出现开路等，这些都会导致制造后的电路与预期的结果不一样，而不能正确的工作。如果故障芯片已经装在了PCB上，可能会造成整个PCB维修甚至更换，这种更换的成本是相当大的，所以出场前进行完整的测试是相当重要的，虽然为提高芯片制作质量做出了很大的努力，却不可避免的出现制作故障和生产出废品。本次设计为芯片检测中的自动吸取传动装置的设计，芯片检测中的自动吸取传动装置主要包括两个部分组成，分为：间隙传动机构芯片转移圆盘和上料机械手。本次设计首先选取适合的间隙传动机构和机械手结构，然后根据确定的方案完成整个芯片检测中的自动吸取传动装置的设计，最后利用三维软件SOLIDWORKS完成整个机构的建模与仿真。关键词：芯片；检测；自动吸取；传动装置；上料；机械手；仿真AbstractIn the whole process of chip product development, testability design is not negligible for improving product reliability and yield. Therefore, the correct design does not guarantee that the chip will be able to work normally. In the manufacturing process, a variety of physical defects may be caused by the manufacturing process and the manufacturing environment, such as a short circuit between lines and lines or between layers and layers, and open circuits between lines and lines, which will lead to a different circuit from the expected results. But not the right job.If the fault chip has been installed on the PCB, it may cause the entire PCB maintenance and even replacement. The cost of the replacement is quite large, so it is very important to carry out a complete test before coming out. Although a great effort has been made to improve the quality of the chip, the failure and production of waste can not be avoided.This design is the design of the automatic transmission device in the chip detection. The automatic transmission device in the chip detection consists of two parts, which are divided into the gap transmission mechanism chip transfer disc and the feeding manipulator. This design first selects the suitable clearance transmission mechanism and the manipulator structure, and then completes the design of the automatic transmission device in the whole chip detection according to the determined scheme. Finally, the 3D software SOLIDWORKS is used to complete the modeling and Simulation of the whole mechanism.Key words: chip; detection; automatic absorption; transmission