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基于气浮支承引线键合定位平台设计【5张图/13100字】【优秀机械毕业设计论文】

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编号:609917    类型:共享资源    大小:1.58MB    格式:RAR    上传时间:2016-02-29 上传人:木*** IP属地:江苏
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基于 支承 引线 定位 平台 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,32页,13100字左右。
任务书一份。
外文翻译一份。
开题报告一份。
答辩PPT一份。

图纸共5张,如下所示
A0-xy工作台装配图.dwg
A1-上平台.dwg
A2-传动座.dwg
A2-导轨.dwg
A2-零件图.dwg

基于气浮支承引线键合定位平台设计
摘要:
为满足新一代芯片封装设备对定位平台性能的要求,本文旨在研究设计一种全新的高推重比直接驱动气浮定位平台及其相应的位置伺服控制系统。通过协调机电系统的多影响参数,使平台在高加速度运动后,快速达到稳定状态。实现概念设计、详细设计、仿真实验以及系统的综合性能评估,提供面向芯片封装的高加速度高精度定位平台的单元级和原型级设计方法及关键技术的解决方案。
为了减小定位系统的摩擦力及其扰动,设计了一种基于气浮导轨支撑的两自由度高速精密定位平台。
该平台采用了新型的气浮解耦机构,使音圈电机置于固定支座上,有效地减小了定位平台的运动惯量。探讨了节流孔直径和导轨间隙对平台承载能力和静刚度的影响规律,得到一组优化参数;在此基础上对平台的运动稳定性进行深入分析,该平台在给定的初始条件下可快速趋于稳定,为该类气浮定位平台的设计提供了一定的理论基础。

关键词: 气浮支承 芯片封装 引线键合 定位平台

The positioning stage with air bearings, which based on the air-supported bearing and wire bonding

ABSTRACT:
In order to meet the requirements of the new generation of packaging equipments, this thesis is mainly to study and design a completely new positioning stage and its servo-control system. 
The stage is directly driven by high thrust-weight ratio linear motor and supported by aerostatic bearings. Through adjusting the multi-factors of the electromechanical system, the stage can be stabilized in short time after high-acceleration moving. The work of this thesis is to realize conceptual and in-depth design, simulation, experiment and comprehensive performance assessment, providing unit and prototype design methods and solutions of key technology for high-acceleration/high-precision positioning stage for packaging equipment.
In order to reduce the friction of positioning table and make it unvaried, a positioning table with air bearings has been introduced. An air decoupling mechanism is designed to make the voice coil actuators placed on the base and effectively reduce the motion inertia. The detailed principle is present. The rules how carrying capacity and stiffness of the table change with the orifice dimension, bearing clearance and length-dimension ratio is discussed. At the same time the optimized dimensions of air bearing are given. On the basis of them, the kinematic stability of the table is analyzed in detail, and the table could be stable rapidly with given starting conditions. All the achievements would provide theoretic reference to the design of this kind of positioning table with air bearings.

Key words: aerostatic bearing chip packing wire bonding positioning tabe 

目录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 选题的目的与意义 1
1.3 本课题主要讨论问题 2
1.4 相关研究情况 2
1.4.1机械部分相关研究情况 2
1.4.2 气浮部分相关研究情况 3
第二章 定位平台总体方案设计 5
2.1 定位平台机械部分方案确定 5
2.1.1 确定方案思想 5
2.1.2 方案对比分析与确定 6
2.2 空气静压导轨的方案设计 7
2.2.1确定方案思想 7
2.2.1 方案对比分析与确定 9
第三章 定位平台气浮导轨的设计 10
3.1 X轴气浮导轨的设计 10
3.1.1 空气静压导轨的工作原理及特点 10
3.1.1 空气静压导轨气垫的设计计算 10
3.2 Y轴气浮轴承的设计 13
第四章 定位平台传动部分的设计 14
4.1 定位平台拟采用的研究方案、研究方法或措施 14
4.2 定位平台结构设计 14
4.2.1 定位平台X轴滚珠丝杠型号的确定 14
4.2.2 定位平台X轴滚珠丝杠校核 16
4.2.3 定位平台X轴电机的确定 18
4.2.4 定位平台Y轴滚珠丝杠型号的确定 22
第五章 其他辅助零件的选择设计 23
5.1 定位平台轴承的选择 23
5.2 定位平台联轴器的选择 23
第六章 检测元件的选择 24
第七章 结论 25
参考文献 26
致谢 28
附录 29
附录一:外文文献 29
附录二:外文文献翻译 33

