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1、北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计 异形件自动插件机机械结构设计与计算学 院：专 业：姓 名：指导老师：工业自动化学院机械电子工程余志强学 号：职 称：160404106620吴明友副教授中国珠海二二年五月诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计异形件自动插件机设计机械结构设计与计算是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 2020 年 05月 13 日异形件自动插件机机械结构设计与计算摘要现在电子工业生产中基本都用到PCB板，小到手表，大到军用武器系统。如今，国内一些家用电
2、器的PCB板异形插件生产基本上是以劳动密集型人口作业流水线形式，但是生产质量十分依赖人的熟练度，存在PCB板质量不稳、生产周期长、浪费原料、人工成本较高和管理困难等问题。本文利用了Solidworks软件，设计一款能实现将异形电子元器件在PCB上插件的自动异形件插件机，并对插件机各零部件机械结构进行设计，对插件机的整体外观和各个核心部分都认真分析校核，其插件精度高，速度快，能自动运送物料以及检测，最大程度上满足高效有益的生产活动。关键词：异形件插件机 机械结构设计 solidworksAutomatic plug-in machine for special shaped parts Mech
3、anical structure design and calculationAbstractNowadays, PCB is basically used in the production of electronic industry, ranging from watches to military weapon systems. Nowadays, the production of PCB special-shaped plug-ins in some domestic household appliances is basically in the form of labor-in
4、tensive population operation line, but the production quality is very dependent on the proficiency of people, there are problems such as PCB quality instability, long production cycle, waste of raw materials, high labor cost and management difficulties. In this paper, using Solidworks software, we d
5、esign an automatic special-shaped parts plug-in machine which can realize the plug-in of special-shaped electronic components on PCB, and design the mechanical structure of each part of the plug-in machine, carefully analyze and check the overall appearance and each core part of the plug-in machine.