device; charging; manipulator; simulation目录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1课题研究的意义11.2 芯片检测技术国内的发展21.3机械手国内外的发展与趋势41.3.1 国内工业机械手研究现状41.3.2国外工业机械手研究现状61.3.3 发展趋势71.4 课题完成的内容7第二章 芯片检测中的自动吸取传动装置的总体设计方案92.1 设计思路92.2 机械手方案的确认92.2.1 液压驱动92.2.2 机械手的基本形式选择102.2.3 上料机械手方案确认112.3 间隙传动机构的选择122.3.1 槽轮机构122.3.2 不完全齿轮机构122.3.3 凸轮式间歇运动机构132.3.4 运动机构方案确定142.4 总体方案拟定14第三章 芯片检测中的自动吸取传动装置整体结构的设计计算153.1参数确定153.2减速器选型计算163.3 电动机的选择163.4同步带的选型计算163.5 凸轮间隙传动机构的主要运动参数193.5.1 凸轮分度廓线头数、转盘滚子数与转盘分度书之间的关系193.5.2 凸轮与转盘在分度期与停歇期的运动参数193.5.3 动停比k与运动系数203.5.4 啮合重叠系数213.6凸轮间隙传动机构的主要几何尺寸计算213.6.1凸轮节圆半径，转盘节圆半径与中心距C213.6.2许用压力角213.6.3转盘节圆半径223.6.4滚子数z、相邻两滚子轴线间夹角、滚子半径与宽度b223.6.5凸轮的主要尺寸223.6.6装上滚子后转盘的尺寸24第四章 芯片检测中的自动吸取传动装置的三维建模与仿真254.1 SOLIDWORKS功能介绍254.2 间隙传动机构三维建模254.4芯片检测中的自动吸取传动装置装配体28芯片检测中的自动吸取传动装置的三维模型装配体如图4-6所示。284.5芯片检测中的自动吸取传动装置的仿真28结论30参考文献31致谢32IV 第一章 绪论1.1课题研究的意义在科学技术日益发展的今天，现代工业企业要取得成功的关键因素之一就是产品合格的质量；在军事领域里面，要求武器装备要有更高的可靠性，保障性和可维修性。另一方面，由于现代工业及科技的迅速发展，自动化程度也越来越高，设备的结构变得越来越复杂，不仅仅同一设备的不同部分之间相互关联，紧密耦合，而且不同设备之间也存在着紧密联系，在运行过程中形成了一个不可分割的整体。因此，如果设备某一部分发生了故障，就可能引起一系列连锁反应，导致整个设备不能正常运行，轻者造成停机，停产，重则产生严重的甚至灾难性的人员伤亡。最典型的由于设备运行出现的故障而引起的灾难有：1986年4月，前苏联切尔诺贝利核电站放射性泄漏事故，损失达到30亿美元，核污染波及周边各国。2003年2月载有7名宇航员的美国哥伦比亚号航天飞机，在结束了为期16天的太空任务之后，返回地球时，在着陆前发生意外故障，航天飞机全部解体坠毁，不仅造成巨大的经济损失，而且使人类探索太空的航天遭到重大影响。 因此，如何检测系统并且让它正常的运行已成为一个十分重要的问题。芯片产品开发的整个流程中，可测试性设计对于提高产品可靠性和成品率是不可忽略的。因此，正确的设计并不能保证制造出来的芯片就一定能够正常的工作。在制造过程中由于制造工艺和制造环境等多种原因，可能会使制造后的电路出现各种各样的物理缺陷问题，比如线与线之间或者层与层之间出现短路，线与线之间出现开路等，这些都会导致制造后的电路与预期的结果不一样，而不能正确的工作。如果故障芯片已经装在了PCB上，可能会造成整个PCB维修甚至更换，这种更换的成本是相当大的，所以出场前进行完整的测试是相当重要的，虽然为提高芯片制作质量做出了很大的努力，却不可避免的出现制作故障和生产出废品。本次设计的芯片检测中的自动吸取传动装置其设计及应用对机电一体化、机械结构工艺、机械制造、自动化、电子信息等专业的教学及研究都有着很重要的意义。该课题不仅需要设计机械结构和机构，还需要涉及到自动化装配等问题。该课题涉及到设计、绘图、控制等各方面的知识，可以培养学生综合运用所学知识解决具体工程项目的能力。1.2 芯片检测技术国内的发展国内测试产业的发展，虽然自1981年起陆续有六五、七五、八五等每五年为一期的国家科技计划支持，使得我国IC测试业取得10MHz数字测试系统、20MHz内存测试系统、40MHz数字测试系统等一系列科研成果，但是这些成果并未进行进一步转化，以供应工业之用，因此目前国内IC生产线中的中、高档的测试系统仍以依赖国外进口为主，基本上尚无国产中、高档的半导体测试设备或是测试的生产线。