文章目录

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 课题的研究目的与意义

1.2 国内外现状

    1.2.1 电子元件装配机械手的国外现状

    1.2.2 电子元件装配机械手的国内现状

1.3 主要研究内容

第二章 电子元件装配生产线设计方案

2.1 工艺流程分析

2.2 设计参数要求

    2.2.1 电子元件的工艺要求

    2.2.2 PCB的工艺要求

2.3 电容供料器

    2.3.1 安规电容供料器

    2.3.2 电解电容供料器

2.4 PCB输送供料形式选择

2.5 电子元件装配机械手方案分析

2.6 本章小结

第三章 电子元件装配机械手的选型与设计

3.1 各方向模块传动方式的选定

3.2 X和 Y方向模块

3.3 Z方向模块

    3.3.1 Z模块方案一

    3.3.2 Z模块方案二

3.4 各方向电机选型计算

3.5 同步带轮的选型计算

3.6 本章小结

第四章 夹爪的结构设计与研究

4.1 夹爪的技术要求分析

4.2 夹爪的设计方案

    4.2.1 平行手指夹爪

    4.2.2 柔性夹爪

    4.2.3 爪指夹取动作分析

4.3 电子元件装配机械手视觉定位系统

4.4 电子元件装配机械手的最终设计方案

4.5 本章小结

第五章 控制系统的设计

5.1 控制系统的设计需求

5.2 伺服电机的驱动器模块

5.3 传感器的选定与控制

    5.3.1 传感器的选定

    5.3.2 传感器的接线

5.4 PLC的选定与设计

    5.4.1 PLC的选定

    5.4.2 PLC关键程序的设计

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

文章摘要:PCB（Printed Circuit Board）是承载各种电子元件的母板,在电子信息行业中具有重要的地位。随着电子信息行业的发展,对电子元件装配的效率和质量要求也越来越高。传统的装配方法是人工装配电子元件,工作效率低,且装配质量差,近年来也出现很多自动化装配设备,但是该类设备一般为刚性机械手,装配过程中易对PCB造成二次损坏。因此为提高装配质量、降低废品率,本文设计了电子元件柔性装配机械手。本文以两种不同类型的电子元件（安规电容和电解电容）为例,基于SolidWorks三维建模软件,设计了一种电子元件柔性装配机械手,该机械手适用于多种电子元件,与刚性机械手相比具有更高的适应性和安全性。本文研究的主要内容为装配机械手机械结构的选型设计和控制系统的选型设计。主要完成的工作有:（1）对PCB生产线电子元件装配工艺进行了方案分析,确定了电容供料和PCB输送的工作方案,对装配机械手进行了整体结构设计。（2）对机械手的核心模块——Z方向模块进行了结构设计。本文提出了双凸轮和滚珠丝杠花键轴两种不同的传动方案,双凸轮方案中确定了改进正弦加速度运动规律并对运动规律进行了角度、速度和加速度计算与分析,得出了运动规律曲线图;对滚珠丝杠花键轴进行了选型计算和动作原理分析。通过比较各方案优缺点,选择滚珠丝杠花键轴的设计方案。（3）针对电子元件装配夹爪提出了两种方案,并对各方案的优缺点进行了比较,最终选定了柔性夹爪方案,并对柔性夹爪的配件进行了结构设计,对爪指和电容进行了有限元分析,确定了装配电子元件前爪指与电子元件之间的间隙。（4）对该机械手的控制系统进行了部分选型与设计,主要包括电机驱动器的选型、传感器的选型和PLC的选型与设计。

文章关键词:

论文DOI:10.27262/d.cnki.gqdau.2019.001021

论文分类号:TP241

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