6、 Its plug-in has high precision, fast speed, and can automatically transport materials and detect, to the greatest extent to meet the high efficiency Production activities of profit.Key words: Special shaped parts plug-in machine，Mechanical structure design，Solidworks目录1绪论11.1研究目的和意义11.2国内外发展现状21.3插
7、件机的发展趋势52异形件插件机的整体结构设计72.1异形件插件机外壳设计72.1.1异形件插件机外壳的主要功能72.1.2异形件插件机外壳的组成与连接方式72.1.3异形件插件机的外壳整体设计82.1.4整体的外壳刚性设计102.1.5设计结果102.2异形件插件机的机架的设计112.3异形件插件机的底座设计113运动模块的设计123.1 X-Y驱动结构的选型123.2横梁结构的设计143.3拱架结构设计174 PCB板的调宽机构设计224.1PCB板调宽机构的特点224.2滑动丝杆螺纹设计和计算234.3导轨的整体设计254.3.1导轨选取254.3.2导轨类型选取265机头部分设计25总结
8、31参考文献32谢辞331绪论1.1研究目的和意义随着我国近几十年来的高速持续发展，国人在相关行业的不断努力下，中国成为世界上最大的电子信息产品制造的基地。我国电子制造业正处于向强国转型的关键时期。电子制造业毋庸置疑是国民经济的重要组成之一，对于增强国力、促进经济发展作用关键。电子制造包含了各式各样的电子产品。无论是大型机器还是小型电子设备，其实都是按照电路原理图的规则加上电子元器件的有机排布，再进行批量制造的。电子制造技术多种多样，但其根本制造上离不开各式的元器件。多样的零件和基板使元器件位置固定并相互有机连接，实现电子产品所需功能。自动异型件插件机的功能在工业生产上大大提高了效率。它可以将
9、指定的电子元器件按照写好的程序安装到PCB板。传统电子装配行业主要是由工人将电子元器件插在电路板上。近代以来，工业机器规模化生产逐渐投入使用，人工插件效率低下，错误率高等问题渐渐显露。而使用自动异形件插件机，从长期角度考虑其不仅降低了人工成本，也让插件水平和质量得到提升。自动插件机基本包括了电感、电容和连接器等元器件，设计工序的人会根据工作量以及相对合理性对每个插件部位进行分工，事实上，一个机械只负责安装一定数量原件，而且是重复操作，尽可能地减少出错概率，可以说一举两得。可以说工业自动化设备是装备制造行业的组成部分的关键，尤其是工业机器人，极大的提高了生产效率，还有降低废品率和产品成本，作用巨
10、大。中国目前的电器制造业保持着较为稳定的发展，从中看出PCB板的生产需求还是非常大，异型件自动插件机生产研发与推广是制造业的内在需求，是制造业向前发展的潜在动力。目前国内的插件机大多数处于样机开发与调试中，功能简单，效率低下，它的推广应用十分不便。因此，异形件自动插件机的市场潜力可见一斑。1.2国内外发展现状在我国初期阶段，插件机的技术发展存在严重滞后的情况，很多地区工业自动化程度相对于国外来讲是有一定的差距的。在国内，插件技术大致为人工插件全自动插件、半自动插件和人工插件技术。最早人工插件技术是我国电子工业的基础；更进一步的就到了半自动插件技术了，此技术适合小批量的多品种类型产品的生产。八九
11、十年代的时候曾经大部分用于军工企业和研究所使用，到如今已经逐渐被淘汰了；随着国家经济科技的快速发展，工业自动化的进程逐加快，新型的自动插件机问世。不仅提高了自动化程度与劳动效率，更是大幅度减低其劳动成本支出。后来在生产大批量的品种产品中广泛使用。在我国内，最具有代表性的就是东莞市的新泽谷机械有限公司。其在国内发展比较迅速，设计的款式简约实用，在创新方面也是有很多新的突破，其采用开放式的运动控制技术和软件，操作对于新人来说很友好，而且后期维护很是方便。其产品系列也很健全，像3000系列的插件机， LED插件机这些设备中，3000系列普及更加广泛。最新最实用的立式机当属XZG-3000系列，如图1