其实问题的主要症结，在于过去二十几年以来，中国IC产业尚未成型，因此也没有足够可供以练兵或是刺激发展的客观环境。目前国内已经装配的IC生产线之测试系统，主要偏重在低档数字测试系统、模拟及数字、模拟混合测试系统等，提供测试服务的公司有北京泰思特测控技术公司、华峰测控技术公司及科力测试系统公司。在中高档测试能力部分目前仍十分薄弱，尚无法与国外业者相抗衡。但在国家、北京市=科技发展基金的大力支持下，国产中、高档测试系统已经研制成功，目前正进入小批量生产阶段。相信不久将逐步服务于国内IC生产线中。随着IC设计、制造业的快速发展，高速、高密度、SOC、ASIC等新型芯片不断出现，对测试设备提出了高速、高密度、通用性、高性/价比的要求。但高速、高密度、高性能的要求，必然导致测试系统的工艺、结构、器件性能、复杂性的提高，从而使得测试系统体积增加、成本提高。虽然新技术、新器件的使用，提高了测试系统的速度和性能，降低了功耗和成本，但测试性能永远要高于被测芯片的性能，新型高性能IC的速度达到几百兆甚至几千兆，通道数达到几百个到几千个。所以高端、高性能的测试系统仍然是高价格、大体积的特点。 目前国际上测试系统根据测试对象主要分为三大类： （a）高端产品：针对高性能CPU、DSP、高速、大容量存储器及高端SOC、ASIC电路。 （b）中端产品：测试速率一般为几十兆到一百兆，测试通道达几百个。其特点为：一般采用新型高速、高密度、低功耗MOS器件，在测试精度、速度、测试范围做了优化调整，使测试系统的体积、功耗、成本都大为降低。主要测试对象是新型的消费类IC、通用类的存储器、微控制器、数/模混合IC及不断出现的SOC、ASIC类芯片。 （c）专用设备：针对测试对象采用最优设计的测试系统，其特点是结构相对简单。成本低、但测试范围窄、适应性差。主要用于中、低端IC及特出测试需求，从以上测试系统应用而言，每种系统都有其主要的应用范围。但最受欢迎的测试设备一定是性/价比最优的设备，能够提供较强的测试能力，适应较宽的测试范围，且价格适中的设备。此类设备能够满足大多数中、抵挡各类IC测试需求。所以根据我国目前及未来几年IC设计能力、生产水平及市场主流芯片的性能需要，中端测试系统将是最受欢迎的主流测试设备。 国际上先进的测试设备制造商都针对主流测试市场推出中、高档测试设备、但任何一款测试设备都不能满足不断更新的测试需求，性能、价格的矛盾，适应性和复杂性的矛盾仍需解决。各大测试设备制造商（如泰瑞达、爱德万公司）都先后提出测试系统的开放性和标准化，使系统具有灵活配置，不断升级，快速编程，以适应各种测试需求，构造出最优性/价比的系统。但目前国际化的测试系统开放性标准仍未形成。主要是各大测试设备制造商都希望采用各自的标准。所以目前测试系统的开放标准都有局限性。 国内测试市场正以前所未有的速度增长，随着中国CAD设计水平的提高，将会有大量的各类SOC、ASIC等国产芯片出现，能够贴近测试市场，提供快速、灵活配置，优良的技术服务，符合国内市场需求价位的国产测试设备，将是最受欢迎的测试设备。由于目前国内测试系统的研发技术水平、科研经费、企业规模与国际先进水平有较大差距，完全靠企业自身能力无法满足不断更新的测试需求，为此北京自动测试技术研究所早在1998年就开展了开放性测试系统的研发工业，我们采用国际仪器、测控行业推行的开放性、标准化总线VXI、PXI总线，使我们的设备从低端到中高端产品都建立在统一的开放性、标准化总线结构上，保证了产品的兼容性、延续性、开放性及标准化的特点，加快了产品的升级换代。利用其开放性、标准化特点，可方便插入各仪器制造商提供的通用VXI、PXI测量，测试模块灵活配置系统。这对今后大量涌现的数模混合、SOC芯片测试提供了大量测试资源。能够根据测试需求，以最优性/价比配置系统。 通过研究国际上芯片产业发展的成熟经验，为了适应国内芯片产业的发展需要，必须建立中性的专业芯片检测公司，逐步形成芯片测试服务产业，为此北京自动测试技术研究所从1999年开始进行了一些有益的尝试。 1999年由北京自动测试技术研究所发起组建的“无锡泰思特测试有限公司”成为国内第一家芯片专业测试公司。公司成立几年来业务进展很快，2001年经过重新扩充和改造，建成了1000级净化检测厂房，目前已经完成了几十类专用芯片和电路的测试，并开发消费类ASIC测试软件两百多个品种，月测试能力5000片以上，处于满负荷运转状态。这是国内第一家专业的芯片检测公司，中性化的芯片检测公司建立开创了我国芯片测试产业的先河。“无锡泰思特测试有限公司”为IC设计企业服务和IC生产线配套，同时也为“无锡国家IC设计产业化基地”搭建了测试平台。