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含6张CAD图纸、说明书 GC系列 贴片机 结构设计 机构 研究 设计 CAD 图纸 说明书 GC 系列

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内容简介：

贴片机结构设计开题报告 一 选题的依据及意义自从无线电技术发明以来，电子组装技术就诞生了。但在电子管时代，人们只靠手工焊接电子电路，电子管记录器是当时的主要产品，新学科的兴起犹如一块石头激起千层浪。在20世纪40年代，晶体管的诞生，合成聚合物，和印刷电路板的研制是成功的，人们尝试将晶体管和通孔元件直接焊接在印刷电路板、电子产品结构紧凑，体积开始收缩。在上世纪50年代，英国研制出世界上第一台波峰焊接机，一种晶体管的通孔元件插入印刷电路板通孔组件采用波峰焊接技术实现，和半导体收音机、黑白电视的迅速普及世界各地，开辟了一个大型工业电子产品波峰焊接技术问题产生的新时代。世界电子技术的发展作出了不可估量的贡献。在上世纪60年代，电子手表行业，为了实现电子表的小型化，人们开发了无铅电子元件，这是直接焊接到印刷电路板表面的电子表，小型化的原型，这是今天被称为表面贴装技术。表面贴装技术（SMT）是将表面贴装元件连接到印刷电路板表面的电路安装技术。印刷电路板无需钻孔插入孔和。具体地说，是第一个在印刷电路板的焊盘涂上焊锡膏，然后垫上表面安装元器件的准确填充涂覆在印刷电路板上的焊膏焊膏加热至熔化，冷却实现组件和电路之间的互连后。在20世纪70年代，被称为日本电子工业的发展，敏锐地发现了先进的SMT产品的销售，并在电子行业迅速，很快将推出一个特殊的专用设备（SMT贴片机，回流焊炉，印刷机）和各种芯片组件，极大地丰富了SMT的内涵，也为SMT的发展奠定了坚实的基础。经过40多年的发展，SMT技术已进入成熟阶段。它是当前电路组装技术的主流，并在不断深入发展。其主要目的是开发SMT技术的小型化芯片组件，用于制造混合电路，从SMT制造工艺和集成电路技术的角度为发展做出了巨大贡献。SMT技术的出现，从根本上改变了传统的电气设备生产方式，成为现代电子组装技术的一个新的里程碑。可以看出，SMT是一个技术密集型、知识密集型的，涉及元器件封装电路板技术、印刷技术、自动控制技术、焊接技术、物理、化工、新材料等专业的综合性技术学科。贴片机是SMT生产线中的重要设备之一，不仅因为它几乎占到了一半以上，整个生产线的投资，因为它是整个生产线的产品精度、生产效率、生产能力和实际生产起着决定性的作用。因此，SMT机的发展可以引起越来越多的关注。贴片机是一种机器、电源、光、计算机控制技术综合。它通过移动、定位、放置、移动，快速、准确地将SMD元件通过移动安装头移动到PCB板指定的位置。目前，SMT的发展趋势正朝着高速、高精度、智能化、柔性化制造系统、多功能化等方向发展。二 国内外研究现状及发展趋势1. 国外研究现状SMT技术国外发展一直走在前列，如日本的松下，雅马哈，Fuji，三星，德国西门子，美国在世界各地，菲尔普斯荷兰已经发展的很成熟的产品系列。美国是世界上第一个使用SMT的国家，在投资、电子产品和军事装备等领域，SMT的优点是组装密度高、可靠性高。日本于20世纪70年代从美国引进SMT技术，并将其应用于消费类电子产品领域，投入巨资，加强基础材料、基础技术和推广应用的研究与开发。日本从上世纪80年代末开始，以加快SMT行业电子设备领域的综合应用，仅用了四年使SMT在近30%的增长，计算机和通信设备的应用数量，超过美国，是世界领先的SMT应用。自20世纪80年代中期以来，SMT已进入高速发展阶段。90年代初，它已成为全新成熟的新一代电路组装技术，并逐渐通过插件技术取代了孔。据有关资料显示，第二十世纪80年代以来，全球采用电子产品通孔组装技术的速度为11%，而SMT电子产品的使用率则在8%以上。到目前为止，日本、美国等国家有80%以上的电子产品采用SMT。欧洲国家SMT起步较晚，但他们高度重视发展，并有良好的产业基础，发展速度也非常快，其发展水平在日本和美国之后。