12、-1所示，拥有多套数独立伺服控制系统，有高稳定插件性能。小家电的电子元件插装中，一台机器单位时间内的插件量可以媲美20个工人，其效率令人叹服。它的应用软件大多是中方Windows系统，不仅操作简单易懂，还带有人机界面的对话。十分先进与高效，适用于大批量投入开发。表1-1为XG-3000自动立式插件机部分参数规格图1-1 XZG-3000EL实物图表1-1 XG-3000 自动立式插件机 参数规格理论速度18000点/小时（软件系统升级可提速）插入不良率小于300PPM插入方向0-360度 增量为1度。引线跨距双间距2.5mm/5.0mm/7.5mm或3.5mm基板尺寸最小50mm50mm，最大
13、450mm450mm基板厚度0.79-2.36mm元件规格最大高度为23mm，最大直径为10mm，最大引脚直径为0.8mm元件种类电容器、晶体管、三极管、LED灯、按键开关、电阻、连接器、线圈、电位器、保险丝座、熔断丝等立式编带封装料。元件引线剪脚长度1.50.3mm（短脚刀），2.00.3mm（长脚刀）元件引线弯脚角度10-35度(可调)料站数量60 站（推存使用站数），可选（10-100站）机器尺寸(长宽高)主机尺寸1800mm1600mm2000mm料站尺寸500mm600mm760m机器重量2000KG（40站）使用电源220V，AC（单相）50/60HZ，2.0KVA/1.8KW（节
14、能型）系统保护不间断电源(UPS)配置，断电后可运行15分钟使用功率1.6KW（节能型）使用气压0.6-0.8MPA用气量0.3立方/分钟使用环境温度5-25度机器噪音65分贝孔位校正方式机器视觉系统,多点MARK视觉校正.驱动系统AC伺服,AC马达数据输入方式USB接口输入(EXCEL文档格式)控制系统中文操作界面(WINDOWS系统控制平台)液晶显示器元件密度元件本体之间1mm间距，贴片元件与孔之间距离不能小于3mm工作台运转方式顺时针和逆时针方向线路板输送方式手动/自动可选相对于国内，国外的插件机的发展更为迅速，并且附带了很多不同的人机交互功能。其典型代表品牌有环球自动插件机和松下自动插
15、件机。环球产品中有2596A、2596B、2596R等出色的代表机型如图1-2，部分参数见表1-2。图1-2代表机型表1-2部分参数表基本参数基板尺寸（mm）L60 W 60 L 408 W 360插件速度12.80 s/点元件外形55+ 55 + JW (JW选购件)对象元件电阻1/12 W, 1/8 W, 1/6 W, 1/2 W,二极管, 圆形陶瓷电容器元件插入方向4个方向 (0 度, 90度, 180度, 270度)基板的替换时间约2S空压源0.50 MPa, 150 L/min (A.N.R.)设备尺寸（mm）W 4 070 D 1 910 H 1 610 *31.3插件机的发展趋势
16、随着国家科技的不断创新提高，国内插件机的产品会越来越好，许多方面都会得到改善，以应对不同元件的插件需求。其趋势也会变得度更快：（1）采用方向不一致的多轨道用来实现单导轨的PCB插件，在另一个导轨进行送板时，减少传送PCB的时间与贴片头在待机时进行的停留用时。（2）改进供料器的供料方式，降低替换元器件的时间，提高工作效率。（3）利用多头组合技术、z轴软着陆技术和飞行对中原理使元件放置位置更稳、精度提高、不拖泥带水，插件后直接进入下一工序，高效节能。（4）使用创新模块化概念，在更快的配置速度下，相关设备在生产线间拼装转移变得简便，多功能化生产大大提高了效率。插件程序在维护升级时使用人工编程存在费时