该公司的成立和运营是在中国建立专业的芯片检测公司的有益探索。 在芯片测试技术方面，上海华岭芯片技术股份有限公司和北京时代民芯科技有限公司的测试技术覆盖了高性能CPU、DSP、FPGA、SoC、高速高精度AD/DA、大容量存储器和高速总线等高端芯片产品。上海华岭芯片技术股份有限公司还承担了上海市机场电路测试技术公共服务平台的职责，建成了目前国内最大规模的12英寸和8英寸晶圆芯片测试车间，可以向客户提供芯片芯片测试、芯片成品测试和芯片性能参数的测试分析。1.3机械手国内外的发展与趋势1.3.1 国内工业机械手研究现状如今，机器人是科学研究的热点，其研究的具体现状如下所述：（1） PC机开放式控制器是其控制系统的发展趋势，这样会使其网络化与标准化；电子元器件变得高度集成化，控制中心结构模块化。（2） 机器人具备模块化的机械结构。机器人的整体机构由关节和连杆模块构成。（3） 传感器的作用变得越来越重要。某些机械手的控制是基于力、触、视与声觉多种传感器结合一起来实现，多传感器融合的技术是未来机械手的重要技术。（4） 常用的用于运输、装配、焊接等机器人已经逐渐标准化、通用化7。总的来讲，机器人的研究大致可以分为两个方向：一是通过先进的控制算法，复杂的控制系统、多传感器以及智能化；二是基于生产加工，为特定的工作任务，通过使用高性价比的模块，在满足工作要求的前提下，使机器人控制系统尽量简单，从而使机器人经济、简洁。我们国家是从20世纪80年代初期开始进行机器人的研究，哈尔滨工业大学主持研发的弧焊机器人是我国的第一台工业机械手。并且从1986年开始，我们国家启动了许多发展计划，例如“863”高技术发展计划，“七五”机器人攻克计划等，使得我国从原来的理论研究到如今已经研发出一系列具有先进科学水平机器人8。可以确定的是，机器人产业化是未来工业发展的趋势，现如今，我们国家随着科技的进步，也能生产出许多有着不同应用的机器人，例如搬运机器人、平面关节型加装机器人、直角坐标机器人、弧焊机器人等9。随着国家对工业机械手的研发与推广，我国也出现了一批具有自主研发能力和知识产权的企业，如广州数控、沈阳新松等企业。如图1-1是沈阳新松开发的一款型号为SR50A的机器人，可用于喷涂、铸造、打磨以及抛光等行业。 图1-1 SR50A机器人总的来看，我国的工业机械手的发展和应用与西方国家和日本都有一定的差距，比如某些中小型企业发展模式较为传统，很大一部分的生产线依然是采用人工搬运或上下料，即便有些企业采用了工业机械手，但其精度和可靠性都达不到生产要求，而且也不能完全取代人工或构建高效率的自动化生产线，甚至不能解决批量生产和成本的问题10。1.3.2国外工业机械手研究现状 世界上第一台工业机械手是在1958年诞生的，它是由美国的一间名叫Unimation公司研发出来的。这是一台用于压铸行业的五轴液压驱动的机器人，由一台专用计算机来控制机械臂动作，能够记忆多达180个工作步骤11。 美国一直着重于机器人理论技术的发展，其机械人研制发展得较为全面，语言种类多、应用范围广、水平层次高，在军事领域、汽车行业、航空航天及太空搜索中的应用取得了巨大的成功。到了21世纪，美国在它原先的雄厚工业机械手技术基础上，逐步研发出了具有听觉、视觉等类人智能化的机械人。例如美国的探测器，以及军用探测机器人等。日本一开始是引进了美国的机械手，经过了一段时期的研究，自身的机械人发展逐渐壮大。到了20世纪七八十年代，进入了一个机器人快速发展的黄金期。根据资料显示，日本各个大学以及政府研究机构在机械手的研究经费占到了研究总经费的41%。随后，工业机械手的发展渐渐向欧美转移。进入21世纪，随着中国以及亚洲部分国家对机器人的巨大需求，日本机器人也迎来了一波新的浪潮12。在上个世纪70年代，德国在其雄厚的工业基础上加大力度发展机械手，主要包括上下料机械手、工业焊接机械手、起重运输机械手等相关设备上的应用。1973年，德国的库卡机器人公司研发出了第一台由电机驱动的六轴机器人。库卡公司生产的机器人多种多样，有搬运机、SCARA以及多关节型机器人等，都是通过PC控制器来控制的。库卡公司研发的六轴工业机械手以及其他用于特殊场合的机器人，能够承受的负载为3kg到1000kg。如下图1-2所示为六轴机器人S2000，能够承受载荷150kg13。瑞典的ABB公司在上世纪70年代率先研发出了电力驱动的工业机械手和喷涂机器人，到现在ABB公司生产的机器人在全球的装机量已经超过了16万台，成为全球最大的机器人制造商。ABB公司这些年来也研发出了许多不同用途的机器人，其中IRB型系列机器人是ABB生产的标准系列机器人，常用于焊接、涂刷、搬运、切割等工作。