自上世纪80年代以来，新加坡、韩国和中国的香港和台湾地区也投入巨资引进先进技术，使当地的SMT取得了快速的发展。2. 国内研究现状国内企业的中国产品在技术水平差距较大的精度，情报和安全性能与国外先进产品的其他方面，国内高端需求主要通过进口来满足电动执行机构。SMT在中国的应用始于上世纪80年代初。 6 初步介绍了SMT生产线从美国，用于彩色电视调谐器生产日本和其他国家。然后它被用在录像机生产，摄像机和口袋高波段收音机和随身听，已逐渐应用于计算机、通讯设备、航空航天和电子产品近年来。2000，据不完全统计，大约有超过40的企业在中国从事表面贴装元件的生产，大约有超过300的公司已经介绍了SMT生产线，不同程度地采用SMT技术，国家出台了7000多个贴片机。随着改革开放的深入和加入WTO，近年来，美国的一些制造商，日本和新加坡已经对中国SMT加工厂，仅在2001-2002年引进4000多名SMT单位。经过20年的持续增长，特别是在2000至2004连续5年的超高速增长，中国已经成为世界上最大的SMT行业力量，预计这一立场不会改变10年。自2005以来，中国的SMT行业已经进入了一个调整转型期，这一调整和转型期的关键是中国的国家权力从SMT贴片。SMT在我国的发展前景十分广阔。我国在引进SMT机的同时，也在发展和研究。贴片机使用的是一个在中国的75计划 9 电子设备类重点发展项目。20多年来，一些研究机构，在中国的大学和工厂SMT生产线中的各种设备。开始在中国1978的第一彩电生产线引进电子研究所开始，两机的研制工作，工信部电子56所后，电子厂等部门，4506个空间局、广州机床研究所等科研院所的发展，并已取得了大量的科研成果。这些研究成果虽然尚未工业化，但为后世积累了宝贵的经验。3. 发展趋势贴片机由早期的机械对，到目前的光学对准，具有超高速的安装能力，然而，技术总是向前。贴片机也将加快贴片速度，提高安装精度，加载和管理更方便的方向。趋势是：（l）双轨道用于在一条轨道上实现PCB贴片，另一条轨道用于供给板，减少PCB的交付时间和保持时间。（2）采用多磁头组合技术、飞行中心技术和Z轴软着陆技术，使贴片速度更快、组件更稳定、精度更高，真正将PCB贴片直接回流到回流焊炉回流焊。（3）改进送料机的送料方式，缩短送料机的更换时间。（4）采用模块化理念，通过快速配置、集成设备，可以方便地在生产线之间进行装配或转移，真正实现线的柔性化和多功能化。（5）该系统软件功能的开发更加强大，包括PCB文件的各种形式，直接优化补丁文件，减少手工编程时间，机器故障诊断和生产管理系统，实现智能操作。总之，随着科学技术的不断发展，SMT设备也需要不断的改进和改进，以满足元器件不断发展的需要。一种新的安装技术正在出现，即电场安装技术。该技术采用电场控制移动和安装微型元件。它是一种新的微型材料构件安装方法。一旦技术进入实用阶段，将给传统的安装设备带来划时代的变革。因此，可以说，新一代SMT设备将朝着高精度、高速度、多功能的方向进一步发展和完善。三 课题研究内容 1.查阅相关文献，撰写详细的开题报告。2.贴片机整体结构的分析和设计。贴片机的整体组成，主要包括机架、PCB传送机构及支撑台、xy与z伺服定位系统、光学识别系统、贴装头、供料机、传感器和计算机操作系统。本课设主要设计机架、贴装头，并对其结构进行具体的说明分析。3.关键部分的设计分析和其他零部件的选取4.贴片机中交流伺服电机的计算和选取5.机械零部件的计算与校核6.总装配图和零件图的绘制四 参考文献l张文典.21世纪SMT发展趋势及对策.电子工艺技术.2001，22(l):1-4页2宣大荣.表面组装技术.北京:电子工业出版社，1994，113-131页3陆峰，.范兆周.SMT设备的发展现状及趋势.世界电子元器件.2002:41-42页4孙红鹰，银万根，荆秀莲.SMD与贴片机.