17、，增加人力成本等弊端。改进升级插件程序，设计一套设备故障自我诊断和自动优化管理制造生产的系统，不再依赖人工，实现智能化生产模式。2异形件插件机的整体结构设计2.1异形件插件机外壳设计2.1.1异形件插件机外壳的主要功能首先外壳是插件机组成的最基本部分。插件机是高速运动的精密机器，在实际生产过程中会遇到各种不同的工况发生，与很多不稳定的外在因素。所以插件机的外壳设计必须要满足实际使用过程中的各种要求。第一，要将插件机的内部整个构建完全包裹起来，避免外界与裸机直接接触，保证人员的生命安全；第二，要满足工业生产的安全要求，要做到防水、防尘、防老鼠和防电磁干扰等；第三，要使机器内部接线方便，多采用人机
18、交互的方向思考；第四，保证机器在高速且长时间内工作的时候可以有良好的散热；最后，要形成一个完整立体的形象，外观实用美观。2.1.2异形件插件机外壳的组成与连接方式实际生产中插件机的外壳组成三部分：外壳本体部分、操作控制部分和外置监视部分，如图2-1所示。外壳本体是保障裸机运行至关重要的组成部分。它分成大部分：上架、下架与基础连接架。它的基本连接结构为基础连接架与裸机相链接，下架与基础连接架部分连接，再把上架和下架相连，结构之间用螺栓进行固定。这个设计的优点在于外壳本体成为了一种整体结构,不论是刚性还是稳定性都能达到高要求，高水准。外壳的连接方式设计还要考虑防振以及拆卸是都便捷。人性化的设计在满
19、足工业生产要求的同时，也增加了安全性，提高了工作效率。图2-1外壳本体显示及监控的部分,负责信息显示与报警,CP机显示器和警示灯都是这部分结构。在安装位置上，显示装置即可安在外壳本体,也可通过链接部件安装在裸机,很多异形件插件机上的显示装置采用前一种安装。用螺栓把警示灯安装在外壳本体。所谓操作控制,是指令输人和动作调整,设计结构中是鼠标、按键，电气开关之类。鼠标与按键的安装位置 ,可以便捷多样化处理。比如他们可以和显示器一起安装在统一结构中,或者分开,安装在外壳上。本次设计的异形件插件机的按键可以用间接的方式安装在外壳本体,充分利用结构的便捷性。鼠标则可以磁铁吸附的方式固定在外壳上，操作也具有
20、一定的人性化特点。电气开关也以合理的布局方式嵌装在外壳上。总而言之，在设计方案上显示监控部分与操作控制部分既可独立也可组合设计，两者都各有优点，本次设计采取独立设计的方式。2.1.3异形件插件机的外壳整体设计异形件插件机的外壳最重要的就是要确定它的比例与尺寸。在此设计过程中，使用了比例混合法，单一比例已不能满足要求，不一样的比率和特征矩形相互胡混合，使得他们之间具有良好的比例运行，十分理想，调控方便，不会发生很大的偏置。会让真个给看起来很好协调规整。从左右亦或是前后四来观察，整个机器都会产生稳定和均衡的视觉效果。在变化与统一上，整一个外壳多数方面采用规直线条,在外壳上部分、中间与前后板间使用4
21、5度转角用于过渡和协调,利用这种变化,使得统一与变化美学法则得到施展，在视觉方便更好的传达了结构的整体性。前面和后面使用玻璃罩,留了一个大小合适的观察窗口,操作者乐意监控整个生产进程,让庞大的设备看起来运行的十分轻便。如图2-2。图2-2 外壳的结构比例图在确定了整体结构比例后，就要对其外表选取一些可靠的色彩和肌理等设计。在色彩部分，整机采用了工业灰，符合工业自动化生产的标准。工业灰色体现了：高端、专业的风格。同时在审视的过程中会让人产生一种宽广的视觉感受。同时，国际上绝大多数异形插件机都是采用工业灰色的色调，在进行组线时，也兼顾了整体的机械色调的协调。其次就是肌理的设计，设计一款好的产品不光
22、要有好的外观，而且还要有一个好的操作感受，因为长时间的加工生产容易使人产生疲劳。物质材料的表面组织结构就称为肌理，同时，也是产品外观的三大要素之一。因此，肌理采用了喷粉、洒点的工艺处理外壳的表面，使其形成微粒纹理，给人以柔软、舒适高端的感觉。最后，在插件机的外壳表面采用电镀锌板表面喷塑，可以保证材料的耐腐蚀性。但是，如果采用了其他方式的喷塑，则需要保证有防锈底漆后才可进行喷塑。2.1.4整体的外壳刚性设计异形件插件机在高速工作状态下会产生剧烈的震动。因此，外壳要具有足够的刚度才能使机器更加牢固稳定地运行。在设计当中，异形件插件机外壳的中间和下方两条基础链接架和其中的机架链接。整个外壳形成整体结