例如，2015年该公司研发了目前为止用途最广泛，负载最大的工业机械手IRB8700，其工作范围可达3.5m，有效负载可达800kg，能针对重型和大尺寸零件自行调整运行速度14。还有IRB-6660机器人，如下图1-3该机器人已经应用于国内血多汽车厂商，如吉利、长城、长安铃木等公司的冲压自动化生产线。 图1-2 S2000六轴机器人 图1-3 IRB-6660机器人1.3.3 发展趋势现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要工艺的焊接生产线，大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动；车身外壳被真空吸盘吸起和放下，在指定工位的夹紧和定位；点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊，都采用了各种特殊功能的气动机械手。目前世界高端工业机械手均具有高精化，高速化，多轴化，轻量化等的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，良新产品可以达到6轴，负载2KG的产品系统总重已突破100KG。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相互结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，从而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。1.4 课题完成的内容1) 查阅相关资料，了解课题的背景、意义及国内外发展慨况，并根据文献资料分析该系统所涉及的关键技术或难点，将其作为复杂工程问题并对照毕业要求对应的能力指标点进行研究和设计。(2) 对不完全齿轮的传动装置进行探讨，针对自动上料的传动系统结构形式进行研究，设计相应的机械结构，在方案设计阶段，应通过多种方案比较，选择综合性能较优的方案。(3) 进行材料分析，调研收集有关资料，理解进料系统设计方案、原理，学习cad设计软件，考虑采用三维软件等工具设计仿真相应的进料系统的关键动作；(4) 设计方案和技术路线应从项目管理角度出发，对相关产品或企业进行市场调研，其间注意遵守相关法律、职业道德规范，考虑对社会、环境的影响，并对所设计的系统进行技术经济性分析或成本估算。(5) 完成主要受力的计算、二维工程图、三维建模、非标零件图，并完成相应的设计说明书。第二章 芯片检测中的自动吸取传动装置的总体设计方案2.1 设计思路本设计是芯片检测中的自动吸取传动装置的设计本次设计为芯片检测中的自动吸取传动装置的设计，芯片检测中的自动吸取传动装置主要包括两个部分组成，分为为：间隙传动机构芯片转移圆盘和上料机械手。上料机械手用于芯片的上料；间隙传动机构芯片转移圆盘是将机械手上料的芯片转移的下一工位。 2.2 机械手方案的确认2.2.1 液压驱动驱动装置属于工业类型的机械手结构部件的主要构成部分。结合基本的动力源结构的不同, 我们能够分成下面的四类：（一）气压传动机械手气压类型的基本机械手结构部件通常是以压缩类型的基本空气的压力载荷来予以驱使执行部件的基本运动形式的机械手部件。他的基本优势为：输出的基本载荷比较大、比较的容易保养、作业的基本速度快、整体基本结构简易，而且基本的作业成本比较低。与此之外由于空气介质具有一定的压缩的基本性能，作业的基本速度大小的稳定性能是比较差的、基本的冲击载荷比较大、定位时候的基本精度大小比较一般、抓取的基本载荷比较小。（二）液压传动机械手液压类型的传动的机械手部件的是通过油介质的基本压力载荷来驱使执行部件的，他的基本优势在于输出的基本载荷大、作业的时候比较的平稳、整体结构较为的简易、作业的基本精度比较的高、抓取物件的时候其载荷较大。通常情况下此类的机械手结构部件对封闭的性能要求比较的高，比较不好保养以及维护，对作业环境的要求十分的高，此外液压有的基本过滤要求很好，整体成本较高。（三）机械驱动机械手机械类型的传动机械手结构部件往往是由机械类型的基本传动机构(如凸轮结构零件、连杆结构零件、齿轮结构零件和齿条结构零件、间歇机构结构零件等)予以驱动实现。它通常是一种附属类型的装配于主机上面的专用类型的机械手部件设备，他的基本优势在于作业的基本精度很好、作业的频率很大，但不足在于整个设备的尺寸比较大，维护保养的要气很高。