电子工艺技术.1999，20(2):55-57页5Igor Sosman，Simon Davis.Plaeement Maehine and Proeess Control Optirnization.Eleetronies Systemintegration Teehnololy Confer-enee.2006，9(2):867一872P6O，Brien，Katherine.Surfaeemountonflex.SurfaeeMountTeeh-nolology.1993:32-35P7中国SMT自动贴片机市场分析.现代表面贴装资讯.2007，6(4):21页8胡金荣.中国贴片机市场新格局.电子制造.2006(4):54-56页9刘利吉.加快发展我国SMT产业.工艺设备.2002:10-11页10电子学会生产技术学分会.第七届表面贴装技术电子互联与封装技术论文集.2003l1鲜飞.贴片机的现状及发展趋势.电子工业专用设备.2007，(148):4-5页12鲜飞.SMT设备的最新发展趋势.产业观察.2007:10-12页l3Homa：HounHouman，LiKin-F，Rafatirad Setareh. Funetional units Power gating in SMT Proeessors. Institute of Eleetrieal and Eleetronies Engineers Ine. 2005:125-128Pl4王文波，石星耀.表面贴装生产工艺过程及分析.电子工艺技术.2005，26(4:):222-224页l5肖永山，宋福民，刘少军.片式电子元件贴装设备综述.电子工艺专用设备.2006，(143):7-13页16廖汇芳主编.实用表面安装技术与元器件.北京:电子工业出版社，1993l7张涛，李莉.面积阵列封装BGA和FlipChip.电子工艺技术.1999，19(1):6-11页l8周德俭，吴兆华编.表面组装工艺技术.国防工业出版社，2005，8(3):96-99页l9陈磊.安必昂推出新品贴片机，成立中国能力中心.电子产品世界.:2005(10):110页2l李青.SMT生产设备关键技术和关键问题的分析.世界电子元器件.1998(4):70-71页22肖加妇，宋福民，刘少军.全自动贴片机横梁设计与动力学仿真.计算机辅助工程.2006(15):340-343页23李玉炜，钟江生.贴片机的虚拟样机研究.机械设计与制造.2005(8):62-63页24唐露新.传感与检测技术.科学出版社，2006(l):2-5页25鲜飞.贴片设备的选择.表面贴装设备.2006(4):64-67页26张立勋，张今瑜，杨勇.机电一体化设计.哈尔滨工程大学出版社，2004(2):129-147页27王文斌，林忠凯，李奇等编.机械设计手册.机械工业出版社，2006，l(5):1027-1030页贴片机结构设计文献综述一 前言 自从无线电技术发明以来，电子组装技术就诞生了。但在电子管时代，人们只靠手工焊接电子电路，电子管记录器是当时的主要产品，新学科的兴起犹如一块石头激起千层浪。在20世纪40年代，晶体管的诞生，合成聚合物，和印刷电路板的研制是成功的，人们尝试将晶体管和通孔元件直接焊接在印刷电路板、电子产品结构紧凑，体积开始收缩。在上世纪50年代，英国研制出世界上第一台波峰焊接机，一种晶体管的通孔元件插入印刷电路板通孔组件采用波峰焊接技术实现，和半导体收音机、黑白电视的迅速普及世界各地，开辟了一个大型工业电子产品波峰焊接技术问题产生的新时代。世界电子技术的发展作出了不可估量的贡献。在上世纪60年代，电子手表行业，为了实现电子表的小型化，人们开发了无铅电子元件，这是直接焊接到印刷电路板表面的电子表，小型化的原型，这是今天被称为表面贴装技术。表面贴装技术（SMT）是将表面贴装元件连接到印刷电路板表面的电路安装技术。印刷电路板无需钻孔插入孔和。具体地说，是第一个在印刷电路板的焊盘涂上焊锡膏，然后垫上表面安装元器件的准确填充涂覆在印刷电路板上的焊膏焊膏加热至熔化，冷却实现组件和电路之间的互连后。在20世纪70年代，被称为日本电子工业的发展，敏锐地发现了先进的SMT产品的销售，并在电子行业迅速，很快将推出一个特殊的专用设备（SMT贴片机，回流焊炉，印刷机）和各种芯片组件，极大地丰富了SMT的内涵，也为SMT的发展奠定了坚实的基础。