23、构，插件机的刚性作用大幅增加，防抖动的功能效果增强。如图2-3所示。图2-3 机架与外壳连接防抖动结构图2.1.5设计结果(l)我们的设计对设计要素进行了整理规划 。(2)工艺设计与整体结构起到了防振功能,简单的价格和装配与维护的方便都十分便利。(3)人体工程学理论的运用,使操作功能部件的排布更加的合理美观。(4)我们生活中的美学与现代化工业设计的标准,让设计从整体协调。2.2异形件插件机的机架的设计可以说机架是设备机器的支撑，机器中的运动模块和整机的运行，他的结构的合理性会影响贴装之稳定程度。设计时要考虑的几个重要因素：1.其结构尺寸是否达到要求2.能否全面承载机床高频急速运转。3.贴片机工
24、作进行是，是否会振动影响到贴片机贴片的效率与效果。4.布置贴片机的电路以及电气箱的占比位置5.机架和地脚的链接是否合理。上面的所有因素，均使用方钢材质。如图2-4。图2-4机架结构图2.3异形件插件机的底座设计在插件机的内部结构当中，整机的插件过程，包括PCB供料器、工作台和底座承载横梁运动模块等部件都是靠底座进行运行，它的稳定性能对设备精度有重大的影响。底座在满足静力要求下，承受的运动冲击较大，我们在设计时要考虑其动态和静态的时候两种情况。底座设计至关重要。一开始考虑整体结构尺寸其中HTH这边对插装高度是由有统一的标准的（经查询为900mm）。 在设计需求上，PCB板尺寸范围60mm60mm
25、到350mm560mm，PCB工作台的结构是双层并列的形式，进而底座总长度要大于两倍可贴装 PCB 板上面要求的MAX宽度。3运动模块的设计3.1 X-Y驱动结构的选型异形件自动插件机机械部分是整机最为关键，设备的质量，如精度、完整度是由机械系统的机构方案、零部件的设计、设备机器的调制水准，整体结构相当复杂纷繁，它的运动性能的好坏是机械系统重要组成。所用X-Y驱动模块是控制伺服电机驱动插件头沿X、Y特定方向移动准确、平稳的让插头停在工作所需的位置。工作时，细小误差会带来插件的不稳定性产生，也可能使得插件位置发生变化，造成误差。所以X-Y运动结构的选择要考虑多方面原因，结构的合理性，X、Y方向的
26、规定唯一，Z轴的运动和设计变化，运动的快慢，与运行环境以及设备机器寿命等。所以说,我们在设计中设计运用的拱架式结构，如图3-1所示。图3-1 拱架式结构拱架式结构分为四种： X-Y-Z架上联动；X-Z联动，Y单动；X-Y-Z架下联动；X-Y联动，Z单动，如表3-1。表3-1拱架式结构序号名称简图特点1X-Y联动，Z单动横梁固定不动，刚度容易保证；X-Y平台联动，是经典结构，但不容易提速2X-Y-Z架上联动结构简单，但Z轴不能高于X-Y运动平面。X-Y运动平面的其中一个方向刚度不容易保证3X-Z联动，Y单动横梁、平台都容易保证精度，但平台行程要比其它结构多1倍4X-Y-Z架下联动横梁结构刚度是设
27、计的难点，除此之外，各项性能优于其他结构如果发生横梁跨距值小于要求的情况, 使用单侧驱动可以解决这个问题;横梁跨距值过大, 采用双侧驱动的方式。精度要求较低, 我们用悬臂结构代替框架结构, 这样的好处是使得结构简便, 成本减少。设备的x-y运动结构是驱动插件头在x轴和y轴方向按照工业生产的要求来回移动,让插件头精准稳定的到达产品生产工艺的所需要求位置。图中的第四种结构，可以认为是我们设计的最终结构, 它可以较为完整的实现快速、精度较高的工业要求。异形件插件机的x-y方向驱动有好多异同组成方案, 比如说是将滚珠丝杠加上直线导轨，配上伺服电机所带有的驱动形式。还有同步齿带加上直线导轨，也是伺服电机