题 目 基于气浮支承引线键合定位平台设计

毕业设计(论文)任务与要求
任务:(1) 完成原理方案设计和结构方案设计,确定实施方案; 
(2) 对引线键合定位平台X、Y两运动导轨的相互运动方式进行设计; 
(3)对引线键合定位平台驱动装置、传动装置、供气装置、测量等装置进行设计; 
(4)完成装配图和零件图。
(5)参阅相关资料,了解气体润滑技术以及引线键合定位平台的工作原理及其发展,并查阅和收集相关资料;
(6)确定设计方案,并对各部分进行设计;
要求: (1) 图纸(幅面和张数):A0图纸不少于2张; 
(2) 外文翻译字数:中文不少于3000字 ; 
(3)参考文献篇数:中文不少于 15篇 ,英文不少于3篇 ;
(4) 论文字数:不少于15000字。 


基于气浮支承引线键合定位平台设计







内容简介:
西安文理学院本科毕业设计(论文) 第 1 页 附录 附录 一 : 外 文文献 An is a of is on as of in to of of of of of to of is in in 00 nm to to of in of by of is by of is in in in in is is 0 in is of is to of is is on of is on 西安文理学院本科毕业设计(论文) 第 2 页 is on of 0 N/m, of of is or in is of in C in in it of C to it is a is it be as a At on a -Y by to On of of is of of of on of is A of is of A is by by is It to It to on by so of be XY in As of C) Y of C 安文理学院本科毕业设计(论文) 第 3 页 of in C of C as Y is as to to in of to be By in of to Y of Y be to Y le Y le it is to So be on it be to C In on a Y is By as Y CA of is on ID is is XY of X an d Y is as Y Y is on y CA is so y CA be on of it at on is as is as be as y CA is is on in y of is on is of is on on CA by le in 安文理学院本科毕业设计(论文) 第 4 页 so of be by by is a as CA a It is in So 050 85 一B is 02 N 0 6, .8 In to of 125 9KM 9 12TN an d 8 12TN NA in , Y of In to an d Y C CA Y is of it at is as so of be XY by by be By as of is on ID is is of Y 西安文理学院本科毕业设计(论文) 第 5 页 附录二:外文文献翻译 基于气浮支承和直线电机驱动技术的超精密气浮定位工作平台,是一种新型的精密运动机构,克服了传统上采用旋转电机和滚珠丝杠驱动方式所造成的传动环节多、响应滞后大以及存在非线性摩擦等缺点,实现了微纳米级加工定位和快速传输,被广泛应用于半导体光刻、精密测量和生物医学等领域。但是,当超精密定位平台的定位精度接近传统加工的极限时,其动力学特性难以满足高速运行时平台的稳定性和快速性要求。因此,本文对静压气浮轴承的支承刚度、空间位置和平台构型对平台动力学特性的影响以及相应的优化方法进行了深入系统的研究,研究成果已在100刻机的研发中得以成功应用。 针对气浮支承刚度对定位平台动力学特性的影响,运用结构动力学建模的基本理论和有限元建模方法,对计算模型进行了气浮支承刚度波动的参数化修正,求解计算得到了系统的固有频率和广义刚度与气浮支承刚度之间的变化关系。采用最小二乘法,揭示了气浮支承刚度波动与平台固有频率之间的关系。基于气浮支承刚度变化对平台固有频率灵敏度的分析,提出了气浮支承刚度的优化方法。 提出了部分网格的空间移动技术,并对静压气浮轴承空间安装位置进行了优化研究。当静压气浮轴承安装在不同位置时,平台前 5 阶固有频率的比值的 极限依次为: 且加速度响应的峰值具有明显的变化,最大的加速度响应峰值比达到了 10 倍左右。 利用拓扑优化技术,开展了超精密气浮定位平台驱动臂部分的优化研究。在进行动力学特性优化研究过程中,发现了现有驱动臂的设计不足,提出了驱动臂的设计优化方法,解决了超精密气浮定位平台驱动臂部分的设计问题。 