（四）电气驱动机械手电力类型的用于传动的机械手部件往往由特殊的能够感应的电动机部件、直线类型的电机部件、步进类型的电机部件或这是伺服类型的电机部件进行直接方式的驱动执行部件进行运动。他的基本优势在于整体的响应速度十分的迅速，作业的基本行程比较的大，定位时候的基本精度等级比较的高，而且维护和保养较为的简单和方便，但是不足在于其整体的结构比较的复杂，经济性能不好。2.2.2 机械手的基本形式选择通常情况下，工业类型的机械手结构的手臂部件的基本作业形资根据坐标的不同形式往往包含了四种不同的类型，分别是直角类型的坐标系结构机械手部件、圆柱类型的坐标系结构的机械手部件、球类型的坐标系结构的机械手部件、多个关节结构类型的机械手结构（见图2-1）。直角类型的坐标系结构机械手部件：他的基本形式是每一个基本自由度形式之间的空间基本夹角大小为都是直角，所以他所占用的基本空间大小是比较大的，基本的作业范围比较的小，整体基本结构较为简易。圆柱类型的坐标系结构的机械手部件：整体占用的基本空间范围大小比较小，作业的基本范围比较的大，整体基本结构较为简易，基本的定位精度等级较高。球类型的坐标系结构的机械手部件：整体占用的基本空间范围大小比较小，基本的自由度大小比较多，整体基本结构较为复杂。多个关节结构类型的机械手结构：与球类型的坐标系结构的机械手部件特点相似，自由度的大小会更高，整体基本结构更为复杂。图2-1 机械手基本形式2.2.3 上料机械手方案确认 本次设计的上料机械手用于芯片的上料，由于芯片的重量轻，考虑到机械手的成本和制作的便利性，本次设计机械手的驱动采用气压驱动；机械手的基本结构采用直角坐标形式，具体结构如下图2-2所示：图2-2 上料机械手如图2-2所示：上料机械手的X轴采用无杆气缸结构，无杆气缸的优点是占用空间小；Y轴采用气动滑台，气动滑台可保证Y轴的移动精度；吸取采用真空吸盘，他是通过一定的吸附载荷对物件进行吸附的，通常情况下其手部的结构有负压类型的吸盘结构和电磁类型的吸盘结构两种不同的类型。2.3 间隙传动机构的选择2.3.1 槽轮机构 槽轮机构如图2-3所示。结构简单，外形尺寸小，其效率高，并能平稳地，间歇地进行转位，但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。普通槽轮机构有外槽轮机构和内槽轮机构。内槽轮机构中运动时间大于静止时间，外槽轮机构运动时间小于静止时间。图2-3 槽轮机构2.3.2 不完全齿轮机构不完全齿轮机构如图2-4所示。设计灵活，很容易实现一周中的多次不同动，停时间的间歇运动。但在进入啮合和退出啮合时使速度有突变，产生冲击，不宜用于高速传动，同时传动精度不高。图2-4 不完全齿轮机构2.3.3 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构如图2-5所示。一般由带有特殊廓线的主动凸轮和做简谐运动的从动件组成。其传动结构简单，不仅可传递平行轴还可以传递交错轴间的间歇运动，只要合理设计廓线，选择合适的运动规律，可使从动件运动平稳，减少冲击，得到较好的运动特征，以适应高速运动的需求。图2-4 凸轮式间歇运动机构2.3.4 运动机构方案确定考虑到整个装置的精度要求，本次设计采用凸轮式间隙运动机构。2.4 总体方案拟定 图2-5 整体方案如图2-5所示，整个装置机架采用铝型材拼接而成，回转圆盘一共十二个工位，每个工位配有一个传感器用于检测对应的工位是否有芯片，凸轮分度装置采用减速电机和同步带的驱动方式。第三章 芯片检测中的自动吸取传动装置整体结构的设计计算3.1参数确定芯片检测中的自动吸取传动装置标准件的选择需要考虑以下四个因素：负载参数、减速器的参数、电机的参数。负载参数计算分为两步：设备运转时间的确定、负载力矩的确定。减速器参数选择分为三部分：减速比的确定、平均输入转速的确定、平均负载力矩的确定；电机参数的选择也分为三部分：电机扭矩的确定、电机功率的确定、惯量匹配。拟定设计参数，每个工位的时间为6s，总共12个工位，因此 （3.1）设加速时间为0.1s，则角加速度为： （3.2）根据设计要求：圆盘的半径为275mm，质量为10kg，因此转动惯量为： （3.3）负载的力矩为： （3.4）电机与末端的转盘之间有多级传动，设安全系数为1.5，则总的力矩为： (3.5)3.2减速器选型计算减速比的确定：预选电机的额定转速为1000r/min，减速比i为：考虑到速比较大，因此选用多级集成的减速箱。3.3 电动机的选择所需电动机的功率可用如下公式计算： Pd为工作机的实际电动机输出功率KW，Pw为工作机所需要的输入功率KW，n为电动机只工作机之间的总效率。 