28、驱动方式。还有直线电机加上直线导轨进行驱动的方式。我们都知道滚珠丝杠摩擦的摩擦阻力小，但是它的寿命较长，加之传动效率高且稳定，所以通过预紧滚珠消除螺母副轴向间隙的方法，极大的加强了精确度和刚度需求。设备的工作台上的加工件 PCB 板，它的特点是重量轻。因此，工作台对导轨的负载需求比较低，用直线滚动导轨来继续，刚性强，运动方面看起来稳定，精度也不俗。插件机工作台的轴向方面进给设计预想为直接链接。具体为用电机主轴拉出，经过联轴器，与丝杠相连。跳过减速装置后，省去一部，直接将步进电机的驱动直接给到丝杠。 插件机的工作台设计的定位精度为 0. 025mm， 它的脉冲量是 0. 025mm/step。用
29、的步进电机步距角达到 2.0 度/步，考虑到滚珠丝杠的螺距是 6 毫米，可以判断步进电机给出一个脉冲，和丝杠螺母副链接的滑块进给量是0.03mm，经过计算与我们预设的脉冲当量0.06mm/step 符合。这次设计中选取的联轴器装有弹性元件，用于抵偿X、Y轴的位移和实际偏移。设计的工作台是用四个沟槽轮固定，工作台的下面装有二极管的管脚的点焊装置，考虑到了实际需求。3.2横梁结构的设计设备的横梁是异形件插件机 X 轴方向上的负载的零件，同时也是 Y 轴方向重要的组成部分。它与贴片头紧密相连，所以横梁是插件机精确定位的关键。这次论文设计的异形件插件机满足实际工作中的插件速度，有不低的加速度与减速度，
30、这些在横梁上直接承载，所以采用较轻的铝合金充当横梁之材质。如表3-1的设计技术要求，加上异形件插件机整体结构要求，横梁结构如图3-2中所给表3-2 X方向横梁设计技术要求方向PCB板范围插件精度功能主要部件X方向50-140mm0.02mm承载插件头X方向的运动横梁图3-2 横梁的结构.3.2.1横梁的校核横梁工程图如图3-3所示：图3-3横梁工程图正应力验算：等截面直梁，中性轴为横截面对称轴Wz 抗弯截面系数2、梁的强度验算3.3拱架的结构设计龙门样结构，顾名思义，因其形状酷似龙门而因此得名。这种设计稳定简单，工业生产时运行方面灵活多变，在目前市场上很多自动插件机都在运用这种机构。在结构上，
31、上面的拱架是异形件插件机贴片头与横梁的承载部分，其还支撑着机器 X、Y两轴移动，可以说是异形件插件机十分重要的组成部分，表3-3为Y方向横梁技术要求。多数拱架结构是与机架融合为一体的，这样的设计也有优缺点。比如结构刚度不低且非常稳，但是此结构的缺点也显而易见，就是占比空间过大，笨重难以移动，在实际生产方面更是因为制造成本高而不被广泛使用。考虑到这些原因，在本次论文中设计的独立式拱架和一体式相毕交，其质量轻、性能方面稳定、加之性价比高等优点十分突出。设计机架结构如图3-4所见。表3-3 Y方向横梁设计的技术要求方向PCB板范围插件精度功能主要部件Y方向50-360mm0.02承载横梁以及贴片头Y
32、方向的运动拱架图3-4拱架结构3.5接驳台的设计 自动插件机中，接驳台用于装卸PCB板，由上接驳台运送板至工作区域，插件完成后，由下接驳台移送走PCB板。工业生产上要求装卸过程迅速且具备稳定性。保证板的质量的同时，高效率完成运送工作。 零配件主要有输送板如图3-5图3-5输送版 内外输送板要求具有较好的抗形变能力，选取材料为45钢，具备较好强度。输送板（外）工程图如图3-6：图3-6输送板工程图六棱柱摇臂如图3-7：图3-7六棱柱摇臂输送时，六棱柱调宽轴套与摇臂连接，轴套上的凹槽设计增加了与摇臂连接的稳定性，输送时不会产生较大震动。摇臂内孔半径比调宽轴套半径略小一些，在合理公差范围内。轴套内孔
33、表面粗糙度为0.80，可以进一步降低与六棱柱连接时的缝隙，在调节宽度时，滑动更加流畅。六棱柱轴套如图3-8：图3-8六棱柱轴套轴套零件图：图3-9轴套零件图4 PCB板的调宽机构设计4.1PCB板调宽机构的特点根据PCB板转送结构的特点，本次设计采用螺旋传动方式，使得螺母与螺杆间进行不影响的相互运动。让直线运动代替了旋转运动。主要特点如下所述：1.从结构上看较为紧凑，传动链的长度简短许多。设计方面也变得简单，便于日常的使用和来日的维护工作2.根据螺旋传动方式的要求，既在传动链中准确传递运动位移量，方便控制螺母唯一速度，提升精度。3.根据载重需求，考虑到轴向的载荷F与其中的转矩T双重作用下设备上