基于上述研究成果对超精密气浮定位平台进行了动力学特性优化的实验研究。当静压气浮轴承在确定位置和支承刚度达到 70N/ m 时,对试验模态分 析获得的平台固有频率,与有限元计算仿真结果进行对比分析,最大相对误差为 验证了静压气浮轴承支承刚度参数设置的正确性;调节静压气浮轴承的供气压力,对超精密气浮定位平台的动力学特征随静压气浮轴承支承刚度变化的实验研究,实验数据与仿真计算的结果进行对比分析,两者具有很好的一致性。 高速高精运动是电子制造装备的核心技术之一。在芯片封装中,随着芯片尺寸的减小,生产率要求的提高,封装设备的加速度、速度和定位精度要求越来越高。这给运动控制器的设计提出了极大的挑战。本文首先分析了封装过程中设备的运行特点,指出此 运动是在两点之间快速的往复运动,并满足高精度定位要求,但对运动过程中的精度要求不高,因此可抽象为重复的快速点到点运动。接着提出了关于快速点到点运动的性能指标,最后以一个高加速度直线伺服系统 直线电机驱动的 位平台为研究对象,设计控制器使得平台能进行快速点到点高精度定位。 根据流体力学连续性方程和运动方程,研究了小孔节流静压气浮导轨的特性,西安文理学院本科毕业设计(论文) 第 6 页 分析了小孔节流器孔径和气膜厚度与静压气浮导轨承载能力、刚度和耗气量的内在关系,给出了静压气浮导轨结构设计方法。通过模拟仿真给出了静压气浮导轨的一组优化参数,并校核 了所设计的高速精密气浮平台的静态性能。提出了一种基于音圈电机直接驱动,静压气浮导轨支承,静压气浮解耦的高速精密定位平台。该方案应用了音圈电机直接驱动,消除了现有精密定位平台常用的伺服电机滚动丝杠螺母机构形式存在返程间隙和摩擦的问题;应用了静压气浮导轨支承,消除了滚动导轨支承存在摩擦的问题;应用气浮解耦机构将驱动电机布置在基座上,减小了运动惯量。这些措施为高速精密定位平台性能的提高提供了可能。 速定位平台,定位精度高,分辨率高和可靠性,可以实现二维运动,并已被广泛用于机械加工设备。作为集成电路的关键 运动模块( 粘结剂,良好好的 位平台的精度和动态性能的重要粘接设施。近年来,随着 片的集成度和巨大的市场需求的增加,速度和精度高已成为 装设备的发展趋势。 现在,如焊线机, 装设备和引线键合螺杆驱动 位平台用来作为交换机制,以改变旋转运动为直线运动,导致运动中的差距和大惯性,对螺杆驱动的 高旋转电机使用直线电机驱动 作台的精度,速度和加速度表的限制。既可以用螺杆驱动 作台也可以用直线电机驱动 作台用以解决反应滞后,有限的速度和加速度,它是 在难以提高的高速精密定位系统研究的基础上新的驾驶系统和动态控制算法的基础上进行研究的,这将有利于促进装设备的开发。 在本文中,基于音圈驱动器( 接驱动, 位工作台,采用新颖灵活的脱钩机制。考虑集中质量弹簧系统的定位表,并使用牛顿力学原理和电磁理论, 动态模型的开发,机电耦合系统的控制模型,通过拉普拉斯变换。 基于位移 制器,环路锁定为定位系统控制算法进行了研究,精密实验开展。 在 作台的基础上,音圈驱动器, 动工作台,去耦机制灵活,线性光栅。为直接 驱动的 作台的驱动软件使用, Y 平台安装在 X 平台的顶部。 y 轴与Y 工作台通过灵活去耦机制连接,使 定在平台上可以减少惯性,使有可能在高速定位平台运动的基础上精确安装。线性光栅作为 Y 工作台反馈的 X 工作台的反馈元件。 具体去耦脱钩机制可以描述如下: 导向是固定的,并可以在 y 方向沿导轨移动。预装连杆装上导向键,另一端连接预装弹簧,弹簧的另一端安装在导向键上, y 轴向 驱动器 Y 驾驶灵活去耦机制。 X Y 工作台移动方向, Y 运动平台的去耦机制具有弹性铰链和预装铰链, 可消除干扰引起的变形 ,装配 误差 ,小的弹性变形能消除瞬间产生的 较大 惯性 , 弹簧可消除间隙。 一个特殊的的直接驱动,工作原理是洛伦兹直接驱动的,如高的速度和加速度,齿轮无 ,滞后自由,无限的位置敏感和精确的控制特性使 一个完美的直接驱动伺服控制。自适应在高频动机和高精度定位控制系统。西安文理学院本科毕业设计(论文) 第 7 页 峰值力是 移 50 毫米,力常数 86,最大的移动质量 0.8 高系统的可靠性,大部分组件都选择 9及选择 9/12一 8/12 承系统。关键零部件,例如,X, Y 平台导向键。 为了提高速度是基于 直接驱动, 作台,采用新颖灵活的去耦机制,集成电路焊机 作台的三维定位精度,惯性减少,使定位平台高速度和高精度。线性光栅用于作为反馈元件。高的平台的定位速
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本文标题:基于气浮支承引线键合定位平台设计【5张图/13100字】【优秀机械毕业设计论文】
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