因负载力矩较小，选用功率为200w，额定转速为为1000 r/min的电机3.4同步带的选型计算1.电机额定输出功率为0.2kw2、确定计算功 电动机每天使用24小时左右，查表4-1得到工作情况系数KA=1.7。则计算功率为：3、小带轮转速计算通过上面的计算为：1000r/min4、选定同步带带型和节距 由同步带选型图可以看出，由于在这次设计中功率转速都比较小，所以带的型号可以任意选取，现在选取H型带，节距Pb=12.7mm表3-1工作情况系数看KA图3-1 同步带选型图5、选取主动轮齿数 查表3-2知道小带轮最小齿数为18，现在选取小带轮齿数为18。6、小带轮节圆直径确定表3-2 小带轮最小齿数表7、大带轮相关数据确定 由于系统传动比为1:1，所以大带轮相关参数数据与小带轮完全相同。齿数18，节距12.7mm。8、带速v的确定9、初定周间间距根据公式得：10、带轮啮合齿数计算有在本次设计中传动比为一，所以啮合齿数为带轮齿数的一半，即zm=20。11、基本额定功率P0的计算查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表可以知道Ta=2100.85N，m=0.448kg/m。 所以同步带的基准额定功率为3.5 凸轮间隙传动机构的主要运动参数设计的部分常量为：中心距80，分度数8，转速200/min3.5.1 凸轮分度廓线头数、转盘滚子数与转盘分度书之间的关系凸轮分度廓线的头数主要有下列几种：单头，双头，多头，多头的比较少用。凸轮分度廓线如为左旋用表示，右旋则用表示，一般采用左旋较多。转盘转移圈中的停歇次数成为转盘分度数，它与转盘滚子数间的关系为83.5.2 凸轮与转盘在分度期与停歇期的运动参数凸轮分度期转角f在满足工作要求的条件下，一般取大一些的值对机构的运转情况是有利的，较常用的f。在满足动停比的情况下我们选f凸轮角速度为 凸轮停歇期转角为机构分度期的时间和停歇期的时间为 凸轮角位移以表示，并以凸轮分度期开始处作为=0。转盘分度期转位角转盘在分度其任意时刻的角位移 式中 S所选定的运动规律无因次位移转盘分度期的角速度为 式中 V所选的运动规律无因次速度。在计算时，无论是顺时针向或逆时针向转动，总取绝对值，即它不带正负号，因此也没有正负号。分度期转盘与凸轮的角速度比/与最大角速度比（/）max为 /= （/）max=式中 Vmax所选定的运动规律无因次速度的最大值，每种运动规律的Vmax是一个定值。3.5.3 动停比k与运动系数凸轮转移圈中，转盘的转位时间与停歇时间之比称为动停比k k=0.5凸轮转移圈中，转盘转位时间所占的比率称为运动系数 3.5.4 啮合重叠系数由于制造和安装误差等影响，可能发生凸轮廓线与转盘滚子啮合中断的现象。所以必须有适当的时间使前一个滚子尚未退出啮合时，后面的另一个滚子已先期纪念馆如啮合，以保证转动连续。在分度期间凸轮有两条同侧廓线时推动两个滚子所占的时间按比率加上1定义为啮合重叠系数： 式中 凸轮分度期转角； 在分度期间凸轮有两条同侧廓线同时推动两个滚子时所应对的凸轮转角。单头是一般取=1.11.3，双头时可以再大些，但也不宜过大，否则容易发生由于两条同侧廓线间的不协调而产生卡住的现象。3.6凸轮间隙传动机构的主要几何尺寸计算3.6.1凸轮节圆半径，转盘节圆半径与中心距C转盘的基准尺寸用节圆半径来表示，是转盘转动轴心到滚子宽度b中点处的转盘径向尺寸。凸轮的基准尺寸用节圆半径来表示，是沿凸轮中心与转盘转动轴线的公垂线量度的到的距离。故中心距C为 C=+两节圆的交点称节点3.6.2许用压力角凸轮上的压力角是指在凸轮与从动件接触点上的从动件运动方向和凸轮表面的法线方向的夹角。限制压力角值可以防止从动件和导槽间卡住，并使从动件侧面反推力最小。如果压力角过大，会使内核副很快磨损，若再大，将导致从动件卡住或弯曲变形，或产生振动等不能正常运转。所以压力角越小越好，根据经验一般=3040，所以设计中我们选=30。3.6.3转盘节圆半径37.2所以我们取=35（mm），=C-=80-35=45（mm）3.6.4滚子数z、相邻两滚子轴线间夹角、滚子半径与宽度b滚子数z一般都为偶数，常用的z=612。