34、的螺杆极易发生形变，间接会使螺距发生变化进而使得传动的精度降低。所以，螺杆的刚度必须进行严谨的校准核对。调宽板如图4-1：图4-1调宽板调宽板零件图：图4-2调宽板零件图4.2滑动丝杆螺纹设计和计算 工作台上都是一些精密元器件在移动加工，因此滑动丝杆要求一定性能，才能保证工作台定向移动的准确性。丝杆需保存妥当，日常维护必不可免，如果表面发生锈迹或磨损都会造成精度上的不足。螺纹设计上有抗磨损，滑动方便等优点。 丝杆如图4-3：图4-3丝杆图4-4丝杆零件图已知PCB板传送装置宽度调整各项指数需求，螺旋轴向载荷=15，轴向区间工作速度Vx0.20m/s，行进距离L6000mm，且自锁。（1）许用应
35、力和牙型材质使用梯形螺纹，单线要求，螺杆采用45钢，ZCuSn5Pb5Zn5型螺母，滑动初始速度Vs4m/s， 许用比压P12-19/m， 取P11.50/m（1.01.2）/m（90-180） m， 取 0.60.6*90N/m54N/m螺母的许用应力：bp(4060)N/m， 取bpN/m；p(3040）N/m；p=35N/m（2）耐磨性的设计根据梯形螺纹标准，螺杆螺纹参数如下：5mm，20mm，d115.5mm，d218mm螺母高度*d21.8*1832.4， 取32螺纹的旋合圈数=8（3）验算耐磨性导程角为：tan， /d2，得4.05。（4）验算自锁查表，摩擦因数0.1，梯形螺纹牙型
36、角304.3导轨的整体设计4.3.1导轨选取异形件插件机的传送装置安装运送PCB板时，只有丝杆提供给动力，不能保证机构各部分可以到达工业生产中预设的位置。设备在贴片的时候对各方面的要求精度都需达到一定值。机器中的传送装置作为重要一环，其精度要求非常高，因此调整传动装置时，需要提前用导轨进行引导，可以对传送装置抵达的位置精度有很大提升。直线导轨如图4-5所示。图4-5 工作台导轨导轨零件图如图4-6：图4-6工作台导轨零件图4.3.2导轨类型选取一般工业上用到导轨，根据其接触面的不同特性可以分为：滑动摩擦式导轨、弹性磨擦式导轨、液气体静压式导轨和滚动摩擦式导轨；结构特点分为力封式与自封式。自封式
37、又叫做闭式，它可以不用借助外力，只需要导轨本身的结构形态就能正常运动。而力封式又叫开式，在运行时需要借助外力来保证运动件以及承导面间接触运行，使得预设运动按直线进行。异形件自动插件机上的插件区域要求实现工作台的上下运动和宽度方向上往复移动。需要在下层的平板左右区域两侧安装，调宽机构压板的内侧也需要安装，而且升降机构的内侧也是需要导轨来进行引导的。导轨的质量会对运动的精度产生重要印象，而且升降台工作能力好坏与寿命都与之息息相关。所以导轨必须满足以下条件：1.需要精度高的导向，这点毋庸置疑。2.材质的刚度必须过关。因为导轨的刚度决定了设备的载荷能力，需要非常的确保导轨副的刚度必须满足，而且还应有符
38、合要求的接触精度。3.其导轨的运动的灵活性和平稳需要符合实际要求。因为贴片机精度与运动速度都不低。所以导轨必须具备合格的平稳性。5机头部分的设计在实际生产制作中，x、y工作台和接驳台的结构设计一般都不会变化，而机头部分的压料杆、短轨道、送料系统都需要根据实际提供的物料元件来进行设计。插件头是机头部分的重要组成机构，在执行异形元件插件过程中，通过气缸的上下运动来实现。同步轮采用滚珠轴套筒的结构，通过选取的伺服电机驱动，从而使得插件头旋转工作。气缸的进、出气口均装有节流阀，不会使气缸的运动速度发生较大异常，保证了机头组工作的稳定性。插件与气缸之间用花轴键连接，花轴键与气缸杠一头用浮动接头形成稳定连