经过40多年的发展，SMT技术已进入成熟阶段。它是当前电路组装技术的主流，并在不断深入发展。其主要目的是开发SMT技术的小型化芯片组件，用于制造混合电路，从SMT制造工艺和集成电路技术的角度为发展做出了巨大贡献。SMT技术的出现，从根本上改变了传统的电气设备生产方式，成为现代电子组装技术的一个新的里程碑。可以看出，SMT是一个技术密集型、知识密集型的，涉及元器件封装电路板技术、印刷技术、自动控制技术、焊接技术、物理、化工、新材料等专业的综合性技术学科。贴片机是SMT生产线中的重要设备之一，不仅因为它几乎占到了一半以上，整个生产线的投资，因为它是整个生产线的产品精度、生产效率、生产能力和实际生产起着决定性的作用。因此，SMT机的发展可以引起越来越多的关注。贴片机是一种机器、电源、光、计算机控制技术综合。它通过移动、定位、放置、移动，快速、准确地将SMD元件通过移动安装头移动到PCB板指定的位置。目前，SMT的发展趋势正朝着高速、高精度、智能化、柔性化制造系统、多功能化等方向发展。SMT技术国外发展一直走在前列，如日本的松下，雅马哈，Fuji，三星，德国西门子，美国在世界各地，菲尔普斯荷兰已经发展的很成熟的产品系列。美国是世界上第一个使用SMT的国家，在投资、电子产品和军事装备等领域，SMT的优点是组装密度高、可靠性高。日本于20世纪70年代从美国引进SMT技术，并将其应用于消费类电子产品领域，投入巨资，加强基础材料、基础技术和推广应用的研究与开发。日本从上世纪80年代末开始，以加快SMT行业电子设备领域的综合应用，仅用了四年使SMT在近30%的增长，计算机和通信设备的应用数量，超过美国，是世界领先的SMT应用。自20世纪80年代中期以来，SMT已进入高速发展阶段。90年代初，它已成为全新成熟的新一代电路组装技术，并逐渐通过插件技术取代了孔。据有关资料显示，第二十世纪80年代以来，全球采用电子产品通孔组装技术的速度为11%，而SMT电子产品的使用率则在8%以上。到目前为止，日本、美国等国家有80%以上的电子产品采用SMT。欧洲国家SMT起步较晚，但他们高度重视发展，并有良好的产业基础，发展速度也非常快，其发展水平在日本和美国之后。自上世纪80年代以来，新加坡、韩国和中国的香港和台湾地区也投入巨资引进先进技术，使当地的SMT取得了快速的发展。国内企业的中国产品在技术水平差距较大的精度，情报和安全性能与国外先进产品的其他方面，国内高端需求主要通过进口来满足电动执行机构。SMT在中国的应用始于上世纪80年代初。 6 初步介绍了SMT生产线从美国，用于彩色电视调谐器生产日本和其他国家。然后它被用在录像机生产，摄像机和口袋高波段收音机和随身听，已逐渐应用于计算机、通讯设备、航空航天和电子产品近年来。2000，据不完全统计，大约有超过40的企业在中国从事表面贴装元件的生产，大约有超过300的公司已经介绍了SMT生产线，不同程度地采用SMT技术，国家出台了7000多个贴片机。随着改革开放的深入和加入WTO，近年来，美国的一些制造商，日本和新加坡已经对中国SMT加工厂，仅在2001-2002年引进4000多名SMT单位。经过20年的持续增长，特别是在2000至2004连续5年的超高速增长，中国已经成为世界上最大的SMT行业力量，预计这一立场不会改变10年。自2005以来，中国的SMT行业已经进入了一个调整转型期，这一调整和转型期的关键是中国的国家权力从SMT贴片。SMT在我国的发展前景十分广阔。我国在引进SMT机的同时，也在发展和研究。贴片机使用的是一个在中国的75计划 9 电子设备类重点发展项目。20多年来，一些研究机构，在中国的大学和工厂SMT生产线中的各种设备。开始在中国1978的第一彩电生产线引进电子研究所开始，两机的研制工作，工信部电子56所后，电子厂等部门，4506个空间局、广州机床研究所等科研院所的发展，并已取得了大量的科研成果。这些研究成果虽然尚未工业化，但为后世积累了宝贵的经验。二 主题部分 1.