相邻两滚子轴线间夹角为 滚子半径和宽度b一般取为=（0.50.7）sin=（0.50.7）*35*sin22.5=6.699.38由上我们取=8mm b=（1.01.4）=811.2（mm）由上我们取b=10mm3.6.5凸轮的主要尺寸凸轮的顶弧面半径为 =31.04（mm），取=31mm凸轮定位环面两侧夹角为 凸轮的定位环面侧面长度h为 h=b+e式中 e滚子与凸轮槽底间沿滚子方向的间隙，一般取e=（0.20.3）b，但至少e510mm，所以我们有h=15凸轮定位环面外圆直径为 所以我们可以计算出，=98.45mm凸轮定位环内圆直径为 = -2hcos =98.45-215cos22.5=70.73（mm），取=70mm凸轮的理论宽度为相邻两滚子轴线与凸轮底部弧面相交处的宽度，为 （mm）在选定凸轮的实际宽度l是必须注意以下两点：（1） 应验算有适当的啮合重叠系数；当l愈大时，愈小。（2） 不允许在凸轮上出现两条定位环面，因次l亦不能太大。一般l为 得到 34.44l49.21 我们取l=40mm凸轮的理论断面直径为=76.85（mm）凸轮的理论断面外径是凸轮理论断面与凸轮顶弧面圆相交处的直径，为 =108.44（mm）凸轮的实际断面直径D为 D=+(l-)tg=76.85+40-34.44=79.14（mm），取d=79mm3.6.6装上滚子后转盘的尺寸转盘上径向对称两滚子外侧端面间距离为 =2+b=84（mm）转盘上径向对称两滚子内测端面间距离为 =2-b=56（mm）第四章 芯片检测中的自动吸取传动装置的三维建模与仿真4.1 SOLIDWORKS功能介绍Solidworks是基于特征的实体造型软件，建立的三维建模比二维平面图更加直观、清晰。同时利用装配建模技术可以将零件模拟装配起来。利用装配模型可以进行后续的装配干涉分析、运动仿真模拟、物性分析、有限元分析等，还可以在装配环境中对零件进行设计、编辑、修改。利用这些功能，能有效避免产品设计中经常带来的尺寸不匹配，零件干涉等问题。 在零件建模前，一般应进行深入的特征分析，后按照特征的主次关系，按一定的顺序建模。搞清楚零件是由哪几个特征组成，明确各个特征的形状，它们之间的相对位置和表面连接关系;然在Solidworks系统中，零件、装配体和工程都属于对象，它采用了自顶向下的设计方法创建对象。装配体是若干零件的组合，通常用来实现一定的设计功能，在Solidworks系统中，用户先设计好所需的零件，然后根据配合关系和约束条件将零件组装起来，生成装配体。使用装配关系，可相对其他零部件来准确地定位零部件，还可以定义零部件如何相对于其他零部件移动和旋转。通过继续添加配合关系，可以将零部件移到所需的位置。配合会在零件之间建立几何关系，例如共点，垂直，相切等。每种配合关系对特定的几何体组合有效。4.2 间隙传动机构三维建模打开新建界面，进入零件体，绘制草图，通过拉伸、旋转命令，建立电机、减速器的三维模型，如图4-1所示 图4-1 电机减速机通过拉伸、拉伸切除、阵列命令建立了主动带轮的三维模型如图4-2所示。图4-2 主动带轮根据理论计算，绘出凸轮分割器的三维模型如图4-3所示。图4-3凸轮分割器通过拉伸、切除命令，绘出旋转工作台的三维模型如图4-4所示。图4-4 旋转工作台通过草绘命令建立两个凸台，经拉伸切除命令得到键槽尺寸，最后阵列得到六个安装孔。旋转支架如图4-5所示图4-5 旋转支架4.4芯片检测中的自动吸取传动装置装配体芯片检测中的自动吸取传动装置的三维模型装配体如图4-6所示。图4-6 芯片检测中的自动吸取传动装置4.5芯片检测中的自动吸取传动装置的仿真Sliodworks Motion插件就是一个与SolidWorks完全集成的动画制作软件插件，它能将SolidWorks的三维模型实现动态的可视化，并且实时录制机构的模拟装配过程、模拟拆卸过程和机构的模拟工作过程，将机构的工作情况得到更好的表达，增强了人们对机构的认识和了解。产品的交互动画将SolidWorks的三维模型实现动态的可视化，摄制产品设计的模拟装配过程、模拟拆卸过程和产品的模拟运行过程，从而实现动态设计。仿真如图4-6所示：图4-7 Sliodworks Motion仿真结论此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一个转折点。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料、老师指导、与同学交流、找相关人士咨询、反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和知识的运用。通过这次设计，我了解了的芯片检测中的自动吸取传动装置的的用途及工作原理，熟悉了产品的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己的独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。毕