39、接。工作过程中，气动组把异形原件运送至夹料位置区域，Z夹再把异形元件平稳的插到PCB上，完成插件。压料杆如图5-1：图5-1压料杆压料杆装配图如图5-2：图5-2压料杆装配图1.压料杆 2.料夹 3.定位销压盖 4.料夹销 5.活塞杆 6.YT OW 7.压料杆盖（标准件）浮动接头如图5-3：图5-3浮动接头短导轨如图5-4：图5-4短导轨工程图其它部分插件机使用的标准件如表5-1表5-1部分自动插件机所使用的标准件1名称目前使用品牌型号 产地整机购买总数单位2送料压料杆部分3可调标准气缸SMCCDJ2B16-20Z-B-XC8-C734可调标准气缸SMCCDJ2B16-25Z-B-XC8-C
40、735浮动接头SMCJA15-5-0806排气节流阀SMCAS1201F-M5-06SA7气管接头SMCM-5ALU-48气管接头SMCM-3ALU-49O型密封圈GB外径10 线径d1.810Y型密封圈(DYP-6)司达行DYP-6X3X2.1X2.511压簧GB外径5.5线径0.5长度10 节距1.512压簧GB外径2.5线径0.25长度6.5 节1.513E型挡圈GB轴卡2mm14内六角圆柱头螺钉GBM42015直线滑轨米思米SEB10-7516Y型密封圈(DYP-9)司达行DYP-9X6X2.1X2.517圆柱销市购42418圆柱销市购D1.5X1219圆柱销市购D4X1520圆柱销市
41、购D6X152100整机22总气源电磁阀EMCTG5231-101个/台23直通气管接头市购PC12-032个/台24内六角堵头市购3/8（3分）牙1个/台25排气洁净器(过滤器) SMCAMP320-03B-T1个/台26排气洁净器托架 SMCBE501个/台2790度弯头市购PL12-031个/台28直通变径市购PG12-101个/台29空气组合元件(油雾器)百灵AW4000-041套/台30直通气管接头市购PC12-042个/台31电缆接头外购IP681个/台32隔板直通接头百灵PM121个/台33工控机(电脑主机)硕控SK-2412-41E/B4/S641台/台34显示器DELLE17
42、15SC液晶1台/台35触摸屏(带控制卡)17寸四线电阻屏1张/台36工业键盘 (键鼠一体)双环（YOOGOU)DX-87F/PS21个/台总结异形件插件机使用越为广泛，以其精准性、高效性、节省人工成本等优势，越来越多的投入工业生产使用。本次论文设计总体十分综合，需要各方面的知识能力综合应用，先后了解了插件机的整体特性，结构组成分析，应力计算等各方面。其实也非常容易犯错误，在画零件图时一个尺寸的标注错误，就会造成后面一系列不好的后果，造成损失。通过这次论文实践，对插件机的机械结构有了更深的理解。在设计插件夹爪的时候，要考虑应对不同产品时它的结构稳定性。在调节F夹时，实际肉眼对准的位置可能还会在
43、应用的时候产生偏差。还有物料导轨与供料器的高度等等。整个过程都需要不断观察和思考。通过改进和调试，选取最佳方案，以达到预期效果。其中也有许多不足，结构设计的创新性方面还需要积累更多经验。这次毕设也感受到了团队力量的重要性，有好几次都是小组之间的相互鼓励，才让我继续走下去。团队直接的集思广益、头脑风暴都促使了问题的解决和方案的完善。这对日后的研究学习其他东西都是十分重要的经验。参考文献1 庄德才. 自动插件机控制系统的研究D. 青岛科技大学, 2011.2张建民.机电一体化系统设计M.北京理工大学出版社3冯清秀，邓星钟.机电传动控制M.武汉：华中科技大学出版社，2011.64 夏育平, 龙绪明, 黄昊,等. 自动插件机的现状和发展C/ 2011中国高端SMT学术会议. 2011.5 熊诗波，黄长艺. 机械工程测试技术基础M. 北京：机械工业出版社，2006.56 冯清秀，邓星钟. 机电传动控制M. 武汉：华中科技大学出版社，2011.6 7 邹慧君.机械系统设计原理.北京：科学出版社，2003.8 张策.机械原理与机械设计.北京：继续工业出版社，2004.9 张策.机械动力学.北京：高等教育出版社，2002.10 孟宪源.现