历史背景 贴片机由早期的机械对，到目前的光学对准，具有超高速的安装能力，然而，技术总是向前。贴片机也将加快贴片速度，提高安装精度，加载和管理更方便的方向。趋势是：（l）双轨道用于在一条轨道上实现PCB贴片，另一条轨道用于供给板，减少PCB的交付时间和保持时间。（2）采用多磁头组合技术、飞行中心技术和Z轴软着陆技术，使贴片速度更快、组件更稳定、精度更高，真正将PCB贴片直接回流到回流焊炉回流焊。（3）改进送料机的送料方式，缩短送料机的更换时间。（4）采用模块化理念，通过快速配置、集成设备，可以方便地在生产线之间进行装配或转移，真正实现线的柔性化和多功能化。（5）该系统软件功能的开发更加强大，包括PCB文件的各种形式，直接优化补丁文件，减少手工编程时间，机器故障诊断和生产管理系统，实现智能操作。总之，随着科学技术的不断发展，SMT设备也需要不断的改进和改进，以满足元器件不断发展的需要。一种新的安装技术正在出现，即电场安装技术。该技术采用电场控制移动和安装微型元件。它是一种新的微型材料构件安装方法。一旦技术进入实用阶段，将给传统的安装设备带来划时代的变革。因此，可以说，新一代SMT设备将朝着高精度、高速度、多功能的方向进一步发展和完善。 2.贴片机的分类 目前世界上已经有很多个贴片机生产厂家，贴片机的种类达几百种之多，贴片机的分类虽没有固定格式，但习惯上有一下几种。 1）按速度分类 中速贴片机：3000片/小时贴片速度9000片/小时 高速贴片机：9000片/小时贴片速度40000片/小时 超高速贴片机：大于3000片/小时 通常高速贴片机采用固定多头或双组贴片机头安装在x-y导轨上，x-y伺服系统为闭环控制，故有较高的定位精度，贴片器件的种类较广泛。这类贴片机种类最多，制造商也多，可以在多种场合下使用，并具有多功能组合技术，可根据不同的生产需要和环境的制约，组合拼装使用。而超高速贴片机则多采用旋转式多头系统，根据多头旋转的方向又分水平旋转式与垂直旋转式。 2）按功能分类 1.射片机 射片机是一种专门用与片式元件贴装的机器，由于贴装速度非常快，通常称为高速贴片机。 2.多功能贴片机 多功能贴片机也叫高精度贴片机或泛用机，可以贴装高精度的大型、异型元器件，一般也能贴装小型片状元件，几乎可以涵盖所有的元件范围。其有以下特点：精度高、灵活性好；机械结构少磨损、反馈快、安静、易于保养等特点。多功能贴片机能够处理各种各样的复杂的元器件，是复杂电子产品生产中必不可少的设备。 3.高速多功能贴片机一般的贴片机功能较为单一，对于复杂的产品，必须使用不同功能的贴片机进行组合配线完成整个产品的贴装。目前有的复合式贴片机和平行式贴片机能安装多功能贴装头或者多功能模组，从而实现既能同时高速贴装小型片状元件，又能贴装高精度、大型、异型元器件；可以接受几乎所得的元件包装方式，包括可以加装盘装元件送料器。三 总结贴片机是整个SMT生产线的核心部分，一直是研究的重点。高校最关注的是最优控制的研究工作，视觉部分和各种算法，提高了精度和效率高的贴片机，它没有机械结构进行了较深入的研究，本文的主要内容就是针对这一空缺的研究和设计。四 参考文献 l张文典.21世纪SMT发展趋势及对策.电子工艺技术.2001，22(l):1-4页2宣大荣.表面组装技术.北京:电子工业出版社，1994，113-131页3陆峰，.范兆周.SMT设备的发展现状及趋势.世界电子元器件.2002:41-42页4孙红鹰，银万根，荆秀莲.SMD与贴片机.电子工艺技术.1999，20(2):55-57页5Igor Sosman，Simon Davis.Plaeement Maehine and Proeess Control Optirnization.Eleetronies Systemintegration Teehnololy Confer-enee.2006，9(2):867一872P6O，Brien，Katherine.Surfaeemountonflex.SurfaeeMountTeeh-nolology.1993:32-35P7中国SMT自动贴片机市场分析.现代表面贴装资讯.2007，6